JP2018128303A - アノード形状測定方法およびアノード搬送設備 - Google Patents

Abstract

【課題】電解槽に装入した状態におけるアノード占有幅および懸垂性を測定できるアノード形状測定方法およびかかるアノード形状測定方法を採用したアノード搬送設備を提供する。【解決手段】胴体部ＡＢと胴体部ＡＢの上部に設けられた一対の肩部ＡＳ，ＡＳを有するアノードＡの形状を測定する方法であって、一対の肩部ＡＳ，ＡＳを保持されて吊り下げられた状態のアノードＡの表面と対向するように配置された距離測定部１０によってアノードの表面までの距離を複数点で測定し、アノードＡの一対の肩部ＡＳ，ＡＳの表面までの距離と、アノードＡの胴体部ＡＢの表面における一点または複数点までの距離とを比較して、アノードＡの占有幅および／または懸垂性を評価する。アノードＡの占有幅および／または懸垂性を評価するので、電解槽に装入した状態におけるアノードＡとカソードの距離を調整しやすくなる。【選択図】図１

Description

本発明は、アノード形状測定方法およびアノード搬送設備に関する。さらに詳しくは、銅電解工程や鉛電解工程で使用されるアノードの懸垂性と占有幅を測定するアノード形状測定方法および、かかるアノード形状測定方法を採用したアノード搬送設備に関する。

高純度の金属を製造する方法として、電解製錬がある。この電解製錬では、電解液を満たした電解槽中にアノード（純度の低い目的金属からなる電極、または、電解液に溶出しない電極）とカソードを交互に浸漬して通電することにより、カソードにおける電解液に浸漬された表面上に高純度の金属を電着させて製品を製造している。

電解製錬の通電工程では大量の電力を消費することから、電解製錬の生産効率を向上するために、消費電力を低減することが求められている。アノードとカソードは間隔を空けた状態で電解槽に装入されるが、消費電力は両者間の距離の影響を受ける。例えば、アノードとカソードの距離が大きくなりすぎた場合には、電解液の電気抵抗が大きくなり、電着に大きな電力が必要になる。一方、アノードとカソードの距離が小さくなりすぎた場合には、消費電力は小さくできるものの、カソードへの電着が進むと、電着した金属の一部がアノードと接触してしまう場合がある。かかる接触が生じれば、アノードからカソードに直接電流が流れてしまうので、電力が空費される。したがって、アノードとカソードの距離を適切に調整する必要がある。

電解製錬に使用するアノードは鋳造で製造されるが、鋳造の際にアノードに歪や曲がり等が生じており、その厚みも均一ではなく各アノード毎に若干の差がある。したがって、アノードとカソードの距離を適切に調整するためには、アノードの形状を定量的に把握する必要がある。現状では、アノードの形状を定量的に把握するために、アノードの歪と厚みを測定することが一般的に行われている。

例えば、特許文献１には、距離センサーを使用してアノードの歪と厚みを測定する方法が開示されている。

具体的には、アノードの歪を以下の方法で求めている。
肩部で吊り下げられた状態にある搬送中のアノードの表面と対向する距離センサー群（距離センサ群）を設ける。そして、距離センサ群によってアノードの胴体部表面までの距離９点と肩部表面までの距離２点を測定する。そして、得られた測定値のうち、肩部表面までの距離２点と胴体部表面までの距離１点の３点を基準として仮想平面（基準平面）を算出し、この基準平面と他の測定値からアノードの歪を求めている。

一方、アノードの厚さとしては、アノードの質量を測定して、質量をアノードの投影面積と密度とで割った値を用いることができる

また、特許文献１に記載しているように距離センサ群によってアノードの胴体部表面までの距離を測定する場合には、以下の方法でアノードの厚さ求めることもできる。
上述した距離センサ群（表面側距離センサー群）に対してアノードを挟む位置に距離センサー群（裏面側距離センサー群）を設け、表面側距離センサー群と裏面側距離センサー群との距離を一定にしておく。そして、表面側距離センサー群から裏面側距離センサー群までの距離から、表面側距離センサー群が測定した距離および裏面側距離センサー群が測定した距離を引くことによってアノードの厚さが得られる。

特開２００２−２３６０１７号公報

しかるに、アノードを電解槽に装入した状態において、アノードとカソードの距離を調整するには、アノードが持つ厚み以上にアノードの占有幅が重要となる。

占有幅とは、アノードを電解槽に吊り下げる際に必要となる領域（幅）を意味しており、電解槽中に浸漬されている胴体部だけでなく、肩部も含めたアノード全体で評価される。アノードは電気を供給する電極（ブスバー）に肩部が保持された状態で懸垂されているので、アノードの肩部の中心線と胴体部の中心線との間でズレが生じると占有幅が増加する。したがって、肩部が電極に保持された状態における占有幅が適切に把握できなければ、隣接するアノード間においてカソードを挿入する位置の最適化ができない。すると、カソードの電着面とアノードの表面との面間距離が不均一になってしまい、カソードの片面でのショートや付着した電気銅の外観の悪化が生じる場合がある。

しかし、特許文献１の方法では、アノードの胴体部の歪を得ることができてもアノードの肩部と胴体部の位置関係を把握することはできないので、肩部の中心線と胴体部の中心線との間でズレが生じた際に発生する占有幅の増加を評価することができない。

