一种高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板的制作方法

本实用新型涉及一种高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，属于有色冶金中湿法冶金技术领域。

背景技术：

铜湿法精炼是铜生产过程的重要工序，分为电解和电积两种方法，铜电解和电积过程均需配套不锈钢阴极板。永久型不锈钢阴极材料省去了始极片工序和始极片的剥离加工设备，而且阴极板可以反复使用，从而缩短工艺流程，降低生产成本，减轻工人劳动强度。此外，不锈钢阴极板改善了阴极质量，还可提高阴极铜质量和电流效率。永久型不锈钢阴极技术在铜电解精炼过程中的应用，不再用种板槽生产始极片，不仅缩短了工艺流程，降低了生产成本，而且避免了由于各种原因造成始极片变形引起极间短路的可能，使得极间距可以进一步减小，从而提高了电流密度和电解槽的利用率。

然而，现有不锈钢阴极板的导电性欠佳，比如，文献“铜电解精炼用不锈钢阴极板制备方法”中，在不锈钢阴极板顶端与铜包钢复合梁之间无导电过渡层，其导电不均匀，从而导致湿法电解铜的过程稳定性差。

目前，业界普遍使用两种不锈钢阴极板，一种是不锈钢包铜制作的导电梁与阴极板面焊接连接而成的阴极板，一种是不锈钢导电梁与阴极板面焊接连接后，再在导电梁及阴极板面露出液位的一段电镀一定厚度的铜。不锈钢包铜梁阴极板，直流电在传导过程中需要克服从铜芯材到不锈钢壳体再到板面的过渡电阻，导电触点至电解槽液面的无功损耗较大；不锈钢渡铜导电梁在长期使用过程中，受热胀冷缩和阴极铜剥离过程影响，镀铜层容易与导电梁及阴极板面分离，导电触点至电解槽液面的无功损耗会不断增大。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中不锈钢阴极板使用过程中存在的无功损耗大、不锈钢表面电镀铜层与基体分离等问题，提供一种高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，本实用新型通过在不锈钢阴极板面的顶部外侧设置过渡铜层，过渡铜层采用铜片，过渡铜层的顶端与铜包钢复合导电梁固定连接，可将铜包钢复合导电梁的电流直接导入不锈钢阴极板的表面，可降低导电触点至电解槽液面的电阻。

一种高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，包括铜包钢复合导电梁1、不锈钢阴极板面2、过渡铜层3和夹边条4，不锈钢阴极板面2的顶端与铜包钢复合导电梁1的底端固定连接，过渡铜层3包覆设置在不锈钢阴极板面2的顶部外侧，过渡铜层3的顶端与铜包钢复合导电梁1固定连接，不锈钢阴极板面2的两侧端固定设置有夹边条4，过渡铜层3为铜片；

所述铜包钢复合导电梁1包括不锈钢内管1-1和铜外管1-2，铜外管1-2包覆设置在不锈钢内管1-1外侧；

进一步的，所述铜包钢复合导电梁1底端开设有凹槽，不锈钢阴极板面2的顶端分别与铜包钢复合导电梁1的不锈钢内管1-1和铜外管1-2焊接；

所述铜片焊接设置在不锈钢阴极板面2的顶部外侧，铜片的顶端与铜包钢复合导电梁1的铜外管1-2焊接；

所述不锈钢内管1-1为不锈钢方管，铜外管1-2为铜方管；

优选的，所述不锈钢方管的壁厚为3～4mm，铜方管的壁厚为3～4mm；

优选的，所述铜片的厚度为3～4mm，宽度为1～4cm；

铜包钢复合导电梁1两端头分别设置有不锈钢封头和铜封头。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过在不锈钢阴极板面的顶部外侧设置过渡铜层，过渡铜层采用铜片，过渡铜层的顶端与铜包钢复合导电梁固定连接，可将铜包钢复合导电梁的电流直接导入不锈钢阴极板的表面，可降低导电触点至电解槽液面的电阻，使得不锈钢阴极板全寿命处于良好的导电状态，减少无功损耗，可降低电解精炼或电积铜过程的槽电压，与常规的不锈钢阴极板相比，制作成本降低5％-10％，槽电压降低10％-15％；

(2)本实用新型有效降低了阴极板导电触点至液位线的电阻，可减少电解或电积过程的无功损耗，实现降低成本，提高产量。

附图说明

图1是高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板结构示意图；

图2为铜包钢复合梁端头示意图；

图3为铜包钢复合梁铜封头端示意图；

图中，1-铜包钢复合导电梁、1-1-不锈钢内管、1-2-铜外管、2-不锈钢阴极板面、3-过渡铜层、4-夹边条。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。

实施例1：一种高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板(见图1和2)，包括铜包钢复合导电梁1、不锈钢阴极板面2、过渡铜层3和夹边条4，不锈钢阴极板面2的顶端与铜包钢复合导电梁1的底端固定连接，过渡铜层3包覆设置在不锈钢阴极板面2的顶部外侧，过渡铜层3的顶端与铜包钢复合导电梁1固定连接，不锈钢阴极板面2的两侧端固定设置有夹边条4，过渡铜层3为铜片；

