專利名稱：陽(yáng)極碳?jí)K組降低電阻的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋁電解用的陽(yáng)極碳?jí)K組結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在鋁電解過(guò)程中，電流經(jīng)陽(yáng)極碳?jí)K組進(jìn)入電解質(zhì)熔體，然后經(jīng)陰極流出。陽(yáng)極碳?jí)K組由鋁導(dǎo)桿、鋁一鐵爆炸焊塊、鋼爪、磷生鐵澆鑄環(huán)以及陽(yáng)極碳?jí)K五部分組成。磷生鐵環(huán)是將含磷的鐵水澆鑄在陽(yáng)極的碳碗與鋼爪之間的空隙中冷卻而形成的，主要起到連接鋼爪與碳?jí)K以及導(dǎo)電的作用。由于鐵與碳的熱膨脹系數(shù)的差異以及鐵水在冷卻后體積迅速收縮， 在磷生鐵環(huán)與碳碗之間會(huì)形成一定的縫隙，導(dǎo)致該部位電阻增大，鐵一碳電壓降隨之增大， 帶來(lái)較大的電能消耗。因此降低鐵一碳?jí)航祵?duì)于降低噸鋁直流能耗具有重大意義。專利CN200710053998提出在磷鐵環(huán)與碳碗之間的收縮縫隙內(nèi)注滿用導(dǎo)電體粉沫加入具有良好流動(dòng)性和易揮發(fā)性的溶劑中制備而成的導(dǎo)電漿體，導(dǎo)電漿體凝固后形成固體導(dǎo)電體。可以有效地降低陽(yáng)極鋼爪與碳碗之間的接觸電阻，降低接觸電壓。但并未提及導(dǎo)電漿體的配方、制備以及澆鑄導(dǎo)電漿體的工藝流程。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種陽(yáng)極碳?jí)K組降低電阻的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可減小甚至消除磷生鐵環(huán)與碳碗之間縫隙，實(shí)現(xiàn)降低鐵一碳電阻與壓降，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的陽(yáng)極碳?jí)K組電阻大等不足。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是在對(duì)陽(yáng)極鋼爪與陽(yáng)極碳?jí)K進(jìn)行磷生鐵澆鑄后，在磷鐵環(huán)與碳碗之間的收縮縫隙內(nèi)采用等離子噴涂技術(shù)噴涂碳化硼涂層或采用熱噴涂技術(shù)、等離子噴涂技術(shù)以及電弧噴涂技術(shù)噴涂鐵基非晶合金涂層。碳化硼涂層、鐵基非晶合金涂層導(dǎo)電性好，與磷鐵環(huán)結(jié)合能力較好，并且氣孔率較小，抗熱震性能優(yōu)良。采用本實(shí)用新型可有效降低磷鐵環(huán)與碳碗內(nèi)壁的接觸電阻，降低陽(yáng)極壓降25 65 mV,實(shí)現(xiàn)噸鋁能耗的下降。

圖1為陽(yáng)極碳?jí)K組整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中A部分在噴涂碳化硼涂層或鐵基非晶合金涂層后的放大剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1 陽(yáng)極碳?jí)K組上部為鋁導(dǎo)桿1，其下部連有鋁一鋼爆炸焊塊2、陽(yáng)極鋼爪3 以及陽(yáng)極碳?jí)K6。碳?jí)K6上部有碳碗，陽(yáng)極鋼爪3伸入碳碗，磷鐵環(huán)4位于陽(yáng)極鋼爪3與碳碗之間，磷鐵環(huán)4與碳碗之間的收縮縫隙一般為0. 1 0. 4 mm。首先對(duì)磷鐵環(huán)表面進(jìn)行噴砂，使其毛化，然后采用等離子噴涂方法在磷鐵環(huán)4與碳碗內(nèi)壁之間噴涂一層碳化硼涂層 5。該涂層厚度可達(dá)0.1 1.5 mm。由于等離子噴涂工藝是現(xiàn)有技術(shù)中已知的噴涂工藝，因此，技術(shù)人員可根據(jù)所需涂層的具體情況選擇合適的工藝參數(shù)。另外，為了增強(qiáng)涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度、減小涂層的孔隙率，可采用制備復(fù)合材料熔覆層的方法。