专利名称：校正电解种板挠曲的方法
技术领域：
本发明涉及一种种板(seed plates)挠曲的校正方法，种板用于电解精制或提炼金属。
金属的电解-其一般用作金属的精制或提炼-通常在电解槽中进行，其中母金属板或粗金属板用作阳极板，而种板作为阴极板，相互交替地设置在该电解槽中。参看，例如，铜的电解，种板或阴极板与由粗铜铸造的阳极板交替地设置在电解槽中，当电解进行时，铜从阳极溶解而在种板上沉积。
在任何这类电解操作中，为了提高生产率，必须把阳极板(或母板)与阴极板(或种板)尽可能靠近地设置在电解槽中，并尽可能合理地使用高电流密度进行电解。但是，如果阳极板和阴极板相互靠得太近，它们非常可能相互接触从而引起短路，结果不仅浪费电流，或降低了电解效率，也引起流向阳极板和阴极板的电流量发生变化。如果阴极板的形状不规则，它们非常可能接触阳极板，既使它们或许不是由于在阴极板的凸出或弯曲部分电流的集中，非常可能发生短路。因此，在电解槽中作为阴极板使用的种板要求形状规则或均匀，包括平直度。
在电解金属时，经常使用由电解沉积形成并从母板剥下的薄板作为种板。但平的薄板很难获得，因为由电解沉积形成的薄板，在其沉积期间，或当从母板剥离时经常挠曲，或在其运输或处理期间非常容易弯曲。因此，为避免其弯曲，或去掉其挠曲，经常用压机在种板上压出加强肋，但由于以电解沉积形成的种板通常在其中央部分厚度大，在其边缘部分厚度小，非常可能甚至加强肋也不能防止回弹现象引起薄板扭曲。何况，用压机连续地校平处理种板还有缺陷模具的磨损会引起校平精度下降，或工作效率下降。
为了克服这些难题，我们以前提出了一种装置，通过连续滚轧处理制造基本上没有挠曲和平展满意的种板(见日本实用新型申请昭55-55857)。这种装置包括一个滚轧校平机，滚轧校平机含有多个垂直交错的工作辊，用于反复地弯折薄板；压槽辊，由在其外周有多个环形凸缘的轧辊构成；校平辊，沿其外周有多条环形槽。该装置以电解种板一个接一个地供入，滚轧校平机进行初次校平，压槽辊在其上压出加强肋，校平辊进行第二次校平。滚轧校平机在它们供入的方向通过该装置除去种板上的内应力，压槽辊在横向延展种板，校平辊除去种板残余应变。因此，该装置具有能够连续地制造基本上没有挠曲和满意的平展种板的优点。
上述装置所能造出的种板，它具有优越很多的平直度，不论是与由压机压出加强肋的种板相比，还是与由滚轧校平机只去除了挠曲的种板相比，因为200至300张种板呈现出残余应变平均值，X为9.0mm，标准偏差σ为3.7mm。但是，人们要求制出更加无挠曲，平直度更高的种板以便能进一步提高电解操作的效率。
在这种情况下，本发明的一个目的是提供一种能够校正电解种板挠曲的方法，以便能非常有效地制造高质量的基本上没有弯曲或扭曲部分的种板而不考虑种板诸如厚度和比重之类的性质。
我们已经做了大量的研究和实验工作，以改进上述装置的性能，特别是找出在滚轧校平机中的辊子的最佳直径和数目，并且已经研究出一种方法，它能高效地校平电解种板的弯曲和扭曲并制出基本上无残留应变的种板。由此，上述目的通过如下的方法达到该方法包括，把种板供到一个滚轧校平机，该滚轧校平机包括多个垂直交错设置的工作辊，它们适于反复地弯折种板做初次校平；然后供到沿其外周有多个环形凸缘轧辊的压槽辊，适于在种板上压出加强肋；并供到沿其外周有多个环形槽轧辊的校平辊，适于完成种板的第二次校平，其中，在滚轧校平机中工作辊的直径不超过50mm，并且数量至少为15。
用本发明的方法校平的种板极大地促进了使用这些种板行电解操作的效率的提高。
