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Verfahren und Vorrichtung zur galvanischen Behandlung von strangförmigem metallischem Gut in Flüssigkeitsbädern
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektrolytischen Oberflächenbehandlung von strangförmigem metallischem Gut in Flüssigkeitsbädern, insbesondere auf ein Verfahren zum galvanischen Verkupfern, Verzinnen oder Verzinken von Bändern und Drähten und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Eine derartige Oberflächenbehandlung wird im allgemeinen in der Weise vorgenommen, dass das strangförmige Gut, welches über Walzen, Rollen u. dgl. läuft und dabei eine Umlenkung erfährt in im wesentlichen waagrechter Richtung durch mit Flüssigkeit gefüllte, wannenförmige Behälter gezogen wird.
Dabei ist in der Regel eine mehrfache Umlenkung für die Behandlung in jeder einzelnen Wanne erforderlich, indem das ankommende Gut zunächst in die senkrechte Richtung gebracht werden muss, bis es in die Flüssigkeit taucht, durch eine Rolle in die waagrechte Richtung umgelenkt und am Ende des Durchlaufes durch eine weitere Rolle wieder in eine senkrechte oder schräg aufsteigende Richtung gebracht wird, in der es den Behälter verlässt. Es müssen also Umlenkwalzen und Umlenkrollen, die durch die Metallspannungen auf Verkanten beansprucht sind, in der Badflüssigkeit gelagert werden ; bei stark angreifenden Flüssigkeiten führt dies zu einem starken Verschleiss der Walzen bzw. Rollen und ihrer Lager und bringt die Gefahr des Leckwerdens mit sich. Für starke Bäder macht ein solches Umlenken innerhalb des Bades besonders grosse Schwierigkeiten.
Zudem nehmen, wenn die gesamte Behandlungslänge gross ist, die hintereinanderliegenden Behälter eine sehr grosse Grundfläche in Anspruch, wodurch sich ein erheblicher Raumbedarf ergibt.
Bei Galvanisierungsbehältern müssen bei waagrechtem Durchgang des strangförmigen Gutes die metallischen Anoden entweder über oder unter dem strangförmigen Gut angebracht werden. Liegt die Anode oberhalb des Gutes, so können von dieser abfallende Verunreinigungen auf die Oberfläche des Gutes gelangen ; liegt die Anode unterhalb des Gutes, so können von dieser aufsteigende Wasserstoffblasen auf das Guttreffen. In beiden Fällen können sich Fehler im galvanischen Überzug ergeben, so dass sich eine mangelhafte, gegebenenfalls nicht verkaufsfähige Ware ergibt. Will man solche Fehler ausschliessen, so muss ein öfteres Reinigen der Anoden stattfinden.
Dies hat ein Stillsetzen der Anlage zur Folge, bei der der Gutdurchlauf durch die Behälter unterbrochen werden muss, damit durch das Auswechseln der Anoden keine Beschädigungen desselben eintreten. Damit ergeben sich Produktionsausfälle und erhöhte Lohnkosten.
Man hat zwar schon versucht, durch im Galvanisierungsbehälter angeordnete Umlenkwalzen das waagrecht ein-und ausgeführte strangförmige Gut zwischen von oben eingehängten Anoden senkrecht zu stellen. Dafür ist aber die Anordnung weiterer Umlenkorgane erforderlich, so dass eine solche Anordnung nicht befriedigte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, bei der das zu behandelnde Gut senkrecht durch einen Behandlungsbehälter, in dem die Anoden senkrecht angeordnet sind, geführt wird. Das hiebei auftretende Problem wird vor allem darin gesehen, dafür zu sorgen, dass die elektrolytische Flüssigkeit nicht aus dem Behälter ausläuft, wenn das Gut durch im Boden befindliche Schlitze gezogen wird. Der Versuch, die Schlitze mit an das Gut anpressbaren Dichtungen zu versehen, scheiterte daran, dass die Dichtungen auf
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der weichen Oberfläche des Materials Spuren wie z. B. Rillen oder Riefen hinterliessen, die den Verkaufs- wert des Materials erheblich herabsetzten.
Ziel der Erfindung ist es daher insbesondere, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, bei der diese Nachteile nicht auftreten.
