總第１５３期
２０１５年第１期
ｉｌ！兩冶金
瞍鋁電解槽陽極導桿組修復實踐
劉云云（ｉｌｊ西華聖鋁業有限公刮，ｉｌｌ西
永濟０４４５０１）
摘要：通過分析陽極導桿組組成部分下線原因，制定有效的改善措施，提出相應的修復技術方案，延長了陽極
預焙電解槽
下線修復方案
導桿組使用週期，降低了生產執行成本。關鍵詞：陽極導桿組
中圖分類號：ｔｆ８２１文獻標識碼：ｂ文章編號
陽極導桿組是預焙電解槽生產中重要的損耗部１鋁導桿下線及修復
件，其在鋁電解生產中起著輸送電流和吊掛陽極炭塊組的雙重作用，由鋁導桿、**焊塊和鋼爪組依次
鋁導桿為長約左右，截面尺寸根據連線鋼爪和陽極炭塊重量略有不同的鋁方棒進行選
焊接組成［１］（見圖１）。陽極導桿組在多次迴圈使用中，由於受運輸、組裝過程中的碰撞，以及維修質量和換
極作業中開邊不到位、操作不當，特別是受採取強化電流和極上保溫料厚度等方面影響，導致鋁導桿表面電弧燒傷、**塊開裂、鋼爪燒傷侵蝕等，需進行下線維修，使生產執行成本增加，嚴重影響鋁電解槽的正常生產。為此，針對現場陽極導桿組下線原因，制定有效的改善措施，並對下線導桿組制定合理的修復方案，將有效降低陽極導桿下線率，減少生產執行成本，降低對鋁電解生產的影響。
擇。鋁導桿＿ｔ作面主要集中在中間部分８００ １５００
ｍｍ範圍內，通過小盒卡具與陽極平衡母線壓緊接觸，把直流電導人陽極炭塊。鋁導桿下線的主要方面
為：彎曲變形、電弧燒傷及機械損傷。１．１彎曲變形
造成鋁導桿彎曲變形主要原因為在生產操作、運輸及維修過程中發生碰撞引起。鋁導桿彎曲變形會造成鋁導桿與陽極平衡母線接觸面減少，節電壓
降公升高，增加電能無功消耗，甚至無法將陽極導桿組
安裝到電解槽上。發生鋁導桿彎曲變形人為因素較大，因此加強過程控制監督、細化操作是降低鋁導桿彎曲變形下線的主要控制環節。導桿彎曲變形超過６．５ ｍｍ必須進行矯直處理，主要採用機械校直法，
目前多數鋁廠都採用液壓校直機進行處理。
１．２電弧燒傷及機械損傷
電弧燒傷是在換極和抬母線過程中由於鋁導桿
鋼和陽極平衡母線壓接不緊密發生電弧打火燒傷接觸面。機械損傷是由於鋁導桿和陽極平衡母線壓接面
有毛刺、電弧燒損留下的突起，在兩者相互運動中劃
傷接觸面。電弧燒傷及機械損傷都會造成壓接點壓
降公升高，增加電能無功消耗。在換極和抬母線時及時
清理表面灰塵，在換新極前做好對鋁導桿和陽極平
圖１陽極導桿組
衡母線壓接面的打磨，是控制電弧燒傷及機械損傷的主要控制環節。處理方法為對損傷較大部位進行
氬弧焊修補，並對表面進行打磨拋光處理。２**塊下線及修復
**塊是南１２ ｍｍ鋁板和４０ ｍｍ低碳鋼板通
收稿日期
作者簡介：劉云云（１９７６一），男，主要從事電解鋁裝置管理工
作２０１５年第１期劉云云：鋁電解槽陽極導桿組修復實踐
過**焊方式獲得的鋁一鋼復合板材。其通過鋁一
鋁焊、鋼一鋼焊與鋁導桿和鋼爪組連線，起到鋁、鋼過
