DE3149519A1

DE3149519A1 - Verfahren und vorrichtung zur galvanisierung /verzinkung) von metallband

Info

Publication number: DE3149519A1
Application number: DE19813149519
Authority: DE
Inventors: Richard C. Ohio Avellone
Original assignee: Republic Steel Corp
Current assignee: Republic Steel Corp
Priority date: 1980-12-18
Filing date: 1981-12-14
Publication date: 1982-07-08
Also published as: US4367125A; CA1205417A; JPS57123994A

Description

Üblicherweise setzt man verzinkten Stahl dort ein, wo
die Lebensdauer des Produkts ohne eine Schutzbeschichtung mit Zink unannehmbar kurz wäre. Bis vor verhältnismäßig kurzer Zeit pflegte man ein Produkt vollständig mit einer verzinkten Beschichtung zu schützen. Man verwendete entweder mit Zink beschichtete Stahlbänder bzw. -Bleche in der Fabrikation, oder man stellte alternativ dazu ein Fertigprodukt her und beschichtete es dann mit Zink. In jedem Fall wurde das Produkt vollständig oder fast vollständig mit Zink beschichtet.
Vor verhältnismäßig kurzer Zeit wurden Anwendungen erschlossen, bei denen die Verzinkung von nur einer Stahlstreifenoberfläche gewünscht ist, da die gegenüberliegende Oberfläche eine glatte, dekorative Beschichtung erhalten soll. Bei anderen Anwendungen sind Beschichtungen mit unterschiedlicher Stärke an den entgegengesetzten Bandflächen erforderlich.
Beispiele zur Anwendung von einfach beschichtetem Stahl sind Wandtafeln für Gebäude und für Kraftfahrzeuge.
Automobil-Schutzbleche, -Abweisplatten, -Karosseriebleche beispielsweise werden häufig auf der Innenoberfläche verzinkt, um das Angreifen von Korrosion durch Wasser zu hemmen, welches an der Innenseite der Platten eingeschlossen ist, insbesondere wenn dieses Wasser signifikante Mengen von Straßensalz enthält, und die Außenflächen werden mit einem glatten Überzug versehen, um sie zu schützen und ein dekoratives Aussehen zu erhalten.
Eine unterschiedliche Beschichtungsstärke wird oft ebenfalls bei Kraftfahrzeugteilen gefordert. Eine relativ starke Zinkbeschichtung wird auf die im Gebrauch innenliegende Oberfläche des Teiles aufgetragen, während die im Gebrauch äußere Oberfläche nur eine dünne Beschichtung erhält. Die dünne Außenbeschichtung verhindert eine Korrosion bei einer ncsch4diung oder einer Kr,llncl7 der Kraftfahrzeuglackierung.
Obwohl ein Bedarf für einseitig galvanisierten oder auch für unterschiedlich stark auf beiden Seiten galvanisierten Stahl vorhanden ist, erwiesen sich die bekannten eingesetzten Verfahren als unökonomisch und unzulänglich, und/oder erforderten sehr hohe Investitionskosten.
Eine Technik der einseitigen Beschichtung besteht darin, den Stahl in ein Bad aus geschmolzenem Zink zu tauchen, wobei eine Seite auf eine solche Weise behandelt wurde, daß ihre Beschichtung verhindert wird. Es war jedoch schwierig, Techniken auszuführen, um das Zink auf einer Seite eines Bandes zu halten. Die Feuerverzinktechnik änderte auch die physikalischen Eigenschaften des Stahls, der mit einem galvanischen Überzug versehen wurde, und erzeugt nicht die einheitliche Beschichtung, die man mit der Galvanisiertechnik erreichen kann.
Eine zweite bekannte Technik verwendet eine relativ konventionelle elektrolytische Streifengalvanisierstrecke, die abgewandelt wurde, um das Niveau der Galvanisierlösung auf einer Höhe zu halten, bei der sie nur mit der unteren Oberfläche eines zu galvanisierenden Stahlstreifens berührt. Dies geschah in der Hoffnung, daß nur diese untere Oberfläche galvanisiert wird. leider tritt ein bcträchtliches Verspritzen sogar dann auf, wenn die 1höhe der Galvanisierlösung sehr genau überwacht wird. Randteile der oberen Bandfläche werden aufgrund dieses Spritzens der Lösung galvanisiert. Bei dieser Technik werden die oben bes-chichteten Randteile weggeschnitten, und nur ein Zentralabschnitt eines Bandes erzeugt ein verwendbares einseitig beschichtetes Produkt. Die abgeschnittenen Abschnitte werden üblicherweise verschrottet oder bei Anwendungsfällen verwendet, bei denen Stahl minderer Qualität benötigt wird; trotz einer vielleicht effektiven Galvanisierung auf der Unterfläche ist die bespritzte Oberfläche unregelmäßig und dürftig galvanisiert und kann nicht für Produkte verwendet werden, die Qualitätsbänder erfordern.
Es wurden andere Techniken für einseitiges Galvanisieren entwickelt, bei denen eine Oberfläche abgedeckt wird, während die andere galvanisiert wird. Es ist beispielsweise bekannt, ein Band aus weichem Stahl vorzusehen, das über Walzen geleitet wird, die zum Teil in einem Galvanisierbad eingetaucht sind und ein Abdecken der Oberfläche bewirken, mit der sie in Berührung kommen, wenn die andere Oberfläche galvanisiert wird. Sogar wenn mit dieser Art von Vorrichtung eine effektive Beschichtung bewerkstelligt wurde, muß berücksichtigt werden, daß die Vorrichtung komplex ist und eine sehr signifikante Kapitalanlage benötigt. Die benötigte Kapitalanlage erhöht sich dadurch, daß die verzinkte Beschichtung für Anwendungen bei Kraftfahrzeugen relativ schwer sein muß. Dies bedeutet im Fall einer wirksamen Strecke entweder einen langsamen Durchsatz oder eine relativ lange und teure Strecke, um die gewünschte dicke Beschichtung zu entwickeln.
Die meisten bekannten Galvanisiersysteme verwenden Verbrauchs-Elektroden. Dies bedeutet, daß die Elektroden jeweils ein ziemlich großes Zinkstück für die anodische Auflösung enthalten, um die auf das Werkstück aufgalvanisierten Zinkionen wieder zu ersetzen. Wenn die Zinkelektrode verbraucht ist, ändert sich der Elektroden-/ Werkstück-Abstand und aufgrund dieser und anderer Variablen ist es schwierig, eine sehr genaue und einheitliche Dicke des galvanischen Überzugs zu erreichen.
Die einem Galvanisieren mit zerstörbarer Elektrode innewohnenden Variablen führten dazu, daß die Ausstattung und die Steuerungen teuer und aufwendig wurden. Beispielsweise wurden komplizierte elektrische Steuerungen entwickelt, die die tatsächlichen Galvanisierbedingungen überwachen und abändern, um eine einheitliche Galvanisierung mit Verbrauchs-Elektroden zu erreichen.
Die Verwendung von Elektroden, die sich nicht verbrauchen, wurde vorgeschlagen. Eine sich nicht verbrauchende Elektrode besteht aus einem leitenden Material, welches auf einer Potentialdifferenz zum Werkstück gehalten wird, so daß ein Stromfluß zwischen der Elektrode und dem Werkstück erzeugt wird, der Zinkionen aus einer elektrisch leitenden Galvanisierlösung, die den Raum zwischen der Elektrode und dem Werkstück erfiillt, zur liidung eines cialv,iIi.iscicn U rzugs auf das Werkstück bringt. Wenn die Ionen auf dem Werkstück in den metallischen Zustand gebracht werden, wird die Lösung angrenzend an das Werkstück oder in der Nähe von diesem an Zinkmetallionen abgereichert. Man kann so eine effektive Hochgeschwindigkeitsgalvanisierung nur erreichen, wenn die richtige Zinkionenkonzentration an der Werkstückoberfläche aufrechterhalten wird. Das Problem des Wiederauffüllens oder der Aufrechterhaltung der Zinkionenkonzentration störte die Durchführung von bisher bekannten Systemen mit nicht verbrauchbarer Anode, was dazu führte, daß sie sich keines wesentlichen kommerziellen Erfolges erfreuten.
Die Verwendung von sich nicht verbrauchenden Anoden ist in der US-PS 2 244 423 beschrieben. Die dort verwendete Anode enthält eine Reihe von Durchbrüchen, durch welche die Galvanisierungslösung zur Berührung eines zu galvanisierenden Bandes strömt. Obwohl theoretisch damit eine einseitige und/oder eine unterschiedliche zweiseitige Galvanisierung zu'erreichen sein müßte, versagt der beschriebene Aufbau aus einer ganzen- Anzahl von Gründen.
