CN202030836U - 一种节能降耗的阳极爪 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种节能降耗的阳极爪。其是,(一)增置用导电性能比铁良好的材料制成的导电件(3)安装在阳极爪上传导从铝导杆(4)到爪脚(1)的电流,可以解决现有铸钢阳极爪爪身(2)部分压降大电能损耗多的问题;(二)设置的固定件(9)实现了爪脚(1)可以拆换,当爪脚(1)烧损侵蚀严重时就可以整根脚更换,可以保证爪脚(1)整体的导电性能,解决爪脚(1)维修焊接造成电阻增大增加电能消耗的问题;同时也解决爪身(2)得和爪脚(1)一同报废、造成资源浪费的问题。爪身(2)可以采用非实芯体的结构,减少资源使用、提高资源利用率,阳极爪轻巧,可减少搬运能耗。本实用新型可以创造性地实现阳极爪的爪脚(1)和爪身(2)各担其责,为阳极爪节能降耗、发明创新提供了“革命性”的条件。

Description

一种节能降耗的阳极爪
所属技术领域
本实用新型属于铝电解槽预焙阳极爪技术领域,主要涉及的是一种节能降耗的阳极爪。 
技术背景
现有的铝电解槽预焙阳极爪如图1示意,由不可拆换的爪脚(1)和爪身(2)构成,爪身(2)承担给爪脚(1)传导电流和承载负荷的两项功能。综合技术经济考虑,目前普遍使用的是铸钢阳极爪,在节能降耗方面存在的问题有:(一)铸钢的电阻大,在电解过程中,在爪身(2)上的电压降大,电能损耗大;(二)铸钢的电阻率大,爪身(2)为了保证导电面积而采用实芯体,浪费材料且笨重,增加搬运能量消耗;(三)爪脚(1)是易损部分,在铝电解过程中,炭块因不断消耗而减薄,当压放到一定程度,电解液就可以浸蚀到爪脚(1),并发生电化学反应,使之熔化烧损。从下端返回100毫米开始再返回120毫米的区域易与电解液接触发生电化学反应而被烧损浸蚀,当该区域烧损浸蚀很严重后只能采用截掉再对接焊接新的爪脚(1)的下部分形成新的爪脚(1)继续使用。由于在对接焊接处的直接导电面积只是外围焊缝,其余为间接导电面积,造成电阻增大,增加电能损耗;还有,爪脚(1)和爪身(2)不可拆换的连接,当爪脚(1)残损无法维修而尚可使用的爪身(2)却得一同报废,造成资源浪费。可以这么说,爪脚(1)的状态是阳极爪能耗及寿命的主要决定因素。 
如何发明创新,实现阳极爪的节能降耗?《钢壳铝芯阳极爪横梁“非浸入法”渗铝粘结铸造工艺》(专利号:2004100305896)、《电解铝用钢壳铝芯阳极爪渗铝粘结铸造工艺方法》(专利号:03134638.3)还有《节能型铝钢复合结构阳极钢爪》(专利号:200310117269.X)的发明以及《一种钢壳铝芯横梁阳极爪》(专 利号:200720153553.6)的实用新型提出在爪身(2)里注入铝、利用铝的低电阻率减少电流在爪身(2)上的电能损耗,但其存在的问题有:(一)爪脚(1)是采用对接焊接在爪身(2)上,就如同爪脚(1)残损截掉再对接焊接的情况那样造成电阻增大,增加能耗;如当爪脚(1)残损需再对接焊接维修时就进一步增加电阻,进一步增加电能损耗;(二)为了往爪身(2)里注在入铝,需要烧煤等产生的热量熔解铝锭,增加新的能耗;铝锭熔解中发生氧化等化学反应,形成铝渣,造成资源浪费。 
发明内容
本实用新型的目的,就是提供一种节能降耗的阳极爪,既能降低爪身(2)造成的电能损耗,又可避免或减少再次增加新的能耗物耗。 
本实用新型是这样实现,如图2所示,增置导电件(3),其用导电性能比铁良好的材料制成,安装在阳极爪上传导从铝导杆(4)到爪脚(1)的电流。 
本实用新型达到的效果有:(一)导电件(3)用电阻率比铁小的材料制作,其导电性能比铁好,电解过程中在导电件(3)上的电压降比现有阳极爪上对应的爪身(2)上的电压降小,电能损耗也就少;(二)导电件(3)与公开技术《节能型铝钢复合结构阳极钢爪》(专利号:200310117269.X)以及《一种钢壳铝芯横梁阳极爪》(专利号:200720153553.6)的导电“铝芯”的区别在于,导电件(3)不需在爪身(2)里制作,可在冶炼厂直接利用生产出的原料制作,可不需要二次加工,避免增加新的能耗和物耗。 
本实用新型阳极爪的技术方案可适用所有形式、型号的阳极爪。 
