MÁQUINA DE ARRANCADO DE CÁTODOS
DESCRIPCIÓN Campo técnico de la invención
La presente invención corresponde al campo técnico de las máquinas de arrancado de cátodos, necesarias para la separación de las láminas de metal obtenidas por electrólisis sobre dichos cátodos.
Antecedentes de la Invención
Existen metales muy demandados, que se obtienen por un proceso de electrólisis que genera la deposición del metal buscado sobre unos cátodos sumergidos en una determinada disolución. Estos cátodos suelen presentar forma cuadrada o rectangular.
Una vez que el material buscado se ha depositado formando una lámina o capa de recubrimiento sobre las dos caras de cada uno de los cátodos sumergidos en la disolución, debe procederse a la separación de dichas láminas respecto de los cátodos. Inicialmente esta operación se realizaba de forma manual, resultando un proceso que requiere de la intervención de mucha mano de obra y es lento y laborioso, tanto por la propia operación de separado como por el hecho de que debe realizarse cátodo a cátodo.
En la actualidad, estos aspectos se han mejorado en gran medida gracias a la existencia de máquinas que reducen la mano de obra y aligeran el proceso.
No obstante, siguen presentando ciertos inconvenientes debidos al modo de arrancado de las láminas respecto a las caras de los cátodos y a que todavía siguen resultando procesos bastante lentos. Algunos de los modos de separación que venían empleándose consistían en golpear el conjunto con martillos neumáticos, que además de resultar muy molesto acústicamente, al poco tiempo los cátodos empezaban a presentar deformaciones debidas a los golpes.
Como ejemplo del estado de la técnica pueden mencionarse los documentos de referencia ES0372891 y ES2005673. El primer documento de referencia ES0372891 se refiere a un procedimiento hidráulico para arrancar el zinc depositado sobre los cátodos para la obtención electrolítica del mismo, en el que una vez extraídos los cátodos de la cuba, se someten por cada una de sus caras a un chorro de agua a elevada presión dirigido de modo que incida sobre la línea de separación entre la lámina de aluminio y el zinc depositado sobre la misma, con un ángulo determinado para originar el desprendimiento del zinc.
Este procedimiento ofrece un modo alternativo que evita dañar las superficies de los cátodos, pero sigue resultando lento pues la separación se realiza cátodo a cátodo, y debe existir un nivelado muy preciso de los cátodos y los inyectores de agua a presión, para que ésta incida sobre la línea de flotación de éstos exactamente y no en otro lugar, pues cualquier pequeña variación, por la evaporación en los tanques de electrólisis por ejemplo, generaría que la aplicación del chorro de agua no cumpliera su cometido.
El documento de referencia ES2005673 trata sobre un procedimiento para arrancar de un cátodo cobre electrolíticamente depositado, en el que se somete a flexión dicho cátodo en una magnitud superior a la resistencia de adherencia entre el cobre depositado y el cátodo, pero sin exceder el límite elástico del mismo, haciendo así que, al menos parte del cobre depositado, se separe del cátodo, y se pueda arrancar después, mediante cuña o chorro gaseoso, el cobre depositado.
De nuevo resulta un procedimiento que no consigue altos niveles de producción pues hay que tratar cátodo a cátodo con el chorro gaseoso o con una cuña y además previamente hay que flexionar los cátodos, lo que aumenta el tiempo empleado y a la larga, los cátodos pueden presentar roturas por fatiga.
Descripción de la invención
La máquina de arrancado de cátodos, que presentan un depósito metálico en forma de lámina en cada una de sus dos caras opuestas que aquí se presenta, comprende un primer nivel de operación y un segundo nivel de recepción situado de forma inferior al primer nivel.
El primer nivel comprende un mecanismo de entrada de los cátodos, un primer mecanismo de transferencia de dichos cátodos al interior de la máquina, un mecanismo de procesado con una cabeza de arrancado que presenta dos bastidores de arrancado donde cada uno de ellos actúa sobre un cátodo simultáneamente, un segundo mecanismo de transferencia de los cátodos y un mecanismo de salida de los cátodos sin láminas.
