CN107190280B - 黄金分割点开缝的阴极钢棒加工及组装方法 - Google Patents
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Abstract
一种黄金分割点开缝的阴极钢棒加工及组装方法，包括如下步骤：①在阴极钢棒沿长度方向，划出组装阴极炭块端部的位置线，沿高度方向按黄金分割点即0.618H位置划出需加工的通缝的中心线，通缝的长度为阴极钢棒组装时与阴极炭块接合部位长度的0.6倍，然后按所划出的长度和高度定位线铣削出通缝；②将阴极钢棒吊至阴极炭块凹槽内，将通缝距离阴极钢棒较大的一面即0.618H端朝向阴极炭块，将组装阴极炭块端部的位置线与阴极炭块的端部对齐，阴极钢棒上表面与阴极炭块表面平齐，最后装填钢棒糊，捣固密实，阴极炭块组即组装完毕。该方法统一了阴极钢棒的开缝标准，有效地阻断了生产中的水平电流密度、改善了电流分布、提高了电流效率、降低了能量损耗。
Description
技术领域：
本发明应用于电解铝行业电解槽的施工和生产，特别涉及一种黄金分割点开缝的阴极钢棒加工及组装方法。
背景技术：
铝电解槽是一种高能耗的生产设备，生产电流往往达到数十万安培，因此在生产过程中不可避免地会产生较大的水平电流，引起铝液的剧烈波动，从而影响生产的稳定性，并且产生大量的无功电耗。
在阴极钢棒上开缝的工艺可以阻断生产中的水平电流密度、改善电流分布、提高电流效率。但目前行业内对阴极钢棒的开缝没有统一标准，导致在生产运行中对水平电流抑制有限，电流效率提高不明显，无功电流仍然较大，极端情况甚至会发生水平电流突变、阴极钢棒熔断、阴极炭块破裂等恶性现象。
发明内容：
本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种黄金分割点开缝的阴极钢棒加工及组装方法，该方法统一了阴极钢棒的开缝标准，有效地阻断了生产中的水平电流密度、改善了电流分布、提高了电流效率、降低了能量损耗。
如上构思，本发明的技术方案是：一种黄金分割点开缝的阴极钢棒加工及组装方法，其特征在于：包括如下步骤：
①阴极钢棒加工：在阴极钢棒沿长度方向，划出组装阴极炭块端部的位置线，沿高度方向按黄金分割点即0.618H位置划出需加工的通缝的中心线，通缝的长度为阴极钢棒组装时与阴极炭块接合部位长度的0.6倍，然后按所划出的长度和高度定位线铣削出通缝；
②阴极钢棒与阴极炭块的组装：将阴极钢棒吊至阴极炭块凹槽内，将通缝距离阴极钢棒较大的一面即0.618H端朝向阴极炭块，将组装阴极炭块端部的位置线与阴极炭块的端部对齐，阴极钢棒上表面 与阴极炭块表面平齐；
③阴极钢棒调整合格后，装填钢棒糊，捣固密实，阴极炭块组即组装完毕，交付下一工序。
上述通缝的长度外延30mm。
上述通缝的位置沿高度方向位置偏差≤0.5mm，沿长度方向偏差≤3mm。
本发明具有如下的优点和积极效果：
1、本发明钢棒高度的黄金分割点(0.618H)位置加工一条通缝，优化了电解槽生产时阻断水平电流的位置，消除水平电流的形成条件，有效切断电解槽生产时水平电流。实验证明，铝液中平均水平电流密度可降低25％-30％，对水平电流抑制效果非常明显，可对电解槽整个阴极电场分布产生有益的影响，可提高电流效率0.5％。
2、本发明可降低无功损耗、节约能源、节省成本。生产吨铝可节电220kw·h左右，有效地降低了电能消耗，减小生产过程中无功电耗造成的不合理发热量。
