JP2007169758A - Electrode for electrolytic metal-smelting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,金属電解製錬用の電極に関する。 The present invention relates to an electrode for metal electrolytic smelting.
金属の電解製錬においては,粗製の金属板であるアノード板と陰極用の金属板であるカソード板が電解液に浸漬させられ,アノード板とカソード板に通電が行われることにより,カソード板の表面と裏面に高純度の金属が電着させられる。電着した金属は,カソード板を電解液から引き上げた後,剥ぎ取り用の刃などを用いてカソード板から剥離させられて回収され,電着金属が剥離された後のカソード板は,再び電解製錬に使用される。かかるカソード板の両縁部には,カソード板から電着金属を剥離させやすくするため,絶縁体からなる被覆部材が取り付けられる(特許文献1,2参照)。被覆部材は,カソード板の縁部に沿って取り付けられ,例えばポリオレフィン等の熱溶着シートが被覆部材の内面と縁部の外面との間に挟まれて加熱されることで,縁部に対して接着させられる。また,該被覆部材の上方部に,電着金属の剥離工程の際に剥離を容易にさせるため,剥離用具案内用の絶縁物を取付ける構成も提案されている(特許文献3参照)。
In the electrolytic smelting of metal, the anode plate, which is a crude metal plate, and the cathode plate, which is a metal plate for the cathode, are immersed in an electrolytic solution, and energization is performed on the anode plate and the cathode plate. High purity metal is electrodeposited on the front and back surfaces. The electrodeposited metal is removed from the cathode plate using a scraping blade, etc. after the cathode plate is lifted from the electrolyte, and then recovered. The cathode plate after the electrodeposited metal is peeled off is electrolyzed again. Used for smelting. A covering member made of an insulator is attached to both edge portions of the cathode plate in order to easily peel the electrodeposited metal from the cathode plate (see
しかしながら,従来のカソード板にあっては,カソード板の縁部に対する被覆部材の接着力が弱く,被覆部材がカソード板の縁部から剥がれやすい問題があった。かかる問題を解決するため,被覆部材の幅を大きくし,カソード板の縁部に対してより広い面積で接着させることで,被覆部材の接着力を強化することも考えられるが,この場合,カソード板の表面及び裏面において,電着金属が電着する面積が減少するので,電解効率が悪化する問題があった。また,被覆部材とカソード板の縁部を広い面積で接着させたとしても,被覆部材の熱膨張係数とカソード板の縁部の熱膨張係数が互いに異なる場合,電解製錬の際にカソード板が加熱されると,被覆部材,カソード板の縁部にそれぞれ熱応力が発生し,被覆部材にはカソード板の縁部から剥がれようとする力が発生する。そのため,カソード板を電解製錬に繰り返し使用すると,熱応力が繰り返し発生し,被覆部材が剥がれ易くなる問題があった。 However, in the conventional cathode plate, the adhesive force of the covering member to the edge of the cathode plate is weak, and there is a problem that the covering member is easily peeled off from the edge of the cathode plate. In order to solve this problem, it is conceivable to increase the adhesive strength of the covering member by increasing the width of the covering member and adhering it to the edge of the cathode plate in a wider area. On the front and back surfaces of the plate, the area on which the electrodeposited metal is electrodeposited is reduced, resulting in a problem that the electrolysis efficiency deteriorates. In addition, even if the covering member and the edge of the cathode plate are bonded in a wide area, if the thermal expansion coefficient of the covering member and the thermal expansion coefficient of the edge of the cathode plate are different from each other, the cathode plate When heated, thermal stresses are generated at the edges of the covering member and the cathode plate, respectively, and a force for peeling off from the edge of the cathode plate is generated at the covering member. Therefore, when the cathode plate is repeatedly used for electrolytic smelting, there is a problem that thermal stress is repeatedly generated and the covering member is easily peeled off.
本発明は,上記の点に鑑みてなされたものであり,電着金属が電着する面積を減少させることなく,被覆部材が電極から剥がれにくい構造にすることが可能な,金属電解製錬用の電極を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points. For metal electrolytic smelting, the covering member can be structured to be difficult to peel off from the electrode without reducing the area on which the electrodeposited metal is electrodeposited. It is an object to provide an electrode.
上記課題を解決するため,本発明によれば,金属電解製錬において使用される電極であって,電極本体の縁部に,前記電極本体の表面側と裏面側との間で貫通する貫通孔が設けられ,前記貫通孔内に挿入材が備えられ,前記電極本体の縁部を覆う被覆部材が設けられ,前記被覆部材と前記挿入材とが,前記電極本体の表面側及び裏面側において,互いに接合されていることを特徴とする,金属電解製錬用の電極が提供される。 In order to solve the above problems, according to the present invention, there is provided an electrode used in metal electrolytic smelting, and a through-hole penetrating the edge of the electrode body between the front side and the back side of the electrode body. An insertion member is provided in the through-hole, and a covering member is provided to cover an edge of the electrode body, and the covering member and the insertion member are provided on the front side and the back side of the electrode body, An electrode for metal electrolytic smelting is provided, characterized in that they are joined together.
前記挿入材の端部は,前記電極本体の縁部に沿って備えられる前記被覆部材の内面に対して接合されているとしても良い。また,前記被覆部材には,前記挿入材の端部が挿入される挿入穴を備えても良い。前記挿入材及び前記被覆部材は熱可塑性樹脂からなり,前記挿入材の軟化点は,前記被覆部材よりも低いものであっても良い。 The end of the insert may be joined to the inner surface of the covering member provided along the edge of the electrode body. The covering member may be provided with an insertion hole into which an end of the insertion material is inserted. The insert material and the covering member may be made of a thermoplastic resin, and the softening point of the insert material may be lower than that of the covering member.
前記電極本体の縁部は略直線状をなし,前記貫通孔は,前記電極本体の縁部の長さ方向において複数個並べて設けても良い。前記貫通孔は,前記略直線状の縁部において,前記縁部の両端部,前記縁部の中央部,及び,前記縁部の両端部と前記縁部の中央部との間において前記縁部の中央部よりも前記縁部の両端部に近い位置にそれぞれ設けられているとしても良い。 The edge of the electrode body may be substantially linear, and a plurality of the through holes may be provided side by side in the length direction of the edge of the electrode body. The through-hole is formed in the substantially straight edge portion at both end portions of the edge portion, the center portion of the edge portion, and between the both end portions of the edge portion and the center portion of the edge portion. It is good also as each being provided in the position near the both ends of the said edge part rather than the center part.
前記被覆部材と前記電極本体の縁部との間に,前記被覆部材及び前記電極本体の縁部に溶着可能な接着シートが備えられ,前記被覆部材は,前記接着シートの溶着を介して,前記電極本体の縁部に接着されているとしても良い。前記被覆部材は,前記電極本体の縁部の表面側又は裏面側を覆う被覆部を備え,前記被覆部の内面に前記挿入材が1又は2以上接合され,前記被覆部の内面に対して前記各挿入材が接合されている面積の総面積は,前記被覆部の内面の表面積に対する割合が0.15%〜3%であるとしても良い。 Between the covering member and the edge of the electrode body, an adhesive sheet that can be welded to the edge of the covering member and the electrode body is provided, and the covering member is formed through the welding of the adhesive sheet, It may be bonded to the edge of the electrode body. The covering member includes a covering portion that covers a front surface side or a back surface side of an edge portion of the electrode body, and one or more of the inserts are joined to the inner surface of the covering portion, and the inner surface of the covering portion is The total area of the areas where the respective inserts are joined may be 0.15% to 3% with respect to the surface area of the inner surface of the covering portion.
