CN105177626A - 一种新型节能阳极钢爪的制备方法 - Google Patents

一种新型节能阳极钢爪的制备方法 Download PDF

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张贵才
姜彦平
赵玉春
孙剑
张平
李海燕
郑拥军
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Abstract

<b>一种新型节能阳极钢爪的制备方法，钢爪包括横臂和爪头，其特征是</b><b>;</b><b>横臂和爪头通过电渣熔焊结合固定在一起；制备方法为：把预先制备好的爪头和横臂母体</b><b>Q235</b><b>坯料，安置在阳极钢爪结构对应的水冷模型腔中，组装定位联接；将已经融化的助熔剂倒入水冷模型腔中，启动电源，助溶剂在被熔焊接的长方体爪头和圆柱体金属横臂母体之间熔化精炼和冶金结合焊接的过程。助溶剂中的稀土活性元素</b><b>Ce</b><b>进行化学还原反应，使稀土元素</b><b>Ce</b><b>进入熔焊金属区域合金化，净化材质。另一方面液态金属在熔焊体积区域内全方位逐步上升并凝固，从而避免缩孔、气孔铸造缺陷的产生。本发明采用整体电渣熔焊焊接，熔焊温度场均匀，熔焊质量优化，产品性能强度和韧性高，导电性能优越。</b>

Description

一种新型节能阳极钢爪的制备方法
技术领域
本发明属于电解铝阳极钢爪及其制造技术领域，具体讲是一种新型结构的阳极钢爪。
背景技术
电解铝阳极钢爪构件制作要求组织致密、无铸造缺陷，化学成分均匀准确，传统的铸造方法制作阳极钢爪工艺步骤繁锁，容易引起钢水的二次氧化，纯净度得不到保证，而且烧损元素成分的可控性较差。很难达到电解铝阳极钢爪电阻率低，导电性能好的制作要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种特殊电渣冶金熔焊工艺方法制备新型阳极钢爪构件的方法，能够提高新型阳极钢爪熔焊的致密性，得到高质量、高性能的阳极钢爪产品。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种新型节能阳极钢爪，包括横臂1和爪头2，其特征是;横臂1和爪头2通过电渣熔焊3结合固定在一起；
上述一种新型节能阳极钢爪的制备方法如下：
（1）预先制备长方体爪头和圆柱体金属横臂母体坯料，坯料材料为Q235,把这2种金属母体坏料安置在阳极钢爪结构对应的水冷模型腔中，加以组装定位联接；
（2）将已经融化的助熔剂倒入水冷模型腔中，启动电源，所述熔焊助熔剂由CeO 2 、CaF 2 、CaCO 3 、AL 2 O 3 、组成，其中各成分按质量百分含量为：CeO25-18%、CaF243-58%、CaCO35-15%、AL2O318-25%；
（3）助溶剂在被熔焊接的长方体爪头和圆柱体金属横臂母体之间由变压器输出二次低电压和电流配合，在助溶剂形成的渣池中形成回路，回路输入的电能在渣池中产生高电阻、高活性的热量，助溶剂渣池温度为1600--1850 0 C，导致化学成分材质相同的母体和自耗熔化电极形成熔化精炼和冶金结合焊接；
（4）对助溶剂中的稀土活性元素Ce进行化学还原反应，还原剂为Si-Ca合金，其中Si：Ca按质量百分比为30：70，使稀土元素Ce进入熔焊金属区域合金化，净化材质。另一方面液态金属在熔焊体积区域内全方位逐步上升并凝固，从而避免缩孔、气孔铸造缺陷的产生。
本发明与现有传统制备工艺技术制作的阳极钢爪工相比，具有以下优点：
1、避免传统工艺或现行焊接工艺存在金属体内冶金质量的“污染”，避免了由于制备工艺中一系列温度不均匀影响焊接质量、强韧性的不足而带来阳极钢爪在电解铝生产运行过程中的安全隐患。
阳极钢爪整体电渣熔焊工艺过程中，稀土活性化学反应处理新工艺技术使得熔焊温度场均匀，熔焊质量优化，产品性能强度和韧性高，导电性能优越。
与传统制备阳极钢爪工艺和现行焊接工艺相比，明显在于电渣熔焊稀土渣池体积回路工艺方法简单，科学合理、有效。完全取消现行不合理的冶金方法传统铸造，人工焊接工艺。电渣熔焊新工艺更符合熔焊产品的进行，具有多、快、好、省，科学合理。因为焊熔区域增大了反应界面，是真实性的完全冶金熔焊过程。
设备工艺操作简便，适用范围广，可对阳极钢爪产品的类型灵活多变，通过改变熔焊工装就达到满足不同规格的钢爪直径和高度的技术要求。
新工艺技术熔焊作业时间短，生产费用比传统工艺低，节约成本避免浪费。同时产品使用后节能降耗的经济效益更显著。
附图说明
图1是现有技术中阳极钢爪结构示意图；
图2是本发明阳极钢爪结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种新型节能阳极钢爪，包括横臂1和爪头2，其特征是;横臂1和爪头2通过电渣熔焊3结合固定在一起；
上述一种新型节能阳极钢爪的制备方法如下：
（1）预先制备长方体爪头和圆柱体金属横臂母体坯料，坯料材料为Q235,把这2种金属母体坏料安置在阳极钢爪结构对应的水冷模型腔中，加以组装定位联接；
（2）将已经融化的助熔剂倒入水冷模型腔中，启动电源，所述熔焊助熔剂由CeO 2 、CaF 2 、CaCO 3 、AL 2 O 3 、组成，其中各成分按质量百分含量为：CeO25-18%、CaF243-58%、CaCO35-15%、AL2O318-25%；
（3）助溶剂在被熔焊接的长方体爪头和圆柱体金属横臂母体之间由变压器输出二次低电压和电流配合，在助溶剂形成的渣池中形成回路，回路输入的电能在渣池中产生高电阻、高活性的热量，助溶剂渣池温度为1600--1850 0 C，导致化学成分材质相同的母体和自耗熔化电极形成熔化精炼和冶金结合焊接；
（4）对助溶剂中的稀土活性元素Ce进行化学还原反应，还原剂为Si-Ca合金，其中Si：Ca按质量百分比为30：70，使稀土元素Ce进入熔焊金属区域合金化，净化材质。另一方面液态金属在熔焊体积区域内全方位逐步上升并凝固，从而避免缩孔、气孔铸造缺陷的产生。
本发明阳极钢爪采用整体电渣熔焊渣焊接、熔焊温度场均匀，熔焊质量优化，产品性能强度和韧性高，导电性能优越。

