中南大学课程设计报告

表4-2阳极炭块质量要求

4.3.2 阳极组装

阳极组装是将阳极铝导杆、钢爪和预焙阳极炭块组合为一体的工艺过程，导杆和钢爪 以焊接的形式、钢爪头和预焙阳极炭块以磷生铁浇注的形式连接在一起（图30-3）。阳极 炭块组一般为单块阳极，也有双块组和三块组。用于浇铸阳极炭块的磷生铁一般含磷 0.8~1.2%。磷生铁的成分对于浇铸性能和钢与炭块之间的接触电阻影响很大。在生产中要 求浇铸用的磷生铁具有流动性能好、热膨胀性强、电阻率低、冷态下易脆裂等特点。在浇 注磷生铁前，钢爪预先在石墨液中浸沾，其作用是防止浇入铁水时铁水侵蚀钢爪，并改善 钢爪与铸铁之间的接触状态。

阳极炭块一般为长方体，在其导电方向的上表面有2～4 个直径为160～180mm、深为 80～110mm 的圆槽，俗称炭碗。在阳极组装时，炭碗用来安放阳极爪头，通过磷生铁浇注， 使阳极导杆与阳极炭块连为一体，组成阳极炭块组。生产中对阳极组装的外观要求是：（1） 铝导杆弯曲度不大于15mm；（2）组件焊缝不脱焊，爆炸焊片不开缝；（3）钢爪长度不小 于260mm，各钢扑偏离中心线不大于10mm，钢爪直径不小于135mm，铸铁环厚度不小 于10mm；（4）磷铁浇注饱满平整，无灰渣和气泡。

本设计取炭碗直径为160mm，深度为110mm，钢爪长280mm，钢爪直径为160mm。

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第五章 参考文献·

[1] 刘业翔.现代铝电解[M].北京:冶金工业出版社，2008. [2] 霍岱明，朱丹青.浅谈摇篮式铝电解槽槽壳的设计及结构改进[J].轻金属,2002(10)：46-50. [3] 罗爱民，王志堂.铝电解槽优质阴极碳素材料[J].金属世界,2008（1）：39-41.

[4] 郑永龙,杨幼坤.内衬结构对电解槽生产状态的影响[J].全国铝电解节能技术交流会.2005 (2 ):138-141.

[5] 刘宝安. 论铝电解槽阴极结构的改进[J]. 世界有色金属,1991(1):41-44. [6] 田应甫.大型预焙铝电解槽生产实践[M].长沙:中南工业大学出版社，1997. [7] 高子忠.轻金属冶金学[Ml.北京:冶金工业出版社，1993. [9] 邱竹贤.电解炼铝[Ml.北京:冶金工业出版社，1995. [10] 邱竹贤.预焙槽炼铝[M].北京:冶金工业出版社，1988.

[11] 邱竹贤.铝电解原理与应用[Ml.北京:中国矿业大学出版社，1996. [13] 邱金山.铝电解槽阴极内衬改进研究[J]. 轻金属,1999(7):36-39.

[14] 陈颖.350kA大型预焙阳极铝电解槽优化设计论述[J].有色金属设计,2004Vol.31No.1 [15] 吕增旭,成庚,王醒钟.铝电解阴极新技术世界有色金属[J],2000(3):23-25.

[16] 李相鹏，李吉力，薛铁鹏，赖延清，刘业翔.大型预焙铝电解槽槽膛内形模拟计算[J].Metallurgical Industry Automation 2003 No4.

[17] 霍岱明.预焙阳极铝电解槽阳极与阴极碳块尺寸的优化设计[J].轻金属,2003. [18] 蔡棋风.有色冶金工厂设计基础[Ml.北京:冶金工业出版社，1991. [19] 刘道德.大学生毕业设计指导教程[M].长沙:中南大学出版社，2004. [20] 唐谟堂，何静.火法冶金设备[Ml.长沙:中南大学出版社，2002. [21] 杨重愚.轻金属冶金学[M].北京:冶金工业出版社，2007.

[22] 《有色冶金炉设计手册》编委会.有色冶金炉设计手册[Ml.北京:冶金工业出版社，2002. [23] 冯乃祥.铝电解[M].北京:化学工业出版社，2008.

[24] 冯乃祥.一种异性结构铝电解槽的阴极碳块[P].中国专利：200720012231，2008-4-23.

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