JP2001041737A - カソード連続歪み測定方法 - Google Patents

カソード連続歪み測定方法

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JP2001041737A
JP2001041737A JP11220697A JP22069799A JP2001041737A JP 2001041737 A JP2001041737 A JP 2001041737A JP 11220697 A JP11220697 A JP 11220697A JP 22069799 A JP22069799 A JP 22069799A JP 2001041737 A JP2001041737 A JP 2001041737A
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horizontal
distortion
center
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Hideo Shiozaki
英雄 塩崎
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 測定毎に生じるカソードの位置のズレや垂直
または水平センサー保守点検時の位置調整不良による垂
直または水平センサー走査面からカソード垂直または水
平中心までの距離の変動に左右されず、正確にカソード
の歪みを測定する方法を提供する。 【解決手段】 垂直方向の歪みの測定時に、ビーム3の
位置を垂直センサー8,9,10で測定することによっ
て測定毎にカソード垂直中心の位置を基準として決定し
て垂直方向の歪みの測定を行うとともに、垂直センサー
と水平センサー14,15,16の走査交点において前
記により得られたカソード垂直中心と各交点におけるカ
ソード水平中心が合致するように水平方向の距離を補正
し、水平センサーの走査移動距離とカソード水平中心と
の関係を直線近似して水平センサーが任意の位置の時の
カソード水平中心を導き出して水平方向の歪みを測定す
るカソード連続歪み測定方法を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅やニッケルの電
解精製に使用する電解用のカソードの連続歪み測定方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば銅電解において、アノ一ド、カソ
ードの歪みによる極間のバラツキは、製品品質への悪影
響やエネルギーロスなどの問題を発生するため、特にカ
ソードの歪みを管理することが重要である。このためカ
ソードの歪みを定量的に把握することが必要であるが、
人手によりカソードの歪みを測定することは多大な労力
を要するため、一般的には特許第2561019号公報
に記載されたようなカソードの歪みを自動的に測定する
装置を工程ラインに組み込んでいる。
【0003】カソードの連続歪み測定装置は、カソード
の歪みを自動的に測定する装置であり、従来の歪みの測
定がカソード表面上の9点の歪みの測定によりカソード
の歪みを代表させていたものであるが、より厳密にカソ
ード歪みを把握するために、カソードの表面上の垂直お
よび水平方向各3断面について連続的に歪みを測定する
ように構成された装置である。かかる装置は概略的に図
1に示すように、カソード1枚単位でビームを保持して
工程ラインから抜き取って測定位置まで移動させるカソ
ード抜き取り部、カソードの表面の垂直方向の3つの断
面の歪みを測定する垂直方向の歪み測定部、およびカソ
ードの水平方向の3つの断面の歪みを測定する水平方向
の歪み測定部から構成される。
【0004】垂直方向の歪み測定部は、3つの垂直セン
サーを横一列に左・中・右と適当な間隔で配置し、1つ
の駆動装置で垂直方向に移動できるように連結してい
る。また水平方向の歪み測定部も同じように3つの水平
センサーを縦一列に上・中・下と適当な間隔で配置し、
1つの駆動装置で水平方向に移動できるように連結して
いる。これらセンサーをカソード両表面に配設し、一表
面は垂直方向、他の表面は水平方向に一定速度で走査さ
せることにより、垂直または水平センサーからカソード
表面までの距離が連続的に得られる。実用上は、処理装
置のサンプリング周期によって異なるが、一般的には1
つの垂直または水平センサーで900点程度のデータ群
が得られる。
【0005】したがって垂直または水平センサーの走査
面から垂直または水平カソード中心までの距離が一定に
なるように調整しておけば、垂直または水平センサーで
得られるカソード表面までの距離との差を求めることに
より、カソード垂直方向または水平方向の歪みを算出す
ることができる。その結果、垂直方向では左・中・右の
断面(以下「測定垂直断面」という)、水平方向では上
・中・下の断面(以下「測定水平断面」という)につい
て連続的な歪みが得られるので、より立体的にカソード
の形状を把握することができる。
【0006】そしてかかるカソード連続歪み測定装置で
は、測定毎に各垂直または水平センサー走査面からカソ
ード垂直または水平中心までの距離が一定でなければな
らない。従来の装置ではカソードの測定位置への移動は
カソード抜き取り部で行われるが、カソード抜き取り部