Por su parte, el segundo nivel comprende para cada una de las dos láminas resultantes, un sistema de recepción de láminas, una cinta transportadora y, una estación de retirada de láminas y, de forma común para ambas láminas presenta una mesa de acumulación y pesaje con rodillos.
En una realización preferente, el mecanismo de recepción de los cátodos del primer nivel comprende un sistema de vigas paralelas, donde una primera viga es fija y una segunda viga es galopante, cuyo movimiento en dirección vertical es generado por un conjunto de empujadores pivotantes accionados hidráulicamente y el movimiento en dirección horizontal es generado por un conjunto de cilindros hidráulicos dobles sincronizados entre ellos mediante un divisor de caudal hidromecánico.
De acuerdo con una realización preferente, el primer mecanismo de transferencia de los cátodos al mecanismo de arrancado está formado por un transportador de cadena aérea y el segundo mecanismo de transferencia de los cátodos está formado por un transportador doble de cadena aérea.
Según una realización preferida, cada uno de los dos bastidores de arrancado del mecanismo de procesado del primer nivel comprende unos medios de lavado de los cátodos, formado por una serie de colectores de agua con boquillas de aspersión fijados a la cabeza de arrancado.
Así mismo y de acuerdo con una realización preferente, cada bastidor de arrancado del mecanismo de procesado del primer nivel comprende unos primeros medios de avance de los cátodos a lo largo de la cabeza de arrancado, formados en cada caso por un mecanismo de viga galopante actuada hidráulicamente que presenta un sistema antibalanceo.
De acuerdo con otro aspecto, en una realización preferida, el mecanismo de procesado comprende un sistema de cuchillas guiadas para cada uno de los bastidores de arrancado de los cátodos, donde dicho sistema de cuchillas está sujeto a la cabeza de arrancado.
Según una realización preferente, el mecanismo de procesado comprende para cada bastidor de arrancado, unos medios de pre-arrancado formados por un robot con una cuchilla para cada lado del cátodo.
En este caso y en una realización preferente, el mecanismo de procesado comprende unos medios de inicio del pre-arrancado que presenta un bastidor con unos medios de corte desplazables. Además, dichos medios de inicio del pre-arrancado son aptos para comprobar el nivel de adherencia entre el cátodo y la lámina sobre el mismo.
Según una realización preferente, el primer nivel de operación de esta máquina de arrancado de cátodos comprende un bastidor de cepillado situado a continuación del segundo mecanismo de transferencia y que está formado por dos mecanismos de cepillado, uno para cada uno de los cátodos procesados simultáneamente.
Cada uno de dichos mecanismos de cepillado sujeta un dispositivo de cepillado y unos segundos medios de avance encargados de conducir cada cátodo desde el segundo mecanismo de transferencia a través del bastidor de cepillado y hasta el mecanismo de salida, donde dichos segundos medios de avance están formados por una viga galopante.
En este caso y en una realización preferente, el dispositivo de cepillado comprende un mecanismo de elevación formado por un carro móvil guiado mediante unos carriles verticales, un subconjunto de cepillos fijados a unas bielas y, un sistema de riego formado por una serie de colectores provistos de boquillas de aspersión.
De acuerdo con una realización preferida, el sistema de recepción de láminas del segundo nivel comprende un sistema de amortiguación de dichas láminas formado por una trampilla actuada mediante fuelles neumáticos y un sistema de acompañamiento de láminas.
En este caso y según una realización preferente, el sistema de recepción de láminas comprende a continuación del sistema de amortiguación, dos pares de ruedas accionadas mediante motorreductores eléctricos para controlar la velocidad de caída de las láminas.
En una realización preferente, la estación de retirada de láminas comprende un bastidor fijo de recepción, un robot de recepción y un dispositivo de guiado.
Con la máquina de arrancado de cátodos que aquí se propone se obtiene una mejora significativa del estado de la técnica.
Esto es así pues se consigue actuar sobre las dos caras de dos cátodos de forma simultánea, por lo que el tiempo del proceso se reduce considerablemente. Además, la forma en que está diseñada la máquina, presenta un perfecto control de los pasos a realizar tanto por cada par de cátodos, como por las láminas que se desprenden de ellos. Esto se controla a través de dos niveles de la máquina, perfectamente sintonizados, que consiguen reducir el tiempo empleado en el arrancado de los cátodos y aumentar de forma significativa la productividad de la máquina.
