CN109913906B - 一种铝电解阳极复合材料中空注铝钢爪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝电解阳极复合材料中空注铝钢爪，包括有钢爪钢壳，钢爪钢壳上设有中空导杆，中空导杆两侧上设有接触铜板，中空导杆下端连接有钢爪横梁，钢爪横梁下端设有一组钢爪脚，钢爪横梁与钢爪脚为中空结构，钢爪钢壳上的中空导杆、钢爪横梁和钢爪脚内浇铸有铝芯。本发明降低了阳极电阻率，从而减小压降，降低电损，生产成本低的有益效果。

Description

一种铝电解阳极复合材料中空注铝钢爪

技术领域

本发明涉及一种电解铝阳极钢爪技术领域，特别是一种铝电解阳极复合材料中空注铝钢爪。

背景技术

现代电解铝工业，普遍采用预焙阳极生产电解铝。在阳极炭块上表面设有2～4个直径为160～180mm，深为80～110mm的圆槽，俗称炭碗，在阳极组装时炭碗用来安装阳极爪脚，并用磷生铁将阳极爪脚浇铸在炭碗内，阳极爪上部和铝导电杆通过铝钢爆炸焊连接，继而使铝导电杆与阳极炭块紧密连接，组成阳极炭块组。

现有的阳极钢爪都由钢水整体浇注而成，且为实心结构。由钢爪头（与爆炸片连接部分）、钢爪横梁和2--8个钢爪脚构成，钢爪脚均为实心圆柱体，电阻率较高，造成电流空耗过大。

电解铝生产最大的成本为电费，目前该阳极钢爪主要原材料为A3钢，而现阳极钢爪采用的A3钢的电阻率在常温下为20×10^-8欧.米，而铝的电阻率为2.82×10^-8欧.米，铝的电阻率是A3钢的14.1%；若在生产过程中，温度升高至800℃时，A3钢的阳极钢爪的电阻率为118×10^-8Ω.欧.米，而铝的电阻率为12.39×10^-8欧.米，由此可见，在800℃时，铝的电阻率只有A3钢的10.5%；在电解铝生产过程中其中铝导杆与电解槽横母线的压降为27mv、铝导杆压降为11mv、爆炸片压降为36mv、钢爪压降为13mv，磷生铁与炭碗间的压降为150mv、阳极炭块的压降为140mv，整个阳极压降为377mv，现在每吨铝耗电量约为13000度度。

综上所述，现有技术存在整个阳极压降高，电解铝的耗电量大，

生产成本高的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种铝电解阳极复合材料中空注铝钢爪

。本发明降低了阳极电阻率，从而减小压降，降低电损，生产成本低，整体机械强度高的特点。

本发明的技术方案：一种铝电解阳极复合材料中空注铝钢爪，包括有钢爪钢壳，钢爪钢壳上设有中空导杆，中空导杆两侧上设有接触铜板，中空导杆下端连接有钢爪横梁，钢爪横梁下端设有一组钢爪脚，钢爪横梁与钢爪脚为中空结构，钢爪钢壳上的中空导杆、钢爪横梁和钢爪脚内浇铸有铝芯。

前述的铝电解阳极复合材料中空注铝钢爪中，所述中空导杆上端设有导杆插销孔。

前述的铝电解阳极复合材料中空注铝钢爪中，所述接触铜板与中空导杆内浇铸的铝芯连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过对阳极钢爪的结构、材质以及制作方法进行改造，应用于铝电解槽，降低了导杆与电解槽横母线的接触面、阳极导杆、钢爪电阻率，降低电损，节约成本。

2、本发明制备时，钢爪钢壳上的中空导杆、钢爪横梁和钢爪脚可以用钢板、钢管等钢材通过切割、冲压、剪切等方式制成，然后焊接成型，在中空导杆两侧上安装接触铜板后，将铝水注入钢爪钢壳上的中空导杆、钢爪横梁和钢爪脚内，各个部位待铝水注满冷却后，即得本发明，由于是经灌注铝水成型的，所以整体机械强度远比现有带铝导杆、爆炸片的阳极钢爪组件高，不易变形、受损，经久耐用。