のビーム保持機構にはビームとの隙間がある程度必要で
あることから保持機構内でのビームの位置が変わるた
め、各垂直または水平センサー走査面とカソード垂直ま
たは水平中心の位置が測定毎に異なることになる。ま
た、垂直または水平センサーの保守点検時においても正
確な位置調整をしなければ、カソード垂直または水平中
心との距離が異なることになる。
【0007】この結果、算出されるカソードの歪みが正
確性に欠けていた。したがってカソード抜き取り部で測
定位置に移動させたカソードを再度位置決めする装置が
必要となり装置が複雑化したり、垂直または水平センサ
ーの点検保守時の位置調整が非常に難しいものとなって
いた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はカソード連続
歪み測定装置において、測定毎に生じるカソードの位置
のズレや垂直または水平センサー保守点検時の位置調整
不良による垂直または水平センサー走査面からカソード
垂直または水平中心までの距離の変動に左右されず、正
確にカソードの歪みを測定する方法を提供することを目
的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を解決するため鋭意検討した結果、カソード垂直断
面における中心(以下「カソード垂直中心」という)か
らカソード表面までの変位量(以下「垂直方向の歪み」
という)の測定方法については、歪み測定装置の動作工
程にビームの位置を垂直方向の距離センサー(以下「垂
直センサー」という)で測定する工程を追加し、カソー
ド垂直中心の位置を導き出して垂直方向の歪みの測定を
行うこと、およびカソード水平断面における中心(以下
「カソード水平中心」という)からカソード表面までの
変位量(以下「水平方向の歪み」という)の測定方法に
ついては、前記垂直センサーと水平方向の距離センサー
(以下「水平センサー」という)の走査交点に着目し、
各交点でのカソード垂直中心とカソード水平中心とが合
致するように水平センサーの走査移動距離とカソード水
平中心との関係を直線近似して、水平センサーが任意の
位置のときのカソード水平中心を導き出して水平方向の
歪みの測定を行うこととによって、カソード垂直または
水平中心までの距離の変動に左右されずに正確にカソー
ドの歪みを測定し得ることを見出し本発明を完成するに
至った。
【0010】すなわち上記目的を達成するため本発明
は、垂直センサー走査面からカソード垂直中心までの距
離を測定し、水平センサー走査面からカソード水平中心
までの距離を測定し、垂直方向の歪みと水平方向の歪み
とを連続的に測定するカソード連続歪み測定方法であっ
て、垂直方向の歪みの測定時に、ビームの位置を垂直セ
ンサーで測定することによって測定毎にカソード垂直中
心の位置を基準として決定して垂直方向の歪みの測定を
行うとともに、垂直センサーと水平センサーの走査交点
において前記により得られたカソード垂直中心と各交点
におけるカソード水平中心が合致するように水平方向の
距離を補正し、水平センサーの走査移動距離とカソード
水平中心との関係を直線近似して水平センサーが任意の
位置の時のカソード水平中心を導き出して水平方向の歪
みを測定するカソード連続歪み測定方法を特徴とするも
のである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明すれば、
図2はカソード垂直方向の歪みの算出方法の原理図を示
すもので、後に詳述するが、カソードを吊り手を介して
懸垂しているビームは、実際の電解操業における極間調
整の基準であるので、ビーム断面の垂直中心をカソード
垂直断面の中心と考えることができる。測定位置にある
カソードについて、垂直センサーによりビームとの距離
を測定すると、ビームの断面幅はぼ一定であるので、垂
直センサーからカソード垂直中心までの距離を得ること
ができる。この距離を測定垂直断面における垂直センサ
ー走査面からカソード垂直中心までの距離として、垂直
方向の歪みの算出時の基準とする。つぎに垂直センサー
により測定垂直断面のカソード表面との距離を測定し、
基準である測定垂直断面のカソード垂直中心までの距離
との差を求めれば、カソードの垂直方向の歪みを算出す
ることができる。
【0012】また図3はカソード水平方向の歪みの算出
方法の原理図を示すもので、後に詳述するが、1つの測
定水平断面について測定垂直断面との交点は3つあり、
その位置は測定装置の機械的構造により決まっている。
さらに交点ではカソード垂直中心とカソード水平中心は
合致する。このことから各交点において先の垂直方向の
歪みの算出結果と水平センサーで得られたカソード表面
までの距離より、各交点での水平センサーからカソード
水平中心までの距離を得ることができる。つぎに得られ
た各支点の水平センサーの移動距離とカソード水平中心
までの距離の関係を直線近似すれば、水平センサーが任
意の位置でのカソード水平中心までの距離を求めること
ができ、この時のカソード表面との距離との差を求めれ
ば、カソード水平方向の歪みを算出することができる。
このようにして両方向の歪みを測定することにより、測
定毎の垂直または水平センサー走査面からカソード垂直
または水平中心までの距離の変動に左右されずに正確に
歪みを測定することができる。
【0013】上述の歪み測定方法を行うことによって、
