JPH10245690A - 電解製錬の異常検出方法及びそれを実施する異常検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 導体と陰極支持用竿及び陽極の耳部との接触
不良による異常を検出し、異常の発生した電極を容易に
特定できる電解製錬の異常検出方法。 【解決手段】 頭上水平移動機構１８に垂吊装置１５を
吊り下げ設置する工程と、垂吊装置１５に、複数の磁気
検出手段１０を昇降可能に設置する工程と、各磁気検出
手段１０に対応して、垂吊装置１５に、複数の電圧検出
手段１３を昇降可能に設置する工程と、直流電源より直
流電流を導体３６、耳付き陽極Ａ、電解槽３０内の電解
液、陰極Ｋ及び導体３６を通して供給する工程と、頭上
水平移動機構１８を作動して垂吊装置１５を目標とする
電解槽３０の上方に移動する工程と、垂吊装置１５の磁
気検出手段１０を所定の高さまで降下して、電極の所定
位置に接触又は近接して位置させる工程と、そして、複
数の電圧検出手段１３を磁気検出手段１０の配置位置の
両側における電圧を測定可能な状態に位置させる工程を
備えた、電解製錬の異常検出方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解製錬の電解槽
における電流効率阻害の要因である異常状態を検出する
電解製錬の異常検出方法及びそれを実施する異常検出シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電解製錬設備の概要について説明
する（図７参照）。電解槽３０は、上に向って解放した
直方体形状の槽で、その長側壁３０ｃの上面に共通導体
３２（ブスバー）を設置する。電解槽３０は、図６に最
も良く示されているように縦方向及び横方向に複数隣接
して設置されており、その総数は数百槽にも及ぶ。各電
解槽３０の電解液には、複数（Ｃｕの場合、通常、２０
枚から５０枚程度）の陰極種板（カソード板）Ｋ及び陽
極耳付き型（アノード板）Ａが交互に平行になるように
して浸漬される。各カソード板Ｋは、陰極支持用竿（ク
ロスバー）３４に吊り下げられている。クロスバー３４
の両端及びアノード板Ａの耳部は、左右いずれか一方の
電解槽側壁３０ｃの上面及び他方の電解槽側壁３０ｃに
設けられた共通導体３２にそれぞれ支持されている。

【０００３】図６に示されたウオルカ式電流供給方式で
は、縦横２つずつ合計４つの電解槽３０を一組として各
電解槽３０の全アノード板Ａから全カソード板Ｋにそれ
ぞれ電流が流れるように配線されている。電解製錬用電
源としては、低電圧、大電流を必要とし、大容量であり
ながら電解操業の条件に応じて広い範囲の電圧調節が可
能であるため、サイリスタ方式又はダイオード方式の半
導体整流器が用いられる。

【０００４】かかる電解製錬における正常操業を妨げる
要因として、陰極面での樹枝状晶やコブの発生、陰極の
湾曲、大きな陽極破片による橋渡しなどがある。作業員
による巡回以外の方法で、これら異常を早期に発見する
方法として従来２つの異常検出方法があった。

【０００５】第一は、クロスバー３４の電流を測定する
方法で、短絡（ショート）を起こしている電極ではクロ
スバー３４を流れる電流が異常に大きくなることに着目
したものである。また、第二の方法は、図８に示されて
いるように、頭上水平移動機構７０に赤外線カメラ７２
を設置し、電解槽７４の温度を管理室６０内に設けられ
たモニタ６２に表示する方法である。この方法も、短絡
部分の温度が局所的に上昇することに着目したものであ
る。

【０００６】ところで、上述した両方法とも、流れる電
流が短絡により大きくなる場合に有効な方法であるが、
以下に述べる欠点を有している。すなわち、前記第一の
方法は、各クロスバー３４を流れる電流測定装置の設置
及びその配線が現実的には難しく、また、電流そのもの
の変動を直接測定監視することは精度の点で難点があ
る。また、上述した第二の方法は、短絡部分の温度が電
解槽の他の部分に比べて顕著に高くなるまでに時間的遅
れがあり、そのような短絡を早期に発見することができ
ない欠点を有している。さらに、そのような温度変化
は、比較的広い範囲にわたって漠然と現れるため、現実
に短絡しているカソード板を特定するのにある程度の時
間がかかる欠点を有している。

【０００７】このため、前記両方法とも作業員による巡
回を併用して採用することにより、短絡の早期発見の監
視を行っている。しかしながら、前述のように、工場内
に設置される電解槽の数は数百に及びその各々に４０枚
から１００枚程度の電極が吊り下げられるから、巡回監
視しなければならない電極の数は膨大なものとなる。そ
のため、常時、数名の巡回作業員が必要であるという欠
点があった。

