KR19990062917A - Aluminum Cathode Base Plate with Dielectric Material Insert - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알루미늄 음극 베이스판이 아연 전착을 위해 전해전지 내에 놓이는 경우에 전해전지의 용액선 부근에서 상부 에지부에 유전체 삽입물을 갖추고 있는 알루미늄 음극 베이스판을 제공하는 것이다. 유전체 삽입물은 알루미늄 음극 베이스판의 양 측부상에서 0.5mm 내지 1.5mm 거리만큼 알루미늄 음극 베이스판의 표면 위로 상승되거나 돌출되어 있는 편평한 표면을 갖추고 있다. 이러한 방식에서, 전착된 아연 시이트를 벗기는 동안 벗김용 칼이 유전체 삽입물을 가격한 후 아연 시이트와 알루미늄 음극 베이스판 사이를 관통하는 경우, 유전체 삽입물과 알루미늄 음극 베이스판 사이의 수직한 계면을 가격하지 않고 손상시키지 않을 것이다. 이는 알루미늄 음극 베이스판의 급속한 악화를 방지하고 알루미늄 음극 베이스판의 수명을 현저하게 연장시킬 것이다.The present invention provides an aluminum negative electrode base plate having a dielectric insert at the upper edge portion near the solution line of the electrolytic cell when the aluminum negative electrode base plate is placed in the electrolytic cell for zinc electrodeposition. The dielectric insert has a flat surface that rises or protrudes above the surface of the aluminum negative electrode base plate by a distance of 0.5 mm to 1.5 mm on both sides of the aluminum negative electrode base plate. In this manner, if the peeling knife penetrates between the zinc sheet and the aluminum cathode base plate after stripping the electrodeposited zinc sheet, it does not strike the vertical interface between the dielectric insert and the aluminum cathode base plate. Will not damage. This will prevent the rapid deterioration of the aluminum negative electrode base plate and significantly extend the life of the aluminum negative electrode base plate.
Description
본 발명은 아연 시이트를 전착하는데 사용되며 연속하여 전착된 아연 시이트를 벗기는 알루미늄 음극 베이스판에 관한 것으로서, 특히 전해전지의 용액선 부근에서 베이스판의 에지부에 유전재료 또는 절연재료 삽입물이 제공된 알루미늄 음극 베이스판에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum negative electrode base plate which is used for electrodepositing a zinc sheet and strips the zinc sheet deposited continuously, in particular an aluminum negative electrode provided with a dielectric material or an insulating material insert at the edge of the base plate near the solution line of the electrolytic cell. It is about a base plate.
벗김용 칼의 칼날이 먼저 유전체 표면을 가격한 후 아연 시이트와 음극 베이스판 사이를 관통하여 음극 베이스판으로부터 아연 시이트를 벗겨내도록 유전재료 삽입물을 갖춘 알루미늄 음극 베이스판이 종래 기술에 이미 공지되어 있다. 이러한 기술은 본 출원인이 1996년 6월 11일자로 출원한 발명의 명칭이 알루미늄 음극 베이스판으로부터 아연 시이트를 자동으로 벗겨내는 방법 및 장치(Method and Apparatus for Automated Stripping of Zinc Sheets from Aluminum Cathode Base Plates)인 캐나다 특허 출원 제 2,178,776호에 개시되어 있다.Aluminum negative electrode base plates with dielectric material inserts are already known in the art so that the blade of the peeling knife first strikes the dielectric surface and then penetrates between the zinc sheet and the negative electrode base plate to peel off the zinc sheet from the negative electrode base plate. This technique is a method and apparatus for automatically peeling a zinc sheet from an aluminum cathode base plate, filed on June 11, 1996 by the Applicant (Method and Apparatus for Automated Stripping of Zinc Sheets from Aluminum Cathode Base Plates). Canadian Patent Application No. 2,178,776.
이러한 종래 기술의 베이스판은 인접한 베이스판의 표면과 필수적으로 동일한 높이를 갖는 유전성 삽입물 또는 절연성 삽입물을 사용하는데, 이는 1984년 6월 12일자로 허여된 캐나다 특허 제 1,169,025호에 개시되어 있다.This prior art base plate uses a dielectric insert or insulating insert having essentially the same height as the surface of the adjacent base plate, which is disclosed in Canadian Patent No. 1,169,025 issued June 12, 1984.
