阳极炭素块和阳极爪的联接方法及阳极炭素块和阳极爪的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本发明属于铝电解槽阳极技术领域，主要是涉及阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的联接方法及阳极炭素块(I)和阳极爪(2)。
技术背景
[0002]阳极组作为铝电解槽的重要组成部分，由阳极炭素块(I)、阳极爪(2)和铝导杆
(8)组成，被喻为电解槽的心脏，在电解工艺过程作为阳极进行导电，将直流电导入电解槽。目前使用的阳极炭素块(I)主要以石油焦、浙青焦为骨料，煤浙青为黏结剂制造而成，其上设有供阳极爪(2)的爪脚(6)放入的炭碗。普遍使用的阳极爪(2)是铸钢阳极爪，主要由爪身(5)和爪脚(6)部位构成，与阳极炭素块⑴联接后承担阳极炭素块⑴的载荷和给阳极炭素块(I)输送电流的作用。目前，阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的联接方法是采用浇铸磷生铁联接，盛装在台包中的熔融状态的磷生铁水，借助于浇注机将其注入到爪脚(6)和炭碗间隙之间冷却后使阳极炭素块(I)和阳极爪(2)结合联接成为一体，实现两者的固定联接和电路连通。之所以使用磷生铁来联接，是利用磷生铁浇注前后的热膨胀系数和冷态收缩系数小，避免磷生铁和钢爪及炭碗之间形成间隙。联接浇铸过程是个复杂的物理化学过程，外界因素以及内因都有可能导致不同的浇铸结果。
[0003]阳极炭素块⑴和阳极爪(2)采用浇铸磷生铁联接存在的问题有:
[0004](I)、磷生铁电阻大，造成压降大、能耗高。阳极压降设计中炭铁压降值高，为120mV，约占整个阳极压降的40?50%。这是因为，磷生铁本身的电阻率大，磷生铁的电阻率为8.621Χ10_4Ω.cm约为铁电阻率9.8X10—7 Ω.cm的IXlO3倍。要保证生产电解需要的电流值，炭铁压降理论设计值就要达到120mV，在实测中有的压降数值比这个理论值还大，造成能耗闻;
[0005](2)磷生铁的质量受到制约的因素很多、不易准确控制。如果磷生铁配方不合格，就会出现多处炸裂，造成钢爪和磷生铁环间的夹紧力不够及磷生铁和炭碗壁接触不良造成钢爪松动(在每个月生产的阳极组中，阳极爪(2)明显松动的占2%，成为废品。)，在电解生产中容易引起阳极偏流，造成脱极，严重影响电解槽的技术条件，给电解生产带来很大的危害。
[0006](3)、采用浇铸磷生铁固定联接，得要配置磷生铁熔化炉等设备，增加投资费用、维修费、能源费及人工费等的支出。
【发明内容】
[0007]本发明的目的，就是提供一种不需用磷生铁浇铸的阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的联接方法及阳极炭素块(I)和阳极爪(2)，降低炭铁压降，降低能耗，减少生产成本。
[0008]本发明包括阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的联接方法及阳极炭素块(I)和阳极爪
(2)三部分。
[0009]本发明阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的联接方法部分是这样实现的，如图1示意，阳极炭素块(I)和阳极爪(2)采用固定联接件(3)联接，退出固定联接件(3)可实现阳极炭素块⑴和阳极爪⑵的分开。
[0010]本发明阳极炭素块(I)和阳极爪(2)联接方法采用的固定联接件(3)，可以采用螺纹或楔面卡位联接。
[0011]本发明阳极炭素块(I)和阳极爪(2)联接方法采用的固定联接件(3)，可以是螺栓或螺母或带楔面的卡位件。
