WO2002090622A2 - Method for repairing electrolysis cathodes - Google Patents

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WO2002090622A2
WO2002090622A2 PCT/DE2002/000890 DE0200890W WO02090622A2 WO 2002090622 A2 WO2002090622 A2 WO 2002090622A2 DE 0200890 W DE0200890 W DE 0200890W WO 02090622 A2 WO02090622 A2 WO 02090622A2
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cathode
electrolysis
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Günter HEYFELDER
Günter KROLL
Joachim Lemke
Dieter Marr
Uwe-Jens Hansen
Michael Landau
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Norddeutsche Affinerie Aktiengesellschaft
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/02—Electrodes; Connections thereof

Definitions

  • the invention relates to a method for repairing electrolysis cathodes which are connected together with anodes in a galvanic bath to carry out galvanic electrolysis to a power source and which consist of a cross member arranged above the galvanic bath for electrical connection with at least one supply rail and one into the galvanic Bad protruding cathode sheet are made of metal.
  • cathodes can be used, for example, in the production of electrolyte copper.
  • the anodes consist of impure cast copper plates, which are dissolved in the electrolyte during the electrolysis and whose copper is then deposited as pure copper on the stainless steel plates. Collect the contaminants mainly as soil sludge in the electrolysis bath.
  • a typical procedure is carried out in such a way that the cathodes are removed from the galvanic bath about once a week, freed of the copper and used again. After about 3 weeks, the copper anodes have dissolved to such an extent that the copper anodes are replaced.
  • the cross member of the cathodes typically consists of a copper-coated support rod in order to ensure a low contact resistance between the cross members and the busbars used for the electrical supply.
  • the cathodes can therefore no longer be used to carry out the electrolysis.
  • Many thousands of cathodes are used simultaneously in the industrial implementation of galvanic electrolysis for copper deposition.
  • the service life of the cathodes is therefore an important cost factor in copper production.
  • the object of the present invention is therefore to specify a method of the type mentioned in the introduction in such a way that repaired electrolysis cathodes are provided with a sufficiently long service life.
  • This object is achieved in that at least a portion of the cathode sheet is separated from the cross member by a thermally substantially uniform application in the area of a first cut edge, that a replacement sheet is provided at least in the area of its extension which can be turned towards the cross member by a thermally substantially even application a second cut edge is cut and that the replacement sheet is welded to the first cut edge by a thermally substantially uniform application in the region of the second cut edge.
  • the provided first cutting edge can be one without any further processing subsequent welding process. This avoids any additional thermal and mechanical loads during an additional processing step.
  • Separation process can be achieved in that the used cathode sheet is separated from the cross member with a laser in the region of the first cutting edge.
  • the replacement plate is cut with a laser at least in the area of its extension that can be turned towards the cross member in order to provide the second cutting edge.
  • a uniform weld seam and uniform heat dissipation can also be supported in that the components to be connected to one another are aligned parallel to one another before the welding process is carried out.
  • the first cut edge be clamped relative to the second cut edge while the welding process is being carried out.
  • cross-sectional reductions in the area of the weld seam and resulting increases in electrical resistance can be avoided by producing an overlap between the weld seam and the root in the area of the weld seam.
  • 1 is a side view of an electrolysis cathode
  • Fig. 2. is a side view in viewing direction II in Fig. L
  • FIG. 3 is an enlarged view of detail III in Fig. 2,
  • FIG. 5 is a perspective view of the electrolysis cathode of FIG. 1,
  • Fig. 6 shows a cross section through a
  • Electrolysis cathode which is clamped in the area of a welding device and which is provided with a new cathode sheet and
  • Fig. 7 is an enlarged cross-sectional view in the area of the weld.
  • Fig. 1 shows an electrolysis cathode (1) which is provided with a cross member (2) and a cathode plate (3).
  • the cathode sheet (3) is made of stainless steel and is welded to the cross member (2).
  • the cross member (2) is preferably designed as a copper-coated support rod.
  • the cathode sheet (3) is provided with insulating rails (6, 7) in the region of side edges (4, 5).
  • the insulating rails (6, 7) can be designed as plastic strips.