本発明によれば,被覆部材における電極本体の縁部の表面側を覆う部分と縁部の裏面側を覆う部分とが,挿入材を介して互いに接合されるので,被覆部材が電極本体から外れることを防止できる。電着金属が電着する面積を減少させることなく,被覆部材が電極から剥がれにくい構造にすることができる。 According to the present invention, the portion covering the surface side of the edge portion of the electrode body in the covering member and the portion covering the back surface side of the edge portion are joined to each other via the insertion member, so that the covering member is detached from the electrode body. Can be prevented. A structure in which the covering member is difficult to peel off from the electrode can be obtained without reducing the area where the electrodeposited metal is electrodeposited.
以下,本発明にかかる実施形態を,金属電解製錬において使用されるカソード板を有する電極に基づいて説明する。図1に示すように,電極1は,電極本体としてのカソード板2,通電及び加重支持用に用いられるヘッドバー3を備えている。カソード板2には,被覆部材としてのプロテクタ5が2個備えられている。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described based on an electrode having a cathode plate used in metal electrolytic smelting. As shown in FIG. 1, the
カソード板2は,略長方形の薄板状に形成されており,電着金属が付着させられる略平面状の表面2a及び裏面2b(図1においては前面及び後面)を有している。カソード板2の材料は,例えばアルミニウム等の金属である。
The
ヘッドバー3は,カソード板2の上縁部に沿って取り付けられており,さらに,カソード板2の上縁部に対して略垂直な両縁部(図1においては左縁部及び右縁部)2c,2dよりも外側に突出するように設けられている。
The
図2に示すように,カソード板2の略直線状の真っ直ぐな両縁部2c,2dには,その内側の表面2a及び裏面2bの部分よりも薄い肉厚を有する薄肉部10がそれぞれ形成されており,各プロテクタ5は,薄肉部10にそれぞれ取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the substantially straight
薄肉部10は,各縁部2c,2dの外側に向かって突出するように,各縁部2c,2d全体に沿ってそれぞれ形成されており,表面2aに対して所定の段差を付けて設けられた表面2a側の平面10a,裏面2bに対して所定の段差を付けて設けられた裏面2b側の平面10b,及び,平面10a,10bに対して略垂直なカソード板2の端面2eを有している。各薄肉部10の厚さ,即ち平面10aと平面10bとの間の厚さは,縁部2c,2dの長さ方向全体に渡ってほぼ一定になっている。表面2a側又は裏面2b側からみたときの薄肉部10の幅も,縁部2c,2dの長さ方向全体に渡ってほぼ一定になっている。なお,薄肉部10は,カソード板2の縁部2c,2dを切削等により加工することで形成されており,カソード板2の本体とは一体的,連続的に形成されている。
The
各薄肉部10には,表面2a側と裏面2b側との間で貫通する貫通孔11が設けられている。図1に示すように,貫通孔11は各薄肉部10に複数個並べて設けられている。図示の例では,各薄肉部10にそれぞれ5個ずつ設けられている。各薄肉部10において,貫通孔11は各縁部2c,2dの長さ方向に沿って一列に並べて設けられ,また,各貫通孔11同士の間にそれぞれ適宜の間隔を空けた状態で配列されている。図示の例では,各縁部2c,2dにおいて,薄肉部10の長さ方向における両端部(ヘッドバー3側である上端部及び上端部の反対側の下端部),薄肉部10の中央部,薄肉部10の上端部と中央部との間において薄肉部10の中央部よりも上端部に近い位置,及び,薄肉部10の下端部と中央部との間において薄肉部10の中央部よりも下端部に近い位置に,それぞれ貫通孔11が1個ずつ設けられている。
Each thin-walled
図2及び図3に示すように,各貫通孔11は,各薄肉部10の互いに略平行な平面10a及び平面10bに対して略直角をなす方向,即ち薄肉部10の厚さ方向に沿って貫通させられており,貫通孔11の開口端部は,平面10a及び平面10bにおいてそれぞれ開口されている。また,各貫通孔11は,薄肉部10の厚さ方向に渡って一定の略長方形をなす開口断面形状及び一定の開口断面積を有し,互いにほぼ同一の形状及び大きさを有している。また,貫通孔11の開口断面形状における長手方向を薄肉部10の長さ方向に向け,開口断面形状における短手方向を薄肉部10の幅方向に向けた状態で設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, each through-
各貫通孔11の内部には,挿入材としての棒体12がそれぞれ備えられている。各棒体12は,貫通孔11の内部空間とほぼ同じ大きさ及び形状をなす略直方体状をなし,棒体12が貫通孔11に挿入されることにより,貫通孔11が閉塞されるようになっている。各棒体12は,薄肉部10の厚さとほぼ同じ長さを有しているので,貫通孔11に挿入された状態では,棒体12の各平面10a,10b側の両端部12a,12bは,各平面10a,10bとそれぞれほぼ同じ平面上に配置されるようになっている。棒体12の材料は,例えばポリエチレン等の樹脂等である。また,棒体12は,熱により溶けて軟化し始める温度(軟化点)がプロテクタ5よりも低い熱可塑性樹脂であることが好ましい。そうすれば,後に詳細に説明する電極1に対するプロテクタ5及び棒体12の取り付け工程において,電極1を加熱したとき,プロテクタ5を軟化させずに棒体12を軟化させることができ,棒体12をプロテクタ5や薄肉部10に対して強固に接合させることができる。
Each through-
図1に示すように,プロテクタ5は,縁部2c,2dに沿った真っ直ぐな細長い形状をなし,図2及び図3に示すように,略コの字状の断面形状を有しており,プロテクタ5の内面によって,薄肉部10の外面全体を覆うことができる。即ち,各プロテクタ5は,薄肉部10の平面10aを覆う薄板状の被覆部5a,平面10bを覆う薄板状の被覆部5b,及び,端面2eを覆う薄板状の被覆部5cを有している。プロテクタ5の材料は,絶縁性を有するもの,例えばポリエチレン等の熱可塑性樹脂であり,被覆部5a,5b,5cは樹脂によって一体的に成型されている。なお,被覆部5aの厚さと被覆部5bの厚さは,平面10aと表面2aとの間の段差,平面10bと裏面2bとの間の段差の大きさとほぼ同じ値になっており,プロテクタ5を薄肉部10に取り付けたとき,被覆部5aの外面と被覆部5bの外面が,表面2a,裏面2bとそれぞれ連続した平面になるように形成されている。
