CN201003076Y - 钢壳铝芯“x”形横梁阳极爪 - Google Patents
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Abstract
一种钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪，属一种电解铝用导电装置，包括钢壳铝芯“X”形横梁和焊接在横梁底面的钢爪，钢壳铝芯“X”形横梁包括大、小横梁钢壳体、铝芯、铝芯伸出平台，两个大横梁钢壳体交叉连接成“X”形，大横梁钢壳体的四个端部分别连接有小横梁钢壳体，大、小横梁钢壳体内腔流体贯通，两个大横梁钢壳体交叉处上方预留铝芯伸出平台的伸出口，大、小横梁钢壳体内腔填充有铝芯，铝芯沿伸出口向上伸出形成铝芯伸出平台。钢壳体内填充铝芯的方法是渗铝粘结铸造工艺，在铝和钢的结合面形成铁－铝合金层，实现铝和钢的粘结。本实用新型提供一种结构强度好、与铝导杆连接方便、可靠、导电性能优异的钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪。
Description
所属技术领域
本实用新型设计涉及一种电解铝用导电装置，具体是钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪。
背景技术
阳极爪是电解铝生产中的重要消耗部件，目前电解铝生产使用的阳极爪基本上采用整体铸钢结构，铸钢凸台通过铝、钢复合爆炸爆片与铝导杆焊接，阳极钢爪起传导电流和承载负荷的作用。由于铸钢的电阻比较大，在铝电解过程中，阳极钢爪部分电压降较大，损耗的电功率也大，电解铝的生产成本较高。已有的钢壳铝芯阳极爪，存在与铝导杆连接的铝芯凸台结构形状不合理、与铝导杆连接困难、强度不足、导电性能较差等缺陷，无法满足电解铝生产企业实际生产使用的要求。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构强度好、铝芯凸台与铝导杆连接方便、可靠、导电性能优异的钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪。
为解决上述技术问题，本实用新型钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪包括钢壳铝芯“X”形横梁和焊接在横梁底面的钢爪，其特征在于钢壳铝芯“X”形横梁包括大横梁钢壳体、小横梁钢壳体、铝芯、铝芯伸出平台，两个大横梁钢壳体交叉连接成“X”形，大横梁钢壳体的四个端部分别连接有小横梁钢壳体，两个大横梁钢壳体内腔和四个小横梁钢壳体内腔流体贯通，两个大横梁钢壳体交叉处上方预留铝芯伸出平台的伸出口，所述大横梁钢壳体内腔和小横梁钢壳体内腔填充有铝芯，铝芯沿伸出口向上伸出形成与铝导杆端面对接的铝芯伸出平台。
制造时，首先制作两个大横梁钢壳体和四个小横梁钢壳体，将两个大横梁钢壳体交叉焊接成“X”型，再将四个小横梁钢壳体分别焊接到大横梁钢壳体的四个端部，并保证大横梁钢壳体内腔和小横梁钢壳体内腔流体贯通，在两个大横梁钢壳体交叉处上方预留铝芯伸出平台的伸出口，然后采用渗铝粘结铸造工艺将铝芯填充在大横梁和小横梁的钢壳体内，将铝芯伸出平台上端面加工成平面，该端面通常大于与其连接的铝导杆的端面，最后在四个小横梁钢壳体的底面分别焊接两条钢爪构成钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪。
本钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪，钢壳包裹铝芯，铝芯包裹筋板和加强板，钢壳铝芯横梁结构强度好，导电性能优异，比原铸钢型阳极爪电阻小，可降低阳极爪自身的电消耗，铝芯伸出平台上端面与铝导杆端面可实现面面对接，连接方便、可靠，实现更优异的导电性能。试验测试结果表明，本实用新型钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪的导电性能大大优于目前普遍使用的铸钢型阳极爪，实用测试压降值在20mv以下，比铸钢型阳极爪的压降值降低50％以上，节电效果明显；另外，由于取消了原铸钢型阳极爪与铝导杆连接安装时必须采用的铝、钢复合爆炸焊片，可以降低生产企业的采购成本，还可降低安装费用，减少阳极脱落现象的发生，降低维修费用；本实用新型阳极爪与铝导杆采用面面对接的焊接方式，与已有的钢壳铝芯阳极爪采用的插口式联接的焊接方式相比，连接更方便、可靠，导电性能更好，企业现有的铝导杆可以直接与本实用新型的阳极爪进行焊接使用，不需重新加工铝导杆，企业使用本实用新型产品，无须对原有铝导杆和阳极爪组装生产线作任何更改。
