[发明专利]一种用于提高阳极钢爪导电性的钎焊修复方法

说明书

一种用于提高阳极钢爪导电性的钎焊修复方法，包括以下步骤：先将阳极钢爪腐蚀段切除，下端加工凸台，在圆钢端面加工凹槽；制备将阳极钢爪和圆钢焊接起来的自钎钎料，包括放置在凹槽内的筒状钎料和放置在圆钢的凹槽边沿上的半环状钎料，并在钎料表面涂覆去膜剂；将筒状钎料放置在凹槽内，取两个半环状钎料分别放置在凹槽两侧，形成环状，再将凸台放入凹槽，加热至钎焊温度，使筒状钎料和半环状钎料熔化，将凸台和凹槽连接起来，并在钎焊接头表面涂覆耐磨金属层；在阳极钢爪下端设置保护环，并在保护环外涂覆防腐蚀层，完成阳极钢爪的修复；本发明克服了传统修复方法存在的弊端，使修复后阳极钢爪电阻率降低，导电性好，强度高，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及电解铝行业冶金铸造领域，特别涉及一种用于提高阳极钢爪导电性的钎焊修复方法。

背景技术

在现代铝电解工业中，阳极使用的是炭阳极，阳极钢爪与铝导杆及阳极炭块构成阳极组装块，电解槽与阳极母线之间，在铝电解过程中承载着大容量的电流。在电解生产过程中，由于阳极钢爪处于腐蚀气氛中，工作面接触的温度大约在350℃～900℃，因此，在高温、大电流作业环境下，钢爪极易受到高温电解液、极上料、空气和电解烟气的侵蚀，同时还要承受热应力、电磁力和碰撞力的破坏，导致钢爪部位腐蚀严重，工作一段时间之后，连接阳极炭块的钢爪就会逐渐变细，导致钢爪变细部位的电阻增大，发热严重，能耗增加，这样反过来又进一步加快了逐步变细钢爪部位的腐蚀，造成钢爪电阻增大，使得电耗增大进而影响电解的效率，而且还可能因为变细的钢爪头无法承受阳极炭块的重量而断裂甚至导致阳极炭块的脱落。因此，当钢爪逐步腐蚀变细到一定程度时就必须报废更换，这就使阳极钢爪消耗量大，修复任务较为繁重。

长期以来，国内电解铝企业对阳极钢爪的修复均采用手工电弧焊方法，即传统围焊法，但因焊件坡口加工及焊接工艺的局限性，该焊接方法不仅效率低，而且焊接接头存在焊接面积小，接头强度低，电阻率大，使用寿命短等缺点，因此严重影响并制约电解铝企业对生产成本的控制。针对阳极钢爪传统围焊法修复的诸多缺陷，近几年一些机构研发了熔铸技术，并已经投入使用。熔铸技术的原理是在切割后的钢爪上设置一个结晶器，结晶器内放置一段圆钢棒，采用熔铸焊设备，将钢棒融化，利用结晶器将融化的钢水与损坏的钢爪头熔铸在一起，直至达到钢爪头所需的高度。该方法在一定程度上解决了围焊接头电阻率较大的问题，但焊接设备占地面积大，灵活性小，一次性投入成本高，也存在一定的安全隐患。为减小修复钢爪的电阻率，提高设备灵活性，降低成本，相关人员提出堆焊法，该方法极大地降低了钢爪的电阻率，但焊接效率低，焊件应力大，易变形。

电解铝行业是高耗能行业，在电解铝生产中电耗是构成电解铝成本的重要组成，电能消耗的高低是制约电解铝企业发展的关键因素，因此电解铝的生产管理部门都把降低电耗作为企业技术进步和提高生产管理水平的重要技术经济指标之一。所以不论采用哪种修复方法，铝厂在排除修复方法本身的缺陷之外，最值得铝厂关注的就是修复后的钢爪的压降问题，如果压降增大很多，就意味着电耗会大大增加，这对电解铝行业是最为不利的，因此本发明提出一种用于提高阳极钢爪导电性的钎焊修复方法，使修复后的钢爪电阻率显著降低，导电性好，强度高，使用寿命长。

发明内容

解决上述技术问题，本发明提供的是一种用于提高阳极钢爪导电性的钎焊修复方法，该方法操作简单，成本低，效率高，可实施性强，修复后的钢爪电阻率显著降低，导电性好，强度高，使用寿命长。

本发明所采用的技术方案是：一种用于提高阳极钢爪导电性的钎焊修复方法，包括以下步骤：

（1）先将阳极钢爪的腐蚀段完全切除，再选取一段与阳极钢爪的爪头同直径、与切除段同长度的圆钢，将阳极钢爪切除一端加工出圆柱状的凸台，在圆钢待焊端面加工出圆柱状的凹槽，所述凹槽与所述凸台等长，所述凹槽的直径大于所述凸台的直径；

（2）对阳极钢爪的凸台外周及凸台周围的待焊面、圆钢的凹槽内及凹槽周围的待焊面先进行毛化处理，然后再依次进行酸洗、碱洗和蒸馏水冲洗，吹干备用；