본 발명의 목적은 유전재료 삽입물의 표면이 인접한 베이스판의 표면에 대해 상승되어 있는 개선된 알루미늄 음극 베이스판을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved aluminum cathode base plate in which the surface of the dielectric material insert is raised relative to the surface of the adjacent base plate.
본 발명의 다른 목적은 특히 칼날이 아연 시이트와 음극 베이스판 사이를 관통하는 영역에서 소정의 형태의 돌출부를 갖는 삽입물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an insert having a protrusion of any shape, in particular in the region where the blade penetrates between the zinc sheet and the negative electrode base plate.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 음극 베이스판의 에지부의 평면도.1 is a plan view of the edge portion of the aluminum negative electrode base plate according to the embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 취한 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄 음극 베이스판의 에지부의 평면도.Figure 3 is a plan view of the edge portion of the aluminum negative electrode base plate according to another embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 선 D-D를 따라 취한 단면도.4 is a sectional view taken along the line D-D of FIG.
도 5는 본 발명의 베이스판으로부터 아연 시이트를 자동으로 벗기는 벗김 장치의 개략도.5 is a schematic view of a peeling apparatus for automatically peeling off a zinc sheet from a base plate of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
12 : 알루미늄 음극 베이스판 14 : 유전체 삽입물12 aluminum cathode base plate 14 dielectric insert
18 : 홀 20 :유전체 삽입물의 에지부18 hole 20 edge portion of dielectric insert
24 : 지지 바아 26 : 프레임워크24: support bar 26: framework
28 : 벗김 장치 30 : 벗김용 칼28: peeling device 30: peeling knife
32 : 피봇 34 : 아암32: pivot 34: arm
36 : U형 용기36: U type container
유전체 삽입물이 베이스판과 동일한 높이를 갖는 종래의 알루미늄 음극 베이스판에서, 베이스판은 200스트립 미만의 수명을 가지며, 대략 12 내지 13개월 정도 사용된다. 따라서, 이러한 베이스판은 아연 설비의 크기에 따라 대략 100만 달러 이상의 비용을 들이면서 대략 일년마다 교체하여야 한다. 유전체 삽입물과 동일한 높이의 알루미늄 음극 베이스판의 파손은 삽입물과 인접한 알루미늄 표면 사이의 계면의 틈새에 의해 발생된다는 것이 밝혀졌다. 여기서 계면은 베이스판의 표면에 수직하다. 동일한 높이의 삽입물을 갖는 베이스판이 벗김 장치에 의해 벗겨질 때, 칼날은 계면을 가로질러 진행하며 알루미늄판을 뒤로 밀어서 계면이 크게 벌어지게 한다. 아연은 벗김 공정 후에 계면에 전착되며, 아연이 연이어 벗겨지는 경우 계면은 더 손상되어서, 결국에는 계면이 너무 넓어지게 되어 벗김용 칼이 전착된 아연을 벗기는 것이 방해된다. 따라서, 음극 베이스판은 자동 벗김 장치에 의해 벗겨질 수 있기 때문에 미리 제거되어야 한다.In a conventional aluminum cathode base plate where the dielectric insert has the same height as the base plate, the base plate has a lifespan of less than 200 strips and is used for about 12 to 13 months. Thus, these base plates should be replaced approximately every year, costing approximately $ 1 million or more, depending on the size of the zinc plant. It has been found that breakage of the aluminum negative base plate at the same height as the dielectric insert is caused by the gap in the interface between the insert and the adjacent aluminum surface. The interface here is perpendicular to the surface of the base plate. When the base plate with the insert of the same height is peeled off by the peeling device, the blade runs across the interface and pushes the aluminum plate back, causing the interface to be greatly opened. The zinc is electrodeposited at the interface after the peeling process, and if the zinc is subsequently peeled off, the interface is further damaged, eventually making the interface too wide, which hinders the peeling knife from peeling the electrodeposited zinc. Therefore, the negative electrode base plate must be removed in advance because it can be peeled off by the automatic peeling device.