As shown in FIG. 1, the
プロテクタ5の内面と薄肉部10の外面との間,及び,プロテクタ5の内面と各薄肉部10の外面との間には,接着シート20がそれぞれ備えられる。接着シート20は,例えばポリオレフィン等の熱溶着シートであり,加熱により溶融して,プロテクタ5,薄肉部10,棒体12等に対して溶着可能な状態になる。
また,接着シート20は,カソード板2の表面2a側においては,被覆部5aの内面と平面10aとを溶着させるとともに,被覆部5aの内面と各棒体12の端部12aの平面とを溶着させ,裏面2b側においては,被覆部5bの内面と平面10bとを溶着させるとともに,被覆部5bの内面と各棒体12の端部12bの平面とを溶着させる。
The
プロテクタ5は,接着シート20を介して被覆部5a,5bが平面10a,10bに沿ってそれぞれ接着させられ,かつ,被覆部5aと被覆部5bとが,各貫通孔11内に設けられた棒体12を介して複数箇所,例えば5箇所において互いに接合された状態で,薄肉部10に固定され,カソード板2の縁部2c又は縁部2dに沿って取り付けられる。このように,プロテクタ5と棒体12の両端部12a,12bとが,カソード板2の表面2a側及び裏面2b側において互いに接合されることにより,プロテクタ5がカソード板2の縁部2c,2dに対して強固に固定されるようになっている。特に,棒体12がプロテクタ5の長さ方向において複数箇所に分散させて設けられ,被覆部5aと被覆部5bとが,長さ方向において複数箇所にて接合させられることにより,プロテクタ5の反り等の変形や剥離を,プロテクタ5の長さ方向に渡って効果的に防止できる。
In the
図4及び図5は,カソード板2の縁部2c,2dにプロテクタ5を取り付ける際に使用されるプロテクタ保持用冶具30を示している。図4に示すように,プロテクタ保持用冶具30は,冶具本体31及び複数のボルト32を備え,さらに図5に示すように,プロテクタ5に当接させられる当接部材33,及び,ボルト32の先端部と当接部材33との間に備えられる弾性部材34を備えている。
4 and 5 show a
冶具本体31は,例えば略コの字状の横断面形状を有する細長い形状に形成されており,カソード板2の表面2a側,裏面2b側,端面2e側にそれぞれ配置される側壁部31a,31b,31cを有し,側壁部31a,31bの間に,プロテクタ5が挿入させられるスリット状の空間が形成されている。側壁部31aは,縁部2c(2b)に取り付けられたプロテクタ5の被覆部5aの外面に沿って当接させられる。側壁部31bは,縁部2c(2b)に取り付けられたプロテクタ5の被覆部5bの外面からは離隔させられた状態で,被覆部5bの外面に沿って近接させて配置させられる。また,側壁部31bには,ボルト32を螺合させる雌ネジ溝を有するネジ穴43が,複数個設けられている。ネジ穴43は,側壁部31bの長さ方向において所定間隔を空けて並べて備えられている。側壁部31cは,被覆部5cの外面に沿って当接させられる。
The
各ボルト32は,頭部46及び雄ネジ溝が形成されたネジ部47を備えており,頭部46が側壁部31bの外側に配置され,ネジ穴43の内周面に形成された雌ネジ溝にネジ部47が螺合され,ネジ部47の先端部が側壁部31bの内側の溝に突出した状態で備えられる。頭部46と側壁部31bの外面との間には,ワッシャー(座金)48が備えられる。
Each
当接部材33は略平板状をなし,冶具本体31の内側において,プロテクタ5の被覆部5bの外面に沿って当接させられる。
The abutting
弾性部材34は,例えば略円環状に形成されたスプリングワッシャーであり,冶具本体31の内側において,各ネジ穴43の開口及び各ボルト32の先端部の周囲を囲むようにそれぞれ配置される。また,図5に示すように,プロテクタ保持用冶具30がプロテクタ5に取り付けられたとき,側壁部31bの内面と当接部材33の側面との間に挟まれるようにして備えられ,両側から圧縮されることにより,当接部材33に対して弾性力を与える。当接部材33は,複数の弾性部材34から弾性力が与えられることにより,プロテクタ5の被覆部5bに対して押し付けられる。なお,弾性部材34はスプリングワッシャーに限定されるものではなく,例えば皿バネ等であっても良い。
The
以上のように構成されたプロテクタ保持用冶具30を用いてプロテクタ5及び棒体12を電極1に取り付ける際は,先ず,未だプロテクタ5及び棒体12が取り付けられていない電極1において,カソード板2の縁部2cに形成された各貫通孔11内に,棒体12をそれぞれ挿入させる(図3参照)。棒体12は,貫通孔11の表面2a側又は裏面2b側の開口から押し入れることができる。その後,接着シート20を縁部2cの薄肉部10に被せる。このとき,棒体12の端部12a,12bも接着シート20に覆われる。接着シート20を取り付けたら,プロテクタ5を接着シート20の外側から縁部2cの薄肉部10に被せるようにして取り付ける。即ち,プロテクタ5の内面と薄肉部10の外面との間に接着シート20が挟まれた状態にする。
When the
こうして,カソード板2の縁部2cに対して棒体12,接着シート20及びプロテクタ5を取り付けたら,次に,プロテクタ保持用冶具30を取り付けて,棒体12,接着シート20及びプロテクタ5が保持されるようにする。プロテクタ保持用冶具30をカソード板2に取り付ける際は,先ず,図5に示すように,薄肉部10に備えられたプロテクタ5に対し,当接部材33を被覆部5bの外面に沿って備え,かかるプロテクタ5及び当接部材33に対して,冶具本体31を被せるように備え,側壁部31a,31bの間の溝にプロテクタ5及び当接部材33を挿入させる。即ち,プロテクタ5の被覆部5aに沿って側壁部31aを近接させ,当接部材33の外側には側壁部31bを近接させた状態にする。側壁部31bと当接部材33との間には弾性部材34を配置させる。
Thus, after the
その後,各ネジ穴43内に備えたボルト32のネジ部47をそれぞれ締め付ける。すると,ボルト32の先端部が当接部材33に当接させられ,当接部材33はボルト32によって内側に向かって押され,プロテクタ5の被覆部5bは,当接部材33によって薄肉部10に対して押さえ付けられる。プロテクタ5は,側壁部31aと当接部材33によって表面2a側及び裏面2b側から挟まれて保持された状態になり,冶具本体31はプロテクタ5を挿入させた状態でカソード板2に固定される。各ボルト32の先端部から受ける押圧力と,側壁部31bと当接部材33との間に挟まれて圧縮させられた各弾性部材34の弾性力とによって,当接部材33はプロテクタ5に対して確実に押え付けられる。
Thereafter, the
同様にして,カソード板2の縁部2dに対しても,棒体12,接着シート20及びプロテクタ5を取り付けた後,プロテクタ保持用冶具30を取り付けて保持させる。こうして図6に示すように,縁部2c,2dにプロテクタ5,プロテクタ保持用冶具30をそれぞれ取り付けた状態にしたら,かかる状態の電極1を図示しない加熱炉等に搬入して,熱風の供給等によって加熱する。
Similarly, after attaching the
