[發(fā)明專利]一種高連接可靠性的電解鋁用陽極導(dǎo)電桿裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810006717.5
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108048877A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏春明;朱建華;師建軍;彭虎;王立人;孫濤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海錮維智能設(shè)備有限公司
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 上海海貝律師事務(wù)所 31301
• 代理人: 王文鋒

本發(fā)明提供了一種高連接可靠性的電解鋁用陽極導(dǎo)電桿裝置,具體為在鋼梁上部設(shè)長螺栓與鋼梁焊接為一體，鋁導(dǎo)桿靠近鋼梁部位增設(shè)一對夾緊片，兩側(cè)夾緊片通過鎖緊組件與鋁導(dǎo)桿鎖定為一體，長螺栓及夾緊片上部安裝壓簧，壓簧上設(shè)壓緊螺母，旋轉(zhuǎn)壓緊螺母壓緊壓簧，壓簧形成的預(yù)緊力將鋼梁往上拉，使鋁導(dǎo)桿與鋼梁結(jié)合處鋁/鋼界面受力為壓應(yīng)力，壓簧最終形成的預(yù)緊力需大于鋁/鋼界面的重力負載，使鋁/鋼界面由承受拉應(yīng)力轉(zhuǎn)為承受壓應(yīng)力，如此設(shè)置可增加鋁/鋼界面的連接可靠性，提高導(dǎo)電桿整體使用壽命。同時，可以應(yīng)用慣性摩擦焊將鋼棒與鋼梁完整焊接，進一步提升導(dǎo)電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電解鋁行業(yè)用陽極導(dǎo)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高連接可靠性的電解鋁用陽極導(dǎo)電桿裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)電解鋁用陽極導(dǎo)電桿由上部鋁導(dǎo)桿，中間爆炸焊過渡塊，下部鋼梁及鋼棒構(gòu)成，這幾個組成部分通過電弧焊(或電阻焊)焊接成一個整體，其中鋼梁與鋼棒合稱為鋼爪，可焊接為一體，也可采用澆鑄件，直接做成一個整體鑄件，在實際電解鋁生產(chǎn)應(yīng)用中焊接型鋼爪的導(dǎo)電性能優(yōu)于鑄造型鋼爪。實際使用中，上部鋁導(dǎo)桿做為端子與導(dǎo)電母線連接，下部鋼爪與陽極碳塊連接。電解鋁生產(chǎn)過程中陽極導(dǎo)電桿通過電流很大，如果導(dǎo)電桿的電阻、電壓降越低，則電解鋁生產(chǎn)電耗越低。因此，提高陽極導(dǎo)電桿的導(dǎo)電性能及使用壽命對電解鋁生產(chǎn)節(jié)能、降耗，降低生產(chǎn)成本具有重大意義。

傳統(tǒng)陽極導(dǎo)電桿焊接制作工藝為上部鋁導(dǎo)桿底部開一圈坡口與爆炸焊過渡塊上部鋁材焊接，下部鋼梁與爆炸焊過渡塊下部鋼材焊接，采用爆炸焊過渡塊作為上部鋁導(dǎo)桿與下部鋼爪連接過渡制得的的陽極導(dǎo)電裝置在應(yīng)用于電解鋁生產(chǎn)時由于爆炸焊過渡塊兩側(cè)焊接非全斷面焊接，會增加兩側(cè)連接面的接觸電阻，電解鋁生產(chǎn)過程中的能耗也會相應(yīng)增加，同時，按傳統(tǒng)施焊工藝，爆炸焊兩側(cè)焊接作用時間較長，爆炸焊過渡塊中鋁鋼結(jié)合面的強度會降低，影響整體導(dǎo)桿后續(xù)使用壽命，同時按傳統(tǒng)施焊工藝制作陽極導(dǎo)桿效率提高較難。

陽極導(dǎo)電桿實際使用過程中，鋁/鋼界面處溫度可到攝氏350度，同時鋁/鋼界面需承受鋼梁、鋼爪及下部陽極碳塊的重量，因此鋁/鋼界面是導(dǎo)電桿最薄弱的環(huán)節(jié)，鋁/鋼界面的結(jié)合強度及受力狀態(tài)影響著導(dǎo)電桿的使用壽命，如何提高導(dǎo)電桿整體使用壽命，也是需要解決的問題。

傳統(tǒng)焊接鋼爪中的鋼棒與鋼梁，大部分都是通過開坡口應(yīng)用電弧焊焊接完成，焊接面積只有坡口一圈，無法形成全斷面的焊接，焊接方式所需時間長、能耗高、存在焊接煙塵污染。

傳統(tǒng)導(dǎo)電桿使用過程中，由于鋼爪部位受熱，容易變形扭曲，進而影響導(dǎo)電桿的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高陽極導(dǎo)電桿的導(dǎo)電性能及使用壽命，通過提高鋁/鋼界面的連接可靠性，可提高導(dǎo)桿整體使用壽命，采用本發(fā)明的方法也可降低陽極導(dǎo)電桿的電阻進而降低電解鋁生產(chǎn)過程中的能耗，節(jié)約電解鋁生產(chǎn)成本問題，為實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明提出的具體技術(shù)方案如下：

一種高連接可靠性的電解鋁用陽極導(dǎo)電桿裝置,包括鋁導(dǎo)桿、鋼爪，鋁導(dǎo)桿與鋼爪固定連接為一體，其特征在于包括：至少一對夾緊片，對稱設(shè)置于靠近鋼爪部位的鋁導(dǎo)桿兩側(cè)，夾緊片與鋁導(dǎo)桿固定連接為一體；至少一對連桿，對稱布置，連桿配合夾緊片對稱設(shè)置于鋁導(dǎo)桿兩側(cè)，一端與鋼爪固定連接，另一端穿過夾緊片上開設(shè)的通孔；在連桿位于夾緊片通孔上部設(shè)有彈性件，彈性件上部設(shè)壓緊塊，壓緊塊壓緊彈性件后與連桿、彈性件固定位一體，壓緊塊壓緊彈性件所形成的預(yù)緊力大于鋁導(dǎo)桿與鋼爪界面的重力負載。

進一步，所述連桿為長螺栓，所述壓緊塊為壓緊螺母。所述彈性件，或為壓力彈簧，或為彈性片組合。所述夾緊片與鋁導(dǎo)桿固定連接為一體：至少設(shè)一對對稱布置的螺栓螺母，夾緊片上相應(yīng)設(shè)通孔，通過螺栓螺母將夾緊片與鋁導(dǎo)桿鎖定為一體。

所述鋁導(dǎo)桿與鋼爪固定連接為一體，具體鋁導(dǎo)桿與鋼爪或通過爆炸焊過渡塊焊接連接，或通過慣性摩擦焊直接焊接連接，所述的慣性摩擦焊焊接作用時間小于2.5秒。所述鋼爪，或為焊接型鋼爪，或為鑄造型鋼爪。