  • the cathode sheet (3) has recesses through which fastening elements extend.
  • the cross member (2) projects over the insulating rails (6, 7) with end segments (8, 9). As a result, the electrolysis cathode (1) can be suspended in the region of an electrolysis bath, not shown.
  • Fig. 1 shows an electrolysis cathode (1), in which an original cathode sheet (3) was separated and replaced by a new sheet. As a result, a weld seam (10) runs from the side edge (4) to the side edge (5).
  • the electrolysis cathode (1) has two recesses (11, 12) below the cross member (2), through which holding devices of a transport device can be inserted.
  • the positioning of the weld seam (10) at a distance below the recesses (11, 12) has the advantage that the welding process can be carried out in one operation without having to re-attach the welding electrode.
  • the weld seam (10) should run at the level of the lower boundaries of the recesses (11, 12).
  • the welding electrode has to be applied three times, but the distance of the weld seam from the surface of the electrolyte after insertion into the electrolysis bath can be increased as a result.
  • the actual length of the weld seam is reduced by the expansion of the recesses (11, 12).
  • FIG. 2 illustrates that the cross member (2) can be designed as an I-profile.
  • the insulating rails (6,7) cover essentially the entire area of the side edges (4, 5).
  • Fig. 4 shows a cross section through one of the end segments (8, 9). It can be seen that a lower region of the end segments (8, 9) is designed as a taper (14). As a result, when the end segments (8, 9) rest on a busbar (15), a high contact pressure per unit area and thus a low contact resistance for an electric current is achieved.
  • FIG. 5 illustrates the structure of the electrolysis cathode (1) again through the perspective illustration.
  • the stable design of the cross member (2) and the lateral protrusion of the end segments (8, 9) of the cross member (2) can be seen.
  • FIG. 6 illustrates the arrangement of the electrolysis cathode (1) in the area of a welding device (25) for producing the weld seam (10).
  • Both the new cathode sheet (3) and the cross member (2) with a remaining segment (16) of the original cathode sheet (3) are held by clamping devices (17, 18) and subjected to clamping forces (19, 20, 21, 22).
  • a transverse force (24) is generated by a pushing device (23), which brings the new cathode sheet (3) and the remaining segment (16) together with a defined surface pressure.
  • the welding device (25) is moved along the weld seam (10) to be produced.
  • the structure of the weld seam (10) can be seen in detail in FIG. 7.
  • the weld seam (10) has a seam root (26) and a seam cover (27) which run in the region of opposite sides of the electrolysis cathode (1).
  • the seam root (26) and the seam cover (27) are connected to one another by a welded structure (28) which runs between a first cut edge (29) of the remaining segment (16) and a second cut edge (30) of the new cathode sheet (3).

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Abstract

The invention relates to a method for repairing electrolysis cathodes that, together with anodes in a galvanic bath provided for carrying out a galvanic electrolysis, are connected to a power source. The electrolysis cathodes are comprised of a crossbeam, which is arranged above the galvanic bath for being electrically connected to at least one supply bar, and of a metal cathode that projects into the galvanic bath. At least one portion of the cathode sheet metal is detached from the crossbeam by subjecting it to thermal action in an essentially uniform manner in the area of a first cutting edge. In order to provide a second cutting edge, a replacement sheet metal is cut to size at least in the area of an extension, which can be turned towards the crossbeam, by subjecting it to thermal action in an essentially uniform manner. The replacement sheet metal is welded to the first cutting edge in the area of the second cutting edge by subjecting the sheet metal to thermal action in an essentially uniform manner.

Description

Verfahren zur Reparatur von Elektrolysekathoden Process for repairing electrolysis cathodes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur von Elektrolysekathoden, die gemeinsam mit Anoden in einem galvanischen Bad zur Durchführung einer galvanischen Elektrolyse an eine Stromquelle angeschlossen werden und die aus einem oberhalb des galvanischen Bades zur elektrischen Verbindung mit mindestens einer Versorgungsschiene angeordnetem Querträger und einem in das galvanische Bad hineinragenden Kathodenblech aus Metall hergestellt sind.The invention relates to a method for repairing electrolysis cathodes which are connected together with anodes in a galvanic bath to carry out galvanic electrolysis to a power source and which consist of a cross member arranged above the galvanic bath for electrical connection with at least one supply rail and one into the galvanic Bad protruding cathode sheet are made of metal.
