CN101899681B - 阳极导电夹持卡具 - Google Patents

Abstract

本发明阳极导电夹持卡具是在铝电解槽阳极导电装置的铝导杆和阳极碳块二者之间，采用阳极导电夹持卡具相连接，其特征是：阳极导电夹持卡具由两侧导电侧夹板和夹紧调节机构所构成，阳极导电夹持卡具的上端与铝导杆的下端线连接，阳极导电夹持卡具的下端与阳极碳块上部的凸台进行夹持式导电连接。采用阳极导电夹持卡具，由于取消改变现有的阳极钢爪和磷铁环与阳极碳块组装构造方式，采用铜碳结合过度连接的方式，将铝导杆的电流传导给阳极碳块，因而可以减少阳极导电装置降低电压降，减少铝电解槽导电结构的电阻耗电，同时简化了阳极碳块的组装工艺成本以及残极的压脱工艺成本。

Description

阳极导电夹持卡具

技术领域

阳极导电夹持卡具主要应用于铝电解槽阳极导电装置铝导杆和阳极碳块的生产与组装。

背景技术

现通用的铝电解槽阳极导电装置主要由铝导杆、爆炸焊片、阳极钢爪和阳极碳块以及磷铁环所组成，阳极钢爪和阳极碳块之间采用浇铸磷铁环的方式进行阳极碳块与钢爪头的连接。铝电解槽阳极导电装置既是导电部件，又是承重部件，所以一是要具有较低的电阻，二是要具有一定的抗拉强度，三是具有一定的耐高温性能。

现通用的铝电解槽阳极导电装置主要有以下缺点：一是阳极钢爪和阳极碳块之间其连接导电用的磷铁环铁碳接触电阻较大电压降平均在1 30mv左右；二是铁碳之间的磷铁环采用熔铸铁热浇铸工艺成本较高；三是阳极残极与磷铁环的分离、磷铁环和阳极钢爪头的分离采用机械压脱或锤击工艺，成本较高；四是由于阳极钢爪的变形和磷铁环的偏浇致使阳极碳块电流密度分布不均匀。

发明内容

为了克服现通用的铝电解槽阳极导电装置铝导杆和阳极炭块之间采用阳极钢爪和浇铸磷铁环的连接方式所存的传导电阻较大，电压降较高，构造工艺成本较高等缺点。本发明提供了一种阳新型的铝导杆和阳极炭块之间利用阳极导电夹持卡具，进行导电连接的结构设计的技术方案，以替代现通用的由铝导杆、阳极钢爪浇铸磷铁环和阳极碳块进行导电连接的铝电解槽阳极导电装置导电连接结构。

该技术方案是；在铝电解槽阳极导电装置铝导杆和阳极碳块二者之间，采用阳极导电夹持卡具相连接，其特征是：阳极导电夹持卡具由两块导电侧夹板和夹紧调节机构所构成，两块导电侧夹板的上端与铝导杆的下端线连接，两块导电侧夹板的下端与阳极碳块上部的凸台进行夹持式导电连接。

依据上述技术方案：阳极导电夹持卡具上，构造有用于调节两块导电侧夹板对于阳极炭块凸台的加持力的夹紧调节机构，其夹紧调节机构，可构造成双向螺旋调整式或拉杆提升式两种夹紧调节机构。

依据上述技术方案：阳极导电夹持卡具两块导电侧夹板的上部与铝导杆的下端相连接，铝导杆下端有用于调节两块导电侧夹板宽窄间隙的铝导杆调节中缝，为了获得该铝导杆调节中缝，铝导杆的下端可构造成左右相对称的两个部件，分别与两侧的导电侧夹板相连接。

依据上述技术方案：阳极导电夹持卡具双向螺旋调整式夹紧调节机构由固定构造在导电侧夹板上部的螺旋支座、双向螺杆，以及固定安装在两个导电侧夹板内侧的铰接支撑孔板和销轴构造而成。

依据上述技术方案：阳极导电夹持卡具拉杆提升式夹紧调节机构由上压盖轴板板、提升拉紧丝杠、螺旋轴套、小拉杆、销轴以及固定安装在两个导电侧夹板内侧的小铰接孔拉板构造而成。

