CN218372554U - 阳极钢爪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及铝用预焙阳极生产系统领域，具体提供了阳极钢爪，包括爪头和横梁，所述爪头和横梁之间一体成型有连接部；所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部连接在横梁上，所述第二连接部连接在爪头的端部。本申请的阳极钢爪能够在整体重量不增加过多且不对原有电解槽阳极组的结构进行改动的基础上，增加爪头与横梁之间的连接强度，延长阳极钢爪的使用寿命，保证阳极钢爪的周转数量，缓解因阳极钢爪的修理对生产的影响。

Description

阳极钢爪

技术领域

本申请涉及铝用预焙阳极生产系统领域，尤其涉及阳极钢爪。

背景技术

现代铝电解工业，普遍采用预焙阳极用于铝电解工业生产。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法自实行以来，由于钢材较为廉价且电解铝槽型简单因此一直使用阳极钢爪。阳极钢爪是电解槽上阳极组的重要组成部分，主要用于导电和承担阳极炭块荷载。具体的，在阳极炭块上表面设有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装钢爪脚，并用磷生铁将钢爪脚浇铸在炭碗内，阳极钢爪上部和铝导电杆通过铝钢爆炸焊连接，继而使铝导电杆与阳极炭块紧密连接，组成阳极炭块组。

目前国内铝行业中大多数铝电解企业使用的是单阳极形式，只有较少数企业使用双阳极，按照所使用阳极炭块尺寸不同，阳极钢爪的结构形式也各有不同，一般，钢爪分为若干爪头和用以连接若干爪头的横梁。

本申请的申请人所使用的阳极钢爪为八爪钢爪，在使用的过程中发现，由于爪头数量较多，故而使得爪头与横梁的连接部位尺寸较小，使用几个周期后该部位极易发生断裂或拉伸变形，且断裂后因截面积较小，焊接新爪头后质量难以保证，导致阳极钢爪的使用寿命缩短，钢爪维修量增大，修理费用增加。

实用新型内容

为了解决上述的问题，本申请提供了阳极钢爪，本申请的阳极钢爪能够在整体重量不增加过多且不对原有电解槽阳极组的结构进行改动的基础上，增加爪头与横梁之间的连接强度，延长阳极钢爪的使用寿命，保证阳极钢爪的周转数量，缓解因阳极钢爪的修理对生产的影响。

为此，本申请的实施例中采用如下技术方案：

阳极钢爪，包括爪头和横梁，所述爪头和横梁之间一体成型有连接部；所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部连接在横梁上，所述第二连接部连接在爪头的端部。

在该实施方式中，本申请在控制阳极钢爪整体重量不增加过多的基础上，对阳极钢爪易断裂部分和易拉伸变形的部分进行结构优化，具体为在爪头和横梁之间设计一体成型的连接部，增强爪头与横梁之间的连接关系，使得爪头和横梁之间达到结构一体化的作用，解决了现有技术中，阳极钢爪易发生断裂或拉伸变形的问题，减少了阳极钢爪返修次数，减少钢爪修理费用，延长了阳极钢爪的使用寿命，保证阳极钢爪周转数量，缓解对生产的影响。

作为一个可以实现的实施方式，所述第一连接部的截面面积大于所述横梁底部的截面面积，且所述第一连接部越过横梁的底壁并包覆在横梁的相对两侧壁上。

作为一个可以实现的实施方式，所述第一连接部与横梁的连接处为圆弧形平滑过渡，且所述第一连接部向远离横梁的方向横截面的面积逐渐增大。

作为一个可以实现的实施方式，所述第二连接部位于第一连接部远离横梁的一侧，所述第二连接部的截面与所述爪头的截面相同。

作为一个可以实现的实施方式，所述第二连接部和爪头皆为圆柱形设置。

作为一个可以实现的实施方式，所述爪头设置有八个。

作为一个可以实现的实施方式，所述横梁包括主横梁和副横梁；所述主横梁设置有两个，两个主横梁相互交叉呈X形；所述副横梁设置有四个并分别位于两个所述主横梁的两端，所述副横梁的两端分别连接有一连接部，每个所述连接部远离所述副横梁的一侧连接有一爪头。

作为一个可以实现的实施方式，两个所述主横梁相互交叉处的上侧设置有连接块。

作为一个可以实现的实施方式，所述连接块为梯形台设置。

作为一个可以实现的实施方式，所述主横梁、副横梁、连接部、爪头和连接块由钢水整体铸造而成。

由以上方案可以得出，本申请的连接部使得爪头与横梁连接部位变为圆柱体连接并通过圆弧形平滑过渡，减少了爪头端部直接连接在横梁矩形底部的对接角度，从而减少了内用力且连接部的截面积大于爪头与横梁直接连接的截面积，进而能够在阳极钢爪整体重量不增加过多且不对原有电解槽阳极组其它结构进行改动的基础上，增加爪头与横梁之间的连接强度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图中所示出的各种区域、形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制，可以夸大或者省略某些特征，以更加清楚地示出和解释本申请。

