[發明專利]鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結構

有效

• 申請號: 200910305200.7
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101988208A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 楊溢;鄭莆;曹斌;席燦明;包崇愛;顏非亞
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結構，屬于鋁電解槽的電流供給裝置的技術領域。

背景技術

現代鋁電解生產大都采用Hall-Héroult法，由多臺鋁電解槽串聯形成系列。對每臺電解槽而言，電流經立柱母線、陽極母線、陽極導桿等引入電解槽，而經陰極鋼棒、陰極軟帶、陰極母線導出至下一臺槽的母線系統。當任一鋁電解槽需要檢修時，可以通過短路母線降電解槽短接、方便其檢修。但生產中發現：由于國內鋁電解槽的陰極鋼棒、陰極軟帶、陰極母線間連接采用的是大多為焊接形式。故當槽大修時、首先必須將陰極鋼棒與陰極軟帶斷開。而當槽大修完畢后、重新就位后又必須將陰極鋼棒與陰極軟帶焊上。焊接時電解系列仍然在生產，在大電流、強磁場的環境下操作十分困難。隨著目前鋁電解槽的系列電流越來越大、陰極鋼棒的數量越來越多，這一矛盾就變得越來越突出。

曾有許多專家學者嘗試采用螺栓連接的方式來解決此問題，并出現了一些螺栓連接的方案。如專利(申請)文獻：ZL2004200310010.1、及ZL200720012573.1。

其中ZL2004200310010.1的辦法是在陰極鋼棒上開孔，設置連接片、連接軟帶、過渡片、鋁軟帶等，通過螺栓將連接片壓接到陰極鋼棒之上，較為復雜、成本較高。

而ZL200720012573.1則提出了一種較為簡便的方式，只采用了連接片(銅鋁過渡片)和軟帶，并試圖用在陰極鋼棒，及銅鋁過渡片上開長腰型孔的方式來抵消因安裝誤差及槽殼變形造成的水平及垂直誤差。但實際上經過模擬，這一做法難以抵消鋁電解槽長邊方向的變形及誤差。

另外上述兩種連接方式都忽略了一個問題，即銅鋁過渡片(連接片)自身的壽命問題，上述專利的銅鋁過渡片(連接片)與軟帶均采用焊接的方式。而考慮到經濟性，目前國內生產的鋁工業適用的銅鋁過渡板的壽命并不是很長，多在五年左右。這就涉及一個在生產中更換銅鋁過渡片的問題，焊接顯然無法解決此問題。

因此，需要尋找一種新的陰極鋼棒與軟帶的連接方式來解決以下幾個問題：

在槽大修時易于拆卸、安裝。不受強磁環境的影響；

在垂直和水平方向都有一定的可調節性，避免因變形及誤差造成的陰極鋼棒與軟帶間的連接不緊密；

考慮銅鋁過渡片的壽命，應便于更換；

具有較小的接觸電阻值；

由于數量極大，應具有較好的經濟性。

本發明就是要尋求一種簡單、經濟，但同時又能保證槽可靠性的陰極鋼棒與軟帶的連接結構。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結構，以克服現有技術存在的在生產中更換銅鋁過渡片困難、難以抵消鋁電解槽長邊方向的變形及誤差的不足。

本發明是這樣實現的：它包括陰極鋼棒，銅鋁過渡板，連接板，陰極軟帶，螺栓、螺母及墊片。它的特點是：陰極鋼棒與銅鋁過渡板、銅鋁過渡板與連接板間的連接均采用螺栓連接結構。陰極鋼棒和連接板上均開有長腰型孔，以抵消鋁電解槽在兩個水平方向上的復位偏差，并可靈活的更換銅鋁過渡板。連接板與陰極軟帶連接采用焊接方式。

由于陰極軟帶、陰極母線均為鋁質，而陰極鋼棒為鋼質，如果直接采用鋁-鋼壓接，則由于電化學腐蝕作用，會逐漸產生較大的接觸電阻。而本方法采用銅鋁過渡板，將連接方式改為銅-鋼連接、這樣不但接觸電阻較小、而且較耐電化學腐蝕。雖然多了一道銅-鋁連接，但目前國內的銅-鋁熔焊技術已較高，銅鋁熔焊后的過渡電阻≤1μΩ。因而整個螺栓連接裝置的電阻值仍較小。總的接觸壓降應在≤5mV之間。滿足鋁電解生產的要求。

由于銅鋁過渡板的使用年限小于陰極母線及陰極軟帶，故存在更換問題。本發明將陰極軟帶與連接板焊接，而不是直接與銅鋁過渡板焊接，目的是為了便于更換銅鋁過渡板。

本發明的陰極鋼棒與陰極軟帶的連接方式非常簡單，即能夠消除鋁電解槽水平和垂直方向的復位誤差及變形(垂直方向誤差用陰極軟帶調節)，又保證了槽大修和更換銅鋁過渡片時的簡便性，且總的接觸壓降滿足鋁電解生產的要求。有較好的實用性。

附圖說明

圖1為現有技術中的陰極鋼棒與陰極軟帶焊接方式的示意圖；

圖2為圖1中的A向視圖；

圖3為本發明的示意圖；

圖4為圖3的B向視圖；

圖5為本發明的陰極鋼棒開孔示意圖；

圖6為本發明的銅鋁過渡板示意圖、主視圖；

圖7為本發明的銅鋁過渡板示意圖、側視圖；

圖8為本發明的連接板示意圖、主視圖；

圖9為本發明的連接板示意圖、側視圖；

圖10為本發明的連接板示意圖、俯視圖；