電極1が加熱されることにより,各プロテクタ5と各薄肉部10との間に挟まれた接着シート20は,それぞれ溶融状態になる。また,各貫通孔11に入れられた棒体12がそれぞれ軟化する。接着シート20は,プロテクタ5の内面及び薄肉部10に対してそれぞれ隙間無く密着した状態になる。また,棒体12は貫通孔11の内面形状に合うように変形可能になり,棒体12の外面(軟化面)は,貫通孔11の内面に対して隙間無く密着させられる。なお,加熱温度は,接着シート20の融点及び棒体12の軟化点以上であって,プロテクタ5の軟化点より低い温度に調節すれば良い。そうすれば,プロテクタ5を過大に変形させることなく,接着シート20の溶融と棒体12の軟化を確実に行うことができる。
When the
また,棒体12を軟化させる際は,棒体12に外気(酸素)が接触することを避けることが好ましい。そうすれば,棒体12の外面に酸化膜(棒体12がポリエチレンである場合はポリエチレンの酸化膜)が形成されることを防止できる。即ち,酸化膜によって棒体12の接合が阻害されることを防止でき,棒体12と接着シート20の密着性,及び,棒体12と貫通孔11の内面との密着性がさらに良好になり,棒体12を薄肉部10やプロテクタ5の表面側(被覆部5a)と裏面側(被覆部5b)に対して確実に互いに接合させることができる。そのため,熱膨張によるプロテクタの剥離等を防ぎ,長寿命化させることが可能となる。
Further, when the
加熱後,電極1を加熱炉から搬出し,電極1の温度が十分に降温するまで放置する。すると,各接着シート20及び各棒体12が冷却されて固化する。各接着シート20は,各プロテクタ5,薄肉部10,棒体12の両端部12a,12bに対して隙間無く密着した状態で固化して接着される。これにより,プロテクタ5の内面と薄肉部10の外面とが,接着シート20を介してそれぞれ隙間無く接合される。また,プロテクタ5の内面と各棒体12の両端部12a,12bとが,接着シート20を介してそれぞれ隙間無く接合される。即ち,プロテクタ5の被覆部5aと被覆部5bとが,各貫通孔11内に通された棒体12を介して互いに接合される。また,棒体12は,外面全体が貫通孔11の内面に密着した状態で固化して接合される。このように,棒体12を軟化させた後に固化させることで,棒体12の外面と貫通孔11の内面との間の密着性を高くすることができ,棒体12を薄肉部10に対して強固に接合させることができる。
After heating, the
以上のようにして,各プロテクタ5と薄肉部10又は各棒体12とが,接着シート20の溶融及び固化によって溶着させられる間,各プロテクタ5は,プロテクタ保持用冶具30によって挟まれて確実に保持されている。従って,プロテクタ5,接着シート20,棒体12が薄肉部10からずれることを確実に防止でき,プロテクタ5を正確な位置に取り付けることができる。また,各プロテクタ5を薄肉部10の平面10a,10b及び棒体12の両端部12a,12bに対して表面2a側及び裏面2b側から押さえ付けるようにして保持することで,接着シート20が加圧され,溶着が確実に行われる。
As described above, while the
このようにしてプロテクタ5を取り付けた電極1を用いて電解製錬を行う際は,カソード板2が電解槽内の電解液中に浸漬させられた状態で,ヘッドバー3が保持される。そして,ヘッドバー3に電源が接続され,ヘッドバー3を介してカソード板2が電源に対して接続される。また,カソード板2と同一の電解液に浸漬させられた粗製の金属板であるアノード板が電源に対して接続され,通電されることにより,カソード板2の表面2a及び裏面2bに,純度が高い金属が電着させられる。電極1においては,絶縁体からなるプロテクタ5には金属が電着せず,プロテクタ5より内側において露出させられた導電性を有する表面2a及び裏面2bにのみ金属が電着する。電着金属を回収するときは,電着金属剥ぎ取り用の刃等の剥離用具を,電着金属の層と表面2a又は裏面2bとの間に,プロテクタ5側から挿入することで,電着金属を容易に剥離させることができる。電着金属が剥離された後の電極1は,再び電解製錬に使用することができる。
Thus, when performing electrolytic smelting using the
なお,電極1を電解製錬に複数回使用した後,プロテクタ5や棒体12を交換するときなどに,カソード板2から取り外す場合は,再び電極1を加熱炉等によって加熱し,接着シート20を溶融状態にさせれば良い。これにより,接着シート20の接着力が弱められ,各プロテクタ5の内面と各薄肉部10の外面とが分離可能な状態に,また,各プロテクタ5の内面と各棒体12の両端部12a,12bとが分離可能な状態になる。接着シート20を溶融させたら,プロテクタ5及び接着シート20を薄肉部10から剥離させ,棒体12を貫通孔11から抜き出す。その後,新たな棒体12,接着シート20,プロテクタ5を取り付ければ良い。このように,プロテクタ5や棒体12の脱着作業や交換作業は,簡単に行うことができ,作業効率が良い。
When the
かかる電極1によれば,各プロテクタ5において,カソード板2の縁部2c(2d)の表面2a側を覆う被覆部5aと,縁部2c(2d)の裏面2b側を覆う被覆部5bとが,棒体12を介して互いに接合されている構成としたことにより,プロテクタ5を補強することができ,プロテクタ5がカソード板2から外れたり,変形したりすることを効果的に防止できる。特に,プロテクタ5と薄肉部10を隙間なく接着させた場合,プロテクタ5と薄肉部10の熱膨張率が互いに異なると,電解製錬の際に電極1が加熱された際に,プロテクタ5には薄肉部10から剥がれようとする力が発生するが,プロテクタ5の被覆部5a,5bが棒体12によって互いに接合されていることにより,被覆部5a,5bが薄肉部10から離隔することを防止できる。即ち,プロテクタ5の熱変形を抑制することで,プロテクタ5の剥離を効果的に防止できる。また,電極1を電解製錬に繰り返し使用したり,電着金属をカソード板2から剥離させる際にプロテクタに剥離用具が当たったりしても,プロテクタ5が剥がれにくいので,プロテクタ5を付け直したり交換したりする補修作業等の頻度を少なくできる。従って,プロテクタ5や接着シート20に要するコストを削減できる。さらに,プロテクタ5の寿命(プロテクタ5の補修作業をせずに使用できる期間)を,カソード板2の寿命よりも延命させることも可能である。即ち,カソード板2を電解製錬に繰り返し使用する間,プロテクタ5の補修作業を全く行わずに,最初に取り付けられたプロテクタ5をカソード板2の寿命が尽きる最後まで使用することもできる。この場合,プロテクタ5の補修作業に要する人件費等のコストや手間が完全に不要になり,カソード板2を効率的に使用でき,これにより,電解製錬工程全体の生産効率を大幅に向上させることができる。
According to the
また,被覆部5a,5bを棒体12によって接合させることで,プロテクタ5の内面と薄肉部10の外面とが接着する面積が少なくても,プロテクタ5が補強され,プロテクタ5の接着力を向上させることができる。即ち,プロテクタ5や薄肉部10の幅を大きくしたり,電着金属が電着する面積(表面2a,裏面2bの表面積)を減少させたりすることなく,プロテクタ5の接着力を向上させ,プロテクタ5が電極1から剥がれにくい構造にすることができる。プロテクタ5や薄肉部10の幅を小さくし,電着金属が電着する面積を大きく確保することで,電解効率を向上させ,電解製錬における金属の生産性を増大させることができる。プロテクタ5と薄肉部10の幅を小さくすることで,従来よりも電解製錬の生産効率を1%以上向上させることができる。また,従来使用されている電極1の薄肉部10については,貫通孔11を形成する加工を施して,軟化点が低い棒体12を備えるだけで,プロテクタ5の接着力を簡単かつ確実に向上させることができ,改良に要する費用も少なく,経済的である。