图1(A)是以举例表示在滚轧校平机中工作辊的设置和以模拟工作辊直径与数目同种板的最终的曲率之间的关系作分析种板的示意图；图1(B)是一个表示图1(A)所示种板曲率的曲线图，它与用种板宽度除以工作辊弯折种板产生的内应力(或力矩)得到的值成比例；图2是一个曲线图，表示工作辊的直径和示于图1(A)和1(B)中模拟分析的种板最终曲率之间的关系；图3是一个曲线图，表示当模拟分析时工作辊的数目和种板的最终曲率之间的关系；和图4是能用来执行本发明的方法的装置的示意立面图。
在本发明的方法中，用于初次校平种板的滚轧校平机包括至少15个垂直设置的轧辊，其直径不超过50mm。
我们做了模拟试验，用以分析工作辊的直径和数量与种板最终曲率之间的关系。图1(A)表示用于模拟试验的工作辊的设置和用于模拟的种板，图1(B)是一个曲线图，表示与被工作辊弯折的种板中产生的内应力(或力矩)值被种板宽度相除所得的值成比例的种板曲率。在图1(B)中，指给每个曲线的数字是如图1(A)中示出的相应的轧辊的顺序号，并指明种板接触轧辊之点。图1(B)示出种板最初的曲率为3.3，被工作辊反重弯折的结果，最终的曲率为0.173192。
在图1(B)中所得到的曲线，是使用以下数据获得的从对铜的预先的拉力试验获得的和列于下表1中的数据，并且按照下文所述的Ramberg-Osgood公式计算α、n、σ0和ε0的值。
表1杨氏模量(GPa)E＝117公式中的系数α＝3.08729E-0.4n＝6.79524板厚(mm)t＝0.8轧深(mm)D2＝4D4＝2D6＝1D8＝0.5D10＝0.3D12＝0最初的曲率(1/m)K0＝3.3最终的曲率(1/m)Ka＝0.173192Ramberg-Osgood公式ε/ε0＝σ/σ0+α(σ/σ0)n式中 ε应变(％)σ应力(Pa)如果工作辊的尺寸和设置是确定的，我们能够由Ramberg-Osgood公式确定在种板的曲率和其应变ε之间的关系，从而能够计算出在种板中产生的应力(σ)。在图1(B)中每条曲线表示被板宽除了的力矩。
图2表示用模拟分析时工作辊的直径和种板的最终曲率之间的关系，并表明，如果工作辊直径不超过50mm，所有被测试的和具有不同厚度的板最终曲率都不大。图3表示用模拟分析时，工作辊的数量和种板的最终曲率之间的关系，并表明，如果使用至少15个工作辊，种板就会有小的最终曲率。
这些结果证实，如果滚轧校平机有至少15个直径不超过50mm的工作辊，滚轧校平机能够有效地消除种板挠曲或把它们校平。当工作辊的直径更小时，其消除挠曲更有效，但考虑到种板的刚度和工作辊的挠曲，最好工作辊的直径等于或不小于约30mm。当使用的工作辊越多可能越有效，如果考虑到操作的容易和效率缺少明显地提高，它们的数量不应该超过约20个。
在被滚轧校平机初次校平之后，种板被送到多组压槽辊处，压槽辊包括多个沿其外周有多个环形凸缘的轧辊，由此在种板上压出加强肋。然后，种板供入多组校平辊中，校平辊沿其外周有多个环形槽，借此，在种板上压出多个加强肋和凹槽。这样，就得到了有槽的高平展的种板，它能最大限度地减少进一步的变形。
下面将以几个实施例更具体地描述本发明。
实施例1图4示意地表示能执行本发明的方法的装置。该装置包括种板10的托架运送机1，真空种板输送装置2，滚柱传送机3，夹送辊4，表面压平机辊5，夹送辊6，滚轧校平机7，压槽辊8，和校平辊9。
