ES2863596T3 - Máquina de decapado de cátodos - Google Patents
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Abstract
Máquina(3)de arrancado de cátodos, que comprende un primer nivel (1) de operación que comprende un mecanismo de entrada (4) de los cátodos (5) en la máquina, un primer mecanismo de transferencia (8.1) de dichos cátodos al interior de la máquina, un mecanismo de procesado con una cabeza de arrancado que presenta dos bastidores de arrancado (7) donde cada uno de ellos actúa sobre un cátodo simultáneamente, un segundo mecanismo de transferencia (8.2) de los cátodos y un mecanismo de salida (9) de las láminas. La máquina comprende además un segundo nivel (2) de recepción situado de forma inferior al primer nivel que comprende para cada una de las dos láminas resultantes, un sistema de recepción (10) de láminas, una cinta transportadora (11) y, una estación de retirada (12) de láminas y, de forma común para ambas láminas presenta una mesa de acumulación y pesaje (13) con rodillos.
Description
DESCRIPCIÓN
Máquina de decapado de cátodos
Campo técnico de la invención
La presente invención corresponde al campo técnico de las máquinas de decapado de cátodos, necesarias para la separación de las láminas de metal obtenidas por electrólisis sobre dichos cátodos.
Antecedentes de la invención
Existen metales muy demandados, que se obtienen por un procedimiento de electrólisis que genera la deposición del metal buscado sobre unos cátodos sumergidos en una determinada disolución. Estos cátodos suelen presentar forma cuadrada o rectangular.
Una vez que el material buscado se ha depositado formando una lámina o capa de recubrimiento sobre las dos caras de cada uno de los cátodos sumergidos en la disolución, debe procederse a la separación de dichas láminas respecto de los cátodos. Inicialmente esta operación se realizaba de forma manual, resultando un procedimiento que requiere de la intervención de mucha mano de obra y es lento y laborioso, tanto por la propia operación de separado como por el hecho de que debe realizarse cátodo a cátodo.
En la actualidad, estos aspectos se han mejorado en gran medida gracias a la existencia de máquinas que reducen la mano de obra y aligeran el procedimiento.
No obstante, siguen presentando ciertos inconvenientes debidos al modo de decapado de las láminas respecto a las caras de los cátodos y a que todavía siguen resultando procesos bastante lentos. Algunos de los modos de separación que venían empleándose consistían en golpear el conjunto con martillos neumáticos, que además de resultar muy molesto acústicamente, al poco tiempo los cátodos empezaban a presentar deformaciones debidas a los golpes.
Como ejemplo del estado de la técnica pueden mencionarse los documentos de referencia ES0372891 y ES2005673.
El primer documento de referencia ES0372891 se refiere a un procedimiento hidráulico para arrancar el zinc depositado sobre los cátodos para la obtención electrolítica del mismo, en el que una vez extraídos los cátodos del tanque, se someten por cada una de sus caras a un chorro de agua a elevada presión dirigido de tal modo que incida sobre la línea de separación entre la lámina de aluminio y el zinc depositado sobre la misma, con un ángulo determinado para originar el desprendimiento del zinc.
Este procedimiento ofrece un modo alternativo que evita dañar las superficies de los cátodos, pero sigue resultando lento pues la separación se realiza cátodo a cátodo, y debe existir un nivelado muy preciso de los cátodos y los inyectores de agua a presión, para que ésta incida sobre la línea de flotación de éstos exactamente y no en otro lugar, pues cualquier pequeña variación, por la evaporación en los tanques de electrolisis, por ejemplo, generaría que la aplicación del chorro de agua no cumpliera su cometido.
El documento de referencia ES2005673 se refiere a un procedimiento para arrancar de un cátodo cobre electrolíticamente depositado, en el que se somete a flexión dicho cátodo en una magnitud superior a la resistencia de adherencia entre el cobre depositado y el cátodo, pero sin exceder el límite elástico del mismo, haciendo así que, al menos parte del cobre depositado, se separe del cátodo, y el cobre depositado puede ser decapado, mediante una cuña o chorro gaseoso.
De nuevo, resulta un procedimiento que no consigue altos niveles de producción pues hay que tratar cátodo a cátodo con el chorro gaseoso o con una cuña y además previamente hay que flexionar los cátodos, lo que aumenta el tiempo empleado y a la larga, los cátodos pueden presentar roturas por fatiga.
