一种耐腐蚀组合式阳极钢爪的制作方法

本发明属于电解铝行业阳极钢爪技术领域，具体涉及一种耐腐蚀组合式阳极钢爪。

背景技术：

阳极是铝电解生产中的一种重要原材料，它在铝电解的生产中起着“心脏”的作用，其中，阳极钢爪承担着连接阳极导杆和阳极炭块以及向铝电解槽中输送电流的任务。电解槽上方有一片区域腐蚀气体大量聚集，在此区域内，裸露出的阳极钢爪容易被腐蚀，工作一段时间之后，阳极钢爪的这些部位就会逐渐变细，导致钢爪变细部位的电阻增大，发生发热、掉块，烧损的现象，影响生产，需要停工对铝阳极钢爪进行修复或更换阳极钢爪。

现有的阳极钢爪多采用铸造成型，使同一种材质，良好的抗腐蚀性能、导电性能和机械性能不能同时兼顾；铸造采用将金属原料重新熔化的方式制造，耗能大，浪费严重，同时铸造过程不环保；且铸造钢爪中杂质多，由于无法消除的内部缺陷，造成机械性能差，电阻率高，严重影响材料的导电性，导致电解铝成本增加；也有部分组合式的阳极钢爪，但结构复杂，耗材多，本体采用上下两段式焊接而成，采取整体覆盖防腐蚀复合涂层或保护环，没有考虑腐蚀位置的影响，即浪费严重，又造成局部导电性下降，使用过程中易掉块，烧损，且防腐蚀复合涂层或保护环的存在，造成回收修复困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀组合式阳极钢爪，以解决阳极钢爪制造工艺复杂，易被腐蚀，导电性能与机械性能不匹配的问题。

为了解决以上问题，本发明技术方案为：

一种耐腐蚀组合式阳极钢爪，包括横梁和爪身，爪身包括耐腐蚀体和导电体，耐腐蚀体和导电体固定连接，横梁与耐腐蚀体固定连接,耐腐蚀体为上小下大的圆台形，导电体为圆柱体。

进一步的，耐腐蚀体和导电体的固定连接方式为焊接，卯榫，摩擦焊接；横梁与耐腐蚀体固定连接方式为焊接，卯榫，摩擦焊接。

进一步的，耐腐蚀体为耐腐蚀钢棒材1cr18ni9ti。

进一步的，横梁选用屈服强度为295mpa-460mpa的低合金高强钢棒材制成。

进一步的，导电体用碳含量为0.15wt%-0.35wt%的低碳钢棒材或铁纯度为99.6％-99.8％的工业纯铁棒材制成。

本发明的有益效果如下：本发明采用多部位钢材分段连接，横梁采用高强度钢材；耐腐蚀体采用结构和材料两种方式结合抗弯，由于腐蚀的发生是自下而上的，耐腐蚀体结构上采用上小下大的圆台形状，结构上的改变可以显著延长钢爪使用寿命；取消了额外的防腐蚀复合涂层和保护环，在腐蚀气体大量聚集的区域改用耐腐蚀钢材，防止阳极钢爪被腐蚀，回收和修复简单，只需锯切损坏部位重新连接即可；导电体采用高导电率钢材，降低电耗，节省电解铝成本；各部位钢材均采用轧制棒材，内部致密，无铸造缺陷，无需重熔金属原料，无浇冒口等损耗材料，节省原材料，更加环保；通过分段采用不同材质加工成型，同时兼顾导耐腐蚀性能、导电性能和机械性能，结构简单，制造工艺简化，容易推广。

附图说明

图1为一种耐腐蚀组合式阳极钢爪的轴测图；

图2为一种耐腐蚀组合式阳极钢爪的制造工艺图；

图3一种耐腐蚀组合式阳极钢爪的结构示意图；

图4为一种耐腐蚀组合式阳极钢爪的实施图。

附图标记如下：1、横梁；2、爪身；3、耐腐蚀体；4、导电体；5、导杆；6、爆炸块；7、阳极炭块；8、腐蚀气体聚集区域。

具体实施方式

以下实施例中所用到的棒材均为酒钢集团酒钢宏兴公司生产，并公开销售，编号分别为：横梁：gq1611、耐腐蚀体：ks164-04、导电体：dt1697或ct166-21。

