CN108581387B - 大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法 - Google Patents

大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铝母线加工工艺,目的在于提供一种生产低能耗铝母线的大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法。所采用的技术方案是:一种大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法,铝母线为立柱母线、短路母线或阳极母线时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、母线钻孔、母线铣面、母线铰孔、母线研磨、母线抛光、组装;所述铝母线为立柱“凸”字头母线或立柱“7”字头母线时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、锯母线台阶、母线钻孔、母线铣面、母线铰孔、母线研磨、母线抛光、组装;所述铝母线为阳极导电杆时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、锯焊缝坡口、母线钻孔、母线铣面、装吊装钢套、组装。本发明加工后得到的铝母线能耗更低。

Description

大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法
技术领域
本发明涉及铝母线加工工艺,具体涉及一种大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法。
背景技术
在电解铝行业中,自焙阳极电解槽虽然其母线加工简单,但因能耗过高已被淘汰,现有技术均采用大型预焙阳极电解槽。即便如此,电解铝仍是高能耗产业,生产1吨电解铝大约耗电15000kwh,其电费约占生产成本的一半以上。电解槽铝母线均采用大截面铸造铝母线,通常分为阴极的阴极地沟母线以及阳极的立柱母线、短路母线、阳极母线、阳极导电杆等;铝母线的加工工法对其性能有着至关重要的影响,而作为大电流导体的铝母线的性能又与能耗息息相关;因此,有必要研究一种生产低能耗铝母线的大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产低能耗铝母线的大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法,铝母线为立柱母线、短路母线或阳极母线时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、母线钻孔、母线铣面、母线铰孔、母线研磨、母线抛光、组装;所述铝母线为立柱“凸”字头母线或立柱“7”字头母线时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、锯母线台阶、母线钻孔、母线铣面、母线铰孔、母线研磨、母线抛光、组装;所述铝母线为阳极导电杆时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、锯焊缝坡口、母线钻孔、母线铣面、装吊装钢套、组装。
优选的,所述母线矫直是将铝母线固定在母线矫直机上,通过千斤顶驱动的垫块将铝母线压直,使铝母线平面和侧面的弯曲均不超过每米2mm。
优选的,所述铣母线端面是将铝母线固定在端面铣床上,然后通过电机驱动的铣刀对母线端面依次进行端面粗铣和端面精铣,端面粗铣时进刀4.5mm,端面精铣时进刀0.5mm,端面精铣后铝母线端面的表面粗糙度的上限值为6.3μm。
优选的,所述锯母线台阶是将铝母线固定在母线锯床上,将铝母线切割成平面呈“凸”字台阶的立柱“凸”字头母线、或平面呈“7”字台阶的立柱“7”字头母线;进锯片时,锯片下降速度为100mm/min;退锯片时,锯片上升速度为600mm/min。
优选的,所述立柱母线、短路母线、立柱“凸”字头母线和立柱“7”字头母线均使用钻模套并在Z3040摇臂钻床上进行母线钻孔,所述阳极母线在Z3040摇臂钻床上进行母线钻孔,所述阳极导电杆在立钻上进行母线钻孔。