Further, by joining the covering
以上,本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において,各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes and modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
例えば,以上の実施形態では,棒体12が貫通孔11に挿入された状態において,棒体12の両端部12a,12bは,薄肉部10の平面10a,10bとそれぞれほぼ同じ平面上に配置されるとしたが,図7に示すように,棒体12の端部12a(12b)は平面10a(10b)より僅かに外側に突出するようにしても良い。この場合も,端部12a,12bがプロテクタ5に対して圧着され,接合を強固にすることができる。なお,棒体12の端部12a(12b)をあまり大きく突出させすぎると,プロテクタ5の被覆部5a,5bが端部12a(12b)によって外側に押され,被覆部5a,5bの外面が盛り上がりすぎてしまうおそれがある。この場合,電着金属をカソード板2から剥離させる際,電着金属の層と表面2a,裏面2bとの間に,被覆部5a,5b側から刃等の剥離用具を挿入させるとき,被覆部5a,5bの隆起に剥離用具が引っかかりやすくなり,プロテクタ5が剥離させられてしまう危険が高くなる。そのため,端部12a(12b)の突出長さ(端部12a(12b)と平面10a(10b)との間の幅)は,適度な大きさに抑えることが好ましく,例えば2mm以下程度にすると良い。
For example, in the above embodiment, in a state where the
また,例えば図8に示すように,棒体12の端部12a,12bが挿入させられる挿入穴60をプロテクタ5に設けても良い。図示の例では,挿入穴60は,各被覆部5a,5bにおいて,被覆部5a,5bの内面と外面との間で貫通するように形成されており,棒体12の断面形状とほぼ同じ略長方形状の開口断面形状を有している。各挿入穴60は,薄肉部10に設けられた各貫通孔11に対してそれぞれ一つずつ対応する位置に設けられており,プロテクタ5を薄肉部10に取り付けたとき,表面2a側及び裏面側2bにおいて各貫通孔11の端部開口とそれぞれ連通するようになっている。かかる構成において,貫通孔11に棒体12が備えられた際,棒体12の両端部12a,12bは,平面10a,10bより外側に突出させられ,薄肉部10に備えられたプロテクタ5の各被覆部5a,5bの挿入穴60にそれぞれ挿入させられる。そして,両端部12a,12bの外面が挿入穴60の内面に対して接合されるようになっている。このように,棒体12の端部12a,12bをプロテクタ5の中に挿入させた状態で接合させるようにしても,プロテクタ5と棒体12とを強固に接合させることができる。
For example, as shown in FIG. 8, the
棒体12は,その表面が軟化及び固化することによりプロテクタ5や薄肉部10に対して接合されるものとしたが,例えば接着シートや接着剤等の接合力によって,プロテクタ5や貫通孔11に接合される構成としても良い。
The
以上の実施形態では,挿入材は予め略直方体状に成型された棒体12とし,貫通孔11の表面2a側又は裏面2b側の開口から挿入して装着するものを例示したが,挿入材の態様はかかるものに限定されない。例えば,貫通孔11に流体状の樹脂を流し入れて固化させることにより,挿入材を貫通孔11に充填するようにして形成しても良い。
In the above embodiment, the insertion material is the
以上の実施形態では,貫通孔11,棒体12は,各縁部2c,2dの両端部,各縁部2c,2dの中央部,及び,各縁部2c,2dの両端部と中央部との間において該中央部よりも両端部に近い位置に,それぞれ1個ずつ設けられているとしたが,貫通孔11や棒体12の配置は,かかる形態には限定されない。例えば,貫通孔11,棒体12を縁部2c,2dの長さ方向において等間隔を空けて並べるようにしても良い。また,貫通孔11の個数や棒体12の個数も,実施の形態に示した5個には限定されない。即ち,縁部2c,2dに対向する被覆部5a,5bの内面において棒体12が接合される部分の数は,1又は2以上の任意の個数にすることができる。棒体12の個数が4個以上あれば,即ち,被覆部5a,5bが4箇所以上で接合されていれば,縁部2c(2d)とプロテクタ5との接着力を特に効果的に向上させることができる。棒体12の個数,即ち,被覆部5a,5bが接合されている部分は多いほど,プロテクタ5は強く補強され,縁部2c(2d)とプロテクタ5との接着力が向上する。しかし,貫通孔11の個数があまり多すぎると,縁部2c(2d)の強度が低下しすぎるおそれがある。また,貫通孔11を開口させる際の作業や加工費が増加する懸念がある。さらに,プロテクタ5や棒体12を縁部2c(2d)に対して取り付けたり外したりする際に,棒体12を各貫通孔11に対して挿入出させる作業が面倒で,時間がかかる問題も発生する。そのため,貫通孔11は適度な個数にすることが好ましく,例えば9個以下程度にすれば,縁部2c(2d)の強度を確保し,貫通孔11の加工費等を抑えながらも,プロテクタ5との接着力を効果的に増強させることができる。
In the above embodiment, the through-
例えば7個の貫通孔11を設ける場合は,図9に示すように,各縁部2c,2dの両端部,及び,各縁部2c,2dの中央部に貫通孔11をそれぞれ1個ずつ設け,さらに,各縁部2c,2dの両端部に設けた貫通孔11と中央部の貫通孔11との間に,貫通孔11を2個並べて設けても良い。なお,図示の例では,各縁部2c,2dにおいて上端から2番目〜6番目に位置する5個の貫通孔11は,ほぼ等間隔を空けて配置されている。一方,各縁部2c,2dにおいて,最も上端側に位置する貫通孔11と上端から2番目に位置する貫通孔11との間の間隔は,上端から2番目〜6番目の貫通孔11の間に設けられた間隔よりも狭くなっている。また,上端から6番目に位置する貫通孔11と上端から7番目に(即ち,最も下端側に)位置する貫通孔11との間の間隔は,上端から2番目〜6番目の貫通孔11の間に設けられた間隔よりも狭くなっており,最も上端側に位置する貫通孔11と上端から2番目に位置する貫通孔11との間の間隔と,ほぼ等しくなっている。即ち,各縁部2c,2dにおいて,7個の貫通孔11は,各縁部2c,2dの中央部を中心として対称に配列されている。なお,本発明者らの知見によれば,このように貫通孔11同士の間の間隔(即ち,被覆部5a,5bが棒体12によって接合される部分の間の間隔)を,縁部2c,2dの中央部側よりも上端側又は下端側において狭くすると,貫通孔11同士の間の間隔を総て等間隔にする場合より,プロテクタ5の接着力を向上させることができる(後に説明する実験2参照)。
For example, when seven through