实施例1

如图1-4所示，一种耐腐蚀组合式阳极钢爪，包括横梁1和爪身2，爪身2包括耐腐蚀体3和导电体4，耐腐蚀体3和导电体4焊接，所述横梁1与耐腐蚀体3焊接，所述耐腐蚀体3为上小下大的圆台形，所述导电体4为圆柱体。横梁1选用屈服强度为295mpa的高强钢棒材；耐腐蚀体3选用gb/t1221-2007《耐热钢棒》中的1cr18ni9ti；导电体4用选用gb/t700-2006《碳素结构钢》中碳含量为0.15wt%的低碳钢棒材。

作业前，导电体4插入阳极炭块7中，导电体4与阳极炭块7通过扎固工艺相连接。

作业中，导杆5吊起横梁1、爪身2和阳极炭块7，将导电体4和阳极炭块7插入电解槽中，电解液淹没导电体4与阳极炭块7，腐蚀气体聚集在腐蚀气体聚集区域8附近，耐腐蚀体3裸露在腐蚀气体聚集区域8中。

横梁1承担耐腐蚀体3、导电体4和阳极炭块7的总重，受力大，高强度钢材的使用保证使用过程中横梁1不被破坏；电流流经导杆5、爆炸块6、横梁1、爪身2和阳极炭块7，向铝电解槽中输送电流，导电体4采用高导电率钢材，使爪身2与阳极炭块7之间流经的电流稳定，电能损耗小，发热现象明显减少，向耐腐蚀段传导的热量也明显减少；耐腐蚀体3材料上采用耐腐蚀钢材；由于腐蚀的发生是自下而上的，下端腐蚀速度比上端更快，结构上采用上小下大的圆台，反复多次使用后，即使耐腐蚀体3有腐蚀现象发生，也会由于结构上的设计而避免出现“萝卜爪”现象，保证反复多次使用后，耐腐蚀体3不被腐蚀变细，发生发热、掉块，烧损的现象，大大增加钢爪使用寿命。

在作业后定期检修的过程中，发现钢爪下端腐蚀严重或耐腐蚀体3变成柱体时可以直接在生产线上锯切掉损坏部位，重新连接新的替换部位即可。

由于取消了额外的防腐蚀复合涂层和保护环，回收利用也更加简单环保。

实施例2

与实施例1不同的是，横梁1选用屈服强度为350mpa的高强钢棒材；耐腐蚀体3选用gb/t1221-2007《耐热钢棒》中的1cr18ni9ti；导电体4用选用gb/t700-2006《碳素结构钢》中碳含量为0.35wt%的低碳钢棒材。

实施例3

与实施例1不同的是，横梁1选用屈服强度为400mpa的高强钢棒材；耐腐蚀体3选用gb/t1221-2007《耐热钢棒》中的1cr18ni9ti；导电体4用选用纯度为99.6％的工业纯铁棒材制成。

实施例4

与实施例1不同的是，横梁1选用屈服强度为460mpa的高强钢棒材；耐腐蚀体3选用gb/t1221-2007《耐热钢棒》中的1cr18ni9ti；导电体4用选用纯度为99.8％的工业纯铁棒材制成。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种耐腐蚀组合式阳极钢爪，属于电解铝行业阳极钢爪技术领域，以解决阳极钢爪制造工艺复杂，易被腐蚀，导电性能与机械性能不匹配的问题。装置包括横梁和爪身，爪身包括耐腐蚀体和导电体，耐腐蚀体和导电体固定连接，横梁与耐腐蚀体固定连接,耐腐蚀体为上小下大的圆台形，导电体为圆柱体。本发明采用多部位钢材分段连接，横梁采用高强度钢材；耐腐蚀体采用结构和材料两种方式结合抗弯；导电体采用高导电率钢材；各部位钢材均采用轧制棒材，内部致密，无铸造缺陷；通过分段采用不同材质加工成型，同时兼顾导耐腐蚀性能、导电性能和机械性能，结构简单，制造工艺简化，容易推广。

技术研发人员：杨高基;刘建彪;陆鼐;成玉山;李振中;张燕强;门永卿;郑栋;景超
受保护的技术使用者：甘肃酒钢集团西部重工股份有限公司
技术研发日：2017.09.27
技术公布日：2018.02.13