【０００８】本出願人は、上記課題を解決するために、
複数の磁気検出手段を共通導体に支持されている側付近
のカソード板及びアノード板に接触又は近接して位置さ
せ、カソード板及びアノード板に流れる電流により生じ
る磁界の磁束密度を測定して異常を検出する発明をし、
特許出願した（平成８年特許願第３５６９０５号）。こ
の発明は、電流の増減と磁束の変化に一定の関係がある
ことを利用し磁束密度を測定することで電流の変化を検
出する。この電流の変化を監視することで、異常を検出
することができる。前述の異常検出方法と比較しても、
非接触で行え、且つ時間的遅れもない異常検出方法であ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記種々の異常検出方
法は、電解槽内のカソード板及びアノード板に発生した
異常を検出するためのものである。しかし、異常は電解
槽の中にのみ発生するわけではない。電解槽の外では、
共通導体とカソード板及びアノード板との接触不良によ
る通電異常が発生する。上記種々の異常検出方法を持っ
てしても共通導体とカソード板及びアノード板との接触
不良による異常を検出することはできない。

【００１０】また、一般的に異常検出装置は、電極に異
常が有ることを検出してモニタ等に電極の番号などを出
力する。しかし、実際に現場において異常の発生した電
極を無数の電極の中から特定し復旧作業にかかるまで
は、相当時間が掛かってしまう。

【００１１】従って、本発明は、導体と陰極支持用竿及
び陽極の耳部との接触不良による異常を検出し、異常の
発生した電極を容易に特定できる電解製錬の異常検出方
法を提供することを目的とする。

【００１２】本発明は、また、そのような方法を実施す
る異常検出システムを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、本発明は、上に向って解放した多数の直方体形状の
電解槽、対向する電解槽側壁の上面の少なくとも一方に
固定された導体、少なくとも一方の上隅を電解槽側壁の
上面に設けられた導体に導電可能に支持された状態で電
解槽に交互に浸漬された複数の陰極及び耳付き陽極、陽
極側から陰極側に電流を流す直流電源及び水平移動する
頭上水平移動機構を用いて行う電解製錬における異常状
態の検出方法であって、頭上水平移動機構に垂吊装置を
吊り下げ設置する工程と、垂吊装置に、複数の磁気検出
手段を昇降可能に設置する工程と、各磁気検出手段に対
応して、垂吊装置に、複数の電圧検出手段を昇降可能に
設置する工程と、直流電源より直流電流を導体、耳付き
陽極、電解槽内の電解液、陰極及び導体を通して供給す
る工程と、頭上水平移動機構を作動して垂吊装置を目標
とする電解槽の上方に移動する工程と、垂吊装置の磁気
検出手段を所定の高さまで降下して、複数の磁気検出手
段を導体により支持される側付近の陰極支持用竿及び／
又は陽極の耳部に接触可能又は近接して位置させる工程
と、そして、垂吊装置の電圧検出手段を所定の高さまで
降下して、複数の電圧検出手段を、磁気検出手段の配置
位置を含む導体と陰極支持用竿及び／又は陽極の耳部と
の間における電圧を測定可能な状態に位置させる工程と
を備えて構成されてなる電解製錬の異常検出方法を提供
する。

【００１４】頭上水平移動機構を水平移動して目標とす
る電解槽の上方に垂吊装置を移動する。垂吊装置の磁気
検出手段を降下し、垂吊装置に取り付けられた複数の磁
気検出手段を陰極支持用竿及び陽極の耳部の所定の位置
に接触又は近接して配置する。ここで、所定の位置と
は、交互に配置された陰極の支持用竿及び陽極の耳部の
導体に支持されている側付近をいう。磁気検出手段を所
定位置に配置するのと同時又は相前後して垂吊装置に取
り付けられた複数の電圧検出手段を導体と該導体に支持
されている側付近の陰極支持用竿及び陽極の耳部とに測
定可能な状態に配置する。各磁気検出手段は、それぞれ
の陰極の支持用竿及び陽極の耳部を通る電流により発生
せしめられる磁界を検出し、その磁界密度に対応した検
出信号を発生する。電圧検出手段は、導体とそれぞれの
陰極の支持用竿及び陽極の耳部との間の電圧を測定す
る。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の電解製錬の異常検出方法において、さらに、頭上水平
移動機構又は垂吊装置に設置したデータ処理装置により
複数の磁気検出手段により測定される電流値及び複数の
電圧検出手段により測定される電圧値から各電極と導体
との間の接触抵抗の変化を検出するデータ処理工程と、
そして、電解槽の設置されている場所から隔離された管
理室内に設けられた演算処理装置によりデータ処理装置
からの処理データに基いて異常状態を検出し、プリント
アウトする及び／又はモニタに表示する工程とを備えて
構成されてなる電解製錬の異常検出方法を提供する。

