CN105463510A

CN105463510A - 一种电解铝用阳极钢爪

Info

Publication number: CN105463510A
Application number: CN201610056653.0A
Authority: CN
Inventors: 于馨然; 赵玉春; 郑拥军; 姜彦平
Original assignee: Inner Mongolia Shixing New Material Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Shixing New Material Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2016-04-06

Abstract

本发明涉及电解铝用阳极钢爪，其包括钢爪横梁(1)和多个钢爪腿(3)，其特征是，每个所述钢爪腿(3)与所述钢爪横梁(1)之间都通过一个全截面熔焊连接体(2)连接在一起，且所述全截面熔焊连接体(2)的横截面积大于所述钢爪腿(3)的横截面积。该电解铝用阳极钢爪能降低钢爪热状态下的形变，提高钢爪的使用寿命。

Description

一种电解铝用阳极钢爪

技术领域

本发明属于电解铝设备技术领域，涉及一种电解铝用阳极钢爪，尤其涉及一种全新结构的电解铝用阳极钢爪。

背景技术

电解铝用阳极钢爪是阳极炭块与铝电解阳极铝导杆之间的连接件，在铝电解过程中不仅承载着大功率的电流，而且作为连接阳极的部件，高温下受热膨胀，由于钢铁材料的热膨胀系数比碳素材料的热膨胀系数大很多，因此阳极钢爪被施加了来自多个方向的作用力。长期以来，电解铝用阳极钢爪普遍采用消失模铸造进行生产，且设计结构简单，主要存在以下技术缺陷：

1、消失模铸造过程中排气工艺的不稳定性使得铸造阳极钢爪中存在夹杂、气孔等铸造缺陷，也会影响钢爪的导电性和强度。

2、普通铸造钢爪一般不进行变质处理和正火处理，得到的铸态组织普遍晶粒粗大，使其材料力学性能大大降低，加剧了铸造阳极钢爪在热状态下的形变，即内弯现象的发生。

3、设计结构简单，未对钢爪受热后的应力状态进行分析，结构力学性能较差。因为钢爪长期在超屈服强度下工作，往往会导致弹性形变向塑性形变转变，最终使钢爪腿产生“内弯”、”“细脖”等现象，导致钢爪报废。

近些年来，人们对于钢爪的研究主要集中在结构的改进和电流平衡方面，忽视了对于钢爪结构的研究。目前，公认的事实是：1、电解铝用阳极钢爪不宜采用轧制成型的工艺进行生产。2、结合成本控制的要求，阳极钢爪的材质为Q235号铸钢。3、钢爪腿从上到下粗细均匀，未对应力集中区域进行相应的结构改进。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种全新结构的电解铝用阳极钢爪。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种电解铝用阳极钢爪，该电解铝用阳极钢爪能降低钢爪热状态下的形变，提高钢爪的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电解铝用阳极钢爪，其包括钢爪横梁和多个钢爪腿，其特征是，每个所述钢爪腿与所述钢爪横梁之间都通过一个全截面熔焊连接体连接在一起，且所述全截面熔焊连接体的横截面积大于所述钢爪腿的横截面积。

进一步地，其中，所述钢爪横梁、钢爪腿和全截面熔焊连接体均用轧制钢材制成。

更进一步地，其中，所述全截面熔焊连接体的形状为任意形状的几何体。

再进一步地，所述全截面熔焊连接体的形状为长方体或圆柱体。

另一方面，其中，所述全截面熔焊连接体由具有良好焊接性能的铁合金材料制成。

进一步地，其中，所述全截面熔焊连接体通过焊接方法分别与其两端的钢爪横梁和钢爪腿实现全截面熔焊，所述焊接方法为电渣焊、熔融焊、窄缝焊、感应加热焊、摩擦焊、惰性气体保护焊、钎焊或埋弧焊。

另一方面，其中，采用电渣焊、熔融焊、摩擦焊、感应加热焊、钎焊或埋弧焊直接在所述钢爪横梁与所述钢爪腿之间熔铸形成所述全截面熔焊连接体。

与现有的电解铝用阳极钢爪相比，本发明的电解铝用阳极钢爪具有如下有益技术效果：

1、钢爪横梁能用轧制钢材制成，材料致密度较高，抗热变形效果好。

2、全截面熔焊连接体增加了钢爪横梁与钢爪腿之间的导电面积，使钢爪导电性有所提升。

3、全截面熔焊连接体所在的位置属于钢爪腿部的应力集中区，其横截面积大于钢爪腿的横截面积，有效抑制了钢爪腿“内弯”和“细脖”现象的产生。

附图说明

图1是本发明的电解铝用阳极钢爪的正视示意图。

图2是本发明的电解铝用阳极钢爪的侧视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。

图1示出了本发明的电解铝用阳极钢爪的正视示意图。如图1所示，与现有的电解铝用阳极钢爪类似，本发明的电解铝用阳极钢爪也包括钢爪横梁1和多个钢爪腿3。

与吸纳有的电解铝用阳极钢爪不同，在本发明中，每个所述钢爪腿3与所述钢爪横梁1之间都通过一个全截面熔焊连接体2连接在一起。所述全截面熔焊连接体2增加了所述钢爪横梁1与所述钢爪腿3之间的导电面积，使钢爪导电性有所提升。