Derartige Kathoden können beispielsweise bei der Produktion von Elektrolyt-Kupfer verwendet werden. Die Anoden bestehen hierbei aus unreinen gegossenen Kupferplatten, die während der Elektrolyse im Elektrolyten aufgelöst werden und deren Kupfer sich anschließend als Reinkupfer auf den Edelstahlplatten abscheidet. Die Verunreinigungen sammeln sich überwiegend als Bodenschlamm im Elektrolysebad an. Ein typischer Verfahrensablauf wird derart durchgeführt, daß etwa einmal pro Woche die Kathoden aus dem galvanischen Bad entnommen, vom Kupfer befreit und wieder eingesetzt werden. Die Kupferanoden haben sich nach ca. 3 Wochen soweit aufgelöst, daß ein Austausch der Kupferanoden erfolgt. Der Querträger der Kathoden besteht typischer Weise aus einer kupferummantelten Tragstange, um einen geringen Übergangswiderstand zwischen den Querträgern und den zur elektrischen Versorgung verwendeten Stromschienen zu gewährleisten.Such cathodes can be used, for example, in the production of electrolyte copper. The anodes consist of impure cast copper plates, which are dissolved in the electrolyte during the electrolysis and whose copper is then deposited as pure copper on the stainless steel plates. Collect the contaminants mainly as soil sludge in the electrolysis bath. A typical procedure is carried out in such a way that the cathodes are removed from the galvanic bath about once a week, freed of the copper and used again. After about 3 weeks, the copper anodes have dissolved to such an extent that the copper anodes are replaced. The cross member of the cathodes typically consists of a copper-coated support rod in order to ensure a low contact resistance between the cross members and the busbars used for the electrical supply.
Aufgrund der wöchentlichen mechanischen Bearbeitung der Kathoden sowie aufgrund der sonstigen auf die Kathoden einwirkenden Prozeßbedingungen unterliegen diese einem Verschleiß. Dieser Verschleiß führt dazu, daß bei einer Entfernung des Kupfers von den Edelstahlblechen eine Verformung der Kathoden auftritt . Die Verformung der Kathoden hat einen verschlechterten Wirkungsgrad bei der Elektrolyse und somit eine geringere Abseheidüngsrate von Kupfer auf den Kathoden zur Folge.Due to the weekly mechanical processing of the cathodes and due to the other process conditions acting on the cathodes, these are subject to wear. This wear leads to deformation of the cathodes when the copper is removed from the stainless steel sheets. The deformation of the cathodes leads to a reduced efficiency in the electrolysis and thus to a lower rate of copper deposition on the cathodes.
Ab einem bestimmten Verformungsgrad können die Kathoden deshalb nicht mehr für die Durchführung der Elektrolyse verwendet werden. Bei der industriellen Durchführung von galvanischen Elektrolysen zur Kupferabscheidung werden gleichzeitig viele tausend Kathoden verwendet. Die Lebensdauer der Kathoden stellt deshalb einen wichtigen Kostenfaktor bei der Kupferproduktion dar.From a certain degree of deformation, the cathodes can therefore no longer be used to carry out the electrolysis. Many thousands of cathodes are used simultaneously in the industrial implementation of galvanic electrolysis for copper deposition. The service life of the cathodes is therefore an important cost factor in copper production.