托架运送机1用一个托架运送一叠弯的或扭曲的电解种板。真空种板输送装置2包括可以在平台2-1上被水平液压缸水平拖动的滑架2-2，和一个真空吸盘2-3，它悬挂在架2-2上，由一个垂直液压缸垂直移动，用以把每块种板10一个接一个地从托架提升输送到滚柱传送机3上。滚柱式传送机3大体上安装在与拖架运送机1相同的水平高度上，并与之成直角，以便把种板10从真空输送装置2传送到下文将描述的装置的校平部分。表面压平辊5包括一对垂直分开的辊5-1，通过压平在电解期间在种板表面形成的晶粒突起和毛刺使每张种板表而平整。
滚轧校平机7包括多个垂直交错设置的被支撑辊7-2支承的工作辊7-1。在图4中示出的校平机有4层辊。依据本发明一个突出的特点，校平机7至少包括15个垂直交错设置的直径不超过50mm的工作辊7-1。
压槽辊8包括多对垂直分开的辊8-1，每个辊8-1沿其外周有多个环形凸缘。当一张种板被送过每对辊8-1之间时，其环形凸缘按其长度平行的方向在种板的边缘和中间部位压出多道加强肋。
校平辊9包括多对垂直分开的辊9-1，通过校平除去除了种板被辊8-1压出的加强肋之外的种板挠曲。每个辊9-1有多个环形槽，它允许加强肋通过而不受压。
夹送辊4是为了把每张种板10从滚柱传送机3供入到表面压平辊5中，而夹送辊6是为了把种板从表面压平辊5送至滚轧校平机7。种板10反复地被上和下工作辊7-1弯折，并由此被基本上校平(初次校平)。在上和下工作辊7-1之间，以及在支撑辊7-2之间的最佳间隙取决于包括要校平的种板厚度的尺寸因素。在经过第一次校平之后，种板10在其表面被压槽辊8压出了多道槽，然后，再经受校平辊9第二次(或最后)校平。被辊8压出的槽的最佳位置和施加到种板上的压力最佳值取决于上和下辊8-1上环形凸缘位置的正确选择、它们的间隔和轧制压力。
实施例2从母板上揭下来的种板，长1070mm，104mm，厚度0.7±0.5mm，用如图4所示的装置校平，但该装置所包括的滚轧校平机有19个直径40mm的工作辊。最后校平的每张种板用挂钩由一个横杆垂直悬挂，并测量平面上凸起的厚度，以表示其残余的挠曲的量。200至300张种板全部这样测量，并计算其平均结果和标准偏差。用本发明的方法校平的种板的残余应变的平均值，X为6.5mm，标准偏差，σ为2.7mm，而那些用如上所述的日本实用新型申请昭55-55857所描所的装置校平的种板，呈现的平均残余应变，X为9.0mm，标准偏差σ为3.7mm。这些结果证实，本发明的方法能够使种板具有极大改进的平直度并保持稍后变形最小。
权利要求
1.用于校正电解种板挠曲的方法，其中包括，把种板送入一个滚轧校平机，该滚轧校平机含有多个垂直交错设置的工作辊，适于反复地弯折上述种板为进行初次校平；然后通过多组压槽辊，压槽辊沿其外周有多条环形凸缘，适于在上述种板上压出加强肋；然后再通过多组校平辊，校平辊沿其外周有多个环形槽，适于进行上述种板的第二次校平，其改进之处在于，上述工作辊的直径不超过50mm，并且数目至少为15。
2.如权利要1所述的方法，其中，上述的直径至少为约30mm。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，上述的数目小于约20。
全文摘要
使弯曲或挠曲的电解种板经受总数至少为15的垂直交错设置的直径不超过50mm的工作辊的初次校平。然后，在种板上用沿其处周有环形凸缘的压槽辊压出加强肋，再使种板经受由沿其外周有环形槽的辊施行的第二次校平。
文档编号B21D13/04GK1137952SQ9511946
公开日1996年12月18日 申请日期1995年12月27日 优先权日1994年12月27日
发明者小田浩久, 宫内正道, 三浦晃德, 森山健一, 舟桥恒男, 守谷幸久, 武田克司 申请人:住友金属矿山株式会社, 株式会社川副机械制作所