본 출원인은 놀랍게도 상기한 문제점은 유전체 삽입물의 높이를 알루니늄 음극 베이스판 약간 위로 상승시킴으로써 쉽게 해결될 수 있음을 발견하였다. 즉, 칼날이 음극 베이스판과 아연 시이트 사이를 여전히 관통하지만 수직한 음극 베이스판-유전체 삽입물 계면을 가격하지 않을 것이다. 유전체 삽입물의 편평한 표면의 돌출부는 일반적으로 알루미늄 베이스판 표면에 걸쳐서 0.5 내지 1.5mm 이며, 가장 바람직하게는 약 0.8mm 이다. 비록 유전체 삽입물의 설치를 간단하게 하기 위해 전체 삽입 표면이 상승하더라도, 칼날이 음극 베이스판과 아연 시이트 사이를 관통하는 영역만을 상승시키는 것으로 충분하며, 반면 삽입물의 잔여 부분은 음극판과 필수적으로 동일 높이일 수도 있다.Applicant has surprisingly found that the above problem can be easily solved by raising the height of the dielectric insert slightly above the aluminum cathode base plate. That is, the blade still penetrates between the negative base plate and the zinc sheet but will not strike the vertical negative base plate-dielectric insert interface. The protrusion of the flat surface of the dielectric insert is generally 0.5 to 1.5 mm, most preferably about 0.8 mm over the surface of the aluminum base plate. Although the entire insertion surface is raised to simplify the installation of the dielectric insert, it is sufficient to raise only the area where the blade penetrates between the cathode base plate and the zinc sheet, while the remainder of the insert will be essentially flush with the cathode plate. It may be.
어떠한 형태의 유전체 삽입물이 본 발명과 관련하여 사용될 수 있더라도, 눈물방울 형태의 삽입물이 특히 유리하다는 것을 발견하였다. 삽입물이 베이스판 내로 가장 멀리 연장하는 영역은 칼날이 아연 시이트를 벗기기 위해 베이스판과 아연 시이트 사이를 관통하는 지점에 대응하며, 적어도 이러한 영역은 상기한 바와 같이 알루미늄 음극의 표면 위로 돌출하도록 형성되어 있다.Although any type of dielectric insert can be used in connection with the present invention, it has been found that teardrop shaped inserts are particularly advantageous. The region where the insert extends furthest into the base plate corresponds to the point where the blade penetrates between the base plate and the zinc sheet to strip the zinc sheet, and at least such region is formed to protrude above the surface of the aluminum cathode as described above. .
이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
모든 도면에서, 동일한 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하였다.In all drawings, the same reference numerals are used for the same elements.
도 1 및 도 3에 도시된 알루미늄 음극 베이스판의 일부분(10)은 도 5에 도시된 알루미늄 음극 베이스판(12)의 일부분(10)이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 베이스판(12)의 상부 에지는 눈물방울 형태의 유전체 삽입물(14)을 갖추고 있다. 이는 유전체 삽입물의 바람직한 형태임에도 불구하고, 다른 적절한 형태가 사용될 수도 있다.A portion 10 of the aluminum negative electrode base plate shown in FIGS. 1 and 3 is a portion 10 of the aluminum negative electrode base plate 12 shown in FIG. 5. According to one embodiment of the invention, the upper edge of the base plate 12 is equipped with a dielectric insert 14 in the form of a teardrop. Although this is the preferred form of the dielectric insert, other suitable forms may be used.
도 2에 도시된 바와 같이, 삽입물(14)이 베이스판(12) 상에 장착되어 있는데, 이 때 삽입물은 화살표 C-C에 의해 도시된 길이만큼 판(12)의 표면을 넘어서 돌출되도록 장착되며, 그 길이는 0.8mm이다. 유전재료는 탄성체가 첨가된 에폭시계 비닐 에스테르와 같은 비닐 에스테르 중합체 또는 폴리에스테르일 수도 있지만, 적절한 형태를 갖는 다른 유전체 수지 재료가 사용될 수도 있다. 바람직하게, 유전체 수지 재료는 실리콘계 충진제와 같은 불활성 충진제로 사용된다. 돌출부(C-C)는 도 1에서의 영역(B)에 제공되는데, 영역(B)은 파단선(30)으로 도시된 벗김용 칼이 전기분해에 의해 알루미늄 음극 베이스판(12) 상에 증착된 아연 시이트를 벗기기 위해 가격하는 영역이다. 전착공정 동안에, 베이스판(12)의 양 측부는 유전재료로 덮여진 부분(14)을 제외하고 아연으로 코팅되며, 측부 스트립(16)은 또한 적절한 유전 재료로 이루어지며, 종래 기술에서 공지된 바와 같이 에지부들 상에 아연이 증착되는 것을 방지하기 위해 음극판의 각 에지부 상에 고정되어 있으며, 이는 자동 벗김을 불가능하게 한다.As shown in FIG. 2, an insert 14 is mounted on the base plate 12, wherein the insert is mounted to protrude beyond the surface of the plate 12 by the length shown by arrow CC, The length is 0.8 mm. The dielectric material may be a vinyl ester polymer or polyester such as an epoxy-based vinyl ester to which elastomer is added, but other dielectric resin materials having a suitable form may be used. Preferably, the dielectric resin material is used as an inert filler such as a silicone based filler. The projection CC is provided in the region B in FIG. 1, in which the peeling knife shown by the break line 30 is deposited on the aluminum negative electrode base plate 12 by electrolysis. It is an area where the price is taken to remove the sheet. During the electrodeposition process, both sides of the base plate 12 are coated with zinc except for the portion 14 covered with the dielectric material, and the side strip 16 is also made of a suitable dielectric material, as is known in the art. Likewise, it is fixed on each edge of the negative plate to prevent zinc from depositing on the edges, which makes automatic peeling impossible.
