CN104789990A - 一种电解铝用阳极铝爪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电解铝用配件技术领域,具体公开一种电解铝用阳极铝爪,包括导杆,与所述导杆连接的电解铝用预焙阳极采用铝爪结构,所述铝爪的内腔为中空结构,其内腔通过铝爪与导杆连接处进口、出口与外置循环冷却系统相连通,所述内腔内通入冷却介质。本发明针对实际生产中阳极爪头全部用保温料覆盖,爪头温度接近甚至超过铝的软化点440℃的难题,在阳极铝爪内部设置管道式中空结构和空腔式结构,通过设置于电解铝用铝爪上进口、出口与外置循环冷却系统联通,冷却介质比热容大于3.0焦/千克℃,保证铝爪头在较高温度条件下不熔化,降低铝爪的氧化反应,起到导电的作用。

Description

一种电解铝用阳极铝爪
技术领域
本发明涉及铝电解领域一种配件,具体为铝电解用阳极配套的阳极铝爪,以替代目前使用的钢爪。
背景技术
自冰晶石-氧化铝熔盐电解铝方法问世以来,选用碳作为阳极,钢爪就以连结和导体的身份一直陪伴其一百多年。由于钢爪在电解铝生产中的不足,那么,节约能耗,提高铝液质量,一直是电解铝行业追求的目标。传统电解铝生产用预焙阳极由阳极母线和阳极炭块组构成,阳极母线分大母线、软母线和立柱母线。阳极炭块组中,铝导杆和钢爪通过铝-钢爆炸焊块连接,焊块上表面与阳极导杆的铝-铝焊接采用氩弧燥完成,其下表面与钢板梁下的铸钢爪头的钢-钢焊采用电弧焊,钢爪和炭块通过磷生铁浇铸粘接。阳极炭块通过带有多个钢爪的铝导杆浇铸后与铝母线连接作为电解槽阳极使用,使用过程中,电解质液容易冲刷钢爪,造成铝液Fe含量升高,铝液品位降低;同时阳极Fe-C压降对于铝电解生产电能消耗影响较大,其主要的影响因素包括:爪头的冶金质量、爪头与磷生铁接触界面、磷生铁(成分、组织、内在质量)、磷生铁与阳极块接触界面、阳极块质量等。随着电解铝工业的迅猛发展,国家宏观经济政策的不断调控,电解铝市场竞争日趋激烈,节能减排是铝电解生产面临的一个主要任务,减低能耗成为铝电解生产发展的关键因素,因此,研究探讨节能降耗技术工作就显的特别重要,鉴于此种情况研究发明了电解铝阳极铝爪。电解铝用预焙阳极铝爪是指冰晶石-氧化铝熔盐电解法电解生成铝过程中所用阳极组,连接预焙炭块不可少的构件。电解铝用预焙阳极铝爪替代现有的钢爪,具有节约电耗,提高铝液质量,减少劳动强度等优点,能克服传统电解铝企业使用阳极钢爪的节能环保和经济问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电解铝用阳极铝爪,其解决了铝电解现有生产中涮化钢爪的问题,铝液Fe含量升高,减少钢爪维修费用,降低铝电解能耗和降 低碳耗以及降本而设计的一种电解铝用阳极铝爪。
为了实现上述目的,本发明采用了以下的技术方案:一种电解铝用阳极铝爪,包括导杆,与所述导杆连接的电解铝用预焙阳极采用铝爪结构,所述铝爪的内腔为中空结构,其内腔的进口、出口通过铝爪或导杆的任何处与外置循环冷却系统相连通,所述内腔内通入冷却介质。
其中,所述铝爪、内腔或铝爪、内腔、导杆一体成型。
其中,铝电解铝用阳极铝爪为铝基合金材质。
其中,铝电解用阳极铝爪内腔为单回路、双回路以及多回路管道。
其中,所述冷却介质的比热容大于3.0焦/千克℃。
进一步的,所述冷却介质为水及其溶液、有机溶剂及其溶液或高压冷却空气及冷却气体。
本发明的有益效果在于:本发明针对实际生产中阳极爪头全部用保温料覆盖,爪头温度接近甚至超过铝的软化点440℃的难题,在阳极铝爪内部设置管道式中空结构和空腔式结构,通过设置于电解铝用铝爪或导杆上的进口、出口与外置循环冷却系统联通,冷却介质比热容大于3.0焦/千克℃,保证铝爪头在较高温度条件下不熔化,降低铝爪的氧化反应,起到导电的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对-实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明传统技术的结构示意图;
图2为本发明电解铝用内置管道式空腔阳极铝爪;
