CN107604384A - 一种铝电解阳极炭块与钢爪连接结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝电解阳极炭块与钢爪连接结构及其制备方法，所述阳极炭块上的阳极炭块炭碗的内壁和钢爪的连接端部之间设有连接铝层，同时，所述阳极炭块炭碗的外周与钢爪之间还设有磷生铁连接层。本发明在用磷生铁浇筑阳极炭块炭碗与钢爪前，在钢爪和阳极炭块炭碗之间覆盖一薄的连接铝片，随后进行浇筑，该连接铝片会在阳极悬挂电解槽后时融化成铝液，进一步增大阳极钢爪与炭块的接触面积，减小阳极的接触电阻。本发明实施简单，基本不额外增加成本，材料可循环利用，在不降低阳极炭块与钢爪的连接机械强度的同时，不对目前阳极炭块生产工艺、阳极安装工艺进行大幅度改进，大幅度降低钢爪与炭块的接触电阻，进而降低了铝电解槽能耗。

Description

一种铝电解阳极炭块与钢爪连接结构及其制备方法

技术领域

本发明属于铝电解技术，具体涉及一种铝电解阳极炭块与钢爪连接结构。

背景技术

目前，铝电解行业正在不断地进行节能减排的改进，以达到降低成本、保护环境的目的。而铝电解槽的电压降主要消耗在阴极与阴极之间，这部分能量是铝电解的电化学反应和维持电解温度所必须的能量消耗。因此，如何降低铝电解槽的能耗必须通过减少其他非必要部位的能耗实现。

而在电解槽的阳极的压降主要是在钢爪与阳极炭块炭碗接触处，此处由于采用磷生铁浇筑，阳极炭块和钢爪之间的接触性能较差，同时磷生铁电阻较大，导致阳极炭块和钢爪之间电阻较大，正常铝电解生产时，消耗的炭阳极上的电压降为300-500mV，占电解槽电压降的10％-15％。并且此处不直接接触电解质，通电后产生的热能是直接散失，不会进入电解质的热平衡中。因此，改善阳极炭块的连接方式，降低其电阻是电解槽节能的关键之一。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的铝电解阳极炭块和钢爪之间应电阻过大存在的能耗问题，提供一种新型的铝电解阳极炭块与钢爪连接结构，改善钢爪与阳极炭块之间的导电接触效果，降低其电阻，进一步降低电解槽能耗。

本发明采用如下技术方案实现：

一种铝电解阳极炭块与钢爪连接结构，所述阳极炭块1上的阳极炭块炭碗11的底面和钢爪3的连接端部之间设有连接铝层2，同时，所述阳极炭块炭碗11的外周与钢爪3之间还设有磷生铁连接层5。

进一步的，所述连接铝层2为放置在阳极炭块炭碗11底部和钢爪3端部之间的连接铝片2’熔融形成。

优选的，所述连接铝片2’的厚度为3mm。

本发明还公开了上述铝电解阳极炭块与钢爪连接结构的制备方法，具体包括如下步骤：

第一步、将钢爪3的连接端部表面和阳极炭块1上的阳极炭块炭碗11的内壁进行整平；

第二步、将连接铝片2’剪切成对应阳极炭块炭碗11底面的形状，并覆盖放置在阳极炭块炭碗11的底面；

第三步、将钢爪3嵌入阳极炭块炭碗11内并压在连接铝片2’上，在阳极炭块炭碗11的外周与钢爪3之间浇筑熔融的磷生铁，所述钢爪3和阳极导杆4以及阳极炭块1固定成型成阳极整体，所述连接铝片2’在阳极悬挂电解槽使用后融化成连接铝层2。

本发明通过在钢爪与阳极炭块浇筑磷生铁之前，在钢爪与阳极炭块炭碗的接触面之间放置连接铝片，随后进行熔融磷生铁的浇筑。由于连接铝片是放置在钢爪连接端下表面与阳极炭块炭碗的底面接触处，不会影响阳极炭块和钢爪整体的机械强度。同时，由于电解时阳极温度升高，此处的连接铝片融化，进而提高了钢爪与阳极炭块之间的导电接触，降低阳极炭块上的电阻。

在更换阳极后，残极炭碗中的金属铝可取出，熔铸成型后再循环利用。

采用上述方案，本发明实施简单，基本不额外增加成本，材料可循环利用，在不对目前阳极炭块生产工艺、阳极安装工艺进行大幅度改进的同时，可降低阳极电阻，降低铝电解槽能耗。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的阳极整体示意图。

