JPH07500879A - 導体プレートの製造方法およびこの方法の実施装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 導体プレートの製造法、この方法の実施手段およびこのようにして得られた導体 プレート 技術分野 本発明は、保護装置を備えた導体プレートの製造法に関し、このプレートは、特 に金属の精錬用の陰極として用いられる。 また、本発明は、この方法の実施手段およびこのようにして得られた導体プレー トに関する。 背景技術 亜鉛の製造のような金属の精錬には、電気分解法を用いるのが知られている。そ のため、材料をイオン溶液を含む電解槽に、分極された少なくとも一つの導体プ レートを浸し、プレートに、一定のイオンが移動することによって得られた析出 物が形成される。 従来、導体プレートは、その上部に、電解液にプレートを吊るす手段と、操作手 段と、流線に電気接続する手段とを含む。 所定の電気分解時間が経過すると、プレートは、電気分解された材料の層でその 両面が被覆される。 材料は、これらの層を剥離することによって回収される。 この剥離を容易にするために、プレートの保護装置は、少なくとも一つの保護要 素を含む。これは、一つは、電気的な絶縁材料から構成される角材と呼ばれる保 護要素で、場合によってはプレートの少な（とも複数の最小側面を占める複数片 に分割され、最小側面への材料の析出を防ぎ、従って両面に析出した材料層のブ リッジにより結合するものである。もう一つは、絶縁材料から構成されるインサ ートと呼ばれる少なくとも一つの保護要素で、プレートの厚さの所定区域に収容 され、この区域は一般にプレートの上部に位置し、材料層によって部分的に被覆 されて一般に楔形の工具によって該材料層の剥離を開始可能にする。 より詳しくは、インサートと呼ばれるこの第二の保護要素は、材料層の裏への工 具の挿入を容易にし、該層が導体プレートを損傷しないようにする。 これらの導体プレートの製造における主な問題は、各保護要素と導体プレートの 結合の質に関するものである。 この結合は、プレートと保護要素との間に材料の析出物が形成されないように気 密に行われなければならず、また機械的に十分に強く、特に剥離の開始時に衝撃 に耐えるものでなければならない。 こうした結合の質の問題は、二つの型の保護要素、すなわち角材とインサートに 共通しているが、これらの二つの型の保護要素は同じ制約を受けるものではない ためまた、同じ理由で、インサートと角材の製造には異なる材料を用いるのが好 ましい。 先行技術では、この結合を保証するために、接着剤で角材を固定することが知ら れているが、気密性が比較的良くても、機械的な抵抗は非常に弱い。 他の既知の方法によれば、導体プレートに複数の穴をあけ、合成物質のリベット で角材を固定する。 この方法では、結合は機械的に安定するが、残念ながら気密性が悪い。 さらに、知られている導体プレートの製造法は（ＵＳ−Ａ−４２０７１４７）　 、各角材を固定するために次のような段階を含む。 一プレートの最小側面に沿って、プレートの両面に通じる複数の穴を開け、 一プレートの最小側面にかぶせるように予めＵ字型に形成した角材をおき、 一角材を加熱すると同時に角材をそのＵ字型の両端から押して、一方で角材を構 成する材料を軟らかくし、もう一方で穴に材料を流して、冷却後に固着し機械的 な結合を保証する。 この方法では、良い結果が得られるが、コストが高くつく。 固着を有する導体プレートはまた、特許ＤＥ−Ａ−３２１９３００およびＵＳ− Ａ−４３５７２２５でも知られているが、明確に角材とインサートが一つの部品 からなっているために、その実施例はインサートと角材の個々の特性を考慮して いない（ＵＳ−Ａ−４３５７２２５）。 