Bei einem Verfahren zur galvanischen Behandlung von strangförmigem Gut in hintereinandergeschal- eten Flüssigkeitsbädern, bei dem das strangförmige Gut senkrecht durch die Bäder und durch am Boden eines jeden Badbehälters angeordnete Durchlassöffnungen geführt wird, besteht die Erfindung darin, dass die elektrolytische Badflüssigkeit oberhalb der an den Böden der Behandlungsbehälter sitzenden Durchlass- öffnungen für das strangförmige Gut auf beiden Seiten desselben in jeden Behandlungsbehälter eingedüst wird. Dabei soll der Strahl schräg nach oben gegen das durchlaufende Gut gerichtet werden.
Der Austritt von Flüssigkeit durch die untere Durchlassöffnung wird dadurch geregelt, dass man die Menge der einge- düsten Flüssigkeit vergrössert bzw. verkleinert. Ist der Strahl sehr stark, die Menge der eingedüsten Flüssigkeit also sehr gross, so kann man den Durchtritt von Flüssigkeit bis auf unwesentliche Mengen verhindern.
Auf diese Weise kann auch der Eintritt von Luft durch die unteren Öffnungen weitgehend verhindert werden.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass das durch die untere Durchlassöffnung des Behälters laufende Gut nicht mit Dichtungen od. dgl. in Berührung kommt, sondern lediglich von Flüssigkeit umspült wird. Falls erforderlich, kann man vor der Öffnung noch weiche Bürsten anbringen, um Staub od. dgl. zu entfernen.
Das Anbringen von fest anliegenden Dichtungen od. dgl. zum Verhindern des Austritts von Flüssigkeit ist nicht mehr erforderlich.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht in bekannter Weise aus einem Behandlungbehälter, in dem sich der Elektrolyt befindet und in dem auch die Anoden angeordnet sind. Dieser Behälter ist unten mit einer Durchlassöffnung für das strangförmige Gut versehen. Gemäss der Erfindung trägt ein solcher Behälter einen doppelten Boden, der aus Ober- und Unterboden besteht. Unterhalb des Oberbodens sind zweckmässigerweise Düsenkammern angeordnet, die mit den Oberboden durchdringenden schräg nach oben gerichteten Schlitzdüsen versehen sind, durch die die elektrolytische Flüssigkeit in den Behälter eingedüst wird. Ferner sind oberhalb des Oberbodens Leitbacken vorgesehen, die über der Durchlassöffnung für das strangförmige Gut einen keilförmigen Hohlraum bilden.
Durch diesen wird auf beiden Seiten des strangförmigen Gutes ein nach oben gerichteter Sog erzeugt. Zweckmassigerweise ist gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung der Oberboden auf beiden Seiten der Leitbacken durchbohrt. Durch diese Bohrungen kann elektrolytische Flüssigkeit in den Raum zwischen Ober- und Unterboden gelangen. Diese Flüssigkeit wird durch den Sog unmittelbar oberhalb der Durchtrittsöffnung im Unterboden durch entsprechend angeordnete Schlitze wieder angesaugt und verhindert das Eintreten von Luft.
Die Anoden werden zweckmässigerweise auf beiden Seiten des Gutstranges senkrecht in dem Behälter angeordnet und hängen gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung an Stromschienen, die oberhalb des Behandlungsbehälters verlaufen.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 einen Behandlungsbehälter mit den zugehörigen ausserhalb desselben angeordneten Umlenkwalzen, Fig. 2 einen Teilschnitt durch den unteren Teil eines Behandlungsbehälters gemäss der Erfindung mit einer darunter angeordneten Sammelwanne und einer Pumpe, Fig. 3 schematisch die Anordnung von vier hintereinandergeschalteten Behandlungsbehältern.
Wie aus Fig. l ersichtlich, wird das durch den Behandlungsbehälter 6 laufende Metallband 1 über die Umleitwalzen 2,3 und 4 geführt. Die anliegende Walze 5 dient zur Übertragung des Stromes, welcher zur Elektrolyse benötigt wird, auf das Band. An den Stromschienen 7 hängen die Metallanoden 8. Mit 9 ist eine Auffangwanne bezeichnet.
Fig. 2, die einen Schnitt durch das Unterteil des Durchlaufbehälters 6 darstellt, zeigt den Lauf der
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Flüssigkeit.inDüsenkammernll. Durch Flachschlitzdüsen strömt die Flüssigkeit in den Behälter. u. zw. oberhalb des Bodens der Wanne in schräger Richtung nach oben. Die Düsenkammer befinden sich auf beiden Seiten der Durchlassöffnung. Somit wird auch der Elektrolyt auf beiden Seiten des eingeführten Blechbandes 1 nach oben strömen. Beim Austritt aus den Flachschlitzdüsen wird durch die Leitbacken 13 ein kegelförmiger Hohlraum gebildet, in welchem durch Wirbelung der einströmenden elektrolytischen Flüssigkeit ein Zurückströmen aus dem gefüllten Durchlaufbehälter verhindert wird. Ein geringer Einströmdruck genügt, am das Volumen des Durchlaufbehälters konstant zu halten.