Da die Querträger der Kathoden nahezu keine Verschleißeffekte zeigen, ist es bereits versucht worden, verbrauchte Edelstahlbleche abzuschneiden und neue Edelstahlbleche an den Querträger anzuschweißen. Es zeigte sich hierbei jedoch, daß mit den ausprobierten Verfahren erhebliche Spannungen im Edelstahlblech erzeugt werden, die dazu führen, daß derart reparierte Kathoden sich im warmen Elektrolysebad sehr schnell verziehen. Die bekannten Reparaturverfahren haben sich deshalb nicht bewährt, was zur Folge hat, daß bei Erreichen eines nicht mehr tolerierbaren Verformungsgrades der Kathodenbleche die komplette Kathode mit Querträger gegen eine neue Kathode ausgetauscht und die alte Kathode komplett verschrottet wird.Since the cross members of the cathodes show almost no wear effects, attempts have already been made to cut used stainless steel sheets and to weld new stainless steel sheets to the cross members. It showed However, it can be seen here that the tried-and-tested methods generate considerable stresses in the stainless steel sheet, which lead to cathodes repaired in this way warping very quickly in the warm electrolytic bath. The known repair methods have therefore not proven themselves, with the result that when the cathode sheets are no longer tolerable, the entire cathode with cross member is replaced with a new cathode and the old cathode is completely scrapped.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart anzugeben, daß reparierte Elektrolysekathoden mit einer ausreichend hohen Lebensdauer versehen werden.The object of the present invention is therefore to specify a method of the type mentioned in the introduction in such a way that repaired electrolysis cathodes are provided with a sufficiently long service life.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil des Kathodenbleches durch eine thermisch im wesentlichen gleichmäßige Beaufschlagung im Bereich einer ersten Schnittkante vom Querträger abgetrennt wird, daß ein Ersatzblech mindestens im Bereich seiner dem Querträger zuwendbaren Ausdehnung durch eine thermisch im wesentlichen gleichmäßige Beaufschlagung zur Bereitstellung einer zweiten Schnittkante zugeschnitten wird und daß das Ersatzblech durch eine thermisch im wesentlichen gleichmäßige Beaufschlagung im Bereich der zweiten Schnittkante mit der ersten Schnittkante verschweißt wird.This object is achieved in that at least a portion of the cathode sheet is separated from the cross member by a thermally substantially uniform application in the area of a first cut edge, that a replacement sheet is provided at least in the area of its extension which can be turned towards the cross member by a thermally substantially even application a second cut edge is cut and that the replacement sheet is welded to the first cut edge by a thermally substantially uniform application in the region of the second cut edge.
Durch das Abtrennen des verbrauchten Kathodenbleches durch eine thermisch im wesentlichen gleichmäßige Beaufschlagung vom verbleibenden Teilstück der Kathode wird auf das verbleibende Teil nur eine sehr geringe thermische Belastung ausgeübt . Darüber hinaus kann die bereitgestellte erste Schnittkante ohne jede weitere Bearbeitung einem nachfolgenden Schweißvorgang unterzogen werden. Eventuelle zusätzliche thermische und mechanische Belastungen bei einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt werden hierdurch vermieden .By cutting off the used cathode sheet by applying a substantially uniform thermal load to the remaining part of the cathode, only a very slight thermal load is exerted on the remaining part. In addition, the provided first cutting edge can be one without any further processing subsequent welding process. This avoids any additional thermal and mechanical loads during an additional processing step.
Die gleichen Vorteile werden auch durch das Zuschneiden mit Hilfe einer thermisch im wesentlichen gleichmäßigen Beaufschlagung im Bereich des Ersatzbleches erreicht . Schließlich führt die Durchführung des Schweißvorganges durch eine thermisch im wesentlichen gleichmäßige Beaufschlagung ebenfalls zu einer sehr geringen thermischen Belastung, die verbleibende thermische Belastung erfolgt mit einer sehr hohen Gleichmäßigkeit. Praktische Versuche zeigen, daß derart reparierte Elektrolysekathoden nahezu die gleiche Verformungsstabilität wie neue Kathoden aufweisen. Gegenüber einem vollständigen Ersatz der Kathoden kann hierdurch ein deutlicher Kostenvorteil erreicht werden.The same advantages are also achieved by cutting with the aid of a thermally essentially uniform application in the area of the replacement sheet. Finally, carrying out the welding process by means of a thermally substantially uniform application also leads to a very low thermal load, the remaining thermal load takes place with a very high uniformity. Practical tests show that electrolysis cathodes repaired in this way have almost the same deformation stability as new cathodes. Compared to a complete replacement of the cathodes, this can result in a significant cost advantage.
