CN102140652B - 一种新型铝电解用阳极及其生产方法 - Google Patents

一种新型铝电解用阳极及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种新型铝电解用阳极及其生产方法，该铝电解用阳极包括预焙炭阳极本体(1)和铝导杆(11)，所述预焙炭阳极本体(1)上部固定一块阳极板，该阳极板上有若干个阳极板连接孔(16)；所述铝导杆(11)下部通过连接件(10)连接压接板(9)构成铝导杆组件，所述压接板(9)上有若干与阳极板连接孔(16)相对应的压接板连接孔(15)；所述压接板连接孔(15)与阳极板连接孔(16)通过压接件压接；本发明技术方案的制作方式没有采用高温浇铸方式，而是采用压接方式，在常温下即可完成，也就是说本发明的铝电解用阳极的生产能耗小、生产成本低，生产效率得到有效提高。

Description

一种新型铝电解用阳极及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种新型铝电解用阳极和制作该新型铝电解用阳极的生产方法。
背景技术
目前的铝电解用阳极，是由阳极铝导杆、钢-铝爆炸焊块、阳极钢爪、预焙炭阳极构成。构成结构是阳极铝导杆与钢-铝爆炸焊铝板焊接，钢-铝爆炸焊块钢板与阳极钢爪焊接，阳极钢爪与预焙炭阳极通过浇涛磷生铁连接。铝导杆通过钢-铝爆炸焊块与阳极钢爪连接，具体方法是：铝导杆下端部的四条边倒平角制作四个焊接斜面，阳极钢爪上部平台两侧倒平角制作两个焊接斜面，铝导杆焊接斜面与钢-铝爆炸块的铝板焊接，阳极钢爪上部焊接斜面与钢-铝爆炸块的钢板焊接。该连接方法存在几个问题：铝导杆与钢-铝爆炸焊块焊接处及阳极钢爪与钢-铝爆炸焊块焊接处的中心部分未焊接，影响导电效果；铝导杆与钢-铝爆炸焊块焊接处的中心部分未焊接，此部位易断裂，增加修理费用，断裂前该部位电阻增大，影响导电效果；钢-铝爆炸焊块的铝板和钢板生产中存在开裂现象，开裂后钢爪报废，增加原材料消耗，且开裂前该部位电阻增大，影响导电效果；阳极钢爪易氧化，钢爪直径逐渐变小，电阻逐渐增大，影响导电效果，修理费用增加，氧化严重至钢爪报废，增加原材料消耗；为保护阳极钢爪不氧化，一般使用阳极钢爪保护环，但增加保护环使用费用，且有限的阳极钢爪保护环高度上方的阳极钢爪部分仍然会氧化。因此，铝导杆至阳极钢爪各部位的焊接质量和阳极钢爪、钢-铝爆炸焊块的产品质量将直接影响铝电解生产过程的电耗指标、原材料消耗费用、修理费用。
现有技术的阳极钢爪与预焙炭阳极通过浇涛磷生铁连接，具体方法是：将阳极钢爪放入深约100mm的预焙炭阳极炭碗内。预焙炭阳极炭碗的半径比阳极钢爪的半径大15-20mm，用磷生铁水浇涛在阳极钢爪和预焙炭阳极炭碗之间的缝隙里，将阳极钢爪和预焙炭阳极连接在一起。阳极钢爪和预焙炭阳极之间的缝隙为15-20mm的环形，由于阳极钢爪和预焙炭阳极之间的缝隙较小，因此，在浇涛过程中会出现两种情况：一是磷生铁水靠近阳极钢爪，高温磷生铁水冲刷阳极钢爪，阳极钢爪局部熔化和磷生铁粘接在一起，磷生铁压脱时局部不能压脱需要修理阳极钢爪，粘接严重时阳极钢爪报废；二是磷生铁水靠近炭碗边缘时磷生铁水向炭碗外流失，增加磷生铁损耗和运输量、熔炼量等。这两种情况会直接影响阳极钢爪寿命、修理费用指标、磷生铁消耗指标、运输量、电耗等。
预焙炭阳极与阳极钢爪的缝隙里浇涛的环状磷生铁水，在由高温液体转变为固体并冷却到常温的过程中，会产生一条或数条上下贯通的断裂纹，由于断裂纹是在固体状态下产生的，因此，原来结合的较好的磷生铁表面与阳极钢爪表面和预焙炭阳极炭碗表面之间就会产生位移，位移的产生会使结合面的电阻增大，浪费电能。