渡連線及導電的作用。其下線的主要方面為：鋁一鋁焊開裂、**塊開裂，主要原因為焊接質量不到位，換
極作業中開邊不到位、操作不當，及強化電流和極上
連線螺栓
**塊保溫料過厚造成鋁一鋁焊處溫度過高，強度降低２］，需通過優化工藝指標、規範日常操作進行改善。
焊接質量不到位主要為焊接時導杆坡口處理不
到位，焊槍嘴仲不到底，造成焊縫處出現氣孔、未焊
透、未熔合等缺陷［３］。以前我們對**塊鋁鋼結合面無裂紋、結合部位無明顯錯位、外觀無明顯機械損傷的鋁一鋁焊開裂情況，一般採用氣刨**塊與鋁導
杆連線鋁焊縫，重新進行焊接處理，其它情況則直接更換**塊處理。但經過現場試驗發現，氣刨時產生
的剪下力和重新焊接產生的熱應力對**塊的損害
較嚴重，所以我們通過三項措施來降低對**塊的
損傷：將氣刨分離**塊處鋁焊連線改為機械切割
分離；對鋁一鋁焊開裂不影響導桿垂直度的採取區域性切割補焊；對鋁一鋁焊開裂影響導桿垂直度的採
取機械切割**塊原鋁焊接頭，留１０ｉｔｉｉｔｉ原焊接頭
在**塊上，再進行焊接。同時在對鋁導桿與**塊進行鋁一鋁焊接時，必須採用四周分層對角輪流焊接，這樣避免焊接溫度集中於區域性產生受熱不均，因鋁一鋼熱膨脹不一致使**塊發生裂紋現象。
此外，目前有兩種增強**塊連線強度的方法，
一種採用異形**塊進行補強，即在鋁導桿與**
塊鋼材部分之間受力側增焊兩塊異形**塊（見圖２）；另一種為在鋁導桿與**塊鋼材部分之間受力
側增加連線受力鋼板，鋼板一側焊接在**塊鋼材
部分，另一側通過打孔與鋁導桿進行連線（見圖３）。這兩種方法都能增加**塊連線面的抗拉強度，只是一次性投入費用較大，需進行效益比分析決定是否採用。
**塊鋼爪組
圖２異形**塊補強圖
鋼爪組ｉ
圖３鋼板連線補強圖
３鋼爪組下線及修復
電解鋁使用的陽極鋼爪有單陽極三爪、四爪結
構及雙陽極六爪、八爪結構，目前大型預焙槽一般採用雙陽極結構。由於鋼爪組在執行中始終處於電解
槽內高溫環境，其下線率較高，下線主要方面為：爪頭內彎、爪頭侵蝕燒損及侵蝕氧化變細（見圖４）。
爪頭內彎完好爪頭爪頭侵蝕爪頭細小
圖４鋼爪組下線圖
３．１爪頭內彎
爪頭內彎是南於爪頭在使用過程中長期處於高
溫狀態，發生熱態變形。爪頭變形偏差在１０ ｍｍ以內不做處理，偏差大於ｌ０ ｍｍ時需進行校直處理，通常採用鋼爪校直機加火烤的方法進行處理。
３．２爪頭侵蝕燒損及侵蝕氧化變細
爪頭侵蝕燒損產生的主要原因為電解槽內電解
質液高過陽極塊造成沖刷燒損爪頭，以及鋼爪組與
陽極炭塊組裝不到位，造成區域性鋼爪頭壓降較高，產
生放電燒損。爪頭侵蝕氧化變細產生的主要原因是受高溫電化學作用和氧化影響，每執行乙個週期會
剝落一層表皮，爪頭逐漸變細。
侵蝕燒損深度在５ ｍｍ以內的鋼爪頭可以繼續使用；侵蝕燒損深度超過５ ｍｒｔｌ、小於２０ ｍｉｌｌ時，採
用補焊修復，修復後將補焊面打磨平整光滑；侵蝕燒損超過２０ｉｔｉｉｔｉ時，應根據現場燒損的部位、面積選
９８山兩冶金