また、アノードを電解槽に装入した際には、アノードの歪や厚さに加えて、占有幅にも影響を与える懸垂時の振れ、すなわち懸垂性がアノードとカソードの距離を適切に調整するために重要である。しかし、従来測定されているアノード歪は、肩部でアノードを吊り下げた際に基準平面が鉛直から傾いている場合には、懸垂性の評価に用いることができない。

従来、アノードの懸垂性を把握する方法として、以下の方法が採用されている。
例えば、図６に示すように、アノードプレス後のアノードを搬送設備から抜き出し、別途設けた測定台に移送して、抜き出したアノードを測定台に吊り下げた状態とする。その後、基準となる治具（基準用治具）を測定台に設置してアノードの姿勢を安定させる。アノードの姿勢が安定すると、分銅を備えた糸を治具の基準平面に沿わせて下げて、その糸とアノードの距離を手動で測定すればアノードの懸垂性を把握できる。

しかし、従来の方法では、測定時に糸が振れることによって糸とアノードの距離が変化するので、両者間の距離を正確に測定ができない場合がある。また、手動での測定であるため、定規の押し付け力や視差による測定誤差が大きい。このため、図６に示す方法では、懸垂性を精度よく測定することは難しい。

しかも、アノードを搬送設備から抜き出す作業に時間がかかるし、３枚のアノードの懸垂性を測定するだけでも１時間程度の時間を要するため、限られた枚数のアノードしか測定できない。このため、懸垂性を測定した結果の信頼性を高めることが難しく、アノードの形状について十分に管理することは難しい。

本発明は上記事情に鑑み、電解槽に装入した状態におけるアノード占有幅および懸垂性を測定できるアノード形状測定方法およびかかるアノード形状測定方法を採用したアノード搬送設備を提供することを目的とする。

（アノード形状測定方法）
第１発明のアノード形状測定方法は、胴体部と該胴体部の上部に設けられた一対の肩部を有するアノードの形状を測定する方法であって、前記一対の肩部を保持されて吊り下げられた状態の前記アノードの表面と対向するように配置された距離測定部によって該距離測定部から該アノードの表面までの距離を複数点で測定し、該アノードの一対の肩部の表面までの距離と、該アノードの胴体部の表面における一点または複数点までの距離とを比較して、該アノードの占有幅および／または懸垂性を評価することを特徴とする。
第２発明のアノード形状測定方法は、第１発明において、前記アノードの一対の肩部の表面までの距離の平均値と、該アノードの胴体部の表面における３つの測定点の距離に基づいて得られる基準平面から前記距離測定部までの距離と、の差を算出し、該距離の差と前記アノードの厚さを合わせた長さを占有幅とすることを特徴とする。
第３発明のアノード形状測定方法は、第２発明において、前記基準平面を複数算出し、複数の基準平面のうち、前記距離測定部までの距離が最大となる基準平面を使用して前記占有幅を算出することを特徴とする。
第４発明のアノード形状測定方法は、第１、第２または第３発明において、前記アノードの一対の肩部の表面までの距離の平均値と、該アノードの胴体部の表面における下端部の測定点の距離と、の差に基づいて懸垂性を評価することを特徴とする。
第５発明のアノード形状測定方法は、第４発明において、前記アノードの胴体部下端部において複数の測定点について前記距離測定部までの距離を測定し、該複数の測定点から前記距離測定部までの距離の平均値を該アノードの胴体部の表面における下端部の測定点の距離として使用することを特徴とする。
第６発明のアノード形状測定方法は、第１、第２、第３、第４または第５発明において、前記アノードを搬送するアノード搬送設備内において懸垂状態となっている該アノードを測定することを特徴とする。
（アノード搬送設備）
第７発明のアノード搬送設備は、アノードを搬送する設備であって、アノードプレスによって形状が調整されたアノードを吊り下げた状態で搬送する搬送部と、該搬送部によって吊り下げられている前記アノードの表面までの距離を測定する距離測定部と、該距離測定部の測定結果に基づいて前記アノードの形状を評価する制御部と、を備えており、該制御部は、第１、第２、第３、第４または第５発明のアノード形状測定方法によって前記アノードの形状を評価するものであることを特徴とする。

（アノード形状測定方法）
第１発明によれば、一対の肩部を保持されて吊り下げられた状態におけるアノードの占有幅および／または懸垂性を把握できるので、電解槽に装入した状態におけるアノードとカソードの距離を調整しやすくなる。また、得られたアノードの占有幅および／または懸垂性を使用すれば、電解槽に装入した状態におけるアノードとカソードの距離が適切になるようにアノードの形状を調整できる。
第２発明によれば、肩部と胴体部のズレを考慮して占有幅を推定できる。
第３発明によれば、占有幅を推定する精度を高くすることができる。
第４、第５発明によれば、懸垂性を精度よく評価することができる。
第６発明によれば、アノードを抜き出すことなく、占有幅および／または懸垂性を評価できるので、設備の操業効率を高くできる。
（アノード搬送設備）
第７発明によれば、アノードを抜き出すことなく占有幅および／または懸垂性を評価できるので、設備の操業効率を高くできる。しかも、得られた占有幅および／または懸垂性に基づいてアノードプレスによってアノードの形状を調整できるので、電解槽における電解精製の効率を向上できる。

