CN105200454B - 一种防止吸铝管电击损耗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝电解行业，具体地说是涉及一种防止吸铝管电击损耗的方法，该方法包括如下步骤、表面打磨切槽、加装陶瓷材料、加装封条连接：将金属封条分别卡在上述陶瓷管的轴向接缝处，再将封条两边与吸铝管连接或者将陶瓷材料覆盖吸铝管外表面，由封条封紧；本发明方法独特、简单，操作安全，成本低廉、减少吸铝管因触碰阳极造成击穿带来的损失，延长吸铝管的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解行业，具体地说是涉及一种防止吸铝管电击损耗的方法。
背景技术
近年来，我国铝工业发展迅速，电解铝产量雄居世界首位，铝生产技术在许多方面达到或接近世界先进水平，尤其是大型预焙阳极电解槽得到了广泛应用，铝的冶炼水平有了很大提高。抬包是电解铝生产过程中的重要设备，它主要承担着从电解槽中将高温铝液吸出、转运的任务。而吸铝管是各种类型抬包包括敞口抬包和真空抬包不可缺少的重要结构。工作时，吸铝管插入电解铝槽的铝液里，利用虹吸原理，铝水被吸入到抬包中。吸铝管在抽吸铝水过程中的使用状况直接制约着出铝成本和出铝效率的高低，尤其在出铝量大、要求出铝精度高的大型预焙槽生产中显得更为重要。目前，国内电解铝厂出铝抬包使用的吸铝管材质主要是普通耐热铸铁或者铸钢，在生产过程中不同程度上存在如下问题：吸铝管受高温铝液冲刷、腐蚀和氧化造成管壁减薄烧穿；电解质在吸铝管内壁凝固结疤堵塞吸铝管；吸铝管铸造过程中存在缺陷加速减薄烧穿；吸铝管材料本身凝固温度区间宽，组织不致密；吸铝管在使用时，由于操作不精确接触阳极，会被强电流击穿。根据实际生产时统计的大量数据可以看出，由于吸铝管接触阳极发生电击损耗是吸铝管损坏最重要的原因。
很多铝电解工作者以及研究专家对吸铝管的延寿行为进行了研究与改进，但已公开的成果并不多。申请号为200920319079.9、公开号为201605336U的专利“石墨吸铝套管”，由石墨套管、侧壁孔和吸铝管组成，主要是解决铝液层的扰动问题。申请号为201320012025.4、公开号为203007443U的专利“一种双金属吸铝管”，由连为一体的上下两部分构成，其上部为普通吸铝管，下部为耐热、耐腐蚀材料管，主要是解决吸铝管受铝液腐蚀的问题。申请号为201120427309.0、公开号为202263901U的专利“耐侵蚀吸铝管铸造砂型”，应用耐浸蚀吸铝管铸造砂型铸造吸铝管，主要解决吸铝管使用过程中热振产生裂纹和铝渣堵塞吸铝管的问题。以上专利对解决吸铝管接触阳极发生短路击穿问题的效果并不是特别明显。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种方法独特、简单，操作安全，成本低廉、减少吸铝管因触碰阳极造成击穿带来的损失，延长吸铝管的使用寿命的一种防止吸铝管电击损耗的方法。
为实现上述目的，本发明通过如下方式实现：
一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
A.表面打磨切槽：对吸铝管距离直管端部一定范围内的外表面进行打磨，并切槽；
B.加装陶瓷材料：事先将陶瓷管切短，并沿轴向对称切割，扣入吸铝管外表面上的槽内或将陶瓷材料放置在距吸铝管直管端部300～600mm处；
C.加装封条连接：将金属封条分别卡在上述陶瓷管的轴向接缝处，再将封条两边与吸铝管连接或者将陶瓷材料覆盖吸铝管外表面，由封条封紧；
切槽前，使用砂纸对吸铝管距离直管端部300～600mm范围内外表面进行打磨；
所述吸铝管外表面切槽深度为3～5mm；
将所述陶瓷管切至长度小于300mm的短管；
将所述陶瓷管沿轴向均匀切割为2～4份；
加装所述陶瓷管之前可在槽内喷涂高分子有机涂料或在槽内缠绕纤维布，也可在陶瓷材料与吸铝管之间缠绕纤维布，所述纤维布的材料为硅氧纤维布；
所述封条与吸铝管连接方式为焊接；
所述吸铝管的材料为耐热铸铁或铸钢；
所述陶瓷材料为氧化铝陶瓷或氧化铬陶瓷。
所述封条的材料为铸铁或铸钢。
本发明有如下效果：