【００１６】頭上水平移動機構又は垂吊装置に設置した
データ処理装置は、複数の磁気検出手段により検出され
た磁束密度より電流値を算出する。また、複数の電圧検
出手段により電圧値が測定される。この電流値と電圧値
を用いてオームの法則から導体と各電極と間の抵抗値を
算出する。この抵抗値は、主に導体と各電極との接触抵
抗を表す。データ処理装置は、結果を出力信号として出
力する。管理室内に設けられた演算処理装置は、データ
処理装置からの処理データに基いて異常状態を検出し、
オペレータが認知できるようにプリントアウト及び／又
はモニタに表示する。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の電解製錬の異常検出方法において、さらに、デ
ータ処理装置からの処理データに基いて異常と判断され
た陰極及び陽極に、異常の内容に対応した識別標識を付
する工程を備えて構成されてなる。異常と判断された陰
極及び陽極に異常内容を記載したラベルや異常内容別に
色分けされたラベル等の識別標識を付する。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項に記載の電解製錬の異常検出方法におい
て、磁気検出手段が、垂直方向静止磁界の磁界密度を検
出可能なセンサヘッドと、センサヘッドからの磁界密度
をそれに比例したアナログ電圧に変換する変換器と、そ
して、両者を接続する信号伝達線とから構成されている
ことを特徴とする。変換器を垂吊装置に取り付け、セン
サヘッドを信号伝達線によって垂吊装置から吊り下げる
ように設置する。これにより、垂吊装置の磁気検出手段
を降下した際、センサヘッドが電極に衝突して作動不良
を起こすといった事故を削減する。

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか１項に記載の電解製錬の異常検出方法におい
て、データ処理装置から演算処理装置への信号伝達は、
光ファイバによる有線光通信により又は高周波による無
線通信によって行うことを特徴する。光ファイバによる
有線光通信は、ノイズの侵入を排除しつつデータ処理装
置からの大量の処理データを瞬時に管理室内に設けられ
た演算処理装置に伝送する。高周波による無線通信は、
伝送できるデータ量は光通信に劣るものの、データ処理
装置と管理室内に設けられた演算処理装置との間の配線
を不要とする。

【００２０】本発明の第二の態様は、上に向って解放し
た多数の直方体形状の電解槽と、対向する電解槽側壁の
上面の少なくとも一方に固定された導体と、少なくとも
一方の上隅を電解槽側壁の上面に設けられた導体に導電
可能に支持された状態で電解槽に交互に浸漬された複数
の陰極及び耳付き陽極と、直流電流を導体、耳付き陽
極、電解槽内の電解液、陰極及び導体を通して供給する
直流電源と、水平移動する頭上水平移動機構と、頭上水
平移動機構に吊り下げられた垂吊装置と、垂吊装置に、
導体により支持される側付近の陰極支持用竿及び／又は
陽極の耳部に接触可能又は近接して配置できるように昇
降可能に設置された複数の磁気検出手段と、そして、各
磁気検出手段に対応して、垂吊装置に、磁気検出手段の
配置位置を含む導体と陰極支持用竿及び／又は陽極の耳
部との間における電圧を測定可能な状態に配置できるよ
うに昇降可能に設置された複数の電圧検出手段とを備え
て構成されてなる電解製錬における異常状態の検出シス
テムを提供する。

【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の電解製錬の異常検出システムにおいて、さらに、複数
の磁気検出手段により測定される電流値及び複数の電圧
検出手段により測定される電圧値から各電極と導体との
間の接触抵抗の変化を検出する頭上水平移動機構又は垂
吊装置に設置したデータ処理装置と、電解槽の設置され
ている場所から隔離された管理室内に設けられ、データ
処理装置からの処理データに基いて異常状態を検出する
演算処理装置と、管理室内に設けられ、演算処理装置か
らの処理結果を表示するための出力手段とを備えて構成
されてなる電解製錬の異常検出システムを提供する。

【００２２】請求項８に記載の発明は、請求項６又は７
に記載の電解製錬の異常検出システムにおいて、出力手
段が、モニタ及び／又はプリンタであることを特徴とす
る。

【００２３】請求項９に記載の発明は、請求項６〜８に
記載の電解製錬の異常検出システムにおいて、演算処理
装置からの処理データに基いて異常と判断された陰極及
び陽極に、異常の内容に対応した識別標識を付する識別
標識取付装置を備えて構成されてなる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電解製錬の異
常検出方法及びそれを実施する異常検出システムについ
て、図示された好ましい実施形態に基いて詳細に説明す
る。図１は、本発明に係る電解製錬の異常検出方法を実
施する異常検出システムの一実施形態を示す概略斜視図
である。