Eine sehr hohe Gleichmäßigkeit bei der Durchführung desA very high level of uniformity when performing the
Trennvorganges kann dadurch erreicht werden, daß das verbrauchte Kathodenblech mit einem Laser im Bereich der ersten Schnittkante vom Querträger abgetrennt wird.Separation process can be achieved in that the used cathode sheet is separated from the cross member with a laser in the region of the first cutting edge.
Im Hinblick auf die Konfektionierung des Ersatzbleches erweist es sich als vorteilhaft, daß das Ersatzblech mindestens im Bereich seiner dem Querträger zuwendbaren Ausdehnung mit einem Laser zur Bereitstellung der zweiten Schnittkante zugeschnitten wird.With regard to the assembly of the replacement plate, it proves to be advantageous that the replacement plate is cut with a laser at least in the area of its extension that can be turned towards the cross member in order to provide the second cutting edge.
Minimale thermische Verspannungen können auch dadurch erreicht werden, daß die zweite Schnittkante mit der ersten Schnittkante durch einen Laser verschweißt wird. Zur Erzeugung einer sehr gleichmäßigen Schweißnaht erweist es sich als vorteilhaft, daß die zu verbindenden Bauelemente vor einer Durchführung des Schweißvorganges eingespannt werden.Minimal thermal stresses can also be achieved in that the second cut edge is welded to the first cut edge by a laser. In order to produce a very uniform weld seam, it proves advantageous that the components to be connected are clamped in before the welding process is carried out.
Ebenfalls können eine gleichmäßige Schweißnaht und eine gleichmäßige Wärmeableitung dadurch unterstützt werden, daß die miteinander zu verbindenden Bauelemente vor einer Durchführung des Schweißvorganges relativ zueinander parallel ausgerichtet werden.A uniform weld seam and uniform heat dissipation can also be supported in that the components to be connected to one another are aligned parallel to one another before the welding process is carried out.
Zur Gewährleistung eines geringen zusätzlichen elektrischen Widerstandes im Bereich der Schweißnaht wird vorgeschlagen, daß während der Durchführung des Schweißvorganges die erste Schnittkante relativ zur zweiten Schnittkante verspannt ist.To ensure a low additional electrical resistance in the area of the weld seam, it is proposed that the first cut edge be clamped relative to the second cut edge while the welding process is being carried out.
Ebenfalls können Querschnittverringerungen im Bereich der Schweißnaht und hieraus resultierende Erhöhungen des elektrischen Widerstandes dadurch vermieden werden, daß im Bereich der Schweißnaht eine Überdeckung zwischen der Schweißnaht und der Wurzel hergestellt wird.Likewise, cross-sectional reductions in the area of the weld seam and resulting increases in electrical resistance can be avoided by producing an overlap between the weld seam and the root in the area of the weld seam.
Zur Gewährleistung einer langen Lebensdauer der Elektrolysekathoden trägt es ebenfalls bei, daß Ausnehmungen im Kathodenblech zur Befestigung von Isolierschienen mit Hilfe eines Lasers hergestellt werden.To ensure a long service life of the electrolysis cathodes, it also contributes to the fact that recesses in the cathode sheet for fastening insulating rails are produced with the aid of a laser.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Elektrolysekathode,1 is a side view of an electrolysis cathode,
Fig. 2. eine Seitenansicht gemäß Blickrichtung II in Fig. lFig. 2. is a side view in viewing direction II in Fig. L
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit III in Fig. 2,3 is an enlarged view of detail III in Fig. 2,
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Endbereiches eines Querträgers der Elektrolysekathode,4 shows an enlarged illustration of an end region of a cross member of the electrolysis cathode,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Elektrolysekathode gemäß Fig. 1,5 is a perspective view of the electrolysis cathode of FIG. 1,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eineFig. 6 shows a cross section through a
Elektrolysekathode, die im Bereich einer Schweißeinrichtung eingespannt ist und die mit einem neuen Kathodenblech versehen wird undElectrolysis cathode which is clamped in the area of a welding device and which is provided with a new cathode sheet and
Fig. 7 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung im Bereich der Schweißnaht .Fig. 7 is an enlarged cross-sectional view in the area of the weld.
