专利名称：生箔机阴极辊内软式导电结构及导电带截面积的计算方法
技术领域：
本发明涉及铜箔制造行业，具体是一种生箔机阴极辊内软式导电结构及导电带截 面积的计算方法。二、 技术背景随着电子工业的迅速发展，对高质量的铜箔需求量也越来越大，目前，国内、外 生产铜箔的方法一般采用电解法，而阴极辊是电解法生产铜箔的核心设备，阴极辊为 钛制阴极辊体，辊体具有非常稳定的耐酸性能，容易剥离下电析后的电解铜箔。阴极 辊的结构主要由主轴、导电铜环、导电轴套、导电带、端板以及钛筒组成。在使用过 程中，阴极辊浸入电解液中，电流通过轴套、导电带传到辊面，通过电解液与阳极形 成电解回路，在阴极形成电解铜箔。导电带的作用是将导电套的电流均匀传到阴极辊 辊面，要求导电带的导电性能好，稳定可靠。目前常用的导电带为刚性的导电铜排，材料为T2、 T3，用螺栓固定联接于轴套法兰和钛圈上，传送电流，其联接结构存在的不足是1、 刚性导电铜排在阴极辊经过一定时间的运行后，由于振动、受热膨胀等原因， 导电铜排容易出现变形，导致联接部位松动、脱落，出现虚接现象，影响辊体的导电 性能，致使所生产的铜箔出现花斑、厚度不均匀等现象。2、 刚性导电铜排装配的联接孔位要求较为精确，必须在整体装配时与铜排配作， 其加工难度较大，操作困难，生产效率低。3、 刚性导电铜排在装配时，由于其成形时的偏差，可能导致两端接头部位与轴套 法兰和钛圈不能完全接触，影响其导电性能。4、 维修更换时较为困难，由于其刚性拆、装都较为困难。三、 发明内容为克服现有技术中存在的导电性能不稳定、加工难度较大，操作困难，生产效率 低和维修困难的不足，本发明提出了一种生箔机阴极辊内软式导电结构及导电带截面 积的计算方法。本发明包括导电带、导电轴套、导电铜环和接头套，其特征在于作为导体的导电
带采用纯铜线编结而成，在导电带的两端有接头套，通过该接头套，使导电带的两端分别与钛环和轴套法兰固定连接。铜线与铜管接头材料均采用导电性能良好的T2、T3， 并对其表面进行镀银或镀锡处理，以增加其导电性能。本发明中，导电带的截面尺寸与电流之间呈正比关系，艮P-I=K'N'SJ+I1 式中I—为阴极辊的所需要的总电流 Il一为阴极辊端板的导电电流J一为纯铜的电流密度，取值范围为0.8—1.2A/mm2S—为导电带的截面积N—为导电带的数量K一为导电修正系数，取值范围为1—2在上式中，总电流I、阴极辊端板的导电电流Il、纯铜的电流密度J、导电带的数 量N和导电修正系数K均为已知条件，通过这些已知条件，即可方便的求出导电带的 截面积S。导电带的数量N根据辊体内的空间尺寸确定。本发明改变了传统阴极辊内部导电系统导电带的结构形式，用纯铜线编结而成的 导电带，实现了导电轴套与阴极辊辊面的软联接，采用铜线编织而成的导电带替换原 有的导电铜排，实现柔性联接，使接头部位与轴套法兰和钛圈可以完全接触，增强了 导电带的导电性能，提高了辊面导电的均匀性，克服了导电带因为振动、热膨胀等原 因出现变形，以及联接部位易松动的不足，提高了导电效率和载流量和阴极辊的使用 寿命，具有联接稳定，维修、加工方便，操作简单和生产效率高的特点。四
图1为发明阴极辊内部导电系统软联接结构示意图。 图2为发明阴极辊内部导电系统软联接结构截面示意图。 图3为发明软联接结构示意图。 图4导电带的结构示意图。其中I. 阴极辊主轴 2.导电铜环 3.导电轴套 4.导电带 5.钛筒6.钛环 7.轴套法兰 8.端板 9.联接螺拴10.接头套II. 纯铜线
五具体实施方式
