JP5137865B2 - 電解精製用陽極板の垂直性検査装置及び垂直性検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、電解精製用陽極板の垂直性検査装置及び垂直性検査方法に関し、さらに詳しくは電解精製に供される陽極板の垂直性をチェックし電解精製中に発生する通電不良を防止するための電解精製用陽極板の垂直性検査装置及び垂直性検査方法に関する。

非鉄金属の電解精製、例えば、銅の電解精製では、精製炉において粗銅を酸化、還元して得られた純度約９９．５％の精製粗銅を板状粗銅に鋳造した銅アノードを陽極とし、パーマネントカソード法（ＰＣ法）の場合はステンレス製の薄板、コンベンショナル法（種板法）の場合は高純度の銅からなる薄板状の種板を陰極としてそれぞれ交互に電解槽内に配列し、印加することでステンレス製の陰極板表面又は種板表面に銅を電着させ、ＰＣ法の場合は後工程で電着した電気銅をステンレス製の薄板から剥ぎ取ることにより製品とし、種板の場合はそのままの状態で製品として出荷している。

電解精製における陽極板である銅アノードと陰極板であるステンレス製カソード板又は種板とは電着性能を向上させるためにかなり短い間隔で配置される。そのため、両者における垂直性の悪さは通電不良につながり、生産性を大きく阻害する要因となる。従って、銅アノードは事前にプレス加工を行い、垂直性を改善させている。

図９に示すように、銅アノード３は、左右の上端側がそれぞれ突出して形成された耳部４と本体部５が一体に成型されており、耳部４を図示しない搬送コンベアに掛止することにより懸垂状態で搬送したり電解槽のブスバーに掛止して懸垂状態で電解精製が行われるようになっている。ここで、プレス装置を用いて銅アノード３をプレス加工するに際し、たとえ本体部５が平らであっても銅アノードを懸垂状態としたときの垂直性が悪いと通電不良を発生させることになる。

そのため、特許文献１では、この改善策として、随時任意に選んだ複数の銅アノードに対し、垂直性を左右する耳プレス変数である懸垂方向の耳受角度および板圧方向の耳受け位置のいずれか一方または両方の値を変えてプレス矯正した後垂直性を評価し、その結果を基に耳プレス変数を調整する電解用陽極板の矯正方法を開示している。

しかしながら、特許文献１の方法によって従来よりも垂直性は改善されるであろうが、それでも垂直性の悪い銅アノードが発生するおそれがある。また、特許文献１の方法は任意に選んだ複数の銅アノードを対象としているので垂直性の悪い銅アノードが混在していた場合に評価対象から外れるおそれがある。さらに、銅アノードの垂直性の評価のためには複数の銅アノードをラインから抜き出して別途評価に供する必要がある。また、特許文献１の方法は、銅アノードの垂直性の評価結果に基づいてプレス装置の耳プレス変数の調整を行うものであって、垂直性の悪い銅アノードが存在していた場合にそれをラインから排除する構成とはなっていない。

特開２００１−８９８９１号公報

従って、本発明が解決しようとする課題は、ライン中に垂直性の悪い電解精製用陽極板、例えば銅アノードが存在していた場合に銅アノードの搬送から電解精製に至る一連のラインの中で垂直性の検査を行うことが可能な電解精製用陽極板の垂直性検査装置及び垂直性検査方法を提供することにある。また、垂直性の悪い電解精製用陽極板が存在していた場合にはそれを自動的に排除することが可能な電解精製用陽極板の垂直性検査装置及び垂直性検査方法を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、プレス加工による平面性の矯正が事前に終了し、昇降コンベアによって水平方向から垂直方向へ搬送される懸垂状態の電解精製用陽極板と正対する位置である測定位置に配置され、垂直方向に搬送されてくる電解精製用陽極板が所定位置に来たときに電解精製用陽極板の表面からの水平距離を少なくとも左右の２ヶ所においてそれぞれ上下の２点を非接触で計測する距離測定手段と、左右の２ヶ所における上下方向の測定距離との差に基づいて垂直性の良又は不良検出する垂直性検出手段とを備え、搬送中の前記電解精製用陽極板を搬送ラインから抜き出すことなく垂直性の検査を行うことを可能としたことを特徴とする電解精製用陽極板の垂直性検査装置を提供する。

