CN116970992A - 一种高导电均流型钢爪结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高导电均流型钢爪结构及施工方法，其中该结构包括导杆、钢爪和碳块，导杆的底部通过爆炸块连接有钢爪，在钢爪的底部设置有碳块，钢爪的支腿为四个，并在相邻的支腿之间设置有方钢，在导杆两侧的钢梁顶部挖设有第一凹槽，在第一凹槽内设置有铜板。本发明通过在钢爪的支腿之间焊接方钢，用于增加钢爪自身的导电面积，通过在钢梁上设置铜板，用于均衡钢爪自身的电流，通过在碳块的碳碗间开槽，增加钢爪与碳块间的导电面积及均衡电流的作用，又能使浇注时，铁水能够流通至四个碳碗中；增加钢爪与碳块间的导电面积和均衡电流的作用，降低了钢爪导杆组的压降平均值。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢爪，特别涉及一种高导电均流型钢爪结构及施工方法，属于电解铝技术领域。
背景技术
阳极钢爪使电解铝阳极中导杆与碳块件的重要连接结构，一方面，阳极钢爪需要承受铝电解生产过程中通入电解槽的强大电流，通过每个钢爪平均电流达8333A左右（单阳极），因此阳极钢爪具有较好的导电性；另一方面，阳极钢爪起到连接铝导杆与夹持阳极碳块的作用，由于每块新阳极重达1000kg左右，因此阳极钢爪需要具有一定的强度和稳定性。
目前，我国电解铝企业的阳极钢爪从生产原料来讲，多采用废钢、杂钢以及报废钢爪生产，钢爪中合金元素含量波动打，尤其是C、S、P等杂质元素含量过高，从而会导致钢爪电阻增大；从生产方式来讲，钢爪铸造工艺不合理，会导致钢爪内部出现缩孔、缩松、夹杂等缺陷，减少了钢爪的有效导电面积，使钢爪的电阻增加；另外，现有的阳极钢爪强度低，在电解铝生产过程中阳极钢爪变形损坏率高达20%-35%，对其进行修复，会增加人工成本和工作强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高导电均流型钢爪结构及施工方法，增加钢爪与碳块间的导电面积和均衡电流的作用，降低了钢爪导杆组的压降平均值。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：
一种高导电均流型钢爪结构，包括导杆、钢爪和碳块，所述导杆的下端通过爆炸块连接有钢爪，所述钢爪的底部设置有碳块，所述钢爪的支腿为四个，并在相邻的支腿之间设置有方钢，所述导杆两侧的钢梁顶部挖设有第一凹槽，所述第一凹槽内设置有铜板。
所述碳块顶部对应钢爪支腿的位置处挖设有碳碗，所述钢爪的支腿伸入碳碗内，并在碳碗与方钢的外部挖设有第二凹槽。
所述方钢为三块，尺寸为280mm*180mm*65mm。
所述铜板为两块，尺寸为340mm*100mm*10mm。
所述方钢外部的第二凹槽与碳碗外部的第二凹槽为相通的。
所述爆炸块由铝板和铁板加工而成，所述爆炸块的铝面与导杆焊接在一起，所述爆炸块的铁面与钢爪焊接在一起。
所述的一种高导电均流型钢爪结构的施工方法，包括如下步骤：
S1、在钢爪顶部的钢梁处开设两个尺寸为340mm*100mm*10mm的凹槽，且凹槽位于钢梁的两侧，并在凹槽内镶嵌相匹配的铜板；
S2、在钢爪顶部的中间焊接爆炸块，其中：爆炸块的底面与钢爪之间为铁焊，爆炸块的上端面与导杆之间为铝焊；
S3、将钢爪放在施工平台上，并在相邻钢爪支腿的空隙处安放一块方钢，方钢通过弧形卡紧组件进行固定，固定完毕后，方可对方钢进行焊接，待方钢与钢爪的支腿焊接完毕后，将弧形卡紧组件从钢爪支腿的两侧去掉即可；
S4、将钢爪放置在碳块上，并在钢爪支腿及方钢的外部开槽，使浇注时铁水能够流通到四个碳碗中。
所述弧形卡紧组件为两个，呈对称状分布在钢爪的两侧，且两个弧形卡紧组件通过固定螺栓卡紧在钢爪的两侧。