图1为本申请实施例中提供的阳极钢爪正视图；

图2为本申请实施例中提供的阳极钢爪侧视图；

图3为本申请实施例中提供的提供的阳极钢爪俯视图；

图4为图3中A-A剖视图；

图5为图3中B-B剖视图。

图中，1、爪头；21、主横梁；22、副横梁；23、连接块；31、第一连接部；32、第二连接部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

现有技术方案中，阳极钢爪的爪头与横梁之间皆是直接焊接的，此时爪头与横梁之间的焊接面仅为爪头端部覆盖在横梁底部侧壁的矩形部分，此时爪头与横梁之间的接触面比较小，实际生产中，两者的之间的连接部位受到较大的内应力，使用几个周期后该部位极易发生断裂或拉伸变形，且断裂后因截面积较小，焊接新爪头后质量难以保证，导致阳极钢爪的使用寿命缩短，钢爪维修量增大，修理费用增加，根据统计，本申请的申请人近几年每年钢爪修理量约3万余组，修理费用约1400万元左右。

受焙烧块外形尺寸的制约，阳极钢爪爪头直径不可变动；受组装悬链承重载荷的限制，钢爪整体重量不能增加过多。根据以上两个制约因素的影响，申请人对爪头与横梁的连接部位进行计算与优化，改变原有结构形式，解决阳极钢爪易发生断裂或拉伸变形的问题，达到优化目的。

即为了解决现有的爪头与横梁之间的连接强度较低的问题，本申请在控制钢爪整体重量不增加过多的基础上，对阳极钢爪易断裂部位和易拉伸变形的部位进行结构优化，增大阳极钢爪爪头与横梁连接部分的局部截面积，减少钢爪的转折点和内应力集中点，解决了现有技术中，阳极钢爪易发生断裂或拉伸变形的问题。

为了更完全地理解本申请，给出了下面的实施例。这些实施例是用于具体说明本申请的实施方案，而不应以任何方式将其理解为是对本申请范围的限制。

参阅图1和图2，为本申请实施例公开的阳极钢爪，包括爪头1和用以连接爪头1的横梁，爪头1和横梁之间一体成型有连接部，连接部用以将爪头1和横梁之间形成一体化的稳定结构。

具体的，参阅图3和图4，横梁包括主横梁21和副横梁22。主横梁21设置有两个，两个主横梁21相互交叉呈X形，并在两个主横梁21相互交叉处的上侧设置有连接块23。而为了方便铝导电杆焊接在主横梁21上，本实施方式中连接块23为梯形台设置。一些实施例中，连接块23的与铝导电杆相互焊接的上端面还可以是弧形面。实际应用中，只要能够增强铝导电杆与连接块23之间的连接强度，连接块23还可以是其它形状，如具有凹槽或凸起的梯形台，本实施例在此不做详细描述。

作为优选方案，参阅图4和图5，副横梁22的纵截面小于主横梁21的纵截面，以使在不增加阳极钢爪过多重量的基础上，能够使得主横梁21和副横梁22能够承受阳极钢爪的吊装。

继续参阅图2和图3，副横梁22设置有四个并分别位于两个主横梁21的两端，且位于同侧的两个副横梁22之间相互重合，而不同侧的副横梁22之间相互平行设置。并在副横梁22的两端分别设置有一连接部，每个连接部远离副横梁22的一侧则分别连接有一爪头1。本实施方式中，爪头1为圆柱形，且爪头1设置有八个，八个爪头1之间相互平行并位于副横梁22的下侧设置。一些实施例中，爪头1的数量可根据实际情况进行具体设置，一般爪头1的数量在2-8个之间，本申请在此不再进行详细描述。

进一步优选的，为了增强爪头1端部与副横梁22之间的连接强度，继续参阅图1和图2，本实施方式中，连接部包括第一连接部31和第二连接部32，第一连接部31连接在横梁上，第二连接部32连接在爪头1的端部。

具体的，第一连接部31的截面面积大于横梁底部的截面面积，且第一连接部31越过横梁的底壁并包覆在横梁的相对两侧壁上，示例的，第一连接部31与横梁的连接处为圆弧形平滑过渡，第一连接部31向远离横梁的方向横截面的面积逐渐增大直至连接上第二连接部32，且第一连接部31与第二连接部32连接处的截面尺寸相同。