上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の電解精製用陽極板の垂直性検査装置において、距離測定手段は、電解精製用陽極板の表面からの水平距離を測定するための測定位置と、測定位置から離れた待機位置との間を移動可能に形成されていることを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の電解精製用陽極板の垂直性検査装置において、距離測定手段は、一定の拡がりを有するラインビーム又はエリアビームを照射すると共にその反射光を検知するレーザ距離センサによって電解精製用陽極板の表面からの水平距離を非接触で計測することを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の電解精製用陽極板の垂直性検査装置において、垂直性検出手段により垂直性が不良と判断された電解精製用陽極板をラインから排除する排除手段をさらに備えてなることを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、プレス加工による平面性の矯正が事前に終了し、昇降コンベアによって水平方向から垂直方向へ搬送される懸垂状態の電解精製用陽極板と正対する位置である測定位置に配置された距離測定手段によって垂直方向に搬送されてくる電解精製用陽極板が所定位置に来たときに電解精製用陽極板の表面からの水平距離を少なくとも左右の２ヶ所においてそれぞれ上下の２点を非接触で計測する工程と、垂直性検出手段によって左右の２ヶ所における上下方向の測定距離の差に基づいて垂直性の良又は不良検出する工程と、垂直性検出手段により垂直性が不良と判断された電解精製用陽極板を排除手段によってラインから排除する工程とを備えて構成され、搬送中の前記電解精製用陽極板を搬送ラインから抜き出すことなく垂直性の検査を行うことを可能としたことを特徴とする電解精製用陽極板の垂直性検査方法を提供する。

上記課題を解決するために請求項６に記載の本発明は、請求項４に記載の電解精製用陽極板の垂直性検査方法において、電解精製用陽極板の表面からの非接触による水平距離の計測は、一定の拡がりを有するラインビーム又はエリアビームを照射すると共にその反射光を検知するレーザ距離センサによって行うことを特徴とする。

本発明に係る電解精製用陽極板の垂直性検査装置及び垂直性検査方法によれば、電解精製用陽極板の搬送から電解精製に至る一連のラインの中で垂直性を検査することとしたので電解精製用陽極板を垂直性の検査のために搬送ラインから抜き出して検査する必要がなく、しかも余計な作業等の負担をかけることなく電解精製用陽極板の全数について検査を実施することができるという効果がある。また、本発明に係る電解精製用陽極板の垂直性検査装置及び垂直性検査方法によれば、垂直性の悪いものを搬送ラインから自動的に排除することとしたので、電解精製用陽極板の垂直性不良による通電不良を防止できるという効果がある。従って、電解精製の効率もアップするという効果がある。

また、本発明に係る電解精製用陽極板の垂直性検査装置及び垂直性検査方法によれば、距離測定手段を電解精製用陽極板の表面からの水平距離を測定するための測定位置と測定位置から離れた待機位置との間を移動可能に形成したので、垂直搬送中の電解精製用陽極板が万一昇降コンベアから落下した場合でも距離測定手段を測定位置から待機位置へ移動させることで落下した電解精製用陽極板を回収することができるという効果がある。また、垂直性不良の電解精製用陽極板をこの位置で排除することもできる。

さらに、本発明に係る電解精製用陽極板の垂直性検査装置及び垂直性検査方法によれば、電解精製用陽極板の表面からの非接触による水平距離の計測は、一定の拡がりを有するラインビーム又はエリアビームを照射すると共にその反射光を検知するレーザ距離センサによって行うこととしたので電解精製用陽極板の表面の凹凸の影響を受けることなく測定することができ、電解精製用陽極板の垂直性判定の精度が向上するという効果がある。