プレートの保護装置が、角材の固定操作とは独立して同時に二つの型の保護要素 を含んでいるならば、インサートの固定操作を別の方法で行わなければならない 。 従って、型がどんなであれ少なくとも一つの保護要素から構成される装置 るために、次のような操作を行う。 一対応する保護要素がプレートに固定される場合、該保護要素で被覆される区域 を各保護要素に決定し、一このように決定された各区域に、導体プレートを貫通 する少な《とも一つの穴を開け、 一導体プレートの各保護要素を固定し、プレートの一面にそれぞれが隣接する二 つの部分が前述の穴を貫通する材料のブリッジで互いに結合するようにし、その ために、 一それぞれがプレートの位置決め手段を少なくとも間接的に含み、またプレート の保護要素によって被覆される区域の少なくとも所定の場所に、少なくとも一つ の半鋳型（１３、１４）を含む、二個の主な半鋳型を所定の寸法と形状の導体プ レートに構成し、 ープレートの該保護要素を複製型で次のように製作し、 ・二個の半鋳型（１１、１２）を離し、・半鋳型の間に導体プレート（１）を位 置決めし、・半鋳型を閉じ、 ・熱可塑性材料を注入し、 ・次に半鋳型を開き、 ・プレートを取り出す。 発明の開示 本発明の目的のひとつは、特に上に述べた問題を解決する、前述の型の導体プレ ートの製造法にある。 このため、本発明の目的は。 −それぞれの型の保護要素に用いられた絶縁材料の特性がいかなるものであろう と、角材とインサートを一回の操作で同時に製造固定し、そのために、御名注入 点で、少なくとも注入速度、圧力および注入される材料の温度をコントロールし ながら、対応する保護要素に特定の熱可塑性材料を各半鋳型に注入することを特 徴とする方法にある。 本発明は、以下の添付図面に関して限定的ではなく例として挙げられた詳細な説 明により、よりよ《理解されるであろう。 図面の簡単な説明 一図１：導体プレートの正面図 一図２＝図ｌのｎ−ｎによる断面図 一図３＝図１のＩＩＩ−ＩＩＩによる断面図一図４二本発明による実施手段の略 図 一図５：未完成のプレートの詳細図 発明を実施するための最良の形態 図面において、亜鉛のような材料の精錬に用いられる導体プレート１の形状は、 従来、直方体で、プレートに極性を与えるために電解槽に吊るし、操作し、電気 接続する手段２をその上部に備える。 この導体プレートは、保護装置を備えている。 この保護装置を構成する少な《とも一つの保護要素（４、５）の一方は、電気的 な絶縁材料で構成される角材と呼ばれる保護要素で、場合によってはプレートの 少なくとも複数の最小側面を占める複数片に分割され、最小側面への材料の析出 を防ぎ、従って両面に析出した材料層のブリッジにより結合するものであり、も う一方は、絶縁材料から構成されるインサートと呼ばれる少なくとも一つの保護 要素（５）で、プレー１・の厚さの所定区域に収容され、この区域は一般にプレ ー１・の上部に位置し、材料層によって部分的に被覆されて一般に楔形の工具に よって該材料層の剥離を開始可能にする。 インサートはプレート内に収容され、その結果、このインサー｝・の見えている 面６は、プレートの両面７と同一平面上にある。 その製造は、 一対応する保護要素がプレートに固定されると、該保護要素で１１覆される区域 （８、９、１０）を各保護要素に決定し、これらの区域は角材では側面（８、９ ）でインサー１・では上部（１０）と称され、一このように決定された区域に、 導体プレートを貫通する少なくとも一つの穴をあけ、 御名保護要素（４、５）を導体プレート（１）に固定し、プレートの複数の面に 隣接する保護要素部分が該穴に挿入される装置（４ａ、５ａ）によって互いに結 合されるようにする。 好適には、角材を構成する材料は、インサートに用いられる材料とは異なるが、 いずれにせよ、保護要素の製造に用いられる材料は、電気的に絶縁され、イオン 溶液における化学抵抗がある。 