一种铝电解阳极钢爪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于铝电解技术领域，具体的说涉及一种铝电解阳极钢爪。
【背景技术】
[0002]阳极钢爪是电解铝企业在日常生产中必须使用的装置，目前大多数使用的阳极钢爪为整体铸钢件。一般采用废钢小电炉冶炼，铸造成本较高，污染大，且钢爪材料有害元素含量及气体含量高，铸造后钢爪中存在较多的杂质、缩孔、气泡等缺陷，造成机械性能差，电阻率高，影响材料的导电性，导致电解铝成本增加。
[0003]在铝电解生产过程中钢爪头的烧损是一种普遍存在的问题，阳极钢爪的任一钢爪头烧损，都会使得钢爪无法再次使用，不得不进行钢爪维修，当钢爪头损坏的数量超过50%时，钢爪就要报废，钢爪的维修和报废大大增加了电解铝的生产成本。传统的钢爪修复方法是围焊法，围焊法是用气焊将烧损的钢爪头部分割掉，将原钢爪切割面与钢爪补料件对接，然后用气体保护焊沿着两者对接后的接口围焊一圈，将二者焊接在一起。这种方法经常存在以下问题:钢爪头烧损部分用气焊割下后切割面凹凸不平，钢爪补料件与钢爪头切割面的接触不是紧密接触，钢爪补料件端面虽然平整但是与钢爪头切割面接触后接触面存在很大的缝隙。围焊后，只是周边一圈可以达到导电效果，里面因两面凹凸不平接触不好、导电面积大大减少，导电性极差，所以会造成维修后的阳极钢爪与新阳极钢爪相比压降增高很多，电耗也随之增大；围焊焊接只是将切割后的钢爪头与钢爪补料件接触部位的周边围焊一圈，焊肉较少，强度不够，在电解铝生产中钢爪补料件很容易脱落，掉入工作的电解槽中，引发生产事故。因此铝电解工作者对其进行了大量的研宄，并申请了很多此方面的专利，例如专利201320474176.1将阳极钢爪与横梁全面焊接，这种连接方式虽然具有污染小、费用低等优点，但是这种焊接方式焊肉较少，一般不能将钢爪与横梁全面焊接起来，强度、导电性较差，且修复后的钢爪容易脱落，引起事故。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种制造成本低、易修复、机械性能良好，无污染，且导电性好的铝电解阳极钢爪。
[0005]本实用新型的技术方案为:
[0006]一种铝电解阳极钢爪，包括爪头和钢爪座，所述钢爪座上有均匀分布的通孔，所述爪头上部有连接圆柱，所述连接圆柱插入通孔中，所述连接圆柱与通孔半径相同，高度为通孔高度的1/2?3/4之间，所述连接圆柱顶部与通孔内表面焊接连接，焊接高度与钢爪座表面齐平；所述钢爪座的中心还有与导杆连接的凸台。
[0007]使用石墨坩祸采用放热焊接的方法将连接圆柱顶部和钢爪座上的通孔内表面完全焊合，钢爪座及钢爪座上的凸台采用铸造或轧制的方法一体成型。
[0008]所述爪头与爪头上部的连接圆柱为上下半径不同、高度不同的两个圆柱，采用轧制成型。
[0009]所述钢爪座为矩形，其上有均匀排列的四个通孔。
[0010]所述爪头的直径为钢爪座宽度的1.5倍左右。
[0011]连接圆柱顶部与通孔内表面焊接连接，通过将焊剂放入石墨坩祸中，石墨坩祸底部通孔半径与钢爪座上的通孔半径相等，石墨坩祸底部通孔用金属片挡住。发生自蔓延放热反应将爪头上部连接圆柱顶部和钢爪座的通孔内表面焊接起来，焊接高度与钢爪座表面齐平。
[0012]本实用新型的优点是:
[0013](I)本实用新型通过将爪头上部连接圆柱插入钢爪座的通孔，采用放热焊接使爪头的连接圆柱顶部和钢爪座的通孔内表面完全焊合，焊接熔合面积显著提高，保证了爪头与钢爪座的连接强度及导电性。
