FI110617B - Menetelmä elektrolyysisiemenlevyjen vääntymisen korjaamiseksi - Google Patents

Description

, 110617

Menetelmä elektrolyysisiemenlevyjen vääntymisen korjaamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää metallin elektro-5 lyyttiseen puhdistukseen tai talteenottoon käytettävien siemenlevyjen vääntymiseen korjaamiseksi.

Metallin elektrolyysi, jonka tarkoituksen on tyypillisesti metallin puhdistus tai talteenotto, tehdään yleensä elektrolyysikennossa, johon sijoitetaan vuorotel-10 Ien anodilevyinä käytettäviä emä- eli raakametaililevyjä ja siemen- eli katodilevyjä. Esimerkiksi kuparin elektrolyysin ollessa kyseessä siemen- eli katodilevyjä ja raaka-kuparista valettuja anodilevyjä sijoitetaan vuorotellen elektrolyysikennoon, ja elektrolyysin edetessä kuparia 15 liukenee anodilevyistä ja saostuu siemenlevyille.

Parannetun tuottavuuden saavuttamiseksi missä tahansa mainitunlaisessa elektrolyysitoimenpiteessä on välttämätöntä sijoittaa anodi (eli emä) -levyt ja katodi (eli siemen) -levyt mahdollisimman lähelle toisiaan elektrolyy-20 sikennossa ja tehdä elektrolyysi käyttämällä niin suurta virrantiheyttä, kuin on järkevästi mahdollista. Jos anodi-: ja katodilevyt ovat liian lähellä toisiaan, ne kuitenkin ··· joutuvat hyvin todennäköisesti kosketukseen keskenään ja *. j aiheuttavat siten oikosulun, mikä ei johda pelkästään säh- • · . ,\25 kövirtahäviöön eli elektrolyysitehon heikkenemiseen vaan • · · • · · ; m·' myös anodi- ja katodi levyihin kulkevan sähkövirran määrän vaihteluun. Jos katodilevyt ovat muodoltaan epäsäännölli- • · 1 siä, ne joutuvat hyvin todennäköisesti kosketukseen anodi-levyjen kanssa, ja vaikka ne eivät sitä tekisikään, oiko- • · '· ”3 0 sulkujen esiintyminen on hyvin todennäköistä siitä syystä, että sähkövirta keskittyy katodilevyj en ulkoneviin tai taivutettuihin osiin. Siksi elektrolyysikennossa katodile- ,···. vyinä käytettävien siemenlevyj en tulee olla muodoltaan » · ’·’ säännöllisiä tai yhtenäisiä, suoruus mukaan luettuna.

* · · • · · 2 110617

Elektrolyysissä käytetään siemenlevynä yleensä elektrolyyttisesti saostamalla muodostettua ja emälevyltä poistettua ohutta levyä. Suoraa levyä on kuitenkin vaikea saada aikaan, sillä elektrolyyttisellä saostuksella muo-5 dostettu ohut levy usein vääntyy saostuksen aikana tai poistettaessa se emälevyltä tai taipuu hyvin helposti kuljetuksensa tai käsittelynsä aikana. Siksi on ollut tavallista muodostaa siemenlevylle harjanteita puristimella sen taipumisen estämiseksi tai vääntymisen poistamiseksi, mut-10 ta koska elektrolyyttisesti saostamalla muodostetun sie-menlevyn paksuus on tavallisesti suuri levyn keskiosassa ja pieni sen reunaosassa, on hyvin todennäköistä, että jopa harjanteet saattavat olla kyvyttömiä estämään takaisin joustoilmiön aiheuttamaa levyn vääntymistä. Lisäksi 15 puristimella tehtävän siemenlevyjen jatkuvan suoristuskä-sittelyn epäkohtana on, että puristusmuottien kuluminen aiheuttaa suoristustarkkuuden tai muokkaustehon heikkenemistä.