Der bekannte Aufbau erlaubt ein Abfließen der Galvanisierungslösung von dem Band, jedoch wird dieser Abfluß durch an das Band angrenzend angebrachte Rinnen beschränkt.
Dieser beschränkte Fluidstrom kann eine Verarmung der Ionenkonzentration der Lösung in der Nähe des Bandes mit unbestimmter Rate während des Galvanisierens hervorrufen, wodurch sich eine ungleichmäßige Stärke der Galvanisierungsschicht ergibt.
Ein zweiter Nachteil der bekannten Vorrichtung ergibt sich aus der Ausrichtung der Anode und des Bandes. Wird die Anode unterhalb des Bandes angebracht, um eine Galvanisierung der Bandunterseite zu erreichen, so ist es möglich, daß sich Gasblasen an dem Band während des Galvanisierungsvorganges ansammeln. Das tritt besonders wegen der durch die Rinnen erzeugten Begrenzung des Fluidstromes von dem Band weg auf. Wenn sich Gasblasen bilden, wird der Galvanisierungsstrom von der Anode zum Band unterbrochen und das Band ungleichmäßig galvanisiert.
Ein weiteres Problem, das sich bei dem bekannten Aufbau ergibt, besteht in der Verwendung von mehreren Anoden in Querrichtung zum Werkstück, zwischen denen gewisse Abstände bestehen. Es wird für unmöglich gehalten, derartige elektrisch isolierte Anoden beim identischen elektrischen Potential zu halten. Aus diesem Grund tritt eine bipolare Galvanisierung zwischen den Anoden auf.
D.h. eine Anode, die sich auf einem geringeren Potential befindet, wirkt als Kathode gegenüber den auf höherem Potential befindlichen Anoden, und Zink scheidet sich an der erstgenannten Anode ab. Damit wird offensichtlich die Wirksamkeit der so plattierten Anode reduziert.
Die Verwendung getrennter Anoden kann auch deshalb eine ungleichmäßige Galvanisierung ergeben, da sich durch die Abstände zwischen den Anoden eine ungleichmäßige Galvanisierungsstromdichte ergibt.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein verbessertes Galvanisierverfahren entwickelt, das besonders zur Verzinkung eines Stahlbandes geeignet ist. Nach diesem Verfahren wird eine Anodenanordnung in relativ dichtem Abstand zum Werkstück positioniert. Die Anordnung und das Werkstück sind ausgestaltet, um einen Fluidfließweg für das Galvanisierungsfluid einzurichten. Das Galvanisierungsfluid wird in einer ausreichenden Menge geliefert, um wenigstens einen Teil des Fließweges über das Werkstück hinweg im wesentlichen zu jeder Zeit mit fließender Lösung gefüllt zu halten, so daß über die gesamte Breite des Werkstücks eine kontinuierliche und gleichmaßige Galvanisierung erfolgt.
Die Lösung fließt aus dem Fluidfließweg zum Sammeln in einen Sammelbehälter und wird dann zu einer Zinkionenauffüllstation geführt. Sobald die Zinkionen aufgefüllt sind, wird die Lösung durch einen Filter wieder in Umlauf gebracht und zum Fließweg zurückgeführt.
Das erfindungsgemäße System besitzt eine Anzahl von wesentlichen Vorteilen. Ein solcher Vorteil besteht in einer Einrichtung zum wahlweisen Anordnen der unlöslichen Anode bzw.
Anoden mit Bezug auf das Band in der Weise, daß das Fluid nur über ausgewählte Bandabschnitte, beispielsweise eine Seite des bandförmigen Werkstückes fließt. Alternativ kann jeweils an beiden Seiten des Bandes eine Anode angeordnet werden, um eine unterschiedliche Galvanisierungsstärke zu erreichen. Ein weiterer bedeutender Vorteil besteht darin, daß aufgrund der relativ hohen Strömungsrate des Fluides eine gleichmäßige Auffüllung mit Metallionen erreicht wird, so daß die bekannten Nachteile von Systemen mit sich nicht verbrauchenden Anoden überwunden werden, die bisher ihrer Anwendung entgegenstanden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Anode in der Nähe des Bandes angebracht und bestimmt zusammen mit diesem einen Behälterbereich für die unlösliche Anode zur Aufnahme des Stromes aus Galvanisierungslösung. Der Anodenbehälter enthält eine Galvanisierungsoberfläche der Anode parallel zu der zu galvanisierenden Werkstückoberfläche. Die Galvanisierungslösung wird in die Anode gepumpt und füllt den Zwischenraum zwischen Anode und Band vollständig aus. Während sich das Band an der Anode vorbeibewegt, erfolgt infolge des Stromflusses zwischen Anode und Band die Galvanis.ierung. Die Lösung strömt dann von der Kante des Bandes ab und wird in einem Sammeltank zum weiteren Umlauf zur Anode aufgefangen. An einer vom Anodenbehälter entfernt liegenden Stelle liefert eine Zinkionenquelle kontinuierlich die bei der Galvanisierung verbrauchten Ionen nach.
Zum l:rrcichen einer einheitlichen Galvanisierung muß ein Kriterium erfüllt sein, und zwar die Aufrechterhaltung eines einheitlichen Abstandes zwischen der Anode und dem Band. Bei der anodischen Lösung einer löslichen Anode wird der Galvanisierstrom aufgrund von Veränderungen in der physikalischen Anodenkonfiguration uneinheitlich.
Die Verwendung einer nichtlöslichen Anode gewährleistet, daß die Spaltbreite konstant bleibt und daher die Gleichförmigkeit der Galvanisierung aufrechterhalten wird.
Um eine einseitige Galvanisierung zu erreichen, wird die Anode vorzugsweise über dem Band angeordnet. Falls beide Seiten galvanisiert werden sollen, können erfindungsgemäß aufgebaute Anoden sowohl über als auch unter dem Band angeordnet werden. Durch Einstellen der jeweiligen elektrischen Spannung zwischen Band und Anoden kann eine unterschiedliche Beschichtungsstärke für die beiden Bandoberflächen erreicht werden. Falls eine Anode unter dem Band angeordnet wird, müssen Maßnahmen getroffen werden, um ein Ansammeln von Gasblasen an dem Band und die dadurch erfolgende Störung des Calvanisierungsvorqanqes zu vermeiden.
IJurc}ldi( bei der Ausführung der Erfindung erzielten v(rbesserten Strömungseige!) schaften der Lösung werclell ci le schädlichen Gasansammlungen entfernt und vermieden. Entsprechend einer Ausführung der Erfindung werden die Galvanisierungsoberflächen sowohl des Bandes als auch der Anode geneigt gegen die Horizontalrichtung angeordnet.
Diese Anordnung ergibt einen verstärkten Lösungsstrom, eine verbesserte Ionennachlieferung, und ermöglicht es, Luft und Elektrodengas zu entfernen; dabei wird auch noch die Aufrechterhaltung der Bandebenheit.und -spannung beim Durchgang durch die Galvanisierungszone erleichtert.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt in der Steuerung des Stromflusses von der Anode zum Band. Um eine einheitliche Überzugs stärke über die Breite des Bandes zu gewährleisten, werden Abdeckplatten in den Weg des Lösungsstromes eingeführt. Diese Platten sind elektrisch isoliert und reduzieren den Galvanisierstrom an den Streifenkanten, um die beiden als "Baumwuchs" (tree growth)und "Kantenaufbau (edge buildup) bekannten Phänomene zu verringern. Da Bänder mit unterschiedlichen Breiten galvanisiert werden, werden diese isolierenden Abdeckplatten oder Maskierungen entsprechend eingestellt, um eine einheitlichere Abscheidung des Galvanisierungsüberzugs zu erreichen.
Falls das Band an beiden Oberflächen galvanisiert werden soll, können die Anoden vertikal übereinander ausgerichtet sein, wobei das Band zwischen den Anoden hindurchläuft, oder die Anoden können in Längsrichtung des Bandes versetzt sein. Eine Anordnung der oberen Anode(n) über der bzw. den unteren Anode(n) ergibt einen ökonomisch vorteilhaften Aufbau, es kann jedoch eine bipolare Galvanisierungswirkung zwischen den entgegengesetzt liegenden Anoden auftreten; d.h. das an einer der beiden dicht aneinanderliegenden Anoden eingestellte Potential kann höher als das an der anderen Anode sein, so daß Zink an der Anode mit dem geringeren Potential abgeschieden wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Galvanisieren einer Anode durch Bipolarwirkung durch die Verwendung von isolierten Abdeckplatten vermieden, die zwischen die beiden Anoden eingesetzt werden. Die Abdeckungen verhindern, daß Galvanisierungsstrom von der einen Anode zur anderen fließt und verhindern damit ein Galvanisieren der Anode mit geringerem Potential.