实施例一本实施例是用于生产12um—25um电解铜箔的单层钛阴极辊内部软式导电结构， 该阴极辊的直径是01.5m，包括多组导电带4、导电轴套3、导电铜环2、接头套IO、 主轴1、钛筒5和端板8。其中主轴1、导电铜环2、导电轴套3、钛环6以及端板8 均釆用现有技术；钛环6是用钛板后加工成圆环形法兰板，焊接于钛筒内壁。将导电 带接头与钛环固定联接。联接时，因采用编织带实现了软联接方式，将导电带与导电 轴套与辊面相联，使电流从阴极辊轴套均匀地传到阴极辊的辊面。具体过程是第一步制作导电带。根据辊体内的空间尺寸确定导电带为三组，每组数量为10 根。导电带用0O.2mm的T2镀锡纯铜线编织成叠层扁带状，其数量、宽度及截面积， 根据阴极辊辊面所需要的电流量确定。本实施例中，阴极辊辊面所需要的总电流I要 求大于16000A，阴极辊两端板8的导电电流I1约为4000A，导电修正系数K为1.5， 导电带的数量N为30，纯铜的电流密度J为1，导电带的数量及截面尺寸与电流之间 呈正比关系，即I-KWJJ+I1。由于总电流I、阴极辊端板的导电电流Il、纯铜的电流 密度J、导电带的数量N和导电修正系数K均为已知条件，通过这些已知条件，即可 方便的求出导电带的截面积S。导电带的最小截面积S的确定I=K-N.S'J+I1贝U: 16000=1.5><30xSxl+4000 S=267mm2 截面积最小为267mm2 ，故S取值为300 mm2， 艮卩I=K-N-S-J+11=1.5x30x300x1+4000=17500A本实施例的有效导电电流为17500A,大于阴极辊辊面所需要的总电流16000A, 可满足导电的总体需要。第二步制作接头套。每根导电带需要两个接头套。接头套为用紫铜管制成薄壁 管，其长度略大于法兰和钛环的宽度，直径略大于导电带的宽度。第三步制作导电带接头。在每根导电带的两端分别套上合适的接头套，并将接 头套均与导电带冷压合、压平，使导电带的两端为扁形接头。将接头进行镀锡处理，并在接头上加工出联接孔，该孔的位置应分别与法兰7和钛环6内壁上的联接孔相对 应。第四步联接导电带。在钛筒5的两端分别有端板8，联结时，将三组导电带平
均分布在两端板之间，并且端板和各组导电带之间的轴向距离为等距；将每组10根导 电带平均分布在钛环内圆，并且每根导电带轴向对齐；通过位于导电带两端的联接孔， 用不锈钢螺栓将导电带的两端分别与法兰和钛环相固定。联接时，在导电带两端接头 联接部位加导电膏，以使电流有效的传导。在使用过程中，阴极辊浸入电解液中，电流通过导电环，导电铜套、导电带传到 辊面，通过电解液与阳极形成电解回路，在阴极形成电解铜箔，电解铜箔经过后处理 机处理后成为成品铜箔。实施例二本实施例是用于生产12um—35um电解铜箔的单层钛阴极辊内部软式导电结构， 该阴极辊的直径是02m，包括多组导电带4、导电轴套3、导电铜环2、接头套IO、主 轴l、钛筒5和端板8。其中主轴l、导电铜环2、导电轴套3、钛环6以及端板8均 采用现有技术；钛环6是用钛板后加工成圆环形法兰板，焊接于钛筒内壁。将导电带 接头与钛环固定联接。联接时，因采用编织带实现了软联接方式，将导电带与导电轴 套与辊面相联，使电流从阴极辊轴套均匀地传到阴极辊的辊面。具体过程是第一步制作导电带。根据辊体内的空间尺寸确定导电带为三组，每组数量为9 根。导电带用0O.2mm的T2镀锡纯铜线编织成叠层扁带，其数量、宽度及截面积根 据阴极辊辊面所需要的电流量确定。本实施例中，阴极辊辊面所需要的总电流I大于 20000A，阴极辊两端板8的导电电流I1约为5000A，导电修正系数K为1.5，导电带 的数量N为27，纯铜的电流密度J为1，导电带的数量及截面尺寸与电流之间呈正比 关系，艮卩I二K.N.S.J+I1。