該工藝在專利CN200710178958中有詳細(xì)介紹。實(shí)施例2 在磷鐵環(huán)4與碳碗內(nèi)壁之間，采用熱噴涂技術(shù)噴涂一層鐵基非晶合金涂層5。在該熱噴涂工藝中所使用的熱噴涂材料為鐵基熱噴涂藥芯絲材或鐵基熱噴涂粉末。 制備熱噴涂材料的方法為該領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法，技術(shù)人員可根據(jù)所需涂層的具體情況選擇合適的方法。實(shí)施例3 在磷鐵環(huán)4與碳碗內(nèi)壁之間，采用電弧噴涂技術(shù)噴涂一層鐵基非晶合金涂層5。該方法可采用雙絲電弧噴涂設(shè)備，將藥芯絲材熔化以后利用壓縮空氣霧化成液滴加速沉積在磷鐵環(huán)基體4上，利用磷鐵環(huán)基體4的快速冷卻作用直接形成非晶納米涂層5。 技術(shù)人員可根據(jù)所需涂層的具體情況選擇合適的工藝參數(shù)。實(shí)施例4 在磷鐵環(huán)4與碳碗內(nèi)壁之間，采用等離子噴涂技術(shù)噴涂一層鐵基非晶合金涂層5。由于等離子噴涂工藝是現(xiàn)有技術(shù)中已知的噴涂工藝，因此，技術(shù)人員可根據(jù)所需涂層的具體情況選擇合適的工藝參數(shù)。
權(quán)利要求1.一種陽(yáng)極碳?jí)K組降低電阻的結(jié)構(gòu)，陽(yáng)極碳?jí)K組上部為鋁導(dǎo)桿(1)，其下部連有鋁一鋼爆炸焊塊(2)、陽(yáng)極鋼爪(3)以及陽(yáng)極碳?jí)K(6)，碳?jí)K(6)上部有碳碗，陽(yáng)極鋼爪(3)伸入碳碗，陽(yáng)極碳?jí)K(6)的碳碗與鋼爪(3)之間采用磷生鐵澆鑄成磷鐵環(huán)(4)，其特征在于在磷生鐵環(huán)(4)與碳?jí)K(6)的碳碗內(nèi)壁收縮縫隙之間有涂層(5);所述的涂層(5)為碳化硼涂層或鐵基非晶合金涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陽(yáng)極碳?jí)K組降低電阻的結(jié)構(gòu)，其特征在于采用等離子噴涂技術(shù)噴涂碳化硼涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陽(yáng)極碳?jí)K組降低電阻的結(jié)構(gòu)，其特征在于采用熱噴涂技術(shù)、或等離子噴涂技術(shù)、或電弧噴涂技術(shù)噴涂鐵基非晶合金涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陽(yáng)極碳?jí)K組降低電阻的結(jié)構(gòu)，其特征在于涂層厚度 0· 1 L 5 mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種陽(yáng)極碳?jí)K組降低電阻的結(jié)構(gòu)。陽(yáng)極碳?jí)K組上部為鋁導(dǎo)桿(1)，其下部連有鋁－鋼爆炸焊塊(2)、陽(yáng)極鋼爪(3)以及陽(yáng)極碳?jí)K(6)，碳?jí)K(6)上部有碳碗，陽(yáng)極鋼爪(3)伸入碳碗，陽(yáng)極碳?jí)K(6)的碳碗與鋼爪(3)之間采用磷生鐵澆鑄成磷鐵環(huán)(4)，其特征在于在磷生鐵環(huán)(4)與碳?jí)K(6)的碳碗內(nèi)壁收縮縫隙之間有涂層(5)；所述的涂層(5)為碳化硼涂層或鐵基非晶合金涂層。采用等離子噴涂技術(shù)噴涂碳化硼涂層。采用熱噴涂技術(shù)、或等離子噴涂技術(shù)、或電弧噴涂技術(shù)噴涂鐵基非晶合金涂層。涂層厚度0.1～1.5mm。該結(jié)構(gòu)可有效地減小磷鐵環(huán)與碳?jí)K之間的接觸電阻，降低陽(yáng)極壓降。
文檔編號(hào)C25C3/12GK202201986SQ201120303699
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者王紫千 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司