また,プロテクタ5の形状,薄肉部10の形状,貫通孔11の形状,棒体12の形状等も,上記実施形態に示したものには限定されない。例えば貫通孔11は円孔であっても良く,棒体12は丸棒状であっても良い。各貫通孔11の形状や大きさは,互いに異なるものであっても良い。棒体12の形状や大きさも,対応する貫通孔11の形状に合わせたものであれば良く,互いに同一の形状や大きさで無くても良い。なお,貫通孔11を円孔にする場合は,貫通孔11の内周面に雌ネジ溝が形成されたネジ穴としても良い。即ち,棒体12の外周面に雄ネジ溝を形成し,貫通孔11の雌ネジ溝と棒体12の雄ネジ溝とを互いに螺合させた状態で,貫通孔11に棒体12を挿入させるようにしても良い。そうすれば,貫通孔11に対して棒体12をより確実に密着させた状態で棒体12を軟化させることで,棒体12の外面に酸化膜を生じさせること無く,プロテクタ5の被覆部5aと棒体12,被覆部5bと棒体12を互いに強固に接合させることができる。
Further, the shape of the
プロテクタ5の外面,薄肉部10の外面等は,円滑な面とすることで,プロテクタ5と薄肉部10の接着力が得られ好ましいが,プロテクタ5の外面,薄肉部10の外面等は,必ずしも円滑な面で無くても良く,プロテクタ5とカソード2の熱膨張率が異なる場合などは,これらの面に粗面を形成したり,凹凸を形成したりしても良い。この場合,接着シート20の接着性の向上を図ることができ,溶着を好適に行うことができる。即ち,加熱により溶融した接着シート20の成分が粗面や凹凸に侵入し,その状態で固化することで,強固に接着させられるようになる。
The outer surface of the
図10及び図11に示すように,プロテクタ5の内面には,プロテクタ5の内面と薄肉部10の外面との間,貫通孔11の内面と棒体12の外面との間等から空気を集めるための溝100を形成しても良い。図示の例では,溝100は,プロテクタ5の被覆部5cにおいて,被覆部5cの内面から凹状に陥没するように設けられ,また,各貫通孔11及び棒体12に対してそれぞれ一つずつ対応するように,各貫通孔11及び棒体12の近傍に配置されている。かかる構成において,プロテクタ5を薄肉部10に取り付けると,溝100と薄肉部10の端面2eとの間に,空洞101が形成される。このように空洞101が形成されていると,プロテクタ5を薄肉部10に接着させる工程において,プロテクタ5,棒体12を薄肉部10に対して取り付けた状態で加熱したとき,貫通孔11内で棒体12が熱膨張した場合に,貫通孔11内から空気を逃がす余裕を持たせることができる。即ち,貫通孔11の内面と棒体12の外面との間に隙間が形成されていても,その隙間の空気は,熱膨張した棒体12の外面によって貫通孔11から押し出され,平面10aと接着シート20との間,又は,平面10bと接着シート20との間を通って,空洞101内に追い出される。従って,貫通孔11の内面と棒体12の外面とを,隙間無く確実に接合させることができる。これにより,棒体12を貫通孔11に対して強固に接合させることができ,ひいては,プロテクタ5の被覆部5a,5bを薄肉部10に対して強固に接合させることができる。特に,接着シート20が熱により溶融したときや,棒体12が熱により軟化状態になったときなどは,貫通孔11の内面と棒体12の外面との間,平面10aと接着シート20との間,平面10bと接着シート20との間などから空気が逃げやすくなる。また,棒体12を軟化及び固化させてプロテクタ5や薄肉部10に接合させる場合は,棒体12の溶融面の近傍から空気(酸素)を逃がすことで,棒体12の溶融面に酸化膜が形成されることを防止できる。即ち,酸化膜によって棒体12の接合が阻害されることを防止でき,棒体12を薄肉部10やプロテクタ5に対して確実に接合させることができる。
As shown in FIGS. 10 and 11, air is collected on the inner surface of the
さらに,プロテクタ5の内面には,棒体12の端部12aが接合される箇所と溝100との間を連結する連通溝102を設けても良い。図示の例では,連通溝102は,プロテクタ5の被覆部5aにおいて,被覆部5aの内面から凹状に陥没するように,また,被覆部5cの内面に対して略垂直に真っ直ぐ延びるように設けられている。かかるプロテクタ5を薄肉部10に取り付けた状態では,連通溝102と薄肉部10の平面10aとの間に,連通路103が形成される。この連通路103は,端部12aが接合される部分と空洞101とを連通させるように形成される。このようにすると,貫通孔11内の空気が,連通路103を通って空洞101に逃げやすくなる。同様に,棒体12の端部12bが接合される箇所と溝100との間にも,連通溝102を設けても良い。この場合も,空気を円滑に逃がすことができる。
Furthermore, the inner surface of the
なお,プロテクタ5を薄肉部10に接着させる工程において,プロテクタ保持用冶具30等によってプロテクタ5を保持する際は,被覆部5a,5bのみを表面2a側及び裏面2b側から押さえ付けるようにし,被覆部5cに対しては押圧力を加えないようにすることが好ましい。特に溝100の外側からは押圧力を加えないことが好ましい。例えばプロテクタ保持用冶具30を用いて保持する場合は,冶具本体31の内面を被覆部5cの外面に対して接触させず,隙間を空けて備えると良い。このようにすれば,空洞101内が圧迫されず,貫通孔11内の空気が空洞101内に余裕を持って逃げ込むことができる。
In the process of bonding the
(接合面積等の検討)
本発明者らは,薄肉部10や貫通孔11の寸法,プロテクタ5に対する棒体12の接合面積等についての具体例を検討した。図12は,その一例を示している。なお,図12において各構成に対して付されている符号は,上記実施形態の説明において各構成に対して付された符号のいずれかとそれぞれ対応しており,互いに同一の符号が付された構成は,互いに実質的に同一の構成であることを意味している。単位[mm]が付された数字は,寸法を意味している。図12に示すように,カソード板2の厚さは6mmとし,各縁部2c,2dにおける薄肉部10の幅は15mm,長さは1150mm,薄肉部10の厚さは2mmとした。各平面10a,10bの表面積はそれぞれ17250mm2(=15mm×1150mm)である。貫通穴11は直径3mmの円孔とし,薄肉部10の内側の縁から貫通穴11の中心までの距離が7.5mmの位置に形成した。棒体12は直径3mm,高さ2mmの円柱状とした。各端部12a,12bの表面積,即ち,被覆部5a(又は被覆部5b)の内面に対して棒体12が接合されている部分の接合面積(挿入材接合面積)A1は,約7.07mm2である。プロテクタ5の幅は20mm,厚さは6mmとした。なお,被覆部5a,5bの厚さはそれぞれ2mm,被覆部5cの幅は5mm,厚さは6mmである。各被覆部5a,5bの内面の表面積A0は,各平面10a,10bの表面積(17250mm2)と同じである。この表面積A0は,被覆部5a(5b)の内面と平面10a(10b)との接着面積(平面接着面積)A2と,総ての挿入材接合面積A1と,を合計した面積に等しい(A0=A2+A1×(棒体12の個数))。縁部2c側の被覆部5cの外面と縁部2d側の被覆部5cの外面との間の幅は,810mmとした。
(Examination of bonding area, etc.)
