阳极钢爪消失模组的制作方法

本实用新型涉及阳极钢爪制备领域。更具体地说，本实用新型涉及一种阳极钢爪消失模组。

背景技术：

低碳经济时代是当今科技进步与发展的需要，节能降耗也是当今的国策和经济可持续发展的需要。电解铝阳极钢爪是电解槽上阳极碳块与母排线之间的连接组件，在铝电解过程中负载很大的电流，是电解铝生产企业最主要消耗件之一，钢爪质量的好坏直接影响生产效率和生产成本。现有阳极钢爪在使用过程中，爪头与碳电极中磷铁环结合部以上的部分，容易被腐蚀、氧化，导致爪头弯曲、变细，压降和电能损耗增大，故必须定期对爪头和阳极钢爪进行更换，一般爪头更换周期为1年，阳极钢爪更换周期为3年，生产维护成本高。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是提供一种阳极钢爪消失模组，通过在爪头白模上设置环形凹槽并在其内套设陶瓷环，以提高铸造后的阳极钢爪的综合质量，从而延长阳极钢爪的使用寿命，降低生产维护成本，实现铝生产节能降耗的目的。

为了实现根据本实用新型的目的和其它优点，提供了一种阳极钢爪消失模组，包括，横梁白模，其为水平设置的长方体结构，所述横梁白模的底部间隔均匀设有多个与其一体成型且竖直设置的长方体形的连接柱，且位于所述横梁白模两端的连接柱的外侧面与所述横梁白模的端面平齐，任一连接柱的底部向上凹陷，形成母插接部；多个爪头白模，其为竖直设置的圆柱体结构，其设于所述连接柱的下方并一一对应设置，任一爪头白模的上部近顶端处的相对两侧向内缩合形成与所述母插接部的形状和尺寸相适配的公插接部，所述爪头白模的中部设有一圆环形的第一凹槽，所述第一凹槽内套设有一与其尺寸相适配的陶瓷环；连接台白模，其为水平放置的长方体结构，其设于所述横梁白模的顶部中间；冒口，其竖直放置在所述连接台白模的顶部中央；其中，所述横梁白模、所述爪头白模和所述连接台白模之间通过消失模胶黏剂粘结固定。

优选的是，所述的阳极钢爪消失模组，所述陶瓷环的外径等于所述爪头白模的外径。

优选的是，所述的阳极钢爪消失模组，所述陶瓷环的高度为20-30cm，陶瓷环底面距爪头白模底面的距离为5-15cm，陶瓷环的厚度为1-10mm。

优选的是，4、如权利要求1所述的阳极钢爪消失模组，所述横梁白模、爪头白模和连接台白模均为中空结构，且所述横梁白模、爪头白模和连接台白模的内部连通，壁厚相等，均为15-18mm。

优选的是，所述的阳极钢爪消失模组，在所述横梁白模的顶部两端进行倒圆角处理，倒角半径等于所述横梁白模的高度。

优选的是，所述的阳极钢爪消失模组，所述爪头白模的上部位于所述公插接部的下方的所述相对两侧，向上向内缩合形成开口朝上的半椭圆形的过度部，且所述过度部的上边缘与所述公插接部的下边缘完全重合。

优选的是，所述的阳极钢爪消失模组，所述横梁白模的顶部向上凸起形成弧面；所述连接台白模的宽度大于所述横梁白模的宽度，且所述连接台白模的底部沿其长度方向设有容纳所述横梁白模的第二凹槽，所述连接台白模的顶部向上凸起形成纵截面为等腰梯形的凸台，所述冒口置于所述凸台的中央。

本实用新型的有益效果是：通过在爪头白模的中部设置第一凹槽并在凹槽内设置与其尺寸相适配的陶瓷环，铸造时，钢水与陶瓷环相互融合，形成均一的陶瓷基增强相，可显著改善爪头的局部的耐腐蚀和抗氧化性能，抑制爪头形变，所制得的阳极钢爪综合质量好，使用寿命长，有效减低了生产维护成本，实现了铝生产的节能降耗。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的阳极钢爪消失模组的主视图；

