[发明专利]电解用旋转阴极辊滚筒

说明书

技术领域

本发明涉及金属箔的制造装置，具体涉及一种旋转阴极辊滚筒。

背景技术

金属箔尤其是铜箔用量逐年扩大，在金属箔的制造中，电解用旋转阴极辊滚筒是电解生箔设备的关键部件。

如图1所示，电解用旋转阴极辊滚筒电解生产金属箔时，电流从外筒以接触导电的形式流向内筒。现有技术中的电解用旋转阴极辊滚筒由外筒与内筒通过热装而成。外筒材料多采用钛，内筒材料主要有碳钢和碳钢-铜复合材料等，为提高内筒的刚性，一般在内部设置2～4个环形筋板。内筒与外筒的结合面为钛-碳钢、钛-铜两类。

由此带来的问题是，电解生产时工作温度在60℃左右，由于钛和钢在20℃～100℃范围内线膨胀系数相当，引起外筒与内筒产生一定的热膨胀，钢-钛接触面的接触状况会不稳定，产生局部接触电阻增大造成局部过热，反映到铜箔上即所谓的热点。

按上述分析，内筒与外筒之间的铜-钛接触面中铜的线膨胀系数大，应当不存在“热点”问题，然而在实际生产中，当电解用旋转阴极辊滚筒的铜-钛接触面在使用一定时间后也会出现热点现象。进一步的研究和分析认为，铜-钛接触面的电解用旋转阴极辊滚筒的内筒一般采用碳钢-铜复合成形，其铜层仅3～6mm，而钢层厚度在20mm以上，钢层厚度明显大于铜层厚度，会牵制铜层的受热膨胀，造成铜-钛接触面的电解用旋转阴极辊滚筒也存在热点现象。

在公开号为CN101135058A的发明专利中公开了一种电沉积滚筒，该电沉积滚筒包括内筒和外筒，以及为抑制热点的发生，在内筒和外筒之间形成的沟槽中填充了熔点为150℃以下的导电性低熔融合金，并且该导电性低熔融合金的热膨胀率大于内筒和外筒，使内筒和外筒的热装接合部在圆筒面上完全地贴紧，通过电流分布的均匀化，抑制了因热点等的通电不稳而产生的弊病。该电沉积滚筒需要在内筒上加工出沟槽或缠绕金属丝形成沟槽，并填充低熔点金属。在填充低熔点金属时，如果事先将低熔点金属熔化后填充在内筒上加工平滑后进行热装，在热装时由于环境温度超过低熔点金属熔点，部分区域的低熔点金属熔化后会流走，造成部分区域填充不足；如果在热装后再将熔化的低熔点金属填充，由于内外筒之间的间隙小，金属流动不畅，也不能保证所有部位得到充分有效的填充。在未得到充分填充的部位，内筒和外筒之间是存在间隙，无法实现正常均匀导电的目的，也就无法有效地抑制热点的产生。

发明内容

为克服现有技术中存在产生热点的不足，本发明提出了一种电解用旋转阴极辊滚筒。

本发明包括外筒和内筒，内筒的外表面和外筒的内表面经过机械加工通过热装形成电解用旋转阴极辊滚筒，并且所述的内筒采用铝合金制成，导电板包括环形导电板和条形导电板；所述的条形导电板与环形导电板之间相互垂直，在内筒的内圆表面形成网状的导电板；内筒的筒壁厚度为12mm或15mm；导电板的厚度a为15mm或20mm，高度c为160mm或200mm；各环形导电板之间的间距b为200mm。

所述的环形导电板有6个，其外径同内筒的内径，沿内筒的轴向方向排布在内筒的内圆表面；所述的条形导电板有36个，沿内筒的径向方向均匀排布在内筒的内圆周表面。

所述的内筒所使用的铝合金材料在20℃～100℃时，该铝合金材料的线膨胀系数大于16×10-6(1/℃)，并且铝合金材料20℃时的体电导率大于50％IACS。

本发明的内筒采用热膨胀率高、导电性良好的铝合金材料，使内外筒的接合部在工作时正压力增大，接触状态稳定，避免了常规结构存在的正压力减小而导致的接触不稳定、接触电阻增大的弊端，抑制热点的产生。

本发明在内筒的内表面设置了有网状的导电板，对网状导电板的网格间距、导电板厚度合理布局，使网状导电板的导电截面面积大于内筒筒壁轴向导电截面面积，导电板的电阻小于筒壁轴向电阻，使电流传到内筒壁后，进而以各环形导电板和条形导电板为主要送电通路，将电流传到阴极辊内筒的两端。本发明中，网状导电板增大了内筒的散热面面积，实现内筒温度的均匀性、内筒与外筒之间正压力的均匀性，克服了内筒局部异常发热而电阻增大的问题，实现大通电量下内筒不过热、抑制了热点的产生，提高了电解用旋转阴极辊滚筒的接触正应力、整体刚性和散热性能，从而提高成品箔的质量水平。

附图说明

附图1是现有技术中的结构示意图；

附图2是本发明电解阴极辊滚筒构造的结构示意图；

附图3是本发明电解阴极辊滚筒构造的侧视图；

附图4是表示本发明电解阴极辊滚筒内筒构造的三维图。其中：

1.外筒  2.内筒  3.导电板

具体实施方式