同时，如图1和2所示，所述全截面熔焊连接体2的横截面积大于所述钢爪腿3的横截面积。这样，所述全截面熔焊连接体2所在的位置属于钢爪腿部的应力集中区，且其横截面积大于钢爪腿的横截面积，有效抑制了钢爪腿“内弯”和“细脖”现象的产生。

在本发明中，所述全截面熔焊连接体2的形状可以为任意形状的几何体。优选地，所述全截面熔焊连接体2的形状为长方体或圆柱体。

在本发明中，由于所述钢爪横梁1与所述钢爪腿3之间通过全截面熔焊连接2连接，因此，使得所述钢爪横梁1、钢爪腿3和全截面熔焊连接体2均可以用轧制钢材制成。克服了现有的钢爪横梁不宜采用轧制钢材制成的缺陷，使得钢爪横梁的材料致密度较高，抗热变形效果较好。

此外，在本发明中，所述全截面熔焊连接体2可以由具有良好焊接性能的铁合金材料制成。这样，使得所述全截面熔焊连接体2的两端易于与所述钢爪横梁1和钢爪腿3全截面熔焊在一起。

在本发明中，所述全截面熔焊连接体2可以采用如下方法形成：所述全截面熔焊连接体2为一个单独的零件，在制造阳极钢爪时，通过焊接方法使所述全截面熔焊连接体2分别与其两端的钢爪横梁1和钢爪腿3实现全截面熔焊。具体的焊接方法可以为电渣焊、熔融焊、窄缝焊、感应加热焊、摩擦焊、惰性气体保护焊、钎焊或埋弧焊。

此外，在本发明中，所述全截面熔焊连接体2也可以采用如下方法形成：在生产时，不需要单独设置一个零件作为所述全截面熔焊连接体2，而是采用电渣焊、熔融焊、摩擦焊、感应加热焊、钎焊或埋弧焊直接在所述钢爪横梁1与所述钢爪腿3之间熔铸形成所述全截面熔焊连接体2。

本发明的全新结构的电解铝用阳极钢爪对钢爪横梁及钢爪腿的材质进行了改进，且在钢爪横梁与钢爪腿之间焊接全截面熔焊连接体2。因此，钢爪横梁的材料致密度较高，抗热变形效果好。同时，全截面熔焊连接体增加了钢爪横梁与钢爪腿之间的导电面积，使钢爪导电性有所提升。此外，全截面熔焊连接体所在的位置属于钢爪腿部的应力集中区，其横截面积大于钢爪腿的横截面积，有效抑制了钢爪腿“内弯”和“细脖”现象的产生。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种电解铝用阳极钢爪，其包括钢爪横梁(1)和多个钢爪腿(3)，其特征是，每个所述钢爪腿(3)与所述钢爪横梁(1)之间都通过一个全截面熔焊连接体(2)连接在一起，且所述全截面熔焊连接体(2)的横截面积大于所述钢爪腿(3)的横截面积。

2.根据权利要求1所述的电解铝用阳极钢爪，其特征是，所述钢爪横梁(1)、钢爪腿(3)和全截面熔焊连接体(2)均用轧制钢材制成。

3.根据权利要求2所述的电解铝用阳极钢爪，其特征是，所述全截面熔焊连接体(2)的形状为任意形状的几何体。

4.根据权利要求3所述的电解铝用阳极钢爪，其特征是，所述全截面熔焊连接体(2)的形状为长方体或圆柱体。

5.根据权利要求1所述的电解铝用阳极钢爪，其特征是，所述全截面熔焊连接体(2)由具有良好焊接性能的铁合金材料制成。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电解铝用阳极钢爪，其特征是，所述全截面熔焊连接体(2)通过焊接方法分别与其两端的钢爪横梁(1)和钢爪腿(3)实现全截面熔焊，所述焊接方法为电渣焊、熔融焊、窄缝焊、感应加热焊、摩擦焊、惰性气体保护焊、钎焊或埋弧焊。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的电解铝用阳极钢爪，其特征是，采用电渣焊、熔融焊、摩擦焊、感应加热焊、钎焊或埋弧焊直接在所述钢爪横梁(1)与所述钢爪腿(3)之间熔铸形成所述全截面熔焊连接体(2)。