Die Verwendung von jeweils einer einzigen Anode an jeder Seite des zu galvanisierenden Bandes verhindert eine bipolare Galvanisierung im Vergleich zu den bekannten Verfahren mit Verwendung mehrerer nebeneinander angeordneter Anoden.
Damit ergibt sich ein-Verfahren und eine Vorrichtung, mit der ein einseitiyes und ein doppelseitiges Galvanisieren eines Stahlbandes oder dergleichen möglich ist. Dabei können bei beidseitigem Galvanisieren unterschiedliche Galvanisierungsstärken eingehalten werden. Durch die Verwendung einer flachen unlöslichen Anode wird eine Gleichmäßigkeit des voreingestellten Spaltes zwischen Anode und Band sichergestellt, und der Abstand ändert sich während des Galvanisierungsvorganges nicht. In den Spalt oder in seine Nähe eingesetzte elektrische Isolatoren befördern noch die Gleichmäßigkeit der Galvanisierung über die gesamte Breite des Bandes.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt: Fig. 1 eine Galvanisierstrecke der erfindungsgemäßen Art, Fig. 2 bis 6 bauliche Einzelheiten versciiiedener Teile der in Fig. 1 dargestellten Galvanisierungsstrecke, Fig. 7 und 7A Ansichten von weiteren Ausführungen der in Fig. 1 dargestellten Strecke, Fig. 8 und 9 Schnittansichten von Teilen der in Fig. 7 dargestellten Abwandlung der Galvanisierungsstrecke, und Fig. 10 eine Seitenansicht des in Fig. 9 dargestellten Ausschnittes der Abwandlung nach Fig. 7.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäß aufgebaute Galvanisierungsstrecke 10, die insbesondere zum Aufbringen einer Zinkschicht auf eine oder auf beide Seiten eines Stahlbandes 12 geeignet ist. Der einen Anteil der Strecke einnehmende Galvanisierungsabschnitt 14 enthält eine Anzahl von Anoden 16, die sowohl über als auch unter dem Band angebracht sind. Die über dem Band angebrachten Anoden 16a ergeben einen Galvanisierungsstrom durch eine Zinkionen enthaltende Lösung 17 zum Aufbringen von Zink auf die obere Bandfläche und die unterhalb des Bandes angebrachten Anoden 16b ergeben einen gleichartigen Galvanisierungsstrom zum Galvanisieren der unteren Fläche des Bandes mit Zink.
Vor dem Galvanisierungsvorgang müssen eine Anzahl von Vorbereitungsschritten durchgeführt werden, die in Durchlaufrichtung vor dem Galvanisierabschnitt stattfinden.
Zunächst muß das Band von einer Abgaberolle 18 abgewickelt und einer Schweißstation 20 zugeführt werden.
An der Schweißstation 20 wird das Ende eines Bandes mit dem Anfang des von der Abgaberolle 18 abzuwickelnden Bandes verschweißt, um ein fortlaufendes zu galvanisierendes Band zu bilden. Während der Schweißung steht das Band still.
Nach der Schweißstation 20 wird das Band durch eine Spannwalzen-Anordnung 22 und eine Ausgleichswalzen-Anordnung 24 geführt. Die Spannwalzen-Anordnung 22 hält die Spannung im Band aufrecht, und die Ausgleichswalzen-Anordnung 24 zentriert das Band in seinem Laufweg.
Danach wird das Band durch eine alkalische Reinigungslösung oder dergleichen geführt, worauf ein Säurereinigungsbad 26 folgt, das beispielsweise Salzsäurelösung enthält. Durch die Säure werden Fremdstoffe und/oder Oxide vom Stahl entfernt und die Stahloberfläche wird für die Galvanisierung vorbereitet. Nach dem Austreten aus dem Säurebad wird etwa noch anhängende Säure in einer Spül/Bürsten-Station 28 entfernt.
Vor dem Eintritt in den Galvanisierungsabschnitt 14 wird die Zentrierung des Bandes in einer Bahnüberwachungsstation 30 überprüft und gegebenenfalls wird die Walzenanordnung 24 entsprechend nachgestellt, um eine Zentrierung des Bandes zu gewährleisten.
Unmittelbar vor dem Eintritt in den Galvanisierungsabschnitt 14 wird in einer Konditionierungsstation 32 Zink aufgesprüht. Das Aufsprühen von Zink ergibt verbesserte Galvanisierung, da die Zinkteilchen als Kerne für den Galvanisierungsvorgang wirken, und außerdem wird sichergestellt, daß das Band beim Eintritt in den Galvanisierungsabschnitt 14 feucht ist.
Nachdem eine Bandoberfläche oder beide durch den zu beschreibenden Vorgang galvanisiert wurden, verläßt das Band den Galvanisierungsabschnitt 14 und kommt zu einer Zinkwiedergewinnungsstation 34. In dieser Station wird Galvanisierungsbadlösung gesammelt, die noch an der Bandoberflache anhaftet. Das Band 12 wird dann in einer Spülstation 36 gespült und in einer Trockenstation 38 getrocknet.
Das Beschichtungsgewicht des getrockneten Streifens wird an einer Wiegestation 40 bestimmt. Falls das Beschichtungsgewicht nicht dem erwarteten Wert entspricht, werden Korrekturmaßnahmen getroffen. Diese Maßnahmen bestehen aus einer Nachstellung der Laufgeschwindigkeit des Bandes und einer Änderung der Spannungsunterschiede bei einigen oder allen Anoden zum Band.
Nach der Überprüfung des Bcschlchtungsgewichtes durchläuft das Band eine Bürstenstation 42 sowie eine Austritts-Spannwalzenanordnung 44 und wird auf eine Abzugsrolle 46 aufgewickelt. Von Zeit zu Zeit wird der Bandvorschub angehalten, und das Band wird dann bei einer Austrittsschere 48 zerschnitten, die vollgewickelte Aufnahmerolle entfernt und eine leere Aufnahmerolle zur Aufnahme des nachfolgenden zinkplattierten Bandes eingesetzt.
Die Strecke 10 kann entweder für einseitige oder beidseitige Galvanisierung ausgelegt werden. Falls nur einseitig galvanisiert wird, wird entsprechend der bevorzugten Ausführung der Erfindung nur die obere Anode oder werden nur die oheren Anoden 16a angebracht. Einzelheiten von einseitiger Bandgalvanisierung sind in den Fig. 2 bis 6 dargestellt.
Das Einseiten-Galvanisierungssystem 10 enthält eine in Fig. 2 dargestellte Galvanisierungseinheit 14. Diese enthält eine über dem Werkstück angebrachte Anode 55, und ist so aufgebaut, daß eine Galvanisierungslösung Platz findet. Zur Darstellung ist nur eine Anode gezeigt, es ist jedoch anzulllerken, daß eine kommerzielle Galvanisierungsstrecke 30 oder mehr Anoden enthalten kann. Die Lösung wird aus einem Behälter 57 für das Galvanisierungsmaterial über zwei Pumpen 62 und eine Leitung 63 umgepumpt.
Aus der Leitung gelangt die Lösung in die Anode 16a und tritt aus dieser aus, um über das Werkstück zu fließen.
Die Anodenzellen sind oberhalb des Werkstücks unter Beibehaltung eines schmalen Spaltes zwischen dem Werkstück und der Anodenzelle aufgehängt. Nach dem Verlassen der Anodenzelle füllt die Galvanisierlösung diesen Spalt, fließt dann vom Werkstück fort und wird in einem Sammelbehälter 68 gesammelt. Die aufgefangene Lösung wird dann zu einer Reaktionsstation 70, durch einen Filter 72 und zum Hauptbehälter zurückgeführt, um wieder in Umlauf zu der Anode gepumpt zu werden. In Fig. 2 ist der Sammelbehälter 68 mit auf einer Seite weggebrochener Seitenwand dargestellt, um das Abfließen der Lösung vom Werkstück zu zeigen.
Bei Beginn des Galvanisierverfahrens verwendet man eine Zinkgalvanisierlösung mit einem pH-Wert kleiner als 4,5, vorzugsweise im Bereich 1,5-2,5, und mit einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatur, vorzugsweise etwa 600C.
Diese Lösung wird mit technisch reinen Zinksulfatsalzen angesetzt und mit Kohlepulver und Zinkstaub gereinigt.
Die Zinksulfatsalze dissoziieren und liefern Zinkionen für die Galvanisierung.
