[实用新型]一种铝电解用的阳极导电装置

说明书

本实用新型公开一种铝电解用的阳极导电装置。本实用新型的导电装置中导杆由上导杆和下导杆构成，其上导杆的截面至少带有两个平行的边、其下导杆截面为圆，且下导杆的下端面以上设有一段外螺纹，下层杆的外螺纹段与带有内螺纹的钢套连接，其中下导杆的下端面与钢爪横梁上表面间用摩擦焊方式焊合，钢爪横梁与钢套间焊接结合。本实用新型克服了现有技术的不足，其使用寿命为传统工艺二倍以上，并可以充分利用已有的资源。

技术领域

本实用新型涉及一种铝电解中使用的导电阳极装置，本实用新型的装置中包括铝导杆和与导杆相连接的阳极钢爪。

背景技术

电解铝工业现使用的阳极导电装置由上部铝导杆和下部为钢制的阳极钢爪构成，钢与铝间无法直接焊接，两者间通过一个爆炸焊块相连接。爆炸焊块是运用爆炸焊接技术将钢—铝两种不同材料焊接在一起的，在制作阳极导电装置时，爆炸焊块铝部分通过氩弧焊与阳极导电装置的上部铝导杆部分焊接，爆炸焊块钢部分通过气保焊与阳极导电装置的下部阳极钢爪横梁扁钢焊接，其联接方式是中国专利申请2010100007746的附图1公开的内容且不设置加强装置结构。现有的这种阳极导电装置在铝导杆底部与阳极钢爪横梁扁钢顶部间形成铝-铝焊，铝-钢爆炸焊，钢-钢焊。现有技术中除铝-钢爆炸焊是全截面焊接外，铝-铝焊和钢-钢焊在现有技术下，只能实现坡口环焊。现有技术的用爆炸焊块相连接制作的阳极钢爪铝导杆底部与钢爪横梁顶部冷态压降测试数据如下：负荷电流99.8A，冷态压降0.3Mv，冷态电阻3.5u欧姆，这部分压降属于电解铝生产中的无功电压，降低了电流效率。

另一方面在铝电解生产过程中，爆炸焊块钢-铝结合处在电解作业中既承受重力载荷，同时又要传导电解时的大电流，但因钢-铝膨胀系数的不同会在其结合处产生剪切力，致使铝-钢焊接面局部开裂，既逐渐降低受力和导电面积，又大大增加了铝-钢焊接面处的电阻和压降，同时会使其相应位置的温升提高。当开裂失效面积达到相应比例时，铝-钢焊接面或在炭块、钢爪的重量作用产生断裂，或因电阻过大而发热烧毁铝-钢焊接面，造成失效。

为克服现有技术的不足，现有技术中提供了一系列的解决方案，如：中国专利申请2010100007746公开的一种在过渡块的铝导杆和阳极钢爪之间中加设铝钢连接加强装置的技术方案，它是在原设计的铝导杆和阳极钢爪之间采用铝钢复合片的过渡块进行连接方式基础上，在阳极钢爪横梁上部与铝导杆之间加强装置，即增加设置了加强连接板和加劲板，以及用于坚固加强连接板的夹紧螺栓，该专利申请认为通过这些技术措施可以提高导电性能，减少连接电阻，降低铝钢连接电压降防止铝钢复合连接片开裂。虽然该技术方案中加劲板与加强连接板、阳极钢爪间的一方面是全钢-钢连接，但因其焊合的面积很小，其重量载荷仍主要由爆炸焊块承载，因此虽然相对现有技术会有一定的改善，但现有技术中的问题仍然存在。而且在实践中还发现设置加劲板与加强连接板的结构，在爆炸焊块处产生明显裂纹后，爆炸焊块铝-钢焊接面处电阻增大，而通过加劲板和加强连接板的部分电流增加，造成加强连接板处产生高温和熔断现象，反而使其更迅速地断裂。

中国专利2013107301429公开了阳极导杆与阳极钢爪的无过渡焊接装置及焊接方法，试图通过改变阳极导杆与阳极钢爪焊接连接方式来实现增加导电面积，降低电阻，减少发热，实现节电的效果，同时提高阳极导杆与阳极钢爪的连接强度增强，延长了阳极导杆和阳极钢爪的使用寿命。中国专利申请2015105033237则公开了以电渣焊制备阳极钢爪的技术方案，试图通过改变钢-铝间焊接方式提高其使用寿命。

中国专利申请2009100208155、2014106680846和2013106400179则是通过摩擦焊方式实现钢铝间的连接，改善爆炸焊接形成的钢铝结合件的力学性能。