Näiden ongelmien voittamiseksi on aiemmin ehdotet-20 tu laitteistoa oleellisesti vääntymättömän ja tyydyttävän suoran siemenlevyn valmistamiseksi jatkuvalla telakäsit- • · · • telyllä (katso JP-hyötymallijulkaisu numero Sho 55-55857) .

;· Tämä laitteisto käsittää suoristusvalssaimen, joka koostuu useista pystysuunnassa polveilevasti sijoitetuista muok- . i'.25 kausteloista levyn taivuttamiseksi toistuvasti, uritus- : .·. valsseja, jotka koostuvat teloista, joiden ulkopinnalla on » · » useita rengasmaisia ulkonemia, ja suoristusvalsseja, • · · joissa on useita rengasmaisia uria telojen ulkopinnalla. Laitteistoon syötetään elektrolyysisiemenlevyjä peräjäl- » · · *· ’:30 keen, ja suoristusvalssain tekee niiden alkusuoristuksen, ...* uritusvalssit muodostavat niille harjanteita ja suoristus- valssit tekevät niiden jälkisuoristuksen. Suoristusvals-.···. sain poistaa sisäistä jännitystä siemenlevyistä niiden _· # syöttösuunnassa laitteiston läpi, uritusvalssit venyttävät *· *ϊ 35 siemenlevyjä poikittaissuunnassa, ja suoristusvalssit 3 110617 poistavat jäännösvenymän siemenlevyistä. Niinpä tämän laitteiston etuna on kyky valmistaa jatkuvasti oleellisesti vääntymättömiä ja tyydyttävän suoria siemenlevyjä.

Edellä kuvatulla laitteistolla voidaan valmistaa 5 siemenlevyjä, jotka ovat suoruudeltaan paljon parempia kuin levyt, joissa on puristimella muodostettuja harjanteita, tai levyt, joista vääntymä on poistettu vain suo-ristusvalssaimella, sillä 200 - 300 levyn jäännösvenymän keskiarvo x on ollut 9,0 mm ja sen standardipoikkeama σ 10 3,7 mm. On kuitenkin toivottavaa valmistaa vielä väänty- mättömämpiä siemenlevyjä, joiden suoruusaste on suurempi, jotta saavutetaan elektrolyysitoimenpiteen tehon lisäparannus .

Näissä olosuhteissa tämän keksinnön päämääränä on 15 tarjota käyttöön menetelmällä, jolla voidaan korjata elek-trolyysisiemenlevyjen vääntyminen sellaisten hyvälaatuisten siemenlevyjen valmistamiseksi hyvin tehokkaasti, joissa ei ole juuri ollenkaan taipuneita tai vääntyneitä osia, riippumatta siemenlevyjen sellaisista ominaisuuksista kuin 20 paksuus ja ominaispaino.

On tehty paljon tutkimus- ja kokeellista työtä edellä kuvatun laitteiston toimintakyvyn parantamiseksi ja ··· erityisesti tasoitusvalssaimen telojen optimaalisen läpi- \ : mitan ja lukumäärään saamiseksi selville ja pystyneet ke- . .*.25 hittämään menetelmän, jolla voidaan tehokkaasti suoristaa taipuneita tai vääntyneitä elektrolyysisiemenlevyjä ja • · · *”.* valmistaa j äännös venymästä oleellisesti vapaita siemenle- • · · ’·’ * vyjä. Edellä mainittu päämäärä saavutetaan siten menetel mällä, joka käsittää menetelmän elektrolyysisiemenlevyjen • · h*·; 30 vääntymisen korjaamiseksi, joka menetelmä käsittää siemen-• · · levyjen syöttämisen suoristusvalssaimen läpi, joka koostuu useista pystysuunnassa polveilevasti sijoitetuista muok- • · · kausteloista ja soveltuu levyjen taivuttamiseen toistuvasti niiden alkusuoristuksen tekemiseksi, sitten useiden ·.’·· 35 uritustela-parien läpi, joiden telojen ulkopinnalla on 4 110617 useita rengasmaisia ulkonemia ja jotka soveltuvat harjanteiden muodostamiseen levyihin, ja sitten useiden suoris-tustela-parien läpi, joiden telojen ulkopinnalla on useita rengasmaisia uria ja jotka soveltuvat levyjen jälkisuoris-5 tuksen tekemiseen, jolloin menetelmälle on tunnusomaista, että muokkaustelojen läpimitta on korkeintaan 50 mm ja lukumäärä vähintään 15, että siemenlevyjen pituus on ennal-tamäärätty, ja että käyttämällä kelaus- ja/tai purkaus-laitetta siemenlevyihin ei kohdistu vetoa.

