CN109338412B - 一种铝电解槽组装式节能阳极钢爪及其装配方法 - Google Patents

一种铝电解槽组装式节能阳极钢爪及其装配方法 Download PDF

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Abstract

一种铝电解槽组装式节能阳极钢爪及其装配方法，钢爪包括爪芯，爪芯的上部总杆外侧、中部横杆顶面及侧面上套有外壳，支杆外分别套有保护套管；底面上覆盖有下护板，支杆螺栓将外壳和保护套管固定在爪芯上；爪芯的材质为金属铝。装配方法为：(1)制成爪芯、外壳、下护板和保护套管；爪芯、外壳和保护套管钻孔；(2)外壳套在爪芯上，下护板覆盖在爪芯底部，底部支杆外套上保护套管；用支杆螺栓固定；(3)铝导杆与爪芯之间焊接连接铝板；(4)将连接钢板焊接在外壳顶端；(5)通过导杆螺栓将连接钢板和铝导杆固定。本发明的钢爪结构可解决传统电解生产中使用的钢爪所存在的诸多不足。

Description

一种铝电解槽组装式节能阳极钢爪及其装配方法
技术领域
本发明属于铝电解设备技术领域，特别涉及一种铝电解槽组装式节能阳极钢爪及其装配方法。
背景技术
电解槽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。传统做法，钢爪为铸钢件，电阻较大，在电解槽生产中，钢爪的压降很大，电功率下降，生产成本增加；传统做法中，钢爪和导杆间是借助钢铝***焊块进行连接，***焊块焊缝处极易开裂，出现脱极现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝电解槽组装式节能阳极钢爪及其装配方法，通过将阳极钢爪设置为组装式结构，使钢爪外层为钢质且用螺栓固定连接，内层为低电阻材质的爪芯，降低电解工作时的功耗损失。
本发明的铝电解槽组装式节能阳极钢爪包括爪芯、外壳和保护套管，爪芯由上部总杆、中部横杆和多个底部支杆组成，爪芯的上部总杆外侧、中部横杆顶面和中部横杆侧面上套有外壳，每个底部支杆外分别套有一个保护套管；爪芯的中部横杆的底面上覆盖有下护板，下护板与各保护套管的顶面连接；每个保护套管的底端设有封头分别与各底部支杆的底部连接；每个底部支杆内设有通孔，外壳上设有中部螺栓孔与底部支杆上的通孔对应，保护套管的封头上设有底部螺栓孔与支杆上的通孔对应，支杆螺栓穿过通孔将外壳、保护套管和爪芯组合为一个整体；其中爪芯的材质选用金属铝。
上述的外壳位于中部横杆侧面的部分向下延伸出中部横杆的底面，下护板的侧边与外壳焊接固定。
上述的外壳顶端焊接固定有连接钢板，连接钢板由两个连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ围成方筒形；其中两个连接钢板上Ⅰ分别开设有螺栓孔，两个连接钢板Ⅰ相对设置。
上述的爪芯的上部总杆顶面上焊接固定有若干片连接铝板，连接铝板用于与铝导杆焊接固定；各连接铝板与上部总杆轴向平行，全部连接铝板所在区域的水平截面积与上部总杆的水平截面积相同。
本发明的铝电解槽组装式节能阳极钢爪的装配方法包括以下步骤：
1、按所需形状预制成爪芯、外壳、下护板和保护套管；在爪芯的本体底部支杆上钻出通孔，在外壳上钻出螺栓孔，在保护套管的封头上钻出螺栓孔；
2、将外壳套在爪芯上，将下护板覆盖在爪芯底部并与外壳焊接固定，然后在爪芯的底部支杆外装配保护套管；用支杆螺栓配合螺母连接件将外壳、爪芯和保护套管连接固定；
3、在铝导杆的下部钻出通孔；在铝导杆的底端和爪芯的上部总杆顶端焊接若干个连接铝板，将铝导杆和上部总杆连接在一起；
4、预制两个连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ，在两个连接钢板Ⅰ上分别钻出螺栓孔；将连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ焊接在外壳顶端，并且每个两个钢板Ⅰ的两侧均与一个连接钢板Ⅱ焊接固定在一起，两个连接钢板Ⅰ相对设置；
5、将支杆螺栓穿过铝导杆上的通孔和两个连接钢板Ⅰ的螺栓孔，配合螺母连接件将连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ以及铝导杆固定在一起，完成装配。
上述方法中，爪芯与外壳间隙配合。
上述方法中，保护套管与爪芯的底部支杆过盈配合，先将保护套管加热使内径膨胀，然后套在爪芯的底部支杆外，保护套管冷却收缩后与爪芯的底部支杆过盈配合。