Descripción de la invención
La máquina de decapado de cátodos, que presentan un depósito metálico en forma de lámina en cada una de sus dos caras opuestas que aquí se presenta, comprende un primer nivel de operación y un segundo nivel de recepción situado debajo del primer nivel.
El primer nivel comprende un mecanismo de entrada de los cátodos, un primer mecanismo de transferencia de dichos cátodos al interior de la máquina, un mecanismo de procesado con un cabezal de decapado que presenta dos bastidores de decapado, donde cada uno de ellos actúa sobre un cátodo simultáneamente, un segundo mecanismo de transferencia de los cátodos, y un mecanismo de salida de los cátodos sin láminas.
Por su parte, el segundo nivel comprende para cada una de las dos láminas resultantes, un sistema de recepción de láminas, una cinta transportadora y, una estación de retirada de láminas y, de forma común para ambas láminas presenta una mesa de acumulación y pesaje con rodillos.
En una realización preferente, el mecanismo de recepción de los cátodos del primer nivel comprende un sistema de
vigas paralelas, donde una primera viga es fija y una segunda viga es oscilante, cuyo movimiento en dirección vertical es generado por un conjunto de empujadores pivotantes accionados hidráulicamente y el movimiento en dirección horizontal es generado por un conjunto de cilindros hidráulicos dobles sincronizados entre ellos mediante un divisor de caudal hidromecánico.
De acuerdo con una realización preferente, el primer mecanismo de transferencia de los cátodos al mecanismo de decapado está formado por un transportador de cadena aéreo y el segundo mecanismo de transferencia de los cátodos está formado por un transportador de cable doble aéreo.
De acuerdo con una realización preferente, cada uno de los dos bastidores de decapado del mecanismo de procesado del primer nivel comprende unos medios de lavado de los cátodos, formado por una serie de colectores de agua con boquillas de aspersión fijados al cabezal de decapado.
Asimismo, y de acuerdo con una realización preferente, cada bastidor de decapado del mecanismo de procesado del primer nivel comprende unos primeros medios de avance de los cátodos a lo largo del cabezal de decapado, formados en cada caso por un mecanismo de viga balancín accionado hidráulicamente que presenta un sistema antibalanceo. De acuerdo con otro aspecto, en una realización preferente, el mecanismo de procesado comprende un sistema de cuchillas guiadas para cada uno de los bastidores de decapado de los cátodos, en el que dicho sistema de cuchillas está sujeto al cabezal de decapado.
De acuerdo con una realización preferente, el mecanismo de procesado comprende para cada bastidor de decapado, unos medios de pre-decapado formados por un robot con una cuchilla para cada lado del cátodo.
En este caso, y en una realización preferente, el mecanismo de procesado comprende unos medios de inicio del pre decapado que presenta un bastidor con unos medios de corte desplazables.
Además, dichos medios de inicio del pre-decapado son aptos para comprobar el nivel de adherencia entre el cátodo y la lámina sobre el mismo.
De acuerdo con una realización preferente, el primer nivel de operación de esta máquina de decapado de cátodos comprende un bastidor de cepillado situado a continuación del segundo mecanismo de transferencia y que está formado por dos mecanismos de cepillado, uno para cada uno de los cátodos procesados simultáneamente.
Cada uno de dichos mecanismos de cepillado sujeta un dispositivo de cepillado y unos segundos medios de avance encargados de conducir cada cátodo desde el segundo mecanismo de transferencia a través del bastidor de cepillado y hasta el mecanismo de salida, en el que dichos segundos medios de avance están formados por una viga balancín. En este caso y en una realización preferente, el dispositivo de cepillado comprende un mecanismo de elevación formado por un carro móvil guiado mediante unos carriles verticales, un subconjunto de cepillos fijados a unas bielas y, un sistema de riego formado por una serie de colectores provistos de boquillas de aspersión.
De acuerdo con una realización preferente, el sistema de recepción de láminas del segundo nivel comprende un sistema de amortiguación de dichas láminas formado por una trampilla accionada mediante fuelles neumáticos y un sistema de acompañamiento de láminas.
En este caso y de acuerdo con una realización preferente, el sistema de recepción de láminas comprende a continuación del sistema de amortiguación, dos pares de ruedas accionadas mediante motorreductores eléctricos para controlar la velocidad de caída de las láminas.