本実施形態のアノード形状測定方法において使用するアノードＡまでの距離を測定している部分および測定方法の概略説明図である。 アノードＡの占有幅Ｄを説明する概略説明図であり、（Ａ）は占有幅Ｄが大きい状況の概略説明図であり、（Ｂ）は占有幅Ｄが小さい状況の概略説明図である。 （Ａ）はアノードＡの懸垂性を算出する方法の概略説明図である。 本実施形態のアノード搬送設備１の概略説明図である。 複数の基準平面を求めてアノードＡの占有幅Ｄを算出する場合のフローチャートである。 従来のアノードＡの懸垂性を測定する装置の概略説明図である。

本発明のアノード形状測定方法は、アノードの占有幅および懸垂性を測定できる方法である。

本発明のアノード形状測定方法は、電解製錬による電気銅の製造に使用されるアノードの占有幅および懸垂性を評価するのに適しているが、形状を測定するアノードはかかるアノードに限られない。例えば、電解製錬による電気鉛の製造に使用されるアノードの形状測定に本発明のアノード形状測定方法を使用することができる。電解製錬による電気銅や電気鉛の製造に使用されるアノードのように鋳造により製造されるアノードは凹凸が大きくなる。このようなアノードの形状測定に本発明のアノード形状測定方法を採用すれば、アノードの占有幅および懸垂性を適切に把握でき、得られた結果をアノードの形状の評価に有功に活用できる。

（アノードＡ）
まず、本実施形態のアノード形状測定方法によって測定されるアノードＡの概略を説明する。

図１に示すように、アノードＡは、正面視で略四角形に形成された胴体部ＡＢと、この胴体部ＡＢの上端に設けられた一対の肩部ＡＳ，ＡＳと、を備えている。一対の肩部ＡＳ，ＡＳは、胴体部ＡＢの幅方向の両端部にそれぞれ設けられており、その先端が胴体部ＡＢの側端から突出している。

このため、アノードＡは、一対の肩部ＡＳ，ＡＳを電解槽の電極（ブスバー）に引っ掛けて懸垂された状態とすることができ、その状態で胴体部ＡＢを電解槽中の電解液に浸漬することができる。

アノードＡの大きさはとくに限定されない。例えば、銅電解製錬に使用するアノードＡであれば、電解槽やカソードの大きさに合わせて、胴体部ＡＢは、高さが１０００〜１１００ｍｍ、横幅が約１０００〜１１００ｍｍ、厚さが約２０〜６０ｍｍに形成される。また、各肩部ＡＳは、アノードＡを吊り下げたときに重量を支えることができる大きさであれば特に制限はない。例えば、各肩部ＡＳの長さ、つまり、胴体部ＡＢの幅方向と平行な方向の長さが約１５０〜２５０ｍｍ、幅、つまり、胴体部ＡＢの高さ方向と平行な方向の長さが約５０〜１５０ｍｍ、厚さが約２０〜６０ｍｍに形成される。

（アノード搬送設備１）
つぎに、本実施形態のアノード形状測定方法を採用するアノード搬送設備１について説明する。

（搬送コンベア２〜４）
アノード搬送設備１は、アノードＡを成形するアノードプレスＰから供給されるアノードＡを搬送する設備である。図４において、符号２〜４は、アノードＡを搬送する搬送コンベアを示している。具体的には、搬送コンベア２、４は、アノードＡの一対の肩部ＡＳ，ＡＳを保持した状態（つまりアノードＡを懸垂した状態）で水平方向に搬送するコンベアである。例えば、搬送コンベア２、４は、互いに平行かつ間隔を空けて水平に設けられた一対のチェーンを有しており、一対のチェーンにそれぞれアノードＡの一対の肩部ＡＳ，ＡＳを引っ掛けた状態でアノードＡを懸垂したまま水平に搬送できるようになっている。なお、搬送コンベア２、４は、アノードＡを懸垂した状態で水平方向に搬送できるものであればよく、その構造はとくに限定されない。ここでいう水平方向には、水平の状態と、水平に対して若干傾斜している状態の両方を含んでいる。

図４に示すように、搬送コンベア２、４はその上面の高さが段違いになっており、搬送コンベア２よりも搬送コンベア４の方が高くなっている。この搬送コンベア２、４間には、搬送コンベア２から搬送コンベア４にアノードＡを移載する搬送コンベア３が設けられている。この搬送コンベア３もアノードＡを懸垂した状態で搬送するコンベアであるが、搬送コンベア２，４と異なり、鉛直方向にアノードＡを搬送するコンベアである。

例えば、搬送コンベア３は、互いに平行かつ間隔を空けて鉛直に設けられた一対のチェーンを有しており、このチェーンに所定の間隔で爪などのアノードＡの肩部ＡＳ，ＡＳを引っ掛ける部材が設けられている。したがって、一対のチェーンの爪などにそれぞれアノードＡの一対の肩部ＡＳ，ＡＳを引っ掛けた状態とすれば、アノードＡを懸垂したまま鉛直上方に搬送できる。つまり、搬送コンベア２から搬送コンベア４までアノードＡを搬送することができる。