第３８卷
擇採取補焊或更換鋼爪頭。當單陽極燒損和細爪更
換爪頭超過２個，雙陽極燒損和細爪更換爪頭超過３個和同一鋼爪面更換３個時，考慮連線強度及壓
降低維修成本，延長迴圈使用壽命週期。同時陽極導
杆組的維修組裝決定著通過其壓降高低，進而影響到電解鋁噸鋁電耗，需要我們在實踐中不斷探索，尋找一條最佳的控制方案，也是各大鋁廠積極進行探
討改善的課題。
參考文獻
降因素，就需做報廢處理。目前有一種鋼爪修復機，
通過熔鑄方式直接在鋼爪組上對鋼爪頭進行重新熔鑄修復，此種修復方式比更換爪頭連線強度高，同時可解決焊接中產生的壓降問題，是今後鋼爪組修復的發展趨勢。
４結語［ｉ］楊新字．鋁電解槽陽極鋁導桿修復 【藝技術［ｊ］．雲南冶金．
［２］李清．大型預焙槽煉鋁生產：［藝與操作實踐［ｍ］．長沙：中南大
學出版社，２００５．
通過優化工藝指標、規範ｔ３常操作使用以及合
理的修復方法技術可有效降低陽極導桿組下線率，
［３］胡煌輝．鋁合金焊接技能［ｍ］一ｅ京：中國勞動保障出版豐十，２００５．
（編輯：王瑾）
（上接第３１頁）
參考文獻
［４］朱明臣．金屬切削原理與刀 ｌｍ］一ｅ京：機械工業出版社
［１］王磊，王貴成，馬利傑．鑽削加：亡有限元**的研究進展［ｊ卜
兒技術一ｌ２．
［２］鄧昭帥，孫東明，背康學，等．高速切削：ｊｊ 磨損的有限元分析［６］王樹強，王可，孫興偉，等．螺旋定子內螺旋曲面切削加方法
［ｊｔ＝＿』＝｛．技術
［３］《機械設計於冊》編委會．機械設計手冊［ｍ］一ｅ京：化學工業出
版社，２００６．
及**試驗研究［ｊ］＿工具機與液壓
［７］半傳民，王向麗，閏華軍，等金屬成形有限冗分
析例項指導教程［ｍ］一ｅ京：機械ｌ：業出版社，２００６．
（編輯：胡玉香）一
電解槽檢修方案
離子膜電解槽安裝方案 一檢修物資 復極單元 端板 槽框 氣體分離器 分布器 物料迴圈管 進料管 迴圈管 氣管 陰極膠墊 陽極膠墊 雙面膠帶 四氟膠帶 雨衣 面罩 膠手套 丙酮 棉布 矽脂。二檢修工具 17 19開口呆扳手 41開口呆扳手 41力矩扳手 水平尺 槽框固定架 尺子 pvc塊 臨時拉桿 吊...
鋁電解槽爐幫的形成與節能降耗
1.爐幫的作用 電解槽生產指標的好壞，完全取決於爐膛的規整與否。爐幫空 爐底不平的電解槽相對而言，電壓的穩定性要差，槽內鋁液的鏡面波動較大，加劇了鋁的二次反應，降低了電流效率，要維持正常執行，需保持較高的電壓，加大了生產成本。較好的爐幫，能起到電解槽的保溫，降低電解槽的熱損，減少能量的輸入，從而降低...
鋁電解用預焙陽極標準YS
鋁電解用預焙陽極最新標準ys t 285 2007 9 n z1 a2 n3 t3 d h9 m y前言 3 x h l d l i4 8 m q k 增加了抗折強度 熱導率 空氣滲透率 空氣反應性 微量元素含量作為參考指標 m w,j x5 h c1 r7 o1 w 0 gw 取消原標準中附錄a，...