En una realización preferente, la estación de retirada de láminas comprende un bastidor fijo de recepción, un robot de recepción y un dispositivo de guiado.
Con la máquina de decapado de cátodos que en el presente documento se propone se obtiene una mejora significativa del estado de la técnica.
Esto es así pues se consigue actuar sobre las dos caras de dos cátodos de forma simultánea, por lo que el tiempo del procedimiento se reduce considerablemente.
Además, la forma en que está diseñada la máquina, presenta un perfecto control de los pasos a realizar tanto por cada par de cátodos, como por las láminas que se desprenden de ellos. Esto se controla a través de dos niveles de la máquina, perfectamente sintonizados, que consiguen reducir el tiempo empleado en el decapado de los cátodos y aumentar de forma significativa la productividad de la máquina.
Además, el decapado se realiza con unas cuchillas y previamente se realiza un pre-decapado y un iniciador del pre decapado, de tal manera que se consigue separar las láminas de las superficies de los cátodos sin causar ningún daño o arañazo en los mismos.
Breve descripción de los dibujos
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripción, una serie de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva del nivel superior de la máquina de decapado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
La Figura 2 muestra una vista en planta del nivel superior de la máquina de decapado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
La Figura 3 muestra una vista en alzado de la máquina de decapado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
La Figura 4 muestra una vista de perfil de la máquina de decapado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
La Figura 5 muestra una vista en perspectiva del mecanismo de decapado de la máquina de decapado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
La Figura 6 muestra una sección de las cuchillas del mecanismo de decapado de la máquina de decapado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invención
A la vista de las figuras aportadas, puede observarse cómo en un modo de realización preferente de la invención, la máquina 3 de decapado de cátodos 5, que presentan un depósito metálico en forma de lámina en cada una de sus dos caras opuestas que se propone en el presente documento, comprende un primer nivel 1 de operación y un segundo nivel 2 de recepción situado de forma inferior a dicho primer nivel 1. En este caso, se considera una máquina con cátodos de aluminio en los que por electrólisis se acumula sobre ellos una lámina de zinc.
Como se muestra en las Figuras 1 a 4, el primer nivel 1 comprende un mecanismo de entrada 4 de los cátodos 5 en la máquina, un primer mecanismo de transferencia 8.1 de dichos cátodos al interior de la máquina, un mecanismo de procesado con un cabezal de decapado que presenta dos bastidores de decapado 7, donde cada uno de ellos actúa sobre un cátodo simultáneamente, un segundo mecanismo 8.2 de transferencia de los cátodos, y un mecanismo de salida 9 de los cátodos sin láminas de zinc.
Asimismo, como puede observarse en las figuras 3 y 4, el segundo nivel 2 comprende para cada una de las dos láminas resultantes, un sistema de recepción de láminas 10, una cinta transportadora 11, y una estación de retirada 12 de láminas y, presenta de forma común para ambas láminas, una mesa de acumulación y pesaje 13 con rodillos.
Una grúa es la encargada de depositar los cátodos 5 en el mecanismo de entrada 4 de los mismos en la máquina. En esta realización preferente de la invención, dicho mecanismo de entrada 4 de los cátodos del primer nivel 1 comprende un sistema de vigas paralelas, con una primera viga fija y una segunda viga balancín. El movimiento de esta segunda viga balancín es generado en dirección vertical por un conjunto de empujadores pivotantes accionados hidráulicamente, mientras que en dirección horizontal es generado por un conjunto de cilindros hidráulicos dobles sincronizados entre ellos mediante un divisor de caudal hidromecánico.
Aguas abajo del mecanismo de entrada 4 de los cátodos, en esta realización preferente de la invención, se encuentra el primer mecanismo de transferencia 8.1 de los mismos al mecanismo de procesado. Este primer mecanismo de transferencia 8.1 está formado por un transportador de cadena aéreo. Su función es la de desplazar los cátodos 5 desde la alineación del mecanismo de entrada 4 hasta la alineación del cabezal de decapado.
El mecanismo de procesado del primer nivel, que se muestra en la figura 1, en esta realización preferente de la invención, en este modo de realización preferente de la invención, presenta en cada uno de los dos bastidores de decapado 7, unos medios de lavado de los cátodos, formado por una serie de colectores de agua con boquillas de aspersión fijados al cabezal de decapado.