Además, el arrancado se realiza con unas cuchillas y previamente se realiza un pre arrancado y un iniciador del prearrancado, de manera que se consigue separar las
láminas de las superficies de los cátodos sin causar ningún daño o arañazo en los mismos.
Breve descripción de los dibujos
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripción, una serie de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva del nivel superior de la máquina de arrancado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
La Figura 2.- Muestra una vista en planta del nivel superior de la máquina de arrancado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
La Figura 3.- Muestra una vista en alzado de la máquina de arrancado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
La Figura 4.- Muestra una vista de perfil de la máquina de arrancado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
La Figura 5.- Muestra una vista en perspectiva del mecanismo de arrancado de la máquina de arrancado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
La Figura 6.- Muestra una sección de las cuchillas del mecanismo de arrancado de la máquina de arrancado de cátodos, para un modo de realización preferente de la invención.
Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invención
A la vista de las figuras aportadas, puede observarse cómo en un modo de realización preferente de la invención, la máquina 3 de arrancado de cátodos 5, que
presentan un depósito metálico en forma de lámina en cada una de sus dos caras opuestas que aquí se propone, comprende un primer nivel 1 de operación y un segundo nivel 2 de recepción situado de forma inferior a dicho primer nivel 1. En este caso se considera una máquina con cátodos de aluminio en los que por electrólisis se acumula sobre ellos una lámina de zinc.
Como se muestra en las Figuras 1 a 4, el primer nivel 1 comprende un mecanismo de entrada 4 de los cátodos 5 en la máquina, un primer mecanismo de transferencia 8.1 de dichos cátodos al interior de la máquina, un mecanismo de procesado con una cabeza de arrancado que presenta dos bastidores de arrancado 7 donde cada uno de ellos actúa sobre un cátodo simultáneamente, un segundo mecanismo de transferencia 8.2 de los cátodos y un mecanismo de salida 9 de los cátodos sin láminas de zinc. Así mismo, como puede observarse en las Figuras 3 y 4, el segundo nivel 2 comprende para cada una de las dos láminas resultantes, un sistema de recepción 10 de láminas, una cinta transportadora 11 y, una estación de retirada 12 de láminas y, presenta de forma común para ambas láminas, una mesa de acumulación y pesaje 13 con rodillos.
Una grúa es la encargada de depositar los cátodos 5 en el mecanismo de entrada 4 de los mismos en la máquina. En este modo de realización preferente de la invención, dicho mecanismo de entrada 4 de los cátodos del primer nivel 1 comprende un sistema de vigas paralelas, con una primera viga fija y una segunda viga galopante. El movimiento de esta segunda viga galopante es generado en dirección vertical por un conjunto de empujadores pivotantes accionados hidráulicamente, mientras que en dirección horizontal es generado por un conjunto de cilindros hidráulicos dobles sincronizados entre ellos mediante un divisor de caudal hidromecánico.
A continuación del mecanismo de entrada 4 de los cátodos, en este modo de realización preferente de la invención, se encuentra el primer mecanismo de transferencia 8.1 de los mismos al mecanismo de procesado. Este primer mecanismo de transferencia 8.1 está formado por un transportador de cadena
aérea. Su función es la de desplazar los cátodos 5 desde la alineación del mecanismo de entrada 4 hasta la alineación de la cabeza de arrancado.
El mecanismo de procesado del primer nivel, que se muestra en la Figura 1 , en este modo de realización preferente de la invención, presenta en cada uno de los dos bastidores de arrancado 7, unos medios de lavado de los cátodos, formado por una serie de colectores de agua con boquillas de aspersión fijados a la cabeza de arrancado. Además, en este modo de realización preferente de la invención, sendos bastidores de arrancado 7 del mecanismo de procesado comprenden respectivamente unos primeros medios de avance de los cátodos 5 a lo largo de la cabeza de arrancado, formados en cada caso por un mecanismo de viga galopante actuada hidráulicamente que presenta un sistema antibalanceo.
