(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅製の略四角形をした薄いカソード種板の各コーナー部の圧下荷重を別個に調整可能なコーナープレス機能を有するカソード仕上げプレス装置と、該カソード仕上げプレス装置の出側検査工程で前記カソード種板の各コーナー部の反りを検出するコーナー反り検出装置と、該コーナー反り検出装置で検出した各コーナー部の反りに基づき前記カソード仕上げプレス装置にフィードバックして各コーナー部の圧下を独立して制御するプレス制御装置とからなり、前記コーナー反り検出装置が、ビーム状の光を投光する投光器と前記ビーム状の光を受光する受光センサの対で一組とする検出装置を計８組有するものであり、前記ビーム状の光を前記カソード種板と平行とし、かつ、前記ビーム状の光が前記カソード種板の各コーナー部における表裏面直上をそれぞれ通過するように配置されており、前記ビーム状の光が通過する前記カソード種板面からの高さを自在に調整可能な調整機構を有する装置であるカソード仕上げプレス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気銅製造のための種板である薄い銅製のカソード種板のプレス成形に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気銅は、銅鉱石を溶解して得た粗銅を製錬炉にて精製し、これを板状の鋳銅材として鋳造し、この鋳銅材をアノード（陽極）とし、別に用意したカソード（陰極）板と交互に電解槽に一定間隔で並べて装入し、カソード種板に電気銅を析出堆積することで得られる。
【０００３】
概略の電気銅製造工程を図４に示す。
上記のアノード21の大きさは、略１ｍ四方であり、厚さは約40mmである。このアノード21は、アノードプレス装置27でプレスして平坦な形状にされ、電解槽28に装入される。アノード21は、厚さが約40mmと厚いため、ほとんど反りのない平坦な板状に仕上げられる。
【０００４】
一方、上記のカソード種板は、その表面に電気銅を析出させることから高純度が要求され、以下の工程によって種板としてのカソード板が製造されている。
すなわち、アノード21と、ステンレス鋼板（以下、ステンレス板という）を種板電解槽22に装入し、ステンレス板に銅を堆積させる。この堆積は、0.6mm/day 程度であり、１日かけて銅を堆積させた後、そのステンレス板を取り出し、種板剥ぎ取り装置23でそのステンレス板に堆積した銅を剥ぎ取ってカソード種板とするのである。このカソード種板は、仕上げプレス装置24でプレスされ平坦にされてからリボンとクロスバーが取り付けられ、検査ライン25で平坦度を確認した後、電解槽28に装入されるのである。
【０００５】
そして、電解槽28で電気銅が堆積されたカソード板を取り出し、カソード精製ライン29で洗浄、成形し、電気銅として製品化するのである。
ここで、種板として用いるカソード板は、前述のように厚さが0.6mm と非常に薄く、反りが発生しやすいのが問題である。電解槽28においては、カソードとアノードは約100mm 間隔で並べて装入され、反りがあると、カソードとアノードが接触してしまいショートの原因となる。また、すぐにはショートしなくとも、反りによって間隔の短い個所では電流が流れやすい。そのため、局所的に堆積が進むこととなり、平坦な板を得ることができず、また、ショートの原因となる場合もある。
【０００６】
以上の問題を回避するためには、カソード板の種板段階で反りのない平坦な板として電解槽に装入すればよい。
カソード板を種板段階でこのような反りのない平坦な板とすることを目的として、特許第2663522 号公報においては、カソード種板（種板）を水平搬送ラインから垂直方向に抜き出して、その吊持された種板に対向し距離検出基準面となる垂直面内に配置され、該種板との対向距離を直接測定する非接触型の距離計によって種板の平面性などを測定する測定装置、および、前記の測定した距離データから種板の平面度を演算する演算処理装置の出力によってプレス装置の自動調整を行い種板の平面度を自動調整する平面度自動制御装置が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の測定装置では、測定するカソード種板の前面に距離計を配置し測定する必要があることから、カソード種板を水平コンベアで吊下し、連続して搬送するラインにおいて適用しようとすると、特許第2663522 号公報に開示されているように、種板（カソード種板）を垂直方向に抜き取るための抜き取り設備を搬送ラインに付設する必要があり、設備が大がかりとならざるを得なかった。