[0012]本发明阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的联接方法还可以这样，在阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的接触面间加铜垫片或铝垫片或涂导电液、导电膏，以增加接触面的导电性倉泛。
[0013]本发明的阳极炭素块(I)部分是这样实现，如图2示意，在阳极炭素块(I)上设置有用于和阳极爪(2)联接的导电联接件(4)。导电联接件(4)固定于阳极炭素块(1)，与阳极炭素块(I)形成电路连通。
[0014]本发明阳极炭素块⑴的导电联接件⑷可以这样，用铁或铜材料制作。
[0015]本发明阳极炭素块(I)的导电联接件(4)可以这样，在阳极炭素块(I)成型之前预埋或阳极炭素块(I)成型之后设置。
[0016]本发明阳极炭素块(I)的导电联接件(4)还可以这样，采取工艺技术如控制温度、施加导电膏或导电液等，使导电联接件(4)和阳极炭素块(I)形成良好的电路连通和保证导电联接件(4)在阳极炭素块(I)上的位置。如利用模板定位导电联接件(4)在阳极炭素块(I)上的位置，以及利用模板的热传递使导电联接件(4)和阳极炭素块(I)形成良好的电路连通。
[0017]本发明阳极爪(2)部分是这样实现，如图3示意，在阳极爪(2)上设有承受固定联接件(3)的作用力而使阳极爪(2)和阳极炭素块(I)固定联接的联接座(7)。
[0018]本发明阳极爪⑵的联接座(7)可以这样，与阳极爪(2)是一体或采用焊接或紧固件定位在阳极爪(2)上。
[0019]在电解槽的温度高达800多度生产使用中，由于阳极炭素块(I)的热胀率比阳极爪(2)钢铸爪身(5)的热胀率比小，相同的长度、相同的温度升高值阳极炭素块(I)的热胀伸长量比钢铸爪身(5)的小而限制钢铸爪身(5)的伸长，这就是铸钢阳极爪(2)在使用中出现弯曲变形的原因，也显而易见，阳极炭素块(I)承受阳极爪(2)相当大的变形作用力。本发明为减缓导电联接件(4)承受阳极爪(2)的变形作用力，能使用专利号为201020646847.4的阳极爪更好。该阳极爪可以把承担阳极碳素块的荷载和输送电流的功能分开，分别由爪身(5)和导电件(9)来完成，爪身(5)可以采用板制材料制作，热涨伸长纵向受阻时可以往横向鼓出而减小对阳极炭素块⑴施加的作用力。导电件(9)的电路可以采用软电缆制作，避免出现热涨伸长对爪脚(6)施加的作用力。
[0020]本发明为进一步减小爪身(5)热涨伸长对导电联接件(4)施加的作用力，使导电联接件(4)和阳极炭素块(I)保持良好的电路连通状态，对专利号为201020646847.4的阳极爪可以这样改进，把爪身(5)位于两爪脚(6)位置之间的部分做成V形，以改变热涨伸长的方向或把爪身(5)和爪脚(6)的定位孔做成爪身(5)长度方向热涨伸长不受爪脚(6)制约的长槽孔结构。
[0021]本发明为进一步减小阳极爪(2)热涨伸长对导电联接件(4)施加的作用力，使导电联接件(4)和阳极炭素块(I)保持良好的电路连通状态，对专利号为201020646847.4的阳极爪还可以这样改进，把导电件(9)位于两爪脚(6)位置之间的部分做成V形，以改变热涨伸长的方向。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的阳极炭素块⑴和阳极爪(2)联接方法的一种实施例示意图；
[0023]图2为图1的阳极炭素块(I)的结构示意图；
[0024]图3为图1的阳极爪(2)的结构示意图；
[0025]图4为对ZL201020646847.4的阳极爪改进后的一种结构示意图(图中阳极爪与铝导杆联接，阳极爪左面揭开盖子及爪身(5)做了局部剖)；
[0026]图5为图4的俯视图；
[0027]附图标号说明:1_阳极炭素块，2-阳极爪，3-固定联接件，4-导电联接件，5-爪身，6-爪脚，7-联接座，8-铝导杆，9-导电件
