DE3501617A1

DE3501617A1 - DEVICE FOR THE ELECTROLYTIC COATING OF METAL STRIPS

Info

Publication number: DE3501617A1
Application number: DE19853501617
Authority: DE
Inventors: Friedrich Ing.(grad.) 5758 Fröndenberg Bühl; Franz-Gerhard 5450 Neuwied Pempera
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1984-02-02
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1985-08-08
Also published as: EP0153272A1

Description

23 34623 346

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrolytischen Beschichten von Metallbändern, insbesondere Verzinken von Stahlband, das kontinuierlich durch einen mit einer Elektrolytflüssigkeit gefüllten Behälter an den beidseitig der Bandoberflächen angeordneten unlöslichen Elektroden b (Anoden) vorbeigeführt wird.The invention relates to a device for the electrolytic coating of metal strips, in particular galvanizing steel strip, which is continuously guided past the insoluble electrodes b (anodes) arranged on both sides of the strip surfaces through a container filled with an electrolyte liquid.

Bekannte Anlagen dieser Art werden in horizontaler oder vertikaler Bauweise betrieben. Bei vertikalen Anlagen wird das zu beschichtende Band zunächst um eine als Stromrolle ausgebildete Umlenkrolle in die in einemKnown systems of this type are in a horizontal or vertical design operated. In the case of vertical systems, the strip to be coated is first around a pulley designed as a power pulley in one

HJ Behälter befindliche Elektrolytflüssigkeit eingeführt, in dieser um eine Umlenkrolle umgelenkt und etwa parallel zum einlaufenden Band wieder aus der Elektrolytflüssigkeit herausgeführt. Die Elektroden (Anoden) sind innerhalb der Elektrolytflüssigkeit beidseitig der Bandoberfläche angeordnet; ihre Stromzuführung erfolgt am oberen außerhalb der Elektrolyt-HJ container located electrolyte liquid introduced into this by a Deflection roller deflected and off again approximately parallel to the incoming belt the electrolyte liquid led out. The electrodes (anodes) are arranged within the electrolyte liquid on both sides of the strip surface; their power is supplied to the upper outside of the electrolyte

l¹; flüssigkeit liegenden Ende der Elektroden. Der innerhalb der Elektrode auftretende Spannungsabfall bedingt, daß wenn eine gleichmäßige Beschichtung des Bandes erzielt werden soll, die Elektrode in dem dem Stromanschluß entfernten Bereich näher am Band angeordnet sein muß, als im Bereich des Stromanschlusses. Daraus ergibt sich zwangsläufig einl ¹ ; liquid lying end of the electrodes. The voltage drop occurring within the electrode means that if a uniform coating of the strip is to be achieved, the electrode must be arranged closer to the strip in the area remote from the power connection than in the area of the power connection. This inevitably results in a

2ü relativ großer Abstand der Elektrode vom Band, aus dem sich ein Energieverlust ableitet, der nicht nur kostenmäßig zu Buche schlägt. Die sich dabei ergebende Verlustenergie setzt sich im Elektrolyten in Wärme um und muß ständig rückgekühlt werden. Des weiteren besteht der Nachteil der bekannten Anlagen, daß infolge der Behälterausbildung ein2ü a relatively large distance between the electrode and the strip, from which there is a loss of energy which not only affects costs. The resulting energy loss is converted into heat in the electrolyte around and has to be continuously cooled down. Furthermore, there is the disadvantage of the known systems that a result of the container training

2') großes Volumen der Elektrolytflüssigkeit vorhanden sein muß, was nur aufwendig umgewälzt werden kann. Turbulente Strömungen im Bereich zwischen dem zu beschichtenden Band und den Anoden lassen sich wegen der großen Volumina technisch kaum realisieren, obwohl gerade diese turbulenten Strömungen angestrebt werden, weil sie die Beschichtungs- 2 ') a large volume of the electrolyte liquid must be present, which can only be circulated with great effort. Turbulent flows in the area between the strip to be coated and the anodes can hardly be realized technically because of the large volumes, although it is precisely these turbulent flows that are aimed at because they reduce the coating

"5 0 leistung verbessern."5 0 improve performance.