【０００８】
本発明は、カソード種板の反りをプレスで矯正するための測定は、そのコーナー部のみを測定すれば十分であることに着目し、カソード種板のプレス後、電解槽に搬送する水平搬送ラインにおいて、搬送ラインの大がかりな改造をせずに、簡便かつ安価な設備費でカソード種板のコーナー曲がりを測定することを可能とするものであり、そのコーナー部の曲がり情報のみにもとづきプレス矯正を行うようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、銅製の略四角形をした薄いカソード種板の各コーナー部の圧下荷重を別個に調整可能なコーナープレス機能を有するカソード仕上げプレス装置と、該カソード仕上げプレス装置の出側検査工程で前記カソード種板の各コーナー部の反りを検出するコーナー反り検出装置と、該コーナー反り検出装置で検出した各コーナー部の反りに基づき前記カソード仕上げプレス装置にフィードバックして各コーナー部の圧下を独立して制御するプレス制御装置とからなり、前記コーナー反り検出装置が、ビーム状の光を投光する投光器と前記ビーム状の光を受光する受光センサの対で一組とする検出装置を計８組有するものであり、前記ビーム状の光を前記カソード種板と平行とし、かつ、前記ビーム状の光が前記カソード種板の各コーナー部における表裏面直上をそれぞれ通過するように配置されており、前記ビーム状の光が通過する前記カソード種板面からの高さを自在に調整可能な調整機構を有する装置であるカソード仕上げプレス制御装置によって上記課題を解決したのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のカソード仕上げプレス制御の制御ブロック図を図１に示す。
本発明は、図４でその工程を説明した種板剥ぎ取り装置23の後のカソード仕上げプレス装置24に適用される。カソード仕上げプレス装置24でプレスして平坦にされたカソード種板は、カソード検査ライン25においてコーナー反り検出装置31でコーナー反りが検出される。そして、このコーナー反り検出装置31で検出したコーナー反り情報がフィードバックされてプレス制御装置32に入力され、カソード仕上げプレス装置24のプレス圧下における各コーナー部の圧下が制御されるのである。図４の点線部26が、本発明の対象とする工程である。
【００１３】
本発明のカソード仕上げプレス装置24は、図３に示すように、下プレス金型12と上プレス金型11にカソード種板１を挟んでプレスするプレス装置において、そのプレス圧下用のロッド13がカソード種板１の各コーナー部４個所に対応して設けられており、それぞれ独立したコーナープレス圧下機構14で個別に圧下可能なように構成されている。本発明で用いているプレス装置の各コーナープレス圧下機構14は、125 ｔの圧下能力を有しており、総計では500 ｔのプレス能力を有している。なお、図示例では、上プレス金型側にプレス圧下機構を設置しているが、下プレス金型側であっても構わない。
【００１４】
このカソード仕上げプレス装置24でプレスしたカソード種板１は、それぞれにリボンとクロスバーが装着され、吊下可能として、カソード種板の検査ライン25に送られる。
カソード種板の検査ライン25に設置されたコーナー反り検出装置31について、図２に基づき説明する。
【００１５】
カソード種板１は、搬送コンベア２に一定間隔で並列して吊下され、所定ピッチ毎のタクト運転で搬送されていく。そして、タクト運転での停止時にコーナー反り検出装置31においてコーナー反りが検出されるのである。
コーナー反り検出装置31は、カソード種板１の各コーナーの反りを検出すべく、ビーム状の光を投光する投光器（4a〜4d、6a〜6d）とその光の受光センサ（5a〜5d、7a〜7d）の対で１組とする検出装置を計８組設けることで構成されている。
【００１６】
ここで、例えば、図２(b) において、カソード種板１の図面上、右下のコーナーが手前に反っているとした場合、（6a、7a）と（4b、5b）の２組の検出装置が遮光されることになり、そのことから、「右下コーナー部の手前方向の反り」のあることが検出されるのである。そして、この反りの情報を基にプレス制御装置32でプレスの圧下が制御され、右下コーナー部に対応したロッドのコーナープレス圧下機構14が制御され、カソード仕上げプレス装置24のプレス圧下が行われる。
【００１７】