銅アノードの搬送ラインの一実施形態を示す概要図である。 本発明に係る電解精製用陽極板の垂直性検査装置の一実施形態の正面図である。 図２に示す電解精製用陽極板の垂直性検査装置の側面図である。 図２に示す電解精製用陽極板の垂直性検査装置の平面図である。 距離測定手段の一実施形態を示す斜視図である。 距離測定位置を示す銅アノードの正面図である。 銅アノードの湾曲状態を示す側面図である。 本発明に係る電解精製用陽極板の垂直性検査方法の一実施形態のフローチャートである。 銅アノードの一例を示す正面図である。

本発明に係る電解精製用陽極板の垂直性検査装置及び垂直性検査方法の好ましい一実施形態について図面を参照しつつ説明する。はじめに電解精製用陽極板である銅アノードの垂直性を検査する垂直性検査装置を備えた搬送ラインの概要について説明する。図１は銅アノードの搬送ラインの一実施形態を示す概要図である。粗銅を鋳造することによって形成された銅アノード３は、図示しないプレス機により事前に平面性の矯正が行われた後、搬送コンベア７によって耳部４が掛止されて懸垂状態で水平方向に搬送される。搬送コンベア７によって水平方向に搬送される銅アノード３は今度は昇降コンベア８（図５参照）によって上方に向かって垂直方向に搬送される。そして、銅アノード３が垂直方向に搬送される際の銅アノード３の本体部５とちょうど正対する位置に電解精製用陽極板の垂直性検査装置１（以下「垂直性検査装置１」という。）の距離測定手段１０が位置するように配置されている。距離測定手段１０には後述するように４つの距離測定センサ１１が配置されており、距離測定センサ１１によって銅アノード３の表面までの距離が４点において計測される。

垂直性検査装置１は、距離測定センサ１１による銅アノード３の表面までの距離の測定結果に基づいて銅アノード３の垂直性を検出する垂直性検出手段３０を備えており、垂直性検出手段３０は計測した銅アノード３の垂直性が良好であるか不良であるかを判定する機能を備えている。そして、垂直性検出手段３０による判定の結果は排除手段５０に送られ、垂直性が不良と判断された銅アノード３ａは排除手段５０によりリジェクトコンベア５１へ移載され、垂直性が良好と判断された銅アノード３ｂは排除手段５０により搬送コンベア５３へ移載される。そして、垂直性が良好である銅アノード３ｂのみが電解精製に供され、これにより、図示しない電解槽内に浸漬される電解精製用陽極板と陰極板との接触を回避することができ、電解精製用陽極板の垂直性不良による通電不良を防止が可能となる。

次に上述した垂直性検査装置１についてさらに詳細に説明する。図２（ａ）（ｂ）はそれぞれ垂直性検査装置１の正面図、図３は図２に示す垂直性検査装置の側面図、図４は図２に示す垂直性検査装置の平面図である。
図示された垂直性検査装置１は、概略として、距離測定手段１０と、垂直性検出手段３０と、排除手段５０を備えて構成されている。

垂直性検査装置１は、床面Ｇ上に立設されたフレーム２１構造を有し、このフレーム２１上に距離測定手段１０を水平方向に移動させる水平移動機構２２と、さらに距離測定手段１０を垂直方向に移動させる垂直移動機構２３を備えて構成されている。距離測定手段１０は銅アノード３の本体部５の形状に即した平面形状を有する測定板１３を備え、測定板１３はエアシリンダ２３ｂによって上下方向に移動可能なように支持体２３ａに支持されている。測定板１３の表面の４ヶ所には距離測定センサ１１が配置されている。この支持体２３ａ及びエアシリンダ２３ｂは距離測定手段１０を上下方向に移動可能とする垂直移動機構２３を構成している。一方、水平移動機構２２は、転動面間にボール又はローラーなどの転動体を介在させた直動機構によって支持体２３ａ及び支持体２３ａに支持された測定板１３、すなわち距離測定手段１０を水平移動させるもので、少ない摩擦抵抗によって距離測定手段１０を精密に移動させることができるようになっている。

上述したように水平移動機構２２及び垂直移動機構２３によって距離測定手段１０を銅アノード３の表面と正対してその距離を測定するための測定位置（図２（ａ）に示す位置）と、この測定位置から離れた位置の待機位置（図２（ｂ）に示す位置）との間を移動させることとしたのは、昇降コンベア８による搬送中の銅アノード３が万一落下したような場合や距離測定手段１０のメンテナンスを行うような場合などの作業性を考慮したためである。