【００２５】多数配列されたＣｕ精錬のための電解槽３
０は、希硫酸等の電解液を溜める槽であり、全体を枠組
み固定され複数の脚３４によりがたつかないように床に
置かれている。それぞれの電解槽３０にはアノード側電
極であるアノ−ド板Ａとカソード側電極であるカソ−ド
板Ｋが交互に並列支持して配置される。

【００２６】吊垂装置１５は、メインフレーム１６上面
の４箇所を吊り部材１４により水平に吊り下げられてい
る。吊り部材１４の上端は、頭上を水平方向（ＸＹ方
向）に移動する従来周知の頭上水平移動機構１８に固定
されている。すなわち、頭上水平移動機構１８は、上方
に配置されＹ方向に移動するフレーム１８ａと、そし
て、フレーム１８ａ内に設置されたレール１８ｂ上をＸ
方向に移動するスライド本体１８ｃとを有しており、吊
り部材１４の上端は、スライド本体１８ｃの下面に固定
される。

【００２７】頭上水平移動機構１８は、吊垂装置１５を
複数並列配置された電解槽３０の縦方向Ｘ又は横方向Ｙ
（図１においては横方向Ｙのみ連続して複数の電解槽３
０を描いた）に水平移動する。

【００２８】尚、吊垂装置１５は、図示された好ましい
実施形態では、アノ−ド板Ａ及びカソ−ド板Ｋをまとめ
て吊り上げ又は吊り下げる搬送機構と別個独立のものと
して記載されているが、それらと共用することもでき
る。

【００２９】吊垂装置１５には、支持部材１２が一対の
油圧シリンダ１９によって昇降可能に取り付けられてい
る。この支持部材１２の下面に、多数の磁気検出センサ
１０及び電圧検出センサ１３がアノ−ド板Ａとカソ−ド
板Ｋの合計数だけ設置されている。

【００３０】また、多数の磁気検出センサ１０及び電圧
検出センサ１３は、アノ−ド板Ａ及びカソ−ド板Ｋの所
定位置に正確に位置決めする必要があるため支持部材１
２の昇降機構として油圧シリンダを用いると共に従来周
知の各種の精密位置決め機構を併用することが好まし
い。

【００３１】磁気検出センサ１０の設置位置は、アノ−
ド板Ａ又はカソ−ド板Ｋが電解槽側壁３０ｃの上面に固
定された共通導体３６（図３参照）に支持されている側
の対応する位置とすることが好ましい。交互に配置され
たアノ−ド板Ａ又はカソ−ド板Ｋが共通導体３６に接触
する位置付近は、材料の太さが減少しており、相対的に
大量の電流が流れる。従って、この部分の磁束密度はそ
れだけ大きくなり、その変化を測定し易い。

【００３２】電圧検出センサ１３の設置位置は、磁気検
出センサ１０と同じく、アノ−ド板Ａ又はカソ−ド板Ｋ
が電解槽側壁３０ｃの上面に固定された共通導体３６
（図３参照）に支持されている側の対応する位置とする
ことが好ましい。

【００３３】図６に示されたようなウオルカ式電流供給
方式では、アノ−ド板Ａ側の磁気検出センサ１０はメイ
ンフレーム１６の一方の長辺に沿って、そして、カソ−
ド板Ｋ側の磁気検出センサ１０はメインフレーム１６の
他方の長辺に沿って設置される。これに対して、アノ−
ド板Ａ及びカソ−ド板Ｋが、各電解槽３０の一方の電解
槽側壁３０ｃの上面に固定された一対の共通導体３６と
通電する方式では、全ての磁気検出センサ１０及び電圧
検出センサ１３がメインフレーム１６の一方の長辺に沿
って設置される。

【００３４】図示された好ましい実施形態では、磁気検
出センサ１０は、垂直方向静止磁界の磁界密度を検出可
能なセンサヘッド１０ａと、センサヘッド１０ａからの
磁界密度をそれに比例したアナログ電圧に変換する変換
器１０ｂと、そして、両者を接続する信号伝達線１０ｃ
とから構成されていることを特徴とする。本実施形態で
は、センサヘッド１０ａは、アノ−ド板Ａ又はカソ−ド
板Ｋの所定の位置に所定の隙間を持たせた状態で配置さ
れる。無論、接触させるようにして配置しても良い。接
触して配置させる場合、垂吊装置１５の油圧シリンダ１
９を作動させて支持部材１２を、従って、それに取り付
けられた磁気検出センサ１０及び電圧検出センサ１３を
降下した際、センサヘッド１０ａが電極に衝突して作動
不良を起こすといった事故を防止しなければならない。

