DE3786990T2

DE3786990T2 - Elektrolytische Behandlungszelle.

Info

Publication number: DE3786990T2
Application number: DE87117840T
Authority: DE
Inventors: Shinjiro C O Mizushim Murakami
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2007-12-03
Also published as: JPS63140100A; CA1323598C; EP0270100B1; DE3786990D1; KR900006503B1; EP0270100A2; KR880007805A; EP0270100A3; US4806223A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine elektrolytische Behandlungszelle zur Verwendung in einer Vielfalt elektrolytischer Prozesse, einschließlich verschiedener Galvanisierungsverfahren, wie galvanische Verzinkung und Verzinnung, elektrolytisches Polieren und elektrolytisches Reinigen.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ist eine galvanische Verzinkungsvorrichtung als typisches Beispiel einer bisherigen elektrolytischen Behandlungsvorrichtung beschrieben. Fig. 12 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer bisherigen, mit 1' bezeichneten galvanischen Horizontal-Verzinkungsvorrichtung. Fig. 13 ist ein Schnitt längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12. Die Vorrichtung 1 umfaßt eine Galvanisierzelle 5', Tragelemente 40, zwei mittels der Tragelemente in der Zelle aufgehängte obere und untere Elektroden 8' bzw. 7', in der Zelle angeordnete leitende Walzen 19 zum Führen und Transportieren eines zu galvanisieren den Bands 37 über die Elektroden hinweg und durch die Zelle und zum Zuleiten von Elektrizität zum Band, zwei Düsen 18 zum Zuführen von Galvanisierlösung in Richtung auf das Band zwischen den Elektroden sowie elektrisch mit den Elektroden verbundene Leiter (oder Leitungen) 39 zum Zuleiten von Elektrizität zu den Elektroden. Die galvanische Verzinkung erfolgt durch Hindurchleiten des Bands 37 zwischen den oberen und unteren Elektroden 8' bzw. 7', Einspritzen der Galvanisierlösung aus den Düsen 18 in Richtung auf das Band 37 zwischen den Elektroden und Leiten von Elektrizität, d. h. elektrischem Strom, durch das Band 37 und die Elektroden 8', 7' über die Walzen 19 und die Leiter 39.
Die dargestellte galvanische Verzinkungsvorrichtung 1' ist so ausgebildet, daß die Elektroden 8', 7' mittels der Tragelemente 40 von der Außenseite der Zelle 5' her aufgehängt sind. Die Leiter 39, 39 zum Zuführen von Elektrizität zu den Elektroden 8', 7' müssen dabei von der Außenseite der Zelle 5' längs der Tragelemente 40 verlegt sein, um an die Randabschnitte der Elektroden 8', 7' angeschlossen zu werden. Je länger die Leitungen sind, um so größer ist ungünstigerweise der elektrische Widerstand und damit der Leistungsverlust.
Die bisherige galvanische Verzinkungsvorrichtung 1' gemäß den Fig. 12 und 13 wirft ein anderes Problem beim Auswechseln der Elektroden 8', 7' auf. Aufgrund der dargestellten Konstruktion muß das in der Zelle 5' befindliche Band 37 durchgeschnitten werden, bevor die untere Elektrode 7' zum Auswechseln aus der Zelle herausgenommen werden kann. Dieses Auswechseln nimmt eine vergleichsweise lange Zeit in Anspruch, d. h. die Stillstandszeit, während welcher die kontinuierliche Galvanisier- oder Verarbeitungsstraße abgeschaltet ist, ist lang genug, um die Produktionsleistung herabzusetzen.