本实用新型阳极爪,其中所述导电件(3)可以是用铝或铜材料做成。 
本实用新型阳极爪,其中所述导电件(3)可以做成由接头(7)和线路(8)构成的结构。接头(7)和线路(8)可以做成一个整体;也可以做成分体,安 装时接头(7)和线路(8)采用热熔或焊接或压紧接触方式连接。接头(7)和线路(8)的非接触连接表面可以覆盖上防止或减缓导电材料氧化腐蚀的保护层。 
本实用新型阳极爪,其中所述导电件(3)可以在铝导杆的侧面(如图2示意)也可在铝导杆的下端面(如图4示意)采用紧固件压紧接触方式与铝导杆连通电路。 
本实用新型阳极爪,其中所述导电件(3)可以设置有防止其与电解原料等物质接触发生氧化或腐蚀的罩盖(6)。 
本实用新型的进一步目是,解决爪脚(1)采用焊接维修造成电阻增大增加能耗的问题,以及解决爪身(2)实芯体资源利用率低、阳极爪笨重增加搬运能耗的问题。 
本实用新型进一步目的即进一步改进可以这样实现,如图4所示,设置固定件(9),在爪身(2)和爪脚(1)上设有相应的固定结构,利用固定件(9)的作用使爪脚(1)固定在爪身(2)上,解除固定件(9)对爪脚(1)的固定作用,就可以把爪脚(1)从爪身(2)上拆下。 
本实用新型进一步的改进的效果有:(一)设置的固定件(9)实现了爪脚(1)可以拆换,当爪脚(1)烧损浸蚀严重时解除固定件(9)对爪脚(1)的固定作用,采用更换整根爪脚(1),就可以保证爪脚(1)整体的导电性能,避免维修对接焊接造成电阻增大、增加电能损耗的问题,同时也解决爪身(2)得和爪脚(1)一同报废的问题。(二)导电件(3)承担把电流从铝导杆(4)传导到爪脚(1)的功能,爪身(2)只承担负荷的功能,爪身(2)可以采用非实芯体的结构,可以减少资源使用、提高资源利用率,阳极爪轻巧,可减少搬运能耗。 
用为本实用新型的进一步改进,其中所述固定件(9)可以是紧固件也可以是楔件也可以是对爪脚(1)固定在爪身(2)上起到作用的零件组合。比如, 紧固件可以是螺栓、螺母,零件组合可以是卡箍和紧固件的组合。 
用为本实用新型的进一步改进,其中所述爪脚(1)可以做成钢壳铜芯的结构。铜芯(11)与钢壳的电路接通,可以采用“非浸入法”或“浸入法”渗铜粘结铸造工艺或粘合剂铜钢粘结方式实现电路连通,也可以采用铜芯(11)与钢壳压紧接触方式实现电路连通。 
用为本实用新型的进一步改进,其中所述爪身(2)可以做成空心或外凹或既空心又外凹的结构,以减少材料占用、提高材料利用率、降低成本。 
用为本实用新型的进一步改进,其中所述爪身(2)可以用非金属材料做成或用钢管或型钢或钢板焊接做成或用铸钢铸造而成。爪身(2)不需具有导电性能,可以采用能承担阳极组的重量又耐高温的非金属材料如氮化硼等做成。 
用为本实用新型的进一步改进,其中所述爪身(2)可以是经焊接或铸造而成的一整体件,也可以是零件组装而成的组合件。 
用为本实用新型的进一步改进,其中所述爪身(2)的表面可以覆盖上绝缘材料,以减缓或避免爪身(2)与电解液发生电化学反应而烧损浸蚀,延长爪身(2)的寿命,充分利用资源。 
用为本实用新型的进一步改进,其中所述导电件(3)可以采用紧固件压紧接触或热熔或焊接连接方式分别与铝导杆(4)和爪脚(1)实现电路连通。采用紧固件压紧接触连接方式的,还可以在导电件(3)与铝导杆(4)和爪脚(1)的接触面之间加导电剂或导电垫片,使接触面更充分接触、更充分导电。 
本实用新型的更进一步改进可以这样实现:设置有整体的爪脚保护套(8),其套在爪脚(1)上以隔绝或减少容易与电解液接触的部位发生烧损浸蚀,起到保护爪脚(1)、延长爪脚(1)的寿命、充分利用资源的作用。爪脚保护套(10)与现有爪脚保护套不同之处在于,其在阳极爪组装之前已做好、为一整体的圆 管状。现有的爪脚保护套,有的是用两个半圆环组合而成,有的是把材料涂抹在爪脚(1),利用电解槽的热量使之凝结而成保护套。 
用为本实用新型的更进一步改进,其中所述爪脚保护套(10)可以是独立的零件,安装时套在爪脚(1)上;也可以设在爪身(2)上,与爪身(2)固定连接,当爪脚(1)安装到爪身(2)上时套在爪脚(1)上。 
用为本实用新型的更进一步改进,其中所述爪脚保护套(8)可以用绝缘材料做成的;也可以用金属做成,其表面覆盖上绝缘材料。 
附图说明
