一种电渣板极熔焊结晶器及其制造方法与流程

本发明属于电渣板极熔焊技术领域，涉及一种结晶器及其制造方法，具体涉及一种电渣板极熔焊结晶器及其制造方法，尤其是一种制造电解铝行业阳极结构型阳极钢爪专用结晶器及其制造方法。

背景技术：

电解铝阳极钢爪是电解铝生产企业的大量消耗件。过去钢爪是采用消失模铸造的钢爪，具有钢爪材质杂，金属密度大，电阻率高，抗氧化性弱等问题。现在选用优质轧制钢材制造阳极钢爪，要完成钢爪的大截面的电渣熔焊，就必须有专用结晶器。过去结晶器采用铜、钢材料人工焊接成结晶器，人工焊接结晶器存在焊接技术要求高，结晶器工件误差大，不能通用互换，易发生渗漏，材料损耗大，使用利用率低，焊接过程中有毒气体对人员损害大的等问题。

同时，电解铝阳极钢爪在制作过程中，利用电渣极板熔焊设备生产，在生产过程中结晶器承载着大功率、高温度，且冷却环境对结晶器要求不能渗漏，变形，对热膨胀后冷却焊缝不能开裂，结晶器的热传导性要求高等的性能要求。

而且，铜、钢焊接成型的结晶器，制作周期长，产量小，劳动率高，加工成本高浪费严重。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种能够解决上述问题的新型电渣板极熔焊结晶器及其制造方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种电渣板极熔焊结晶器及其制造方法，其制造简单，减少材料浪费，加工周期短，使用率高，不易损坏，且可修复。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电渣板极熔焊结晶器，其包括上结晶器和下结晶器，其特征在于，所述上结晶器由上结晶器主体和与所述上结晶器主体相连的上结晶器盖板组成，所述下结晶器由下结晶器主体和与所述下结晶器主体相连的下结晶器盖板组成，所述上结晶器主体的顶面设有“回”字型空腔结构，所述“回”字型空腔结构的中间设有贯穿上下的锥形方孔，所述上结晶器主体背面开有四个第一孔，所述下结晶器主体的底面中间开有凹槽，并且所述下结晶器主体的背面开有四个第二孔，所述上结晶器主体和上结晶器盖板通过多个螺钉相连，所述下结晶器主体和下结晶器盖板通过多个螺钉相连。

进一步地，其中，所述上结晶器主体的背面开有的所述四个第一孔分别靠近所述上结晶器主体的背面的四个顶角。

更进一步地，其中，所述下结晶器主体的背面开有的所述四个第二孔分别靠近所述下结晶器主体的背面的四个顶角。

此外，本发明还提供一种上述电渣板极熔焊结晶器的制造方法，其包括以下步骤：

(1)、将紫铜原料在高温炉内加热至1083℃，形成液态之后通过模具浇铸成所述上结晶器主体和下结晶器主体的毛坯件，然后对所述毛坯件进行返复锻打、挤压使紫铜的组织结构细密、去除其中气孔，以增加紫铜的密度，使其达到8.92g/cm³以上；

(2)、将步骤(1)得到的毛坯件放入真空炉内加热到600℃，保温2-4小时，之后放入水中冷却防止氧化、消除应力；。

(3)、将步骤(2)处理的毛坯件放置到数控车床中，按钢爪要求的尺寸进行外壁精度处理和内腔精加工；

(4)、将所述步骤(3)加工完毕的所述上结晶器主体和下结晶器分别加装所述上结晶器盖板和下结晶器盖板并用螺栓紧固连接和密封；

(5)、在所述上结晶器主体的背面开设所述四个第一孔，并在所述下结晶器主体的背面开设所述四个第二孔。

与现有的结晶器及其制造方法相比，本发明的电渣板极熔焊结晶器及其制造方法具有如下有益技术效果：

1、通过结晶器的重新改造设计克服了原有结晶器制造复杂，材料浪费严重，加工周期长，使用率低，易损坏和不可修复等问题。

2、结晶器制作过程采用冷加工，避免焊接、加温等热处理对结晶器的损伤。

3、结晶器的水冷内腔不设立隔板，以减小水流阻力，冷却效果更好。

4、结晶器由整块紫铜一次加工完成，且制作过程采用冷加工，避免焊接、加温等热处理对结晶器的损伤。

附图说明

图1是本发明的电渣板极熔焊结晶器的轴测图。

图2是上结晶器的轴测图。

图3是下结晶器的轴测图。

图4是上结晶器主体的右上视图。

图5是上结晶器主体的左下视图。

图6是下结晶器主体的左上视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。

图1示出了本发明的电渣板极熔焊结晶器的轴测图。如图1所示，本发明的电渣板极熔焊结晶器包括上结晶器1和下结晶器2。在使用时，把电解铝行业使用的阳极钢爪的横梁和钢爪腿放置在所述结晶器内，预留熔焊焊缝，采用电渣板极熔焊在结晶器内完成金属融合，焊接成型。