优选的,所述母线铣面包括母线粗铣和母线精铣,所述阳极母线和阳极导电杆在母线铣床上进行母线铣面工序;阳极母线和阳极导电杆进行母线粗铣时进刀4mm,进刀速度为100mm/min,退刀速度为400mm/min;阳极母线和阳极导电杆进行母线精铣时,铣刀为光面刀,进刀0.5mm,进刀速度为80mm/min;阳极母线和阳极导电杆进行母线精铣后的表面粗糙度的上限值为6.3μm;所述立柱母线、短路母线、立柱“凸”字头母线、立柱“7”字头母线在端面铣床上进行母线铣面,所述立柱母线、短路母线、立柱“凸”字头母线、立柱“7”字头母线进行母线精铣后的表面粗糙度的上限值为3.2μm。
优选的,所述母线铣床包括第一工作台和设置有夹紧装置的支架,所述第一工作台顶部设置由第一调速电机驱动的第一行走机构,所述第一调速电机设置第一变频调速器,所述第一行走机构上设置驱动铣刀的旋转电机;所述第一工作台顶部设置滑道,所述滑道内设置沿滑道长度方向延伸的轮槽,所述轮槽内均匀设置多个滚轮,所述第一行走机构的底部设置与滑道配合的凹形限位块;所述第一行走机构的两侧设置平板,所述第一工作台顶部设置对平板限位的限位条,所述限位条的两端设置螺纹通孔、并通过螺栓与第一工作台固接。
优选的,所述母线研磨包括以下步骤:首先在铝母线的接触面均匀涂抹红丹粉糊,然后通过铸铁平板对铝母线接触面进行研磨、使铝母线接触面的高点被磨得光亮,接着使用铲刀将铝母线的高点铲平;重复上述步骤7到8次即可完成对铝母线接触面的研磨;所述红丹粉糊由30号机油与红丹粉按质量比3:1调和而成;铝母线研磨完成后用500mm零级刀口尺各方向多段靠在接触面上用2μm塞尺检查,均塞不进时即可保证接触面在85%以上。
优选的,所述立柱母线、短路母线、立柱“凸”字头母线、立柱“7”字头母线在母线研磨后使用钢丝抛轮在接触面上进行母线抛光,并在母线抛光后2小时内进行组装。
优选的,所述组装包括以下步骤:在立柱母线和短路母线的表面穿上绝缘套管,立柱母线并列设置多个并与短路母线垂直,每根立柱母线均通过至少4颗双头螺栓与短路母线固接、且在拧紧后用2μm塞尺对对角进行检验,均塞不进后用胶带对接触面四周封口;短路母线远离立柱母线的一端设置短路软铝带;立柱母线通过连接铝板与立柱“凸”字头母线焊接,立柱“凸”字头母线的“凸”字台阶面与两立柱“7”字头母线的“7”字台阶面对应固接;两立柱“7”字头母线通过阳极软铝带与同一阳极母线固接,该阳极母线通过由铝板制成的平衡母线与另一阳极母线固接;所述两阳极母线平行且外侧均焊接一阳极导电杆,所述两阳极导电杆平行。
本发明的有益效果集中体现在,本发明对铣母线端面和母线铣面时的走刀速度和进刀量严格进行控制,即保证了铣母线端面和母线铣面的效率,又提高了铣母线端面和母线铣面的精度;本发明对铝母线接触面进行研磨,使得铝母线的接触面在研磨后达到85%以上,且铝母线在研磨后还进行抛光处理、除去了铝母线接触面的氧化层,并在抛光后两小时内进行组装,有效降低了铝母线组装后的电阻,使得电解槽的压降减少,降低了能耗,从而降低了生产成本,提高了生产效益。
附图说明
图1是铝母线的连接示意图;
图2是母线铣床的结构示意图;
图3是第一工作平台的俯视图;
图4是第一行走机构的侧视图;
图5是限位条的结构示意图;
图6是母线锯床的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1~6进一步阐述本发明。
一种大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法,铝母线为立柱母线1、短路母线2或阳极母线8时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、母线钻孔、母线铣面、母线铰孔、母线研磨、母线抛光、组装;所述铝母线为立柱“凸”字头母线5或立柱“7”字头母线6时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、锯母线台阶、母线钻孔、母线铣面、母线铰孔、母线研磨、母线抛光、组装;所述铝母线为阳极导电杆10时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、锯焊缝坡口、母线钻孔、母线铣面、装吊装钢套、组装。
进一步地,所述母线矫直是将铝母线固定在母线矫直机上,通过千斤顶驱动的垫块将铝母线压直,使铝母线平面和侧面的弯曲均不超过每米2mm。应当理解的是,母线校直时使用的千斤顶优选为200t电动油压千斤顶。
进一步地,所述铣母线端面是将铝母线固定在端面铣床上,然后通过电机驱动的铣刀对母线端面依次进行端面粗铣和端面精铣,端面粗铣时进刀4.5mm,端面精铣时进刀0.5mm,端面精铣后铝母线端面的表面粗糙度的上限值为6.3μm。