Auch horizontale Anlagen sind mit diesen Nachteilen behaftet, weil die Anordnung der Elektroden innerhalb der Elektrolytflüssigkeit Stromzuführungen innerhalb des Flüssigkeitsbereiches mindestens für die untereHorizontal systems also suffer from these disadvantages because the Arrangement of the electrodes within the electrolyte liquid power supply lines within the liquid range at least for the lower one

Badbath

23 346 - / -23 346 - / -

Elektrode erfordert und stets ein großer Behälter mit entsprechendem Flüssigkeitsvolumen vorgesehen sein muß.Electrode requires and always a large container with appropriate Liquid volume must be provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das elektrolytische Beschichten von Metallbändern zu optimieren, um sowohl die Investitionskosten für die dafür erforderliche Anlage als auch die Betriebskosten für das Betreiben der Anlage zu reduzieren.The invention is based on the object of electrolytic coating of metal strips to optimize both the investment costs for the required system and the operating costs for the Reduce operation of the plant.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Belü halter als allseitig geschlossener, mit Ein- und Aus!auföffnungen für das Band versehener Kanal ausgebildet ist, wobei die den Bandoberflächen zugewandten Behälterwände durch die· Elektroden (Anoden) gebildet werden.To solve the problem, the invention proposes that the Belü holder as closed on all sides, with in and out openings for the band-provided channel is formed, wherein the band surfaces facing container walls are formed by the electrodes (anodes).

Durch den Vorschlag der Erfindung läßt sich in überraschend einfacher Weise der Behälter klein halten, weil die Elektroden nicht mehr in den Behälter eingehängt zu werden brauchen, sondern selbst Teile desselben sind. Der sich dadurch ausbildende Kanal für das durchlaufende zu beschichtende Band beinhaltet nur noch eine geringe Menge Elektrolytflüssigkeit, die einfach und schnell umgewälzt werden kann.The proposal of the invention makes it surprisingly easier Keep the container small, because the electrodes no longer need to be hung in the container, but rather parts of the same are. The resulting channel for the continuous strip to be coated contains only a small amount of electrolyte fluid, which can be circulated quickly and easily.

Der Abstand zwischen den Elektroden und dem Band kann sehr gering gehalten sein, so daß die Spannungsverluste minimierbar sind. Damit das die Kathode bildende Band nicht mit der Anode in Berührung kommen kann, 2^ ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß zwischen den Elektroden und dem Band Abstandhalter aus nichtleitendem Material vorgesehen sind.The distance between the electrodes and the tape can be kept very small so that the voltage losses can be minimized. So that the tape forming the cathode cannot come into contact with the anode, 2 ^ is provided according to a further feature of the invention that between the electrodes and the tape spacer made of non-conductive material are provided.

Vorzugsweise können die Abstandhalter auf den dem Band zugewandten Oberflächen der Elektroden angeordnete seitlich beabstandete Leisten sein. Durch diese Leisten wird nicht nur sichergestellt, daß das Band nicht mit den Elektroden in Berührung kommt, sondern es läßt sich auch eine turbulente Strömung zwischen Band und Elektroden innerhalb der Elektro-Preferably, the spacers can be on the surfaces facing the tape laterally spaced bars arranged on the electrodes. These bars not only ensure that the tape does not comes into contact with the electrodes, but there can also be a turbulent flow between the strip and the electrodes within the electrode

23 34623 346

lytflüssigkeit schaffen, die infolge des geringen Fliissigkeitsvolumens leicht erreichbar ist. Damit läßt sich die Leistungsfähigkeit der Anlage erhöhen.Create lytic fluid, which as a result of the small fluid volume is easily accessible. This increases the efficiency of the system.

>) Die Ausbildung der Elektroden als Behälterwand ist besonders vorteilhaft, wenn nach einem anderen Merkmal der Erfindung die Elektroden und/oder Abstandhalter austauschbar sind. Verschleiß- und Reparaturarbeiten werden dadurch vereinfacht. >) The formation of the electrodes as a container wall is particularly advantageous if, according to another feature of the invention, the electrodes and / or spacers are interchangeable. This simplifies wear and repair work.