Fig. 1 zeigt eine Elektrolysekathode (1) , die mit einem Querträger (2) und einem Kathodenblech (3) versehen ist. Das Kathodenblech (3) besteht aus Edelstahl und ist mit dem Querträger (2) verschweißt. Der Querträger (2) wird vorzugsweise als eine kupferummantelte Tragstange ausgebildet .Fig. 1 shows an electrolysis cathode (1) which is provided with a cross member (2) and a cathode plate (3). The cathode sheet (3) is made of stainless steel and is welded to the cross member (2). The cross member (2) is preferably designed as a copper-coated support rod.
Das Kathodenblech (3) ist im Bereich von Seitenkanten (4, 5) mit Isolierschienen (6,7) versehen. Die Isolierschienen (6, 7) können als Kunststoffleisten ausgebildet sein. Zur Halterung der Isolierschienen (6, 7) weist das Kathodenblech (3) Ausnehmungen auf, durch die sich Befestigungselemente hindurch erstrecken. Der Querträger (2) überragt mit Endsegmenten (8, 9) die Isolierschienen (6, 7). Hierdurch kann die Elektrolysekathode (1) im Bereich eines nicht dargestellten Elektrolysebades aufgehängt werden.The cathode sheet (3) is provided with insulating rails (6, 7) in the region of side edges (4, 5). The insulating rails (6, 7) can be designed as plastic strips. To hold the insulating rails (6, 7), the cathode sheet (3) has recesses through which fastening elements extend. The cross member (2) projects over the insulating rails (6, 7) with end segments (8, 9). As a result, the electrolysis cathode (1) can be suspended in the region of an electrolysis bath, not shown.
Fig. 1 zeigt eine Elektrolysekathode (1) , bei der ein ursprüngliches Kathodenblech (3) abgetrennt und durch ein neues Blech ersetzt wurde. Hierdurch verläuft von der Seitenkante (4) zur Seitenkante (5) eine Schweißnaht (10) . Zur Erleichterung eines Transportes weist die Elektrolysekathode (1) unterhalb des Querträgers (2) zwei Ausnehmungen (11, 12) auf, durch die Halteeinrichtungen eines Transportgerätes hindurch gesteckt werden können.Fig. 1 shows an electrolysis cathode (1), in which an original cathode sheet (3) was separated and replaced by a new sheet. As a result, a weld seam (10) runs from the side edge (4) to the side edge (5). To facilitate transport, the electrolysis cathode (1) has two recesses (11, 12) below the cross member (2), through which holding devices of a transport device can be inserted.
Die Positionierung der Schweißnaht (10) mit einem Abstand unterhalb der Ausnehmungen (11, 12) weist den Vorteil auf, daß der Schweißvorgang in einem Arbeitsgang ohne erneutes Ansetzen der Schweißelektrode durchgeführt werden kann. Zur Unterstützung eines möglichst großen Abstandes der Schweißnaht (10) von der Oberfläche des Elektrolysebades ist aber auch daran gedacht, die Schweißnaht (10) auf dem Niveau der unteren Begrenzungen der Ausnehmungen (11, 12) verlaufen zu lassen. Bei der Durchführung des Schweißvorgangs muß hierdurch die Schweißelektrode zwar dreimal angesetzt werden, der Abstand der Schweißnaht von der Oberfläche des Elektrolyten nach einem Einsetzen in das Elektrolysebad kann jedoch hierdurch erhöht werden. Darüber hinaus wird die tatsächliche Länge der Schweißnaht durch die Ausdehnung der Ausnehmungen (11, 12) reduziert.The positioning of the weld seam (10) at a distance below the recesses (11, 12) has the advantage that the welding process can be carried out in one operation without having to re-attach the welding electrode. To support the greatest possible distance of the weld seam (10) from the surface of the electrolysis bath, it is also contemplated that the weld seam (10) should run at the level of the lower boundaries of the recesses (11, 12). When carrying out the welding process, the welding electrode has to be applied three times, but the distance of the weld seam from the surface of the electrolyte after insertion into the electrolysis bath can be increased as a result. In addition, the actual length of the weld seam is reduced by the expansion of the recesses (11, 12).