所述弧形卡紧组件由弧形板、横板和顶紧螺栓组成，所述弧形板为三个，所述弧形板的两端设置有外延板，且相邻的弧形板通过横板连接在一起，所述横板上设置有顶紧螺栓。
本发明的积极有益效果是：
1、本发明通过在钢爪的支腿之间焊接方钢，用于增加钢爪自身的导电面积；通过在钢梁开槽，并镶嵌铜板，用于均衡钢爪自身的电流；通过在碳块的碳碗间开槽，增加钢爪与碳块间的导电面积及均衡电流的作用，又能使浇注时，铁水能够流通至四个碳碗中；通过上述的改造，使用改造后的新型钢爪浇注的阳极成品导杆组压降比现有钢爪导杆组压降平均值降低了46.4mv。
2、本发明采用弧形卡紧组件对方钢进行固定，从而便于工作人员对方钢进行焊接施工，避免方钢出现焊接偏斜的情况，提高了工作效率，使用方便，操作简单，易于推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意；
图2为本发明弧形卡紧组件的结构示意图；
图3为本发明的实物图；
其中：1-导杆，10A-爆炸块，2-钢爪，3-碳块，4-第一凹槽，5-铜板，6-方钢，7-碳碗，8-第二凹槽，9-弧形板，10-外延板，11-横板，12-顶紧螺栓，13-螺杆，14-固定螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的解释和说明：
实施例1，参见图1，一种高导电均流型钢爪结构，包括导杆1、钢爪2和碳块3，在导杆1的下端通过爆炸块10A连接有钢爪2，在钢爪2的底部设置有碳块3，钢爪2的支腿为四个，并在相邻的支腿之间设置有方钢6，在导杆1两侧的钢梁顶部挖设有第一凹槽4，在第一凹槽4内设置有铜板5。
在碳块3顶部对应钢爪2支腿的位置处挖设有碳碗7，钢爪2的支腿伸入碳碗7内，并在碳碗7与方钢6的外部挖设有第二凹槽8。
方钢6为三块，尺寸为280mm*180mm*65mm。
铜板5为两块，尺寸为340mm*100mm*10mm。
方钢6外部的第二凹槽8与碳碗7外部的第二凹槽8为相通的。
爆炸块10A由铝板和铁板加工而成，爆炸块10A的铝面与导杆1焊接在一起（导杆与爆炸块铝面之间的焊缝为铝缝），爆炸块10A的铁面与钢爪2焊接在一起（爆炸块与钢爪之间的焊缝为铁缝）。
上述描述中，通过在电解槽上进行连续6天的对比跟踪测试，使用改造后的新型钢爪浇注的阳极成品导杆组压降比现有钢爪导杆组压降平均值降低了46.4mv。
上述描述中，通过在四个钢爪腿间增加焊接三块280mm*180mm*65mm的方钢，用于增加钢爪自身的导电面积；通过在钢爪钢梁位置进行开槽镶嵌340mm*100mm*10mm的铜板，用于均衡钢爪自身的电流；通过在碳块碳碗间进行开槽，增加钢爪与碳块间的导电面积和均衡电流作用，又使浇注时铁水能够流通到四个碳碗中。
上述描述中，图3作为本发明的实物图，以便于更好的理解该钢爪结构。
实施例2，参见图2，上述的一种高导电均流型钢爪结构的施工方法，包括如下步骤：
S1、在钢爪2顶部的钢梁处开设两个尺寸为340mm*100mm*10mm的凹槽，且凹槽位于钢梁两侧的位置，并在凹槽内镶嵌相匹配的铜板5；
S2、在钢爪2顶部的中间焊接爆炸块10A，其中：爆炸块10A的底面与钢爪2之间为铁焊，爆炸块10A的上端面与导杆1之间为铝焊；
S3、将钢爪2放在施工平台上，并在相邻钢爪2支腿的空隙处安放一块方钢6，方钢6通过弧形卡紧组件进行固定，固定完毕后，方可对方钢6进行焊接，待方钢6与钢爪2的支腿焊接完毕后，将弧形卡紧组件从钢爪2支腿的两侧去掉即可；
S4、将钢爪2放置在碳块3上，并在钢爪2支腿及方钢6的外部开槽，使浇注时铁水能够流通到四个碳碗中。
弧形卡紧组件为两个，呈对称状分布在钢爪2的两侧，且两个弧形卡紧组件通过固定螺栓14卡紧在钢爪2的两侧。
弧形卡紧组件由弧形板9、横板11和顶紧螺栓12组成，弧形板9为三个，在弧形板9的两端设置有外延板10，且相邻的弧形板9通过横板11连接在一起，在横板11上设置有顶紧螺栓12。
