FI78739C - Stroemtillfoerande upphaengningsanordning foer katoder. - Google Patents

Description

1 78739 Sähkövirtaa syöttävä ripustus laite katodeja varten

Keksinnön kohteena on sähkövirtaa syöttävä ripustus-laite katodeja varten, erityisesti katodeille kuparinpuh-5 distusta varten.

Kuparin puhdistuksessa elektrolyyttisillä menetelmillä tunnetaan elektrolyysi-katodeja varten erilaisia rakenteita, jotka poikkeavat toisistaan materiaalien tai materi-10 aaliyhdistelmien valinnassa ottaen huomion hyvä sähkönjohtavuus energiahäviöiden minimoimiseksi, mekaaninen kestävyys korjauskustannusten minimoimiseksi ja tuotanto- sekä laatu-vahinkojen minimoimiseksi ja ottaen edelleen huomioon syöpy-miskestävyys. Hyvän sähkönjohtokykynsä perusteella on yleensä 15 kupari valittu materiaaliksi kannatuskiskoja varten, joille esimerkiksi kestokatodilevyt on kiinnitetty. Kannatuskiskojen päät lepäävät virtakiskoilla, jotka kulkevat elektrolyytti-kennon kummallakin puolella. Kuparilla on kuitenkin haittoina suhteellisen vähäinen lujuus (muodonmuutosvahinkoja käytössä) 20 ja vain kohtuullinen syöpymiskestävyys esim. kuparielektro-lyyttejä vastaan. Syöpymiskestävyyden parantamiseksi on sen tähden esim. Winning-elektrolyyseissä kuparikannattimet kosketuskohtaan (virtakiskot-tukipiste) asti suojattu täydellisesti lyijyvaipalla, joka niin ollen täytyy homogeenisesti 25 juottaa paikoilleen ja muodostaa siten puhdistuselektrolyy-seille yleisestä epätaloudellisen menetelmän.

Saksalaisesta julkiseksitulojulkaisusta DE-OS 2 434 214 tunnetaan esim. kuparista tehty ripustuskisko kestokatodeja varten, joka on yhteispursotuksella vaipotettu venttiilimetal-30 lilla. Metallivaippana toimii erityisesti titaani. Kannatus-kiskojen päissä on titaanivaippa poistettu kosketuspisteen alueella virtakiskon kanssa. Kestokatodilevy, joka on tehty titaanista, on yhtä reunaa pitkin kiinnitetty pistehitsauksella kannatuskiskoon. Tämän ennestään tunnetun järjestelyn 35 titaani-kestokatodien käyttö tuo mukanaan myös haittoja.

Titaanilla vaipoitettujen massiivistenkupariprofiilien vai- 2 787j9 mistusprosessi yhteispursotuksella on erittäin työläs, niin että tällaista! profiilien käyttö pysyy rajoitettuna erikois-käyttötapauksiin yleensä ei kovinkaan suurilla kappaleluvuil-la. Lisäksi tapahtuu prosessissa tehokkaalla levypinnalla 5 hapettumisilmiöiden johdosta mainittavan arvoinen passivoituminen.

Toisaalta ei sinänsä toivottava kupariste tehtyn titaanilla vaipoitetun lannatuskiskon yhdistelmän syöpymisen-kestävästä jaloteräksestä tehdyn katodilevyn kanssa ole mah-10 dollinen ainesten hitsauskelvottomuuden takia. Sentähden on tunnnetulla tavalla saksalaisen julkiseksitulojulkaisun DE-OS 3 030 927 mukaisesti kumarin elektrolyyttistä puhdistamista varten käytetty ruostumattomasta teräksestä tehtyä ripustuskiskoa, jolle on hitsattu kestokatodi samanlaisesta 15 teräksestä. Tässä ennestään tunnetussa järjestelyssä on ripus-tuskisko varustettu kuparipäällysteellä ja katodilevyn hit-sauskohdan alueelle on myös järjestetty kuparipäällystys. Galvaanisesti levitetyt kuparipäällysteet ovat osoittautuneet riittämättömiksi. Vaadittavan kuparipäällysteen paksuus ylit-20 tää runsaasti yleisen galvaanisen kuparoinnin alueen ^um- alueen). Päällystyspaksuus on 1,3-2,5 mm mainittavien teho-häviöiden välittämiseksi jännitteen laskun seurauksena ja syöpymisvähennyksen huomioonottamiseksi. Kuparointia varten täytyy sen tähden järjestää kalliit erikoislaitokset, jotka 25 käsittävät valmistusvaiheet hiekkapuhallus, puhdistus, syö-vytys, nikkelöinti ja kuparointi.

