KR0171642B1 - 비철금속 전해전착용 음극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비철금속의 전해전착용 음극에 관한 것으로서, 전착아연층의 상단부를 박리시키기 위한 다수의 수평박리장치가 충돌되는 부위의 음극판(1)의 양측 모서리중 적어도 하나의 측모서리에 상기 음극판(1)의 표면과 동일평면을 이루는 표면을 가진 유전물질로 구성된 절연체(5)가 설치되어 있고, 상기 음극판(1)에는 유전물질로 구성된 절연체(5)의 형상과 일치하는 형상의 슬롯(7)이 형성되어 있고, 이 슬롯(7)내에는 그 두께가 음극판(1)의 두께와 동일하고 그 표면이 상기 음극판(1)의 표면과 동일표면을 이루는 내산성 유전물질로 구성된 절연체(5)가 삽입되고, 이 절연체(5) 및 슬롯(7)에는 상기 절연체(5)의 임의의 방향으로의 변위를 방지하기 위한 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

비철금속 전해전착용 음극

제1도는 본 발명에 따라 구성된 음극의 정면도.

제2도는 본 발명에 따라 구성된 음극의 측면도.

제3도는 제1도의 A부분의 확대도.

제4도는 제3도로부터 절연체를 제거한 상태를 보여주는 제3도의 유사도.

제5도 및 제6도는 제3도의 V-V선 및 VI-VI선을 따라 취한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 음극판 2 : 음극판 지지바아

3 : 후크 5 : 절연체

7 : 슬롯 8 : 상부돌출부

9 : 하부돌출부 10 : 결합돌기

11 : 결합요홈

본 발명은 아연, 동 등과 같은 비철금속의 전해전착용 음극, 특히 아연 생산을 위해 설계된 알루미늄재 음극에 관한 것이다.

일반적으로 비철금속을 전해전착시키기 위한 알루미늄재 음극은 그 상단부에 음극판의 폭보다 길이가 길고 음극판의 두께보다 두꺼운 음극판 지지용 바아가 횡방향으로 부착되어 있다. 따라서 음극판은 상기 지지바아에 매달려 전해조 내에 수직하게 설치되고, 지지바아는 음극 승강장치에 연결된다. 이와 같은 구성의 음극을 이용한 아연의 전해공정시 아연은 전해조 내에 침지된 알루미늄재 음극판의 전체 표면상에 서서히 전착된다.

일반적으로 상기 알루미늄재 음극판의 측모서리에는 아연의 전착을 방지함으로써 음극판의 양면에 전착된 아연층이 음극판의 측모서리부에서 단절된 상태가 되도록 하기 위해 절연물질이 피복되어 있다.

상기 전착아연층은 음극판 표면에 고착되어 있으므로 음극판으로부터 전착아연층을 박리시키기 위한 별도의 장치를 사용한다. 이 박리장치는 두 개의 수직방향으로 이동하는 나이프를 구비하고 있으며, 각 나이프의 날부분은 그 단면이 각이 져 있고, 그 길이는 음극판의 폭과 거의 동일하다. 또한, 각 나이프의 날은 음극판을 향해 마주보고 아래쪽으로 수렴하는 형상으로 구성되어 있다. 이와 같은 구성의 박리장치를 이용하여 음극판 상에 전착된 아연층을 박리시키는 경우, 나이프를 음극판의 양면의 전착아연층 상단부에 충돌가압시킨 상태에서 나이프를 하향이동시켜 음극판으로부터 아연층을 박리시키게 된다. 이 과정에서 음극판의 전체 표면이 나이프에 의해 손상을 입게 됨으로써 박리작업을 수차례 실시한 후에는 고가의 음극판을 새것으로 교체해 주어야 하는 단점이 있다.

위와 같은 문제점을 해소시키기 위해서 두 단계에 걸쳐 박리작업을 실시하는 장치가 제안되었다. 이 장치에 의하면, 첫째 단계에서 전착아연층의 상단부가 수평방향으로 작동하는 측방향 박리장치에 의해 박리되고, 둘째 단계에서 전착아연층 전체가 두 개의 수직 나이프에 의해 완전히 벗겨지게 되어 있다. 상기 측방향 박리장치는 두 개의 수평아암으로 구성되어 있고, 이 수평아암에는 직각으로 각이 진 쐐기형상의 날이 구비되어 있다. 그러나, 이 쐐기형상의 날은 전착아연층의 상단부의 음극판 상에 가압된 상태로 축방향으로 이동하도록 되어 있으므로 음극판을 손상시키는 문제가 있다.