上述描述中，在钢爪支腿两侧安装弧形卡紧组件，并通过固定螺栓将弧形卡紧组件的两端卡紧，从而使弧形卡紧组件与钢爪支腿固定在一起。
上述描述中，弧形板与钢爪支腿的外部弧形相匹配，当两个弧形卡紧组件设置在钢爪支腿外部时，两个弧形卡紧组件之间存在空隙，满足可以将方钢放在空隙处，并通过横板上的顶紧螺栓对方钢进行固定。
本发明通过在钢爪的支腿之间焊接方钢，用于增加钢爪自身的导电面积；通过在钢梁开槽，并镶嵌铜板，用于均衡钢爪自身的电流；通过在碳块的碳碗间开槽，增加钢爪与碳块间的导电面积及均衡电流的作用，又能使浇注时，铁水能够流通至四个碳碗中；增加钢爪与碳块间的导电面积和均衡电流的作用，降低了钢爪导杆组的压降平均值。
Claims (9)
1.一种高导电均流型钢爪结构，包括导杆（1）、钢爪（2）和碳块（3），其特征在于：所述导杆（1）的下端通过爆炸块（10A）连接有钢爪（2），所述钢爪（2）的底部设置有碳块（3），所述钢爪（2）的支腿为四个，并在相邻的支腿之间设置有方钢（6），所述导杆（1）两侧的钢梁顶部挖设有第一凹槽（4），所述第一凹槽（4）内设置有铜板（5）。
2.根据权利要求1所述的一种高导电均流型钢爪结构，其特征在于：所述碳块（3）顶部对应钢爪（2）支腿的位置处挖设有碳碗（7），所述钢爪（2）的支腿伸入碳碗（7）内，并在碳碗（7）与方钢（6）的外部挖设有第二凹槽（8）。
3.根据权利要求1所述的一种高导电均流型钢爪结构，其特征在于：所述方钢（6）为三块，尺寸为280mm*180mm*65mm。
4.根据权利要求1所述的一种高导电均流型钢爪结构，其特征在于：所述铜板（5）为两块，尺寸为340mm*100mm*10mm。
5.根据权利要求1所述的一种高导电均流型钢爪结构，其特征在于：所述方钢（6）外部的第二凹槽（8）与碳碗（7）外部的第二凹槽（8）为相通的。
6.根据权利要求1所述的一种高导电均流型钢爪结构，其特征在于：所述爆炸块（10A）由铝板和铁板加工而成，所述爆炸块（10A）的铝面与导杆（1）焊接在一起，所述爆炸块（10A）的铁面与钢爪（2）焊接在一起。
7.权利要求1-6任一项所述的一种高导电均流型钢爪结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在钢爪（2）顶部的钢梁处开设两个尺寸为340mm*100mm*10mm的凹槽，且两个凹槽位于钢梁两侧的位置处，并在凹槽内镶嵌相匹配的铜板（5）；
S2、在钢爪（2）顶部的中间焊接爆炸块（10A），其中：爆炸块（10A）的底面与钢爪（2）之间为铁焊，爆炸块（10A）的上端面与导杆（1）之间为铝焊；
S3、将钢爪（2）放在施工平台上，并在相邻钢爪（2）支腿的空隙处安放一块方钢（6），方钢（6）通过弧形卡紧组件进行固定，固定完毕后，方可对方钢（6）进行焊接，待方钢（6）与钢爪（2）的支腿焊接完毕后，将弧形卡紧组件从钢爪（2）支腿的两侧去掉即可；
S4、将钢爪（2）放置在碳块（3）上，并在钢爪（2）支腿及方钢（6）的外部开槽，使浇注时铁水能够流通到四个碳碗中。
8.根据权利要求6所述的一种高导电均流型钢爪结构的施工方法，其特征在于：所述弧形卡紧组件为两个，呈对称状分布在钢爪（2）的两侧，且两个弧形卡紧组件通过固定螺栓（14）卡紧在钢爪（2）的两侧。
9.根据权利要求7所述的一种高导电均流型钢爪结构的施工方法，其特征在于：所述弧形卡紧组件由弧形板（9）、横板（11）和顶紧螺栓（12）组成，所述弧形板（9）为三个，所述弧形板（9）的两端设置有外延板（10），且相邻的弧形板（9）通过横板（11）连接在一起，所述横板（11）上设置有顶紧螺栓（12）。
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