CN208632659U - 超导节能阳极导杆组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超导节能阳极导杆组件，属于电解铝生产技术领域。该超导节能阳极导杆组件包括：导杆，导杆的下端设置有钢爪组件；导杆靠近其下端的两侧倾斜设置有两连接件，每个连接件可拆卸连接有一导电板，每个导电板下端设置有至少一个石墨棒，钢爪组件套在石墨棒以及连接件上。本实用新型解决了现有技术中的阳极导杆组件生产效率低、电压降高、维修量大、生产和维修成本高、人工成本高、使用周期短、能耗高；导杆与钢爪组件采用简单的螺栓连接，使电流不直接传导到钢爪组件，降低了电压降；导杆通过连接件连接导电板，导电板与石墨棒连接直接将电传导到阳极炭块，导电性能更好。
Description
技术领域
本实用新型属于电解铝生产技术领域，尤其涉及一种超导节能阳极导杆组件。
背景技术
铝是应用最广的有色金属材料，现代铝工业普遍采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产，经直流电流由阳极导杆钢爪导入，通过消耗与阳极导杆钢爪连接的碳素材料阳极块，在阴极作用下产生铝液，铝液浇注成铝锭、型材等。阳极的大量使用，使得铝电解阳极消耗成为铝产品一项不容忽视的成本，更是电解铝过程的一项重要隐性能耗。铝用阳极块被誉为“电解的心脏”，而作为阳极组装质量的主要指标铁碳压降的高低，在一定程度上决定着吨铝电耗的高低。
在现今铝冶炼过程中，世界铝工业阳极导杆均采用铝导杆、爆炸片(铝跟钢通过炸药爆破连接)、钢爪间的焊接形成的阳极导杆组件；在日常的工作中，各大铝厂对组装阳极块的考核指标只有铁碳压降，并没有把铝碳压降作为一个重要指标来进行考核，究其原因是传统的焊接模式(即钢爪与爆炸片电焊焊接、爆炸片与铝导杆采用氩氟焊焊接等惯有模式)无法逾越。
发明人发现现有的阳极导杆组件至少存在以下问题：1.由于使用爆炸片、电耗、焊接设备、铝焊丝等，造成生产成本高；2.需要人工打磨抛光、电焊工、氩氟焊工都是特殊工种，技术含量高，工资待遇高，从而造成人工成本高；3.爆炸片开裂更换成本、铝铝焊开裂焊接成本，造成维修成本高且维修量大；4.粉尘、噪音、有害气体，辐射等职业危害大；5.一个人两个小时才能完成一组导杆，焊接的高温易使爆炸片开裂造成废品，产量低且易造成废品率高；6.使用周期短，一般铝铝焊在电解使用3个周期就开始开裂需要维修，关键该组件导杆在生产过程中能耗高即电耗；7.爆炸焊块是钢铝合成，众所周知钢的导电性能差，电阻高，爆炸片质量好坏决定电耗高低，在日常生产测量中铁碳压降在60mv左右，而铝碳压降在120-200mv之间，为什么会有如此大差异：主要是爆炸焊块的导电性能差和焊接质量造成，对铝电解生产来说吨铝降低1mv电压即节约3.3度电，大大节约用电成本，就如何降低阳极铁碳压降成为世界性的难题，各企业及科研机构还在不断努力创新，寻找好办法。
实用新型内容
(一)实用新型目的
本实用新型的目的是提供一种超导节能阳极导杆组件，本实用新型解决了现有技术中的阳极导杆组件生产效率低、电压降高、维修量大、生产和维修成本高、人工成本高、使用周期短、能耗高，采用电流直接通过导杆、连接件、导电板传递到石墨棒再传递到阳极炭块，形成一个超级导电方案。
(二)技术方案
为解决上述问题，本实用新型提供了一种超导节能阳极导杆组件，包括：导杆，所述导杆的下端设置有钢爪组件；
所述导杆靠近其下端的两侧倾斜设置有两连接件，每个所述连接件可拆卸连接有一导电板，每个所述导电板下端设置有至少一个石墨棒，所述钢爪组件套在所述石墨棒以及所述连接件上。
进一步地，所述钢爪组件包括：中空状的钢爪横梁和沿所述钢爪横梁的长度方向设置且与所述钢爪横梁下端固定连接的至少一个钢爪，所述钢爪横梁的上端中间位置设置有连接部，所述连接部与所述导杆可拆卸连接，所述连接部与所述导杆的连接处作绝缘处理，所述钢爪套设在所述石墨棒上。
进一步地，所述钢爪横梁与所述钢爪一体焊接成型。
进一步地，所述石墨棒的大小、形状与所述钢爪的大小、形状相匹配。
进一步地，所述钢爪呈柱状结构。