图2为实施例中的阳极炭块和钢爪之间的连接结构示意图。

图中标号：1-阳极炭块，11-阳极炭块炭碗，2-连接铝层，2’-连接铝片，3-钢爪，4-阳极导杆，5-磷生铁连接层。

具体实施方式

实施例

参见图1和图2，图示中的阳极整体包括阳极炭块1、连接铝层2、钢爪3、阳极导杆4和磷生铁连接层5。阳极炭块1上开设有若干阳极炭块炭碗11，阳极炭块炭碗11为阳极炭块1顶面的若干凹槽，凹槽的大小与阳极导杆4上的钢爪3对应。钢爪3和阳极炭块1之间的连接方式包括：钢爪3的连接端部与阳极炭块炭碗11的内壁之间的连接铝层2以及阳极炭块炭碗11的外周与钢爪3之间的磷生铁连接层5，通过连接铝层2降低钢爪3和阳极炭块1之间的连接电阻，通过磷生铁连接层5保证钢爪3和阳极炭块1之间的机械强度。

具体的，连接铝层2的形成是通过阳极炭块炭碗11底部和钢爪3端部之间放置的连接铝片2’熔融后形成，融化后的铝液，能够进一步增大阳极钢爪与炭块的接触面积，进而减小阳极的接触电阻。

磷生铁连接层5则是再钢爪3嵌入到阳极炭块炭碗11中后，在钢爪和阳极炭块炭碗之间的圆周间隙内浇筑熔融的磷生铁后冷却成型。

本实施例的铝电解阳极炭块与钢爪连接结构的制备具体包括如下步骤：

第一步、将钢爪3的连接端部表面和阳极炭块1上的阳极炭块炭碗11的内壁进行整平，以减少连接铝片的使用量，提高熔融后的铝液分别与钢爪和阳极炭块之间的接触效果；

第二步、将3mm的连接铝片2’剪切成对应阳极炭块炭碗11底面的形状，并覆盖放置在阳极炭块炭碗11的底面，连接铝片2’的厚度较薄，并且在每个钢爪3与阳极炭块1的阳极炭块炭碗11之间均放置有该连接铝片2’；

第三步、将钢爪3嵌入阳极炭块炭碗11内并压在连接铝片上，在阳极炭块炭碗11的外周与钢爪3之间浇筑熔融的磷生铁，钢爪3和阳极导杆4以及阳极炭块1固定成型成阳极整体，连接铝片2’在阳极悬挂电解槽使用后融化成连接铝层2。由于连接铝片的放置步骤在用磷熔融生铁浇筑阳极炭碗炭碗和钢爪之前，因此在将阳极整体悬挂电解槽后，连接铝片融化形成的铝液不会从钢爪和阳极炭块之间的间隙漏出。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种铝电解阳极炭块与钢爪连接结构，其特征在于：所述阳极炭块(1)上的阳极炭块炭碗(11)的底面和钢爪(3)的连接端部之间设有连接铝层(2)，同时，所述阳极炭块炭碗(11)的外周与钢爪(3)之间还设有磷生铁连接层(5)。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解阳极炭块与钢爪连接结构，所述连接铝层(2)为放置在阳极炭块炭碗(11)底部和钢爪(3)端部之间的连接铝片(2’)熔融形成。

3.根据权利要求2所述的一种铝电解阳极炭块与钢爪连接结构，所述连接铝片(2’)的厚度为3mm。

4.一种权利要求3的铝电解阳极炭块与钢爪连接结构的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步、将钢爪(3)的连接端部表面和阳极炭块(1)上的阳极炭块炭碗(11)的内壁进行整平；

第二步、将连接铝片(2’)剪切成对应阳极炭块炭碗(11)底面的形状，并覆盖放置在阳极炭块炭碗(11)的底面；

第三步、将钢爪(3)嵌入阳极炭块炭碗(11)内并压在连接铝片(2’)上，在阳极炭块炭碗(11)的外周与钢爪(3)之间浇筑熔融的磷生铁，所述钢爪(3)和阳极导杆(4)以及阳极炭块(1)固定成型成阳极整体，所述连接铝片(2’)在阳极悬挂电解槽使用后融化成连接铝层(2)。