[實(shí)用新型]一種鋁電解用的陽極導(dǎo)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821978610.9
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN209741281U
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 師建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 師建軍
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 62102 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 張晉<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入國

本實(shí)用新型公開一種鋁電解用的陽極導(dǎo)電裝置。本實(shí)用新型的導(dǎo)電裝置中導(dǎo)桿由上導(dǎo)桿和下導(dǎo)桿構(gòu)成，其上導(dǎo)桿的截面至少帶有兩個平行的邊、其下導(dǎo)桿截面為圓，且下導(dǎo)桿的下端面以上設(shè)有一段外螺紋，下層桿的外螺紋段與帶有內(nèi)螺紋的鋼套連接，其中下導(dǎo)桿的下端面與鋼爪橫梁上表面間用摩擦焊方式焊合，鋼爪橫梁與鋼套間焊接結(jié)合。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，其使用壽命為傳統(tǒng)工藝二倍以上，并可以充分利用已有的資源。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種鋁電解中使用的導(dǎo)電陽極裝置，本實(shí)用新型的裝置中包括鋁導(dǎo)桿和與導(dǎo)桿相連接的陽極鋼爪。

背景技術(shù)

電解鋁工業(yè)現(xiàn)使用的陽極導(dǎo)電裝置由上部鋁導(dǎo)桿和下部為鋼制的陽極鋼爪構(gòu)成，鋼與鋁間無法直接焊接，兩者間通過一個爆炸焊塊相連接。爆炸焊塊是運(yùn)用爆炸焊接技術(shù)將鋼—鋁兩種不同材料焊接在一起的，在制作陽極導(dǎo)電裝置時，爆炸焊塊鋁部分通過氬弧焊與陽極導(dǎo)電裝置的上部鋁導(dǎo)桿部分焊接，爆炸焊塊鋼部分通過氣保焊與陽極導(dǎo)電裝置的下部陽極鋼爪橫梁扁鋼焊接，其聯(lián)接方式是中國專利申請2010100007746的附圖1公開的內(nèi)容且不設(shè)置加強(qiáng)裝置結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的這種陽極導(dǎo)電裝置在鋁導(dǎo)桿底部與陽極鋼爪橫梁扁鋼頂部間形成鋁-鋁焊，鋁-鋼爆炸焊，鋼-鋼焊。現(xiàn)有技術(shù)中除鋁-鋼爆炸焊是全截面焊接外，鋁-鋁焊和鋼-鋼焊在現(xiàn)有技術(shù)下，只能實(shí)現(xiàn)坡口環(huán)焊。現(xiàn)有技術(shù)的用爆炸焊塊相連接制作的陽極鋼爪鋁導(dǎo)桿底部與鋼爪橫梁頂部冷態(tài)壓降測試數(shù)據(jù)如下：負(fù)荷電流99.8A，冷態(tài)壓降0.3Mv，冷態(tài)電阻3.5u歐姆，這部分壓降屬于電解鋁生產(chǎn)中的無功電壓，降低了電流效率。

另一方面在鋁電解生產(chǎn)過程中，爆炸焊塊鋼-鋁結(jié)合處在電解作業(yè)中既承受重力載荷，同時又要傳導(dǎo)電解時的大電流，但因鋼-鋁膨脹系數(shù)的不同會在其結(jié)合處產(chǎn)生剪切力，致使鋁-鋼焊接面局部開裂，既逐漸降低受力和導(dǎo)電面積，又大大增加了鋁-鋼焊接面處的電阻和壓降，同時會使其相應(yīng)位置的溫升提高。當(dāng)開裂失效面積達(dá)到相應(yīng)比例時，鋁-鋼焊接面或在炭塊、鋼爪的重量作用產(chǎn)生斷裂，或因電阻過大而發(fā)熱燒毀鋁-鋼焊接面，造成失效。

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，現(xiàn)有技術(shù)中提供了一系列的解決方案，如：中國專利申請2010100007746公開的一種在過渡塊的鋁導(dǎo)桿和陽極鋼爪之間中加設(shè)鋁鋼連接加強(qiáng)裝置的技術(shù)方案，它是在原設(shè)計的鋁導(dǎo)桿和陽極鋼爪之間采用鋁鋼復(fù)合片的過渡塊進(jìn)行連接方式基礎(chǔ)上，在陽極鋼爪橫梁上部與鋁導(dǎo)桿之間加強(qiáng)裝置，即增加設(shè)置了加強(qiáng)連接板和加勁板，以及用于堅固加強(qiáng)連接板的夾緊螺栓，該專利申請認(rèn)為通過這些技術(shù)措施可以提高導(dǎo)電性能，減少連接電阻，降低鋁鋼連接電壓降防止鋁鋼復(fù)合連接片開裂。雖然該技術(shù)方案中加勁板與加強(qiáng)連接板、陽極鋼爪間的一方面是全鋼-鋼連接，但因其焊合的面積很小，其重量載荷仍主要由爆炸焊塊承載，因此雖然相對現(xiàn)有技術(shù)會有一定的改善，但現(xiàn)有技術(shù)中的問題仍然存在。而且在實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn)設(shè)置加勁板與加強(qiáng)連接板的結(jié)構(gòu)，在爆炸焊塊處產(chǎn)生明顯裂紋后，爆炸焊塊鋁-鋼焊接面處電阻增大，而通過加勁板和加強(qiáng)連接板的部分電流增加，造成加強(qiáng)連接板處產(chǎn)生高溫和熔斷現(xiàn)象，反而使其更迅速地斷裂。

中國專利2013107301429公開了陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置及焊接方法，試圖通過改變陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪焊接連接方式來實(shí)現(xiàn)增加導(dǎo)電面積，降低電阻，減少發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)節(jié)電的效果，同時提高陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的連接強(qiáng)度增強(qiáng)，延長了陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪的使用壽命。中國專利申請2015105033237則公開了以電渣焊制備陽極鋼爪的技術(shù)方案，試圖通過改變鋼-鋁間焊接方式提高其使用壽命。

中國專利申請2009100208155、2014106680846和2013106400179則是通過摩擦焊方式實(shí)現(xiàn)鋼鋁間的連接，改善爆炸焊接形成的鋼鋁結(jié)合件的力學(xué)性能。