なお、搬送コンベア３は、アノードＡを懸垂した状態で鉛直方向に搬送できるものであればよく、その構造はとくに限定されない。ここでいう鉛直方向には、鉛直の状態と、鉛直に対して傾斜している状態とを含んでいる。

以上のように、アノード搬送設備１は、３つの搬送コンベアを用いて、縦、横、高さの３方向にアノードＡを移動させて、アノードＡを任意の場所へ搬送できる。なお、アノードＡを搬送する場所によっては、３つの搬送コンベアを使用せず、１つまたは２つの搬送コンベアでも搬送が可能である。例えば、アノードＡの供給元と搬送先が同じ高さであれば、高さ方向に移動させる搬送コンベアを使用しなくてもよいし、アノードＡの供給元と搬送先が一直線上に並んでいれば、１つの搬送コンベアだけでもアノードＡを供給元から搬送先に移動させることができる。

（距離測定部１０）
図４に示すように、搬送コンベア３の近傍には距離測定部１０が設けられている。具体的には、搬送コンベア３によって運ばれるアノードＡの表面と対向するように、距離測定部１０が設けられている。

（距離測定部１０）
距離測定部１０は、距離測定部１０から搬送コンベア３によって懸垂されている状態のアノードＡの表面までの距離を測定するものである。この距離測定部１０は、１１個の距離センサ１１ａ〜ｋを備えており、各距離センサ１１ａ〜ｋによってアノードＡの表面における対応する位置（以下測定点という）までの距離を測定している。具体的には、図１に示すように、１１個の距離センサ１１ａ〜ｋのうち、距離センサ１１ｊ,１１ｋがアノードＡの一対の肩部ＡＳ，ＡＳの基端部の測定点２点（Ｐ１０、Ｐ１１）までの距離を測定している。また、距離センサ１１ａ〜ｉが、アノードＡの胴体部ＡＢの測定点９点、下段３列（Ｐ１〜Ｐ３）、中段３列（Ｐ４〜Ｐ６）、上段３列（Ｐ７〜Ｐ９）を測定している。距離センサ１１ａ〜ｉは、搬送コンベア３によってアノードＡが懸垂されている状態で各段の測定点が水平に並ぶように設けられている。しかも、距離センサ１１ａ〜ｉは、以下の３条件を満たすように配設されている。

１）各段の真ん中の測定点（Ｐ２、Ｐ５、Ｐ８）がアノードＡの胴体部ＡＢの幅方向の中央部となる。
２）各段の隣接する測定点間の距離が同じになる。
３）上下方向に並ぶ測定点が、鉛直方向に沿って一列に並ぶようになっている。

なお、各距離センサ１１ａ〜ｋは、搬送コンベア３によって懸垂されている状態のアノードＡの表面までの距離が約５０〜１５０ｍｍ程度となるように配置することが望ましい。距離が長すぎても短がすぎても、後述する占有幅や懸垂性を算出する精度が低下する。

また、同じ段の測定位置間の距離はほぼ同じになるように配設されているが、測定位置間の距離はとくに限定されない。例えば、アノードＡが上述した大きさであれば、測定位置間の距離は３５０〜５００ｍｍ程度が望ましい。

また、各段を測定する高さ、つまり、アノードＡの下端からの距離はとくに限定されない。例えば、アノードＡが上述した大きさであれば、下段の測定位置は、後述する懸垂性の精度を高くする上では、アノードＡの下端から５０〜１５０ｍｍ程度が望ましい。また、上段の測定位置はアノードＡの下端から９００〜１０００ｍｍ程度、中段の測定位置はアノードＡの下端から４７５〜５７５ｍｍ程度が望ましい。そして、上下に隣接する測定位置間の距離もとくに限定されないが、測定位置同士を互いに離した方がアノードＡの概略形状を把握しやすいので、上段の測定位置と中段の測定位置との間の距離と中段の測定位置と下段の測定位置との間の距離は同じ距離であることが望ましい。

また、上述した搬送コンベア３のように、アノードＡが鉛直方向に搬送される場合には、距離測定部１０において鉛直方向に並ぶ距離センサは１つに集約することができる。例えば、アノードＡの胴体部ＡＢを測定する距離センサ１１ｇ，１１ｈ,１１ｉを設けておけば、アノードＡの上昇（または下降）に合わせて間欠的にアノードＡの胴体部ＡＢまでの距離を測定すれば、距離センサ１１ｇだけでも鉛直方向に並ぶ測定点Ｐ１,Ｐ４，Ｐ７における距離を測定することができる。距離センサ１１ｈ,１１ｉについても同様である。

一方、アノードＡが水平方向（アノードＡの幅方向に沿った方向）に搬送される場合には、距離測定部１０において同じ高さに並ぶ距離センサは１つに集約することができる。例えば、アノードＡの胴体部ＡＢを測定する距離センサ１１ａ，１１ｄ,１１ｇを設けておけば、アノードＡの移動に合わせて間欠的にアノードＡの胴体部ＡＢまでの距離を測定すれば、距離センサ１１ｇだけでも鉛直方向に並ぶ測定点Ｐ７,Ｐ８，Ｐ９における距離を測定することができる。距離センサ１１ａ，１１ｄについても同様である。