Claims (1)

1.一种新型节能阳极钢爪，包括横臂和爪头，其特征是：横臂和爪头通过电渣熔焊结合固定在一起；
上述一种新型节能阳极钢爪的制备方法如下：
（1）预先制备长方体爪头和圆柱体金属横臂母体坯料，坯料材料为Q235,把这2种金属母体坏料安置在阳极钢爪结构对应的水冷模型腔中，加以组装定位联接；
（2）将已经融化的助熔剂倒入水冷模型腔中，启动电源，所述熔焊助熔剂由CeO2、CaF2、CaCO3、AL2O3、组成，其中各成分按质量百分含量为CeO25-18%、CaF243-58%、CaCO35-15%、AL2O318-25%；
（3）助溶剂在被熔焊接的长方体爪头和圆柱体金属横臂母体之间由变压器输出二次低电压和电流配合，在助溶剂形成的渣池中形成回路，回路输入的电能在渣池中产生高电阻、高活性的热量，助溶剂渣池温度为1600--18500C，导致化学成分材质相同的母体和自耗熔化电极形成熔化精炼和冶金结合焊接；
（4）对助溶剂中的稀土活性元素Ce进行化学还原反应，还原剂为Si-Ca合金，其中Si：Ca按质量百分比为30：70，使稀土元素Ce进入熔焊金属区域合金化，净化材质。
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