Das Werkstück und die Anode werden durch eine elektrische Energiequelle, z.B. einen Gleichstromgleichrichter, auf unterschiedlichem elektrischen Potential gehalten. Aufgrund dieses Potentialunterschiedes erfolgt eine elektrische Polarisierung des Werkstückes, die auf den Elektronenfluß von der Anode zum Werkstück zurückzuführen ist.
Die Galvanisierungsreaktion folgt der bekannten Gleichung 2e + Zn++ # Zn°. Die für diese Reaktion erforderlichen Elektronen fließen durch die Anode, die daher ein metallisches oder ein leitendes Material enthalten muß. In einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Anode aus einer Blei-Silber-Legierung. Ein Korrosion<;bc's t jIl(I 9c'.
für die Anodenausbildung geeignetes Material enthält Q,5 % Silber und 99,5 % Blei.
Der Gleichrichterstrom wird über ein Steuermodul gesteuert, dessen Steuerausgangssignal der Bandgeschwindigkeit und der Breite des Stahlbandes proportional ist. Einzelheiten über diese Gleichrichterstromsteuerung sind in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 8594 vom 2.2.79 offenbart.
Wenn sich der galvanische Überzug auf dem Werkstück ablagert, nimmt die Zinkionenkonzentration ab. Um die Ionenkonzentration aufrechtzuerhalten, wird der Behälter 17 an der Reaktionsstation 14 ständig mit Zinkionen aufgefüllt. Das Autfüllen mit Ionen wird vorzugsweise durchgeführt, indem metallisches Zink und Zinkoxid in die in der Reaktionsstation enthaltene Galvanisierlösung eingeführt wird. Da beim Galvanisieren Zinkionen verbraucht werden, wird an der Anode Schwefelsäure frei. Diese Säure dient dazu, in der Lösung aus metallischem Zink und Zinkoxid Zinksulfat zu erzeugen, das unter Bildung von Zinkionen für das Galvanisierverfahren dissoziiert.
Antriebswalzen 80 bewirken die relative Längshewegung zwischen der Anode 16a und dem Werkstück 12. Die Stromdichte am Werkstück, die gewünschte Überzugsdicke und die Zahl der Anoden bestimmen die Geschwindigkeit, mit der diese Antriebswalzen das Werkstück antreiben.
Die f3rei t e des Spa tes zwi schen der Anode 1 6a und dem Werkstück 12 ist einstellbar. Die Einstellung erfolgt mittels Führungswalzen 82, die auf beiden Seiten der Anode 16a vorgesehen sind. Wenn die Führungswalzen relativ zur Anode nach oben oder nach unten bewegt werden, wird der Spalt zwischen dem Werkstück und der Anode entweder kleiner oder größer.
Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführung der Anode 16a.
Sie ist ein rechteckförmiger Behälter mit einer Bodenfläche 83, die eine Anzahl von öffnungen 84 mit einem Durchmesser von 6,4 mm (1/4") besitzt. Diese dienen dazu, daß die Galvanisierlösung aus der Anode zum Werkstück 12 fließt. Zusätzlicio zur Galvanisierungsoberfläche umfaßt die Anode vier Wandflächen 85, die den Behälter bilden. Ein Oberteil 86 ist an der Anode längs eines Flansches 87 angeschraubt, der sich längs des Umfangs des Anodenbehälters erstreckt. Die Anode ist über dem Werkstück an einem Rahmen 88 angeschraubt. Das Oberteil besteht aus nichtleitendem Material, wie z.B.
Methakrylharz (Lucite) und hält eine Kontaktschiene 90 an ihrem Platz. Die Kontaktschiene 90 stellt ein geeignetes Mittel zur Verbindung der Anode mit einer elektrischen Gleichstrompotentialquelle zur Aufrechterhaltung des Stromflusses für die galvanische Reaktion dar.
Wie gezeigt wird, tritt die Leitung 63 von oben in den Anodenbehälter ein. In der Anode kann sich die Leitung in ein "T"-Stück oder andere Armaturen (fittings) 92 verzweigen, welche die Galvanisierungslösung in beide Seiten des Anodenbehälters leiten.
Man kann den durch die Pumpe 62 gelieferten Druck einstellen, um den Fluidstrom durch die Anode zu ändern. Ein höherer Druck führt zu einem schnelleren Fließen des Fluids durch die Öffnungen und stellt sicher, daß der Spalt zwischen dem Werkstück und der Anode während des Galvanisiervorgangs gefüllt bleibt. Die Strömung, die erforderlich ist, um den Spalt mit Elektrolyt gefüllt zu halten, hängt von der Querschnittsfläche des Uberlaufs aus dem Spalt zum Saonnoelbehälter ab. Diese Fläche ist Anodenlänge mal Abstand zwischen Anode und Werkstück. Eine an beiden Enden der Anode angeordnete Prallplatte 94 kann den Uberlauf an den Austritts- und Eintrittsenden herabsetzen (Fig. 3). Die Prallplatte erstreckt sich über die ganze Breite der Anode und berührt das Werkstück direkt, um die Lösung von beiden Werkstückseitenkanten in den Sammelbehälter zu treiben.
Für den Fall, daß Lösung am Prallblech vorbeisickert, verhindert ein Paar von Gummiquetschwalzen 96 (Fig. 2), daß Lösung am Sammelbehälter vorbeifließt.
Tests ergeben, daß die zur Aufrechterhaltung eines vollständig gcfüllten Spalts criordcrlichc eBI~lLea uncjeiäior der Überlauffläche proportional ist. Wenn die Spaltbreite bei konstant gehaltener Anodenlänge halbiert wird, so kann man auch die Lösungsflußrate halbieren, die zur Füllung des Spaltes benötigt wird.
Fig. 3 zeigt Führungswalzen 82, die das Werkstück relativ zur Anode positionieren. Durch Lockerung eines Paars von 98 Verbindungsgliedern/auf beiden Seiten der Walzen 82 kann die vertikale Positionierung der Führungswalzen eingestellt werden. Diese Einstellung legt den Spalt zwischen dem Werkstück und der Anode fest. Durch änderung des Anoden-/Werkstück -Abstandes kann der Benutzer empirisch sicherstellen, daß der Spalt vollständig mit Lösung gefüllt ist und so einen maximalen Galvanisierungsstromfluß erreichen.
Unter jeder Galvanisierungsanode 16a befinden sich zwei Abdeckungsplatten 100, die in die Galvanisierungs-Lösungsströmung hinein und aus ihr herausbewegt werden können.
Diese Abdeckplatten 100 werden so eingestellt, daß der Stromfluß zu den Werkstückkanten beschränkt wird, um so zwei als Kantenaufbau (edge buildup) und Baumwuchs (tree growth) bekannte Phänomene zu vermeiden. In der bevorzugten Ausführung der Erfindung bestehen diese Masken aus 1,9 mm dicken Platten aus rostfreiem Stahl, die mit einer 1,0 mm dicken Lackschicht oder einem Kunststoff überzogen sind, um elektrische Isolierung zu gewährleisten.
Baumwuchs und Kantenaufbau können auftreten, wenn die Galvanisierlösung uneingeschränkt von der Anode zum Werkstück fließt. Baumwuchs 102 wird in Fig. 4 schematisch veranschaulicht. Die sogenannten Bäume wachsen längs der W<'rkst tickkante und verschi c'ehtcrn den galvanischcn tiberzug nahe der Werkstückkante. Kantenaufbau ist ein Phänomen, bei dem längs den Werkstückkanten makroskopische Knollen auftreten und einen nicht einheitlichen galvanischen Überzug ergeben.
Durch ständiges Abdecken eines Anteils des Stromflußweges ist es möglich, diese Phänomene auszuschalten. Während der Galvanisierung werden die Abdeckplatten entsprechend so angeordnet, daß ihre Kanten fast mit der Kante des Werkstücks zusammenfallen (Fig. 5). Wenn die Abdeckungen sich in dieser Lage befinden, treten weder die Bäume noch die Knollen längs der Kante des Werkstücks auf. übermäßige Ablagerung des galvanischen Uberzugs auf oder in der Nähe der Streifenkante wird verhindert, da der Stromweg über die Streifenkante hinaus nicht kontinuierlich ist.
Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit zum Anbringen der Galvanisierabdeckungen. Eine Abdeckplattenführung 104 wird am Rahmen 88 befestigt und ist daher hinsichtlich der Anode festgelegt.