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
[0029]图1是本发明的阳极炭素块(I)和阳极爪(2)联接方法采用螺栓作为固定联接件
(3)联接的实施例结构示意图。在阳极炭素块(I)里预埋用铁材料制作的导电联接件(4)，导电联接件(4)上设有固定联接件(3)联接的螺纹孔。在阳极爪(2)的爪脚(6)上设有联接座(7)，联接座(7)焊接在爪脚(6)上，其上设有供固定联接件(3)穿过的通孔。在阳极炭素块⑴和阳极爪⑵组装联接时，把爪脚(6)放入阳极炭素块⑴上供阳极爪(2)爪脚端面与导电联接件(4)表面接触的预留孔内，然后用固定联接件(3)通过联接座上的通孔拧入导电联接件(4)上的螺纹孔，拧紧到位后就可实现阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的固定联接，同时阳极爪(2)的爪脚(6)的端面与导电联接件(3)的表面紧密接触，实现阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的电路连通，因而实现阳极炭素块(I)与阳极爪(2)的固定联接和电路连通。
[0030]本实施例达到的效果，导电联接件(4)用比磷生铁电阻率低1000倍的铁材料制成，电阻小，压降低，从而降低能耗；同时，不用磷生铁，不需配置熔化炉等设备，还可省熔化能源费、设备修理费、人工费等，降低生产成本。
【主权项】
1.一种阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的联接方法，其特征在于采用固定联接件(3)联接。
2.如权利要求1所述的联接方法，其特征在于所述的固定联接件(3)可以采用螺纹或楔面卡位联接。
3.如权利要求2所述的联接方法，其特征在于所述的固定联接件(3)可以是螺栓或螺母或带楔面的卡位件。
4.如权利要求1所述的联接方法，其特征在于在阳极炭素块(I)和阳极爪(2)的接触面间加铜垫片或铝垫片或涂导电液、导电膏。
5.一种阳极炭素块，主要由以石油焦、浙青焦为骨料，煤浙青为黏结剂制造而成，其特征在于在其设置有用于和阳极爪(2)联接的导电联接件(4)。
6.如权利要求5所述的阳极炭素块，其特征在于导电联接件(4)用铁或铜材料制作。
7.一种阳极爪，主要由爪身(5)和爪脚(6)部位构成，其特征在于在其设有承受固定联接件(3)的作用力而使阳极爪(2)和阳极炭素块(I)固定联接的联接座(7)。
8.如权利要求7所述的阳极爪，其特征在于对专利号为201020646847.4的阳极爪可以这样改进，把爪身(5)位于两爪脚(6)位置之间的部分做成V形或把爪身(5)和爪脚(6)的定位孔做成爪身(5)长度方向热涨伸长不受爪脚(6)制约的长槽孔结构。
9.如权利要求7所述的阳极爪，其特征在于对专利号为201020646847.4的阳极爪还可以改进，把导电件(9)位于两爪脚(6)位置之间的部分做成V形。
【专利摘要】本发明属于铝电解槽阳极技术领域，针对现有阳极炭素块和阳极爪采用浇铸磷生铁联接的方法存在磷生铁电阻大、压降大、能耗高及浇铸质量不易控制等问题，提供一种采用固定联接件联接的方法，在阳极炭素块上设置有用于和阳极爪联接的导电联接件，在阳极爪上设有承受固定联接件的作用力而使阳极爪和阳极炭素块固定联接的联接座。导电联接件采用电阻率比磷生铁小许多的材料制作，因而压降大大降低、可大大减少能耗；同时，联接工作变成易于操作、控制，不需要增置熔化炉、减少能源消耗和人工费、降低生产成本。
【IPC分类】C25C3-12
【公开号】CN104726898
【申请号】CN201310693855
【发明人】覃国强
【申请人】覃国强
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月18日