10 Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä suoris tetut siemenlevyt parantavat suuresti minkä tahansa elek-trolyysitoimenpiteen tehoa, joka toteutetaan käyttämällä näitä siemenlevyjä.

Kuvio 1(A) on kaavio, joka esittää esimerkinomai-15 sesti suoristusvalssaimen muokkaustelajärjestelyä ja sie- menlevyä, joita käytetään muokkaustelojen läpimitan ja lukumäärän ja siemenlevyn lopullisen kaarevuuden välisen riippuvuuden analysointiin simulaation kautta; kuvio 1(B) on käyrästö, joka esittää kuvion 1(A) 20 esittämän siemenlevyn kaarevuutta suhteessa arvoon, joka saadaan jakamalla siemenlevyn leveydellä muokkausteloilla taivutettuun siemenlevyyn syntynyt sisäinen jännitys (tai • · • j· momentti) ; ·. : kuvio 2 on käyrästö, joka esittää muokkaustelojen . .-.25 läpimitan ja siemenlevyn lopullisen kaarevuuden välistä suhdetta analysoituna kuvioiden 1(A) ja 1(B) esittämällä simulaatiolla; ’·’ * kuvio 3 on käyrä, joka esittää muokkausteloj en lu kumäärän ja siemenlevyn lopullisen kaarevuuden välistä • · ·. *;30 suhdetta analysoituna simulaatiolla; • · » kuvio 4 on kaaviomainen sivukuva laitteistosta, jota voidaan käyttää tämän keksinnön mukaisen menetelmän » · .··!. toteuttamiseen.

Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään • · •.’••35 siemenlevyjen alkusuoristamiseen suoristusvalssainta, joka

• I

110617 5 käsittää vähintään 15 pystysuunnassa polveilevasti sijoitettua muokkaustelaa, joiden läpimitta on korkeintaan 50 mm.

Tehtiin simulaatio muokkaustelojen läpimitan ja 5 lukumäärän ja siemenlevyn lopullisen kaarevuuden välisen riippuvuuden analysoimiseksi. Kuvio 1(A) simulointiin käytettyjä muokkaustelajärjestelyä ja siemenlevyä, ja kuvio 1(B) on käyrästö, joka esittää siemenlevyn kaarevuutta suhteessa arvoon, joka saadaan jakamalla siemenlevyn le-10 veydellä muokkausteloilla taivutettuun siemenlevyyn syntynyt sisäinen jännitys (tai momentti). Kuviossa 1(B) kullekin käyrälle annettu numero on kuviossa 1(A) esitetty vastaavan telan järjestysnumero ja osoittaa kohdan, jossa siemenlevy tulee kosketukseen kyseisen telan kanssa. Kuvio 15 1(B) osoittaa, että siemenlevyllä, jonka alkukaarevuus on 3,3, loppukaarevuus oli 0,173192 seurauksena sen toistuvasta taivuttamisesta muokkausteloilla.

Kuvion 1 (B) esittämät käyrät saatiin käyttämällä tuloksia, joita saatiin kuparilla tehdyistä alustavista 20 vetokokeista ja jotka esitetään alla olevassa taulukossa 1, ja laskemalla alla esitetyn Ramberg-Osgoodin yhtälön arvot α, n, σ0 ja 0O.