Ein anderes Beispiel ist in den Fig. 14 und 15 dargestellt. Fig. 14 ist dabei eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer bisherigen galvanischen Vertikal-Verzinkungsmaschine 3'; Fig. 15 ist ein Schnitt längs der Linie XV-XV in Fig. 14. Die Vorrichtung umfaßt durch lotrechte Trennwände getrennte Zellensegmente 20', leitende Walzen 27, in den Zellensegmenten angeordnete Tauchwalzen 33 und lotrecht verlaufende, in waagerechter Richtung voneinander beabstandete Elektroden 38. Ein Band 37 wird durch die Zelle geführt, während es abwechselnd über die leitenden Walzen bzw. Leiterwalzen 27 und die Tauchwalzen 33 geführt ist. Bei der galvanischen Vertikal-Verzinkungsvorrichtung 3' ergibt sich ebenfalls ein Problem beim Auswechseln der nahe der Zellentrennwände angeordneten Elektroden 38. Die leitenden Walzen 27 müssen ausgebaut, und das Band 37 muß durchgeschnitten werden, bevor die Elektroden 38 aus der Zelle 20' herausgenommen werden können. Für dieses Auswechseln wird die Galvanisierstraße für eine vergleichsweise lange Zeitspanne außer Betrieb gesetzt, was zu einer Minderung der Produktionsleistung führt.
Die Elektrizitätszufuhr zu den Elektroden 38 erfolgt üblicherweise durch Anschließen von Leitern (oder Leitungen) 41 an Tragelemente 42, an denen die Elektroden 38 aufgehängt sind. Der Innenwiderstand der Tragelemente 42 erhöht dabei den Gesamt-Leistungsverlust. Auch wenn die Leiter 41 unmittelbar mit den Elektroden 38 verbunden werden, müssen sie - wie bei der oben dargestellten galvanischen Horizontal-Verzinkungsvorrichtung - verlängert sein, was ebenfalls zu einem erhöhten Leistungsverlust führt.
Eine verbesserte Galvanisiervorrichtung ist in der JP-Patentanmeldung (Kokai) 58-7000 vorgeschlagen, gemäß welcher die Elektroden ausgewechselt werden können, ohne ein Band in einer Galvanisierzelle durchschneiden zu müssen. Diese Vorrichtung verwendet jedoch für den Elektrodenwechsel eine ziemlich komplizierte konstruktive Ausgestaltung, und der Auswechselvorgang ist umständlich.
Bei dieser Vorrichtung ist der Mangel eines erhöhten Leistungsverlusts nicht beseitigt, weil dabei immer noch lange Leiter (oder Leitungen) für die Elektrizitätszuspeisung nötig sind.
Die US-A-4 378 284 offenbart eine andere elektrolytische Zelle, d. h. eine kontinuierliche elektrolytische Behandlungsvorrichtung. Bei diesem Stand der Technik ist jeder Elektrodenhalter, an dem eine Elektrode montiert ist, an seinen beiden Enden durch elastisch ausdehn- oder aufweitbare Schläuche gehaltert, wobei der Elektrolyt in der Zelle dicht eingeschlossen und ein Abstand zwischen den Elektroden mittels der Ausdehn- und Zusammenziehbewegungen des Schlauches eingestellt wird.
Aufgabe dieses Stands der Technik ist daher die Ermöglichung einer Änderung des Elektrodenabstands in Anpassung an die verschiedenen Transportbedingungen des Metallbands und auch die Gewährleistung einer hohen Leistungsfähigkeit im Betrieb der Vorrichtung.
Bei dieser Vorrichtung müssen Ein- und Ausbau der Elektrode in folgenden Schritten stattfinden: Zum Ausbauen der Elektroden wird zunächst der Elektrodenhalter an einer anderen Elektroden-Halter(ungs)einrichtung gehaltert. Sodann werden die ausdehnbaren Schläuche kontrahiert und die Schlauchhalter von den beiden Enden der Metallbänder (bzw. Schläuche) abgezogen. Beim Einbau der Elektroden in ihre vorgesehenen Stellungen müssen die Elektrodenhalter mit einer vorsichtigen Bewegung zwischen die an den betreffenden Seiten der Schlauchhalter angeordneten ausdehnbaren Schläuche eingesetzt werden, wobei die Schlauchhalter gleichzeitig befestigt oder fixiert werden müssen. Schließlich werden die Elektroden durch Aufweiten der Schläuche in ihrer Lage festgelegt.
Die Ein- und Ausbauvorgänge erfordern somit zahlreiche Arbeitsgänge.