进一步地，所述钢爪为三个、四个、六个或八个。
进一步地，所述导杆的材质为铝。
进一步地，所述导杆呈杆状结构。
进一步地，所述导电板为铝制或铜制。
进一步地，所述连接件的材质为铝。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：采用电流直接通过导杆、连接件、导电板传递到石墨棒再传递到阳极炭块，形成一个超级导电方案，导杆与钢爪组件采用简单的螺栓连接，导杆与钢爪组件的连接处作绝缘处理，使电流不直接传导到钢爪横梁；导杆通过连接件连接导电板，导电板与石墨棒连接直接将电传导到石墨棒，取消了爆炸焊块及焊接工序，提高了生产效率，基本不需要维修，将导杆与钢爪组件直连，相较于采用爆炸焊块连接所产生的电压降，直连的方式降低了电压降，降低了能耗，改善阳极电流分布，降低了钢爪电阻产生的温度。
附图说明
图1是本实用新型的超导节能阳极导杆组件的内部结构示意图；
图2是本实用新型的石墨棒与导电板的装配结构示意图；
图3是本实用新型的钢爪组件的结构示意图；
图4是本实用新型的超导节能阳极导杆组件的外部结构示意图。
附图标记：
1导杆，3连接件，4导电板，5石墨棒，6钢爪横梁，7钢爪，8连接部。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
如图1所示，本实用新型的超导节能阳极导杆组件，包括：导杆1，该导杆1的下端设置有钢爪组件；所述导杆1靠近其下端的两侧倾斜设置有两连接件3，每个所述连接件3可拆卸连接有一导电板4，每个所述导电板4下端设置有至少一个石墨棒5，所述钢爪组件套在所述石墨棒5以及所述连接件3上。
连接件3连接导杆1与导电板4，导电板4与石墨棒5直接连接，这样能够将电流直接传导到石墨棒5，相较于现有的爆炸块连接方式，本实用新型的超导节能阳极导杆组件的导电性能更好、电流分布更均匀。采用连接件3的连接方式，相较于爆炸块连接方式，降低了采用爆炸块的电压降，提高了生产效率、降低了维修成本，且无污染。
在本实用新型的超导节能阳极导杆组件中，石墨棒5、导电板4、连接件3中的任意一个损坏，可以随时对每个单独的部件进行更换和维修，不需要对整个阳极导杆组件进行更换，节省了公司的运营成本。
在本实用新型的其中一实施方式中，所述钢爪组件包括：钢爪横梁6和沿所述钢爪横梁的长度方向设置且与所述钢爪横梁6下端固定连接的至少一个钢爪7，所述钢爪横梁6的上端中间位置设置有连接部8，所述连接部8与所述导杆1可拆卸连接，该连接部8与导杆1的连接处作绝缘处理，所述钢爪7套设在所述石墨棒5上。钢爪7可以根据具体的使用情况设置为一个或多个，例如，可以是三爪、四爪、六爪或八爪等，即本实用新型可以做成具有三个钢爪、四个钢爪、六个钢爪或八个钢爪的阳极导杆组件。
在本实用新型中，可拆卸连接包括但不限于螺栓连接、螺纹连接等连接方式。
在本实用新型的其中一实施方式中，所述钢爪横梁6呈中空状结构。例如，钢爪横梁6包括前侧钢板、后侧钢板、底部钢板及顶部盖板,前侧钢板、后侧钢板、底部钢板及顶部盖板焊接成一体，钢爪7与钢爪横梁6的底部钢板焊接成一体，前侧钢板与后侧钢板的上端分别设置有一连接部8，该连接部8上设有两个或多个通孔，外部固定件通过通孔与导杆1实现螺栓连接，螺栓连接处的导杆和钢爪组件均做绝缘处理，绝缘处理的方式包括但不限于在螺栓连接处采用绝缘材料隔离。
在本实用新型的其中一实施方式中，该钢爪横梁6为中空密封结构。例如，钢爪横梁包括钢爪横梁6包括前侧钢板、后侧钢板、底部钢板、顶部盖板、左侧钢板及右侧钢板。前侧钢板、后侧钢板、底部钢板、顶部盖板、左侧钢板及右侧钢板焊接成一体，钢爪7与钢爪横梁6的底部钢板焊接成一体，前侧钢板与后侧钢板的上端分别设置有一连接部8，该连接部8上设有两个或多个通孔，外部固定件通过通孔与导杆1实现螺栓连接，螺栓连接处的导杆和钢爪组件均做绝缘处理，绝缘处理的方式包括但不限于在螺栓连接处采用绝缘材料隔离。
钢爪横梁6与导杆1及钢爪7均相连，起到中间连接件的作用，其具体结构也可以根据实际情况进行设计，钢爪7有多个。该钢爪横梁6除了起到连接作用外，还起到密封连接件3、导电板4的作用，防止连接件3、导电板4接触粉尘，接触空气发生氧化。