. Taulukko 1 25 Youngin moduuli (GPa) : E = 117 Kertoimet yhtälössä: a = 3,08729E - 0,4 • » · '·* * n = 6,79524

Levyn paksuus (mm): t = 0,8 * » ·.’·* 30 Valssaussyvyys (mm) : D2 = 4 D4 = 2 .V. D6 = 1 D8 = 0,5 *:*’ D10 = 0,3 V·; 35 D12 = 0 6 110617

Alkukaarevuus (1/m): ko = 3,3 Loppukaarevuus (1/m): ka = 0,173192 Ramberg-Osgoodin yhtälö: e/e0 = + σ/σ0 + α(σ/σ0)η 5 jossa G: venymä (%);σ: jännitys (Pa)

Jos muokkaustelojen mitat ja järjestely on määritelty, on mahdollista määrittää siemenlevyn ja sen venymän (G) välinen riippuvuus Ramberg-Osgoodin yhtälöstä ja las-10 kea siten siemenlevyyn kehittyvä jännitys (o) . Kukin kuvion 1(B) käyrä esittää momenttia jaettuna levyn leveydellä .

Kuvio 2 esittää muokkaustelojen läpimitan ja sie-menlevyjen lopullisen kaarevuuden välistä riippuvuutta 15 analysoituna simulaation kautta ja osoittaa, että kaikkien testattujen paksuudeltaan erilaisten levyjen lopullinen kaarevuus on pieni, jos muokkaustelan läpimitta ei ole suurempi kuin 50 mm. Kuvio 3 esittää muokkaustelojen lukumäärän ja siemenlevyjen lopullisen kaarevuuden välistä 20 riippuvuutta analysoituna simulaation kautta ja osoittaa, että levyjen lopullinen kaarevuus on pieni, jos käytetään vähintään 15:tä muokkaustelaa.

• · Nämä tulokset vahvistavat, että suoristusvalssain *.*: Pystyy tehokkaasti poistamaan vääntymät siemenlevyistä eli • · · 25 suoristamaan ne, jos se sisältää vähintään 15 muokkauste- t i i

• I I

laa, joiden läpimitta on korkeintaan 50 mm. Vaikka läpimi- • · · ··; · taltaan pienemmät muokkaustelat ovat tehokkaampia väänty- t · · '·’ * mien poiston kannalta, läpimitan on parempi olla vähintään noin 30 mm, sillä on otettava huomioon siemenlevyn jäyk-ί,'·· 3 0 kyys ja muokkaustelojen taipuminen. Vaikka useampien muok- kaustelojen käyttö on samoin tehokkaampaa, ei niiden luku- • \ määrä saisi olla suurempi kuin noin 20, jos otetaan huomi-» » · !.) oon toiminnan helppous ja huomattavan tehoeron puuttumi- ·;*’ nen.

• i t » · *»*i» • · 7 110617

Kun siemenlevy on suoristettu alustavasti suoris-tusvalssaimella, se johdetaan useille uritustelasarjoille, jotka koostuvat teloista, joiden ulkopinnalla on lukuisia rengasmaisia ulkonemia, jolloin siemenlevyyn muodostuu 5 harjanteita. Sitten siemenlevy syötetään useille suoris-tustelasarjoille, joiden ulkopinnalla on lukuisia rengasmaisia uria, jolloin levyyn muodostuu lukuisia harjanteita ja uria. Siten saadaan hyvin suora siemenlevy, jossa on uria, jotka minimoivat sen vääristymisen jatkossa.

10 Keksintöä kuvataan nyt tarkemmin muutamin esimer kein.

Esimerkki 1

Kuvio 4 esittää kaaviomaisesti laitteistoa, jota voidaan käyttää tämän keksinnön mukaisen menetelmän to- 15 teuttamiseen. Laitteisto sisältää pallikuljettimen 1 sie- menlevyjä 10 varten, siemenlevyjen alipainesiirtolaitteen 2, rullakuljettimen 3, puristusrullat 4, pinnantasoitus- valssin 6, puristusrullat 6, suoristusvalssaimen 7, uri- tusvalssaimen 8 ja suoristusvalssaimen 9.