（制御部１５）
図４に示すように、距離測定部１０は制御部１５に電気的に接続されており、距離測定部１０の測定結果が制御部１５に送信されるようになっている。この制御部１５は、距離測定部１０の測定結果に基づいてアノードＡの形状を評価する機能（形状評価機能）と、アノードプレスＰの作動を制御する機能（形状修正機能）と、を有している。

形状評価機能は、距離測定部１０の測定結果に基づいて、アノードＡの占有幅と懸垂性を算出する機能を有している。形状評価機能がアノードＡの占有幅や懸垂性を評価する方法は後述する。

形状修正機能は、形状評価機能によって算出されたアノードＡの占有幅と懸垂性に基づいて、アノードＡの占有幅と懸垂性が所定の範囲に収まるようにアノードプレスＰの作動を制御する機能である。なお、形状修正機能は、各アノードＡの測定結果に基づいて対応するアノードＡを矯正するようにアノードプレスＰの作動を制御してもよい。また、複数枚のアノードＡの占有幅と懸垂性の平均値を求めて、所定のタイミング（たとえば１０枚毎、１００枚毎、あるいは、搬送されるアノードＡ同士の間隔が広くなったとき等）においてアノードプレスＰの作動を調整するようにしてもよい。

アノード搬送設備１が以上のごとき構成を有しているので、アノードＡを順次搬送すれば、距離測定部１０によって距離測定部１０からアノードＡの各測定点までの距離を測定できる。すると、距離測定部１０から送信されるデータに基づいて制御部１５が各アノードＡについて占有幅と懸垂性を算出し、その結果に基づいてアノードプレスＰの作動を制御するので、アノードＡの占有幅と懸垂性が所定の範囲に収まるようにアノードＡを所定の形状に矯正することができる。

（形状評価機能）
上述した制御部１５の形状評価機能がアノードＡの占有幅と懸垂性を算出する方法を説明する。

まず、距離測定部１０の位置まで搬送コンベア３によってアノードＡが搬送されると、搬送コンベア３によるアノードＡの搬送が停止し、アノードＡは搬送コンベア３によって懸垂された状態で保持される。その状態で、上述した距離測定部１０の距離センサ１１ａ〜ｋによって、距離センサ１１ａ〜ｋからアノードＡの表面の測定点Ｐ１〜Ｐ１１までの距離が測定される。そして、各測定点Ｐ１〜Ｐ１１までの距離の情報が制御部１５に供給されると、形状評価機能によってアノードＡの占有幅と懸垂性が算出される。なお、上述したように、一直線上に並んだ距離センサを１つに集約する場合は、複数回一時停止して距離を測定すればよい。

（占有幅Ｄの算出）
制御部１５の形状評価機能は以下の方法で占有幅Ｄを評価する。

制御部１５の形状評価機能は、距離センサ１１ａ〜ｋが測定した測定点Ｐ１〜Ｐ１１のうち、胴体部ＡＢの９点の測定データＰ１〜Ｐ９から３点を選択する。そして、選択された３つの測定点の距離データを利用して、選択した３つの測定点を含む平面（基準平面ＢＰ）を算出する。距離センサ１１ａ〜ｋは予め位置（座標）が把握できているので、選択された３つの測定点までの距離を測定する距離センサの座標と３つの測定点の距離データとを利用すれば、選択した３つの測定点の座標を算出できる。すると、３つの測定点の座標から、３つの測定点を通過する基準平面ＢＰを算出することができる。

基準平面ＢＰが算出されると、距離測定部１０から基準平面ＢＰまでの距離、具体的には、距離センサ１１ｊ，１１ｋから基準平面までの距離ＬＢを算出する（図２参照）。
一方、距離センサ１１ｊ，１１ｋが測定した測定点Ｐ１０、Ｐ１１までの距離Ｌ１０，Ｌ１１、つまり、距離センサ１１ｊ，１１ｋからアノードＡの一対の肩部ＡＳ，ＡＳの表面までの距離Ｌ１０，Ｌ１１の平均値ＬＡを算出する。

そして、平均値ＬＡから距離ＬＢを引いた差ＬＤを算出し、この差ＬＤにアノードＡの一対の肩部ＡＳ，ＡＳの厚さを加えた値（絶対値）に基づいてアノードＡの占有幅Ｄを評価することができる。例えば、距離ＬＢと平均値ＬＡの差ＬＤは、鋳造中に十分に湯が行き渡り鋳造後に丁寧に取り出したアノードでは０ｍｍが一般的であるが、肩部には湯が入りにくくしかも取り出し時に鋳型に残りやすい。すると、差ＬＤは、正の値や負の値となることもある。差ＬＤが小さければ（例えば０ｍｍ〜３ｍｍ）であればアノードＡの占有幅Ｄは正常であり、差ＬＤが大きければ（例えば０ｍｍ未満や３ｍｍ超え）の場合には、アノードＡを矯正してアノードＡの占有幅Ｄを改善する必要があると評価することができる。

（複数の基準平面）
電解槽に装入したときにおけるアノードＡとカソードとの間におけるショート等を防止する上では、占有幅Ｄは最大値を把握できることが望ましい。占有幅Ｄの最大値を把握する上では、測定点を３つ含む平面を複数算出して、複数の平面のうち、距離測定部１０までの距離が最小となる平面を使用して占有幅Ｄを算出することが望ましい。つまり、制御部１５の形状評価機能が、３つの測定点を種々変更して複数の平面を算出し、複数の平面のうち距離測定部１０までの距離が最も短くなるものを基準平面ＢＰとして、この基準平面ＢＰを用いて占有幅Ｄを算出する機能を有していることが望ましい。