_i() Nach einem anderen günstigen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stromanschluß zentral an den der Badoberfläche abgekehrten Rückseiten der Elektroden, also außerhalb des Behälters vorgesehen ist. Damit entfällt der Stromanschluß innerhalb des Flüssigkeitsbades und es wird die Möglichkeit geschaffen, durch zentrale Einleitung des _{i ()} According to another favorable feature of the invention it is provided that the current connection is central, that is provided on the bath surface remote from the back sides of the electrode outside of the container. This eliminates the need for a power connection within the liquid bath and the possibility is created by centrally introducing the

I^ Stromes in die Elektroden einen Spannungsabfall innerhalb der Elektrode weitgehend zu verhindern.I ^ current in the electrodes causes a voltage drop within the electrode largely to prevent.

Selbstverständlich ist es mit der beschriebenen erfindungsgemäßen Anlage möglich, auch Bänder einseitig elektrolytisch zu beschichten, indem bei-2u spielsweise eine der Elektroden abgeschaltet wird. Einen gleichen Effekt erzielt man, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen ist, daß eine Elektrode gegen eine Platte aus nichtleitendem Material austauschbar ist. In diesem Fall wird die Behälterwand aus beispielsweise einer Kunststoffplatte gebildet.It goes without saying that the system according to the invention is described it is also possible to electrolytically coat strips on one side by adding at-2u for example one of the electrodes is switched off. Same effect is achieved if, according to a further proposal of the invention, it is provided that an electrode against a plate made of non-conductive material is interchangeable. In this case, the container wall is formed from, for example, a plastic plate.

According to another feature of the invention it is proposed that the

den Bandkanten zugewandten Behälterwände mit quer zum Band verschiebbaren und gegen die Bandkanten.anlegbaren nichtleitenden Führungen versehen sind, die den Raum zwischen den Elektroden ausfüllen. Bekanntlich _i() besteht bei elektrolytischen Beschichtungsaniagen infolge der beidseitigen Anordnung der Elektroden die Gefahr, daß die Bänder im Bereich der Bandkanten wulstartige Verdickungen durch das Beschichtungsmedium aufweisen. Diese Verdickungen entstehen nicht, wenn die gegenüberliegen-The container walls facing the strip edges are provided with non-conductive guides which can be displaced transversely to the strip and which can be placed against the strip edges and which fill the space between the electrodes. As is well known _{i ()} in electrolytic coating systems, as a result of the two-sided arrangement of the electrodes, there is the risk that the strips in the area of the strip edges will have bead-like thickenings due to the coating medium. These thickenings do not arise if the opposite

Oi-'i-'ci.w-Oi-'i-'ci.w-

23 34623 346

den Elektroden (Anoden) gegeneinander abgeschirmt sind, beispielsweise durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Führungen, die aus nichtleitendem Material bestehen und leicht gegen die Bandkanten des zu beschichtenden Bandes anlegbar sind. Diese Führungen schließen den Raum zwischen den Elektroden weitgehend ab und schaffen dadurch geschlossene Elektrolytflüssigkeitsräume zwischen den Bandoberflächen und Elektroden der jeweiligen Bandseite.the electrodes (anodes) are shielded from one another, for example by the proposed according to the invention guides, which are made of non-conductive Material are made and can easily be placed against the strip edges of the strip to be coated. These tours close the room between the electrodes and thus create closed electrolyte fluid spaces between the strip surfaces and electrodes the respective hinge side.

Zur Anlage der Führungen an die Bandkanten und Einstellung auf unter-JO schiedliche Bandbreiten ist nach einem weiteren ausgestaltenden Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die Führungen mit Hilfe umsteuerbarer Kolben-Zylinder-Einheiten verschiebbar sind, deren Kolbenstangen durch Bohrungen der Behälterwände hindurchgeführt sind und die Kolbenräume der Kolben-Zylinder-Einheiten an den Elektrolytkreislauf angeschlossen sind. Der Anschluß an den Elektrolytkreislauf, d. h. der Betrieb der Kolben-Zylinder-Einheit mit der in der Anlage vorhandenen Flüssigkeit, schaltet Leckageprobleme aus und ermöglicht ein Betreiben der Kolben-Zylinder-Einheiten mit geringem Druck; denn die Führungen sollen sich nur sehr leicht an die Bandkanten anlegen, um einen Verschleiß an den Führungen 2ü und eine Beschädigung der Bandkanten zu verhindern.For placing the guides on the belt edges and setting to under-JO different bandwidths is according to a further design feature the invention provides that the guides with the help of reversible piston-cylinder units are displaceable, the piston rods are passed through bores in the container walls and the piston chambers of Piston-cylinder units are connected to the electrolyte circuit. The connection to the electrolyte circuit, d. H. the operation of the piston-cylinder unit with the liquid present in the system Leakage problems and enables operation of the piston-cylinder units with low pressure; because the guides should only touch the belt edges very lightly in order to prevent wear on the guides 2ü and to prevent damage to the tape edges.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and described below. It shows