ABRISS DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist damit die Schaffung einer neuen und verbesserten elektrolytischen Behandlungszelle, bei welcher die oben geschilderten Mängel beim Stand der Technik beseitigt sind, die Leiter einer minimierten Länge für die Zuspeisung von Elektrizität zu den Elektroden verwendet, um damit den Leistungsverlust zu verringern, und die ein einfaches und schnelles Auswechseln der Elektrode(n) zuläßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe müssen Elektroden und Leiter für die Elektrizitätszuspeisung zu diesen bei einer elektrolytischen Behandlungszelle die Anforderungen erfüllen, daß
1. die Elektroden ausbaubar von der Außenseite der elektrolytischen Behandlungszelle eingebaut werden können und
2. die Leiter an die Rückseite der Elektroden angeschlossen werden können.
Unsere Untersuchungen bezüglich des Aufbaus einer elektrolytischen Behandlungszelle, welche den Erfordernissen 1. und 2. zu genügen vermag, führten zu folgenden Feststellungen:
a) Wenn ein Körper oder Gehäuse einer elektrolytischen Behandlungszelle mit einer Öffnung einer der Form der Elektrode entsprechenden Form versehen wird, kann die Elektrode von der Außenseite der Zelle her in die Öffnung eingebaut oder aus ihr ausgebaut werden.
b) Wenn die Rückseite der in die Öffnung eingesetzten Elektrode an der Außenseite der Zelle freiliegt oder zugänglich ist, kann die Elektrodenrückseite unmittelbar mit einem Leiter verbunden werden.
c) Wenn der Spalt zwischen der Elektrode und-der Öffnung deaktivierbar abgedichtet ist, kann die Elektrode einfach ausgewechselt werden. Benötigt wird eine Dichteinrichtung, welche den Spalt bei in die Öffnung eingesetzter Elektrode oder im Betrieb der elektrolytischen Behandlungszelle abdichtet, um dadurch ein Heraussickern der in der Zelle enthaltenen Behandlungslösung über den Spalt zu verhindern. Die Dichteinrichtung muß auch die Abdichtung aufheben (lassen) können, wenn die Elektrode aus der Öffnung ausgebaut und durch eine neue Elektrode ersetzt wird, um damit das Elektrodenauswechseln zu vereinfachen.
Die vorliegende Erfindung ist auf diesen Feststellungen begründet, wobei mit ihr eine elektrolytische Behandlungszelle mit den Merkmalen nach dem Anspruch 1 bereitgestellt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obige sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer elektrolytischen Horizontal-Behandlungszelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 einen (Quer-)Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer elektrolytischen Horizontal-Behandlungszelle gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer elektrolytischen Vertikal-Behandlungszelle gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer elektrolytischen Radial-Behandlungszelle gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 8a und 8b perspektivische Darstellungen eines Teils eines bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Dicht(ungs)elements im drucklosen oder deaktivierten (released) bzw. aufgeblasenen Zustand,
Fig. 9a und 9b perspektivische Darstellungen eines Teils eines bei der vorliegenden Erfindung verwendeten anderen Dicht(ungs)elements im drucklosen bzw. aufgeblasenen Zustand,
Fig. 10 eine Aufsicht zur Darstellung der Gesamtausbildung des gemäß der vorliegenden Erfindung benutzten Dichtelements,
Fig. 11a und 11b Schnittansichten des zwischen die zugeordneten Abschnitte eingesetzten Dichtelements im drucklosen bzw. aufgeblasenen (Betriebs-)- Zustand,
Fig. 12 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer bisherigen galvanischen Horizontal-Verzinkungszelle,
Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12,
Fig. 14 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer bisherigen galvanischen Vertikal-Verzinkungszelle und
Fig. 15 einen Schnitt längs der Linie XV-XV in Fig. 14.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die elektrolytische Behandlungszelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann für eine Vielfalt elektrolytischer Prozesse, wie Galvanisieren, elektrolytisches Polieren und elektrolytisches Reinigen, eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung ist unabhängig von der Art der elektrolytischen Behandlungszelle, d. h. anwendbar auf alle Arten solcher Zellen, einschließlich Horizontal-, Vertikal- und Radialtypen. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf elektrolytische Horizontal-, Vertikal- und Radial-Behandlungszellen als typische Zellen, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird oder ist.