【００３５】図示された好ましい実施形態では、そのた
めにセンサヘッド１０ａを固定した内筒１０ｄを外筒１
０ｅに入れ子式に挿入し、両者の間に圧縮スプリング１
０ｆを介在させている。かかる磁気検出センサ１０の変
換器１０ｂを垂吊装置１５に取り付け、センサヘッド１
０ａを信号伝達線１０ｃによって支持部材１２から吊り
下げるように設置する。これにより、センサヘッド１０
ａが電極と接触した後は、スプリング１０ｆが圧縮して
内筒１０ｄが外筒１０ｅ内に入り込む。センサヘッド１
０ａは、電極に非接触とすることもできる。そうする
と、センサヘッド１０ａの摩耗がなく長期間にわたる正
確な測定が可能となる利点がある。また、センサヘッド
１０ａの先端部に絶縁性を有する絶縁部材１０ｇを必要
な隙間分だけ装着することで一定の隙間を確保させるこ
ともできる（図５参照）。

【００３６】本実施形態では、電圧検出センサ１３は、
電圧を測定するための一対のプローブ１３ａ、１３ａ
と、電圧測定器１３ｅと、両者を接続する信号伝達線１
３ｄとから構成されている。一方のプローブ１３ａは、
アノ−ド板Ａ又はカソ−ド板Ｋに近接した共通導体３６
上の所定の位置に接触させるように配置される。他方の
プローブ１３ａは、アノ−ド板Ａ又はカソ−ド板Ｋの磁
気検出センサ１０よりも内側所定の位置に接触させるよ
うに配置される。この場合も、磁気検出センサ１０と同
様に油圧シリンダ１９により磁気検出センサ１０及び電
圧検出センサ１３を降下した際、プローブ１３ａが電極
に衝突して作動不良を起こすといった事故を防止しなけ
ればならない。

【００３７】図示された好ましい実施形態では、そのた
めにプローブ１３ａを外筒１３ｃに入れ子式に挿入し、
両者の間に圧縮スプリング１３ｂを介在させている。か
かる電圧検出センサ１３の電圧測定器１３ｅを垂吊装置
１５に取り付け、一対のプローブ１３ａを信号伝達線１
３ｄによって支持部材１２から吊り下げるように設置す
る。これにより、プローブ１３ａが電極と接触した後
は、スプリング１３ｂが圧縮してプローブ１３ａが外筒
１３ｃ内に入り込む。このため、プローブ１３ａは、摩
耗することなく長期間にわたる正確な測定が可能となる
利点がある。また、プローブ１３ａの先端部は、円錐状
に加工すると、測定部位と確実に接触させることができ
好ましい。

【００３８】複数の磁気検出センサ１０及び電圧検出セ
ンサ１３からの検出信号は、吊垂装置１５上に固定され
たデータ処理装置１１によってデータ処理される。デー
タ処理装置１１は、頭上水平移動機構のスライド本体１
８ｃに取り付けることもできる。データ処理装置１１と
しては、多点高速スキャン可能な、例えば、スキャン速
度０．３ｍｓ／点（５１２点／秒）のデータロガＭＤ４
１００Ａ（商品名）を用いることができる。

【００３９】電解槽３０の設置されている場所から隔離
された管理室２０内に設けられた演算処理装置２２は、
データ処理装置１１からの処理データに基いて異常状態
を検出する。この異常状態を示す出力は、管理室２０内
のプリンタ２４でプリントアウト及び／又はモニタ２６
に表示される。

【００４０】さらに、電極に異常有りと判断された場合
は、識別標識取付装置１７へ信号が送られる。本実施形
態では、識別標識取付装置１７は、図１に示すように、
各検出センサが設けられている側の垂吊装置１５の側面
に設けられた軌道レール１７ｂと、軌道レール１７ｂ上
に移動可能に設けられた識別標識取付装置本体１７ａと
を有し構成されている。識別標識取付装置本体１７ａ
は、検査中に異常の発生した電極まで軌道レール上を移
動する。そして、異常内容別に色分けされた識別ラベル
（例えば、黄色は接触不良、赤は短絡等）を電極に張り
付ける。このため、異常が発生した電極の特定も容易に
なり、迅速に異常原因に対応した復旧作業を行なうこと
ができる。

【００４１】図示された好ましい実施形態では、データ
処理装置１１から演算処理装置２２への信号伝達は、高
周波による無線通信によって行なわれている。高周波に
よる無線通信は、伝送できるデータ量は光通信に劣るも
のの、吊垂装置１５側のデータ処理装置１１と管理室２
０内に設けられた演算処理装置２２との間の配線を不要
とする利点を有する。なお、高周波による無線通信の場
合には、送信側機器の方向性の理由により、データ処理
装置１１の送信器１１ａに演算処理装置２２の設置方向
への指向手段を設けることが好ましい。データ処理装置
１１から演算処理装置２２への信号伝達は、また、光フ
ァイバによる有線光通信により行うこともできる。光フ
ァイバによる有線光通信は、ノイズの侵入を排除しつつ
データ処理装置１１からの大量の処理データを瞬時に管
理室２０内に設けられた演算処理装置２２に伝送する。