图2是根据本实用新型一个实施例的阳极钢爪消失模组的俯视图；

图3是根据本实用新型一个实施例的阳极钢爪消失模组侧面的剖视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-3所示，本实用新型提供一种阳极钢爪消失模组，包括，横梁白模1，其为水平设置的长方体结构，所述横梁白模1的底部间隔均匀设有多个与其一体成型且竖直设置的长方体形的连接柱，且位于所述横梁白模1两端的连接柱的外侧面与所述横梁白模1的端面平齐，任一连接柱的底部向上凹陷，形成母插接部；多个爪头白模2，其为竖直设置的圆柱体结构，其设于所述连接柱的下方并一一对应设置，任一爪头白模2的上部近顶端处的相对两侧向内缩合形成与所述母插接部的形状和尺寸相适配的公插接部，所述爪头白模2的中部设有一圆环形的第一凹槽，所述第一凹槽内套设有一与其尺寸相适配的陶瓷环3；连接台白模4，其为水平放置的长方体结构，其设于所述横梁白模1的顶部中间；冒口(未示出)，其竖直放置在所述连接台白模4的顶部中央；其中，所述横梁白模1、所述爪头白模2和所述连接台白模4之间通过消失模胶黏剂粘结固定。这里，陶瓷环的安装方式，可以是将陶瓷环分割为两个半圆环，在半圆环的端面涂抹陶瓷粘结剂，再将两个半圆环套设在第一凹槽内，将半圆环的端面对齐后粘结固定，或者，将第一凹槽下部的爪头白模切割为圆柱芯部和外圆环部，圆柱芯部与第一凹槽同轴设置，且圆柱芯部的半径小于等于第一凹槽的内半径，再将陶瓷环经圆柱芯部套设在第一凹槽内，最后再将圆柱芯部和外圆环部通过消失模胶黏剂粘结固定。通过在爪头白模的中部设置圆环形的第一凹槽并在其内套设与其尺寸相适配的陶瓷环，铸造时，钢水与陶瓷环相互融合，可显著改善爪头的局部的耐腐蚀和抗氧化性能，抑制爪头形变，延长爪头的使用寿命。

在另一技术方案中，如图1-3所示，所述的阳极钢爪消失模组，所述陶瓷环3的外径等于所述爪头白模2的外径，以使陶瓷环的外周面与爪头白模的外周面位于同一圆周面上，以降低铸造后的爪头的电阻，提高爪头的导电率。

在另一技术方案中，如图1-3所示，所述的阳极钢爪消失模组，所述陶瓷环3的高度为20-30cm，陶瓷环3底面距爪头白模2底面的距离为5-15cm，陶瓷环3的厚度为1-10mm，以使陶瓷环位于爪头的易腐蚀部位，并通过限定陶瓷环的厚度，使铸造时，陶瓷能与钢水完全融合，形成均一的陶瓷基增强相，以显著提高铸造后爪头在该部位的耐腐蚀和抗氧化性能。

在另一技术方案中，如图1-3所示，所述的阳极钢爪消失模组，所述横梁白模1、爪头白模2和连接台白模4均为中空结构，且所述横梁白模1、爪头白模2和连接台白模4的内部连通，壁厚相等，均为15-18mm，以在保证阳极钢爪消失模组强度的同时，减小浇注时白模气化时间，使铸造后的阳极钢爪外表光洁，内部结构致密。

在另一技术方案中，如图1-3所示，所述的阳极钢爪消失模组，在所述横梁白模1的顶部两端进行倒圆角处理，倒角半径等于所述横梁白模1的高度，以降低铸造后横梁的边角效应，提高阳极钢爪的导电率。

在另一技术方案中，如图1-3所示，所述的阳极钢爪消失模组，所述爪头白模2的上部位于所述公插接部的下方的所述相对两侧，向上向内缩合形成开口朝上的半椭圆形的过度部5，且所述过度部5的上边缘与所述公插接部的下边缘完全重合，以使爪头和连接柱连接处实现平滑过渡，降低铸造后爪头和连接柱连接处的边角效应，提高阳极钢爪的导电率。