Edellä mainitun järjestelyn laajaa käyttöä vastustavat edelleen myös tekniset vaikeudet, kuten myös suuret investointikustannukset, jotka vaaditaan kannatuskiskon vaipoi-30 tettujen massiivisten profiilien valmistukseen yhteispursotuksella.

Tämän keksinnön tehtävänä on välttää ennestään tunnet-" tujen katodien elektrolyyttistä kuparinpuhdistusta varten erityisesti edellä mainitut haitat ja asettaa käytettäväksi 35 ripustuslaite kestokatodeilla, joka voidaan valmistaa yksinkertaisesti ja kustannuksiltaan edullisesti ja jolla on suuri virumisvastus hyvällä virransiirtymällä.

3 78739

Tehtävä ratkaistaan siten, että edellä mainitunlainen ripustuslaite katodeja varten, jossa on kuparista tehty me-tallivaipoitettu kannatuskisko ja pitkittäisreunaltaan ainakin osittain hitsattu kestokatodilevy vaipoitusta vastaa-5 vasta aineksesta, ja jolloin ainakin yksi kiskon pää ainakin osaltaan on vapaa väipoituksesta, keksinnön mukaisesti suunnitellaan muodoltaan siten,että kannatuskisko on ontto kupa-riprofiili ja vaipoitus on jaloterästä, jolloin vaipoitus on hitsattu yhteen kannatuskiskon kanssa huokos- ja diffuusio-10 tiiviisti ja jalometallista tehty kestokatodi on katkohitsil-lä kiinnitetty vaipoitukseen.

Keksinnön mukaisella laitteella käytetään kuparin sähköinen johtokyky täydellisesti hyväksi ja siten taataan pienin jännitteenlasku kantorakenteessa. Lisäksi varmiste-15 taan suuri muodonpitävyys myös kovassa koneellisessa käsittelyssä.

Keksinnön mukaisen laitteen ontto kupariprofiili on tarkoituksenmukaisesti kupariputki. Yleisesti sen seinän paksuus on 4-6 mm ulkoläpimitan ollessa yleensä 30-45 mm, 20 tuotankokatodin kulloinkin vaaditun loppupainon ja mitoituksen mukaan. Kupariputken päälle on muototiiviisti asetettu jaloteräksinen vaippaputki.Yksinkertaisimmassa tapauksessa tämä tapahtuu työntämällä päälle jaloteräsputki, jonka si-säläpimitta on vain hivenen suurempi kuin kupariputken ulko-25 läpimitta. Tarkoituksenmukaisesti käytetään kuitenkin jalo-teräsputkea, joka koko pituudeltaan on halkinainen. Tässä tapauksessa voi jaloteräsputken sisäläpimitta olla yhtä suuri tai pienempi kuin kupariputken uikoläpimitta. Tällä tavalla saavutetaan sekä erinomainen muototiiviys että sa-30 maila myös lisämahdollisuus, hitsaamalla pituusrako, esimerkiksi sovittamalla hitsauspalko, saada aikaan parantunut ja tasainen virransiirtyminen virtaa syöttävästä kuparikis-kosta vaipoitukseen. Pitkittäisrako sijaitsee yleensä elektrolyytin vastakkaisella puolella. Saattaa kuitenkin myös 35 olla tarkoituksenmukaista kääntää vaipoituksen pitkittäisrako elektrolyyttiin päin. Tässä tapauksessa on katodilevy 4 78739 ainakin osalta yläreunaansa työnnetty rakoon ja hitsattu kiinni sekä kupariputkeen että myös jaloteräsvaippaan rakoalueel-la.

Erityisen tarkoituksenmukaisella ja taloudellisella 5 tavalla voidaan sekakappele valmistaa tavalla, joka vastaa pitkittäisaumalla hitsattujen putkien valmistustapaa. Tällöin ontto kupariprofiili, kuten kupariputki, viedään vals-saus/hitsaamovaiheessa siellä tavallisesti putkenvalmistuk-seen käytettyyn jaloteräslevynnauhaan. Profiiliraon alueel-10 le kupariputken ja jaloteräsvaipan välissä suoritetaan hitsaus .

Tietenkin voi vaipoitus olla myös jaloteräslevyä, joka lastuttoman muotoilun sinänsä tunnetuilla menetelmillä on muototiiviisti pantu päälle.