垂直または水平センサー走査面からカソード垂直または
水平中心までの距離の変動に左右されない歪みの測定が
可能となり、従来発生していた垂直または水平センサー
走査面からカソード垂直または水平中心までの距離の変
動に起因する歪み測定の誤差がなくなり、正確な歪み測
定が可能となる。またカソードを測定位置で位置決めす
るための装置などを省略でき、装置が簡略化されること
や、垂直または水平センサーの保守点検時の位置調整な
どの作業を容易化することができる。
【0014】つぎに本発明を図面に基づいて詳細に説明
する。図1はカソード連続歪み測定装置の構成図を示し
ており、従来の構成と基本的に変わりない。1はカソー
ド、2は吊り手、3はビーム、4はカソード抜き取り
部、5はカソード抜き取り部の駆動装置、6は同駆動制
御器、7は垂直方向歪み測定部、8〜10は垂直センサ
ー、11は垂直方向歪み測定部の駆動装置、12は同駆
動制御器、13は水平方向歪み測定部、14〜16は水
平センサー、17は水平方向歪み測定部の駆動装置、1
8は同駆動制御器、19は装置全体の動作を制御し、歪
みの算出を行う制御装置、20は歪み算出結果を画面表
示や印刷する計算機を示す。
【0015】本発明においてはカソード抜き取り部4の
駆動制御器6には、予めカソード1の測定位置などの動
作に必要な位置が設定されており、同様に垂直方向歪み
測定部7の駆動制御器12にはビーム測定位置、垂直断
面測定開始位置、垂直断面測定終了位置が設定されてお
り、さらに水平方向歪み測定部13の駆動制御器18に
は、水平断面測定開始位置、水平断面測定終了位置等の
動作に必要な位置が設定されている。先ず制御装置19
からカソード抜き取り部4の駆動制御器6に指令を送
り、カソード抜き取り部4を駆動して、工程ライン内の
カソード1を1枚抜き取り、カソード測定位置まで移動
させる。
【0016】つぎに垂直方向歪み測定部7をビーム3の
測定位置まで移動すると、垂直センサー8〜10によっ
て各垂直センサーとビーム3との距離が得られる。この
データは制御装置19に送られ記憶される。カソード1
の振れが収まる時間を待って、垂直方向歪み測定部7を
垂直断面測定開始位置から垂直断面測定終了位置まで駆
動装置11により一定速度で移動させるとともに、制御
装置19は一定周期で垂直センサー8〜10の値を読み
取る。これにより測定垂直断面において移動距離とその
距離での垂直センサー8〜10からカソード1の表面ま
での距離が得られる。ついで垂直方向歪み測定部7が垂
直断面測定終了位置に達した時点で動作を完了する。な
お制御装置19ではこの間に得られたデータをすべて記
憶しておく。
【0017】また水平方向歪み測定部13についても垂
直方向歪み測定部7と同じタイミングで、水平断面測定
開始位置から水平断面測定終了位置まで駆動装置17に
より一定速度で移動させる。垂直センサー8〜10と同
様に制御装置19によって一定周期で水平センサー14
〜16の値を読み取り測定水平断面における移動距離と
その距離での水平センサー14〜16からカソード1の
表面までの距離を得る。水平方向歪み測定部13が水平
断面測定終了位置に達した時点で動作を完了する。そし
て制御装置19ではこの間に得られたデータをすべて記
憶しておく。上記の動作がすべて完了した時点で、制御
装置19において歪みの算出を行う。先ず垂直方向歪み
測定部7にて得られたデータから以下のようにして垂直
方向の歪みを算出する。
【0018】すなわち、図2に示すように1つの測定垂
直断面においてビーム3の幅とカソード1の厚みをそれ
ぞれD、Dとし、垂直センサーで得られた距離をA
、垂直断面測定終了位置までの任意の位置において垂
直センサー8〜10で得られたカソード1の表面までの
距離をAとすると、この時の垂直方向の歪みVは下
記数式1により求めることができる。
【0019】
【式1】V=A−{A+(D+D)/2} [式中、DおよびDはほぼ一定であるので定数とす
る。] つぎに水平方向歪み測定部13により得られたデータか
ら以下のようにして水平方向の歪みを算出する。
【0020】すなわち、図3に示すように1つの測定水
平断面において3つの測定垂直断面との交点をa、b、
cとし、各交点における水平センサー14〜16で得ら
れたカソード1の表面までの距離をB、B、B
し、また既に前記した通りに求められた各交点での垂直
方向の歪みをV、V、Vとすると、交点での歪み
は垂直方向と水平方向で等しいことが推定でき、したが
って各交点における水平センサー14〜16からカソー
ド1の水平中心までの距離B′、B′、B ′は下
記する数式2により求めることができる。
【0021】
【式2】B′=B−V、B′=B−V、B
′=B−V
【0022】一方垂直断面測定開始位置から各交点まで
の水平センサー14〜16の移動距離をL、L、L
とし、(L、B′)(L、B′)(L、B
′)の3つの座標から直線近似式を導くと、水平セン
サー14〜16の移動距離が任意のLの位置でのカソ
ード水平中心までの距離B′は下記する数式3で表す
ことができる。
【0023】
【式3】B′=K・L+K [式中、K、Kは定数である。]
【0024】したがって、この時の水平センサー14〜
16で得られるカソード1の表面までの距離がBであ
れば、水平方向の歪みHは下記する数式4により求め
ることができる。
【0025】
【式4】H=B−B