在本实用新型的其中一实施方式中，为了连接牢固，将所述钢爪横梁6与所述钢爪7一体焊接成型。石墨棒5在安装时，将石墨棒5从柱状的钢爪7开口端挤压插入钢爪7内，再通过外部固定件将连接部8与导杆1螺栓连接。
在本实用新型的其中一实施方式中，为了更好地将电流传到到石墨棒5上进行电解铝反应，将钢爪7的大小、形状与石墨棒的5的大小、形状相匹配。
在本实用新型的其中一实施方式中，所述钢爪7呈柱状，便于石墨棒5顺利插入所述钢爪7内部且柱状结构的钢爪易于加工。
在本实用新型的其中一个实施方式中，如图1所示，所述导杆1呈杆状结构，例如，棱柱体或圆柱体的杆。棱柱体或者圆柱体的导杆1能够满足使用需求，且方便加工及装配，在使用过程中能够降低意外事故发生的概率，使铝电解工作能够顺利进行。
在本实用新型的其中一实施方式中，所述导杆1的材质为铝。
在本实用新型的其中一实施方式中，所述导电板4为铝板或铜制。
在本实用新型的其中一实施方式中，所述连接件3的材质为铝。
在本实用新型中，导杆1、导电板4和连接件3均采用铝材质制成，由于铝和铜具有优良的导电和导热性能且耐氧化，导杆1上的电流能够直接传导到石墨棒5上，相较于现有的爆炸块连接方式，本实用新型的超导节能阳极导杆组件的导电性能更好、电流分布更均匀。
本实用新型旨在保护一种超导节能阳极导杆组件，本实用新型采用简单绝缘螺栓连接导杆与钢爪，取消了爆炸焊块及焊接工序，使铝导杆、钢爪连接紧密、牢固，生产效率高，用工成本低，生产成本更节约，维修量基本不存在，无污染；主要是使铝导杆与钢爪直接连接降低用爆炸片的电压降60-140mv左右。本实用新型还可以杜绝不合格的导杆组件进入后续工序,减少检验人员,生产更直观，产量更高，为企业节能降耗，实现科技创新。
本实用新型在研发时主要考虑铝碳压降，即组装成品阳极、铝阳极导杆跟阳极石墨棒之间的电压降。采用简单的螺栓连接导杆和钢爪，导杆用连接件连接导电板，导电板与石墨棒连接直接将电流传导到阳极炭块，相较于传统的爆炸块及焊接工序，降低了电压降，降低了能耗，改善阳极电流分布，降低了钢爪电阻产生的温度。
本实用新型的超导节能阳极导杆组件可以是三爪、四爪、六爪和八爪等，适用于铝行业三爪、四爪、六爪、八爪超导节能阳极导杆组件。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种超导节能阳极导杆组件，其特征在于，包括：导杆，所述导杆的下端设置有钢爪组件；
所述导杆靠近其下端的两侧倾斜设置有两连接件，每个所述连接件可拆卸连接有一导电板，每个所述导电板下端设置有至少一个石墨棒，所述钢爪组件套在所述石墨棒以及所述连接件上。
2.根据权利要求1所述的超导节能阳极导杆组件，其特征在于，所述钢爪组件包括：中空状的钢爪横梁和沿所述钢爪横梁的长度方向设置且与所述钢爪横梁下端固定连接的至少一个钢爪，所述钢爪横梁的上端中间位置设置有连接部，所述连接部与所述导杆可拆卸连接，所述连接部与所述导杆的连接处作绝缘处理，所述钢爪套设在所述石墨棒上。
3.根据权利要求2所述的超导节能阳极导杆组件，其特征在于，所述钢爪横梁与所述钢爪一体焊接成型。
4.根据权利要求2所述的超导节能阳极导杆组件，其特征在于，所述石墨棒的大小、形状与所述钢爪的大小、形状相匹配。
5.根据权利要求2-4任一项所述的超导节能阳极导杆组件，其特征在于，所述钢爪呈柱状结构。
6.根据权利要求5所述的超导节能阳极导杆组件，其特征在于，所述钢爪为三个、四个、六个或八个。
7.根据权利要求1-4、6任一项所述的超导节能阳极导杆组件，其特征在于，所述导杆的材质为铝。
8.根据权利要求7所述的超导节能阳极导杆组件，其特征在于，所述导杆呈杆状结构。
9.根据权利要求8所述的超导节能阳极导杆组件，其特征在于，所述导电板为铝制或铜制。
10.根据权利要求8或9所述的超导节能阳极导杆组件，其特征在于，所述连接件的材质为铝。
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Granted publication date: 20190322 |