图3为本发明电解铝用内置空腔阳极铝爪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1、图2和图3所示的一种电解铝用阳极铝爪,包括导杆(1),与所述导杆(1)连接的电解铝用预焙阳极采用铝爪(5)结构,所述铝爪(5)的内腔(2)为中空结构,其内腔(2)通过铝爪(5)与导杆(1)连接处进口(3)、出口(4)与外置循环冷却系统相连通,所述内腔(2)内通入冷却介质。所述冷却介质的比热容大于3.0焦/千克℃,所述冷却介质为水及其溶液、有机溶剂及其溶液或高压冷却空气及冷却气体。进一步的,所述铝爪(5)、内腔(2)或铝爪(5)、内腔(2)、导杆(1)一体成型。
其中,铝电解铝用阳极铝爪(5)为铝基合金材质。铝电解用阳极铝爪(5)内腔(2)为单回路、双回路以及多回路管道。
本发明针对实际生产中阳极爪头全部用保温料覆盖,爪头温度接近铝的软化点440℃的难题,在阳极铝爪(5)内腔(2)设置管道式中空结构或空腔式结构,通过设置于电解铝用铝爪(5)上进口(3)、出口(4)与外置循环冷却系统联通,冷却介质比热容大于3.0焦/千克℃,保证铝爪(5)头在较高温度条件下不熔化,降低铝爪(5)的氧化反应,起到导电的作用。
本发明针对铝电解生产用阳极钢爪,焊接过程中钢铝之间的固溶度较低、热物理性能差异较大,并且两者极易反应生成脆性的金属间化合物,这种脆性的金属间化合物极大地降低了焊接接头的力学性能,为了增强焊接质量,在铝导杆(1)和钢爪焊接时采用了铝钢爆炸焊块,增加了成本和压降的现状,发明了的铝电解用阳极铝爪(5),由于铝爪(5)与铝导杆(1)使用同一材质,其固溶度高,热物理性差异性小,可直接将导杆(1)与铝爪(5)预制成一体,也可以采用焊接的方式焊接铝导杆(1)与铝爪(5)。
本发明针对实际生产中阳极爪头全部用保温料覆盖,爪头温度接近铝的软化点440℃的难题,在阳极铝爪(5)内腔(2)设置管道式中空结构和空腔式结构,通过设置于电解铝用铝爪(5)上进口(3)、出口(4)与外置循环冷却系统联通,冷却介质比热容大于3.0焦/千克.℃,保证铝爪(5)头在较高温度条件下不熔化,降低铝爪(5)的氧化反应,起到导电的作用。
本发明取消爆炸焊片、变磷铁浇铸为铝合金浇铸、变阳极钢爪为阳极铝爪(5)、变铝铁压降为铝铝压降,变铁碳压降为铝碳压降等,以上可以使得阳极组整体压降90mv左右,每年在电解生产中可以降低直流电消耗,提高铝液质量,节约铝钢爆炸焊块、钢爪保护环以及大量维修费用。
具体实施为:
1、按照目前钢爪的尺寸,先预制中空结构的管道,管道直径Φ1-100mm,分为单管道、双管道以及多管道结构。然后采用脱模或消失模铸造方法制作一带有进口(3)、出口(4)内部带中空结构的铝质爪头或铝爪导杆一体铸件。
中空结构的管道制作成直型的或旋盘式的。
2、将原阳极导杆(1)组进行改造,将原阳极钢爪及爆炸焊块去掉,将阳极铝导杆(1)与阳极铝爪(5)熔化预制成一体,也可以采用焊接的方式焊接铝导杆(1)与铝爪(5),降低连接压降。
3、将冷却介质接入铝爪(5)冷却管道进口(3)和出口(4),根据温度情况调整冷却介质的用量、压力,保证铝爪(5)在660-1800℃环境下不被熔化却能够正常工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电解铝用阳极铝爪,其特征在于:包括导杆(1),与所述导杆(1)连接的电解铝用预焙阳极采用铝爪(5)结构,所述铝爪(5)的内腔(2)为中空结构,其内腔(2)通过铝爪(5)与导杆(1)连接处进口(3)、出口(4)与外置循环冷却系统相连通,所述内腔(2)内通入冷却介质。
2.根据权利要求1所述的一种电解铝用阳极铝爪,其特征在于:所述铝爪(5)、内腔(2)或铝爪(5)、内腔(2)、导杆(1)一体成型。
3.根据权利要求1所述的一种电解铝用阳极铝爪,其特征在于:铝电解铝用阳极铝爪(5)为铝基合金材质。
4.根据权利要求1所述的一种电解铝用阳极铝爪,其特征在于:铝电解用阳极铝爪(5)内腔(2)为单回路、双回路以及多回路管道。
5.根据权利要求1所述的一种电解铝用阳极铝爪,其特征在于:所述冷却介质的比热容大于3.0焦/千克℃。
6.根据权利要求1所述的一种电解铝用阳极铝爪,其特征在于:所述冷却介质为水及其溶液、有机溶剂及其溶液或高压冷却空气及冷却气体。
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