【0026】このように垂直方向の歪みVと水平方向
の歪みHの算出が完了した時点で、計算機20に前記
垂直方向と水平方向の歪みのデータを転送し該計算機2
0により画面表示や印刷処理を行う。上記動作を繰り返
し自動で実行する。
【0027】ここで従来の方法によるカソードの歪み測
定と本発明によるカソードの歪みの測定とを対比する
と、図4は従来の方法によるカソードの歪み算出結果を
示した一例であり、一方図5は本発明の方法によるカソ
ードの歪み算出結果を示したものである。いずれも垂直
または水平センサーの移動距離と歪みの関係を示し、垂
直および水平方向それぞれの3つの断面のグラフで1枚
のカソードの形状を表している。
【0028】図4において(b)に示すように水平方向
の歪みをみると右端になるにつれ歪みは大きくなってい
るが、一方(a)に示すように垂直方向の歪みは水平方
向の歪みはそれほど大きくなく、逆に上側では小さい。
このように従来の方法では垂直方向、水平方向それぞれ
で独立して歪みを算出しているため、全体としてこのよ
うな矛盾する結果が得られることになる。したがってこ
の結果からカソードの歪みを正確に把握することが困難
であった。
【0029】これに対し本発明による歪みの測定結果を
示す図5では、同図(a)、(b)のように従来のよう
な垂直方向と水平方向での歪みの算出結果に矛盾がな
く、容易にカソードの歪みを把握することができる。
【0030】
【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、測定毎
に生じるカソードの位置のズレや垂直または水平センサ
ー保守点検時の位置調整不良による垂直または水平セン
サー走査面からカソード垂直または水平中心までの距離
の変動に左右されず、正確にカソードの歪みを測定する
方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カソード連続歪み測定装置の構成を示す図であ
る。
【図2】垂直方向の歪みの算出原理を示す図である。
【図3】水平方向の歪みの算出原理を示す図である。
【図4】従来の方法による歪み測定結果の一例を示す図
で、(a)は垂直方向の歪みをの結果を示す図、(b)
は水平方向の歪みの結果を示す図である。
【図5】本発明に係る方法による歪み測定結果の一例を
示す図で、(a)は垂直方向の歪みをの結果を示す図、
(b)は水平方向の歪みの結果を示す図である。
【符号の説明】
1 カソード 2 吊り手 3 ビーム 4 カソード抜き取り部 5 カソード抜き取り部の駆動装置 6 カソード抜き取り部の駆動制御器 7 垂直方向歪み測定部 8、9、10 重直センサー 11 垂直方向歪み測定部の駆動装置 12 垂直方向歪み測定部の駆動制御器 13 水平方向歪み測定部 14、15、16 水平センサー 17 水平方向歪み測定部の駆動装置 18 水平方向歪み測定部の駆動制御器 19 制御装置 20 計算機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA06 AA65 BB01 CC00 FF11 HH04 KK01 PP01 QQ17 QQ23 QQ25 SS06 SS13 2F069 AA06 AA52 AA54 BB40 CC06 GG04 GG58 HH09 JJ05 JJ25 QQ13 4K058 AA11 BA17 BA21 BB03 FB01 FB02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 垂直センサー走査面からカソード垂直断
    面における中心までの距離を測定し、水平センサー走査
    面からカソード水平断面における中心までの距離を測定
    し、カソードの垂直方向の歪みと水平方向の歪みとを連
    続的に測定するカソード連続歪み測定方法であって、垂
    直方向の歪みの測定時に、ビームの位置を垂直センサー
    で測定することによって測定毎にカソード垂直中心の位
    置を基準として決定して垂直方向の歪みの測定を行うと
    ともに、垂直センサーと水平センサーの走査交点におい
    て前記により得られたカソード垂直中心と各交点におけ
    るカソード水平中心が合致するように水平方向の距離を
    補正し、水平センサーの走査移動距離とカソード水平中
    心との関係を直線近似して水平センサーが任意の位置の
    時のカソード水平中心を導き出して水平方向の歪みを測
    定することを特徴とするカソード連続歪み測定方法。
JP11220697A 1999-08-04 1999-08-04 カソード連続歪み測定方法 Pending JP2001041737A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011001032A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-06 Outotec Oyj Method and apparatus for preparing a mother plate of a permanent cathode for an electrolytic process
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