The inventors examined specific examples of the dimensions of the
このようなカソード板2において,貫通穴11を4個設け,各貫通孔11内にそれぞれ設けられた棒体12を被覆部5aにそれぞれ接合する場合,即ち,被覆部5aの内面に対して棒体12の端部12aが4箇所において接合される場合,これら4箇所の挿入材接合面積A1を合計した総面積(総挿入材接合面積)At(At=A1×(棒体12の個数)=A1×4)は,約28.3mm2である。また,被覆部5aの内面の表面積A0に対する総挿入材接合面積Atの割合は,約0.16%(=At/A0×100)である。
In such a
また,貫通穴11を9個設けた場合,即ち,被覆部5aの内面に対して棒体12の端部12aが9箇所において接合される場合,これら9箇所の挿入材接合面積A1を合計した総挿入材接合面積Atは約63.6mm2(=A1×9)である。即ち,被覆部5aにおける表面積A0に対する総挿入材接合面積Atの割合は,約0.37%(=At/A0×100)である。
The total if the through-
以上の試算等を鑑みると,被覆部5aの内面における総挿入材接合面積Atは,被覆部5aの内面の表面積A0に対する割合が約0.15%〜3%の範囲になるようにすることが望ましいと考えられる。同様に,裏面側の被覆部5bの内面における総挿入材接合面積Atも,被覆部5bの内面の表面積A0に対する割合が約0.15%〜3%の範囲になるようにすることが望ましいと考えられる。
In view of the above calculations and the like, the total insertion material bonding area A t of the inner surface of the
(実験1)
本実施の形態にかかるプロテクタの接合構造の効果を確認するため,接着力を比較する以下のような実験1を行った。先ず,図13に示すような,略長方形状をなす平板状の金属片70を用意した。各金属片70には,所定の幅と厚さを有する薄肉部71を縁部(図13においては上縁部)に沿って形成した。また,実際に電極に用いられるプロテクタと同様の材質の被覆部材72を2枚用意し,薄肉部71の両側面にそれぞれ取り付けた。各被覆部材72は,薄肉部71とほぼ同じ長さ及び幅を有する細長い略長方形の帯状とした。かかる被覆部材72を,薄肉部71の長手方向において一端部から中間部付近の間の平面71aに沿って接着させ,平面71aから薄肉部71の他端部までの間には接着させないようにして取り付けた。被覆部材72の接合は,以下の4種類の方法によって行い,4種類の試験片T1,T2,T3,T4を作成した。
(Experiment 1)
In order to confirm the effect of the joint structure of the protector according to the present embodiment, the following
(試験片T1)
図14に示すように,薄肉部71に特に加工をせず,薄肉部71の両面に対し,接着シート73を介して被覆部材72をそれぞれ備えた。この状態で,各被覆部材72を外側から押さえて保持し,加熱を行い,接着シート73の溶着によって薄肉部71の両面と各被覆部材72とをそれぞれ接着させ,試験片T1を作成した。
(Specimen T1)
As shown in FIG. 14, the
(試験片T2)
図15に示すように,薄肉部71の平面71aの領域に,略長方形状の貫通孔75を厚さ方向に貫通するように開口させた。貫通孔75は,その長手方向が薄肉部71の長さ方向に沿い,短手方向が薄肉部71の幅方向に沿うように形成した。かかる薄肉部71の両面に対し,図16に示すように,接着シート73を介して被覆部材72を備えた。この状態で,各被覆部材72を外側から押さえて保持し,加熱を行い,接着シート73の溶着によって薄肉部71の両面と各被覆部材72とをそれぞれ接着させ,試験片T2を作成した。なお,この場合,加熱を行ったときに被覆部材72の内面が軟らかくなって変形し,被覆部材72が外側から押されることで,被覆部材72の内面が貫通孔75の表面2a側と裏面2b側の開口に侵入する。そのため,図示のように,被覆部材72の内側が貫通孔75の開口端付近に食い込んだ状態で接合される。
(Specimen T2)
As shown in FIG. 15, a substantially rectangular through
(試験片T3)
図17に示すように,試験片T2と同様に,薄肉部71に貫通孔75を開口させた。また,各被覆部材72には,貫通孔75に連通する挿入穴81を開口させた。そして,薄肉部71の両面に対し,接着シート73を介して被覆部材72を備えるとともに,貫通孔75及び各被覆部材72の挿入穴81,81内を貫通するように,略直方体状の挿入材82を挿入させた。この状態で,各被覆部材72を外側から押さえて保持し,加熱を行い,接着シート73の溶着によって薄肉部71の両面と各被覆部材72とをそれぞれ接着させ,かつ,挿入材82の外面を軟化及び固化させて貫通孔75の内面に接合させ,挿入材82の両端部を軟化及び固化させて各挿入穴81の内面にそれぞれ接合させるようにして,試験片T3を作成した。
(Specimen T3)
As shown in FIG. 17, the through-
(試験片T4)
試験片T2,T3と同様に,薄肉部71に貫通孔75を開口させた。図18に示すように,貫通孔75には,貫通孔75の内部空間とほぼ同じ大きさの略直方体状の挿入材83を挿入させた。そして,薄肉部71の両面に対し,接着シート73を介して被覆部材72を備えた。この状態で,各被覆部材72を外側から押さえて保持し,加熱を行い,接着シート73の溶着によって薄肉部71の両面と各被覆部材72とをそれぞれ接着させ,かつ,挿入材83の外面を軟化及び固化させて貫通孔75の内面に接合させ,挿入材83の両端部を各被覆部材72の内側の平面にそれぞれ接合させるようにして,試験片T4を作成した。
(Specimen T4)
Similar to the test pieces T2 and T3, the through-
以上の試験片T1,T2,T3,T4について,被覆部材72の引張試験を行った。図19に示すように,金属片70を固定して保持させ,各被覆部材72の薄肉部71に接着されていない部分を,被覆部材72の外側から反対側,即ち各薄肉部71に接着されている部分の外側にそれぞれ折り返し,さらに,薄肉部71の端部より外側において,各被覆部材72の折り返した部分の端部を,引張試験機のチャックに保持させた。そして,チャックによって各被覆部材72を薄肉部71の長さ方向に沿った向きに外側へ引っ張ることにより,被覆部材72の引張強度(即ち,薄肉部71に対する接着強度)を測定した。引張速度は50mm/minとした。その結果を表1に示す。
A tensile test of the covering
この実験結果より,試験片T4の構造が最も高い引張強度が得られることが確かめられた。また,試験片T3の構造も,良好な強度が得られた。従って,上記実施形態で説明した構造により,プロテクタの接着力を向上させることが可能であることが確認された。なお,電着金属の剥離の際にプロテクタ5の剥離を防止するためには,引張強度は例えば約500N/cm以上であることが好ましいと考えられる。従って,約500N/cm以上の引張強度が得られる試験片T3,T4の構造が特に優れており,プロテクタ5の剥離を効果的に防止できると考えられる。また,試験片T3のほうが試験片T4よりも引張強度が弱かった原因としては,試験片T3においては,挿入材82の端部が被覆部材72から露出させられ,外気(酸素)に触れやすい状態となっており,挿入材82の外面が加熱により軟化したとき,挿入穴81の内面と挿入材82との間から酸素が侵入して,挿入材82の外面に酸化膜が形成され,接着力が低下したことが考えられる。一方,試験片T4においては,挿入材83の端部は被覆部材72によって覆われているので,外気に触れることはなく,挿入材83の外面に酸化膜が形成されることを防止できる。そのため,接着力の低下を防止できたと考えられる。このように,挿入材を外気(酸素)に触れさせない状態で加熱することで,接着力をさらに向上させることができると考えられる。
From this experimental result, it was confirmed that the test piece T4 has the highest tensile strength. Moreover, the strength of the structure of the test piece T3 was also obtained. Therefore, it was confirmed that the adhesive force of the protector can be improved by the structure described in the above embodiment. In order to prevent the
(実験2)
また,プロテクタの接合方法の効果を確認するため,以下のような実験2を行った。実験2においては,図20,図21及び図22に示すような,互いに異なる位置に貫通孔90を形成した3種類の電極1を試験体E1,E2,E3として用いた。各貫通孔90は互いに同一の大きさの円形とした。
(Experiment 2)
In order to confirm the effect of the protector joining method, the following
(試験体E1)
図20に示すように,薄肉部10の両端部,薄肉部10の中央部,及び,中央部の貫通孔90と両端部の貫通孔90との間の中間部に,貫通孔90をそれぞれ1つずつ配置した。即ち,合計5個の貫通孔90を,所定の等間隔を空けて並べて設けた。そして,各貫通孔90に挿入材を備え,上記実施形態において説明した方法と同様にして,プロテクタ5を接合させた。
(Specimen E1)
As shown in FIG. 20, the through-
(試験体E2)
