專利名稱：鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結(jié)構(gòu)，屬于鋁電解槽的電流供給裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代鋁電解生產(chǎn)大都采用Hall-H6roUlt法，由多臺(tái)鋁電解槽串聯(lián)形成系列。對(duì)每 臺(tái)電解槽而言，電流經(jīng)立柱母線、陽極母線、陽極導(dǎo)桿等引入電解槽，而經(jīng)陰極鋼棒、陰極軟 帶、陰極母線導(dǎo)出至下一臺(tái)槽的母線系統(tǒng)。當(dāng)任一鋁電解槽需要檢修時(shí)，可以通過短路母線 降電解槽短接、方便其檢修。但生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)由于國(guó)內(nèi)鋁電解槽的陰極鋼棒、陰極軟帶、陰極 母線間連接采用的是大多為焊接形式。故當(dāng)槽大修時(shí)、首先必須將陰極鋼棒與陰極軟帶斷 開。而當(dāng)槽大修完畢后、重新就位后又必須將陰極鋼棒與陰極軟帶焊上。焊接時(shí)電解系列 仍然在生產(chǎn)，在大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)的環(huán)境下操作十分困難。隨著目前鋁電解槽的系列電流越來 越大、陰極鋼棒的數(shù)量越來越多，這一矛盾就變得越來越突出。曾有許多專家學(xué)者嘗試采用螺栓連接的方式來解決此問題，并出現(xiàn)了一些螺栓連 接的方案。如專利(申請(qǐng))文獻(xiàn):ZL2004200310010. 1、及 ZL200720012573. 1。其中ZL2004200310010. 1的辦法是在陰極鋼棒上開孔，設(shè)置連接片、連接軟帶、過 渡片、鋁軟帶等，通過螺栓將連接片壓接到陰極鋼棒之上，較為復(fù)雜、成本較高。而ZL200720012573. 1則提出了一種較為簡(jiǎn)便的方式，只采用了連接片(銅鋁過渡 片)和軟帶，并試圖用在陰極鋼棒，及銅鋁過渡片上開長(zhǎng)腰型孔的方式來抵消因安裝誤差 及槽殼變形造成的水平及垂直誤差。但實(shí)際上經(jīng)過模擬，這一做法難以抵消鋁電解槽長(zhǎng)邊 方向的變形及誤差。另外上述兩種連接方式都忽略了一個(gè)問題，即銅鋁過渡片(連接片)自身的壽命 問題，上述專利的銅鋁過渡片(連接片)與軟帶均采用焊接的方式。而考慮到經(jīng)濟(jì)性，目前 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鋁工業(yè)適用的銅鋁過渡板的壽命并不是很長(zhǎng)，多在五年左右。這就涉及一個(gè)在 生產(chǎn)中更換銅鋁過渡片的問題，焊接顯然無法解決此問題。因此，需要尋找一種新的陰極鋼棒與軟帶的連接方式來解決以下幾個(gè)問題在槽大修時(shí)易于拆卸、安裝。不受強(qiáng)磁環(huán)境的影響；在垂直和水平方向都有一定的可調(diào)節(jié)性，避免因變形及誤差造成的陰極鋼棒與軟 帶間的連接不緊密；考慮銅鋁過渡片的壽命，應(yīng)便于更換；具有較小的接觸電阻值；由于數(shù)量極大，應(yīng)具有較好的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明就是要尋求一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但同時(shí)又能保證槽可靠性的陰極鋼棒與軟帶 的連接結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結(jié)構(gòu)，以 克服現(xiàn)有技術(shù)存在的在生產(chǎn)中更換銅鋁過渡片困難、難以抵消鋁電解槽長(zhǎng)邊方向的變形及 誤差的不足。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括陰極鋼棒，銅鋁過渡板，連接板，陰極軟帶，螺栓、螺 母及墊片。它的特點(diǎn)是陰極鋼棒與銅鋁過渡板、銅鋁過渡板與連接板間的連接均采用螺栓 連接結(jié)構(gòu)。陰極鋼棒和連接板上均開有長(zhǎng)腰型孔，以抵消鋁電解槽在兩個(gè)水平方向上的復(fù) 位偏差，并可靈活的更換銅鋁過渡板。連接板與陰極軟帶連接采用焊接方式。由于陰極軟帶、陰極母線均為鋁質(zhì)，而陰極鋼棒為鋼質(zhì)，如果直接采用鋁-鋼壓接， 則由于電化學(xué)腐蝕作用，會(huì)逐漸產(chǎn)生較大的接觸電阻。而本方法采用銅鋁過渡板，將連接方式 改為銅_鋼連接、這樣不但接觸電阻較小、而且較耐電化學(xué)腐蝕。雖然多了一道銅_鋁連接， 但目前國(guó)內(nèi)的銅-鋁熔焊技術(shù)已較高，銅鋁熔焊后的過渡電阻< μ ω。因而整個(gè)螺栓連接 裝置的電阻值仍較小?？偟慕佑|壓降應(yīng)在<5mV之間。滿足鋁電解生產(chǎn)的要求。由于銅鋁過渡板的使用年限小于陰極母線及陰極軟帶，故存在更換問題。本發(fā)明 將陰極軟帶與連接板焊接，而不是直接與銅鋁過渡板焊接，目的是為了便于更換銅鋁過渡 板。本發(fā)明的陰極鋼棒與陰極軟帶的連接方式非常簡(jiǎn)單，即能夠消除鋁電解槽水平和 垂直方向的復(fù)位誤差及變形(垂直方向誤差用陰極軟帶調(diào)節(jié))，又保證了槽大修和更換銅 鋁過渡片時(shí)的簡(jiǎn)便性，且總的接觸壓降滿足鋁電解生產(chǎn)的要求。