영국특허 제1,326,418호는 상기와 같은 측방향 박리장치의 박리작업을 돕기 위해 음극판의 양측모서리 중의 일측모서리의 상단부에 절연물질로 제작된 피봇부재를 장착하고 있다. 이 피봇부재는 전해액면에 접촉되는 그리고 상기 박리장치가 충돌가압되는 위치의 음극판에 설치된다. 이 피봇부재는 상기 음극판을 파지하기 위한 홈을 구비하고 있고, 또한, 상기 음극판에 수직한 방향으로 구비된 하나의 축에 의해 피봇운동이 가능하게 고정되어 있다. 따라서, 상기 피봇부재는 그 피봇축을 중심으로 하부위치와 상부위치 사이에서 피봇운동된다. 즉, 상기 하부위치에서 피봇부재는 음극판의 특정부위와 결합되어 그 부분을 덮어씌우고 있으므로 전해과정에서 아연의 전착을 막아주는 역할을 하며, 상기 상부위치에서 피봇부재는 음극판의 특정부위로부터 결합이 해제되어 그 부분으로부터 벗어나도록 되어 있고, 이에 따라 상기 측방 박리장치의 아암이 음극판의 상기 특정부위 및 전착아연층의 상단부까지 도달할 수 있게 됨으로써 전착아연층을 박리시킬 수 있게 된다. 그러나 이러한 구성의 음극판은 전착아연층의 박리작업시마다 상기 피봇부재를 그 하부위치로부터 상부위치로 회전시켜 주어야 한다는 단점이 있다. 상기 음극판이 전해조에 도입될 때, 상기 피봇부재는 그 하부위치에 위치해야 한다. 따라서, 상기 피봇부재의 회전운동가 피봇부재에 부여되는 조건에 의해 피봇부재와 음극판 사이의 조절의 필요성 및 근본적으로는 회전축 사이의 조절의 필요성이 있으므로 이에는 시간의 낭비가 따르고, 또한 전착아연층의 박리작업시에 수작업을 통해 피봇부재를 상승시켜주어야 하므로 인력낭비의 원인 및 상기 음극판의 상기 특정부위에 부식이 발생되는 원인이 된다.

독일연방공화국 특허 제DE-A-3051150호에는 측방 박리장치가 충돌가압되는 부위의 음극판 측모서리부에 절연물질로 된 피복재를 고정설치한 음극이 제안되어 있다. 상기 절연피복재는 음극판의 양면의 일부 및 음극판의 측모서리부 중간까지 연장되어 있다. 또한, 상기 절연피복재의 표면이 음극판의 표면과 동일평면을 이룰 수 있도록 음극판의 양면에는 함몰부가 형성되어 있다. 따라서 이 함몰부의 형상 및 깊이에 의해 음극판의 양면에 피복되는 절연피복재의 형상 및 두께가 결정된다. 또한, 상기 절연피복재 고정용 함몰부에는 위 절연피복재를 음극판에 고정시키기 위한 절연피복재 고정용 관통공이 형성되어 있다. 이와 같이 음극판의 양면에 함몰부를 형성해 주어야 하고, 또한 이 함몰부에는 관통공을 형성해 주어야 하므로 이에 의해 제작비가 상당히 증가되는 단점이 있다. 또한, 측방 박리장치가 음극판 상에서 박리작업을 개시할 때, 측방 박리장치에 의해 상기 절연피복재의 연결부위가 파손됨으로써 절연피복재가 음극판으로부터 이탈될 우려가 있다. 또한, 절연피복재의 두께를 상대적으로 감소시키면 절연피복재가 조기에 손상됨으로써 손상부위를 통해 음극판의 일부가 노출될 우려가 있고, 이에 따라 이 노출부에 불규칙한 전착아연층이 형성된다. 이 전착아연층은 상기 박리장치의 동작을 방해하는 원인이 되므로 주기적으로 손상된 절연피복재를 새것으로 교체해주어야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 별도의 공구나 복잡한 작업을 요하지 않고 아연생산현장에서 절연체의 조립 및 교체작업이 가능하며, 음극판의 측모서리로부터 측방 박리장치가 충돌하는 부위의 음극판 양면에 걸쳐 절연체를 설치한 비철금속 전해전착용 음극을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 하나의 목적은 저렴한 비용으로 특허청구의 범위에 기재된 바와 같은 음극판의 표면상에 내구성이 매우 우수한 유전물질로 구성된 절연표면을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는, 음극판 지지바아에 수직한 양측모서리 중에서 상기 지지바아에 인접한 그리고 상기 음극판 양면에 생성된 전착아연층의 상단부를 초기박리시키도록 된 수평 박리장치가 충돌가압되는 부위에 해당되는 적어도 하나의 측모서리에 슬롯을 형성한 음극을 제공한다. 상기 슬롯의 상하폭은 박리장치의 날의 폭보다 크게 형성되어 있고, 슬롯의 내부에는 그 두께가 음극판의 두께와 동일한 내산성 유전물질로 구성된 판상의 절연체가 삽입되어 있다. 이 판상 절연체의 표면은 음극판의 표면과 동일평면을 이루고 있으며, 그 형상은 상기 슬롯의 형상과 동일하다.