2¹J Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch die Beschichtungsanlage und 2 ¹ J Fig. 1 a schematic section through the coating system and

Flg. 2 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Behälter entlang den Schnittlinien A-A.Flg. 2 shows a cross section through the container according to the invention the cutting lines A-A.

23 346 - * - 23 346 - * -

In Fig. 1 ist mit 1 das zu beschichtende Band bezeichnet, das bei der hier dargestellten vertikalen Anlage um die Stromwalze 2 umgelenkt wird, durch die an das Band eine negative Spannung angelegt wird. Das Band 1 wird dann durch den Behälter B geführt, dessen Elektroden 3 und 4 und '' Seitenwände 11 (Fig. 2) einen Kanal bilden. Am oberen und unteren Ende des Behälters sind Einlaßöffnungen 5 und 6 für das Band 1 vorgesehen, die in hier nicht interessierender aber herkömmlicher Weise gegen den Lufteintritt in die Anlage abgeschottet sind. Mit Hilfe einer Umwälzpumpe 18 wird Elektrolytflüssigkeit aus dem Behälter 19 durch Düsen 20 lü von unten in den Behälter B gepumpt, die über die Rücklaufleitung 21 nach Verlassen des Behälters B im Bereich der oberen Öffnung 5 in den Behälter 19 zurückgeführt wird.In Fig. 1, 1 denotes the tape to be coated, which in the vertical system shown here is deflected around the current roller 2, through which a negative voltage is applied to the belt. The ribbon 1 is then passed through the container B, its electrodes 3 and 4 and '' Side walls 11 (Fig. 2) form a channel. At the top and bottom of the container inlet openings 5 and 6 are provided for the belt 1, which is not of interest here but conventional against the Air inlet into the system are sealed off. With the aid of a circulating pump 18, electrolyte liquid is drawn from the container 19 through nozzles 20 lü is pumped from below into the container B, which is fed via the return line 21 is returned to the container 19 after leaving the container B in the area of the upper opening 5.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die die Behälterwände bildenden Elek- 1 ¹J troden 3 und 4 mit Leisten 8 versehen, die einerseits ein Anlegen des Bandes 1 an die Elektroden 3, 4 verhindern und zum anderen für den Aufbau einer turbulenten Strömung innerhalb des Behälters B Sorge tragen. Diese Turbulenz in der Grenzphase zwischen Elektrolyt und Band gewährleistet einen hohen Stromfluß per Flächeneinheit bei minimalem Span-2ü nungsabfall.As seen from Fig. 1 that the container walls forming electron are 1 ¹ J trodes 3 and 4 is provided with strips 8 on the one hand an application of the tape 1 to the electrodes 3, prevent 4 and on the other hand to build up a turbulent flow within of the container B. This turbulence in the boundary phase between the electrolyte and the strip ensures a high current flow per unit area with a minimal drop in voltage.

Der Strom wird an der rückseitigen Oberfläche 3a, 4a der Elektroden 3, 4 über die Leitungen 9 eingeleitet. Die Anschlüsse sind, weil sie außerhalb der Elektrolytflüssigkeit liegen, leicht zugängig; Spannungsabfall 2^l> innerhalb der Elektrode läßt sich gleichmäßig gestalten, weil eine zentrale Einleitung des Stromes ermöglicht ist.The current is introduced to the rear surface 3a, 4a of the electrodes 3, 4 via the lines 9. Because they are outside the electrolyte fluid, the connections are easily accessible; The voltage drop 2 ^l > within the electrode can be made uniform because the current can be introduced centrally.