例えば、図５に示すように、まず、測定点Ｐ１〜Ｐ１１の距離が測定されると、距離センサ１１ｊ，１１ｋが測定したアノードＡの一対の肩部ＡＳ，ＡＳの表面までの距離Ｌ１０，Ｌ１１の平均値ＬＡを算出する。
ついで、胴体部ＡＢの９点の測定データＰ１〜Ｐ９から３つの測定点を選択し、この３つの測定点に基づいて平面を算出する。かかる平面の算出を複数実施して、複数の平面を得る。
複数の複数の平面が得られると、その平面から距離センサ１１ｊ，１１ｋまでの距離を算出し、その距離が最も短いものを基準平面ＢＰとして選択する。
基準平面ＢＰが算出されると、基準平面ＢＰから距離センサ１１ｊ，１１ｋまでの距離ＬＢと平均値ＬＡとの差ＬＤを算出する。
そして、この差ＬＤにアノードＡの一対の肩部ＡＳ，ＡＳの厚さを加えれば、占有幅Ｄが算出することができる。

（アノードＡの厚さ）
なお、アノードＡの厚さは、予め記憶された値を使用してもよいし、各アノードＡについて測定してもよい。アノードＡの厚さを測定する方法はとくに限定されない。例えば、
表裏両面に距離センサ（レーザー距離計や超音波距離計など）を設置して各距離センサの測定値の差をアノードＡの厚さとして用いるほか、ノギス等を使用して測定することができる。アノードＡの質量を測定して、質量をアノードＡの投影面積と密度とで割った値をアノードＡの厚さとすることもできる。

（懸垂性の算出）
制御部１５の形状評価機能は以下の方法で懸垂性を評価する。

形状評価機能は、距離センサ１１ｊ，１１ｋが測定した測定点Ｐ１０、Ｐ１１までの距離Ｌ１０，Ｌ１１、つまり、距離センサ１１ｊ，１１ｋからアノードＡの一対の肩部ＡＳ，ＡＳの表面までの距離Ｌ１０，Ｌ１１の平均値ＬＡを算出する。

また、形状評価機能は、距離センサ１１ａ〜１１ｃが測定した測定点Ｐ１〜Ｐ３までの距離Ｌ１〜Ｌ３の平均値ＬＬを算出する。

平均値ＬＬと平均値ＬＡの差ＬＦを算出すれば、その値（絶対値）に基づいてアノードＡの懸垂性を評価することができる。例えば、平均値ＬＬと平均値ＬＡの差ＬＦの値と予め定められている懸垂性の基準値とを比較して、アノードＡの懸垂性を評価してもよい。例えば、平均値ＬＬと平均値ＬＡの差ＬＦと基準値との差が所定の範囲内（例えば±１０ｍｍ以内）であればアノードＡの懸垂性は正常であり、平均値ＬＬと平均値ＬＡの差ＬＦと基準値との差が±１０ｍｍ超えの場合には、アノードＡを矯正してアノードＡの懸垂性を改善する必要があると評価することができる。

また、懸垂性の評価には、中段の測定点Ｐ４〜Ｐ６の距離Ｌ４〜Ｌ６の平均値と平均値ＬＡの差ＬＧの値を使用して評価してもよいし、上段の測定点Ｐ７〜Ｐ９の距離Ｌ７〜Ｌ９の平均値と平均値ＬＡの差ＬＨの値を使用して評価してもよい。しかし、上述したように、最下段の測定点Ｐ１〜Ｐ３までの距離Ｌ１〜Ｌ３の平均値ＬＬと平均値ＬＡの差ＬＦの値を利用することが望ましい。最下段の測定点Ｐ１〜Ｐ３は、他の測定点Ｐ４〜Ｐ９と比べて、一対の肩部ＡＳ，ＡＳの測定点Ｐ１０、Ｐ１１からの距離が離れているので、懸垂性の評価精度を高くすることができる。

また、各段の３つの測定点までの距離の平均値に代えて、各段のいずれか一つの測定点までの距離と平均値ＬＡとの差の値を用いて懸垂性を評価してもよい。この場合には、各段の中央に位置する測定点（Ｐ２、Ｐ５、Ｐ８）を利用することが望ましい。しかし、一つの測定点までの距離を使用した場合、アノードＡの胴体部ＡＢの局所的な変形や傷等の影響を受けやすくなるので、懸垂性の評価精度を高くする上では、同じ段の複数の測定点までの距離の平均値と平均値ＬＡの差の値を用いて懸垂性を評価することが望ましい。

（測定点の数）
上記例では、アノードＡの胴体部ＡＢの測定点が９点の場合を説明した。しかし、測定点は９点より多くてもよく、この場合には、より精度よく占有幅Ｄや懸垂性を評価できる可能性がある。一方、上述した基準平面を形成でき占有幅Ｄを評価できるのであれば、測定点は９点より少なくてもよい。つまり、占有幅Ｄや懸垂性の要求精度と設備投資等を考慮して、測定点を決定すればよい。