依据上述技术方案：阳极导电夹持卡具与铝导杆下端可铝钢连接件进行焊接过渡连接，或采用连接螺栓直接进行连接。

依据上述技术方案：阳极导电夹持卡具，在同一侧的导电侧夹板可制作成一块，或制成上部相连导电，下部分段块形状，导电侧夹板与阳极碳块凸台侧面导电结合接触面部，应构造上导电铜板；在导电铜板与碳块上部凸台侧面接触面上，加工构造上小的凹凸细牙台槽，或在铜碳结合界面之间涂抹导电膏，以提高两者之间的导电性能和结合压紧强度。

依据上述技术方案：在阳极碳块上部构造有与阳极导电夹持卡具进行夹持导电连接的阳极炭块凸台。

依据上述技术方案：阳极导电夹持卡具其两块导电侧夹板内侧和外侧安装构造有用绝热防电解质腐蚀材料制成的防侵蚀保温隔热层。

本发明的优点：采用阳极导电夹持卡具，由于取消改变现有的阳极钢爪和磷铁环与阳极碳块组装构造方式，采用铜碳结合过度连接的方式，将铝导杆的电流传导给阳极碳块，因而可以减少阳极导电装置降低电压降，减少铝电解槽导电结构的电阻耗电，同时简化了阳极碳块的组装工艺成本以及残极的压脱工艺成本。

附图说明：

本发明阳极导电夹持卡具的技术方案，结合实施例以及附图说明则更加容易清楚理解该发明的技术特征和技术特点，其中：

图1：为阳极导电夹持卡具实施例1的立面剖视图；

图2：为图1的侧视剖面图。

图3：为图1的俯视平面示意图；

图4：为阳极导电夹持卡具实施例2的立面剖视图；

图5；为图4的侧视剖面图；

图6；为图4的俯视平面示意图。

图7：为阳极导电夹持卡具实施例3的立面剖视图；

图8：为图7的侧视剖面图。

图9：为图7的俯视平面示意图；

图10：为阳极导电夹持卡具与铝导杆、阳极炭块连接实施例构造1的侧面剖视示意图

图11：为阳极导电夹持卡具与铝导杆、阳极炭块连接实施例构造2的侧面剖视示意图

图12：为阳极导电夹持卡具与铝导杆、阳极炭块连接实施例构造3的侧面剖视示意图

其图中所示；1.铝导杆、2.阳极导电夹持卡具、3.阳极碳块、4.阳极凸台、5.导电侧夹板、6.调节中缝、7.导电铜板、8.双向调整螺杆、9.螺旋支座、10.铰接支撑孔板、11.销轴、12.上盖压轴板、13.提升螺杆、14.螺旋轴套、15.小拉杆、16.小销轴、17.铰接孔拉板、18连接螺栓、19.铝钢金属连接件、20.保温隔层。

具体实施方式

铝导杆和阳极炭块之间采用阳极导电夹持卡具进行连接。其技术方案是：在阳极炭块(3)上构造有阳极炭块凸台(4)，铝导杆(1)和阳极碳块(3)之间采用夹持卡具(2)与阳极碳块(3)上部的凸台(4)夹持的方式进行导电连接。

为了阳极导电夹持卡具能够与阳极炭块(3)实施夹持连接，首先在阳极碳块(3)上部构造出与阳极导电夹持卡具(2)相连接的阳极炭块凸台(4)，阳极碳块上部的凸台的两侧用于和阳极夹持卡具(2)进行夹持导电连接。

为了调整阳极导电夹持卡具(2)两块导电侧夹板板(5)之间的间隙距离，在铝导杆(1)的下端要构造出夹持间隙调节中缝(6)，或将铝导杆下部分为对称两部件制造，以便于阳极导电夹持卡具连接后，利用其铝导杆下端的构造间隙即调节中缝(6)和铝导杆材料的弹性变化，调整两块导电侧夹板对于阳极炭块凸台的水平夹持力。