In Fig. 2 sind gleiche Teile gleich bezeichnet. Wie erkennbar, sind die Seitenwände 11 des Behälters B gegenüber den durch die Elektroden 3, 4 gebildeten Behälterwände abgedichtet und mit Bohrungen versehen, durch die Kolbenstangen 14 von Kolben-Zylinder-Einheiten 13 hindurchgeführt sind. Am freien Ende dieser Kolbenstangen ist jeweils eine Führung 12 quer zum Band 1 verschiebbar angeordnet, die, aus nichtleitendem Material bestehend, den Raum zwischen den Elektroden 3, 4 ausfüllen.In Fig. 2, the same parts are labeled the same. As can be seen, they are Side walls 11 of the container B are sealed against the container walls formed by the electrodes 3, 4 and provided with bores the piston rods 14 of piston-cylinder units 13 are passed through. At the free end of these piston rods there is a guide 12 arranged transversely to the band 1, made of non-conductive material consisting, fill the space between the electrodes 3, 4.

BAD OPJGiNAL BAD OPJGiNAL

23 34623 346

Diese Führungen können durch Umsteuern der Kolben-Zylinder-Einheit 13 mit Hilfe der Umsteuerventile 16 hin- und herbewegt werden und lassen sich dadurch an die Kanten 10 des Bandes 1 anlegen. Dadurch wird verhindert, daß infolge der Beeinflussung der Elektroden 3, 4 eine wulst- '> artige Verdickung von Beschichtungsmaterial im Bereich der Bandkanten 10 entsteht. In günstiger Weise reduzieren die Führungen 14 darüberhinaus das notwendige Elektrolytflüssigkeitsvolumen innerhalb des Behälters, so daß mit geringen Elektrolytvolumina optimale Leistungen erzielt werden können.These guides can be moved back and forth by reversing the piston-cylinder unit 13 with the aid of the reversing valves 16 and can thus be placed against the edges 10 of the strip 1. This prevents that arises due to the influence of the electrodes 3, 4 is a bead '> like thickening of coating material in the region of the strip edges 10th In addition, the guides 14 advantageously reduce the required electrolyte liquid volume within the container, so that optimum performance can be achieved with small electrolyte volumes.

Die vorliegende Erfindung läßt sich sowhl für horizontale als auch für vertikale Anlagen verwenden, wobei die beschriebenen erzielten Vorteile erhalten bleiben.The present invention can be used for both horizontal and use vertical systems, whereby the described advantages achieved are retained.

Claims

Mannesmann Aktiengesellschaft Mannesmannufer 2 23 346 Düsseldorf 1 Device for the electrolytic coating of metal strips Patent claims

1. A device for the electrolytic coating of metal strips, in particular galvanizing of steel strip, which is continuously> beige through a container filled with an electrolyte liquid to the container arranged on both sides of the strip surfaces insoluble electrode (anode) forward '

characterized,

that the container (B) as closed on all sides, with inlet and outlet openings (5, 6) for the band (1) provided channel (7) is formed, wherein the container walls facing the band surfaces formed by the electrodes (anodes 3, 4).

346 - 2 -

2. Device according to claim 1,
characterized,

that between the electrodes (3, 4) and the tape (1) spacers (8) made of non-conductive material are provided.

3. Device according to claim 2,
characterized,

that the spacers (8) on the surfaces facing the tape the electrodes (3, 4) are arranged laterally spaced strips.

4. Apparatus according to claim 1 and 2,
characterized,

that the electrodes (3, 4) and / or spacers (8) are interchangeable ij.

5. Apparatus according to claim 1,
characterized,

that the power connection (9) facing away from the center of the tape surface Rear sides (3a, 4a) of the electrodes (3, 4), that is to say outside the container (B), is provided.

6. Apparatus according to claim 1 and 4,
characterized,

2 ^ that an electrode (3 or 4) against a plate of non-conductive Material is interchangeable.

7. Apparatus according to claim 1,
characterized,

^ _n that the container walls (11) facing the belt edges (10) are provided with non-conductive guides (12) which can be displaced transversely to the belt and which can be placed against the belt edges (10) and which fill the space between the electrodes (3, 4).

346 - 3 -

8. Apparatus according to claim 7,
characterized,

that the guides (12) with the aid of reversible (16) piston-cylinder units (13) are displaceable, the piston rods (14) of which are passed through bores (15) in the container walls (11) and the piston chambers the piston-cylinder units (13) to the electrolyte circuit are connected.

BATH