[發明專利]陽極炭素塊和陽極爪的聯接方法及陽極炭素塊和陽極爪

在審

• 申請號: 201310693855.2
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN104726898A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 覃國強
• 申請（專利權）人: 覃國強
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

所屬技術領域

本發明屬于鋁電解槽陽極技術領域，主要是涉及陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)的聯接方法及陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)。

技術背景

陽極組作為鋁電解槽的重要組成部分，由陽極炭素塊(1)、陽極爪(2)和鋁導桿(8)組成，被喻為電解槽的心臟，在電解工藝過程作為陽極進行導電，將直流電導入電解槽。目前使用的陽極炭素塊(1)主要以石油焦、瀝青焦為骨料，煤瀝青為黏結劑制造而成，其上設有供陽極爪(2)的爪腳(6)放入的炭碗。普遍使用的陽極爪(2)是鑄鋼陽極爪，主要由爪身(5)和爪腳(6)部位構成，與陽極炭素塊(1)聯接后承擔陽極炭素塊(1)的載荷和給陽極炭素塊(1)輸送電流的作用。目前，陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)的聯接方法是采用澆鑄磷生鐵聯接，盛裝在臺包中的熔融狀態的磷生鐵水，借助于澆注機將其注入到爪腳(6)和炭碗間隙之間冷卻后使陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)結合聯接成為一體，實現兩者的固定聯接和電路連通。之所以使用磷生鐵來聯接，是利用磷生鐵澆注前后的熱膨脹系數和冷態收縮系數小，避免磷生鐵和鋼爪及炭碗之間形成間隙。聯接澆鑄過程是個復雜的物理化學過程，外界因素以及內因都有可能導致不同的澆鑄結果。

陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)采用澆鑄磷生鐵聯接存在的問題有：

(1)、磷生鐵電阻大，造成壓降大、能耗高。陽極壓降設計中炭鐵壓降值高，為120mV，約占整個陽極壓降的40～50％。這是因為，磷生鐵本身的電阻率大，磷生鐵的電阻率為8.621X10^-4Ω.cm約為鐵電阻率9.8X10^-7Ω.cm的1X10³倍。要保證生產電解需要的電流值，炭鐵壓降理論設計值就要達到120mV，在實測中有的壓降數值比這個理論值還大，造成能耗高；

(2)磷生鐵的質量受到制約的因素很多、不易準確控制。如果磷生鐵配方不合格，就會出現多處炸裂，造成鋼爪和磷生鐵環間的夾緊力不夠及磷生鐵和炭碗壁接觸不良造成鋼爪松動(在每個月生產的陽極組中，陽極爪(2)明顯松動的占2％，成為廢品。)，在電解生產中容易引起陽極偏流，造成脫極，嚴重影響電解槽的技術條件，給電解生產帶來很大的危害。

(3)、采用澆鑄磷生鐵固定聯接，得要配置磷生鐵熔化爐等設備，增加投資費用、維修費、能源費及人工費等的支出。

發明內容

本發明的目的，就是提供一種不需用磷生鐵澆鑄的陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)的聯接方法及陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)，降低炭鐵壓降，降低能耗，減少生產成本。

本發明包括陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)的聯接方法及陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)三部分。

本發明陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)的聯接方法部分是這樣實現的，如圖1示意，陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)采用固定聯接件(3)聯接，退出固定聯接件(3)可實現陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)的分開。

本發明陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)聯接方法采用的固定聯接件(3)，可以采用螺紋或楔面卡位聯接。

本發明陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)聯接方法采用的固定聯接件(3)，可以是螺栓或螺母或帶楔面的卡位件。

本發明陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)的聯接方法還可以這樣，在陽極炭素塊(1)和陽極爪(2)的接觸面間加銅墊片或鋁墊片或涂導電液、導電膏，以增加接觸面的導電性能。

本發明的陽極炭素塊(1)部分是這樣實現，如圖2示意，在陽極炭素塊(1)上設置有用于和陽極爪(2)聯接的導電聯接件(4)。導電聯接件(4)固定于陽極炭素塊(1)，與陽極炭素塊(1)形成電路連通。

本發明陽極炭素塊(1)的導電聯接件(4)可以這樣，用鐵或銅材料制作。

本發明陽極炭素塊(1)的導電聯接件(4)可以這樣，在陽極炭素塊(1)成型之前預埋或陽極炭素塊(1)成型之后設置。

本發明陽極炭素塊(1)的導電聯接件(4)還可以這樣，采取工藝技術如控制溫度、施加導電膏或導電液等，使導電聯接件(4)和陽極炭素塊(1)形成良好的電路連通和保證導電聯接件(4)在陽極炭素塊(1)上的位置。如利用模板定位導電聯接件(4)在陽極炭素塊(1)上的位置，以及利用模板的熱傳遞使導電聯接件(4)和陽極炭素塊(1)形成良好的電路連通。

本發明陽極爪(2)部分是這樣實現，如圖3示意，在陽極爪(2)上設有承受固定聯接件(3)的作用力而使陽極爪(2)和陽極炭素塊(1)固定聯接的聯接座(7)。