コーナー反り検出装置31の投光器と受光器には、それぞれ移動機構が設けられており、検出したい反りのレベルに応じて最適な位置に投光器と受光センサを設定することができる。
例えば、通常状態の反りとして、反りレベル10mmに投光器と受光センサが設定されている場合、カソード種板１の反りが全般に小さく、反り検出がなされない場合には、移動機構を調整して、５mmに設定する。逆に、カソード種板１の反りが全般に大きく、頻繁に反り検出がされる場合には、移動機構を調整して、15mmに設定し直すのである。そして、この反りを検出した場合に、その反りレベルに応じて、プレス装置での圧下量の大小調整を行うのである。
【００１８】
そして、この圧下量の大小調整だけでは反りを解消することができず、反りが残ってしまう場合には、カソード種板１がない状態で上下金型の圧下調整を行い、キス状態で各ロッドのコーナープレス圧下機構14の調整を行う。この調整においては、コーナー反り検出装置31で検出した反りの情報をベースとして各ロッドのプリロード値を設定するのである。
【００１９】
ところで、本方式のコーナー反り検出装置31では、対向する２個所のコーナー反りが同時に同方向に発生した場合、その方向の４組全ての検出装置が遮光されることになり、どのコーナー部の反りかの特定ができなくなってしまう。しかし、この場合には、カソード種板１が全体的に大きく反っているのであるから、カソード仕上げプレス装置24の全体のプレス圧下を大きくするように制御することが最良である。
【００２０】
以上、個別に検出したコーナー反りをフィードバックしてカソード仕上げプレス装置24を制御することについて説明してきたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、ある枚数のカソード種板１の何枚に各コーナーの反りがあるかの頻度情報をベースとしてカソード仕上げプレス装置24の各コーナーのプレス圧下を制御するようにしてもよい。
【００２１】
また、本発明では、カソード仕上げプレス装置24のコーナー圧下を調整することで各コーナーの反り制御を行っているが、これに限定されるものではなく、たとえば、分割式金型を用い、これを各部位を独立して機械的に変動させることで反りを修正したり、プレス金型のゴムライナの厚さを各コーナーの反りに対応させて自動交換し、プレス圧下して反りを修正するようにしてもよい。
【００２２】
さらに、カソード種板の板内に格子目状にプレス圧下機構を配置するようにすれば、反りの修正効果が更に改善されることは言うまでもないことである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によって、カソード種板の反りを解消することができ、手入れが不要となり、作業能率が向上した。また、電解槽でのアノードとのショートによるトラブルも無くなり、電気銅の生産性も大幅に向上した。
また、本発明を適用するためのライン改造も最小限のものですみ、安価な設備投資で上記効果を達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカソード仕上げプレス制御の制御ブロック図である。
【図２】カソード検査ラインにおける反り検出装置を説明する、(a) は正面図、(b) は(a) のA-A 視図である。
【図３】コーナープレス式のカソード仕上げプレス装置の斜視図である。
【図４】電気銅製造工程の説明図である。
【符号の説明】
１    カソード（種板）
２    搬送コンベア
３    フック
4a,4b,4c,4d   投光器
5a,5b,5c,5d   受光センサ
6a,6b,6c,6d   投光器
7a,7b,7c,7d   受光センサ
８    リボン
９    クロスバー
11    上プレス金型
12    下プレス金型
13    ロッド
14    コーナープレス圧下機構
21    アノード（粗銅板）
22    種板電解槽
23    種板剥ぎ取り装置
24    カソード（種板）仕上げプレス装置
25    カソード（種板）の検査ライン
26    本発明の対象工程
27    アノード（粗銅板）プレス装置
28    電解槽
29    カソード（銅板）精製ライン
31    コーナー反り検出装置
32    プレス制御装置
【図１】
0004041574.tif 000002
【図２】
0004041574.tif 000003
【図３】
0004041574.tif 000004
【図４】
0004041574.tif 000005