たとえば、亜鉛の精錬では、導体プレートはアルミニウムであるが、電着による 金属の他の製造法の場合は特に、その成分が異なることがある。さらに、一所定 の寸法と形状を有する導体ブレートに、プレートの位置決め手段を少なくとも間 接的に含み、またプレー１・の保護要素によって被覆される区域の少なくとも所 定の場所に、少なくとも一つの半鋳型（１３、】４）をそれぞれが含む、二個の 主な半鋳型（１１、１２）を構成し、 ープレートの該保護要素を複製型で次のように製作・二個の半鋳型（１１，１２ ）を離し、・半鋳型の間に導体プレート（１）を位置決めし、・半鋳型を閉じ、 ・熱可塑性材料を注入し、 ・少なくとも部分的に熱可塑性材料を冷却し、・次に半鋳型を開き、 ・プレートを取り出す。 従って、インサートおよびまたは角材は、注入による鋳造法で製造される。 本発明によれば、 −それぞれの型の保護要素に用いられた絶縁材料の特性がいかなるものであろう と、角材とインサートを一回の操作で同時に製造固定し、そのために、−各注入 点で、少なくとも注入速度、圧力および注入される材料の温度をコントロールし ながら、対応する保護要素に特定の熱可塑性材料を各半鋳型に注入する。 インサートの場合、プレートの各面、インサートによって占められる区間全体、 および楔形工具の応力に十分な抵抗となる十分な厚さの芯を保つような所定の深 さで、表面を平らにし、複数の貫通孔（１７ａ、１７ｂ）に該芯を通す。その寸 法と空間における配置は、インサートの表面全体に材料を均等に分布しかつプレ ートと完全に連結するように決定される。 有利なことには、各半鋳型群が閉じるように圧力を加える。 インサート製造用の材料は、ゆっくりと弱い圧力で注入され、芯の変形を避ける とともに、周辺部にひずみが現れないようにする。 同様に、対応する半鋳型の中央に注入用の材料を注入し、またインサート面全体 に材料が均等に分布するように、外側にいくにつれて小さくなる寸法に応じて、 芯にあけた穴を配分する。 このように配分するために、好適には、芯に中央穴１７ａを形成し、中央穴の周 りに、直径が中央穴１７ａよりも小さい一連の周辺穴１７ｂを少なくとも一つの 輪に分配して形成する。 有利なことには、インサートが収容される平面の縁は、面取りする。 本発明による方法の実施手段は、 −それぞれが、プレートの位置決め手段と、保護要素４．５と同数の半鋳型１３ ．１４を含む二個の半鋳型１１．１２と、 御名半鋳型群の閉圧力コントロール手段１９とを含む。 異なる二つの型の保護要素を備えたプレートの場合、この手段はさらに、速度、 圧力および注入温度のコントロール手段とは独立した少なくとも二個の注入グル ープ２０を含む。 有利なことに、各注入グループの各注入ノズルは、半鋳型の各注入点で、温度調 節された渦管２１によって結合される。 角材の複製用の少なくとも複数の半鋳型は、鋳造材料によって満たされる容積の やや外側に延びる縁部３０を有す。この縁部は、閉圧力の影響で導体プレートに わずかに入り込み、鋳造前にプレートを修正する必要や材料のひずみを避ける。 このようにして得られた導体プレートは、被覆された区間で材料の固着穴を有す るプレートに、保護要素を複製型で製造する点で非常にすぐれている。 インサートの場合、導体プレートはさらに、それぞれがインサート部分を収容す る二個の平面１５を所定の区域に備え、インサート部分の厚さは、通常楔形の工 具がかける機械応力への機械抵抗を保証するに十分であることを特徴とする。　 本発明によれば、インサートに関して、芯は中央穴１７ａを通り、複数の他の穴 １７ｂを含む。これらの穴の大きさは、外側に行くにつれて小さくなる。 本発明によれば、インサートを収容する平面の端は、斜面２４を有する。 この斜面は、冷却の際に材料を取り出す時、インサートに関する気密性を増す。 