而第二连接部32位于第一连接部31远离横梁的一侧，第二连接部32的截面与爪头1的截面相同，即第二连接部32为与爪头1截面直径相同的圆柱形，但第二连接部32的长度尺寸小于爪头1的尺寸。

优选的，为了进一步增强阳极钢爪各部位之间的连接关系，本实施方式中，阳极钢爪中的主横梁21、副横梁22、连接部、爪头1和连接块23由钢水整体铸造而成。

由以上方案不难看出，本申请的连接部使得爪头1与横梁连接部位变为圆柱体连接并通过圆弧形平滑过渡，减少了爪头1端部直接连接在横梁矩形底部的对接角度，从而减少了内用力且连接部的截面积大于爪头1与横梁直接连接的截面积，进而能够在阳极钢爪整体重量不增加过多且不对原有电解槽阳极组其它结构进行改动的基础上，增加爪头1与横梁之间的连接强度。

经过验证，本申请实施例中的阳极钢爪在实际生产过程中，经过多个周期后的磨损量和磨损率如下表1所示。

表1阳极钢爪正常生产使用的不同周期的磨损量和磨损率

由上表可以看出，经过结构优化的阳极钢爪，能够有效的降低多个生产周期内的阳极钢爪的磨损量和磨损率，减少了阳极钢爪返修次数，减少钢爪修理费用，延长了阳极钢爪的使用寿命。

本申请实施例公开的阳极钢爪的实施原理为：本申请在控制阳极钢爪整体重量不增加过多的基础上，对阳极钢爪易断裂部分和易拉伸变形的部分进行结构优化，具体为在爪头1和横梁之间设计一体成型的连接部，增强爪头1与横梁之间的连接关系，使得爪头1和横梁之间达到结构一体化的作用，解决了现有技术中，阳极钢爪易发生断裂或拉伸变形的问题，减少了阳极钢爪返修次数，减少钢爪修理费用，延长了阳极钢爪的使用寿命，保证阳极钢爪周转数量，缓解对生产的影响。

本申请实施例提供的阳极钢爪的各个部件的位置关系、数量、结构形状、尺寸等不限于上述实施例，凡在本申请原理下实现的技术方案均在本方案保护范围之内。说明书中任何的一个或多个实施例或图示，以适合的方式结合的技术方案均在本方案保护范围之内。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，其依然可以对前述各实施例中所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例中技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.阳极钢爪，其特征在于，包括爪头(1)和横梁，所述爪头(1)和横梁之间一体成型有连接部；所述连接部包括第一连接部(31)和第二连接部(32)，所述第一连接部(31)连接在横梁上，所述第二连接部(32)连接在爪头(1)的端部。

2.根据权利要求1所述的阳极钢爪，其特征在于，所述第一连接部(31)的截面面积大于所述横梁底部的截面面积，且所述第一连接部(31)越过横梁的底壁并包覆在横梁的相对两侧壁上。

3.根据权利要求2所述的阳极钢爪，其特征在于，所述第一连接部(31)与横梁的连接处为圆弧形平滑过渡，且所述第一连接部(31)向远离横梁的方向横截面的面积逐渐增大。

4.根据权利要求1-3任一项所述的阳极钢爪，其特征在于，所述第二连接部(32)位于第一连接部(31)远离横梁的一侧，所述第二连接部(32)的截面与所述爪头(1)的截面相同。

5.根据权利要求4所述的阳极钢爪，其特征在于，所述第二连接部(32)和爪头(1)皆为圆柱形设置。

6.根据权利要求5所述的阳极钢爪，其特征在于，所述爪头(1)设置有八个。

7.根据权利要求1-3任一项所述的阳极钢爪，其特征在于，所述横梁包括主横梁(21)和副横梁(22)；所述主横梁(21)设置有两个，两个主横梁(21)相互交叉呈X形；所述副横梁(22)设置有四个并分别位于两个所述主横梁(21)的两端，所述副横梁(22)的两端分别连接有一连接部，每个所述连接部远离所述副横梁(22)的一侧连接有一爪头(1)。

8.根据权利要求7所述的阳极钢爪，其特征在于，两个所述主横梁(21)相互交叉处的上侧设置有连接块(23)。

9.根据权利要求8所述的阳极钢爪，其特征在于，所述连接块(23)为梯形台设置。

10.根据权利要求9所述的阳极钢爪，其特征在于，所述主横梁(21)、副横梁(22)、连接部、爪头(1)和连接块(23)由钢水整体铸造而成。

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