Fig. 1 ist eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer elektrolytischen Horizontal-Behandlungszelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1. Die mit 1 bezeichnete elektrolytische Behandlungszelle umfaßt ein Zellengehäuse oder einen Zellenkörper 5 eines im wesentlichen rechteckigen Querschnitts mit Boden- und Seitenwänden und mit - bei der dargestellten Ausführungsform - offener Oberseite. Im Boden des Zellenkörpers 5 ist eine Öffnung 6 ausgebildet, die an die Form einer unteren Elektrode 7 angepaßt ist. Die untere Elektrode 7 ist in die angepaßte Öffnung 6 im Zellenboden eingesetzt. Die Hauptoberfläche der Elektrode verläuft waagerecht und steht mit dem die Zelle füllenden Elektrolyten in Berührung. Ein Band 37 wird in waagerechter Richtung durch die Zelle geführt. Eine Dichteinrichtung in Form eines noch näher zu beschreibenden Dichtelements 13 ist im Spalt oder Zwischenraum zwischen dem Rand der Öffnung 6 und dem Umfang der Elektrode 7 angeordnet, um einen Austritt der in der Zelle enthaltenen elektrolytischen Lösung zu verhindern.
Die Elektrode 7 ist durch eine Trageinrichtung 9 gehaltert und in ihrer Lage gesichert. Die Trageinrichtung 9 dient zum ausbaubaren Tragen der Elektrode 7 und erlaubt deren Bewegung oder Verschiebung in einer Richtung senkrecht zur Bandtransportrichtung, so daß die Elektrode 7 aus der Öffnung 6 ausgebaut oder in sie eingebaut und der Abstand zwischen der Elektrode 7 und dem Band 37 eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck kann die Trageinrichtung 9 aus einem Hydraulikzylinder oder -heber bestehen. Durch entsprechende Betätigung der Trageinrichtung 9 kann die Elektrode 7 in die Öffnung 6 eingebaut oder aus ihr ausgebaut werden, wobei der Abstand zwischen der Elektrode 7 und dem Band 37 ebenfalls zweckmäßig eingestellt werden kann.
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform besteht die Elektrode 7 aus einer mit Flansch versehenen rechteckigen Platte, wobei sie einen Abschnitt des elektrolytischen Behandlungszellen Körpers 5 bildet und mit ihrer Rück- bzw. Unterseite an der Außenseite der Zelle freiliegt. Dabei kann ein Leiter oder eine Leitung 11 für die Zuspeisung von Elektrizität zur Elektrode 7 an deren Rückseite angeschlossen sein oder werden, wodurch eine Verringerung des elektrischen Widerstands erreicht wird.
Eine ähnliche Konstruktion oder Anordnung ist an der Oberseite der elektrolytischen Behandlungszelle 1 vorgesehen. Eine obere Elektrode 8 ist mittels einer der oben beschriebenen Trageinrichtung 9 ähnlichen Trageinrichtung 10 aufgehängt und gehaltert. Die Aktiv- oder Unterseite der oberen Elektrode 8 liegt parallel zu derjenigen der Elektrode 7. An die Rück- oder Oberseite der Elektrode 8 ist ein ähnlicher Leiter 12 für die Elektrizitätszuspeisung zu ihr angeschlossen.
Bei der elektrolytischen Horizontal-Behandlungszelle 1 mit der oben beschriebenen Konstruktion wird das Band 37 mittels leitender Walzen oder Leiterwalzen 19 in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung kontinuierlich zwischen den unteren und oberen Elektroden 7 bzw. 8 hindurchtransportiert. Eine elektrolytische Behandlung oder Galvanisierung des Bands 37 findet statt, während elektrolytische Lösung oder Galvanisierlösung über zwei Düsen 18 in Richtung auf das Band zwischen den Elektroden 7 und 8 eingespritzt, um den Raum mit der Lösung zu füllen, und Elektrizität -elektrischer Strom) durch die Leiter 11, 12 und die leitenden Walzen 19 über die Elektroden 7, 8 und das Band 37 geleitet wird.