20 Pallikuljetin 1 kuljettaa pinon kuljetuspallissa olevia taipuneita tai vääntyneitä elektrolyysisiemenlevyjä *'*: 10. Siemenlevyj en alipainesiirtolaite 2 sisältää lavetin 11 .·· 2-2, jota voidaan liikuttaa vaakatasossa sillalla 2-1 vaa- *. : kasuoran hydraulisen sylinterin avulla, ja alipaineimule- • · · • * . .·, 25 vyn 2-3, joka riippuu lavetista 2-2 ja on liikutettavissa • # t pystysuunnassa pystysuoran hydraulisen sylinterin avulla f * · *;.V siemenlevyjen 10 nostamiseksi yksitellen kuljetuspallista * · · ’·* ' kunkin siemenlevyn 10 siirtämiseksi rullakuljettimelle 3.

Rullakuljetin 3 asennetaan suurin piirtein samaan korkeus-3 0 asemaan kuin pallikul jetin 1 ja sopivaan kulmaan siihen ‘it(; nähden siemenlevyjen 10 kuljettamiseksi alipainesiirto- laitteelta laitteiston jäljempänä kuvattavaan suoristus- • ► ♦ *.it osaan. Pinnantasoitusvalssi 5 käsittää parin pystysuunnas- • · ’!* sa toisistaan irti olevia teloja 5-1 kunkin siemenlevyn * · :,‘‘i 35 pinnan tasoittamiseksi painamalla alas levyn pinnalle

• i t M

8 110617 elektrolyysin aikana muodostuneet rakeisen ulkonemat tai ulkonevat särmät.

Suoristusvalssain 7 käsittää useita pystysuunnassa polveilevasti sijoitettuja muokkausteloja 7-1, joita tuke-5 vat kannatustelat 7-2. Kuvio 4 esittämässä suoristimessa 7 on neljä telakerrosta. Tämän keksinnön yhden tärkeän piirteen mukaisesti suoristusvalssain 7 sisältää vähintään 15 pystysuunnassa polveilevasti sijoitettua muokkaustelaa 7-1, joiden läpimitta on korkeintaan 50 mm.

10 Uritusvalssain 8 käsittää useita pareja pystysuun nassa toisistaan irti olevia teloja 8-1, joista kunkin ulkopinnalla on useita rengasmaisia ulkonemia. Kun siemen-1 evy johdetaan kunkin telaparin 8-1 välitse, niiden rengasmaiset ulkonemat muodostavat siemenlevyn reunoille ja 15 keskiosaan useita levyn pituussuunnassa kulkevia harjanteita .

Suoristusvalssain 9 käsittää useita pareja pystysuunnassa toisistaan irti olevia teloja 9-1 siemenlevyn vääntymien poistamiseksi suoristamalla levyn teloilla 8-1 20 muodostettuja harjanteita lukuun ottamatta. Kussakin telassa 9-1 on useita rengasmaisia uria, jotka mahdollista-vat harjanteiden läpikulun litistymättä.

* *

Laitteisto on varustettu puristusrullilla 4 kunkin • M » ·. : siemenlevyn 10 syöttämiseksi rullakuljettimelta 3 pinnan- * * * 'y 25 tasoitusvalssille 5 ja puristusrullilla 6 sen syöttämisek-» · · si pinnantasoitusvalssilta 5 suoristusvalssaimelle 7.