铜包钢复合导电梁1包括不锈钢内管1-1和铜外管1-2，铜外管1-2包覆设置在不锈钢内管1-1外侧；铜包钢复合导电梁1底端开设有凹槽，不锈钢阴极板面2的顶端分别与铜包钢复合导电梁1的不锈钢内管1-1和铜外管1-2焊接；铜片焊接设置在不锈钢阴极板面2的顶部外侧，铜片的顶端与铜包钢复合导电梁1的铜外管1-2焊接；

高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板的制备方法，根据产品要求制作冷拔不锈钢管材和冷拔铜管，将铜管拉拔复合在不锈钢管材外壁得到铜包钢复合管，定尺分切得到铜包钢复合梁，将铜包钢复合梁焊接面的铜包覆层铣掉，以便焊接连接不锈钢阴极板面；将不锈钢阴极板面依次与铜包钢复合梁的不锈钢和铜外层焊接；通过冷轧铜板切割制备过渡铜层，将过渡铜层置于铜包钢复合梁和不锈钢阴极板焊缝的两侧阴极板面上，实现铜包钢复合梁端的铜外层与过渡铜层的同种材料焊接，远离铜包钢复合梁端的过渡铜层与不锈钢阴极板面的焊接，将夹边条安装在不锈钢阴极板面的两侧；

过渡铜层与铜包钢复合梁端的铜外层之间的同种材料焊接，过渡铜层与不锈钢阴极板面的焊接，可有效降低导电触点至电解槽液面的电阻，又能保证导电铜层与不锈钢阴极板面的良好结合，使得不锈钢阴极板始终处于良好的导电状态，最终降低生产成本。

实施例2：本实施例高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板与实施例1高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板的结构基本一致，不同之处在于：不锈钢内管1-1为不锈钢方管，铜外管1-2为铜方管；不锈钢方管的壁厚为3～4mm，铜方管的壁厚为3～4mm；铜片的厚度为3～4mm，宽度为1.0～4.5cm；可降低电解精炼或电积铜过程的槽电压，与常规的不锈钢阴极板相比，制作成本降低5％-10％，槽电压降低10％-15％。

实施例3：本实施例高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板与实施例2高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板的结构基本一致，不同之处在于：铜包钢复合导电梁1两端头分别设置有不锈钢封头和铜封头，可提高导电梁的耐蚀性。

以上结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

1.一种高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，其特征在于：包括铜包钢复合导电梁(1)、不锈钢阴极板面(2)、过渡铜层(3)和夹边条(4)，不锈钢阴极板面(2)的顶端与铜包钢复合导电梁(1)的底端固定连接，过渡铜层(3)包覆设置在不锈钢阴极板面(2)的顶部外侧，过渡铜层(3)的顶端与铜包钢复合导电梁(1)固定连接，不锈钢阴极板面(2)的两侧端固定设置有夹边条(4)，过渡铜层(3)为铜片。

2.根据权利要求1所述高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，其特征在于：铜包钢复合导电梁(1)包括不锈钢内管(1-1)和铜外管(1-2)，铜外管(1-2)包覆设置在不锈钢内管(1-1)外侧。

3.根据权利要求2所述高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，其特征在于：铜包钢复合导电梁(1)底端开设有凹槽，不锈钢阴极板面(2)的顶端分别与铜包钢复合导电梁(1)的不锈钢内管(1-1)和铜外管(1-2)焊接。

4.根据权利要求2所述高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，其特征在于：铜片焊接设置在不锈钢阴极板面(2)的顶部外侧，铜片的顶端与铜包钢复合导电梁(1)的铜外管(1-2)焊接。

5.根据权利要求2所述高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，其特征在于：不锈钢内管(1-1)为不锈钢方管，铜外管(1-2)为铜方管，不锈钢方管的壁厚为3～4mm，铜方管的壁厚为3～4mm。

6.根据权利要求4所述高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，其特征在于：铜片的厚度为3～4mm，宽度为1.0～4.5cm。

7.根据权利要求1所述高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，其特征在于：夹边条(4)为绝缘塑料夹边条。

8.根据权利要求1所述高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，其特征在于：铜包钢复合导电梁(1)两端头分别设置有不锈钢封头和铜封头。

技术总结
本实用新型涉及一种高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板，属于有色金属湿法冶金技术领域。本实用新型高导电铜包钢复合梁不锈钢阴极板包括铜包钢复合导电梁、不锈钢阴极板面、过渡铜层和夹边条，不锈钢阴极板面的顶端与铜包钢复合导电梁的底端固定连接，过渡铜层包覆设置在不锈钢阴极板面的顶部外侧，过渡铜层的顶端与铜包钢复合导电梁固定连接，不锈钢阴极板面的两侧端固定设置有夹边条，过渡铜层为铜片。本实用新型可将铜包钢复合导电梁的电流直接导入不锈钢阴极板的表面，可降低导电触点至电解槽液面的电阻，减少无功损耗，可降低电解精炼或电积铜过程的槽电压，与常规的不锈钢阴极板相比，制作成本降低5％‑10％，槽电压降低10％‑15％。

技术研发人员：郭忠诚;相元杰
受保护的技术使用者：晋宁理工恒达科技有限公司
技术研发日：2020.12.18
技术公布日：2021.07.23