Die Dichteinrichtung in Form des Dichtelements 13 zwischen dem Rand der Öffnung 6 und dem Umfang der Elektrode 7 ist nachstehend im einzelnen beschrieben. Das Dichtelement 13 sollte bzw. muß eine solche Ausgestaltung aufweisen, daß es dann, wenn die Elektrode 7 in die Öffnung 6 eingesetzt ist oder die elektrolytische Behandlungszelle sich im Betrieb befindet, eine Abdichtung zwischen der Öffnungskante und dem Elektrodenumfang herstellt und dadurch einen Austritt der in der Zelle befindlichen Behandlungslösung in diesem Bereich verhindert, und daß dann, wenn die Elektrode 7 aus der Öffnung 6 ausgebaut und durch eine neue Elektrode ersetzt wird, die Abdichtung getrennt oder aufgehoben wird, um den Ausbau und das Auswechseln der Elektrode zu vereinfachen. Obgleich nicht darauf beschränkt, ist ein typisches und bevorzugtes Beispiel der Dichteinrichtung, welche dem obigen Erfordernis genügt, ein als aufblasbare Dichtung bekanntes schlauchförmiges Dichtelement 13. Als andere Arten von Dichteinrichtungen können gemäß der vorliegenden Erfindung ein Ringelement, z. B. ein O-Ring oder ein U-Ring, benutzt werden.
Einige beispielhafte Ausführungsformen der aufblasbaren Dichtung sind in den Fig. 8a, 8b, 9a, 9b und 10 dargestellt. Gemäß diesen Figuren ist die aufblasbare Dichtung 13 ein schlauchförmiges Dichtelement einer speziellen Querschnittsform mit einem darin festgelegten inneren Gasraum 133. Das schlauchförmige Dichtelement 13 als Ganzes ist ein quadratisch ringförmiger, hohler Schlauch mit einem Anschluß 131 (vgl. Fig. 10). Die aufblasbare Dichtung 13 besteht aus einem elastisch nachgiebigen Werkstoff, wie Gummi bzw. Kautschuk oder Harz, und ist unter dem Einfluß des im inneren Gasraum 133 herrschenden Gasdrucks verformbar.
Insbesondere umfaßt die in den Fig. 8a und 8b dargestellte aufblasbare Dichtung 13 einen verformbaren Abschnitt 132, der unter Bildung eines Ringraums 133 mit einem vergleichsweise steifen Abschnitt verbunden ist. Der verformbare Abschnitt 132 weist in einem normalen oder drucklosen Zustand gemäß Fig. 8a eine eingedrückte Form auf. Der verformbare Abschnitt 132 wird in eine in Fig. 8b gezeigte konvexe Form ausgedehnt oder aufgeweitet, wenn zur Erhöhung des Innendrucks ein Gas in den Raum 133 eingetrieben wird.
Ein anderes Beispiel der aufblasbaren Dichtung 13 ist in den Fig. 9a und 9b dargestellt. Die Dichtung gemäß diesem Beispiel weist zwei verformbare Abschnitte 132 auf, die mit zwei vergleichsweise steifen inneren und äußeren Abschnitten verbunden sind und damit einen Ringraum 133 festlegen. Die verformbaren Abschnitte 132 weisen in einem normalen bzw. drucklosen Zustand eine eingedrückte Form gemäß Fig. 9a auf. Insbesondere besitzen die zusammengezogenen Abschnitte 132 jeweils eine gekrümmte Form, die gegenüber der Innenseite mit einem kleinen Krümmungsradius konvex ist. Beim Eintreiben eines Gases über den Anschluß 131 in den Raum 133 unter Erhöhung des Innendrucks werden die verformbaren Abschnitte 132 in eine abgeflachte Form gemäß Fig. 9b aufgeweitet und gedehnt. Insbesondere besitzen die abgeflachten Abschnitte 132 dabei jeweils eine gekrümmte Form, die mit einem großen Krümmungsradius gegenüber der Innenseite konvex ist. Infolgedessen wird (dabei) der Abstand zwischen den Innen- und Außenabschnitten vergrößert.
