专利名称：一种大型铝电解槽用阳极钢爪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铝电解槽阳极的技术领域，具体涉及一种供大型铝电解槽用的双阳极连接体的结构。
背景技术：
近年来随着铝电解槽的规模向大型化和超大型化方向发展，所采用的阳极尺寸和重量都越来越大，已经使得整个阳极投影长度及面积过大，从而导致电解槽的单位面积产能降低。另一方面，阳极数量的增加，更换阳极的工作量也随之增大，生产成本增加。
为了解决上述问题，出现了双阳极结构。中国专利CN01206021.6公开了一种双阳极结构，每块阳极采用4个爪头固定，4个爪头则由一个呈罗马数码 形钢爪固定。钢爪上部同阳极导杆固接。中国专利CN03213604.8也公开了一种双阳极的连接体结构，该专利认为4爪头的双阳极结构，导致钢爪之间部位的电解质很难清理，当夹带过多电解质的残极进入炭块压脱工序后，会降低新阳极的质量。该专利将双阳极改为3个爪头，其钢爪构成缺横的米字形结构，即钢爪没有沿长度方向的钢制横梁。然而这种钢爪(阳极连接体)的结构，从力学上分析其强度将大大降低，且钢爪受力明显不均匀，对大型和超大型铝电解槽来说，其安全可靠性和使用寿命都会存在问题。
实用新型内容本实用新型的目的是寻求一种供大型和超大型铝电解槽应用的双阳极钢爪，在保证阳极钢爪具有足够的强度和钢爪受力均匀的同时、又要保证每一阳极组内所有钢爪中的电流分布均匀，以确保阳极炭块内电流分布均匀并降低电压降。
本实用新型所提供的大型铝电解槽用阳极钢爪，包括横梁和爪头，其特征在于横梁由两根大横梁、两根斜横梁和四根小横梁构成，其中(A)大横梁与斜横梁连接后呈横置罗马数码 形；(B)小横梁中部垂直地同大横梁端头固接；(C)小横梁两端向下弯折连接到爪头。
本实用新型的阳极钢爪的大横梁、斜横梁、小横梁和爪头用铸钢一次铸造成型。
本实用新型的阳极钢爪其上部同阳极导杆的连接点位于两根斜横梁安接中心部位，两者通过铝钢过渡焊焊接固定。爪头则与炭块相固接。
本实用新型的阳极钢爪由大横梁、斜横梁、小横梁和爪头四部分组成，大横梁在承重、导电的同时，又具有增强整体机械结构强度的功能；斜横梁由于与大横梁连为一体组成三角形结构，又能使整体结构的抗扭曲能力大大增强；而小横梁则可达到相邻两爪头电流的均匀分布的目的。
本实用新型的阳极钢爪充分考虑到钢爪受力均匀的要求，采用纵横方向对称的结构，既为将来残极压脱和磷铁环压脱提供方便，又兼顾到钢爪的强度和电流分布均匀的要求。本钢爪在使用过程中变形的几率大大降低，结构安全性和稳定性极佳，使用寿命大大延长，从而减少了钢爪维修的工作量。与此同时，本实用新型的钢爪最大限度地实现了电流的均匀分布，故特别适合于大型和超大型铝电解槽上应用，可取得较大的经济效益。
图1为本实用新型的阳极钢爪结构的立体图；图2为阳极钢爪俯视示意图；图3为阳极组结构示意图。
图中1为大横梁，2为斜横梁，3为小横梁，4为爪头，5为阳极导杆，6为阳极炭块。图2中A为大横梁两端的距离(从小横梁的中心起算)，B为小横梁的中心间距。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的阳极钢爪的结构、制造作进一步的说明。
如图1所示，由两根大横梁1和交叉布置的两根斜横梁2构成横卧的罗马数码 形，在每根大横梁的两端各连接一根小横梁3，小横梁的中部同大横梁端部垂直地固定为一体，而其两端则向下弯折与爪头4相连接，故一个阳极钢爪共有八个爪头，爪头下部与炭块6相固接，这样便构成了大型和超大型铝电解槽用双阳极结构。上述钢爪制造时，其大横梁、斜横梁、小横梁和爪头采用铸钢一次铸造成型，而钢爪与阳极导杆的连接点则位于两根斜横梁交接的中心部位，它与阳极导杆5的连接则采用铝钢过渡焊焊接成型。