15 Kaikissa tapauksissa on vaipoitus vähintäin kannatin- kiskon toisessa päässä poistettu tai lovettu, niin että ont-toprofiilin kupariaines on vapaana ja voidaan saattaa kosketukseen elektrolyysikennon kuparisen virtakiskon kanssa. Jaloteräsvaipan leikatut alueet kuten myös sekakappaleen 20 kaikki päät on hitsattu huokos- ja kaasudiffuusiotiiviisti onttoon kupariprofiiliin.Tiivis sulku onton kuparikappaleen ja jaloteräsvaipan välillä estää nesteen ja kaasun sisään-diffundoitumisen ja saa aikaan moitteettoman määritellyn virransiirtymän hitsisaumapoikkileikkausten läpi.

25 Monissa tapauksissa en sekakappale, joka koostuu ja- loteräsvaipoitetustakupariputkesta, riittävänä kannatus-kiskona, jolla on hyvä mekaaninen kestävyys ja hyvä sähkönjohtokyky. Mekaanisen kestävyyden lisäämiseksi rasitussuun-nassa sekä myös sähkönjohtokyvyn parantamiseksi on keksinnön 30 ontto sekakappale kuitenkin puristusmuovattu. Tällöin on ja-loteräsvaipalla varustettu kupariputki muovattu sekakappa-leeksi, jolla on elliptinen tai kaksi rinnakkaista seinämää käsittävä poikkileikkaus, jonka pituusakseli on katodilevyn " tasossa. Tietenkin ovat myös kaikki näiden välissä olevat 35 poikkileikkausmuodot mahdollisia. Keksinnön mukaisen ripus- tuslaitteen elliptinen/soikea poikkileikkaus antaa virran- 5 78739 syöttöpäille ilman erityistä valmistusvaihetta edullisen pistekosketuksen ja johtaa, seurauksena neutraalista päällysteestä virransyöttökiskolla elektrolyysin tulokselle tärkeään katodilevyn pystyasentoon. Lisäksi keksinnön mukaisen 5 ripustuslaitteen tällä muodolla saavutetaan myös tilansääs-tö kannatuskiskon alueella.

Edullisesti on muovatulla sekakappaleella kosketus-puristuspisteitä, jotka on aikaansaatu esim. pisteiskuilla ja jotka myötävaikuttavat virransiirtymään pienin häviöin.

10 Erityisesti on alemmalla profiiliviivalla syvennysrivejä.

Syvennysrivit ovat tässä tapauksessa pituudeltaan rajoittuneet hitsisaumojen pituuteen ja ovat niiden peittämiä.

Keksinnön mukaisen ripustuslaitteen alapuolella on kestokatodi, joka on tehty jaloteräksestä, joka vastaa vai-15 poituksen materiaalia, hitsattuna vaippaan. Hitsausliitos on katodilevyn liiallisen pitkittäisjännityksen ja kaareutu-misen välttämiseksi tehty katkohitsinä. Edullisesti on kuitenkin katodilevyn yläreuna hitsattu useammalla portaalla yhteen vaipoituksen alareunan kanssa.

20 Materiaaliksi katodilevyä ja vaipoitusta varten so pivat jaloteräkset, jotka perustuvat kromiin, nikkeliin tai kromi/nikkeli/molybdeeniin, esimerkiksi austeniittisen Cr/Ni-teräkset, joilla on koostumus 17-18 % Cr, 10-12 % Ni, 2-2,5 % Mo ja jotka C-pitoisuuden mukaan on stabiloitu 25 esim. Ti:11a, Nb:lla tai Ta:11a.

Keksinnön mukaisen ripustuslaitteen edut ovat yksinkertaisessa ja taloudellisessa valmistuksessa, koko»käytännöllisesti vain jaloteräspinboja sisältävän laitteen suuressa syöpymiskestävyydessä, hyvässä virran siirtymässä kupari-30 profiilin ja jaloteräsvaipan välillä hitsiliitosten kautta ja ylimäärää Stein »puristamalla ja syvennysriveillä aikaansaatujen kosketuspisteiden kautta. Lisäksi ripustuslaite takaa katodilevyn varman asettumisen pystysuoraan asentoon elektro-lyysisäiliössä.

6 78739

Keksintöä havainnollistetaan lähemmin kuvin ja esimerkein.

Piirroksista esittävät: kuvio 1 on sivukuvaa ripustuslaitteesta leikkauksena, 5 kuvio 2 on päällyskuvaa kannatuskiskon alareunasta pit kin kuvion 1 leikkaus viivaa A-B (suurennetussa mittakaavassa) , kuvio 3 on putkisekakappaleen poikkileikkausta ennen puristamista, 10 kuvio 4 on poikkileikkausta muovatun ja hitsatun seka- kappaleen läpi katodilevyineen, kuvio 5 on lastuttomasti muovatun eekakappaleen poikkileikkausta pitkin kuvion 2 viivaa C-D (suurennetussa mittakaavassa) , 15 kuvio 6 sivukuvaa ripustuslaitteen kiskonpäästä kato- deineen, jolloin kannatuskiskon pää tukeutuu elektrolyysi-säiliön virtaukoskettimeen, kuvio 7 kuviota 6 vastaavaa sivukuvaa alemman vaipan-päänpaljastuksen toisella suoritusmuodolla.