위와 같은 구성에 의해, 측방 박리장치가 충돌하는 음극판의 측모서리부에 위치하고 그 두께가 음극판의 두께와 동일한 절연체의 표면은 상당한 전기저항체를 형성한다.

또한, 전착공정중에 상기 유전물질로 구성된 절연표면의 주위에는 충분한 두께의 코드형상으로 융기한 전착층이 생성됨으로써 위 박리장치의 초기박리작업이 매우 용이해진다.

또한, 상기 유전물질로 구성된 절연체에 의해 절연체와 음극판의 모따기 가공부 사이에 원하지 않는 전착층이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

상기 음극판에 형성된 하나의 슬롯 또는 한 쌍의 슬롯에는 유전물질로 구성된 절연체가 상기 음극판으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 결합수단이 형성되어 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

제1도 및 제2도에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 음극은 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 제작된 장방형 음극판(1)을 포함한다. 이 음극판(1)의 상단부에는 음극판(1)보다 길이가 길고 두께가 두꺼운 음극판 지지바아(2)가 고정되어 있다. 이 음극판 지지바아(2)에 음극은 전해조 내에 장착되며, 음극판 지지바아(2)의 상측에는 음극승강장치에 연결되는 한 쌍의 후크(3)가 설치되어 있다. 상기 음극판(1)의 양측모서리부에는 유전물질로 구성된 절연층(4)이 피복되어 있다. 이 절연층(4)에는 아연이 전착되지 않으므로 음극판(1)의 양 표면에 전착된 아연층은 상기 음극판(1)의 양측모서리에는 단절되고, 음극판(1)의 하단부에서는 연결된 형태가 된다.

또한, 상기 음극판(1)의 양측모서리부에는 산성 전해액에 대해 내산성을 가지는 유전물질로 구성된 절연체(5)가 설치된다. 이 절연체(5)는 상기 음극판 지지바아(2)에 인접한 부위, 즉 전착아연층의 상단부를 박리시키기 위한 다수의 횡방향 박리장치(도시생략)가 충돌가압되는 부위에 설치된다. 또한, 제1도, 제3도 및 제4도에서 파선으로 도시한 전착아연층의 상단부(6)는 상기 절연체(5)의 설치위치와 일치한다. 도면에서 참조번호 6a는 횡방향 박리장치의 축선을 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 절연체(5)는 음극판(1)의 두께와 동일한 두께를 가진 내산성 플라스틱재로 구성된다. 상기 음극판(1)의 양측모서리부에는 상기 절연체(5)를 설치하기 위한 슬롯(7)이 형성되어 있다. 이 슬롯(7)은 임의의 형상으로 성형할 수 있으며, 그 상하폭은 전착아연층의 상단부를 박리시키기 위한 수평박리장치의 날의 폭보다 크게 형성되어 있다. 상기 슬롯(7)의 입구부는 그 상하부에 형성된 각 돌출부(8)(9)에 의해 좁아져 있고, 또한 상기 절연체(5)는 그 형상이 상기 슬롯(7)의 형상과 동일하므로 슬롯(7)의 입구부에 형성되어 있는 상기 상하부돌출부(8)(9)는 음극판(1)으로부터 절연체(5)가 이탈하는 것을 막아주는 걸림턱 작용을 할 수 있다. 또한, 상기 절연체(5)와 슬롯(7)의 접촉면에는 결합수단이 형성되어 있다. 즉, 제5도 및 제6도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 슬롯(7)에는 그 단면이 뾰족하게 각이 진 형상으로 모따기 가공된 결합돌기(10)가 형성되어 있고, 반면에 상기 절연체(5)의 가장자리에는 상기 결합돌기(10)에 맞물리도록 된 결합요홈(11)이 형성되어 있다. 따라서, 이와 같은 절연체(5)와 슬롯(7) 각각에 형성된 결합수단(10)(11)에 의해 음극판(1)으로부터 절연체(5)의 이탈을 방지할 수 있다.