实施例1：如图1、图2、图3所示，阳极导电卡具(2)由两块布置在两侧的导电侧夹板(5)为主要部件所构成，在导电侧夹板(5)的上端面两侧分别构造有螺旋支座(9)，两个螺旋支座(9)中有双向调整螺杆(8)，在两个导电侧夹板(5)的下内侧部分别固定构造有支撑铰接孔板(10)，两侧支撑铰接孔板(10)中用销轴(11)进行进行穿接；导电侧夹板(5)的上端中部内侧与铝导杆(1)用螺栓进行导电紧密连接；铝导杆的下端构造有用于能够左右开合的调节中缝(6)。

在用阳极导电夹持卡具(2)将铝导杆(1)与阳极导炭块凸台(4)进行导电电连接作业时，先将阳极炭块凸台(4)插入到阳极导电夹持卡具(2)的两块导电侧夹板(5)中间如图10图11图12所示，然后调整构造在阳极导电夹持卡具(2)上部的双向调整螺杆(8)，带动两块导电侧夹板(5)的上端向外移动，形成水平外张力，使导电侧夹板(5)的下端在铰接销轴(11)和支撑铰接孔板(10)的作用下，形成两块导电侧夹板(5)向内对于阳极炭块凸台(4)的加持力，将阳极炭块凸台(4)进行夹紧导电连接。

为了提高导电侧夹板(5)与阳极炭块凸台(4)接触界面的导电性能，减少接触电阻，两块导电侧夹板(5)与阳极碳块凸台(4)侧面导电结合接触面部，应构造上导电铜板(7)；在导电铜板(7)与碳块上部凸台(4)侧面接触面上，加工构造上小的凹凸细牙台槽，或在铜碳结合界面之间涂抹导电膏，以提高两者之间的导电性能和结合压紧强度。

在阳极炭块(3)应用于电解铝生产后，进行脱残极作业时，其操作工艺步骤与进行夹持作业相反，只需将阳极导电夹持卡具(2)上部的双向调整螺杆(8)，带动螺旋支座(9)和导电侧夹板(5)上端向内进行调节，使阳极导电夹持卡具(2)两块导电侧夹板(5)下端向外张开，致使阳极炭块(3)残极脱落即可。

实施例2：如图4图5图6所示，阳极导电夹持卡具(2)是实施例2与实施例1的基本结构相同，其区别在于阳极导电夹持卡具(2)两侧的导电侧夹板(5)的中上部与铝导杆(1)的连接，没有像实施例1一样，采用连接螺栓(18)直接进行导电夹紧连接，而是采用铝钢金属连接件(19)过渡，进行焊接导电连接。实施例2的使用方法与实施例1一样。

实施例3：如图7图8图9所示，阳极导电夹持卡具(2)由两块布置在两侧的导电侧夹板(5)为主要部件所构成，其两侧的导电侧夹板(5)对于阳极炭块凸台(4)夹持力的调整装置为提升拉紧式，其构造是：在两块导电侧夹板(5)的上方扣盖有上盖压轴板(12)，上盖压轴板(12)内安装有提升螺杆(13)，提升螺杆(13)的下端丝扣与螺旋套轴(14)相连接；螺旋套轴(14)上安装有两个两端带铰接孔的小拉杆(15)；在两块导电侧夹板(5)的内下侧端，分别固定构造有铰接孔拉板(17)，在铰接孔拉板(17)的孔内用铰接销轴(16)将小拉杆(15)的另一端孔相串连，形成一个由提升螺杆(13)的上下移动，能够带动两块导电侧夹板(5)下端能对阳极炭块凸台(4)向内进行拉紧夹持闭合，向外进行扩张开启的铰接连杆机构，以便实施阳极导电卡具(2)与铝导杆(1)和阳极炭块(3)之间的连接夹持作业功能。

实施例3使用方法与实施例1基本相同，其区别在于用调整提升螺杆(13)的上下运动，调节阳极导电夹持卡具(2)两块导电侧夹板(5)对于阳极炭块凸台(4)的加持力和界面结合的紧密程度。

为了防止阳极导电夹持卡具(2)在铝电解槽工况状态下，电解质对阳极导电夹持卡具(2)金属材料的腐蚀，提高阳极导电夹持卡具(2)的使用寿命，加强对阳极炭块(3)的上部保温，减少电解质氧化铝结壳的清理工作量，可在阳极导电夹持卡具(2)的两侧导电夹板(5)的内外部，阳极碳块(3)的顶部，安装构造上用的碳素复合材料制成的防腐蚀保温隔层(20)。