20 Kuviossa 1 on katodilevy 1 hitsattu jaloteräsvaippaan 2, joka ympäröi onttoa kupariprofiilia 3. Kannatuskiskon päässä on kupariprofiili paljastuksen tai loveamisen seurauksena vaipassa avoin kosketuskohtana.

Kuviossa 2 on päällyskuviossa altapäin esitetty leik- 25 kaus pitkin kuvion 1 viivaa A-B. Katodilevyn 1 liitoksen alueella vaipan 2 kanssa on viitenumerolla 4 esitetty kosketusta parantava syvennysrivi.

Kuvio 3 esittää sekakappaletta kupariputkesta 3, jolla on jaloteräsputkivaipoitus 2, ennen lastutonta muovausta.

30 Kuviossa 4 esitetään sekaputkesta tehty soikea kanna- tuskisko katodilevyineen leikkauksena lastuttoman muovauksen jälkeen. Katodilevy 1 on hitsausaumalla 7 kiinnitetty vai-poitukseen 2. Hitsauskohdat 6 tiivistävät kupariprofiili/ jaloteräsvaipan ylimenon vaipan paljastuskohdassa diffuusion- 35 pitävästi. Viitenumero 5 esittää hitsisaumaa, joka tiivistää 7 78739 pitkittäisraon jaloteräsprofiilin ylemmällä vaippaviivalla ja saa aikaan virransiirtymän virtaasyöttävästä sisäprofii-lista vaippaprofiiliin.

Kuvio 5 on leikkaus kuvion 2 viivaa C-D pitkin.

5 4:llä on merkitty voimakas syvennys, joka vaikuttaa vaipoi-tukseen 2 ja onttoon sisäprofiiliin 3 ja muodostaa ylimääräisen kosketuspisteen.

Kuviossa 6 on esitetty sivukuva ripustuslaitteen päästä. Ontosta kupariprofiilista 3 ja siihen hitseillä 6 yh-10 distetystä jaloteräsvaipasta 2 koostuva sekakappale tukeutuu vaipattomalta osaltaan elektrolyysisäiliön seinämän 9 virta-kiskoon 8.

Kuvion 7 esitys vastaa kuvion 6 esitystä, kuitenkin sillä poikkeuksella, että alemmassa vaippapäässä on ulospäin 15 ja profiiliakseliin päin nouseva paljastettu osa.

Claims (6)

1. Sähkövirtaa syöttävä ripustuslaite katodeja varten, jossa on kuparista tehty metallivaipoitettu kannatus- 5 kisko, ja pituusreunastaan ainakin osittain hitsattu kes-tokatodilevy, joka on tehty vaipoitusta vastaavasta aineksesta ja jolloin ainakin toinen kiskon pää ainakin osaltaan on vapaa vaipoituksesta, tunnettu siitä, että kannatuskisko on ontto kupariprofiili ja vaipoitus on ja- 10 loterästä, jolloin vaipoitus on hitsattu kannatuskiskoon huokos- ja diffuusiotiiviisti ja jaloteräksinen kestoka-todi on katkohitsillä yhdistetty vaipoitukseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkövirtaa syöttävä katodien ripustuslaite, tunnettu siitä, että 15 kannatuskisko on kupariputkea.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sähkövirtaa syöttävä katodien ripustuslaite, tunnettu siitä, että vaipoitus käsittää kupariputkea muototiiviisti ympäröivän, mahdollisesti läpimenevällä pituusraolla varuste- 20 tun jaloteräsputken.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen sähkövirtaa syöttävä katodien ripustuslaite, tunnettu siitä, että jaloteräsvaipalla varustettu kupariputki on muovattu sekakappaleeksi, jolla on elliptinen (soikea) tai rinnak- 25 kaiset seinämät käsittävä poikkileikkaus, jonka pituusakseli on katodilevyn tasossa.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen sähkövirtaa syöttävä katodien ripustuslaite, tunnettu siitä, että katodilevyn kiinnittävän hitsisauman alueelle on jär- 30 jestetty kosketus-puristuspisteitä hitsauspisteiden ja/tai iskusyvennysten muotoon vaipoituksessa.

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen sähkövirtaa syöttävä katodien ripustuslaite, tunnettu siitä, että vaipoituksen läpi menevään pitkittäisrakoon virran- 35 siirtymän tasoittamiseksi on sovitettu hitsauspalko koko pituudelle.