作为本实用新型的优选方案，大横梁钢壳体由若干钢板焊接而成，其横截面为矩形，钢壳体内腔沿纵向设置有筋板，筋板下端与大横梁钢壳体底板焊接固定，两个大横梁钢壳体内的筋板交叉连接成“X”型，筋板上设有若干贯通孔，筋板上方沿大横梁钢壳体横向设置若干条加强板，加强板分别与筋板上端和大横梁钢壳体两侧板内壁焊接固定。在大横梁钢壳体内设置筋板和加强板，可进一步增强大横梁的结构强度，在进行渗铝粘结铸造时，铝芯包裹筋板和加强板，增加铝-钢渗铝粘结面，有利于提高导电性能。筋板上设置若干贯通孔，可增加铝芯与筋板的接触面积，更进一步提高导电性能。当然，筋板上不设置贯通孔，并不影响本实用新型的使用。
作为本实用新型的另一种优选方案，小横梁钢壳体由若干钢板焊接而成，其横截面为矩形，钢壳体内腔沿纵向设置有筋板，筋板与大横梁钢壳体内的筋板焊接固定，筋板下端与小横梁钢壳体底板焊接固定，筋板上设有若干贯通孔，筋板上方沿小横梁钢壳体横向设置若干条加强板，加强板分别与筋板上端和小横梁钢壳体两侧板内壁焊接固定。同样，在小横梁钢壳体内设置筋板和加强板，可进一步增强小横梁的结构强度，在进行渗铝粘结铸造时，铝芯包裹筋板和加强板，增加铝-钢渗铝粘结面，有利于提高导电性能。筋板上设置若干贯通孔，可增加铝芯与筋板的接触面积，更进一步提高导电性能。当然，筋板上不设置贯通孔，并不影响本实用新型的使用。
作为本实用新型的另一种优选方案，铝芯伸出平台的伸出口周围设置有围板，围板内设置有若干筋板，筋板两端分别与围板内壁焊接固定。筋板的设置可抗阻铝芯伸出平台收缩，避免铝芯伸出平台与围板间出现裂痕。
作为本实用新型的另一种优选方案，大、小横梁钢壳体内填充铝芯的方法是渗铝粘结铸造工艺，在铝和钢的结合面形成铁-铝合金层，实现铝和钢的粘结。铝芯与钢壳体粘结后抗拉强度可以接近同牌号铸铝的强度，铝芯和钢壳体之间结合紧密，导电性能优异。
作为本实用新型的另一种优选方案，铝芯伸出平台上端面不低于围板的上端面。便于阳极爪在生产使用时铝芯伸出平台与铝导杆的连接。
附图说明
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是本实用新型钢壳铝芯8爪阳极的主视图(图2的A-A剖视图)；
图2是本实用新型钢壳铝芯8爪阳极的半剖俯视图。
图3是图1的B-B剖面图。
图4是图1的C-C剖面图。
图5是图2的D-D剖面图(旋转、放大)。
图6是图2的E-E剖面图(放大)。
具体实施方式
如图1、2所示，钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪包括钢壳铝芯“X”形横梁和焊接在横梁底面的钢爪1，钢壳铝芯“X”形横梁包括大横梁钢壳体30、小横梁钢壳体20、铝芯3、铝芯伸出平台8，两个大横梁钢壳体30交叉连接成“X”形，两个大横梁钢壳体30的四个端部分别连接有小横梁钢壳体20，两个大横梁钢壳体30内腔和四个小横梁钢壳体20内腔流体贯通，两个大横梁钢壳体30交叉处上方预留铝芯伸出平台8的伸出口，大横梁钢壳体30内腔和小横梁钢壳体20内填充有铝芯3，铝芯3沿伸出口向上伸出形成与铝导杆端面对接的铝芯伸出平台8，在小横梁钢壳体20的底面分别焊接有两个钢爪1。钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪，大、小横梁钢壳体30、20包裹铝芯3，铝芯3包裹筋板2、5和加强板4、6，钢壳铝芯“X”形横梁结构强度好，导电性能优异，比原铸钢型阳极爪电阻小，可降低阳极爪自身的电消耗，使用时，铝芯伸出平台8上端面与铝导杆端面可实现面面对接，连接方便、可靠，实现更优异的导电性能。
如图1、2、5所示，大横梁钢壳体30由若干钢板焊接而成，其横截面为矩形，钢壳体内腔沿纵向设置有筋板5，筋板5下端与大横梁钢壳体30的底板31焊接固定，两个大横梁钢壳体30内的筋板5交叉连接成“X”型，筋板5上设有若干贯通孔，筋板5上方沿大横梁钢壳体30横向设置若干条加强板6，加强板6分别与筋板5上端和大横梁钢壳体30两侧板32内壁焊接固定。