磷生铁浇涛工序、残极压脱工序、磷生铁压脱工序的工作需要消耗大量的人、财、物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，为了克服现有技术存在的不足，提供一种结构合理、导电效果好、能有效避免浇涛时高温磷生铁水冲刷熔化阳极钢爪与磷生铁水向炭碗外流失、能有效避免结合面的位移、省略磷生铁浇涛工序、省略残极和磷生铁压脱工序的新型铝电解用阳极及其生产方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种新型铝电解用阳极，该铝电解用阳极包括预焙炭阳极本体(1)和铝导杆(11)，所述预焙炭阳极本体(1)上部有一炭阳极连接部，该炭阳极连接部上有若干个阳极压接连接孔(16)；
所述铝导杆(11)下部通过连接件(10)连接压接板(9)构成铝导杆组件，所述压接板(9)上有若干个与阳极压接连接孔(16)相对应的压接板连接孔(15)；
所述压接板连接孔(15)与阳极压接连接孔(16)通过压接件压接。
进一步，所述连接件(10)是由四周封闭、上部开口的空腔和空腔内的铸铝构成，该空腔通过铸铝与铝导杆(11)下部焊接连接，该空腔下部与压接板(9)焊接连接。
进一步，所述连接件(10)是由侧壁带孔、上部开口的空腔和穿过空腔侧壁孔的压紧螺丝(14)构成，该空腔通过压紧螺丝(14)将铝导杆(11)下部与空腔压接，该空腔下部与压接板(9)焊接连接。
进一步，所述炭阳极连接部是在预焙炭阳极本体(1)上部内植入固定一块阳极板(3)。
进一步，所述炭阳极连接部是在预焙炭阳极本体(1)上部延伸一条长方形带孔凸起(4)。
为了解决现有技术所存在的技术问题，本发明还提供一种新型铝电解用阳极的生产方法，该生产方法包括预焙炭阳极制作、铝导杆组件制作和阳极的组合，所述预焙炭阳极制作是将预焙炭阳极本体(1)上部采用内植入一块带有若干个阳极压接连接孔(16)的阳极板(3)或采用预焙炭阳极本体(1)上部延伸方式成型一条带有若干个阳极压接连接孔(16)的长方形凸起(4)；
所述铝导杆组件制作是将铝导杆(11)下部通过连接件(10)连接压接板(9)，所述压接板(9)上有若干个压接板连接孔(15)，该若干个压接板连接孔(15)与阳极压接连接孔(16)位置关系相对应；
阳极的组合是将压接板连接孔(15)与阳极压接连接孔(16)采用压接件压接。
进一步，所述铝导杆组件的制作是将铝液浇铸在四周封闭、上部开口的连接件空腔内，同时将铝导杆(11)下部与空腔内铸铝焊接在一起，该空腔下部用焊接方式与压接板(9)连接。
进一步，所述铝导杆组件的制作是先预备侧壁带孔、上部开口的连接件空腔和下部带孔的铝导杆(11)，之后将铝导杆(11)下部放入空腔内，再用压紧螺丝(14)将空腔侧壁孔与铝导杆下部孔压接在一起，该空腔下部用焊接方式与压接板(9)连接。
本发明的有益效果在于：
1、本发明技术方案的铝导杆与压接板充分连接，导电性能好，且本发明采用压接连接方式，避免浇涛时高温磷生铁水冲刷熔化阳极钢爪和磷生铁水向炭碗外流失、能有效避免结合面的位移、省略磷生铁浇涛工序、省略残极和磷生铁压脱工序，能显著的降低电耗、原材料损耗，从而降低生产成本。
2、本发明技术方案的制作方式没有采用高温浇铸方式，而是采用压接方式，在常温下即可完成，也就是说本发明的铝电解用阳极的生产能耗小、生产成本低，生产效率得到有效提高。
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细描述。
附图说明
图1至图3为现有技术阳极导杆组件的三视结构示意图。
图4至图6为本发明连接件的结构三视示意图。
图7至图9为本发明连接件的结构三视示意图。
图10至图12为本发明阳极导杆组件的结构三视示意图。
图13至图15为本发明阳极导杆组件的结构三视示意图。
图16至图18为现有技术预焙炭阳极的结构三视示意图。
图19至图21为本发明内植入阳极板的预焙炭阳极结构三视示意图。