进一步地,所述锯母线台阶是将铝母线固定在母线锯床上,将铝母线切割成平面呈“凸”字台阶的立柱“凸”字头母线5、或平面呈“7”字台阶的立柱“7”字头母线6;进锯片时,锯片下降速度为100mm/min;退锯片时,锯片上升速度为600mm/min。应当理解的是,所述母线锯床包括第二工作台21,所述第二工作台21上方对应设置由伺服电机22驱动的锯片,所述伺服电机22固定在由第二调速电机23驱动的第二行走机构24上,所述第二调速电机23设置有第二变频调速器;进锯片时,第二变频调速器的频率为3.5HZ、锯片下降速度为100mm/min;退锯片时,第二变频调速器的频率为130HZ、锯片上升速度为600mm/min。锯立柱“凸”字头母线5时考虑到铣接触面的加工余量,“凸”部的厚度应比图纸设计的多10mm;锯立柱“7”字头母线6时,“7”字竖直部分的厚度应比图纸设计的多5mm。
进一步地,所述立柱母线1、短路母线2、立柱“凸”字头母线5和立柱“7”字头母线6均使用钻模套并在Z3040摇臂钻床上进行母线钻孔,所述阳极母线8在Z3040摇臂钻床上进行母线钻孔,所述阳极导电杆10在立钻上进行母线钻孔。应当理解的是,立柱母线1、短路母线2、立柱“凸”字头母线5及“7”字头母线钻孔在专用钻模上进行,可以保证钻孔精度。由于铝母线的外形尺寸不可避免的存在些许误差,因此钻孔时画线要从母线中线往两边分;阳极母线8尺寸较大、孔位较多,不宜使用钻模套进行钻孔,但画线时应使用模板进行画线。铝母线钻孔时钻孔中心线应垂直,中心线的倾斜度不得大于0.5mm,孔中心距的误差不大于0.5mm。
进一步地,所述母线铣面包括母线粗铣和母线精铣,所述阳极母线8和阳极导电杆10在母线铣床上进行母线铣面工序;阳极母线8和阳极导电杆10进行母线粗铣时进刀4mm,进刀速度为100mm/min,退刀速度为400mm/min;阳极母线8和阳极导电杆10进行母线精铣时,铣刀为光面刀,进刀0.5mm,进刀速度为80mm/min;阳极母线8和阳极导电杆10进行母线精铣后的表面粗糙度的上限值为6.3μm;应当理解的是,阳极母线8、阳极导电杆10在进行母线洗面工序后堆放时,每层应用方木条作层间间隔保护,同时保证下次起吊时能顺利地穿套吊带,避免用撬棍。所述立柱母线1、短路母线2、立柱“凸”字头母线5、立柱“7”字头母线6在端面铣床上进行母线铣面,所述立柱母线1、短路母线2、立柱“凸”字头母线5、立柱“7”字头母线6进行母线精铣后的表面粗糙度的上限值为3.2μm。应当理解的是,已经铣面的铝母线严禁用钢绳起吊,必须用吊带起吊。
进一步地,所述母线铣床包括第一工作台11和设置有夹紧装置的支架12,所述第一工作台11顶部设置由第一调速电机13驱动的第一行走机构14,所述第一调速电机13设置第一变频调速器,所述第一行走机构14上设置驱动铣刀的旋转电机15;所述第一工作台11顶部设置滑道16,所述滑道16内设置沿滑道16长度方向延伸的轮槽17,所述轮槽17内均匀设置多个滚轮,所述第一行走机构14的底部设置与滑道16配合的凹形限位块18;所述第一行走机构14的两侧设置条形板19,所述第一工作台11顶部设置对条形板19限位的限位条20,所述限位条20的两端设置螺纹通孔、并通过螺栓与第一工作台11固接。应当理解的是,安装第一行走机构14时,先将第一行走机构14的凹形限位块18对应放置在滑道16内,然后在第一工作台11顶部安设限位条20、对第一行走机构14的条形板19进行限位,进而对第一行走机构14进行限位。
本发明对第一行走机构14进行了限位,提高了第一行走机构14上的旋转电机15、以及旋转电机15驱动的铣刀的稳定性,进而提高了铣面效果;且与凹形限位块18配合的滑道16内还设置了轮槽17,轮槽17内设置了滚轮,使得第一行走机构14沿滑道16移动时受到的摩擦更小,减少了能耗。此外,阳极母线8和阳极导电杆10进行母线粗铣时,进刀时第一变频调速器频率为4.2Hz,第一行走机构14速度为100mm/min,退刀时第一变频调速器频率为120Hz,第一行走机构14速度为400mm/min;阳极母线8和阳极导电杆10进行母线精铣时,铣刀为光面刀,进刀时第一变频调速器频率为4.0Hz,第一行走机构14速度为80mm/min。
进一步地,所述母线研磨包括以下步骤:首先在铝母线的接触面均匀涂抹红丹粉糊,然后通过铸铁平板对铝母线接触面进行研磨、使铝母线接触面的高点被磨得光亮,接着使用铲刀将铝母线的高点铲平;重复上述步骤7到8次即可完成对铝母线接触面的研磨;所述红丹粉糊由30号机油与红丹粉按质量比3:1调和而成;铝母线研磨完成后用500mm零级刀口尺各方向多段靠在接触面上用2μm塞尺检查,均塞不进时即可保证接触面在85%以上。应当理解的是,立柱母线1、短路母线2用400mm×500mm×80mm的铸铁平板进行研磨;立柱“凸”字头母线5、立柱“7”字头母线6用300mm×400mm×70mm的铸铁平板进行研磨;铲刀尺寸为3mm×30mm×450mm、材料为碳素钢镶Y8合金。
