CN205556800U - 一种预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，包括有机械式钢爪底板（9），机械式钢爪底板（9）的下方设有阳极炭块连接装置；机械式钢爪底板（9）的上方连接有阳极铝导杆（2）。本实用新型具有炭块更换快速，省时省力，节约热能，降低钢爪与炭块的接触电阻和电压降，减少阳极炭块组的电损有益效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铝电解阳极钢爪，特别是一种预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构。
背景技术
现代电解铝工业，均采用预焙阳极生产电解铝。预焙阳极一般为长方体，具有稳定的几何形状，以石焦油、沥青焦为骨料，以煤沥青为粘结剂，根据电解槽电流的大小和工艺的不同而有不同的尺寸，其电流密度一般在0.68-0.9A/cm2范围内，每个炭块使用周期一般在23-30天。
现有的预焙阳极电解铝生产中，阳极钢爪与阳极炭块全部采用磷生铁浇铸式连接，在预焙阳极炭块导电方向的上表面设有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，炭碗用来安放阳极爪头，用磷生铁将阳极爪头浇铸在炭碗中，钢爪头和铝导电杆通过铝钢爆炸焊连接，这样阳极导电杆和阳极炭块连为一体，组成阳极炭块组，浇铸式预焙阳极炭块组是现代预焙电解槽目前使用的唯一阳极材料。
在电解铝生产过程中，炭阳极与氧化铝电解分解出来的氧气在高温下不断反应，释放二氧化碳气体而不断消耗，需要定时更换，更换下来的炭块行业中称之为阳极残极。预焙铝电解生产必定产生大量阳极残极，无残极产生是上世纪60～70年代，预焙铝电解工艺成熟已来一直没有实现的行业梦想。
现目前对传统的阳极残极的处理方式是在阳极组装车间，将导电杆连接的残极炭块打碎脱落后，再将磷生铁浇筑的阳极钢碗打碎脱落后的铝导电杆和钢爪用于新的炭块，如此循环使用，由此造成了炭块的更换过程费时费力，同时，钢爪上的大量热量也被带走，得不到利用，而新的阳极插入电解槽时需要对炭块和钢爪重新加热到一定温度后才能正常导电，造成了热量浪费，降低了电解效率。
且因为浇铸式钢爪—炭块连接方式，连接面接触电压降较大，浇入的磷生铁铁水温度约1600℃，冷却后，磷生铁碗与炭碗之间必定出现间隙，由此钢爪炭块阳极组在电解槽内工作时，钢爪与炭块接触面之间产生约150mv的电压降，造成电损约在400～500度/吨铝。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构。且本实用新型具有阳极炭块连接快速，省时省力，节约热能，降低钢爪与炭块的接触电阻和电压降，减少阳极炭块组的电损的特点。
本实用新型的技术方案：一种预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，包括有机械式钢爪底板，机械式钢爪底板的下方设有阳极炭块连接装置；机械式钢爪底板的上方连接有阳极铝导杆。
前述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，所述机械式钢爪底板与阳极铝导杆之间设有机械式钢爪桥脚，机械式钢爪桥脚与阳极铝导杆经铝钢爆炸焊复合板连接。
前述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，所述阳极炭块连接装置包括有设于机械式钢爪底板两侧的活动槽，活动槽中设有机械式钢爪t形紧固螺栓，机械式钢爪t形紧固螺栓的底部设有t形螺栓底部横梁，t形螺栓底部横梁位于活动槽的下方，机械式钢爪t形紧固螺栓的两端穿出活动槽后，在其上端的穿出段上设有机械式钢爪t形紧固栓螺母。
前述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，所述机械式钢爪底板的两侧还设有水平方向的t形螺栓横向锁紧螺栓，t形螺栓横向锁紧螺栓的一端伸进活动槽后顶在所述机械式钢爪t形紧固螺栓的一侧。
