[发明专利]预焙式铝电解槽槽壳制作方法

说明书

所属领域

本发明涉及铝电解槽的制造领域，尤其是涉及一种预焙式铝电解槽槽壳制作方法。

技术背景

铝电解槽是炼铝生产的主体设备，主要包括槽壳、摇篮架、槽罩、阴极、阳极、导电系统等。其中，槽壳是进行电解反应的主要场所，其是由一个底板以及两个侧墙板、两个端板围成的四方形池状结构。由于铝电解反应条件十分苛刻，因此为了保证整个铝电解过程能够得以安全有效的进行，就需要电解槽槽壳能够在复杂的高温环境和各种作用力的共同影响下保持尽量小的形变和低开裂率。

近年来，随着电解铝项目的发展，在电解铝厂的建设中陆续采用了20KVA系列到30KVA系列的大型铝电解槽，极大的推动了我国铝生产的能力。

在现有技术中，预焙阳极电解槽使用的槽壳基本上为传统的箱型结构，虽然具有结构简单、整体刚性较好的优点，但在电解生产过程中阴极碳块由于吸钠和受热产生一个相当大的力作用在槽壳内壁上，该力最终传递到摇篮式托架上，在摇篮式托架的角部产生一个很大的弯距，使得摇篮式托架角部撕裂，造成电解槽的早期破损。这样就提高了电解槽的维护费用和工作量，而且还会造成停产检修，从而使生产厂家的经济利益受到极大的伤害。

发明内容

本发明提供的预焙式铝电解槽槽壳的制作方法使电解槽壳制作规范化；同时先进科学，有利于保证电解槽壳制作施工质量的稳定和提高。

本发明所要解决其技术问题所采用的技术方案：预焙式铝电解槽槽壳制作包括槽壳短侧结构制作、长侧板结构制作、底板制作、槽壳组装。采用短侧板结构制作胎具、长侧板结构制作胎具、底面板翻胎具，使预焙式铝电解槽槽壳的制作过程中更加方便、快捷。

在短侧板结构制作胎具中，用δ＝20mm至22mm的钢板制作，重点控制槽内侧宽度的尺寸，其宽度尺寸控制在0至-10mm最好控制在-5mm至-7mm。胎具的两个角为死口，可以将胎具的一个角改为活口，用丝杠调节胎具的尺寸距离，便于脱胎。

在长侧板结构制作胎具中，侧平板与翼缘板组对胎具重点是通过工艺评定确定应垫高度控制反变型量，要注意所垫二点的高度是不同的，左侧小一些。一般控制在8至12mm。

将翼缘板组对点固成一体，螺栓孔定位尺寸以中心线为准，然后进行焊接。焊接时可采用两种办法减少变形，一是采用卡具将要焊接侧平台卡紧(可加反变形)，二是采用增加临时支撑板。每道焊缝均自中间向两侧焊接。焊接也可采用CO₂气体保护焊，以减少变形。单面焊接完，等到冷却至常温再卸卡具，卡固、焊接另一面。

在胎具上卡固、组对长侧板与翼缘板。长侧板中心线与梁中心线要对正。组对后进行焊接，焊接顺序由里到外。由两人对称分段退焊。先焊接横缝，多条横缝均自中心向两侧焊。再焊纵缝，隔空分段退焊。焊缝应采用CO₂气体保护焊。焊后冷却至常温，组合件方可脱胎。另外两侧最后一格焊缝待与端板组对后再焊。长度方向反变形控制依实际情况调整。另一方法可将翼板与壁板直接组对焊接，脱胎后火焰校正。翼板变形用顶丝控制。

侧平板与斜侧板组对胎具重点控制结合部的角度及胎具的平整度。

将斜侧板分成三段，两侧椭圆弧板等长，在组对端板结构与端头壁板时在胎具上焊接，设置斜侧板与长侧板对接胎具，先将斜侧板与长侧板固定在胎具上，组对成一体。焊接仍由中间向两侧对称分段退焊。先焊一遍外焊缝，翻转后反面清根，再焊一遍里缝。该焊接须CO₂气体焊以减少开口变形。

脱胎后即应将阴极钢棒孔开好。开孔时应由中心向两侧对称切割。切割前可先用手枪钻在孔角钻一个3～6mm孔，然后用火焰切割以减少烘烤时间长引起的变形。

在底面板翻胎具中，用埋弧自动焊进行焊接，单面焊完后，用专用胎具翻面，胎具由铰搂头和吊环组成然后清根焊另一面，焊完后去除焊接引弧板，然后用磨光机修整端部。焊接时应先焊横缝(可自由收缩)，后焊纵缝。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是短侧板结构胎具示意图。

图2是侧板与翼缘板组对胎具示意图。

图3是侧面翼板焊接防变形示意图。

图4是侧板与侧面翼板焊接示意图。

图5是侧平板与斜侧板组对胎具示意图。

图6是底板翻面胎具示意图。

图7是底板防变形示意图。

具体实施方式

1、槽壳短侧结构制作

为控制焊接变形、保证制作质量、槽壳短侧结构必须在组对胎具上进行组对焊接，短侧板结构胎具如图1所示。