例えば、懸垂性だけを評価するのであれば、肩部と下段の測定点があればよく、上段や中段の測定点は必ずしも必要ではない。また、精度が低くてもよいのであれば、下段の測定点は１点や２点でもよい。

また、占有幅Ｄを算出する場合には、アノードＡの胴体部ＡＢの測定点が３点あればよい。具体的には、同じ直線状に位置しない３つの測定点があれば、基準平面ＢＰを形成できる。

できるだけ少ない測定点で、占有幅Ｄと懸垂性の両方をある程度の精度で評価するのであれば、以下のように測定点３点を設定することが望ましい。つまり、アノードＡの胴体部ＡＢの上方に１点と下方に２点の測定点を設ける。上方の１点は胴体部ＡＢの幅方向の中央部に設定し、下方の２点はアノード下端からの距離が同じかつ幅方向の中央部から等距離になる位置に設定する。つまり、３つの測定点を頂点とする三角形が、アノードＡの胴体部ＡＢの幅方向の２等分線を対称軸とする二等辺三角形となるように測定点を設ける。すると、測定点を少なくしても、占有幅Ｄと懸垂性の両方をある程度の精度で算出することができる。例えば、図１では、測定点Ｐ１、Ｐ３、Ｐ８までの距離を利用するようにすれば、占有幅Ｄと懸垂性の両方をある程度の精度で効率よく評価することができる。

また、測定点Ｐ１、Ｐ３、Ｐ８の組み合わせほどには懸垂性の精度が期待できないが、アノードＡの胴体部ＡＢの上方に２点と下方に１点の測定点を設けても、占有幅と懸垂性の両方をある程度の精度で評価することができる。例えば、図１における測定点Ｐ２、Ｐ７、Ｐ９までの距離を利用するようにした場合でも、占有幅Ｄと懸垂性の両方をある程度の精度で算出することができる。

そして、複数の基準平面を算出する場合には、測定点は、５点または６点設けておくことが望ましい。例えば、測定点Ｐ１〜Ｐ３、Ｐ７〜Ｐ９の６点や、測定点Ｐ１、Ｐ３、Ｐ７〜Ｐ９の５点、測定点Ｐ１〜Ｐ３、Ｐ７、Ｐ９の５点を設ければ、複数の基準平面ＢＰを算出でき、しかも、占有幅Ｄと懸垂性の両方をある程度の精度で算出することができる。

本発明のアノード形状測定方法を使用することによって、アノードの占有幅および懸垂性を適切に評価できることを確認した。

実験は、距離測定装置を備えたアノード搬送設備（図４参照）において実施した。つまり、アノードプレス後のアノードを上昇コンベア（図４の搬送コンベア３が相当する）によって懸垂した状態で、アノード表面（鋳造時の湯面側、以下湯面側表面という場合がある）までの距離を測定し、その測定値に基づいて占有幅および懸垂性を算出した。

アノード表面までの距離は、上昇コンベアに設けた１１個の距離センサによって測定した。使用した距離センサは、アノード表面までの距離をレーザー距離計を使用して非接触で測定するものである。

使用したアノードは、粗銅を鋳造して得た電解製錬向けアノードである。アノードのスペックは以下のとおりである。

全高（胴体部と肩部を含む長さ）：１１６０ｍｍ
全幅（胴体部と肩部を含む長さ）：１３８０ｍｍ
胴体部高さ ：１０５０ｍｍ
胴体部幅 ：１０３０ｍｍ
胴体部の厚さ ：４０ｍｍ
肩部の厚さ ：３７ｍｍ

占有幅は、以下の方法で求めた。
まず、アノードの２つの肩部（図１のＰ１０、Ｐ１１参照）までの距離と、胴体部の３つの測定点（図１のＰ２、Ｐ７、Ｐ９参照）までの距離を、それぞれ対向する距離センサ（図１の１１ｋ、１１ｊ、１１ｂ、１１ｇ、１１ｉ参照）から測定した。胴体部の３つの距離を平均して、基準平面までの距離とした。

基準平面までの距離が算出されると、以下の式に基づき、肩部の中心と胴体部の中心とのズレを求めた。すなわち、一対の肩部までの距離を平均し、基準平面までの距離を引いて肩部と胴体部とにおける湯面側表面同士のズレを求める。ついで、肩部と胴体部とにおける湯面側表面同士のズレに一対の肩部における湯面側表面から肩部中心までの距離（肩部の厚さの１／２）を加える。そして、この値から胴体部における湯面側表面から胴体部中心までの距離（つまり胴体部の厚さの１／２）を引いて、肩部の中心と胴体部の中心とのズレを求めた。

肩部と胴体部とにおける湯面側表面同士のズレ＝（一方の肩部までの距離＋他方の肩部までの距離）÷２−基準平面までの距離

肩部と胴体部との中心ズレ＝（一方の肩部までの距離＋他方の肩部までの距離）÷２−基準平面までの距離＋肩部の厚さ÷２−胴体部の厚さ÷２

上記式により得られた結果を利用すると、占有幅は、次のようになる。

占有幅＝Ｍａｘ［（一方の肩部までの距離＋他方の肩部までの距離）÷２−基準平面までの距離＋肩部の厚さ，胴体部の厚さ］

なお、上述した「肩部と胴体部とにおける湯面側表面同士のズレ」で得られる値は、通常は０または正の値であるが、非常に稀に、「肩部と胴体部とにおける湯面側表面同士のズレ」が負の値になることがある。この場合には、その場合の占有幅は、次の式を採用する。
占有幅＝Ｍａｘ［−（肩部までの距離＋肩部までの距離）÷２＋基準平面までの距離＋胴体部の厚さＤ、肩部の厚さ］