Durch die Bohrungen 14 im Oberboden 15 geLangt ein Teil der elektrolytischen Flüssigkeit in den Raum 16 zwischen Oberboden 15 und Unterboden 17.
Diese Flüssigkeit strömt unmittelbar über der Durchlauföffnung im Unterboden in den Behälter ein und wird Jurch den Sog, der am Austritt der Flüssigkeit aus den Flachschlitzdüsen entsteht, angesaugt. Auf diese
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Weise wird das Eindringen von Aussenluft in den Durchlaufbehälter und damit die Oxydation der elektrolytischen Flüssigkeit verhindert.
Die Staubbürsten 18, welche en Abschluss des Durchlaufbehälters bilden, haben einmal die Aufgage, eine gleichbleibende Menge elektrolytischer Flüssigkeit aufzuhalten, damit sie angesaugt wild und sorgen ferner für eine Säuberung der Oberfläche des durchlaufenden Gutes von kleinen Haftteilchen. Der Elektrolyt, der an den Einlaufrohren 10 eingeführt wird, durchläuft in ständiger Strömung, wobei der Metallniederschlag gefördert wird, den Durchlaufbehälter 6 und wird durch ein Rohr 19 in die Wanne 9 geführt. Aus der Wanne gelangt die elektrolytische Flüssigkeit durch die Rohrleitung 20 in die Sammelwanne 21. Aus dieser wird sie von der Pumpe 22 angesaugt und wieder den Einlaufrohren 10 zum erneuten Umlauf zugeführt.
Im Durchlaufbehälter 6 sind die Anoden 8, welche der jeweiligen elektrolytischen Flüssigkeit metal- lisch (Kupfer, Zinn, Zink usw.) angepasst sind, in vertikaler Richtung aufgehängt. Der bei der Veredlung entstehende Anodenschlamm wird durch die am Boden des Durchlaufbehälters angebrachte Schlammrinne 23 und die Ablassventile 24 nach aussen hin abgeführt. Zur besseren Stromverteilung im Behälter sind zwischen den Anoden 8 und dem durchlaufenden Gut 1 Siebe 25 aus Kunststoff oder ähnlichem säurefestem Material angebracht.
Fig. 3 zeigt schematisch, wie mehrere Durchlaufbehälter übereinander und nebeneinander aufgebaut sind. Das zu behandelnde Gut 1 durchläuft zunächst die Walzen 4,5 und gelangt über die Walze 3 in den Durchlaufbehälter 6 und nachdem es denselben passiert hat, wird es durch den Führungskanal 26 in einen weiteren Durchlaufbehälter 6 von unten eingeführt. Beim Austritt aus der zweiten Durchlaufwanne 6 passiert das durchlaufende Gut 1 wieder ein Walzenpaar 2,5 und wird von der Umlenkwalze 27 zum Walzenpaar 2,5 der nächsten beiden Durchlaufbehälter geführt, welche es in umgekehrter Richtung (d. h. von oben nach unten) passiert.
Durch die Sammelleitung 28 wird der Elektrolyt aus der Sammelwanne 21 durch die Pumpe 22 von unten an die Durchlaufbehälter herangebracht, durchläuft dieselben und gelangt durch die Überlaufleitung 29 wieder in die Sammelwanne zurück.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur galvanischen Behandlung von strangförmigem Gut in hintereinandergeschalteten Flussigkeitsbädern, bei dem das strangförmige Gut senkrecht durch die Bäder und durch am Boden eines jeden Badbehälters angeordnete Durchlassöffnungen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrolytische Badflüssigkeit oberhalb der an den Böden der Behandlungsbehälter sitzenden Durchlassöffnun- gen für das strangförmige Gut auf beiden Seiten desselben in jeden Behandlungsbehälter eingedüst wird, wobei der Strahl schräg nach oben gegen das durchlaufende Gut gerichtet wird, und dass der Austritt von Flüssigkeit durch die untere Durchlassöffnung durch die Menge der eingedüsten Flüssigkeit geregelt und der Eintritt von Luft durch die unteren Öffnungen weitgehend verhindert wird.