Die Seitenansicht in Fig. 2 veranschaulicht, daß der Querträger (2) als ein I-Profil ausgebildet sein kann. Darüber hinaus ist erkennbar, daß die Isolierschienen (6,7) im wesentlichen den gesamten Bereich der Seitenkanten (4, 5) abdecken.The side view in Fig. 2 illustrates that the cross member (2) can be designed as an I-profile. In addition, it can be seen that the insulating rails (6,7) cover essentially the entire area of the side edges (4, 5).
Aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 3 ist erkennbar, daß das Kathodenblech (3) mit dem Querträger (2) über Schweißnähte (13) verbunden ist.From the enlarged representation in Fig. 3 it can be seen that the cathode plate (3) is connected to the cross member (2) via welds (13).
Fig . 4 zeigt einen Querschnitt durch eines der Endsegmente (8, 9) . Es ist erkennbar, daß ein unterer Bereich der Endsegmente (8, 9) als eine Verjüngung (14) ausgebildet ist. Hierdurch wird bei einem Aufliegen der Endsegmente (8, 9) auf einer Stromschiene (15) ein hoher Anpreßdruck je Flächeneinheit und damit ein geringer Übergangswiderstand für einen elektrischen Strom erreicht.Fig. 4 shows a cross section through one of the end segments (8, 9). It can be seen that a lower region of the end segments (8, 9) is designed as a taper (14). As a result, when the end segments (8, 9) rest on a busbar (15), a high contact pressure per unit area and thus a low contact resistance for an electric current is achieved.
Fig. 5 veranschaulicht durch die perspektivische Darstellung nochmals den Aufbau der Elektrolysekathode (1) . Insbesondere sind die stabile Ausführung des Querträgers (2) sowie das seitliche Überstehen der Endsegmente (8, 9) des Querträgers (2) zu erkennen.5 illustrates the structure of the electrolysis cathode (1) again through the perspective illustration. In particular, the stable design of the cross member (2) and the lateral protrusion of the end segments (8, 9) of the cross member (2) can be seen.
Fig. 6 veranschaulicht die Anordnung der Elektrolysekathode (1) im Bereich einer Schweißeinrichtung (25) zur Herstellung der Schweißnaht (10) . Sowohl das neue Kathodenblech (3) als auch der Querträger (2) mit einem Restsegment (16) des ursprünglichen Kathodenbleches (3) werden hierbei von Spanneinrichtungen (17, 18) gehaltert und mit Klemmkräften (19, 20, 21, 22) beaufschlagt. Über eine Schubeinrichtung (23) wird eine Querkraft (24) erzeugt, die das neue Kathodenblech (3) und das Restsegment (16) mit einer definierten Flächenpressung zusammenführen. In diesem Zustand wird die Schweißeinrichtung (25) entlang der herzustellenden Schweißnaht (10) bewegt. Der Aufbau der Schweißnaht (10) ist aus Fig. 7 im Detail zu erkennen. Die Schweißnaht (10) weist eine Nahtwurzel (26) und eine Nahtüberdeckung (27) auf, die im Bereich einander gegenüberliegender Seiten der Elektrolysekathode (1) verlaufen. Die Nahtwurzel (26) und die Nahtüberdeckung (27) werden von einem Schweißgefüge (28) miteinander verbunden, das zwischen einer ersten Schnittkante (29) des RestSegmentes (16) und einer zweiten Schnittkante (30) des neuen Kathodenbleches (3) verläuft. 6 illustrates the arrangement of the electrolysis cathode (1) in the area of a welding device (25) for producing the weld seam (10). Both the new cathode sheet (3) and the cross member (2) with a remaining segment (16) of the original cathode sheet (3) are held by clamping devices (17, 18) and subjected to clamping forces (19, 20, 21, 22). A transverse force (24) is generated by a pushing device (23), which brings the new cathode sheet (3) and the remaining segment (16) together with a defined surface pressure. In this state, the welding device (25) is moved along the weld seam (10) to be produced. The structure of the weld seam (10) can be seen in detail in FIG. 7. The weld seam (10) has a seam root (26) and a seam cover (27) which run in the region of opposite sides of the electrolysis cathode (1). The seam root (26) and the seam cover (27) are connected to one another by a welded structure (28) which runs between a first cut edge (29) of the remaining segment (16) and a second cut edge (30) of the new cathode sheet (3).