제5도 및 제6도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 절연체(5)는 그 두께가 음극판(1)의 두께와 동일하며, 절연체(5)의 표면과 음극판(1)의 표면은 동일 평면을 이루고 있다.

이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 구성에 의하면, 수평 박리장치가 충돌하는 음극판(1)의 측모서리부에 설치된 절연체(5) 상에는 아연이 전착되지 않음으로써 상기 박리장치가 그 절연체(5)의 표면 위로 용이하게 미끄러져서 음극판(1)의 양면에 전착된 아연층에 도달할 수 있고, 이에 의해 음극판(1)으로부터 전착아연층을 용이하게 박리시킬 수 있다. 또한, 절연체(5)의 인접부에는 코드형상으로 융기한 전착아연층이 형성되므로 박리장치에 의한 전착아연층의 박리가 더욱 쉬워진다.

상기 절연체(5)는 상기 슬롯(7) 내에 직접 주조성형해 넣거나 두 장의 반쪽 절연체를 성형한 후에 임의의 접합수단을 이용하여 위 두장의 반쪽 절연체를 하나로 접합시킴으로써 완성할 수 있다. 접합수단의 예로써는 내산성 접착제나 열용접 등을 들 수 있다.

또한, 음극판(1)의 양측모서리부 모두에 각각 슬롯(7)을 형성하고, 이 한쌍의 슬롯(7) 각각에 절연체(5)를 설치하는 것도 가능하다.

Claims (2)

1. 장방형의 음극판(1)의 상단부에 그 길이가 상기 음극판(1)의 상단부의 길이보다 긴 음극판 지지바아(2)가 설치되고, 상기 음극판(1)의 양측모서리중 전착아연층의 상단부를 박리시키기 위한 다수의 수평박리장치가 충돌되는 적어도 하나의 측모서리에 상기 음극판(1)의 표면과 동일평면을 이루는 표면을 가진 유전물질로 구성된 절연체(5)가 설치되어 있는 알루미늄 합금 또는 기타 유사한 합금재로 구성된 장방형 음극판(1)을 포함하는 비철금속 전해전착용 음극에 있어서, 상기 음극판 지지바아(2)에 수직한 음극판(1)의 양측 모서리중 상기 지지바아(2)에 인접한 적어도 하나의 부위에 유전물질로 구성된 절연체(5)의 형상과 일치하는 형상의 슬롯(7)이 형성되고, 상기 슬롯(7)의 상하폭은 상기 박리장치의 폭보다 크게 형성되는 한편, 상기 슬롯(7)내에는 그 두께가 음극판(1)의 두께와 동일하고 그 표면이 상기 음극판(1)의 표면과 동일표면을 이루는 내산성 유전물질로 구성됨과 아울러 그 형상이 상기 슬롯(7)의 형상과 동일한 절연체(5)가 삽입되며, 상기 절연체(5) 및 슬롯(7)에는 상기 절연체(5)가 임의의 방향으로 변위하는 것을 방지하기 위해 상기 슬롯(7)의 입구가 좁게 형성되고 상기 슬롯(7) 및 절연체(5) 사이에 결합수단(10)(11)이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 비철금속 전해전착용 음극.
2. 제1항에 있어서, 상기 결합수단(10)(11)은 상기 슬롯(7)의 가장자리를 따라 형성된 단면이 뾰족하게 각이 진 결합돌기(10) 및 이 결합돌기(10)와 맞물리도록 상기 유전물질로 구성된 절연체(5)에 형성된 결합요홈(11)으로 구성된 것을 특징으로 하는 비철금속 전해전착용 음극.