[发明专利]防磁场干扰阴极钢棒整体无缝焊接设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种适应大磁场环境中作业、不受磁场干扰的电解槽阴极组件的焊接设备，属于电解铝领域。

背景技术

电解槽主要由槽体，阴极组件及耐火材料组成，阴极组件是一种大宗消耗件，一旦炉底压降达到约600mv时或其他原因必须停槽翻新，更换阴极组件，长期的电解铝生产实践证明，电解槽的槽龄与阴极组件的联接存在直接关系，直接影响到槽龄和吨铝电耗，目前电解铝生产企业无论是新建的电解槽还是旧槽翻新，阴极钢棒与阴极母线钢棒的联接方式均采用人工垛焊的方法，此方法存在以下缺陷，为电解铝生产埋下了隐患。1、联接强度低、焊接强度低、有效面积小，导致联接强度脆弱，有效面积约为钢棒截面的60%；2、导电效率低，发热氧化严重，缩短电解槽的使用寿命；3、作业效率低下，劳动强度高，周期长；4、电耗高，增加电解铝生产成本；5、人工垛焊的不稳定性也给电解槽的使用安全性带来风险。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的问题，提供一种在强磁场环境中电解槽阴极钢棒整体无缝焊接设备。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：防磁场干扰阴极钢棒整体无缝焊接设备，包括阴极钢棒和母线钢棒，阴极钢棒和母线钢棒通过干式模具设置于垫铁上，阴极钢棒、母线钢棒、干式模具和垫铁形成焊接空间；在所述焊接空间内盛放有助焊剂，正负电极插入到助焊剂内。

所述的干式模具4为耐高温材料模具。

工作原理：阴极钢棒和母线钢棒在干式模具的夹持下与垫铁形成一个相对密封的焊接空间，将助焊剂注入焊接空间从而形成助焊剂池，两根正、负电极插入到助焊剂池内，形成正电极→助焊剂池→负电极的电极回路，在高温助焊剂的作用下阴极钢棒和母线钢棒与助焊剂接触的表面会快速被加热并熔化约10mm，与电极熔化的钢水相混合，从而在干式模具的快速冷却下凝固形成一个无缝的整体。

实验证明：按40万吨/年规模的中型电解铝企业测算，每年可节约电解槽翻造费用约为500万元，电费可节约1500万度，经济效益十分显著。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、 由于该工艺焊接效率高，质量好，综合成本约为现行人工垛焊翻造电解槽的80%，单槽作业效率为人工的4倍。

2、 电耗显著下降，炉底压降低，约可降50~100mv。

3、 槽齡延长，至少在现基础上延长一年以上。

4、提高了电解槽运行可靠性，节能降耗效果十分巨大，社会效益明显。

5、由于该设备形成独立的供电回路，又无弧光，不受磁场干扰，适应强磁场环境作业。

附图说明

图1是背景技术人工垛焊产品效果图。

图2本发明结构示意图。

图3是本发明结构俯视图。

图4是本发明焊接效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详述：

如图1所示，人工垛焊产品效果：阴极钢棒与母线钢棒之间连接有效面积小，估算联接处的有效面积约为钢棒截面的60%。

如图2、3所示，防磁场干扰阴极钢棒整体无缝焊接设备，包括阴极钢棒1和母线钢棒2，阴极钢棒1和母线钢棒2通过干式模具4设置于垫铁3上，阴极钢棒1、母线钢棒2、干式模具4和垫铁3形成焊接空间5；在所述焊接空间5内盛放有助焊剂，正负电极6插入到助焊剂内。

具体结构：阴极钢棒和母线钢棒在干式模具的夹持下与垫铁形成一个相对密封的焊接空间，将助焊剂注入焊接空间从而形成助焊剂池，两根正、负电极插入助焊剂池内，形成正电极→助焊剂池→负电极的电极回路，在高温助焊剂的作用下阴极钢棒和母线钢棒与助焊剂接触的表面会快速被加热并熔化约10mm，与电极熔化的钢水相混合，从而在干式模具的快速冷却下凝固形成一个无缝的整体。

如图4所示，阴极钢棒和母线钢棒之间的连接有效面积基本达到了100%。

本发明结构简单，本实施例仅仅是本发明的一个具体实施方式，不构成对本发明的限制，例如：本发明中的干式模具也可以采用水冷模具。本发明的结构还可以适用于其他相关领域。