上記何れを採用する場合でも、中心ズレを最小化することにより占有幅Ｄを最小化することができる。

懸垂性は、以下の方法で求めた。
アノードの肩部（図１のＰ１０、Ｐ１１参照）までの距離の平均値と、胴体部の最下端部の３つの測定点（図１のＰ１〜Ｐ３参照）までの距離の平均値と、を求めた。そして、両者の差を算出し、その数値を懸垂性とした。

以下に実験結果を示す。
まず、アノードの占有幅は、第一回目の測定では１００枚の平均値が４２．６ｍｍ（標準偏差σ：２．１ｍｍ、ｎ＝１００）であった。この結果に基づいて、肩部と胴体部の中心が一致するように（つまり占有幅が小さくなるように）、アノードプレスを調整した。

アノードプレスを調整した後、一回目で測定したアノードを再度アノードプレスで矯正し、そのアノードについて同様の方法で占有幅の測定をした。

すると、アノードの占有幅の平均値は３９．４ｍｍ（σ：２．５ｍｍ、ｎ＝１００）となり、第一回目の測定からアノードの占有幅が３ｍｍ程度改善されていることが確認された。

つまり、本発明の方法でアノードの占有幅を評価して、その結果をアノードプレスに反映させれば、アノードの占有幅を改善できることが確認された。言い換えれば、本発明の方法を使用すれば、アノードの占有幅を適切に評価できることが確認された。

一方、懸垂性は、第一回目の測定では１００枚の平均値が７．５ｍｍ（σ：３．１ｍｍ、ｎ＝１００）であり、アノードプレスを調整した後、同様の方法で懸垂性を測定したところ、懸垂性は１００枚の平均値が７．６ｍｍ（σ：３．６ｍｍ、ｎ＝１００）であった。

今回の実験では、アノードプレスの調整は占有幅を改善する調整のみを行ったので、懸垂性は変化が生じなかった。

懸垂性については、測定結果に基づき傾斜をつけるようにプレスを行うことにより低減できることは従来と同じであるため省略したが、本発明の方法を使用すれば、占有幅の改善だけでなく懸垂性も加味してアノードプレスを行うことができると推察される。

本発明のアノード形状測定方法は、銅電解製錬に使用するアノードや鉛電解製錬に使用するアノード等の懸垂性や占有幅の測定に適している。

１ アノード搬送設備
１０ 距離測定部
１１ａ 距離センサ
１５ 制御部
Ａ アノード
ＡＢ 胴体部
ＡＳ 肩部
Ｄ 占有幅

Claims (7)

1. 胴体部と該胴体部の上部に設けられた一対の肩部を有するアノードの形状を測定する方法であって、
   前記一対の肩部を保持されて吊り下げられた状態の前記アノードの表面と対向するように配置された距離測定部によって該距離測定部から該アノードの表面までの距離を複数点で測定し、
   該アノードの一対の肩部の表面までの距離と、該アノードの胴体部の表面における一点または複数点までの距離とを比較して、該アノードの占有幅および／または懸垂性を評価する
   ことを特徴とするアノード形状測定方法。
2. 前記アノードの一対の肩部の表面までの距離の平均値と、該アノードの胴体部の表面における３つの測定点の距離に基づいて得られる基準平面から前記距離測定部までの距離と、の差を算出し、
   該距離の差と前記アノードの厚さを合わせた長さを占有幅とする
   ことを特徴とする請求項１記載のアノード形状測定方法。
3. ３つの測定点を変更して複数の平面を算出し、
   算出された複数の平面のうち、前記距離測定部までの距離が最大となる平面を基準平面として使用する
   ことを特徴とする請求項２記載のアノード形状測定方法。
4. 前記アノードの一対の肩部の表面までの距離の平均値と、該アノードの胴体部の表面における下端部の測定点の距離と、の差に基づいて懸垂性を評価する
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のアノード形状測定方法。
5. 前記アノードの胴体部下端部において複数の測定点について前記距離測定部までの距離を測定し、
   該複数の測定点から前記距離測定部までの距離の平均値をアノードの胴体部の表面における下端部の測定点の距離として使用する
   ことを特徴とする請求項４記載のアノード形状測定方法。
6. 前記アノードを搬送するアノード搬送設備内において懸垂状態となっている該アノードを測定する
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のアノード形状測定方法。
7. アノードを搬送する設備であって、
   アノードプレスによって形状が調整されたアノードを吊り下げた状態で搬送する搬送部と、
   該搬送部によって吊り下げられている前記アノードの表面までの距離を測定する距離測定部と、
   該距離測定部の測定結果に基づいて前記アノードの形状を評価する制御部と、を備えており、
   該制御部は、
   請求項１、２、３、４または５記載のアノード形状測定方法によって前記アノードの形状を評価するものである
   ことを特徴とするアノード搬送設備。

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