如图1、2、6所示，小横梁钢壳体20由若干钢板焊接而成，其横截面为矩形，钢壳体内腔沿纵向设置有筋板2，筋板2与大横梁钢壳体30内的筋板5焊接固定，筋板2下端与小横梁钢壳体20的底板21焊接固定，筋板2上设有若干贯通孔，筋板2上方沿小横梁钢壳体20横向设置若干条加强板4，加强板4分别与筋板2上端和小横梁钢壳体20两侧板22内壁焊接固定。
如图1、2、3、4所示，铝芯伸出平台8的伸出口周围设置有围板7、10，围板7、10内设置有两块筋板9，筋板9两端分别与围板7内壁焊接固定。当然，筋板9也可以设置在另一个方向，其两端分别与围板10内壁焊接固定。铝芯伸出平台8的横截面通常为矩形，当然也可以是圆形或其它多边形。
如图1、3所示，铝芯伸出平台8上端面高于围板7、10的上端面。通常铝芯伸出平台8上端面高于围板7、10的上端面，以便于在生产使用时铝芯伸出平台8与铝导杆的连接。
Claims (7)
1、钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪，包括钢壳铝芯“X”形横梁和焊接在横梁底面的若干钢爪(1)，其特征在于钢壳铝芯“X”形横梁包括大横梁钢壳体(30)、小横梁钢壳体(20)、铝芯(3)、铝芯伸出平台(8)，两个大横梁钢壳体(30)交叉连接成“X”形，两个大横梁钢壳体(30)的四个端部分别连接有小横梁钢壳体(20)，两个大横梁钢壳体(30)内腔和四个小横梁钢壳体(20)内腔流体贯通，两个大横梁钢壳体(30)交叉处上方预留铝芯伸出平台(8)的伸出口，大横梁钢壳体(30)内腔和小横梁钢壳体(20)内腔填充有铝芯(3)，铝芯(3)沿伸出口向上伸出形成与铝导杆端面对接的铝芯伸出平台(8)。
2、根据权利要求1所述的钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪，其特征在于大横梁钢壳体(30)由若干钢板焊接而成，其横截面为矩形，钢壳体内腔沿纵向设置有筋板(5)，筋板(5)下端与大横梁钢壳体(30)的底板(31)焊接固定，两个大横梁钢壳体(30)内的筋板(5)交叉连接成“X”型，筋板(5)上设有若干贯通孔，筋板(5)上方沿大横梁钢壳体(30)横向设置若干条加强板(6)，加强板(6)分别与筋板(5)上端和大横梁钢壳体(30)两侧板(32)内壁焊接固定。
3、根据权利要求2所述的钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪，其特征在于小横梁钢壳体(20)由若干钢板焊接而成，其横截面为矩形，钢壳体内腔沿纵向设置有筋板(2)，筋板(2)与大横梁钢壳体(30)内的筋板(5)焊接固定，筋板(2)下端与小横梁钢壳体(20)的底板(21)焊接固定，筋板(2)上设有若干贯通孔，筋板(2)上方沿小横梁钢壳体(20)横向设置若干条加强板(4)，加强板(4)分别与筋板(2)上端和小横梁钢壳体(20)两侧板(22)内壁焊接固定。
4、根据权利要求1、2或3所述的钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪，其特征在于铝芯伸出平台(8)的伸出口周围设置有围板(7、10)，围板(7、10)内设置有若干筋板(9)，筋板(9)两端分别与围板(7)或围板(10)内壁焊接固定。
5、根据权利要求1、2或3所述的钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪，其特征在于大、小横梁钢壳体(30、20)内钢和铝的结合面具有渗铝过渡层。
6、根据权利要求4所述的钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪，其特征在于大、小横梁钢壳体(30、20)内钢和铝的结合面具有渗铝过渡层。
7、根据权利要求4所述的钢壳铝芯“X”形横梁阳极爪，其特征在于铝芯伸出平台(8)上端面不低于围板(7、10)的上端面。
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