本发明的方法通过螺栓固定连接钢板与铝导杆，有效避免导杆与阳极钢爪间开焊、脱极；爪芯主要用于导电，外壳和保护套管用于承担荷载；下护板对爪芯底部进行保护，防止被电解质等侵蚀；本发明的爪芯选用金属铝，电阻小，电压降小，电功率损耗低；各零部件均为预制件，制作容易，加工成本低；本发明的整体钢爪结构可解决传统电解生产中使用的钢爪所存在的诸多不足。
附图说明
图1为本发明实施例1中的铝电解槽组装式节能阳极钢爪结构示意图；
图2为图1的轴测图；
图3为图1的A向结构示意图；
图4为本发明实施例2中的铝电解槽组装式节能阳极钢爪结构示意图；
图5为图4的轴测图；
图6为图4的A向结构示意图；
图中，1、爪芯，2、外壳，3、保护套管，4、下护板，5、支杆螺栓，6、连接钢板Ⅰ，7、连接铝板，8、铝导杆，9、导杆螺栓，10、连接钢板Ⅱ。
具体实施方式
本发明实施例中的连接钢板由两个连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ围成方筒状，其中两个连接钢板Ⅰ相对设置，两个连接钢板Ⅰ上均设有螺栓孔，该螺栓孔与铝导杆上的螺栓孔相对应。
本发明实施例中采用的爪芯、连接铝板和铝导杆的材质均为纯度99％的金属铝。
本发明实施例中外壳、保护套管、下护板和连接钢板的牌号为Q345B。
本发明实施例中采用的支杆螺栓和导杆螺栓均为8级螺杆。
本发明实施例中上部总杆顶面上焊接的若干片连接铝板时，各连接铝板并排放置在一起。
实施例1
铝电解槽组装式节能阳极钢爪结构如图1所示，轴测图如图2所示，A向结构如图3所示，包括爪芯、外壳和保护套管，爪芯由上部总杆、中部横杆和多个底部支杆组成，一个上部总杆下端与一个一级横杆的中部连接，一级横杆的两端分别与一个二级横杆的中部连接，每个二级横杆的端部设有一个底部支杆，总共为8个底部支杆；
爪芯的上部总杆外侧、中部横杆顶面和中部横杆侧面上套有外壳，每个底部支杆外分别套有一个保护套管；爪芯的中部横杆的底面上覆盖有下护板，下护板与各保护套管的顶面连接；每个保护套管的底端设有封头分别与各底部支杆的底部连接；每个底部支杆内设有通孔，外壳上设有中部螺栓孔与底部支杆上的通孔对应，保护套管的封头上设有底部螺栓孔与支杆上的通孔对应，支杆螺栓穿过通孔将外壳、保护套管和爪芯组合为一个整体；其中爪芯的材质选用金属铝；
外壳位于中部横杆侧面的部分向下延伸出中部横杆的底面，下护板的侧边与外壳焊接固定。
外壳顶端焊接固定有连接钢板，连接钢板由两个连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ围成方筒形；其中两个连接钢板上Ⅰ分别开设有螺栓孔，两个连接钢板Ⅰ相对设置。
爪芯的上部总杆顶面上焊接固定有若干片连接铝板，连接铝板用于与铝导杆焊接固定；各连接铝板与上部总杆轴向平行，全部连接铝板所在区域的水平截面积与上部总杆的水平截面积相同
装配方法包括以下步骤：
按所需形状预制成爪芯、外壳、下护板和保护套管；在爪芯的本体底部支杆上钻出通孔，在外壳上钻出螺栓孔，在保护套管的封头上钻出螺栓孔；
将外壳套在爪芯上，将下护板覆盖在爪芯底部并与外壳焊接固定，然后在爪芯的底部支杆外装配保护套管；爪芯与外壳间隙配合；保护套管与爪芯的底部支杆过盈配合，具体方式为：先将保护套管加热使内径膨胀，然后套在爪芯的底部支杆外，保护套管冷却收缩后与爪芯的底部支杆过盈配；合用支杆螺栓配合螺母连接件将外壳、爪芯和保护套管连接固定；
在铝导杆的下部钻出通孔；在铝导杆的底端和爪芯的上部总杆顶端焊接若干个连接铝板，将铝导杆和上部总杆连接在一起；
预制两个连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ，在两个连接钢板Ⅰ上分别钻出螺栓孔；将连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ焊接在外壳顶端，并且每个两个钢板Ⅰ的两侧均与一个连接钢板Ⅱ焊接固定在一起，两个连接钢板Ⅰ相对设置；
将支杆螺栓穿过铝导杆上的通孔和两个连接钢板Ⅰ的螺栓孔，配合螺母连接件将连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ以及铝导杆固定在一起，完成装配。
实施例2
铝电解槽组装式节能阳极钢爪结构如图4所示，轴测图如图5所示，A向结构如图6所示，其爪芯的上部总杆底端与横杆的中部连接，横杆下方均匀分布有四个底部支杆，其余与实施例1相同。