Además, en esta realización preferente de la invención, ambos bastidores de decapado 7 del mecanismo de procesado comprenden respectivamente unos primeros medios de avance de los cátodos 5 a lo largo del cabezal de decapado, formados en cada caso por un mecanismo de viga balancín accionado hidráulicamente que presenta un sistema antibalanceo.
En esta realización preferente de la invención, el mecanismo de procesado comprende un sistema de cuchillas guiadas 6 para cada uno de los bastidores de decapado 7 de los cátodos, en el que dicho sistema de cuchillas está sujeto al cabezal de decapado. La función de los bastidores de decapado 7 es la de albergar los mecanismos encargados de separar por completo el cátodo de aluminio y la lámina de zinc, haciendo que esta última caiga hacia el nivel inferior de la máquina.
Como se muestra en la figura 1, en esta realización preferente de la invención, de forma previa a los bastidores de decapado 7, el mecanismo de procesado comprende para cada uno de dichos bastidores de decapado 7, unos medios de pre-decapado 14 formados por un robot con una cuchilla para cada lado del cátodo. El objetivo de estos medios de pre-decapado 14 es el conseguir un despegue inicial de un área mínima de zinc en toda la parte superior del cátodo, sin romper las láminas de zinc ni dañar la superficie del cátodo.
El robot dotado de la cuchilla, además de ser capaz de realizar el pre-decapado mediante dichas cuchillas actuando cada una por cada cara del cátodo, en el caso en que detecta dificultades en el pre-decapado, se genera una orden de rechazo de dicho cátodo y el robot es capaz de retirarlo.
Tras terminar el paso de los cátodos por el mecanismo de procesado, éstos son depositados sobre el segundo mecanismo de transferencia 8.2, que en este modo de realización preferente de la invención está formado por un transportador de cable doble aéreo.
Como se muestra en la figura 1, en esta realización preferente de la invención, los cátodos son transferidos mediante dicho segundo mecanismo de transferencia 8.2 hasta un bastidor de cepillado 15 de cátodos. Dicho bastidor de cepillado 15 está formado por dos mecanismos de cepillado, uno para cada uno de los cátodos procesados simultáneamente.
Cada mecanismo de cepillado sujeta un dispositivo de cepillado y unos segundos medios de avance encargados de conducir cada cátodo desde el segundo mecanismo de transferencia 8.2 a través del bastidor de cepillado y hasta el mecanismo de salida 9, en el que dichos segundos medios de avance están formados por una viga balancín.
En esta realización preferente de la invención, dicho dispositivo de cepillado comprende un mecanismo de elevación formado por un carro móvil guiado mediante unos carriles verticales, un subconjunto de cepillos fijados a unas bielas y, un sistema de riego formado por una serie de colectores provistos de boquillas de aspersión.
Como puede observarse en las figuras 3 y 4, de acuerdo con este modo de realización preferente de la invención, el sistema de recepción de láminas 10 del segundo nivel 2 comprende un sistema de amortiguación de dichas láminas formado por una trampilla accionada mediante fuelles neumáticos y un sistema de acompañamiento de láminas.
De acuerdo con este modo de realización preferente de la invención, la estación de retirada 12 de láminas comprende un bastidor fijo de recepción, un robot de recepción y un dispositivo de guiado.
La forma de realización descrita constituye únicamente un ejemplo de la presente invención y, por lo tanto, términos y frases específicos utilizados en la presente memoria no se han de considerar como limitativos, sino que han de entenderse únicamente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa que proporcione una descripción comprensible, así como la información suficiente al experto en la materia la información suficiente para aplicar la presente invención.
Mejoras significativas con respecto al estado de la técnica se logran con la máquina de desmontaje de cátodos presentada en el presente documento.
Como tal, se consigue una máquina capaz de actuar sobre dos cátodos al mismo tiempo, por lo que, para un mismo período de tiempo, el número de cátodos que se someten al decapado es mucho mayor que en las máquinas anteriores, aumentando significativamente la productividad de la misma.
Es una máquina completamente organizada en la que se incluyen aquellas actuaciones necesarias a llevar a cabo con los cátodos. De esta forma, todas las posibles actuaciones que deben realizarse sobre los cátodos quedan mecanizadas.
Como tal, se elimina la mano de obra de cualquier fase del proceso llevado a cabo por la máquina.