Dieses Aufweiten und Zusammenziehen lassen der aufblasbaren Dichtung 13 erfolgt durch Regelung des Gas-Innendrucks im inneren Raum 33. Die Querschnittsform der aufblasbaren Dichtung 13 ist nicht auf die in den Fig. 8 und 9 dargestellte beschränkt, solange die Dichtung unter dem Einfluß ihres Innendrucks aufgeweitet werden und sich zusammenziehen kann.
Die Fig. 11a und 11b veranschaulichen die Funktionen der aufblasbaren Dichtung (im Zusammenwirken) mit zugeordneten Elementen. Beim dargestellten Beispiel ist das aufblasbare Dichtelement gemäß den Fig. 9a und 9b bei der elektrolytischen Behandlungszelle eingesetzt. Der die Öffnung 6 begrenzende Abschnitt oder Bereich des Zellenkörpers 5 ist mit einer Nut 15 versehen. Das aufblasbare Dichtelement 13 ist in die Nut 15 eingesetzt. Eine Außenwand 134 des Dichtelements 13 ist beispielsweise durch Kleben an der Sohle der Nut 15 befestigt. Eine Innenwand 135 liegt der Umfangsseite der Elektrode 7 gegenüber, ist aber halterungsfrei.
Wenn über den Anschluß 131 (Fig. 10) ein Gas in den Innenraum 133 eingetrieben wird, um den Innendruck zu erhöhen, erfährt das aufblasbare Dichtelement 13 eine Ausdehnung oder Streckung auf die in Fig. 11b gezeigte Weise, so daß sich die Innenwand 135 eng an den gegenüberliegenden Umfang der Elektrode 7 anlegt und damit eine Abdichtung gegenüber der in der Zelle enthaltenen Behandlungslösung herstellt.
Obgleich bei der dargestellten Ausführungsform die Nut 15 zum Aufnehmen des aufblasbaren Dichtelements 13 im Körper 5 der elektrolytischen Behandlungszelle ausgebildet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Das aufblasbare Dichtelement 13 kann (auch) in eine im Umfang der Elektrode ausgebildete Nut eingesetzt sein. Diese Ausgestaltungen können auch in Kombination miteinander angewandt werden.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte elektrolytische Horizontal-Behandlungszelle 1 weist eine offene Oberseite auf. Eine oberseitig geschlossene Zelle ist aber erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen. Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen eine geschlossene elektrolytische Horizontal-Behandlungszelle 2. Die Unterseite der Zelle entspricht derjenigen bei der ersten Ausführungsform. Die Oberseite der Zelle ist mittels eines Deckels 16 zur Verhinderung eines Herausspritzens von Behandlungslösung verschlossen. Der oberseitige Deckel 16 ist mit einer Öffnung 17 versehen, welche der Öffnung 6 im Boden des Zellenkörpers 5 ähnlich ist. In die Öffnung 17 ist eine obere Elektrode 8 eingesetzt. Auch bei dieser geschlossenen Zelle 2 ist vorzugsweise eine aufhebbare Abdichtung zwischen dem Rand der Öffnung 17 und dem Umfang der oberen Elektrode 8 vorgesehen. Zu diesem Zweck kann-ein weiteres Dichtelement bzw. aufblasbares Dichtelement 13 in eine im oberseitigen Deckel 16 oder in der oberen Elektrode 8 ausgebildete Nut 15 eingesetzt sein. Die Abdichtung um den Umfang der oberen Elektrode 8 herum kann dann durch Ausdehnen- oder Zusammenziehen lassen des aufblasbaren Dichtelements 13 hergestellt bzw. aufgehoben werden.
Im folgenden ist eine weitere Ausführungsform beschrieben, bei welcher die vorliegende Erfindung auf eine elektrolytische Vertikal-Behandlungszelle angewandt ist.