【００４２】次に、前述した異常検出システムの動作に
ついて説明する。フレーム１８ａ及び／又はスライド本
体１８ｃを水平移動して目標とする電解槽３０上方に垂
吊装置１５を移動する。油圧シリンダ１９を作動させて
支持部材１２を降下し、この支持部材１２に取り付けら
れた複数の磁気検出センサ１０のセンサヘッド１０ａを
アノ−ド板Ａの耳部及びカソ−ド板Ｋのクロスバー３４
に接触又は近接して配置する。同時に、支持部材１２に
取り付けられた複数の電圧検出センサ１３の一対のプロ
ーブ１３ａが、一つは共通導体３６に、他の一つは、ア
ノ−ド板Ａの耳部及びカソ−ド板Ｋのクロスバー３４に
接触して配置される。

【００４３】各磁気検出センサ１０のセンサヘッド１０
ａは、それぞれの電極を通る電流により発生せしめられ
る磁界を検出し、信号伝達線１０ｃを通して変換器１０
ｂに送る。変換器１０ｂは、検出された磁界密度に比例
するアナログ信号を発生し、頭上水平移動機構又は垂吊
装置１５に設置したデータ処理装置１１に図示されてい
ない信号伝達線を介して伝送する。各電圧検出センサ１
３の電圧測定器１３ｅは、プローブ１３ａを介して、共
通導体３６とアノ−ド板Ａ又はカソ−ド板Ｋとの間の電
圧を測定する。測定された電圧は、頭上水平移動機構又
は垂吊装置１５に設置したデータ処理装置１１に図示さ
れていない信号伝達線を介して伝送する。

【００４４】データ処理装置１１では、複数の磁気検出
センサ１０および電圧検出センサ１３から送られてきた
これらアナログ信号をデータ処理する。まず、磁気検出
センサ１０により検出された磁束密度から電極を流れる
電流値を算出する。これは、電極を流れる電流とその電
流により発生する磁束密度とが一定の関係にあることに
より容易に計算可能である。次に、電圧検出センサ１３
により測定された電圧値と磁束密度より算出された電流
値を用いてオームの法則により抵抗値を算出する。この
抵抗値は、電圧検出センサ１３のプローブ１３ａ間の抵
抗値を表わしている。アノ−ド板Ａ、カソ−ド板Ｋ及び
共通導体３６自体の抵抗は、ほとんど無視できるほどに
小さいため抵抗値は、主にこれらの電極と共通導体３６
との接触抵抗を表わすことになる。そして異常判断の一
例として、許容抵抗値の範囲を設定しておき、算出され
た抵抗値がこの許容値以外であった場合に異常信号を発
生するように設定することができる。

【００４５】管理室２０内に設けられた演算処理装置２
２は、データ処理装置１１からの処理データに基いて異
常状態を検出し、オペレータが認知できるようにプリン
タ２４でプリントアウト及び／又はモニタ２６に表示す
る。同時に、識別標識取付装置１７が、異常の発生して
電極にラベルを貼り付ける。

【００４６】尚、電圧検出センサ１３の一対のプローブ
１３ａは、図４に示すように、互いに隣接するアノード
板Ａの耳部とカソード板Ｋのクロスバー３４との間に配
置しても良い。算出される抵抗値は、アノード板Ａとカ
ソード板Ｋの両方の接触抵抗を含む値になる。しかし、
操業開始時は、アノード板Ａは十分な重さがあるため接
触不良が起こり難い傾向にある。逆にカソード板Ｋは、
種板のみの状態であるため軽く接触不良が起こり易い傾
向にある。操業時間の経過と共にアノード板Ａは電解し
て銅を放出して行くために重量が軽くなって行く。逆
に、カソード板Ｋは、銅が析出してくるために重量が増
加してくる。このため、カソード板Ｋの接触不良が少な
くなり、代わりにアノード板Ａの接触不良が多くなる。
従って、電解槽３０の操業の経過時間によりアノード板
Ａ側の接触不良か、カソード板Ｋ側の接触不良かを判別
することができる。

【００４７】更に、電圧検出センサ１３の一対のプロー
ブ１３ａは、図５に示すように、互いに共通導体３６側
のプローブ１３ａを共用するように配置しても良い。共
通導体３６の電位は、どこの位置でも略等しい。このた
め共通導体３６側のプローブ１３ａを共通に使用するこ
とができる。これにより、プローブ１３ａの数を約半分
に減らすことができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明の電解製錬の異常検出方法では、
垂吊装置に設けられた複数の磁気検出手段で、導体に支
持されている側付近の陰極支持用竿及び陽極の耳部を通
る電流によって発生する磁界の磁束密度を測定し電流値
を算出する。また、複数の電圧検出手段で、導体とこの
導体に支持されている側付近の陰極支持用竿及び陽極の
耳部との間の電圧値を測定する。そして、電流値及び電
圧値を用いて電極と導体との接触抵抗を算出する。この
接触抵抗の値を監視することで導体と電極との接触不良
による異常を検出することができる。