Die Abdeckungen 100 gleiten längs eines Bereiches 106 der Führung parallel zur Anodengalvanisierungsfläche. Die Führung 104 ist in vertikaler Richtung so positioniert, daß die Abdeckung durch Gleiten der Abdeckung 100 längs dieses Bereiches 106 die Fläche des Stromflusses innerhalb des Spaltes zwischen der Anode und dem Streifen herabsetzt. Die Positionierung der Abdeckungen variiert in Abhängigkeit von der Breite des zu galvanisierenden Materials. Wenn Einstellungen aufgrund des Wachsens von Bäumen oder Knollcn fiir erfcirclc'rlich gehalten werden, positioniert der Benutzer die Adckvon Handodauttis platte erneut, indem er sie/entangerFurung 104 bewegt.
Auf diese Weise behält der Benutzer des Galvanisierverfahrens die Kontrolle über die Position der Abdeckungsbreite und kann diese Positionierung in Abhängigkeit von den während des Galvanisierverfahrens erzielten Ergebnissen variieren.
Im Aufbau können auf vorteilhafte Weise Abänderungen durchgeführt werden. Insbesondere können die Anoden in einer vertikalen Anordnung positioniert sein und kann die Galvanisierlösung auf ein vertikal angeordnetes Werkstück gepumpt werden. Die Lösung kommt mit dem Werkstück und der Anode einen Augenblick in Kontakt und fließt dann aufgrund von Gravitationskräften vom Werkstück weg. Man kann die Anode auch unterhalb des Werkstückes anordnen, und die Lösung kann in einen Spalt zwischen dem Werkstück und der Anode getrieben werden und von beiden Seiten der Anode abfließen.
Bei Betrieb bewegen die Antriebswalzen das Werkstück an den Anoden vorbei, während die Galvanisierlösung aus der Quelle 70 zu den Anoden 16a und auf das Werkstück gepumpt wird.
Die Anzahl der zum Erzielen der richtigenStärke des galvanischen Überzugs erforderlichen Anoden hängt von der Geschwindigkeit des Werkstücks, der Galvanisierstromdichte und der geforderten Stärke ab. Die Potentialdifferenz zwischen Anode und Werkstück verursacht die Galvanisierrekation. Eine einheitliche Stromdichte wird aufrechterhalten, indem sichergestAlt wird, daß der Spalt gefüllt bleibt. Der Lösungsfluß wird bei verschiedenen Spaltbreiten überwacht und eingestellt, um die Kontinuität des Stroms sicherzustellen.
Fig. 6 zeigt eine Galvanisierstation 150 mit zwei Anoden.
Diese Station umfaßt ein Gerüst 152 für die Montage von zwei Anoden und eine Anzahl von Walzen. Die Walzen halten die relative Position des Bandes und der Anoden aufrecht und zusätzlich die elektrischen Potentialdifferenzen zwischen den beiden.
Wie im Fall der in Fig 3 gezeigten Anode umfaßt jede in Fig. 6 dargestellte Anode eine nichtlösliche Anode mit einem Flansch 87, der sich um den Anodenbehälter herum erstreckt. Der Anodenbehälter besitzt eine Anzahl von Löchern im Boden, die es der Galvanisierlösung beim Durchlaufen der Station gestatten, aus der Zuleitungsleitung 63 zum Stahlband zu fließen. Die Anodenbehälter ruhen nach Fig. 6 auf einem Gerüst 156, das mit einem einstellbaren Abschnitt 158 des Gerüstes 152 verbunden ist. Die Tragvorrichtung 156 legt eine rechtwinklige Oberfläche mit geeigneter Innenabmessung zur Aufnahme des Anodenflansches 87 fest. Da der Rahmen 152 und die Tragvorrichtung 156 bezüglich ihrer Umgebung fest angeordnet sind, ist die Anode gleichermaßen stationär.
Aln Rahmen 152 sind ein Paar Einstellwalzen 160 und zwei Paar Gummiabstreifwalzen 162, 163 befestigt. Die Einstellwalzen 160 dienen dazu, das Stahlband in einem festen Abstand von der Anodenfläche zu halten, wenn es an der Galvanisierstation votrbeiläuft. Die Abstreifwalzen 162, 163 verhindern, daß die Galvanisierlösung längs des Streiflsns an den Sammelbehälterkanten vorbeifließt, wo sie die elektrischen Kontakte mit dem Band stören kann. Die obere Abstreifwalze 162 ist an einem Träger 164 drehbar angebracht, welcher am Gerüst 152 befestigt ist. Der Träger 164 ist so angebracht, daß er um eine zur Oberfläche des Bandes 12 parallele Achse 165 schwenken kann. Diese Rotationsfreiheit gestattet es der Abstreifwalze, sich Bändern mit unterschiedlicher Stärke und auch Unregelmäßigkeiten im Band anzupassen.
Eine Niederhaltewalze 166 und eine Kontaktwalze 167 sind ebenfalls gezeigt. Die Kontaktwalze wird verwendet, um das Band beim Vorbeilaufen an der Station auf konstantem elektrische Potential zu halten. Die Niederhaltewalze dient als Hilfe, um das Band auf seinem Laufweg in der Galvanisierstation zu halten.
Die in Fig. 6 gezeigte Leitung 63 verzweigt sich in drei Einläufe 168, die sicherstellen, daß die Lösung der Anodenbehälter vollständig füllt. Wie bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung endet jeder Einlauf in einem T-Auslaufstück zum Einspritzen des Fluids in den Behälter. Sowie das Fluid die Anoden-Behälterlöcher verläßt, fließt es auf das Band zu und dann von den Streifenkanten weg zum Wiederumlauf und Auffrischung in den Sammelbehälter, wenn das Galvanisierverfahren fortdauert.
Die anhand der Fig. 2 bis 6 beschriebenen Prinzipien bei der Einseiten-Galvanisierungsvorrichtung werden auch bei Zweiseiten-Galvanisierung eingesetzt. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines nach diesen Prinzipien aufgebauten Zweiseiten-Galvanisierungssystems. Zweiseitige Galvanisierung ergibt, zusätzlich zu dem offensichtlichen Vorteil, gleichzeitig beide Seiten des bandförmigen Werkstückes galvanisieren zu können, die Flexibilität einer unterschiedlichen Galvanisierungsstärke, d.h. des Aufbringens von galvanischen Schichten unterschiedlicher Stärken auf die beiden Seiten des Bandes.
Fig. 7 zeigt einen Abschnitt einer Galvanisierungsstrecke mit drei Galvanisierungseinheiten 200, 202 und 204. Die erste und die letzte Galvanisierungseinheit 200 bzw. 204 enthält jeweils eine obere Anode 206 bzw. 206b und eine untere Anode 208 bzw. 208b, die jeweils an der oberen bzw.
unteren Seite des Bandweges liegen. Die mittlere Galvanisierungseinheit 202 enthält nur eine über dem Bandweg angeordnete obere Anode 206a. Die Anoden in Fig. 7 sind nur schematisch dargestellt, es ist jedoch zu verstehen,-daß sie entsprechend den anhand der Fig. 2 bis 6 ausgeführten Grundsätzen des Anodenaufbaus gefertigt sind.
In der in Fig. 7 gezeigten Ausführung sind dabei nicht nur die oberen Anoden gleichartig zu den anhand der Ausführungen nach Fig. 2-6 beschriebenen Anoden, sondern auch ihre Betriebsweise ist die gleiche.
Die unteren Anoden 208 und 208b, die im einzelnen nachfolgend näher beschrieben werden, enthalten einen Aufbau zum Einführen von Galvanisierungsfluid in den Spalt zwischen der Oberseite der unteren Anode und der Unterseite des zu galvanisierenden Bandes. Durch die Anode gedrücktes Fluid füllt den zwischenliegenden Spalt vollständig, dadurch wird die Galvanisierung erreicht, und danach fällt das Fluid zurück zum Vorratsbehälter. Besonderheiten der jeweiligen Einspritz-Anodenausbildung werden im einzelnen noch beschrieben.
Das in Fig. 7A dargestellte Galvanisierungssystem arbeitet in gleicher Weise wie das in Fig. 7, jedoch sind hier auch Mittel vorgesehen, um ein Entfernen oder Abscheiden von Luft oder Gas von der Unterseite des Bandes sicherzustellen, den Metallionen-Nachschub zu erhöhen und die Ebenheit des Bandes aufrechtzuerhalten. Durch diese Mittel werden die Galvanisierungsrate und die C,lclclförmigkeit der Schicht noch erhöht.
Insbesondere sind in Fig. 7A Mittel und Aufbauten dargestellt, die sowohl die Galvanisierungsanoden als auch den Bandweg so gegen die Horizontale neigen, daß in den Galvanisierungsbereichen das Band eine Neigung von annähernd 50 besitzt. Untersuchungen haben gezeigt, daß bereits diese geringe Neigung bemerkenswert eine erhöht gleichförmige Galvanisierung und ein insgesamt besseres Verhalten ergibt. In Fig. 7A ist die Neigung aus Darstellungsgründen übertrieben gezeigt.