図21に示すように,薄肉部10の両端部,薄肉部10の中央部,及び,薄肉部10の両端部と中央部との間において該中央部よりも両端部に近い位置に,貫通孔90をそれぞれ1つずつ設け,合計5個の貫通孔90を設けた。即ち,上記実施形態で説明した貫通孔11の配列に相当するものとした。そして,各貫通孔90に挿入材を備え,上記実施形態において説明した方法と同様にして,プロテクタ5を接合させた。
(Specimen E2)
As shown in FIG. 21, the through-holes are located at both ends of the
(試験体E3)
図22に示すように,薄肉部10の両端部,薄肉部10の中央部に,貫通孔90をそれぞれ1つずつ配置した。即ち,合計3個の貫通孔90を,所定の等間隔を空けて並べて設けた。そして,各貫通孔90に挿入材を備え,上記実施形態において説明した方法と同様にして,プロテクタ5を接合させた。
(Specimen E3)
As shown in FIG. 22, one through
以上のような試験体E1,E2,E3を,それぞれ10枚ずつ用意した。これら3種類,合計30枚の試験体E1,E2,E3を電解槽内の電解液中に浸漬させ,約328日間使用した後,プロテクタ5の状態を調べた。そして,プロテクタ5の剥離等の不良が生じた試験体の枚数より,目標期間(カソード板2の平均寿命である2年(約730日))経過後における残存率[%](プロテクタ5が剥離せずに正常に接合されている確率)と,プロテクタ5の平均寿命(残存率が50%以下になる期間)とを,統計的手法により算出した。その結果を表2に示す。
Ten specimens E1, E2, E3 as described above were prepared. These three types, a total of 30 specimens E1, E2, E3, were immersed in the electrolytic solution in the electrolytic cell and used for about 328 days, and then the state of the
実験の結果,残存率,平均寿命共に,試験体E2が最も優れていることが分かった。従って,貫通孔の配置は試験体E2の態様,即ち,隣り合う貫通孔の間の間隔を,薄肉部10の中央部側よりも両端側において狭くする態様が,最も望ましいと考えられる。特に,試験体E2の構造においては,プロテクタ5の平均寿命を4年(約1460日)以上に大幅に延長させることができた。即ち,カソード板2の平均寿命(約730日(約2年))の2倍以上に長くすることができた。また,貫通孔を設けない従来の構造の電極におけるプロテクタ5の平均寿命(約420日)と比較すると,約3.7倍に延長させることができた。なお,従来の構造の電極では,プロテクタ5の平均寿命(約420日)がカソード板2の平均寿命(約730日)の約1/2程度であり,カソード板2が使用できなくなるまでに,少なくとも1回はプロテクタ5の補修作業をする必要があった。これに対し,試験体E2の構造によれば,プロテクタ5の平均寿命がカソード板2の平均寿命より大幅に長いので,プロテクタ5の補修作業を1回も行うことなく,最初に取り付けたプロテクタ5を最後まで使用することも可能であると推測される。
As a result of the experiment, it was found that the specimen E2 was most excellent in both the remaining rate and the average life. Therefore, the arrangement of the through holes is considered to be most preferable in the form of the test body E2, that is, the form in which the interval between the adjacent through holes is narrower on both end sides than on the central part side of the
本発明は,例えば銅,亜鉛等の非鉄金属の電解製錬を行う際に用いられる電極に適用できる。 The present invention can be applied to an electrode used when electrolytic smelting of non-ferrous metals such as copper and zinc.
1 電極
2 カソード板
2a 表面
2b 裏面
2c,2d 縁部
5 プロテクタ
10 薄肉部
11 貫通孔
12 棒体
20 接着シート
30 プロテクタ保持用冶具
DESCRIPTION OF
Claims (8)
電極本体の縁部に,前記電極本体の表面側と裏面側との間で貫通する貫通孔が設けられ,
前記貫通孔内に挿入材が備えられ,
前記電極本体の縁部を覆う被覆部材が設けられ,
前記被覆部材と前記挿入材とが,前記電極本体の表面側及び裏面側において,互いに接合されていることを特徴とする,金属電解製錬用の電極。 An electrode used in metal electrolytic smelting,
A through-hole penetrating between the front side and the back side of the electrode body is provided at the edge of the electrode body,
An insertion material is provided in the through hole,
A covering member covering the edge of the electrode body is provided;
An electrode for metal electrolytic smelting, wherein the covering member and the insert are joined to each other on the front surface side and the back surface side of the electrode body.
前記挿入材の軟化点は,前記被覆部材よりも低いことを特徴とする,請求項1又は2に記載の金属電解製錬用の電極。 The insert and the covering member are made of a thermoplastic resin,
The electrode for metal electrolytic smelting according to claim 1 or 2, wherein the softening point of the insert is lower than that of the covering member.
前記貫通孔は,前記電極本体の縁部の長さ方向において複数個並べて設けられていることを特徴とする,請求項1〜4のいずれかに記載の金属電解製錬用の電極。 The edge of the electrode body is substantially straight,
The electrode for metal electrolytic smelting according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of the through holes are provided side by side in the length direction of the edge of the electrode body.
前記被覆部材は,前記接着シートの溶着によって,前記電極本体の縁部に接着されていることを特徴とする,請求項1〜6のいずれかにに記載の金属電解製錬用の電極。 An adhesive sheet that can be welded to the edge of the covering member and the electrode body is provided between the covering member and the edge of the electrode body,
The electrode for metal electrolytic smelting according to any one of claims 1 to 6, wherein the covering member is bonded to an edge of the electrode body by welding of the adhesive sheet.
前記被覆部の内面に前記挿入材が1又は2以上接合され,
前記被覆部の内面に対して前記各挿入材が接合されている面積の総面積は,前記被覆部の内面の表面積に対する割合が0.15%〜3%であることを特徴とする,請求項1〜7のいずれかに記載の金属電解製錬用の電極。 The covering member includes a covering portion that covers the front side or the back side of the edge of the electrode body,
One or more of the inserts are joined to the inner surface of the covering portion,
The total area of the areas where the respective insertion members are bonded to the inner surface of the covering portion is 0.15% to 3% with respect to the surface area of the inner surface of the covering portion. The electrode for metal electrolytic smelting in any one of 1-7.
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