[發(fā)明專利]一種電解鋁陰極的機(jī)械裝配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810978302.4
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108971675B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 班祥;王復(fù)生
• 申請（專利權(quán)）人: 焦作和信冶金科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00
• 代理公司: 41133 焦作市科彤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 張莉

本發(fā)明公開了一種電解鋁陰極的機(jī)械裝配方法，包括計算預(yù)留間隙、鋼棒?磷生鐵組件加工、鋼棒?磷生鐵組件裝配、搗固。本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明采用機(jī)械的裝配方法組裝電解鋁陰極，省去了傳統(tǒng)磷生鐵澆鑄陰極中整體加熱和融化鐵水澆鑄的流程，在達(dá)到磷生鐵澆鑄陰極的節(jié)能效果的同時，省去了陰極加熱爐、中頻爐等設(shè)備的投入，大幅度降低成本；可靠性更高，磷生鐵層、鋼棒、陰極炭塊的尺寸能夠精確控制，避免炭塊損壞；節(jié)能環(huán)保，減少污染，更有利于鋁行業(yè)的節(jié)能減排。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬電解鋁裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電解鋁陰極的機(jī)械裝配方法。

背景技術(shù)

近些年來，電解鋁行業(yè)為實(shí)現(xiàn)大幅降低鋁電解電能消耗，逐步在行業(yè)內(nèi)推廣了一些新的節(jié)能技術(shù)，其中效果最明顯的當(dāng)屬磷生鐵澆鑄陰極組裝技術(shù)，采用該技術(shù)后爐底壓降普遍控制在220-240mv，節(jié)能效果明顯，已經(jīng)逐步被業(yè)內(nèi)人士所認(rèn)同，并開始大面積推廣。

此種組裝方式需先將陰極炭塊與鋼棒進(jìn)行位置組裝，組裝后再進(jìn)行整體加熱，在一定溫度下澆鑄磷生鐵鐵水，以達(dá)到組裝目的。但是在實(shí)際操作中，此種方式會消耗大量能源。以500KA電解槽陰極炭塊為例，在進(jìn)行整體加熱至550℃的過程中，每個炭塊消耗60Nm3的天然氣或等熱值的其他能源，同時在融化鐵水、陰極預(yù)熱以及鐵水澆鑄的過程中，會產(chǎn)生大量的煙氣，對環(huán)境造成一定程度的影響。而且針對國內(nèi)普遍應(yīng)用較多的30％及50％高石墨質(zhì)陰極，此種組裝方式對加熱設(shè)備、澆鑄溫度、鐵水成分要求較高，在實(shí)際澆鑄過程中不可避免的會出現(xiàn)炭塊損壞報廢的情況，造成一定程度的經(jīng)濟(jì)損失。此外其組裝成本也比較高，限制了此項技術(shù)的推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有的技術(shù)問題，提供了一種電解鋁陰極的機(jī)械裝配方法。

本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案進(jìn)行：

一種電解鋁陰極的機(jī)械裝配方法，包括以下步驟：

步驟一,計算預(yù)留間隙：

電解鋁陰極主要包括陰極炭塊、多個鋼棒-磷生鐵組件；所述陰極炭塊沿長度方向有兩個燕尾槽；所述鋼棒-磷生鐵組件包括鋼棒、磷生鐵層；所述磷生鐵層位于鋼棒外；所述燕尾槽的左部分、右部分中均插入有一個鋼棒-磷生鐵組件；

所述預(yù)留間隙為鋼棒-磷生鐵組件位于燕尾槽中心位置時與燕尾槽側(cè)壁之間的間隔；

預(yù)留間隙

其中b為預(yù)留間隙；α為鋼棒的膨脹系數(shù)；a為鋼棒的寬度；t為電解鋁陰極的工作環(huán)境溫度；

步驟二，鋼棒-磷生鐵組件加工：對鋼棒-磷生鐵組件進(jìn)行精確加工；保證鋼棒-磷生鐵組件的磷生鐵層在燕尾槽內(nèi)時與燕尾槽兩側(cè)內(nèi)壁的距離均為b；

步驟三，鋼棒-磷生鐵組件裝配：將鋼棒-磷生鐵組件放入冷凍室進(jìn)行冷卻；冷卻完成后將鋼棒-磷生鐵組件取出，在組裝平臺上將鋼棒-磷生鐵組件推入到燕尾槽中；靜置等待鋼棒-磷生鐵組件恢復(fù)至室溫；

步驟四，搗固：在每個燕尾槽中心部位添加糊料；在每個燕尾槽左右兩端使用搗打料進(jìn)行搗固。

優(yōu)選的，所述鋼棒-磷生鐵組件中的磷生鐵層通過澆鑄形成，包括以下步驟：

步驟一，根據(jù)電解鋁陰極組裝要求以及陰極炭塊燕尾槽的尺寸預(yù)制好磷生鐵層的澆鑄模型；

步驟二，將鋼棒除銹后加入模型中，將磷生鐵注入模型后，磷生鐵與鋼棒粘接；冷卻后將模型卸下，得到鋼棒-磷生鐵工件；

步驟三，將鋼棒-磷生鐵工件放置在銑床上對鋼棒-磷生鐵工件進(jìn)行銑面加工，銑面加工后的尺寸保證磷生鐵層在燕尾槽內(nèi)時與燕尾槽兩側(cè)內(nèi)壁的距離均為b。

優(yōu)選的，所述磷生鐵層上有凹槽；所述凹槽內(nèi)左右兩側(cè)有鍵槽；所述鋼棒左右兩側(cè)有鍵槽；所述凹槽寬度與鋼棒寬度一致；所述磷生鐵層與鋼棒之間有固定鍵；