在另一技术方案中，如图1-3所示，所述的阳极钢爪消失模组，所述横梁白模1的顶部向上凸起形成弧面；所述连接台白模4的宽度大于所述横梁白模1的宽度，且所述连接台白模4的底部沿其长度方向设有容纳所述横梁白模1的第二凹槽，所述连接台白模4的顶部向上凸起形成纵截面为等腰梯形的凸台，所述冒口置于所述凸台的中央，以提高浇注质量，使连接台白模完全气化，形成致密均匀结构，同时，减少后期去冒口后的车削面积，降低加工难度。

实施例1：

如图1-3所示，采用本实用新型所述的阳极钢爪消失模组制作阳极钢爪，制作方法包括：

步骤一、制备钢水，所述钢水中铬含量为4.5％，锰含量为0.9％，碳含量为0.6％，硅含量为0.6％，钼含量为0.25％，硫含量小于0.04％，磷含量小于0.04％，余量为Fe，所述钢水由低碳钢和合金材料按配方量直接熔融制得；

步骤二、采用消失模铸造工艺，将钢水浇注到阳极钢爪消失模组中，冷却成型，即得。

其中，所述阳极钢爪消失模组包括，横梁白模1，其为水平设置的长方体结构，所述横梁白模1的底部间隔均匀设有多个与其一体成型且竖直设置的长方体形的连接柱，且位于所述横梁白模1两端的连接柱的外侧面与所述横梁白模1的端面平齐，任一连接柱的底部向上凹陷，形成母插接部；多个爪头白模2，其为竖直设置的圆柱体结构，其设于所述连接柱的下方并一一对应设置，任一爪头白模2的上部近顶端处的相对两侧向内缩合形成与所述母插接部的形状和尺寸相适配的公插接部，所述爪头白模2的中部设有一圆环形的第一凹槽，所述第一凹槽内套设有一与其尺寸相适配的陶瓷环3；连接台白模4，其为水平放置的长方体结构，其设于所述横梁白模1的顶部中间；冒口(未示出)，其竖直放置在所述连接台白模4的顶部中央，所述横梁白模1、所述爪头白模2和所述连接台白模4之间通过消失模胶黏剂粘结固定；所述陶瓷环3的外径等于所述爪头白模2的外径；所述陶瓷环3的高度为20-30cm，陶瓷环3底面距爪头白模2底面的距离为5-15cm，陶瓷环3的厚度为1-10mm；所述横梁白模1、爪头白模2和连接台白模4均为中空结构，且所述横梁白模1、爪头白模2和连接台白模4的内部连通，壁厚相等，均为15-18mm；在所述横梁白模1的顶部两端进行倒圆角处理，倒角半径等于所述横梁白模1的高度；所述爪头白模2的上部位于所述公插接部的下方的所述相对两侧，向上向内缩合形成开口朝上的半椭圆形的过度部5，且所述过度部5的上边缘与所述公插接部的下边缘完全重合；所述横梁白模1的顶部向上凸起形成弧面；所述连接台白模4的宽度大于所述横梁白模1的宽度，且所述连接台白模4的底部沿其长度方向设有容纳所述横梁白模1的第二凹槽，所述连接台白模4的顶部向上凸起形成纵截面为等腰梯形的凸台，所述冒口置于所述凸台的中央。

将制得的阳极钢爪用于实际铝生产中进行性能测试，测得爪头的平均使用寿命为568天，阳极钢爪的平均使用寿命为1753天。

对比例1：

在实施例1的基础上，所述阳极钢爪消失模组的爪头白模上未设置第一凹槽和陶瓷环，其余操作同实施例1。

将制得的阳极钢爪用于实际铝生产中进行性能测试，测得爪头的平均使用寿命为407天，阳极钢爪的平均使用寿命为1732天。

对比例2：

在实施例1的基础上，所述阳极钢爪消失模组的爪头白模上陶瓷环的厚度为12mm，其余操作同实施例1。

将制得的阳极钢爪用于实际铝生产中进行性能测试，测得爪头的平均使用寿命为422天，阳极钢爪的平均使用寿命为1736天。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。