由于总电流I、阴极辊端板的导电电流Il、纯铜的电流密度J、 导电带的数量N和导电修正系数K均为已知条件，通过这些已知条件，即可方便的求 出导电带的截面积S。导电带的截面积S的确定I=K.N-S'J+I1贝U: 20000=1.5x27xSxl+5000 S=371mm2 截面积最小为371mm2 ，故S取值为400 mm2， 即I=K.N'S'J+ 11=1.5x27x400x 1+5000=21200A本实施例的有效导电电流为21200A,大于阴极辊辊面所需要的总电流20000A， 可满足导电的总体需要。第二步制作接头套。每根导电带需要两个接头套。接头套为用紫铜管制成薄壁
管，其长度略大于于法兰和钛环的宽度，直径略大于导电带的宽度。第三步制作导电带接头。在每根导电带的两端分别套上合适的接头套，并将接 头套均与导电带冷压合、压平，使导电带的两端为扁形接头。将接头进行镀银处理， 并在接头上加工出连接孔，该孔的位置应分别与法兰7和钛环6内壁上的联接孔相对 应。第四步联接导电带。在钛筒5的两端分别有端板8，联接时，将三组导电带平 均分布在两端板之间，并且端板和各组导电带之间的轴向距离为等距；将每组9根导 电带平均分布在钛环内圆，并且每根导电带轴向对齐；通过位于导电带两端的联接孔， 用不锈钢螺栓将导电带的两端分别与法兰和钛环相固定。联接时，在导电带两端接头 联接部位加导电膏；以使电流有效的传导。在使用过程中，阴极辊浸入电解液中，电流通过导电环，导电铜套、导电带传到 辊面，通过电解液与阳极形成电解回路，在阴极形成电解铜箔，电解铜箔经过后处理 机处理后成为成品铜箔。
权利要求
1. 一种生箔机阴极辊内软式导电结构，包括导电带(4)、导电轴套(3)、钛环(6)、轴套法兰(7)、导电铜环(2)和接头套(10)，其特征在于作为导体的导电带(4)采用纯铜线(11)编结而成，在导电带(4)的两端有接头套(10)，通过该接头套，使导电带(4)的两端分别与钛环(6)和轴套法兰(7)固定连接。
2. 如权利要求l所述生箔机阴极辊内软式导电结构，其特征在于对导电带(4)所用 纯铜线和接头套(10)表面进行镀银或镀锡处理。
3. —种计算权利要求l所述生箔机阴极辊内软式导电结构中导电带截面积的方法，其 特征在于导电带(4)的截面尺寸与电流之间呈正比关系I=K.N'S'J+I1 式中，I一为阴极辊的总电流Il一为阴极辊端板(8)的导电电流J一为纯铜的电流密度，取值范围为0.8—1.2A/mm2S—为导电带的截面积N—为导电带的数量K一为导电修正系数，取值范围为l一2。
全文摘要
本发明是一种生箔机阴极辊内部软式导电结构，包括导电带(4)、导电轴套(3)、钛环(6)、导电铜环(2)、轴套法兰(7)和接头套(10)，其中导电带(4)采用纯铜线(11)编结而成，在导电带的两端有接头套(10)，通过该接头套，使导电带(4)的两端分别与钛环(6)和轴套法兰(7)固定连接。导电带(4)与接头套(10)表面均进行镀银或镀锡处理。本发明采用纯铜线编织而成的导电带，实现了导电轴套与阴极辊辊面的软联接，增强了导电带的导电性能，提高了辊面导电的均匀性，克服了导电带因为振动、热膨胀等原因出现变形，以及联接部位易松动的不足，提高了导电效率和载流量，具有联接稳定，维修、加工方便，操作简单和生产效率高的特点。
文档编号C25D1/04GK101392393SQ20071001871
公开日2009年3月25日 申请日期2007年9月21日 优先权日2007年9月21日
发明者卢稳存, 吕尚宁, 王通朝, 瑞 蔡, 黄立刚 申请人:西安航天动力机械厂