如图2所示，所述上结晶器1由上结晶器主体1-2和与所述上结晶器主体1-2相连的上结晶器盖板1-1组成。优选地，所述上结晶器主体1-2和上结晶器盖板1-1通过多个螺钉相连。也就是，所述上结晶器主体1-2的顶面上设有多个螺纹孔，所述上结晶器盖板1-1上也设有多个螺纹孔，通过螺钉将所述上结晶器主体1-2和上结晶器盖板1-1连接在一起。

如图3所示，所述下结晶器2由下结晶器主体2-2和与所述下结晶器主体2-2相连的下结晶器盖板2-1组成。优选地，所述下结晶器主体2-2和下结晶器盖板2-1通过多个螺钉相连。也就是，所述下结晶器主体2-2的底面上设有多个螺纹孔，所述下结晶器盖板2-1上也设有多个螺纹孔，通过螺钉将所述下结晶器主体2-2和下结晶器盖板2-1连接在一起。

如图4所示，所述上结晶器主体1-2的顶面设有“回”字型空腔结构1-2-1。所述“回”字型空腔结构1-2-1的中间设有贯穿上下的锥形方孔1-2-2，也就是，所述锥形方孔1-2-2在所述上结晶器主体1-2的顶面上呈方形，且从所述上结晶器主体1-2的顶面向下呈锥形延伸。

同时，如图5所示，所述上结晶器主体1-2背面开有四个第一孔1-2-3。优选地，所述上结晶器主体1-2的背面开有的所述四个第一孔1-2-3分别靠近所述上结晶器主体1-2的背面的四个顶角。

并且，在本发明中，如图1所示，所述上结晶器主体1-2的顶面被所述上结晶器盖板1-1覆盖住，且，其中所述锥形方孔1-2-2未被所述上结晶器盖板1-1覆盖住。

如图6所示，所述下结晶器主体2-2的底面中间开有凹槽2-2-1。优选地，所述凹槽2-2-1呈锥度回收。也即是，所述凹槽2-2-1从所述上结晶器主体2-2的底面向上呈锥形延伸。

并且，所述下结晶器主体2-2的背面开有四个第二孔2-2-2。优选地，所述下结晶器主体2-2的背面开有的所述四个第二孔2-2-2分别靠近所述下结晶器主体2-2的背面的四个顶角。

并且，在本发明中，所述下结晶器主体2-2的底面被所述下结晶器盖板2-1覆盖住，且，其中所述凹槽2-2-1未被所述下结晶器盖板2-1覆盖住，也就是，使得所述下结晶器2的底面呈空腔结构。

在制造本发明的电渣板极熔焊结晶器时，其具体包括以下步骤：

首先，选用整块的优质紫铜为原料，也就是，所述上结晶器主体1-2和下结晶器主体2-2分别由一整块优质紫铜制成。选好原料之后，将紫铜原料在高温炉内加热至1083℃，形成液态之后通过模具浇铸成所述上结晶器主体1-2和下结晶器主体2-2的毛坯件。

为了提高其密度，在浇铸好之后，对所述毛坯件进行返复锻打、挤压使紫铜的组织结构细密、去除其中气孔，以增加紫铜的密度，最后，使其达到8.92g/cm³以上。

接着，将锻打、挤压后的毛坯件放入真空炉内加热到600℃，保温2-4小时，之后放入水中冷却防止氧化、消除应力，以进一步提高强度。

然后，将经过上述处理的毛坯件放置到数控车床中，按钢爪要求的尺寸进行外壁精度处理和内腔精加工。也就是，通过数控车床对其进行冷加工，以使其外壁和内腔尺寸满足要求。

之后，将数控加工完毕的所述上结晶器主体1-2和下结晶器2-2分别加装所述上结晶器盖板1-1和下结晶器盖板2-1并用螺栓紧固连接和密封。

最后、在所述上结晶器主体1-2的背面开设所述四个第一孔1-2-3，并在所述下结晶器主体2-2的背面开设所述四个第二孔2-2-2。

此外，在本发明中，可以在所述四个第一孔1-2-3和四个第二孔2-2-2上分别连接6分钢管，以与外部水路连接，构成完整冷却循环水路。这样，可以有助于钢爪的冷却。

本发明的电渣板极熔焊结晶器八个为一套，组合一个模具，可以完成电解铝厂的结构型阳极钢爪的制作。不同型号的组合模具可生产不同规格的结构型阳极钢爪。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。