前述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，所述t形螺栓底部设有t形螺栓底部横梁。
前述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，所述机械式钢爪t形紧固栓螺母与机械式钢爪底板之间设有热变形补偿垫。
前述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，所述热变形补偿垫是拱形的钢垫。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过在机械式钢爪底板上设置机械式钢爪t形紧固螺栓，并通过设置在机械式钢爪t形紧固螺栓底部的t形螺栓底部横梁与炭块之间形成机械式连接，形成阳极炭块组，在拆除旧阳极时，只需简单操作即可完整的取下旧阳极，而不需要打碎阳极炭块和爪头钢碗，更换非常快速，节约了时间，省时又省力。同时，本实用新型在更换阳极炭块时不需要将旧阳极和钢爪带到组装车间进行更换，在电解车间内电解槽旁即可实现更换，减少钢爪及炭块上的热量散失（实践证明，阳极炭块更换过程中钢爪及炭块上的热量散失约为20%），节约了热能。另外，本实用新型通过在机械式钢爪底板的两侧设置一端伸进活动槽内的t形螺栓横向锁紧螺栓，当机械式钢爪t形紧固螺栓扣紧炭块以后，拧紧t形螺栓横向锁紧螺栓，将机械式钢爪t形紧固螺栓固定在活动槽中的某一位置，避免使用过程中发生松动，提高了使用可靠性。另外，本实用新型还通过将机械式钢爪t形紧固螺栓的 t形螺栓底部设置横梁，增加了机械式钢爪t形紧固螺栓与炭块的接触面积，使炭块的紧固性提高；通过在钢板和铝导杆之间设置机械式钢爪桥脚，架空隔离了铝导杆，避免低熔点的阳极铝导杆直接与高温的机械式钢爪底板接触被软化导致设备故障，提高了本实用新型使用的安全性；通过在机械式钢爪t形紧固栓螺母的下方设置热变形补偿垫，避免钢爪受热以后变形使新阳极炭块和机械式钢爪底板之间形成间隙，而增加钢爪与炭块之间的电阻，进一步保证了本实用新型的导电效果，降低了钢爪与炭块的接触电阻和电压降，减少了阳极炭块组的电损。综上所述，本实用新型具有炭块连接快速，省时省力，节约热能，降低钢爪与炭块的接触电阻和电压降，减少阳极炭块组的电损的有益效果。
实践证明：采用本实用新型的机械式钢爪可降低钢爪与炭块连接处的电损50%左右。
附图说明
附图1为本实用新型的主视图；
附图2为附图1的侧视图；
附图3为本实用新型连接炭块后的结构示意图。
附图标记说明：1-阳极铝导杆插销孔，2-阳极铝导杆，3-铝钢爆炸焊复合板，4-机械式钢爪桥脚，5-机械式钢爪t形紧固螺栓，6-机械式钢爪t形紧固栓螺母，7-热变形补偿垫，8-t形螺栓横向锁紧螺栓，9-机械式钢爪底板，10-炭块上部T形连接凸头，11-阳极炭块，12-t形螺栓底部横梁，13-T形连接凸头承力肩。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
本实用新型的实施例：
实施例：一种预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，如附图1-2所示，包括有机械式钢爪底板9，机械式钢爪底板9的下方设有阳极炭块连接装置；机械式钢爪底板9的上方连接有阳极铝导杆2。
所述机械式钢爪底板9与阳极铝导杆2之间设有机械式钢爪桥脚4，机械式钢爪桥脚4与阳极铝导杆2经铝钢爆炸焊复合板3连接。
所述阳极炭块连接装置包括有设于机械式钢爪底板9两侧的活动槽，活动槽中设有机械式钢爪t形紧固螺栓5，机械式钢爪t形紧固螺栓5的底部设有t形螺栓底部横梁12，t形螺栓底部横梁12位于活动槽的下方，机械式钢爪t形紧固螺栓5的两端穿出活动槽后，在其上端的穿出段上设有机械式钢爪t形紧固栓螺母6。
所述机械式钢爪底板9的两侧还设有水平方向的t形螺栓横向锁紧螺栓8，t形螺栓横向锁紧螺栓8的一端伸进活动槽后顶在所述机械式钢爪t形紧固螺栓5的一侧。
所述t形螺栓底部设有t形螺栓底部横梁12。
所述机械式钢爪t形紧固栓螺母6与机械式钢爪底板9之间设有热变形补偿垫7。
所述热变形补偿垫7是拱形的钢垫。