【００４９】また、異常が検出された電極に異常内容別
の識別標識を取り付けることで、異常が発生した電極の
特定も容易になり、迅速に異常原因に対応した復旧作業
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電解製錬の異常検出方法を実施
する異常検出システムの一実施形態を示す概略の斜視図
である。

【図２】 図１に示された異常検出システムの概略正面
図である。

【図３】 図１に示された磁気検出センサ及び電圧検出
センサの詳細を示す分解斜視図である。

【図４】 図１に示された磁気検出センサ及び電圧検出
センサの他の実施形態を示す分解斜視図である。

【図５】 図１に示された磁気検出センサ及び電圧検出
センサの他の実施形態を示す分解斜視図である。

【図６】 ウオルカ式電流供給方式における電解槽への
給電方法を説明するための概略平面図である。

【図７】 従来の電解製錬におけるアノ−ド板及びカソ
−ド板への給電部の斜視図である。

【図８】 赤外線カメラを用いた従来の電解製錬の異常
検出方法を説明するための概略斜視図である。

【符号の説明】

１０ 磁気検出センサ １１ データ処理装置 １２ 支持部材 １３ 電圧検出センサ １４ 吊り部材 １５ 吊垂装置 １６ メインフレーム １７ 識別標識取付装置 １８ 頭上水平移動機構 １８ａ フレーム、１８ｂ レール、１８ｃ スライド
本体 １９ 油圧シリンダ ２０ 管理室 ２２ 演算処理装置 ２４ プリンタ ２６ モニタ ３０ 電解槽 ３０ａ、３０ｂ 上縁面、３０ｃ 電解槽側壁 ３４ 脚 ３６ 共通導体

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年４月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】第一は、クロスバー３４の電流を測定する
方法で、短絡（ショート）を起こしている電極ではクロ
スバー３４を流れる電流が異常に大きくなることに着目
したものである。また、第二の方法は、頭上水平移動機
構に赤外線カメラを設置し、電解槽の温度を管理室内に
設けられたモニタに表示する方法である。この方法も、
短絡部分の温度が局所的に上昇することに着目したもの
である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電解製錬の異常検出方法を実施
する異常検出システムの一実施形態を示す概略の斜視図
である。

【図２】 図１に示された異常検出システムの概略正面
図である。

【図３】 図１に示された磁気検出センサ及び電圧検出
センサの詳細を示す分解斜視図である。

【図４】 図１に示された磁気検出センサ及び電圧検出
センサの他の実施形態を示す分解斜視図である。

【図５】 図１に示された磁気検出センサ及び電圧検出
センサの他の実施形態を示す分解斜視図である。

【図６】 ウオルカ式電流供給方式における電解槽への
給電方法を説明するための概略平面図である。

【図７】 従来の電解製錬におけるアノード板及びカソ
ード板への給電部の斜視図である。

【符号の説明】 １０ 磁気検出センサ １１ データ処理装置 １２ 支持部材 １３ 電圧検出センサ １４ 吊り部材 １５ 吊垂装置 １６ メインフレーム １７ 識別標識取付装置 １８ 頭上水平移動機構 １８ａ フレーム、１８ｂ レール、１８ｃ スライド
本体 １９ 油圧シリンダ ２０ 管理室 ２２ 演算処理装置 ２４ プリンタ ２６ モニタ ３０ 電解槽 ３０ａ、３０ｂ 上縁面、３０ｃ 電解槽側壁 ３４ 脚 ３６ 共通導体