Um diese Flexibilität zu erreichen, enthält das System nach Fig. 7A einen Aufbau zur Höhenverstellung der Ablenkwalzen 210 und 210A längs des Bandweges. Zusätzlich ist ein Schwenkaufbau enthalten, um die Neigung der Anoden gleichzeitig mit der des Bandweges zu ändern.
Die Ablenkwalzen sind in entsprechend geschlitzten stationären Vertikalstützen 212 und 212a montiert. Ein einstellbarer Lager-Stützaufbau für die Ablenkwalzen ist vorgesehen, um jedes Ende der Ablenkwalzen höhenverstellbar in einem Schlitz zu halten und dabei drehbar zu lagern.
Wenn die Ablenkwalzen abgesenkt werden, wird der Bandweg nach unten abgelenkt, so daß das Band bei seinem Durchtritt durch die benachbarten Galvanisierungseinheiten zwischen den Anoden.entsprechend Fig. 7A geneigt ist.
Entsprechende Schwenk-Nachstellmechanismen koppeln schwenkbar die Anoden so mit dem Rahmen, daß diese in gleicher Weise beim Absenken der Ablenkwalzen geneigt werden. Die genaue Ausführung der Stützlageraufbauten und der Schwenkaufbauten ist dem Maschinenbau-Fachmann bekannt.
Ein Ausführungsbeispiel des Schwenkaufbaus ist mit 214 bezeichnet. Es ist dabei zu verstehen, daß jede Galvanisiereinheit einen im wesentlichen identischen Schwenkmechanismus bei den Anoden enthält, wenn auch nur in Zusammenhang mit der Einheit 200 ein solcher Aufbau in Fig. 7A dargestellt ist. Der Schwenkmechanismus enthält einen Starrarm-Aufbau, an dem sowohl die obere als auch die untere Anode befestigt sind. Der Armaufbau ist an dem Rahmen drehbar gelagert, um eine Drehbewegung der Anoden in den Pfeilrichtungen 301 zuzulassen.
Ein einstellbarer Anschlag bestimmt die Abwärtsneigung der Anoden gegenüber der Horizontalen. Der Anschlagmechanismus enthält einen an dem Rahmen verankerten Flansch 302. In eine Gewindebohrung durch diesen Flansch ist eine Schraube 304 eingeschraubt. Die Schraube begrenzt die Anodenschwenkung in der Weise, daß die Anoden in der Richtung anschlagen, die durch die Einschraublänge der Schraube durch den Flansch bestimmt wird.
Alternative Ausführungen der Anoden und zugehörigen Bauteile sind in Fig. 8 bis 10 dargestellt.
Die untere Anode 240 nach Fig. 8 besteht aus einem oberen Abschnitt 242, in dem eine Anzahl von kleinen auseinanderlaufend angeordneten Durchbrüchen 244 und ein großer zentraler Durchbruch 246 vorgesehen sind. Dazu sind noch Kammern 248 und 250 für das Galvanisierungsfluid unterhalb der Bereiche vorgesehen, in denen die kleineren Durchbrüche angeordnet sind. Umlaufendes Galvanisierungsfluid wird durch die Leitungen 252 und 254 zu den Kammern 248 bzw. 250 nach oben gepumpt und tritt durch die Durchbrüche 244 nach oben in den Spalt zwischen Anode und Band aus.
Aus dem Spalt gelangt das Galvanisierungsfluid über die große Zentralöffnung 246 in der Anode wieder nach unten; dabei ist auch ein Abtropfen von den Außenkantenbereichen des Spaltes möglich.
Wie bereits besprochen, kann die Gleichmäßigkeit und Wirksamkeit der Galvanisierung durch Verbiegen des bandförmigen Werkstückes im Bereich der Galvanisierungsanode schädlich beeinflußt werden. Dadurch ergibt sich eine unerwünschte Ungleichförmigkeit der Spaltbreite an beiden Seitenkanten des Bandes. In Fig. 9 und Fig. 10 ist eine Einrichtung gezeigt, die ein solches Durchbiegen im Anodenbereich durch Verwendung von entsprechend angeordneten Walzen zur besseren Abstützung des Bandes in dem Spalt vermeidet.
Insbesondere zeigt Fig. 10 drei Walzenpaare 260, 262 und 264, die längs einer senkrecht zum Bandweg liegenden Geraden, über die Gesamtbreite des Bandes 12 verteilt, angeordnet sind. Vorzugsweise beträgt der Abstand der Walzen in Querrichtung des Bandes etwa 500 mm (18") und sie besitzen einen Durchmesser von ca. 76 mm (3 inch) und sind in üblicher Weise an den Anoden drehbar gelagert. Gemäß Fig. 9 sind sowohl in der oberen als auch in der unteren Anode Vertiefungen 266 bzw. 266a vorgesehen, um die Walzen aufzunehmen.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Galvanisierung (Verzinkung) von Metallband Patentansprüche Verfahren zur Galvanisierung einer Oberfläche eines Metallbandes, bei dem eine Spannungsdifferenz zwischen dem Band und einer Elektrode angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, a) daß im wesentlichen der Zwischenraum zwischen der zu galvanisierenden Oberfläche und der Elektrode mit ausreichend Galvanisierungslösung angefüllt wird, um einen Stromflußweg zwischen der Elektrode und der Oberfläche zu bilden, b) daß ein VorraUbehälter zur Aufnahme eines durch Schwerkraft eriolqenden Lösungsmittelabstromes von dem Band unter Beibehaltung der Trennung des Werkstückes und der Lösung in dem Behälter vorgesehen wird, und c) daß der Abstand zwischen Elektrode und der Oberfläche zur Steuerung der Galvanisierungsstärke eingestellt wird.
2. Verfahren zur Elektrogalvanisierung von Stahlband, dadurch g e k e n n z e i c h n e t a) daß eine Galvanisierungselektrode und ein Stahlband-Werkstück in eine Beziehung mit engem Abstand gebracht wird, um einen Fluidflußweg dazwischen zu errichten, b) daß eine flüssige'Ionen enthaltende Galvanisierungslösung längs des Weges in zum Errichten eines elektrischen Strömungsweges von der Anode zu einer Oberfläche des Werk stückes ausreichendem Volumen zum Fließen gebracht wird, wobei der elektrische Stromweg im wesentlichen vollständig über der ganzen Oberfläche errichtet wird und ein Aufbau geschaffen wird, der im wesentlichen ungehinderten Schwerkraft-Abfluß der Lösung von dem Band von der Längsseite des Bandes aus ermöglicht, c) daß eine elektrische Spannungsdifferenz zwischen der Anode und dem Werkstück so errichtet wird, daß ein Stromfluß in der Galvanisierungslösung enthaltene Ionen zur Bildung eines überzuges auf dem Werkstück veranlaßt, d) daß von dem Fluidweg abfließende Galvanisierungslösung an einer von dem Band einen Abstand aufweisenden Stelle gesammelt wird, e) daß die Ionenkonzentration in der gesammelten Lösung aufgefrischt wird, und f) daß die aufgefrischte Lösung längs des Fluidflußweges zum Fließen gebracht wird.
3. Verfahren zur Elektrogalvanisierung eines Stahlbandes, dadurch g e k e n n z e i c h n e t a) daß ein zu galvanisierendes Stahlband längs eines Laufweges bewegt wird, b) daß ein elektrischer Leitweg in einem Zwischenraum zwischen dem Band und einer in der Nähe des Bandes angeordneten Elektrode durch Durchströmung von Galvanisierungslösung zwischen diesen Elementen errichtet wird, c) daß der Fluidstrom teilweise von dem Zwischenraum zwischen der Elektrode und dem Band in eine quer zum Bewegungsweg gerichteten Richtung geleitet wird, um den Leitfluß über die Breite des Bandes aufrechtzuerhalten, d) daß gleichzeitig mit der Begrenzung ein im wesentlichen ungehinderter Fluid strom von dem Raum längs eines Abqangsweges für Ca Galvanisierungsfluid gerichtet und dann das Fluid in einem Vorratsbehäller an einer Stelle gesammelt wird, die von dem Bewegungsweg einen Abstand aufweist, wodurch im wesentlichen eine Berührung der Lösung mit einer der der Anode abgewendeten Seite des Bandes vermieden wird und e) daß eine Spannungsdifferenz zwischen der Elektrode und dem Band angelegt wird, um Ionen von dem Weg zum Abscheiden an dem Band zu bringen.