次に、距離測定手段１０による垂直性の検出について説明する。距離測定手段１０の測定板１３を測定位置に位置させた状態で昇降コンベア８によって運ばれてくる銅アノード３が測定板１３と正対する位置に来たときに４つの距離測定センサ１１でそれぞれの距離を計測する（図５参照）。測定の位置は、図６に示すように、銅アノード３の本体部５の左右の２ヶ所についてそれぞれ上下の２点（即ち計４ヶ所）について計測を行う。そして、４つの距離測定センサ１１によって計測された銅アノード３の表面までの距離の計測データは垂直性検出手段３０に送られ、左右の２ヶ所における上下の測定距離の差に基づいて垂直性が判断される。すなわち、銅アノード３の本体部５のＲ２とＲ１との差およびＬ１とＬ２との差を算出する。具体的には、Ｒ２とＲ１との差およびＬ１とＬ２の差のいずれか一方でも±７ｍｍを越えるような場合、すなわち、−７ｍｍ≦（Ｒ２−Ｒ１）≦７ｍｍかつ−７ｍｍ≦（Ｌ２−Ｌ１）≦７ｍｍの場合に垂直性不良とする。
このように、左右の２ヶ所について計測を行うこととしたので検出精度が向上すると共に、銅アノード３の歪みも検知することができる。尚、ここで得られた計測データに基づいて図示しないプレス機の加圧調整のためにフィードバックすることで銅アノード３に垂直性のさらなる向上を図るようにすることももちろん可能である。

また、各距離測定センサ１１は、発光素子及び受光素子を備えたセンサヘッドを有し、出射されるレーザビームはスポットビームではなく、一定の拡がりを有するラインビーム又はエリアビームが用いられる。レーザビームを一定の拡がりを有するラインビーム又はエリアビームとすることで平均化効果により銅アノード３の表面の凹凸の影響をうけることなく安定した計測が可能となる。

垂直性検出手段３０は、さらに、上下の測定距離の差に基づく垂直性の判定結果に基づきその銅アノード３の垂直性が不良であると判断した場合にはその銅アノード３ａをリジェクトコンベア５１へ移載し、その銅アノード３の垂直性が良好であると判断した場合にはその銅アノード３ａを搬送コンベア５３に移載するよう排除手段５０に対し制御信号を送出するように構成されている。これにより、垂直性が不良である銅アノード３ａは一連の搬送ラインから排除されるので垂直性が不良である銅アノード３ａが電解精製に供されることが防止される。

次に、上述した垂直性検査装置１の動作を説明すると共に、本発明に係る電解精製用陽極板の垂直性検査方法の好ましい一実施形態について説明する。図７は本発明に係る電解精製用陽極板の垂直性検査方法の一実施形態のフローチャートである。

まず、粗銅を鋳造することによって形成された銅アノード３は、図示しないプレス機により事前に平面性の矯正が行われた後、搬送コンベア７によって耳部４が掛止されて懸垂状態で水平方向に搬送されてくる（ステップＳ１）。搬送コンベア７の端部近傍まで搬送されてきた銅アノード３は今度は昇降コンベア８によって上方に向かって垂直方向に搬送される（ステップＳ２）。そして、垂直方向に搬送される銅アノード３が所定の位置に来たときに銅アノード３の本体部５と正対する位置から垂直性検査装置１の距離測定手段１０に備えられた４つの距離測定センサ１１によって銅アノード３の表面までの距離が４点（Ｒ１とＲ２、Ｌ１とＬ２）において計測される（ステップＳ３）。距離測定センサ１１による計測は、上述したように、銅アノード３の本体部５の左右の２ヶ所についてそれぞれ上下の２点、計４ヶ所について計測を行う。