图22至图24为本发明上部有长方形带孔凸起的预焙炭阳极结构三视示意图。
图25至图27为现有技术阳极组合的结构三视示意图。
图28至图30为本发明阳极组合的结构三视示意图。
图31至图33为本发明阳极组合的结构三视示意图。
其中：1、预焙炭阳极本体，2、碳碗，3、内植阳极板，4、长方形带孔凸起，5、磷生铁，6、阳极钢爪，7、钢-铝爆炸焊块铝板，8、钢-铝爆炸焊块钢板，9、压接板，10、连接件，11、铝导杆，12、铝焊体，13、钢焊体，14、压接螺丝，15、压接板连接孔，16、阳极压接连接孔。
具体实施方式
如图1至图3、图16至图18、图25至图27所示，现有技术铝电解用阳极，该铝电解用阳极是由预焙炭阳极、阳极钢爪6、钢-铝爆炸焊块、铝导杆11构成，其中预焙炭阳极是由预焙炭阳极本体1和位于预焙炭阳极本体1内炭碗2构成，铝导杆11下部焊接斜面通过铝焊体12与钢-铝爆炸焊块铝板7焊接，钢-铝爆炸焊块钢板8通过钢焊体13与阳极钢爪6焊接斜面焊接，阳极钢爪6置入炭碗2内用磷生铁5浇铸，从而构成现有技术铝电解用阳极。
实施例1：
如图4至图6、图10至图12、图19至图21、图28至图30所示，本发明新型铝电解用阳极包括预焙炭阳极本体1和铝导杆11，所述预焙炭阳极本体1上部内植固定一块阳极板3，该阳极板3上有若干个均布的阳极压接连接孔16；所述铝导杆11下部通过连接件10连接压接板9构成铝导杆组件，所述压接板9上有若干个与阳极压接连接孔16相对应的压接板连接孔15；所述压接板连接孔15与阳极压接连接孔16通过压接螺丝14压接而构成所述新型铝电解用阳极；其中连接件10是由四周封闭、上部开口的空腔和空腔内的铸铝构成，该空腔通过铸铝与铝导杆11下部焊接连接，该空腔下部与压接板9焊接连接。
实施例2：
如图7至图9、图13至图15、图22至图24、图31至图33所示，本发明新型铝电解用阳极包括预焙炭阳极本体1和铝导杆11，所述预焙炭阳极本体1上部延伸一条长方形带孔凸起4，该长方形带孔凸起4上有若干个均布的阳极压接连接孔16；所述铝导杆11下部通过连接件10连接压接板9构成铝导杆组件，所述压接板9上有若干个与阳极压接连接孔16相对应的压接板连接孔15；所述压接板连接孔15与阳极压接连接孔16通过压接螺丝14压接而构成所述新型铝电解用阳极；其中所述连接件10是由侧壁带孔、上部开口的空腔和穿过空腔侧壁孔的压紧螺丝14构成，该空腔通过压紧螺丝14将铝导杆11下部与空腔压接，该空腔下部与压接板9焊接连接。
本发明新型铝电解用阳极的生产方法如下所述：
实施例1：
该生产方法包括预焙炭阳极制作、铝导杆组件制作和阳极的组合，所述预焙炭阳极制作是将预焙炭阳极本体1上部采用内植入方式固定一块带有若干个阳极压接连接孔16的阳极板3；所述铝导杆组件制作是将铝导杆11下部通过连接件10连接压接板9，所述压接板9上有若干个压接板连接孔15，该若干个压接板连接孔15与阳极压接连接孔16位置关系相对应；阳极的组合是将压接板连接孔15与阳极压接连接孔16采用压接螺丝14压接；其中具体的铝导杆组件的制作是将铝液浇铸在四周封闭、上部开口的连接件空腔内，同时将铝导杆11下部与空腔内铸铝焊接在一起，该空腔下部用焊接方式与压接板9连接。所述具体铝导杆组件的另一种制作方法是：先预备侧壁带孔、上部开口的连接件空腔和下部带孔的铝导杆11，之后将铝导杆11下部放入空腔内，再用压紧螺丝14将空腔侧壁孔与铝导杆下部孔压接在一起，该空腔下部用焊接方式与压接板9连接。
实施例2：