4. Vorrichtung zum Galvanisieren einer Oberfläche eines Metallbandes, g e k e n n z e i c h n e t durch a) eine Einrichtung zur Schaffung eines Spannungsunterschiedes zwischen dem Band und einer Stromquelle, b) einen Vorratsbehälter, c) eine Einrichtung zum im wesentlichen Ausfüllen des Zwischenraumes zwischen der Oberfläche und der Quelle mit zur Errichtung eines Stromflußweges zwischen der Quelle und der Oberfläche ausreichender Menge von Galvanisierungslösung und zum Zulassen eines Schwerkraft-Abflusses der Lösung von der Oberfläche weg zu dem Vorratsbehälter bei Aufrechterhaltung eines Zwischenraumes zwischen dem Werkstück und der Lösung in dem Vorratsbehälter, und d) eine Einrichtung zum Einstellen des Abstandes zwischen der Quelle und der Oberfläche.
5. Vorrichtung zur Elektrogalvanisierung von Bandstahl-Werkstück, g e k e n n z e i c h n e t durch a) Einrichtungen zum Positionieren einer Galvanisierungsanode. und eines aus Stahl bestehenden Werk stückes in enger Abstandsbeziehung zur Bestimmung eines Fluidstromweges zwischen diesen Elementen, b) einen Aufbau zur Erzielung eines Flusses einer ionenhaltigen flüssigen Galvanisierungslösung längs des Weges in zur Errichtung eines elektrischen Stromweges von der Anode zu einer Oberfläche des Werkstückes ausreichendem Volumen und daraufhin zum durch Schwerkraft bedingenden Abfall von dem Werkstück, wobei der elektrische Stromweg im wesentlichen vollständig über der Oberfläche errichtet ist, c) eine Einrichtung zur Errichtung einer elektrischen Spannungsdifferenz zwischen der Anode und dem Werkstück in der Weise, daß ein Stromfluß in der Galvanisierungslösung enthaltene Ionen zur Bildung eines Uberzuges an dem Werkstück veranlaßt, d) eine Einrichtung zum Sammeln von durch Schwerkraft von dem Fluidweg abfließender Galvanisierungslösung, e) eine Einrichtung zum Auffrischen der Ionenkonzentration in der gesammelten Lösung, und f) eine Einrichtung zum Einströmen der aufgefrischten Lösung längs des Fluidflußweges.
6 Vorrichtung nach Anspruch 5, zusätzlich gekennzeichnet durch einen Aufbau zur Erzeugung einer Relativbewegung des Werkstückes gegen die Quelle, wobei die Schwerkraftabströmung teilweise eingeschnürt ist, um den Abstrom von der Galvanisierungsoberfläche atzlgS etncs in wesentlichen ungehindetton Entwe icioungsweges cluer zur Riecht und der J{elativbe>-wegung zu veranlassen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Werkstück ein Stahlband und die Quelle eine gehäuseartige, in der Galvanisierungslösung unlösliche Anode ist, die eine planare Oberfläche mit darin bestimmten Öffnungen gegenüber dem Band besitzt und daß die Vorrichtung weiter eine Einrichtung zum Pumpen von Lösung in die gehäuseartige Anode enthält und eine Schwerkraftabströmung von Lösung durch die öffnungen ermöglicht.
8 Verfahren zum Galvanisieren beider Seiten eines Stahlbandes mit unterschiedlichen Beschichtungsgcwichtn, dadurch g e k e n n z e i c h n e t a) daß eine flüssige Galvanisierungslösung mit einer Konzentration von Metallionen zum Abscheiden an dem Stahlband vorbereitet wird, b) daß Galvanisierungsanoden in enge Abstandsbeziehung zu den entgegengesetzt liegenden Seiten des Stahlbandes angeordnet werden, um eine Anzahl von Fluidstromwegen zwischen jeder Anode und jeweils einer Seite des Bandes zu bestimmen, c) daß die flüssige Galvanisierungslösung längs der Wege in zur Errichtung elektrischer Stromw£c1e vor) jeder Anode zu einer jeweiligen Bandoberfläche ausreichenden Volumen zum Fließen gebracht wird, wobei jeder elektrische Stromweg im wesentlichen über die gesamte Bandbreite errichtet wird, d) daß ein Lösungsstau zwischen den Anoden und dem Band verhindert wird durch Zulassen eines Schwerkraftabflusses der Lösung von den Seiten des Bandes zu einem Vorratsbehälter, und e) daß ein elektrischer Spannungsunterschied zwischen den Anoden und dem Band errichtet wird, um Ionen in der Galvanisierungslösung zur Bildung eines Überzugs an beiden Seiten des Stahlbandes zu veranlassen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch, g e k e n n z e i c h -n c t , daß unterschiediche Beschichtungsstärken durch Ansetzen unterschiedlicher Anzahlen von Anoden zu den jeweiligen Bandflächen hin erreicht werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die elektrischen Spannungsunterschiede der Anoden gegenüber dem Stahlband durch einzelnes Einrichten der Spannungsunterschiede erzielt wird, um unterschiedliche Überzugsstärken zu erreichen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zusätzlich der Abstand zwischen dem Band und den Anoden einzeln eingestellt wird.
12. Verfahren zur Elektrogalvanisierung einer Seite eines Stahlbandes, dadurch g e k e n n z e i c h n e t a) daß eine flüssige Galvanisierungslösung mit einer Zink-Ionenkonzentration zur Kontaktbildung mit der zu galvanisierenden Seite vorbereitet wird, b) daß eine gehäuseartige, in der Lösung unlösliche Anode über dem Streifen angesetzt wird, welche eine Vielzahl von Durchbrüchen über eine ebene Bodenfläche verteilt besitzt, c) daß das Stahlband unter der Anode bewegt wird, wobei eine Seite parallel zur ebenen Anodenfläche dieser zugewendet ist, d) daß die flüssige Lösung in die gehäuseartige Anode eingepumpt und ein Lösungsstrom durch die Anodendurchbrüche in den Spalt zwischen Anode und Band zugelassen wird, wobei die Durchbrüche so verteilt sind, daß sie der Lösung ein im wesentlichen vollständiges Anfüllen des Spaltes erlauben, um dadurch einen elektrischen Stromweg zwischen der Anode und der einen Seite zu errichten, e) daß ein im wesentlichen ungehinderter Lösungsabstrom von dem Band zu einem unterhalb des Bandes angeordneten Vorratsbehälter zugelassen wird, f) daß ein elektrischer Spannungsunterschied zwischen der Anode und dem Band zur Errichtung eines elektrischen Stromflusses längs des elektrischen Stromflußweges zur Schaffung einer Zinkbeschichtung an der einen Seite errichtet wird, g) daß die Abscheidungsrate und die Band-Vorschubgeschwlndigkeit zur Erreichung der gewünscioten Beschichtungsstärke längs einer Seite des Bandes eingestellt wird, h) daß die Lösung in dem Vorratsbehälter gesammelt und zu einer Auffrischstation umgepumpt und die Zinkionenkonzentration in der Lösung aufgefrischt wird, und i) daß die aufgefrischte Lösung wieder zur Anode zur erneuten Berührung mit der einen Seite des Bandes in Umlauf gebracht wird.
13 Galvanisierungsvorrichtung zur Elektrogalvanisierung einer Oberfläche eines Stahlbandes,während sich dieses an einer Abscheidestation vorbeibewegt, g e k e n n z ei c h n e t durch a) einen Vorrat von Abscheidelösung mit in Lösung befindlichen Zinkionen, b) eine in der Lösung unlösliche, gehäuseartige Anode, die über dem Band angeordnet ist, mit einer planaren parallel zur Oberfläche gerichteten und dem Band zugewendeten Bodenfläche, die eine Vielzahl von Durchbrüchen bestimmt, c) eine Einrichtung zum Einpumpen von Lösung in die Anode mit ausreichendem Druck, um einen Lösungsstrom durch die Durchbrüche zur Berührung des Bandes bei Aufrechterhaltung eines elektrischen Stromweges in der Lösung zwischen der Anode und dem Band zu bewirken, d) eine sowohl mit der Anode als auch dem Band verbundene elektrische inergiequelle, um das Werkstück und die Anode bei unterschiedlichen elektrischen Potentialen zu erhalten und einem Abscheidungsstrom zur Erzielung eines Überzuges an dem Band zu erzeugen, e) eine Einrichtung zum Einstellen des Abstandes zwischen dem Band und der Anode, um sicherzustellen, daß die Abscheidungslösung im wesentlichen den Spalt zwischen der Anode und dem Band vollständig ausfüllt, und f) eine Einrichtung zum Sammeln der von dem Band abfließenden Lösung und zum Zurückführen gesammelter Lösung zu dem Vorrat von Abscheidelösung.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Einrichtung zur Einstellung des Abstandes eine Führungswalze enthält, die eine obere Fläche des Bandes berührt und deren Vertikalstellung zur Anode in Abhängigkeit von der erforderlichen Spaltbreite zwischen Anode und Band einstellbar ist.