阳极碳块(1)中间可带上下表面相互贯通的排气孔，该排气孔与阳极炭块卡具(2)上部凸台项贯通，用于实现在电解的过程中阳极炭块(3)底部与电解质之间CO和CO₂气体的排放。

如实施例图10所示：铝导杆的上端为一体构造，铝导杆(1)的下端构造有调节中缝(6)，调节中缝(6)将铝导杆(1)下端分为左右两半部分，分别与阳极导电夹持卡具(2)的两侧的导电侧夹板(5)相连接，其连接方式为采用铝钢金属连接件(19)过渡，进行焊接，阳极炭块(3)的凸台(4)插入到两个导电侧夹板(5)的中间，两侧的导电侧夹板(5)与阳极炭块凸台(4)进行夹持连接。两侧的导电侧夹板(5)的内外部安装构造有用碳素、保温材料制成的防腐蚀保温隔层(20).

如实施例图11所示：铝导杆的上端为一体构造，铝导杆(1)的下端构造成为左右两部件，两部件之间有节中缝(6)，将铝导杆(1)两部件下端采用铝钢金属连接件(19)过渡进行焊接，分别与阳极导电夹持卡具(2)的两侧的导电侧夹板(5)相连接，两个下侧端铝导杆(1)与上端铝导杆(1)之间采用螺栓连接。其余同图10。

如实施例图12所示：在两个导电侧夹板(5)中上部，直接用螺栓(18)和铝导杆(1)下部进行夹紧导电连接，其余同图11。

Claims (7)

1.本发明阳极导电夹持卡具，是铝电解槽阳极导电装置铝导杆(1)和阳极碳块(3)二者之间相连接部件，其特征是：阳极导电夹持卡具(2)由两块导电侧夹板(5)和夹紧调节机构所构成，导电侧夹板(5)上端与铝导杆(1)的下端连接，导电侧夹板(5)下端与阳极碳块(3)上部的凸台(4)进行夹持式导电连接，导电侧夹板(5)与阳极碳块凸台(4)侧面导电结合接触面部，构造上导电铜板(7)；阳极导电夹持卡具(2)与铝导杆(1)下端用铝钢连接件(19)进行焊接过渡连接。 

2.依据权利要求1所述的阳极导电夹持卡具，其特征是：在阳极导电夹持卡具(2)上，构造有用于调节两块导电侧夹板(5)对于阳极炭块凸台夹紧调节机构，其夹紧调节机构，可构造成双向螺旋调整式或拉杆提升式两种夹紧调节机构。 

3.依据权利要求1所述的阳极导电夹持卡具，其特征是：阳极导电夹持卡具两块导电侧夹板(5)的上部与铝导杆(1)的下端相连接，铝导杆(1)下端有用于调节两块导电侧夹板(5)宽窄间隙用的的铝导杆调节中缝(6)，为了获得该铝导杆调节中缝(6)，铝导杆(1)的下端构造成左右相对称的两个部件，分别与两侧的导电侧夹板(5)相连接。 

4.依据权利要求1所述的阳极导电夹持卡具，其特征是：阳极导电夹持卡具(2)的双向螺旋调整式夹紧调节机构由固定构造在导电侧夹板上部的螺旋支座(9)、双向螺杆(8)，以及固定安装在两个导电侧夹板(5)内侧的铰接支撑孔板(10)和销轴(11)构造而成。 

5.依据权利要求1所述的阳极导电夹持卡具其，特征是：阳极导电夹持卡具(2)拉杆提升式夹紧调节机构由上压盖轴板(12)、提升拉紧丝杠 (13)、螺旋轴套(14)、小拉杆(15)、销轴（16）以及固定安装在两个导电侧夹板(5)内侧的小铰接孔拉板(17)构造而成。 

6.依据权利要求1所述的阳极导电夹持卡具，其特征是；在阳极碳块(3)上部构造有与阳极导电夹持卡具(2)进行夹持导电连接的阳极炭块凸台(4)。 

7.依据权利要求1所述的阳极导电夹持卡具，其特征是；两块导电侧夹板(5)内侧和外侧安装有用绝热防电解质腐蚀材料制成的防侵蚀保温隔热层(20)。