有較好的實(shí)用性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的陰極鋼棒與陰極軟帶焊接方式的示意圖；圖2為圖1中的A向視圖；圖3為本發(fā)明的示意圖；圖4為圖3的B向視圖；圖5為本發(fā)明的陰極鋼棒開孔示意圖；圖6為本發(fā)明的銅鋁過渡板示意圖、主視圖；圖7為本發(fā)明的銅鋁過渡板示意圖、側(cè)視圖；圖8為本發(fā)明的連接板示意圖、主視圖；圖9為本發(fā)明的連接板示意圖、側(cè)視圖；圖10為本發(fā)明的連接板示意圖、俯視圖；圖11為本發(fā)明的示意圖，同一組陰極上的兩根陰極鋼棒1與陰極軟帶4的連接為 對(duì)稱布置；圖12為本發(fā)明的示意圖，同一組陰極上的兩根陰極鋼棒1與陰極軟帶4的連接為 非對(duì)稱布置的一種形式；圖13為本發(fā)明的示意圖，當(dāng)陰極母線6的高度高于陰極鋼棒1時(shí)，將鋁連接板3 的彎角朝上安裝。以上圖中1.陰極鋼棒，2.銅鋁過渡板，3.連接板，4.陰極軟帶，5.螺栓組件， 6.陰極母線，7.鋼連接片，8.鋁鋼爆炸焊片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1 圖3和圖4表示的結(jié)構(gòu)為本發(fā)明的基本實(shí)施例。這里與以往的焊接方式 不同，對(duì)每組陰極上的兩根陰極鋼棒，分別單獨(dú)配置了一套軟帶螺栓連接裝置，它包括銅 鋁過渡板2、鋁連接板3、陰極鋁軟帶4、以及螺栓組件5，螺栓組件5包括螺栓、螺母、墊片。 兩陰極鋼棒的連接結(jié)構(gòu)完全相同。由于一般陰極母線6的位置與陰極鋼棒1的高度都有 一定的差距，為了節(jié)省材料，將鋁連接板3做成在垂直方向上有一定的角度，該角度Φ與鋼 棒-陰極母線間距有關(guān)，一般0°，當(dāng)然為了大規(guī)模生產(chǎn)方便，實(shí)際選擇時(shí)可選 擇30°、45°、90°幾種常用的角度。鋁連接板3可以預(yù)制、也可以現(xiàn)場(chǎng)制做。由于陰極鋼棒1及鋁連接板3上都開有長(zhǎng)腰型螺栓孔，可以適應(yīng)在兩個(gè)水平方向 上電解槽復(fù)位誤差及變形。而銅鋁過渡板2本身也可以正、反兩面安裝，因此也可以抵消一部分復(fù)位誤差。故 本結(jié)構(gòu)具有調(diào)節(jié)電解槽復(fù)位誤差、變形作用。另外，銅鋁過渡板2、鋁連接板3均可以預(yù)制，采用大工業(yè)生產(chǎn)，可以有效的控制其 成本。實(shí)施例2 如圖11所示意，同一組陰極上的兩根陰極鋼棒1，與陰極軟帶4的連接 方式，可以對(duì)稱布置；這一方式與圖3、圖4表達(dá)的結(jié)構(gòu)本質(zhì)上一樣，其好處是螺栓連接時(shí)的 操作空間較大，便于施工。但缺點(diǎn)是需制作兩套鋁連接板3。本發(fā)明也可以采用如圖12所示意的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行非對(duì)稱布置。實(shí)施例3 ，如圖13所示意，當(dāng)陰極母線6高度高于陰極鋼棒1時(shí)，可以將鋁連接 板3的彎角朝上安裝。銅鋁過渡板2的高度較大(彡200mm)時(shí)，可以設(shè)一中縫，以保證與陰極鋼棒的壓 接牢靠，但并不排斥不開中縫的做法。本發(fā)明采用以上結(jié)構(gòu)的組裝方式靈活，適應(yīng)性強(qiáng)；用較簡(jiǎn)單的方式抵消電解槽復(fù) 位的誤差，經(jīng)濟(jì)可靠。
權(quán)利要求
一種鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結(jié)構(gòu)，它包括陰極鋼棒(1)、銅鋁過渡板(2)、陰極軟帶(4)、陰極母線(6)，其特征在于陰極鋼棒(1)與銅鋁過渡板(2)、銅鋁過渡板(2)與連接板(3)之間的連接均采用螺栓組件(5)連接，連接板(3)與陰極軟帶(4)之間采用焊接連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于陰極鋼棒 (1)和連接板(3)上均開有長(zhǎng)腰型孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于連接板(3) 在垂直方向上有彎角Φ，0° < Φ <90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于銅鋁過渡 板⑵設(shè)置中縫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解槽陰極鋼棒與軟帶的連接結(jié)構(gòu)，它包括陰極鋼棒(1)，銅鋁過渡板(2)，連接板(3)，陰極軟帶(4)，螺栓組件(5)，陰極鋼棒(1)與銅鋁過渡板(2)、銅鋁過渡板(2)與連接板(3)之間的連接均采用螺栓組件(5)連接，連接板(3)與陰極軟帶(4)之間采用焊接連接。陰極鋼棒(1)及連接板(3)上均開有長(zhǎng)腰型孔，以抵消鋁電解槽在兩個(gè)水平方向上的復(fù)位偏差，并可靈活的更換銅鋁過渡板(2)。本方法組裝方式靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。用較簡(jiǎn)單的方式抵消電解槽復(fù)位的誤差。
文檔編號(hào)C25C3/08GK101988208SQ200910305200
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者包崇愛, 席燦明, 曹斌, 楊溢, 鄭莆, 顏非亞 申請(qǐng)人:貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院