[0014](2)本实用新型采用的放热焊接技术，直接依靠焊剂发生自蔓延放热反应提供能量，不需要外加电源和能量，操作简单、成本低廉。
[0015](3)本实用新型的爪头采用轧制成型，克服了铸造成型存在的缺陷，降低了阳极钢爪的电阻率，提高了机械性能和导电性能，制造成本低。
[0016](4)如果阳极钢爪的任一爪头损坏，可将其从钢爪座上通孔捣下，更换相同的爪头，不必整体更换，延长使用寿命，节约成本。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图。
[0018]图2为图1的俯视图。
[0019]图3为本实用新型焊接示意图。
[0020]图中，I为钢爪座、2为凸台、3为连接圆柱、4为爪头、5通孔、6为焊接部分、7为石墨;t甘祸、8为金属片。
【具体实施方式】
[0021]如图1，一种铝电解阳极钢爪，包括爪头4和钢爪座I，所述钢爪座I上有均匀分布的通孔5，所述爪头4上部有连接圆柱3，所述连接圆柱3插入通孔5中，所述连接圆柱3与通孔5半径相同，高度为通孔5高度的1/2?3/4之间，所述连接圆柱3顶部与通孔5内表面焊接连接，焊接高度与钢爪座I表面齐平；所述钢爪座I的中心还有与导杆连接的凸台2。
[0022]焊接时，如图3所示，首先将连接圆柱3插入钢爪座I的通孔5，然后将石墨坩祸7的下部通孔对准钢爪座I上的通孔5的中心，将金属片8放入石墨坩祸7底部，然后加入焊剂，引燃石墨坩祸7中的焊剂，爪头上部连接圆柱顶部和钢爪座I的通孔5内表面自动焊合，焊接部分6与钢爪座I表面齐平。
【主权项】
1.一种铝电解阳极钢爪，包括爪头(4 )和钢爪座(I)，所述钢爪座(I)上有均匀分布的通孔(5)，所述爪头(4)上部有连接圆柱(3)，所述连接圆柱(3)插入通孔(5)中，所述连接圆柱(3)与通孔(5)半径相同，高度为通孔(5)高度的1/2?3/4之间，所述连接圆柱(3)顶部与通孔(5)内表面焊接连接，焊接高度与钢爪座(I)表面齐平；所述钢爪座(I)的中心还有与导杆连接的凸台(2)。
2.根据权利要求1所述的铝电解阳极钢爪，其特征在于，钢爪座(I)及钢爪座(I)上的凸台(2)采用铸造或轧制的方法一体成型。
3.根据权利要求1所述的铝电解阳极钢爪，其特征在于，所述爪头(4)与爪头(4)上部的连接圆柱(3)为上下半径不同、高度不同的两个圆柱，采用轧制成型。
4.根据权利要求1所述的铝电解阳极钢爪，其特征在于，所述钢爪座(I)为矩形，其上有均匀排列的四个通孔(5)。
5.根据权利要求1所述的铝电解阳极钢爪，其特征在于，所述爪头(4)的直径为钢爪座(I )宽度的1.5倍。
【专利摘要】本实用新型属于铝电解技术领域，具体的说涉及一种铝电解阳极钢爪。包括爪头和钢爪座，所述钢爪座上有均匀分布的通孔，所述爪头上部有连接圆柱，所述连接圆柱插入通孔中，所述连接圆柱与通孔半径相同，高度为通孔高度的1/2～3/4之间，所述连接圆柱顶部与通孔内表面焊接连接，焊接高度与钢爪座表面齐平；所述钢爪座的中心还有与导杆连接的凸台。本装置提高了爪头与钢爪座的连接强度及导电性；采用放热焊接技术，操作简单成本低廉；钢爪采用轧制成型，克服了铸造成型存在的缺陷，提高了机械性能和导电性能，降低制造成本；更换爪头容易且不必整体更换，延长阳极钢爪使用寿命，节约成本。
【IPC分类】C25C3-12
【公开号】CN204474772
【申请号】CN201520092562
【发明人】张国栋, 张楚
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月10日