3、本发明可明显提高电解槽的运行稳定性、延长其使用寿命。
附图说明：
图1是阴极钢棒沿黄金分割点位置开缝的加工示意图；
图2是图1的纵向剖面图；
图3是阴极钢棒与阴极炭块组装示意图；
图4是图3的侧视图；
图5是图3的俯视图。
图6是本发明的工艺流程图。
图中：1-阴极钢棒、2-在黄金分割点位置加工出的通缝、3-组装阴极炭端部位置线、4-钢棒糊、5阴极炭块。
具体实施方式：
一种黄金分割点开缝的阴极钢棒加工及组装方法，包括如下步骤：
1、阴极钢棒加工：如图1、2所示：
在阴极钢棒(1)沿长度方向，划出组装阴极炭块端部位置线(3)， 沿高度方向按黄金分割点即0.618H位置划出需加工的通缝(2)的中心线，通缝(2)的长度为钢棒(1)组装时与炭块接合部位长度的0.6倍(即0.6L)，为了保证通缝(2)对水平电流的切断效果，将其长度外延30mm，最后按所划出的长、高度定位线铣削出通缝(2)。
通缝(2)的功能在于切断生产时的水平电流，其位置必须准确，沿高度方向位置偏差≤0.5mm，沿长度方向偏差≤3mm；对其表面加工精度只要是机加工即可满足，没有特别要求。
2、阴极钢棒与阴极炭块的组装：如图3、4、5所示：
阴极炭块组组装最关键的是阴极钢棒(1)的位置，其位置偏差关系到通缝(2)的定位，直接影响到生产电流的分布与对水平电流的抑制作用。
检查阴极炭块(5)无损伤、无污染，将阴极钢棒(1)吊至阴极炭块凹槽内，注意使通缝(2)距离较大的一面即0.618H端朝向炭块，严禁放反。将组装阴极炭端部位置线(3)与阴极炭块(5)的端部严格对齐，偏差≤1mm，阴极钢棒(1)上表面与阴极炭块(5)表面平齐。阴极钢棒(1)为分段设置，共四段钢棒都必须严格调整，保证其位置精度。
阴极钢棒调整合格后，装填钢棒糊，捣固密实，检测各项参数合格后，阴极炭块组即组装完毕，交付下一工序。
生产中，当电流经阴极炭块(5)由阴极钢棒(1)的端部流出时，由于通缝(2)的加入，使得开通缝段的导流截面变小，流经这段钢棒的电流密度小，而从阴极炭块(5)中部流经钢棒的电流密度较大，也就是经过开缝处理，人为改变了流向阴极钢棒(1)的电流路径和密度，将可能水平流向出电端(炭块两端)的电流更多地引导向阴极炭块(5)的中部位置，可以切断和减小水平电流，使生产电流尽量垂直地流入钢棒。
Claims (3)
1.一种黄金分割点开缝的阴极钢棒加工及组装方法，其特征在于：包括如下步骤：
①阴极钢棒加工：在阴极钢棒沿长度方向，划出组装阴极炭块端部的位置线，沿高度方向按黄金分割点即0.618H位置划出需加工的通缝的中心线，通缝的长度为阴极钢棒组装时与阴极炭块接合部位长度的0.6倍，然后按所划出的长度和高度定位线铣削出通缝；
②阴极钢棒与阴极炭块的组装：将阴极钢棒吊至阴极炭块凹槽内，将通缝距离阴极钢棒较大的一面即0.618H端朝向阴极炭块，将组装阴极炭块端部的位置线与阴极炭块的端部对齐，阴极钢棒上表面与阴极炭块表面平齐；
③阴极钢棒调整合格后，装填钢棒糊，捣固密实，阴极炭块组即组装完毕，交付下一工序。
2.根据权利要求1所述的黄金分割点开缝的阴极钢棒加工及组装方法，其特征在于：上述通缝的长度外延30mm。
3.根据权利要求1所述的黄金分割点开缝的阴极钢棒加工及组装方法，其特征在于：上述通缝的位置沿高度方向位置偏差≤0.5mm，沿长度方向偏差≤3mm。
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