本实用新型的阳极钢爪特别适合于大型和超大型铝电解槽的应用，现在就列举出它在330KA、360KA、400KA和500KA铝电解槽上应用实例。
实施例1 330KA铝电解槽的阳极钢爪330KA铝电解槽设计安装22组双阳极，而阳极钢爪的大横梁、斜横梁和小横梁截面设计为矩形，其高为180毫米，宽为110毫米。爪头截面为圆形，其直径为160毫米。大横梁两端端距A(从两端小横梁的中心起算)如图2所示为690毫米。而爪头的中心距B如图2所示为340毫米。阳极炭块的规格为1600×660毫米，固定于阳极钢爪斜横梁相交的中心部位的阳极导杆其横截面也为矩形，其规格为200×180毫米，导杆为铝合金，它同铸钢制成的阳极钢爪之间可采用爆炸焊焊接固定。试用期钢爪无任何变形，结构稳定性极佳，更主要的是电流分布非常均匀，取得很好的效果。
实施例2 360KA铝电解槽的阳极钢爪360KA铝电解槽设计安装24组双阳极，阳极钢爪的大横梁、斜横梁和小横梁截面高180毫米，宽120毫米。爪头直径为165毫米。大横梁两端端距A如图2所示为690毫米；爪头中心距B如图2所示为340毫米。阳极炭块规格、阳极导杆截面尺寸与实施例1相同。实际应用效果很好。
实施例3 400KA铝电解槽的阳极钢爪400KA铝电解槽设计安装也为24组双阳极，但阳极炭块尺寸规格增大为1650×700毫米，大横梁、斜横梁和小横梁横截面仍为180×120毫米；但大横梁两端端距加至730毫米，爪头中心距为350毫米。阳极导杆横截面为220×200毫米。钢爪采用铸钢一次铸造成型，而且导杆为铝合金挤压成型，两者以铝钢过渡焊焊接固定。
实施例4 500KA铝电解槽的阳极钢爪500KA超大型铝电解槽是目前国际最先进的设计，阳极数目为40块单阳极，其尺寸规格为1950×800毫米。采用本实用新型的阳极钢爪，设计为28组双阳极，阳极尺寸为1750×700毫米，横梁截面为190×120毫米。大横梁端距A为730毫米，爪头中心距B为380毫米。导杆截面为220×200毫米。在试验过程中，钢爪结构稳定，电流分布均匀，电压降也比国外要低，显示出本设计方案的优越性和良好的技术效果。
权利要求1.一种大型铝电解槽用阳极钢爪，包括横梁和爪头，其特征在于横梁由两根大横梁(1)、两根斜横梁(2)和四根小横梁(3)组成，其中(A)大横梁与斜横梁连接后呈横置的罗马数码 形；(B)小横梁中部分别垂直地同大横梁端头连接；(C)小横梁两端向下弯折连接到爪头(4)。
2.按权利要求1所述的阳极钢爪，其特征在于所说的大横梁、斜横梁、小横梁和爪头用铸钢一次铸造成型。
3.按权利要求1所述的阳极钢爪，其特征在于所说的两根斜横梁其交接中心部位向上同阳极导杆(5)相连接，两者通过铝钢过渡焊焊接固定。
4.按权利要求1所述的阳极钢爪，其特征在于所说的爪头其下部与炭块(6)相固接。
专利摘要一种大型铝电解槽用阳极钢爪，包括横梁和爪头，其特征在于横梁由两根大横梁、两根斜横梁和四根小横梁组成，其中(A)大横梁与斜横梁连接成呈横置的罗马数码X形；(B)小横梁中部分别垂直地同大横梁端头固接；(C)小横梁两端向下弯折连接到爪头。本实用新型充分考虑到钢爪受力均匀的要求，采用纵横方向对称的结构，既为残极压脱和磷铁环压脱提供方便，又兼顾到钢爪强度、稳定性和电流分布均匀的要求，故特别适合于大型和超大型铝电解槽上应用。
文档编号C25C3/12GK2937156SQ20062009285
公开日2007年8月22日 申请日期2006年8月18日 优先权日2006年8月18日
发明者戚喜全, 崔崇福, 李 浩, 马绍先, 毛继红, 刘鹤群 申请人:东北大学设计研究院(有限公司)