Claims (13)
1. Una máquina de decapado de cátodos (3) que tiene un depósito de metal en forma de una lámina sobre cada una de las dos caras opuestas de la misma, caracterizada porque comprende
- un primer nivel (1) de operación y un segundo nivel (2) de recepción situado debajo del primer nivel;
- en el que el primer nivel (1) comprende un mecanismo de entrada (4) de los cátodos en la máquina, un primer mecanismo de transferencia (8.1) para transferir dichos cátodos (5) al interior de la máquina, un mecanismo de procesado con un cabezal de decapado que tiene dos bastidores de decapado (7), cada uno actuando sobre un cátodo (5) simultáneamente, un segundo mecanismo de transferencia (8.2) para transferir los cátodos, y un mecanismo de salida (9) de los cátodos sin láminas, y
- en el que el segundo nivel (2) comprende para cada una de las dos láminas resultantes, un sistema de recepción de láminas (10), una cinta transportadora (11), y una estación de retirada de láminas (12), así como una mesa compartida de recolección y de pesaje (13) con rodillos para ambas láminas.
2. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el mecanismo de entrada (4) del cátodo (5) del primer nivel (1) comprende un sistema de vigas paralelas, donde una primera viga es fija y una segunda viga es oscilante, cuyo movimiento en dirección vertical es generado por un conjunto de empujadores pivotantes accionados hidráulicamente y el movimiento en dirección horizontal es generado por un conjunto de cilindros hidráulicos dobles sincronizados entre ellos mediante un divisor de flujo hidromecánico.
3. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el primer mecanismo (8.1) de transferencia para transferir los cátodos al mecanismo de procesado está formado por un transportador de cadena aéreo y el segundo mecanismo (8.2) de transferencia para transferir los cátodos está formado por un transportador de cable doble aéreo.
4. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cada bastidor de decapado (7) del mecanismo de procesado del primer nivel (1) comprende unos medios de cepillado de cátodos, formado por una serie de colectores de agua con boquillas de aspersión fijadas al cabezal de decapado.
5. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cada bastidor de decapado (7) del mecanismo de procesado del primer nivel (1) comprende primeros medios de avance de los cátodos (5) a lo largo del cabezal de decapado, formado en ambos casos por un mecanismo de viga balancín accionado hidráulicamente que tiene un sistema antibalanceo.
6. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el mecanismo de procesado comprende un sistema de cuchillas guiadas (6) para cada uno de los bastidores de decapado (7) de los cátodos, en la que dicho sistema de cuchillas (6) está sujeto al cabezal de decapado.
7. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el mecanismo de procesado comprende para cada uno de dichos bastidores de decapado (7), unos medios de pre-decapado (14) formados por un robot con una cuchilla para cada lado del cátodo.
8. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque el mecanismo de procesado comprende unos medios de inicio del pre-decapado que tiene un bastidor con unos medios de corte desplazables, aptos para comprobar el nivel de adherencia entre el cátodo (5) y la lámina sobre el mismo.
9. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el primer nivel (1) de operación comprende un bastidor de cepillado (15) situado aguas abajo del segundo mecanismo de transferencia (8.2) y formado por dos mecanismos de cepillado, uno para cada uno de los cátodos (5) procesados simultáneamente, en el que cada mecanismo de cepillado sujeta un dispositivo de cepillado y unos segundos medios de avance encargados de conducir cada cátodo (5) desde el segundo mecanismo de transferencia (8.2) a través del bastidor de cepillado (15) y hasta el mecanismo de salida (9), en la que estos segundos medios de avance están formados por una viga balancín.
10. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque, el dispositivo de cepillado comprende un mecanismo de elevación formado por un carro móvil guiado mediante unos carriles verticales, un subconjunto de cepillos fijados a unas bielas, y un sistema de riego formado por una serie de colectores provistos de boquillas de aspersión.
11. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sistema de recepción de láminas (10) del segundo nivel (2) comprende un sistema de amortiguación de dichas láminas formado por una trampilla accionada mediante fuelles neumáticos y un sistema de acompañamiento de láminas.
12. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque el sistema de recepción de láminas (10) comprende aguas abajo del sistema de amortiguación, dos pares de ruedas accionadas
mediante motorreductores eléctricos para controlar la velocidad de caída de las láminas.
13. Máquina de decapado de cátodos (3), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la estación de retirada (12) de láminas comprende un bastidor fijo de recepción, un robot de recepción y un dispositivo de guiado.
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