该生产方法包括预焙炭阳极制作、铝导杆组件制作和阳极的组合，所述预焙炭阳极制作是将预焙炭阳极本体1上部延伸成型一条带有若干个阳极压接连接孔16的长方形带孔凸起4；所述铝导杆组件制作是将铝导杆11下部通过连接件10连接压接板9，所述压接板9上有若干个压接板连接孔15，该若干个压接板连接孔15与阳极压接连接孔16位置关系相对应；阳极的组合是将压接板连接孔15与阳极压接连接孔16采用压接螺丝14压接；其中具体的铝导杆组件的制作是将铝液浇铸在四周封闭、上部开口的连接件空腔内，同时将铝导杆11下部与空腔内铸铝焊接在一起，该空腔下部用焊接方式与压接板9连接。所述具体铝导杆组件的另一种制作方法是：先预备侧壁带孔、上部开口的连接件空腔和下部带孔的铝导杆11，之后将铝导杆11下部放入空腔内，再用压紧螺丝14将空腔侧壁孔与铝导杆下部孔压接在一起，该空腔下部用焊接方式与压接板9连接。
本发明的保护范围不限于上述实施例，凡是依据本发明技术原理所作的显而易见的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种铝电解用阳极，该铝电解用阳极包括预焙炭阳极本体(1)和铝导杆(11)，其特征在于，所述预焙炭阳极本体(1)上部有一炭阳极连接部，该炭阳极连接部上有若干个阳极压接连接孔(16)；
所述铝导杆(11)下部通过连接件(10)连接压接板(9)构成铝导杆组件，所述压接板(9)上有若干个与阳极压接连接孔(16)相对应的压接板连接孔(15)；
所述连接件(10)是由四周封闭、上部开口的空腔和空腔内的铸铝构成，该空腔通过铸铝与铝导杆(11)下部焊接连接，该空腔下部与压接板(9)焊接连接；
所述压接板连接孔(15)与阳极压接连接孔(16)通过压接件压接。
2.一种铝电解用阳极，其特征在于，该铝电解用阳极包括预焙炭阳极本体(1)和铝导杆(11)，其特征在于，所述预焙炭阳极本体(1)上部有一炭阳极连接部，该炭阳极连接部上有若干个阳极压接连接孔(16)；
所述铝导杆(11)下部通过连接件(10)连接压接板(9)构成铝导杆组件，所述压接板(9)上有若干个与阳极压接连接孔(16)相对应的压接板连接孔(15)；
所述连接件(10)是由侧壁带孔、上部开口的空腔和穿过空腔侧壁孔的压紧螺丝(14)构成，该空腔通过压紧螺丝(14)将铝导杆(11)下部与空腔压接，该空腔下部与压接板(9)焊接连接；
所述压接板连接孔(15)与阳极压接连接孔(16)通过压接件压接。
3.根据权利要求1或2所述的铝电解用阳极，其特征在于，所述炭阳极连接部是在预焙炭阳极本体(1)上部内植入固定一块阳极板(3)。
4.根据权利要求1或2所述的铝电解用阳极，其特征在于，所述炭阳极连接部是在预焙炭阳极本体(1)上部延伸一条长方形带孔凸起(4)。
5.一种制作权利要求1或2所述铝电解用阳极的生产方法，该生产方法包括预焙炭阳极制作、铝导杆组件制作和阳极的组合，其特征在于，所述预焙炭阳极制作是将预焙炭阳极本体(1)上部采用内植入一块带有若干个阳极压接连接孔(16)的阳极板(3)或采用预焙炭阳极本体(1)上部延伸方式成型一条带有若干个阳极压接连接孔(16)的长方形凸起(4)；
所述铝导杆组件制作是将铝导杆(11)下部通过连接件(10)连接压接板(9)，所述压接板(9)上有若干个压接板连接孔(15)，该若干个压接板连接孔(15)与阳极压接连接孔(16)位置关系相对应；
阳极的组合是将压接板连接孔(15)与阳极压接连接孔(16)采用压接件压接。
6.根据权利要求5所述铝电解用阳极的生产方法，其特征在于，所述铝导杆组件的制作是将铝液浇铸在四周封闭、上部开口的连接件空腔内，同时将铝导杆(11)下部与空腔内铸铝焊接在一起，该空腔下部用焊接方式与压接板(9)连接。
7.根据权利要求5所述铝电解用阳极的生产方法，其特征在于，所述铝导杆组件的制作是先预备侧壁带孔、上部开口的连接件空腔和下部带孔的铝导杆(11)，之后将铝导杆(11)下部放入空腔内，再用压紧螺丝(14)将空腔侧壁孔与铝导杆下部孔压接在一起，该空腔下部用焊接方式与压接板(9)连接。
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