进一步地,所述立柱母线1、短路母线2、立柱“凸”字头母线5、立柱“7”字头母线6在母线研磨后使用钢丝抛轮在接触面上进行母线抛光,并在母线抛光后2小时内进行组装。
进一步地,所述组装包括以下步骤:在立柱母线1和短路母线2的表面穿上绝缘套管,立柱母线1并列设置多个并与短路母线2垂直,每根立柱母线1均通过至少4颗双头螺栓与短路母线2固接、且在拧紧后用2μm塞尺对对角进行检验,均塞不进后用胶带对接触面四周封口;应当理解的是,立柱母线1与短路母线2组装后进入安装现场安装焊接时严禁打开,以防接触面受损,只有在电解槽焙烧启动过程中才允许打开短路口插上绝缘板,使其断路,电解槽焙烧启动投入正常生产。短路母线2远离立柱母线1的一端设置短路软铝带3;立柱母线1通过连接铝板4与立柱“凸”字头母线5焊接,立柱“凸”字头母线5的“凸”字台阶面与两立柱“7”字头母线6的“7”字台阶面对应固接;应当理解的是,立柱“凸”字头母线5与立柱“7”字头母线6同样通过双头螺栓固接,并在拧紧后用2μm的塞尺检查、均塞不进时用胶带对接触面四周封口。两立柱“7”字头母线6通过阳极软铝带7与同一阳极母线8固接,该阳极母线8通过由铝板制成的平衡母线9与另一阳极母线8固接;所述两阳极母线8平行且外侧均焊接一阳极导电杆10,所述两阳极导电杆10平行。应当理解的是,阳极导电杆10设置在阳极母线8远离另一阳极母线8的一侧。
本发明对铣母线端面和母线铣面时的走刀速度和进刀量严格进行控制,即保证了铣母线端面和母线铣面的效率,又提高了铣母线端面和母线铣面的精度;本发明对铝母线接触面进行研磨,使得铝母线的接触面在研磨后达到85%以上,且铝母线在研磨后还进行抛光处理、除去了铝母线接触面的氧化层,并在抛光后两小时内进行组装,有效降低了铝母线组装后的电阻,使得电解槽的压降减少,降低了能耗,从而降低了生产成本,提高了生产效益。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法,其特征在于:铝母线为立柱母线(1)、短路母线(2)或阳极母线(8)时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、母线钻孔、母线铣面、母线铰孔、母线研磨、母线抛光、组装;
所述铝母线为立柱“凸”字头母线(5)或立柱“7”字头母线(6)时,包括以下工序:母线矫直、铣母线端面、锯母线台阶、母线钻孔、母线铣面、母线铰孔、母线研磨、母线抛光、组装;
所述母线研磨包括以下步骤:首先在铝母线的接触面均匀涂抹红丹粉糊,然后通过铸铁平板对铝母线接触面进行研磨、使铝母线接触面的高点被磨得光亮,接着使用铲刀将铝母线的高点铲平;重复上述步骤7到8次即可完成对铝母线接触面的研磨;所述红丹粉糊由30号机油与红丹粉按质量比3:1调和而成;铝母线研磨完成后用500mm零级刀口尺各方向多段靠在接触面上用2μm塞尺检查,均塞不进时即可保证接触面在85%以上。
2.根据权利要求1所述的一种大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法,其特征在于:所述母线矫直是将铝母线固定在母线矫直机上,通过千斤顶驱动的垫块将铝母线压直,使铝母线平面和侧面的弯曲均不超过每米2mm。
3.根据权利要求2所述的一种大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法,其特征在于:所述铣母线端面是将铝母线固定在端面铣床上,然后通过电机驱动的铣刀对母线端面依次进行端面粗铣和端面精铣,端面粗铣时进刀4.5mm,端面精铣时进刀0.5mm,端面精铣后铝母线端面的表面粗糙度的上限值为6.3μm。
4.根据权利要求3所述的一种大型预焙阳极电解槽铝母线加工工法,其特征在于:所述锯母线台阶是将铝母线固定在母线锯床上,将铝母线切割成平面呈“凸”字台阶的立柱“凸”字头母线(5)、或平面呈“7”字台阶的立柱“7”字头母线(6);进锯片时,锯片下降速度为100mm/min;退锯片时,锯片上升速度为600mm/min。
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Wan Yuzhu

Inventor after: Zhang Jie

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