1)方法独特：本发明使用陶瓷材料覆盖吸铝管，提高吸铝管局部范围内的力学和绝缘性能；本发明分别使用金属封条卡紧陶瓷管和预埋陶瓷材料铸造吸铝管方法，使陶瓷材料与吸铝管较好的贴合，防止使用过程中陶瓷材料脱落；本发明应用金属条卡紧陶瓷管方法时，在事先加工的吸铝管表面槽内缠绕硅氧纤维布或喷涂绝缘涂料，可使陶瓷材料与吸铝管之间贴合更紧密，并且显著降低热收缩率、导热系数、增加电绝缘性能。
2)方法简单：本发明的方法为利用陶瓷材料优异的力学和绝缘性能，主要步骤为切槽、切割陶瓷材料、镶嵌、焊接卡紧，操作简单；制备设备主要为砂纸、普通切削工具，原料为陶瓷管、金属条，不需要重新设计吸铝管结构。
3)原料来源广，成本低廉：该制备方法的主要成本为陶瓷原料费用，可直接购买已有产品，不需要自行设计，且原料来源广泛，成本低廉。
4)产品效果好：陶瓷材料、绝缘涂料以及硅氧纤维布有好的力学和绝缘性能，在吸铝管操作过程中触碰阳极发生电击时，可有效降低电击蚀坑的出现，保护吸铝管表面不被击穿。
附图说明
图1为本发明覆盖陶瓷管的吸铝管结构示意图；
图2为本发明图1中A处的局部放大图；
图3为本发明镶嵌陶瓷管的吸铝管结构示意图；
图4为本发明切槽后吸铝管结构示意图；
图5为本发明金属封条结构示意图；
图6为本发明切割后的陶瓷管结构示意图；
图7为本发明硅氧纤维布示意图；
具体实施方式
本发明的基本思想是在吸铝管表面覆盖陶瓷材料，利用陶瓷材料优异的力学和绝缘性能，保护吸铝管在使用过程中触碰阳极不被击穿。
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一：一种防止吸铝管电击损耗的方法
如图1所示针对电解铝时吸铝管在抽吸铝水过程中由于操作不精确接触阳极，会被强电流击穿的问题应用陶瓷管覆盖方法和装置，该装置包括吸铝管1、陶瓷管2、纤维布4、绝缘涂料、金属封条3，其中吸铝管为350KA吸铝管，直管部分管长总计1200mm，管外径130mm，整体铸造制成，一边有法兰盘。陶瓷管选用常见氧化铝工业陶瓷管，管材内径130mm，外径135mm。纤维布选用平纹高硅氧纤维布，耐受温度高达1100℃。金属封条选用铸铁材料，与吸铝管材料相同，便于焊接和保证与吸铝管一致的各项性能。
对需要处理的吸铝管，首先划定距离吸铝管直管端部300～600mm的范围，对此范围进行打磨，去除吸铝管表面附着铝渣和锈蚀。对打磨之后的区域进行机加工，切削出深度在3～5mm的槽。槽内缠绕平纹高硅氧纤维布，覆盖整个槽底。将氧化铝陶瓷管截成与槽相同长度，并沿陶瓷管轴向切割，将完整管材分割为对称2份。将分割好的陶瓷管放入槽内，调整位置并压实。取铸铁封条覆盖在陶瓷管接缝处并卡紧，采用铸铁焊条将封条两边与吸铝管焊接，保证稳定不松动。
改装后的吸铝管在使用时因操作不精确接触阳极，首先接触部位为覆盖了陶瓷材料的区域，因为陶瓷材料力学和绝缘性能好，不容易被击穿，起到了保护作用。
实施例二：一种防止吸铝管电击损耗的方法
如图1所示针对电解铝时吸铝管在抽吸铝水过程中由于操作不精确接触阳极，会被强电流击穿的问题应用陶瓷管覆盖方法和装置，吸铝管1、陶瓷管2、纤维布4、绝缘涂料、金属封条3，其中吸铝管为350KA吸铝管，直管部分管长总计1200mm，管外径130mm，整体铸造制成，一边有法兰盘。陶瓷管选用常见氧化铬陶瓷管，管材内径130mm，外径135mm。金属封条选用铸铁材料，与吸铝管材料相同，便于焊接和保证与吸铝管一致的各项性能。
对需要处理的吸铝管，首先划定距离吸铝管直管端部300～600mm的范围，对此范围进行打磨，去除吸铝管表面附着铝渣和锈蚀。对打磨之后的区域进行加工，切削出深度在3～5mm的槽。向槽内喷涂绝缘涂料，覆盖整个槽底。将氧化钛陶瓷管截成与槽相同长度，并沿陶瓷管轴向切割，将完整管材分割为4份。将分割好的陶瓷管放入槽内，调整位置并压实。取铸铁封条覆盖在陶瓷管接缝处并卡紧，采用铸铁焊条将封条两边与吸铝管焊接，保证稳定不松动。
改装后的吸铝管在使用时因操作不精确接触阳极，首先接触部位为覆盖了陶瓷材料的区域，因为陶瓷材料力学和绝缘性能好，不容易被击穿，起到了保护作用。
实施例三：一种防止吸铝管电击损耗的方法
如图2所示针对电解铝时吸铝管在抽吸铝水过程中由于操作不精确接触阳极，会被强电流击穿的问题应用铸造吸铝管预埋陶瓷材料的方法和装置，包括吸铝管、陶瓷片，其中吸铝管为350KA吸铝管，直管部分管长总计1200mm，管外径130mm，整体铸造制成，一边有法兰盘。陶瓷片选用常见氧化铝工业陶瓷片。