Claims (1)

1.一种铝电解槽组装式节能阳极钢爪的装配方法，其特征在于所述的铝电解槽组装式节能阳极钢爪包括爪芯、外壳和保护套管，爪芯由上部总杆、中部横杆和多个底部支杆组成，爪芯的上部总杆外侧、中部横杆顶面和中部横杆侧面上套有外壳，每个底部支杆外分别套有一个保护套管；爪芯的中部横杆的底面上覆盖有下护板，下护板与各保护套管的顶面连接；每个保护套管的底端设有封头分别与各底部支杆的底部连接；每个底部支杆内设有通孔，外壳上设有中部螺栓孔与底部支杆上的通孔对应，保护套管的封头上设有底部螺栓孔与支杆上的通孔对应，支杆螺栓穿过通孔将外壳、保护套管和爪芯组合为一个整体；其中爪芯的材质选用金属铝；所述的外壳位于中部横杆侧面的部分向下延伸出中部横杆的底面，下护板的侧边与外壳焊接固定；所述的外壳顶端焊接固定有连接钢板，连接钢板由两个连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ围成方筒形；其中两个连接钢板Ⅰ上 分别开设有螺栓孔，两个连接钢板Ⅰ相对设置；所述的爪芯的上部总杆顶面上焊接固定有若干片连接铝板，连接铝板用于与铝导杆焊接固定；各连接铝板与上部总杆轴向平行，全部连接铝板所在区域的水平截面积与上部总杆的水平截面积相同；所述的外壳、保护套管、下护板和连接钢板的牌号为Q345B；
方法包括以下步骤：
（1）按所需形状预制成爪芯、外壳、下护板和保护套管；在爪芯的本体底部支杆上钻出通孔，在外壳上钻出螺栓孔，在保护套管的封头上钻出螺栓孔；
（2）将外壳套在爪芯上，将下护板覆盖在爪芯底部并与外壳焊接固定，然后在爪芯的底部支杆外装配保护套管；用支杆螺栓配合螺母连接件将外壳、爪芯和保护套管连接固定；爪芯与外壳间隙配合；保护套管与爪芯的底部支杆过盈配合，具体方式为：先将保护套管加热使内径膨胀，然后套在爪芯的底部支杆外，保护套管冷却收缩后与爪芯的底部支杆过盈配合；
（3）在铝导杆的下部钻出通孔；在铝导杆的底端和爪芯的上部总杆顶端焊接若干个连接铝板，将铝导杆和上部总杆连接在一起；
（4）预制两个连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ，在两个连接钢板Ⅰ上分别钻出螺栓孔；将连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ焊接在外壳顶端，并且每个两个钢板Ⅰ的两侧均与一个连接钢板Ⅱ焊接固定在一起，两个连接钢板Ⅰ相对设置；
（5）将支杆螺栓穿过铝导杆上的通孔和两个连接钢板Ⅰ的螺栓孔，配合螺母连接件将连接钢板Ⅰ和两个连接钢板Ⅱ以及铝导杆固定在一起，完成装配。
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