3、电解铝生产最大的成本为电费，现阳极钢爪采用的A3钢的电阻率在常温下为20×10^-8欧.米，而铝的电阻率为2.82×10^-8Ω.欧.米，常温下铝的电阻率为A3钢的14.15%；若在生产过程中，温度升高至800℃时，A3钢的阳极钢爪的电阻率为118×10^-8欧.米，而铝的电阻率为12.39×10^-8欧.米，由此可见，800℃时，铝的电阻率只有A3钢的10.5%；在电解铝生产过程中其中铝导杆与电解槽横母线的压降为27mv、铝导杆压降为11mv、爆炸片压降为36mv、钢爪压降为13mv，磷生铁与炭碗间的压降为150mv、阳极炭块的压降为140mv，整个阳极压降为377mv，若改为本发明复合材料中空注铝钢爪后，电阻降低；本发明复合材料中空注铝钢爪无爆炸片，去除了爆炸片上的压降；用铝代替A3钢导电，用接触铜板替代与横母线接触段的中空注铝钢爪的钢壳，实际上是用铜板替代了原本处于此位置的导杆质面。在电解槽上原钢爪纯铝导杆与横母线的接触压降为27mv，改为钢板与横母线接触时实测压降为17mv。因为导杆有两个面各有一大段铜板，铜铝复合导杆实测压降为10mv，铜的导电率为1.72×10^-8欧姆.米,铝的导电率为2.9×10^-8欧姆.米，本发明复合材料中空注铝钢爪可减少阳极压降约为58mv，每吨铝可节电约188度。

综上所述，本发明降低了阳极电阻率，从而减小压降，降低电损，生产成本低，整体机械强度高的有益效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图中的标记为：1-钢爪钢壳，2-导杆插销孔，3-铝芯，4-接触铜板，5-中空导杆，6-钢爪横梁，7-钢爪脚。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种铝电解阳极复合材料中空注铝钢爪，构成如图1所示，包括有钢爪钢壳1，钢爪钢壳1上设有中空导杆5，中空导杆5两侧上设有接触铜板4，中空导杆5下端连接有钢爪横梁6，钢爪横梁6下端设有一组钢爪脚7，钢爪横梁6与钢爪脚7为中空结构，钢爪钢壳1上的中空导杆5、钢爪横梁6和钢爪脚7内浇铸有铝芯3。

所述中空导杆5上端设有导杆插销孔2。

所述接触铜板4与中空导杆5内浇铸的铝芯3连接。

本发明复合材料中空注铝钢爪后，电阻降低；本发明复合材料中空注铝钢爪无爆炸片，去除了爆炸片上的压降；用铝代替A3钢导电，用接触铜板4替代与横母线接触段的中空注铝钢爪的钢壳，实际上是用铜板替代了原本处于此位置的导杆质面。在电解槽上原钢爪纯铝导杆与横母线的接触压降为27mv，改为钢板与横母线接触时实测压降为17mv。因为导杆有两个面各有一大段铜板，铜铝复合导杆实测压降为10mv，铜的导电率为1.72×10^-8欧姆.米,铝的导电率为2.9×10^-8欧姆.米，本发明复合材料中空注铝钢爪可减少阳极压降约为58mv，每吨铝可节电约188度，从而降低生产成本。

本发明制备时，钢爪钢壳1上的中空导杆5、钢爪横梁6和钢爪脚7可以用钢板、钢管等钢材通过切割、冲压、剪切等方式制成，然后焊接成型，在中空导杆5两侧上安装接触铜板4后，将铝水注入钢爪钢壳1上的中空导杆5、钢爪横梁6和钢爪脚7内，各个部位待铝水注满冷却后，即得本发明。

本发明在阳极组装时，将钢爪脚7放入炭块上的炭碗内，并用磷生铁将阳极爪脚浇铸在炭碗内，而中空导杆5上的接触铜板4与电解槽横母线连接，而通过中空导杆5上端的导杆插销孔2 与导杆固定部件连接，形成阳极炭块组进行使用。

Claims (1)

1.一种铝电解阳极复合材料中空注铝钢爪，其特征在于：包括有钢爪钢壳(1)，钢爪钢壳(1)上设有中空导杆(5)，中空导杆(5)两侧上设有接触铜板(4)，中空导杆(5)下端连接有钢爪横梁(6)，钢爪横梁(6)下端设有一组钢爪脚(7)，钢爪横梁(6)与钢爪脚(7)为中空结构，钢爪钢壳(1)上的中空导杆(5)、钢爪横梁(6)和钢爪脚(7)内浇铸有铝芯(3)；所述中空导杆(5)上端设有导杆插销孔(2)；所述接触铜板(4)与中空导杆(5)内浇铸的铝芯(3)连接。

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