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Reparatur von Elektrolysekathoden, die gemeinsam mit Anoden in einem galvanischen Bad zur Durchführung einer galvanischen Elektrolyse an eine Stromquelle angeschlossen werden und die aus einem oberhalb des galvanischen Bades zur elektrischen Verbindung mit mindestens einer Versorgungsschiene angeordnetem Querträger und einem in das galvanische Bad hineinragenden Kathodenblech aus Metall hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Kathodenbleches (3) durch eine thermisch im wesentlichen gleichmäßige Beau schlagung im Bereich einer ersten Schnittkante vom Querträger (2) abgetrennt wird, daß ein Ersatzblech mindestens im Bereich seiner dem Querträger (2) zuwendbaren Ausdehnung durch eine thermisch im wesentlichen gleichmäßige Beau schlagung zur Bereitstellung einer zweiten Schnittkante zugeschnitten wird und daß das Ersatzblech durch eine thermisch im wesentlichen gleichmäßige Beaufschlagung im Bereich der zweiten Schnittkante mit der ersten Schnittkante verschweißt wird.1. A method for repairing electrolysis cathodes which are connected together with anodes in a galvanic bath to carry out galvanic electrolysis to a power source and which consist of a cross member arranged above the galvanic bath for electrical connection with at least one supply rail and one projecting into the galvanic bath Cathode sheet are made of metal, characterized in that at least part of the cathode sheet (3) is separated from the cross member (2) by a thermally substantially uniform impact in the area of a first cut edge, that a replacement sheet is at least in the area of the cross member (2 ) Applicable expansion is cut by a thermally substantially uniform impact to provide a second cutting edge and that the replacement sheet by a thermally substantially uniform application in the region of the second cutting edge is welded to the first cutting edge.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verbrauchte Kathodenblech (3) mit einem Laser im Bereich der ersten Schnittkante vom Querträger (2) abgetrennt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the used cathode sheet (3) is separated by a laser in the region of the first cutting edge from the cross member (2).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Ersatzblech mindestens im Bereich seiner dem Querträger zuwendbaren Ausdehnung mit einem Laser zur Bereitstellung der zweiten Schnittkante zugeschnitten wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the replacement sheet is cut at least in the region of its extension facing the cross member with a laser to provide the second cutting edge.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schnittkante mit der ersten Schnittkante durch einen Laser verschweißt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the second cut edge is welded to the first cut edge by a laser.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Bauelemente vor einer Durchführung des Schweißvorganges eingespannt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the components to be connected are clamped before performing the welding process.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden Bauelemente vor einer Durchführung des Schweißvorganges relativ zueinander parallel ausgerichtet werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the components to be connected to each other are aligned parallel to each other before carrying out the welding process.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß während der Durchführung des Schweißvorganges die erste Schnittkante relativ zur zweiten Schnittkante verspannt ist.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the first cutting edge is braced relative to the second cutting edge during the execution of the welding process.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Schweißnaht eine Überdeckung zwischen der Schweißnaht und der Wurzel hergestellt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in the area of the weld Coverage between the weld seam and the root is made.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmungen im Kathodenblech (3) zur Befestigung von Isolierschienen (6, 7) mit Hilfe eines Lasers hergestellt werden.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that recesses in the cathode plate (3) for fastening insulating rails (6, 7) are made with the aid of a laser.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kathodenblech (3) Platten aus Edelstahl verwendet werden.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that stainless steel plates are used as the cathode sheet (3).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Anoden Platten aus Kupfer verwendet werden.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that plates made of copper are used as anodes.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquelle eine Gleichstromquelle verwendet wird. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that a direct current source is used as the current source.
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