４つの距離測定センサ１１によって計測された銅アノード３の表面までの距離の計測データは垂直性検出手段３０に送られ、垂直性検出手段３０によって左右の２ヶ所における上下の測定距離の差に基づく垂直性が判断される（ステップＳ４）。そして、垂直性検出手段３０は、上下の測定距離の差に基づく垂直性の判定結果に基づきその銅アノード３の垂直性が不良であると判断した場合にはその銅アノード３ａをリジェクトコンベア５１へ移載し、その銅アノード３の垂直性が良好であると判断した場合にはその銅アノード３ａを搬送コンベア５３へ移載に移載するよう排除手段５０に対し制御信号を送出する（ステップＳ５）。これにより、垂直性が不良である銅アノード３ａは一連の搬送ラインから排除されて垂直性が不良である銅アノード３ａが電解精製に供されることが防止される。

以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。

１ 垂直性検査装置
３ 銅アノード
４ 耳部
５ 本体部
７ 搬送コンベア
８ 昇降コンベア
１０ 距離測定手段
１１ 距離測定センサ
１３ 測定板
２１ フレーム
２２ 水平移動機構
２３ 垂直移動機構
２３ａ 支持体
２３ｂ エアシリンダ
３０ 垂直性検出手段
５０ 排除手段
５１ リジェクトコンベア
５３ 搬送コンベア
Ｇ 床面

Claims (6)

1. プレス加工による平面性の矯正が事前に終了し、昇降コンベアによって水平方向から垂直方向へ搬送される懸垂状態の電解精製用陽極板と正対する位置である測定位置に配置され、垂直方向に搬送されてくる前記電解精製用陽極板が所定位置に来たときに当該電解精製用陽極板の表面からの水平距離を少なくとも左右の２ヶ所においてそれぞれ上下の２点を非接触で計測する距離測定手段と、
   左右の２ヶ所における上下方向の測定距離との差に基づいて垂直性の良又は不良検出する垂直性検出手段と、
   を備え、
   搬送中の前記電解精製用陽極板を搬送ラインから抜き出すことなく垂直性の検査を行うことを可能としたことを特徴とする電解精製用陽極板の垂直性検査装置。
2. 請求項１に記載の電解精製用陽極板の垂直性検査装置において、
   前記距離測定手段は、前記電解精製用陽極板の表面からの水平距離を測定するための前記測定位置と、前記測定位置から離れた待機位置との間を移動可能に形成されていることを特徴とする電解精製用陽極板の垂直性検査装置。
3. 請求項１又は２に記載の電解精製用陽極板の垂直性検査装置において、
   前記距離測定手段は、一定の拡がりを有するラインビーム又はエリアビームを照射すると共にその反射光を検知するレーザ距離センサによって前記電解精製用陽極板の表面からの水平距離を非接触で計測することを特徴とする電解精製用陽極板の垂直性検査装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の電解精製用陽極板の垂直性検査装置において、
   前記垂直性検出手段により垂直性が不良と判断された電解精製用陽極板をラインから排除する排除手段をさらに備えてなることを特徴とする電解精製用陽極板の垂直性検査装置。
5. プレス加工による平面性の矯正が事前に終了し、昇降コンベアによって水平方向から垂直方向へ搬送される懸垂状態の電解精製用陽極板と正対する位置である測定位置に配置された距離測定手段によって垂直方向に搬送されてくる前記電解精製用陽極板が所定位置に来たときに当該電解精製用陽極板の表面からの水平距離を少なくとも左右の２ヶ所においてそれぞれ上下の２点を非接触で計測する工程と、
   垂直性検出手段によって左右の２ヶ所における上下方向の測定距離の差に基づいて垂直性の良又は不良検出する工程と、
   前記垂直性検出手段により垂直性が不良と判断された電解精製用陽極板を排除手段によってラインから排除する工程と、
   を備えて構成され、
   搬送中の前記電解精製用陽極板を搬送ラインから抜き出すことなく垂直性の検査を行うことを可能としたことを特徴とする電解精製用陽極板の垂直性検査方法。
6. 請求項５に記載の電解精製用陽極板の垂直性検査方法において、
   前記電解精製用陽極板の表面からの非接触による水平距離の計測は、一定の拡がりを有するラインビーム又はエリアビームを照射すると共にその反射光を検知するレーザ距離センサによって行うことを特徴とする電解精製用陽極板の垂直性検査方法。

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