« I » ·;;· Ylemmät ja alemmat muokkaustelat 7-1 taivuttavat toistu-

I I I

’·’ ' vasti siemenlevyä 10, ja se tulee siten oleellisesti suo ristetuksi (alkusuoristus). Ylempien ja alempien muokkaus-·.*·* 3 0 telojen 7-1 välinen optimaalinen etäisyys samoin kuin kan- ‘ : natustelojen 7-2 välinen etäisyys riippuu mittatekijöistä, t*’>( mukaan luettuna suoristettavan siemenlevyn paksuus. Alku- * * > !.! suoristuksen jälkeen siemenlevyn 10 pintaan muodostetaan *; useita uria uritusvalssaimella 8 ja sille tehdään sitten !,*<· 35 toinen (eli lopullinen) suoristus suoristusvalssaimella 9.

M I M • · 9 110617

Valssaimella 8 muodostettavien urien optimaaliset asemat ja siemenlevyyn tässä yhteydessä suunnattavan voiman optimaalinen määrä riippuvat ylemmillä ja alemmilla teloilla 8-1 olevien rengasmaisten ulkonemien aseman valinnasta, 5 niiden etäisyydestä ja valssauspaineesta.

Esimerkki 2

Emälevyiltä poistetut siemenlevyt, joiden pituus oli 1 070 mm, leveys 104 mm ja paksuus 0,7 + 0,5 mm, suoristettiin kuviossa 4 esitetyn kaltaista laitteistoa, joka 10 sisälsi suoristusvalssaimen, joka koostui 19 muokkauste-lasta, joiden läpimitta oli 40 mm. Kukin lopullisesti suoristettu siemenlevy kiinnitettiin ripustimen avulla riippumaan poikkipalkista ja mitattiin sen paksuus vaakasuoralle tasolle projisoituna osoitukseksi jäännösvääntymän 15 määrästä. Siten testattiin yhteensä 200 - 300 levyä ja laskettiin tulosten keskiarvo ja standardipoikkeama. Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä suoristettujen levyjen jäännösvenymän keskiarvo x oli 6,5 mm ja sen standardi-poikkeama o 2,7 mm, kun taas edellä mainitussa JP-hyöty-20 mallijulkaisussa numero Sho 55-55857 kuvatulla laitteistolla suoristettujen levyjen jäännösvenymän keskiarvo x "'· oli 9,0 mm ja sen standardipoikkeama σ 3,7 mm. Nämä tulok- * · set vahvistavat, että tämän keksinnön mukaisella menetel- « i · » ·. ; mällä voidaan valmistaa siemenlevyjä, joiden suoruustaso • t · 25 on parantunut dramaattisesti, ja pitää niiden mahdollinen t t · myöhempi vääristyminen mahdollisimman vähäisenä.

• < » • 1 1 • I ♦ · f I 1

» t I

• · · « I · • · · »il • · · • · II· • 1 • I · • I · t · * t » I 1

» I

I I · • • · • · ·

I II

• I

I i 11 · I »

Claims (3)

10 110617

1. Menetelmä elektrolyysisiemenlevyjen vääntymisen korjaamiseksi, joka menetelmä käsittää siemenlevyjen syöt- 5 tämisen suoristusvalssaimen läpi, joka koostuu useista pystysuunnassa polveilevasta sijoitetuista muokkaustelois-ta ja soveltuu levyjen taivuttamiseen toistuvasti niiden alkusuoristuksen tekemiseksi, sitten useiden uritustela-parien läpi, joiden telojen ulkopinnalla on useita rengas-10 maisia ulkonemia ja jotka soveltuvat harjanteiden muodostamiseen levyihin, ja sitten useiden suoristustela-parien läpi, joiden telojen ulkopinnalla on useita rengasmaisia uria ja jotka soveltuvat levyjen jälkisuoristuksen tekemiseen, tunnettu siitä, että muokkaustelojen lä-15 pimitta on korkeintaan 50 mm ja lukumäärä vähintään 15, että siemenlevyjen pituus on ennaltamäärätty, ja että käyttämällä kelaus- ja/tai purkauslaitetta siemenlevyihin ei kohdistu vetoa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että muokkaustelojen läpimitta on • vähintään noin 30 mm.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muokkaustelojen lukumäärä on pienempi kuin noin 20. 11 110617