浅谈阳极导杆循环使用过程中的缺陷修复2

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1、阳极铝导杆循环使用过程中的缺陷修复0.引言铝电解槽的炭阳极市阳极铝导杆和炭块组成，被称为电解槽的“心脏”，在铝电解过程中起着非常重要的作用。阳极铝导杆是炭阳极的导电体，结构分铝杆、钢爪部分、钢铝接头三部分(见图1),是预焙电解槽生产重要的损耗部件。在使用过程中各部分都会发生不断程度的损坏，铝导杆根部开焊产生裂纹，增加压降；钢爪受热膨胀内曲变形，无法置入炭块炭碗内；铝杆中部、根部弯曲，炭阳极在电解槽中就位不理想等现象在铝电解牛产中非常普遍，对吨铝辅材消耗和能耗高低影响较大，造成生产成本高，并对人身设备产生一定的安全隐患。因此，阳极铝导杆的修复是电解铝企业的一项工作重点，本文围绕某铝厂存在的

2、上述现象，在生产实际中寻找解决问题的办法，取得了一些成效。1•消除铝杆根部裂纹铝导杆根部通过氮弧焊接工艺与钢铝接头焊为一体，由于焊接质量的不同，在炭阳极起吊和搬运的过程中受非正常外力时会产生裂纹，有的出现在铝杆与爆炸片焊接处，有的出现在钢爪横梁顶部平面与爆炸片接头处。产生裂纹后，导电能力下降，导电不均匀，甚至发生断裂现象。改造方法如图2,在铝杆根部两侧各焊接一加强筋，结构与钢铝接头相同，外层为520俪钢板，内层510伽爆炸片，高度100mm,宽度50mm,上部通过氮弧焊接工艺与铝杆焊接，下部与钢爪横梁焊接。具备以下优点：(1)增加导电面积，导电性能提高，降低铝杆和钢爪的连接电压降，可降低

3、25nw以上；（2）可使阳极碳块的电流分布更加均匀；（3）加强筋爆炸焊片采用立式焊接，具备较高的连接强度；（4）加强筋增加铝杆根部连接强度，使铝杆和钢爪之间的连接实现无维修设计，彻底消除铝导杆根部开裂的现象。2•铝杆中部、根部弯曲修复铝导电杆截面尺寸130mmx130mm,长为2270±3mm,简称铝杆。焊接在钢铝接头（爆炸块）上,和钢爪焊接后与阳极炭块浇注组装为一个整体。其工作面主要集中在800-1500mm范围内，与阳极平衡母线,通过小盒卡具压紧接触，把直流电导入阳极炭块。在新旧炭阳极运输、安装、更换，及残极压脱等过程中，容易发生变形，主要表现为中部弯曲和根部弯曲。铝杆弯曲变形，影响

4、组装正常工作，使节点压降升高，若不及时修复，将增加电能无功消耗，降低电流工作效率，根据失效方式，主要的修复技术方法为校直修复。部分铝杆由于变形严重只能报废回炉，重铸加工新的铝方棒进行加工后更换。卜D=H卜1图32.1铝杆中部弯曲经统计组装车间铝杆弯曲主要集中在铝杆中部，如图3所示，约占周转铝杆的10%,采取图中方式即可校直，铝杆通过挡板1、定位轴1和底部平面，按图中方式大致就位，油缸1(2t)与挡板1、2、3共同作用，消除铝杆应力来完成校直，要求油缸1的行程完全伸出后,与过挡板1的距离是铝杆宽度130mmo2.2铝杆根部弯曲经统计组装年间铝杆根部(铝杆底端与钢爪连接部位)弯曲的约占周转铝

5、杆的4%,如图3所示，铝杆通过挡板1、定位轴1和底部平面,按图中方式大致就位，执行中部弯曲校直的动作，油缸1伸岀与挡板共同作用，精确定位阳极铝导杆，油缸2(2t)伸出推动钢爪，向弯曲反方向移动，铝杆根部弯曲缓慢消除，完成校正，此时油缸2的行程完全伸出，与钢爪中心线的距离是钢爪尺寸的一半约500mm。生产过程中遇到中部、根部都弯曲的阳极铝导杆约占2%,如图3所示，全部为“C”形，不存在“S”形，校正过程与铝杆根部弯曲校直完全…致，校正后形状如图4所示。再最终测量全长尺寸弯曲弧度不大于3mm；铝杆与钢铝接头的压降3mV以内，铝杆（已带爆炸片）与钢爪的压降5mV以内，满足使用要求。2.钢爪修复

6、某厂300RA系列大型预焙槽使用的阳极钢爪，统一属于单阳极四爪结构，结构相对简单。随着钢爪使用周期延长,爪脚发生不同程度内弯变形。一直以来,主要采用传统切割、焊接工艺进行修复，劳动强度大，生产效率低。爪脚割缝不规整，对接焊接后，中间呈中空状态，仅靠表层焊缝连接。修复后的阳极钢爪在使用过程中，导电效率和强度性能明显降低，使用周期缩短，不具备二次修复使用性能条件。以某厂年产20万吨规模为例，生产一段时间后，阳极导杆修复量达到2000套/月，钢爪变形及损坏率达55%,爪脚变形居多。修复量大，成本高,处于供不应求状态，传统切割、焊接修复工艺不能满足生产需求。单阳极钢爪四个爪呈一条直线，均匀排列。

7、爪脚在使用过程中长期处于高温状态，发生热态变形。从热处理角度，钢爪在每个换极周期，都将经过一个高温退火过程。钢爪材质选用ZG200-400,其力学性能如表lo表1力学性能表（儿5/%屮％2004002540从上述表中可看出，使用后待修复的钢爪，具有良好的塑性。只要给它施加一定外力，能够实现冷校变形修复。通过对阳极钢爪施加冷校装置实现阳极钢爪单件校直处理，投入使用后，可实现半自动校直，仅需2人操作，适用于单阳极三爪、四爪冷态校直。不需