En este modo de realización preferente de la invención, el mecanismo de procesado comprende un sistema de cuchillas 6 guiadas para cada uno de los bastidores de arrancado 7 de los cátodos, donde dicho sistema de cuchillas está sujeto a la cabeza de arrancado. La función de los bastidores de arrancado 7 es la de albergar los mecanismos encargados de separar por completo el cátodo de aluminio y la lámina de zinc, haciendo que esta última caiga hacia el nivel inferior de la máquina.
Como se muestra en la Figura 1 , en este modo de realización preferente de la invención, de forma previa a los bastidores de arrancado 7, el mecanismo de procesado comprende para cada uno de dichos bastidores de arrancado 7, unos medios de pre-arrancado 14 formados por un robot con una cuchilla para cada lado del cátodo. El objetivo de estos medios de pre-arrancado 14 es el conseguir un despegue inicial de un área mínima de zinc en toda la parte superior del cátodo, sin romper las láminas de zinc ni dañar la superficie del cátodo.
El robot dotado de la cuchilla, además de ser capaz de realizar el pre-arrancado mediante dichas cuchillas actuando cada una por cada cara del cátodo, en el caso
en que detecta dificultades en el pre-arrancado, se genera una orden de rechazo de dicho cátodo y el robot es capaz de retirarlo.
Tras terminar el paso de los cátodos por el mecanismo de procesado, éstos son depositados sobre el segundo mecanismo de transferencia 8.2, que en este modo de realización preferente de la invención está formado por un transportador doble de cadena aérea.
Como se muestra en la Figura 1 , en este modo de realización preferente de la invención, los cátodos son transferidos mediante dicho segundo mecanismo de transferencia 8.2 hasta un bastidor de cepillado 15 de cátodos. Dicho bastidor de cepillado 15 está formado por dos mecanismos de cepillado, uno para cada uno de los cátodos procesados simultáneamente. Cada mecanismo de cepillado sujeta un dispositivo de cepillado y unos segundos medios de avance encargados de conducir cada cátodo desde el segundo mecanismo de transferencia 8.2 a través del bastidor de cepillado y hasta el mecanismo de salida 9, donde dichos segundos medios de avance están formados por una viga galopante.
En este modo de realización preferente de la invención, dicho dispositivo de cepillado comprende un mecanismo de elevación formado por un carro móvil guiado mediante unos carriles verticales, un subconjunto de cepillos fijados a unas bielas y, un sistema de riego formado por una serie de colectores provistos de boquillas de aspersión.
Como puede observarse en las Figuras 3 y 4, según este modo de realización preferente de la invención, el sistema de recepción 10 de láminas del segundo nivel 2 comprende un sistema de amortiguación de dichas láminas formado por una trampilla actuada mediante fuelles neumáticos y un sistema de acompañamiento de láminas.
Según este modo de realización preferente de la invención, la estación de retirada 12 de láminas comprende un bastidor fijo de recepción, un robot de recepción y un dispositivo de guiado. La forma de realización descrita constituye únicamente un ejemplo de la presente invención, por tanto, los detalles, términos y frases específicos utilizados en la presente memoria no se han de considerar como limitativos, sino que han de entenderse únicamente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa que proporcione una descripción comprensible así como la información suficiente al experto en la materia la información suficiente para aplicar la presente invención.
Con la máquina de arrancado de cátodos que aquí se presenta se consiguen importantes mejoras respecto al estado de la técnica.
Así pues, se consigue una máquina capaz de actuar sobre dos cátodos al mismo tiempo, por lo que para un mismo período de tiempo, el número de cátodos que se someten al arrancado es mucho mayor que en las máquinas anteriores, aumentando significativamente la productividad de la misma.
Es una máquina completamente organizada en la que se incluyen aquellas actuaciones necesarias a llevar a cabo con los cátodos. De este modo, todas las posibles actuaciones que deben realizarse sobre los cátodos quedan mecanizadas. Con todo ello, se elimina la mano de obra de cualquier fase del proceso llevado a cabo por la máquina.