本発明の他の特徴によれば、芯の穴は、所定の角度のピッチで配分される。たと えば、角ピッチ４５°による二個の同心円で配分されると、一つの円の複数の穴 は、他の円の穴に関して約２２°５ずれている。 芯の材料面積は、切り込み面積の和よりも大きい。 厚さが７ミリのアルミニウム導体プレートの実施例では、 一平面の深さ２ミリ、 一芯の厚さ３ミリ、 一中央穴の直径２０ミリ、 一第一組の穴の直径８ミリ、 一第二組の穴の直径６ミリである。 インサートに用いられる熱可塑性物質は、好適には３０％のグラスファイバーを 含むポリプロピレンである。 角材に用いられる熱可塑性物質は、たとえば、添加されないポリプロピレンであ る。 保護角材とインサートの装備法は、次のような長所を有する。 一二段階注入器の使用により、−回の操作で陰極を完全に被覆することができる 。 −インサートとして用いられたアルミニウムプレートの任意のクリープを抑制し 、陰極の表面のわずかな不規則性や、厚さの変化に応じるため、一定の大きさの 水力閉鎖器の使用により、インサートとして陰極を用い、一定の調節可能な鎖錠 力を保証できる。 −鋳型の設計により、二個の角材と保護インサートの鋳造が可能になる。 −熱可塑性物質の注入法により、極めて緊密に材料をアルミニウムプレートに適 用することができ、電気分解の際に亜鉛が浸透するのを避け、時間の経過に伴っ て保護角材とインサートが剥がれてしまわないようにする。 さらに、鋳造操作により、面の不規則性に従い、角材と連動することにより穴が あればこれを塞ぐことができる。 一注入法は、保護インサートを決定する中ぐりに関して、また角材を適切に支え るように開ける穴に関して、正確な加工を必要としない。 一注入法ではまた、密度が小さく、添加されたまたは添加されない、着色された または着色されない異なる熱可塑性材料を選択することができる。 −注入法は、熱可塑性材料の装備に、陰極の寿命に近い寿命を与えることができ るとともに、以下の長所を有する。 ・方法の信頼性 ・経済的な組立コスト ・維持費の減少 ・生産性の改善 ・事故の場合の陰極の再利用 ・角材の幅の減少による陰極の有効面の増加ｒｒ−）−ｓ− ，１ ／４ル Ｆｊ−５−ｒ。 国際調査報告　〒＝９＝１で＝＝テーーーーー１Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｐａｔｅｎ 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Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．保証装置を備えた導体プレートの製造法で、この保証装置を構成する少なく とも一つの保護要素（４、５）の一方は、電気的な絶縁材料で構成される角材と 呼ばれる保護要素で、場合によってはプレートの少なくとも複数の最小側面を占 める複数片に分割され、最小側面への材料の析出を防ぎ、従って両面に析出した 材料層のブリッジにより結合し、もう一方は、絶縁材料から構成されるインサー トと呼ばれる少なくとも一つの保護要素（５）で、プレートの厚さの所定区域に 収容され、この区域は一般にプレートの上部に位置し、材料層によって部分的に 被覆されて一般に楔形の工具によって該材料層の剥離を開始可能にする方法であ って、−対応する保護要素がプレートに固定されると、該保護要素によって被覆 される区域（８、９、１０）を各保護要素に決定し、これらの区域は角材では側 面（８、９）でインサートでは上部（１０）と称され、−このように決定された 区域に、導体プレートを貫通する少なくとも一つの 穴をあけ、 −各保護要素（４、５）を導体プレート（１）に固定し、プレートの複数の面に 隣接する保護要素部分が該穴に挿入される装置（４ａ、５ａ）によって互いに結 合されるようにし、 上記工程において、 −プレートの位置決め手段を少なくとも間接的にそれぞれが含み、またプレート の保護要素によって被覆される区域の少なくとも所定の場所に、少なくとも一つ の半鋳型（１３、１４）を含む、二個の主な半鋳型（１１、１２）を所定の寸法 と形を有する導体プレートに構成し、 −プレートの該保護要素を複製型で次のように製作し、 ・二個の半鋳型（１１、１２）を離し、・半鋳型の間に導体プレート（１）を位 置決めし、・半鋳型を閉じ、 ・熱可塑性材料を注入し、 ・少なくとも部分的に熱可塑性材料を冷却し、・次に半鋳型を開き、 ・プレートを取り出す 方法において、 −それぞれの型の保護要素に用いられた絶縁材料の特性がいかなるものであろう と、角材とインサートを一回の操作で同時に製造固定し、そのために、−各注入 点で、少なくとも注入速度、圧力および注入される材料の温度をコントロールし ながら、対応する保護要素に特定の熱可塑性材料を、各半鋳型に注入することを 特徴とする方法。
2. ２．請求項１による方法において、各半鋳型群に閉圧力を加えることを特徴とす る方法。
3. ３．請求項１による方法において、インサートの場合、プレートの各面、インサ ートによって占められる区間全体、および楔形工具の応力に十分な抵抗となる十 分な厚さの芯を保つような所定の深さで行い、表面を平らにし、複数の貫通孔（ １７ａ、１７ｂ）に該芯を通し、またその寸法と空間における配置は、インサー トの表面全体に材料を均等に分布し、かっプレートと完全に連結するように決定 されることを特徴とする方法。
4. ４．請求項１による方法において、インサート製造用の材料は、ゆっくりと弱い 圧力で注入され、芯の変形を避けるとともに、周辺部にひずみが現れないように することを特徴とする方法。
5. ５．請求項４による方法において、対応する半鋳型の中央に注入用の材料を注入 し、またインサート面全体に材料が均等に分布するように、外側にいくにつれて 小さくなる寸法に応じて、芯にあけた穴を配分することを特徴とする方法。
6. ６．請求項１による方法の実施手段で、一方で、分枝（４ｂ、４ｃ）が該最小側 面を覆うＵ字型の保護要素（４）いわゆる角材（４）が、少なくとも二つの最小 側面（３）に備えられ、他方で、他の保護要素（５）いわゆるインサートが、イ ンサート（５）の見えている面（６）がプレートの二面（７）と同一平面上にあ るように、プレートの厚み部分のそれぞれに収容される二つの部分に分けて所定 区域に備えられた導体プレート（１）を含む手段において、さらに、 −それぞれがプレートの位置決め手段と、製造する保護要素（４、５）と同数の 半鋳型（１３、１４）とを含む、２個の半鋳型（１１、１２）と、 −各半鋳型群の閉圧力コントロール手段（１９）とを含むことを特徴とする手段 。
7. ７．一方で、分枝（４ｂ、４ｃ）が該最小側面を覆うＵ字型の保護要素（４）い わゆる角材（４）が、少なくとも二つの最小側面（３）に備えられ、他方で、他 の保護要素（５）いわゆるインサートが、インサート（５）の見えている面（６ ）がプレートの二面（７）と同一平面上にあるように、プレートの厚み部分のそ れぞれに収容される二つの部分に分けて所定区域に備えられた導体プレート（１ ）において、導体プレートは、請求項１による方法で得られることを特徴とする 装置。
8. ８．請求項７による導体プレートにおいて、それぞれがインサート部を収容しそ の深さが芯１６を保つ二個の層（１５）を所定区域に備え、その厚さは、楔型工 具が通常かける機械的な応力への機械的剛性を保証するのに十分であることを特 徴とする導体プレート。
9. ９．請求項８による導体プレートにおいて、芯は、インサートと同高で中央穴（ １７ａ）を通り、さらに、区間全体に分布され外側に行くに従って寸法が小さく なる複数の他の穴（１７ｂ）を含むことを特徴とする導体プレート。