选用长度290mm的氧化铝陶瓷片作为预埋件，均匀圆周放置于铸造模具内。使用耐热铸钢作为吸铝管材料进行浇铸。铸造之后吸铝管经热处理直接投入使用。
改装后的吸铝管在使用时因操作不精确接触阳极，首先接触部位为覆盖了陶瓷材料的区域，因为陶瓷材料力学和绝缘性能好，不容易被击穿，起到了保护作用。
实施例四：一种防止吸铝管电击损耗的方法
如图2所示针对电解铝时吸铝管在抽吸铝水过程中由于操作不精确接触阳极，会被强电流击穿的问题应用铸造吸铝管预埋陶瓷材料的方法和装置，包括吸铝管、陶瓷片，其中吸铝管为350KA吸铝管，直管部分管长总计1200mm，管外径130mm，整体铸造制成，一边有法兰盘。陶瓷片选用常见氧化铬工业陶瓷片。
选用长度290mm的氧化铬陶瓷片作为预埋件，均匀圆周放置于铸造模具内。使用耐热铸钢作为吸铝管材料进行浇铸。铸造之后吸铝管经热处理直接投入使用。
改装后的吸铝管在使用时因操作不精确接触阳极，首先接触部位为覆盖了陶瓷材料的区域，因为陶瓷 材料力学和绝缘性能好，不容易被击穿，起到了保护作用。
其中：1.吸铝管；2.陶瓷管；3.金属封条；4.硅氧纤维布；5.陶瓷片
吸铝管铸造前选用氧化铝或氧化铬的陶瓷片或陶瓷棒作为预埋件圆周布置，如此铸造的吸铝管力学和绝缘性能优异，成本低廉，并且制作方法简单，易于掌握。首先将陶瓷材料均匀分割；将分割后陶瓷材料作为预埋件圆周布置，铸造吸铝管；铸造吸铝管时陶瓷材料嵌入外表面。，陶瓷材料作为预埋件圆周布置，陶瓷材料选用陶瓷片或陶瓷棒，陶瓷材料接缝处使用金属封条压紧。
Claims (10)
1.一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
A．表面打磨切槽：对吸铝管距离直管端部一定范围内的外表面进行打磨，并切槽；
B．加装陶瓷材料： 事先将陶瓷管切短，并沿轴向对称切割，扣入吸铝管外表面上的槽内或将陶瓷材料放置在距吸铝管直管端部300~600mm处；
C．加装封条连接： 将金属封条分别卡在上述陶瓷管的轴向接缝处，再将封条两边与吸铝管连接或者将陶瓷材料覆盖吸铝管外表面，由封条封紧。
2.如权利要求1所述的一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：切槽前，使用砂纸对吸铝管距离直管端部300~600mm范围内外表面进行打磨。
3.如权利要求1所述的一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：所述吸铝管外表面切槽深度为3~5mm。
4.如权利要求1所述的一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：将所述陶瓷管切至长度小于300mm的短管。
5.如权利要求1所述的一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：将所述陶瓷管沿轴向均匀切割为2~4份。
6.如权利要求1所述的一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：加装所述陶瓷管之前可在槽内喷涂高分子有机涂料或在槽内缠绕纤维布，也可在陶瓷材料与吸铝管之间缠绕纤维布，所述纤维布的材料为硅氧纤维布。
7.如权利要求1所述的一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：所述封条与吸铝管连接方式为焊接。
8.如权利要求1所述的一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：所述吸铝管的材料为耐热铸铁或铸钢。
9.如权利要求1所述的一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：所述陶瓷材料为氧化铝陶瓷或氧化铬陶瓷。
10.根据权利要求1所述的一种防止吸铝管电击损耗的方法，其特征在于：所述封条的材料为铸铁或铸钢。
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