附图1是现有阳极爪的结构示意图。 
附图2是本实用新型的结构示意图 
附图3是本实用新型导电件(3)的一种结构示意图。 
附图4是本实用新型实施例的结构示意图。 
附图5是本实用新型固定件为螺母(12)的部局结构示意图。 
附图6是本实用新型固定件为楔件(13)的部局结构示意图。 
图中,1、爪脚,2、爪身,3、导电件,4、铝导杆,5、铝导杆固定板,6、罩盖,7、接头,8、线路,9、固定件,10、爪脚护套,11、铜芯,12、螺母,13、楔件 
具体实施方式
结合附图,给出本实用新型实施例如下: 
图4为本实用新型的实施例,主要由爪脚(1)、爪身(2)、导电件(3)和爪脚护套(10)构成。(图2、4为了表达安装时的状态,图中加入了铝导杆(4)。同时,为了让图示清晰,局部剖的部分拆下了罩盖(6)。) 
固定件(9)在本实用新型实施例是螺栓。 
爪身(2)是焊接件,其上设有爪脚(1)上端穿过的定位套管,定位套管上设有固定件(9)插入的通孔,定位套管之间用槽钢焊接连接。爪身(2)的中间上焊有用钢板做成的铝导杆固定板(5)。在铝导杆固定板(5)和铝导杆(4)上钻有相应的螺栓孔,把铝导杆(4)放入固定板(5)内,插上螺栓拧紧就可实现爪身(2)与铝导杆(4)的固定连接。 
爪脚(1)用圆钢做成,其上设有其定位在爪身(2)上和爪脚护套(10)的限位台阶以及固定件(9)和导电件(3)的固定螺纹孔。把用陶瓷做成的爪脚护套(10)套在爪脚(1)上并把爪脚(1)的上端穿过爪身(2)上的定位套管,到位后拧上固定件(9)就可实现爪脚(1)与爪身(2)的固定组装。拆换爪脚(1)时,拧出固定件(9)就可实施。 
导电件(3)用铝材料做成,其接头(7)用螺栓经压板把接头(7)分别与铝导杆(4)和爪脚(1)压紧接触实现铝导杆(4)和爪脚(1)的电路连通。接头(7)在铝导杆(4)的下端面与铝导杆(4)接通,在爪身(2)上设有紧固螺栓通过的开孔。 
图5为本实用新型固定件为螺母(12)的局部结构示意图。在爪脚(1)的上端车有外螺纹,把爪脚(1)上端穿过爪身(2)上的定位套管后拧上螺母(12)并拧紧到位,就可实现爪脚(1)在爪身(2)的固定组装。拆换爪脚(1)时,拧出螺母(12)就可实施 
图6为本实用新型固定件为楔件(13)的局部结构示意图。在爪脚(1)上设有限位台阶和楔件(13)插入的孔,把爪脚(1)上端穿过爪身(2)上的定位套管后插入楔件(13)并打紧到位,利用楔件(13)上的斜度作用使爪脚(1)固定在爪身(2)上,实现爪脚(1)在爪身(2)的固定组装。拆换爪脚(1)时,退出楔件(13)就可实施。 

Claims (10)

1.一种节能降耗的阳极爪,由爪脚(1)和爪身(2)构成,其特征是增置导电件(3),其用导电性能比铁良好的材料制成,安装在阳极爪上传导从铝导杆(4)到爪脚(1)的电流。
2.根据权利要求1所述的阳极爪,其特征是在于所述导电件(3)可以是用铝或铜材料做成。
3.根据权利要求1所述的阳极爪,其特征是在于所述导电件(3)可以在铝导杆的侧面也可在铝导杆的下端面采用紧固件压紧接触方式与铝导杆连通电路。
4.根据权利要求1所述的阳极爪,其特征是在于设置固定件(9),在爪身(2)和爪脚(1)上设有相应的固定结构,爪脚(1)在固定件(9)的作用下固定在爪身(2)上。
5.根据权利要求4所述的阳极爪,其特征是在于所述定位件(9)可以是紧固件也可以是楔件也可以是对爪脚(1)固定在爪身(2)上起到作用的零件的组合。
6.根据权利要求4所述的阳极爪,其特征是在于所述爪脚(1)可以做成钢壳铜芯的结构。
7.根据权利要求4所述的阳极爪,其特征是在于所述爪身(2)可以做成空心或外凹或既空心又外凹的结构。
8.根据权利要求4所述的阳极爪,其特征是在于所述爪身(2)的表面可以覆盖上绝缘材料。
9.根据权利要求4所述的阳极爪,其特征是在于设置有整体的爪脚护套(10)。
10.根据权利要求9所述的阳极爪,其特征是在于所述爪脚保护套(10)可以是独立的零件,安装时套在爪脚(1)上;也可以设在爪身(2)上,与爪身(2)固定连接,当爪脚(1)安装到爪身(2)上时套在爪脚(1)上。 
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