유전체 삽입물(14)은 소정의 방법에 의해 베이스판(12) 상에 설치된다. 이중 한 방법은 베이스판의 원하는 영역을 얇은 두께로 기계가공하고, 이후 상기 가공된 영역을 수지 전사 성형 또는 압축 성형을 이용하여 유전 재료로 덮는다. 유전 재료가 양호하게 고정된다면, 하나 이상의 홀(18)이 얇은 하부 영역에 형성될 수도 있는데, 이는 양 측부로부터 유전 재료를 상호연결한다. 유전 재료가 양호하게 장착되어 고정되고 도 1에 도시된 영역(B)에 도 2의 화살표(C-C)로 표시된 바와 같이 원하는 돌출부를 가진다면, 유전 재료가 적용되는 정확한 방법은 본 발명의 목적에 대해 별로 중요하지 않다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상승부의 에지부(20)는 45°의 각으로 깍여질 수도 있다.Dielectric insert 14 is installed on base plate 12 by any method. One method is to machine the desired area of the base plate to a thin thickness, and then cover the processed area with dielectric material using resin transfer molding or compression molding. If the dielectric material is well secured, one or more holes 18 may be formed in the thin lower region, which interconnects the dielectric material from both sides. If the dielectric material is well mounted and secured and has the desired protrusion as indicated by the arrow CC of FIG. 2 in the area B shown in FIG. Not so important. Also, as shown in FIG. 2, the edge 20 of the raised portion may be shaved at an angle of 45 °.
도 3 및 도 4는 유전체 삽입물(14)을 갖는 베이스판(12)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 여기서는 파단선(15)을 따라 베이스판(12)의 상부 에지부가 절단되어 있다. 베이스판(12)의 얇은 하부 단편은 이후 파단선(15)과 상승부의 에지부(20) 사이에서 진행하는 스트립(17)으로 형성된다. 이러한 스트립(17)에는 다수의 홀(18)이 형성되어 있는데, 이 홀(18)들을 통해 유전재료는 스트립(17) 영역에서만 베이스판(17)과 연결되며, 반면 삽입물(14)의 잔여 부분은 고상 유전체 삽입물을 형성한다. 이는 특히 도 3의 선 D-D를 따라 취한 단면도인 도 4에 잘 도시되어 있는데, 여기서 돌출부(C-C)는 도 2에 도시된 것과 동일하며, 상승부는 또한 깍여져 있다.3 and 4 illustrate another embodiment of base plate 12 having dielectric insert 14. Here, the upper edge portion of the base plate 12 is cut along the break line 15. The thin lower fragment of the base plate 12 is then formed into a strip 17 running between the break line 15 and the edge portion 20 of the rise. A plurality of holes 18 are formed in this strip 17 through which the dielectric material is connected to the base plate 17 only in the region of the strip 17, while the remaining portion of the insert 14 is formed. Form a solid dielectric insert. This is particularly illustrated in FIG. 4, which is a cross sectional view taken along the line D-D in FIG. 3, wherein the projection C-C is the same as that shown in FIG.