本实用新型使用时：如附图3所示，阳极铝导杆2连接电极，装入阳极炭块11时，先拧松t形螺栓横向锁紧螺栓8，将机械式钢爪t形紧固螺栓5向两侧移动，增加两侧机械式钢爪t形紧固螺栓5之间的间距，然后将阳极炭块11的炭块上部T形连接凸头10放在机械式钢爪t形紧固螺栓5之间，推动机械式钢爪t形紧固螺栓5使其向中间靠拢，使t形螺栓底部横梁12卡入新阳极炭块15的炭块上部T形连接凸头10两侧的T形连接凸头承力肩13下部，然后拧紧机械式钢爪t形紧固栓螺母6，将新阳极炭块15的炭块上部T形连接凸头牢固的固定在t形螺栓底部横梁12和机械式钢爪底板9的底面之间，然后拧紧t形螺栓横向锁紧螺栓8，将机械式钢爪t形紧固螺栓5固定，即可完成新阳极炭块11和阳极钢爪的连接，拆下残极时，只需将上述方法逆向操作即可；当新的阳极炭块组放入电解槽中受热时，机械式钢爪t形紧固螺栓5受热膨胀，阳极炭块11和机械式钢爪底板9之间形成间隙，此时热变形补偿垫7的回复力提供拉力，将t形紧固螺栓5和阳极炭块11向上提拉，使炭块上部的T形连接凸头10与机械式钢爪的钢爪底板9之间不产生间隙。
Claims (7)
1.一种预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，其特征在于：包括有机械式钢爪底板（9），机械式钢爪底板（9）的下方设有阳极炭块连接装置；机械式钢爪底板（9）的上方连接有阳极铝导杆（2）。
2.根据权利要求1所述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，其特征在于：所述机械式钢爪底板（9）与阳极铝导杆（2）之间设有机械式钢爪桥脚（4），机械式钢爪桥脚（4）与阳极铝导杆（2）经铝钢爆炸焊复合板（3）连接。
3.根据权利要求1所述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，其特征在于：所述阳极炭块连接装置包括有设于机械式钢爪底板（9）两侧的活动槽，活动槽中设有机械式钢爪t形紧固螺栓（5），机械式钢爪t形紧固螺栓（5）的底部设有t形螺栓底部横梁（12），t形螺栓底部横梁（12）位于活动槽的下方，机械式钢爪t形紧固螺栓（5）的两端穿出活动槽后，在其上端的穿出段上设有机械式钢爪t形紧固栓螺母（6）。
4.根据权利要求3所述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，其特征在于：所述机械式钢爪底板（9）的两侧还设有水平方向的t形螺栓横向锁紧螺栓（8），t形螺栓横向锁紧螺栓（8）的一端伸进活动槽后顶在所述机械式钢爪t形紧固螺栓（5）的一侧。
5.根据权利要求3所述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，其特征在于：所述t形螺栓底部设有t形螺栓底部横梁（12）。
6.根据权利要求3所述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，其特征在于：所述机械式钢爪t形紧固栓螺母（6）与机械式钢爪底板（9）之间设有热变形补偿垫（7）。
7.根据权利要求6所述的预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构，其特征在于：所述热变形补偿垫（7）是拱形的钢垫。
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| CN105543895A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-05-04 | 周俊和 | 一种预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构 |
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| CN105543895B (zh) * | 2016-02-26 | 2018-08-14 | 周俊和 | 一种预焙铝电解槽用的机械式阳极钢爪结构 |
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