15 Galvanisierungsvorrichtung zur Elektrogalvanisierung beider Oberflächen eines leitfähigen Bandes, g e -k e n n z e i c h n e t durch a) einen Aufbau zur Errichtung eines Vorschubweges für ein Werkstück, b) eine Anzahl von in der Nähe des Weges an entcj«qengesetzt liegenden Seiten des Bandes angebracloten unloslichen Anodenbehältern, wobei jeder Anodenbehälter einen Fluid-Innenraum, eine dem Band zugewendete Abscheideoberfläche und eine Vielzahl eine Fluidverbindung zwischen dem Innenraum und der Oberfläche errichtenden Durchbrüchen besitzt, c) eine Lösungs-Vorratseinrichtung zum Nachführen einer Abscheidelösung zu den Anoden-Innenräumen, wobei die Lösung durch die Durchbrüche in einen Zwischenraum zwischen den Anoden und dem Band längs des Weges fließt, d) einen Löungs-Sammelbehälter zum Sammeln von aus dem Zwischenraum abfließender Lösung, der so angeordnet ist, daß die darin enthaltene Lösung immer einen in Abstand von dem Weg gehaltenen I>egel besitzt, und e) eine mit den Anoden verbundene und mit dem Band verbindbare elektrische Energiequelle, um das Band einerseits und die Anoden andererseits bei unterschiedlichen elektrischen Potentialen zu halten und einen Abscheidestrom zwischen den Anoden und dem Band durch die in dem Zwischenraum befindliche Lösung zu schaffen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Streifenquerschnitt parallel zur Horizontalen gelegen und der Vorschubweg in Nachbarschaft zu den Anoden gegen die Horizontale geneigt ist
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Einrichtung zur Hemmung von Stromfluß durch einen Abschnitt des Zwischenraumes vorgesehen ist, um die Abscheidegleichförmigkeit längs der Bandbreite zu steuern.
18.Abscheidevorrichtung zur Galvanisierung von Stahlband, g e k e n n z e i c h n e t durch a) eine Einrichtung zur Errichtung eines Band-Vorschubweges, b) längs des Weges angeordnete Reinigungseinrichtungen zur Vorbereitung des Bandes zur Abscheidung, c) eine Vielzahl von in der Nähe des Bandes angeordneten Abscheide-Anoden zur Schaffung eines Abscheidestromes zu dem Band1 mit planaren, im wesentlichen parallel zu den Bandflächen gerichteten Oberflächen, die sich vollständig über die Bandflächen erstrecken, um gleichförmige Abscheidestromdichten längs der Bandbreite zu erzeugen, und mit einer Vielzahl von Durchbrüchen in den planaren Oberflächen, durch welche Abscheidelösung zu dem Band hindurchtreten kann, d) eine Einrichtung zum Richten von Abscheidelösung durch die Durchbrüche zur wesentlichen Auffüllung eines Spaltes zwischen den Anoden und dem Band, e) eine Einrichtung zur Errichtung einer Spannungsdifferenz zwischen der Vielzahl von Abscheide-Anoden und dem Band zur Erzeugung eines Abscheide-Stromflusses, f) eine Einrichtung zur einstellbaren Positionierung der Anoden zur Änderung der Spaltbreite zwischen den Anoden und dem Band zur Verbesserung der Abscheidung bei Zulassen eines im wesentlichen ungehinderten Lösungsmittel-Abstromes von dem Band, g) eine Einrichtung zum Sammeln der Lösung und zum Wiederinumlaufbringen derselben zu der Einrichtung oder zum Richten derselben zur Wiederverwendung zum Abscheiden an dem Band, und h) eine Einrichtung zum Hinzufügen von Zinkionen zu der Lösung bei dem Wiederinumlaufbringen, um die Zinkionen-Konzentration aufzufrischen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Anoden sowohl über als auch unter dem Band angeordnet sind, um an beiden Bandflächen abzuscheiden, und daß der Bandvorschubweg in Nachbarschaft der Anoden gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
20. Abscheidestrecke, g e k e n n z e i c h n e t durch a) eine Vorrichtung zum Anordnen eines eine allgemein ebene Oberfläche besitzenden Werkstückes in der Nähe einer Abscheidestation, wobei die ebcne Oberfi äche nach unten gewendet, jedoch gegenüber der Itorizontalen geneigt ist, b) eine unter der so angeordneten Fläche angebrachte Elektrode, c) eine Vorrichtung zum Einfügen einer ionenhaltigen Abscheidelösung zwischen der Elektrode und der ebenen Fläche, und d) eine Schaltung zum Aufrechterhalten eines elektrischen Spannungsunterschiedes zwischen der ebenen Fläche und der Elektrode.
21. Abscheidesystem, g e k e n n z e i c h n e t durch a) einen eine Abscheidestation bestimmenden Aufbau, b) eine Elektrode nahe der Abscheidestation, die im wesentlichen in der Ionen des erforderlichen Abscheidematerials enthaltenden Lösung unlöslich ist, c) eine Schaltung zur Aufrechterhaltung eines elektrischen Spannungsunterschiedes zwischen der Elektrode und einem an der Abscheidestation befindlichen Werkstück, d) eine Vorrichtung zum Einfügen von Abscheidelösung zwischen der Elektrode und dem Werkstück, und e) eine Vorrichtung zum Hinzufügen von Ionen zu der vorher zwischen der Elektrode und dem Werkstück befindlich gewesenen Lösung und zum Wiedereinsetzen von mit hinzugefügten Ionen versehener Lösung.
22. Abscheidesystem, g e k e n n z e i c h n e t durch a) einen eine Abscheidestation bestimmenden Aufbau, b) eine Vorrichtung zum Zuführen eines Werkstückes zu der Station, c) zwei Elektroden an der Station, d) eine Schaltung zur Aufrechterhaltung einer elektrischen Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden und dem an der Station befindlichen Werkstück, e) eine Vorrichtung zum Einfügen einer ionenhaltigen Abscheidelösung zwischen den Elektroden und dem Werkstück, und f) zwischen die Elektroden eingesetztes elektrisch isolierendes Material zur Hemmung von Abscheidung an einer Elektrode, die durch unerwünschte Veränderung der jeweiligen elektrischen Potentiale der Elektroden verursacht ist.
23. Verfahren zum Galvanisieren eines Metallbands-Erzeugnisses, dadurch g e k e n n z ei c h n e t a) daß das Band längs eines Vorschubweges so durchgeleitet wird, daß ein Anteil des Bandes durch Schwerkraft nach unten gebogen wird, b) daß die Unterseite des Bandes mit Abscheidelösung in Berührung gebracht wird, und c) daß ein elektrischer Strom durch das Band und die Lösung zur Galvanisierung des Bandes erzeugt wird, wobei der Stromweg im wesentlichen um den niedrigsten Punkt des gebogenen Anteils des Bandes zentriert ist.
24. Verfahren beim Betrieb eines Abscheidesystems, das eine Vorrichtung zum Vorschieben eines mit einem abgeschiedenen Überzug zu versehenden Bandes längs eines Weges in solcher Weise enthält, daß ein Bandabschnitt sich durch Schwerkrafteinwirkung nach unten biegt und dabei eine ungleichförmige Abscheidung zu erzeugen neigt, wenn elektrischer Strom zwischen dem Band und einer davon getrennt befindlichen Elektrode über fließende Abscheidelösung zwischen dem Band und der Elektrode durchgeleitet wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die-Abscheidungs-Ungleichmäßigkeit auf eine der folgenden Weisen reduziert wird: a) Erhöhung des Abstandes zwischen dem Band und der Elektrode, b) Herabsetzung der Strömungsrate der Abscheidelösung, oder c) Verwendung eines Bandes mit erhöhter Breite zum Abscheiden.
25. System zur Abscheidung an zweiseitigem Material, g e k e n n z e i c h n e t durch a) ein einzelstehendes Elektrodenpaar, b) eine Vorrichtung zum Durchleiten des Materials zwischen dem einzelstehenden Elektrodenpaar, wobei je eine Materialseite jeweils einer Elektrode zugewendet ist, c) eine Vorrichtung zum Durchströmenlassen von Abscheidelösung zwischen jeder Elektrode und der entsprechenden zugewendeten Materialseite und d) eine Schaltung zur Erzeugung eines elektrischen Stromflusses zwischen jeder Elektrode und dem Material über die Lösung.