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上に向って解放した多数の直方体形状の
   電解槽、対向する電解槽側壁の上面の少なくとも一方に
   固定された導体、少なくとも一方の上隅を前記電解槽側
   壁の上面に設けられた導体に導電可能に支持された状態
   で前記電解槽に交互に浸漬された複数の陰極及び耳付き
   陽極、陽極側から陰極側に電流を流す直流電源及び水平
   移動する頭上水平移動機構を用いて行う電解製錬におけ
   る異常状態の検出方法であって、 前記頭上水平移動機構に垂吊装置を吊り下げ設置する工
   程と、 前記垂吊装置に、複数の磁気検出手段を昇降可能に設置
   する工程と、 各磁気検出手段に対応して、前記垂吊装置に、複数の電
   圧検出手段を昇降可能に設置する工程と、 前記直流電源より直流電流を前記導体、耳付き陽極、電
   解槽内の電解液、陰極及び導体を通して供給する工程
   と、 前記頭上水平移動機構を作動して垂吊装置を目標とする
   電解槽の上方に移動する工程と、 前記垂吊装置の磁気検出手段を所定の高さまで降下し
   て、複数の磁気検出手段を前記導体により支持される側
   付近の陰極支持用竿及び／又は陽極の耳部に接触可能又
   は近接して位置させる工程と、そして、 前記垂吊装置の電圧検出手段を所定の高さまで降下し
   て、複数の電圧検出手段を、前記磁気検出手段の配置位
   置を含む前記導体と陰極支持用竿及び／又は陽極の耳部
   との間における電圧を測定可能な状態に位置させる工程
   と、 を備えて構成されてなる電解製錬の異常検出方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電解製錬の異常検出方
   法において、さらに、 前記頭上水平移動機構又は前記垂吊装置に設置したデー
   タ処理装置により前記複数の磁気検出手段により測定さ
   れる電流値及び複数の電圧検出手段により測定される電
   圧値から各電極と前記導体との間の接触抵抗の変化を検
   出するデータ処理工程と、そして、 前記電解槽の設置されている場所から隔離された管理室
   内に設けられた演算処理装置により前記データ処理装置
   からの処理データに基いて異常状態を検出し、プリント
   アウトする及び／又はモニタに表示する工程と、 を備えて構成されてなる電解製錬の異常検出方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の電解製錬の異常
   検出方法において、さらに、前記データ処理装置からの
   処理データに基いて異常と判断された陰極及び耳付き陽
   極に、異常の内容に対応した識別標識を付する工程、 を備えて構成されてなる電解製錬の異常検出方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電
   解製錬の異常検出方法において、 前記磁気検出手段が、垂直方向静止磁界の磁界密度を検
   出可能なセンサヘッドと、該センサヘッドからの磁界密
   度をそれに比例したアナログ電圧に変換する変換器と、
   そして、両者を接続する信号伝達線とから構成されてい
   ることを特徴とする電解製錬の異常検出方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電
   解製錬の異常検出方法において、 前記データ処理装置から演算処理装置への信号伝達は、
   光ファイバによる有線光通信により又は高周波による無
   線通信によって行うことを特徴する電解製錬の異常検出
   方法。
6. 【請求項６】 上に向って解放した多数の直方体形状の
   電解槽と、 対向する電解槽側壁の上面の少なくとも一方に固定され
   た導体と、 少なくとも一方の上隅を前記電解槽側壁の上面に設けら
   れた導体に導電可能に支持された状態で前記電解槽に交
   互に浸漬された複数の陰極及び耳付き陽極と、 直流電流を前記導体、耳付き陽極、電解槽内の電解液、
   陰極及び導体を通して供給する直流電源と、 水平移動する頭上水平移動機構と、 前記頭上水平移動機構に吊り下げられた垂吊装置と、 前記垂吊装置に、前記導体により支持される側付近の陰
   極支持用竿及び／又は陽極の耳部に接触可能又は近接し
   て配置できるように昇降可能に設置された複数の磁気検
   出手段と、そして、 各磁気検出手段に対応して、前記垂吊装置に、該磁気検
   出手段の配置位置を含む前記導体と陰極支持用竿及び／
   又は陽極の耳部との間における電圧を測定可能な状態に
   配置できるように昇降可能に設置された複数の電圧検出
   手段と、 を備えて構成されてなる電解製錬における異常状態の検
   出システム。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の電解製錬の異常検出シ
   ステムにおいて、さらに、 前記複数の磁気検出手段により測定される電流値及び複
   数の電圧検出手段により測定される電圧値から各電極と
   前記導体との間の接触抵抗の変化を検出する前記頭上水
   平移動機構又は前記垂吊装置に設置したデータ処理装置
   と、 前記電解槽の設置されている場所から隔離された管理室
   内に設けられ、前記データ処理装置からの処理データに
   基いて異常状態を検出する演算処理装置と、そして、 前記管理室内に設けられ、前記演算処理装置からの処理
   結果を表示するための出力手段と、 を備えて構成されてなる電解製錬の異常検出システム。
8. 【請求項８】 請求項６又は７に記載の電解製錬の異常
   検出システムにおいて、 前記出力手段が、モニタ及び／又はプリンタであること
   を特徴とする電解製錬の異常検出システム。
9. 【請求項９】 請求項６〜８のいずれか１項に記載の電
   解製錬の異常検出システムにおいて、さらに、 前記演算処理装置からの処理データに基いて異常と判断
   された陰極及び耳付き陽極に、異常の内容に対応した識
   別標識を付する識別標識取付装置、 を備えて構成されてなる電解製錬の異常検出システム。