도 5는 본 출원인인 소유의 캐나다 특허 출원 제 2,178,776호에 개시된 자동 벗김 장치를 도시하고 있는데, 여기서는 각각의 측부에 아연 시이트가 전착되어 있는 다수의 알루미늄 음극 베이스판(12)이 지지 바아(24)에 의해 프레임워크(26) 내에 평행하게 현가되어 있으며, 이후 베이스판(12)은 소정의 순서대로 피봇(32)을 중심으로 회전하는 벗김용 칼(30)을 갖춘 벗김 장치(28)에 의해 차례로 자동적으로 벗겨진다. 벗김 공정 동안, 음극 베이스판(12)은 벗김 장치(28)와 동시에 하강하는 아암(34)의 도움으로 직선 위치가 유지된다. 일단 아연 시이트가 벗겨지며, 벗겨진 아연 시이트는 U형 용기(36)로 떨어지는데, 이러한 U형 용기는 그의 바닥부에 벗김 장치로부터 벗겨진 시이트를 운반하는 콘베이어를 갖추고 있다. 도 5에 도시된 알루미늄 음극 베이스판(12)의 영역(10)이 본 발명의 요지이다. 유전체 삽입물(14)이 음극 베이스판(12)과 동일한 높이를 갖는 표준 베이스판을 사용하고, 상기한 바와 같은 벗김 장치를 작동시키는 경우에는, 음극 베이스판(12)이 교체되기 전에 200 미만의 벗김 싸이클이 달성될 수 있다. 반면, 음극 베이스판(12)의 표면 위로 0.8mm의 유전체 삽입물(14)이 돌출해 있는 본 발명의 음극 베이스판 상에서 동일한 장치를 사용하는 경우에는 25 개월 동안 360 이상의 벗김 싸이클을 달성한 후에도 여전히 음극 베이스판(12)을 사용할 수 있다. 가속 침식 시험에서 음극 베이스판(12)은 유전체 삽입물의 표면이 마모되어서 음극 베이스판과 동일한 높이가 되기 전에 약 500 벗김 싸이클을 견딜 수 있음을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 음극 베이스판의 수명은 음극 베이스판의 표면이 유전체 삽입물과 동일한 높이를 갖는 음극 베이스판 보다 2배 이상의 긴 수명을 가질 수도 있다. 이는 종래 기술을 현저하게 진보시킨 것이다.FIG. 5 shows the automatic peeling device disclosed in Applicant's own Canadian Patent Application No. 2,178,776, where a plurality of aluminum negative electrode base plates 12 are deposited with zinc sheets deposited on each side of the support bars 24. Suspended in parallel in the framework 26, and then the base plate 12 is in turn by a peeling device 28 having a peeling knife 30 that rotates about the pivot 32 in a predetermined order. Peel off automatically. During the peeling process, the negative electrode base plate 12 is maintained in a straight position with the aid of the arm 34 descending simultaneously with the peeling device 28. Once the zinc sheet is peeled off, the peeled zinc sheet falls into the U-shaped container 36, which has a conveyor at its bottom that carries the sheet peeled off from the peeling device. The region 10 of the aluminum cathode base plate 12 shown in FIG. 5 is the subject of the present invention. If the dielectric insert 14 uses a standard base plate having the same height as the negative base plate 12, and the stripping device as described above is operated, the peeling of less than 200 before the negative base plate 12 is replaced. The cycle can be achieved. On the other hand, in the case of using the same device on the negative electrode base plate of the present invention, where the 0.8 mm dielectric insert 14 protrudes over the surface of the negative electrode base plate 12, the negative electrode is still achieved after at least 360 peeling cycles have been achieved for 25 months. The base plate 12 can be used. In the accelerated erosion test, it was found that the negative electrode base plate 12 could withstand about 500 peeling cycles before the surface of the dielectric insert was abraded to the same height as the negative electrode base plate. Thus, the lifetime of the negative electrode base plate of the present invention may have a life of more than twice as long as the negative electrode base plate whose surface is the same height as the dielectric insert. This is a significant advance in the prior art.
상기한 본 발명은 벗김용 칼날이 아연 시이트와 음극 베이스판 사이를 관통하는 영역에서 소정 형태의 돌출부를 갖는 유전 재료 삽입물을 인접한 베이스판의 표면에 대해 상승되게 제공함으로써, 벗김용 칼날이 알루미늄 음극 베이스판과 유전체 삽입물의 계면을 가격하지 않도록 하여 알루미늄 음극 베이스판의 수명을 현저하게 연장시킬 수 있다.The present invention described above provides a dielectric material insert having a protrusion of a predetermined shape in an area where the peeling blade penetrates between the zinc sheet and the negative electrode base plate to be raised relative to the surface of the adjacent base plate, whereby the peeling blade is made of the aluminum negative electrode base. By not hitting the interface between the plate and the dielectric insert, the life of the aluminum negative electrode base plate can be significantly extended.
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