Fig. 5 ist eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer mit 3 bezeichneten elektrolytischen Vertikal- Behandlungszelle; Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5. Die Zelle 3 umfaßt eine Anzahl von beabstandeten Zellensegmenten. Jedes Zellensegment umfaßt einen tankförmigen Körper 20 zur Aufnahme von Elektrolyt 24, lotrecht verlaufende Elektroden 21 und 38, eine über und zwischen den benachbarten Zellensegmenten angeordnete leitende Walze oder Leiterwalze 27 sowie eine im (jeweiligen) Körper angeordnete Tauchwalze 33. In der Seitenwand des Zellenkörpers 20 ist eine Öffnung 23 einer der Form der Elektrode 21 entsprechenden Form ausgebildet. In die Öffnung 23 ist die Elektrode 21 eingesetzt oder eingefaßt. Zwischen dem Rand der Öffnung 23 und dem Umfang der Elektrode 21 ist ein aufblasbares Dichtelement 13 der gleichen Ausgestaltung, wie vorher beschrieben, zur Verhinderung eines Austritts des in der Zelle enthaltenen Elektrolyten 24 angeordnet. Insbesondere ist das aufblasbare Dichtelement 13 in eine Nut 25 im Zellenkörper 20 (oder in der Elektrode 21) eingesetzt, wobei es auf die vorher in Verbindung mit den Fig. 11a und 11b beschriebene Weise zum Ausdehnen und Zusammenziehen gebracht wird, um um die Elektrode 21 herum eine Abdichtung herzustellen oder aufzuheben. Die Elektroden 21 sind durch verstellbare Tragstangen 22 gehaltert. Der Abstand zwischen den Elektroden 21 und dem Band 37 kann durch Einstellung der Lage der Tragstangen 22 eingestellt werden.
Die Rückseite jeder Elektrode 21 , die von ihrer mit dem Elektrolyten in Berührung stehenden Fläche entfernt ist, ist an einen Leiter oder eine Leitung 26 für die Zuspeisung von Elektrizität zur Elektrode verbunden, woraus sich ein minimierter elektrischer Widerstand ergibt.
Bei der dargestellten elektrolytischen Vertikal- Behandlungszelle 3 wird das Band 37 kontinuierlich durch die Zellensegmente transportiert, indem es um die über der Zelle angeordnete und sich in einer durch einen Pfeil angedeuteten Richtung drehende leitende Walze 27 herumgeführt wird, in den Elektrolyten oder die Galvanisierlösung 24 in der Zelle eintritt, zwischen der in der Lösung aufgehängten Elektrode 38 und der in der Trennwandöffnung angeordneten Elektrode 21 abwärts läuft, um die im unteren Bereich des Zellensegments angeordnete Tauchwalze 33 herumläuft bzw. umgelenkt wird, zwischen zwei weiteren Elektroden 38 und 21 aufwärts läuft, aus der Lösung aus tritt und um die nachgeschaltete leitende Walze 27 herumläuft bzw. durch die umgelenkt wird. Die elektrolytische Behandlung, z. B. Galvanisierung, des Bands 37 erfolgt durch Leiten von Elektrizität über die leitenden Walzen 27 und die Elektroden 21, 38.
Im folgenden ist noch eine andere Ausführungsform beschrieben, bei welcher die vorliegende Erfindung auf eine elektrolytische Radial-Behandlungszelle angewandt ist.
Fig. 7 ist eine Schnitt-Seitenansicht einer elektrolytischen Radial-Behandlungszelle 4. Die Zelle 4 umfaßt einen Zellenkörper 28 mit einer Innenfläche eines halbkreisförmigen Querschnitts sowie eine im halbkreisförmigen inneren Hohlraum des Körpers mit einem zweckmäßigen Abstand (dazu) aufgenommene zylindrische Wickelwalze 35. Der Körper 28 ist mit zwei Öffnungen 29 versehen, die jeweils so geformt sind, daß sie an die Form oder Konfiguration einer Elektrode 30 angepaßt sind. Die Elektrode 30 ist in die Öffnung 29 eingesetzt. Die Elektrode 30 legt außerdem eine bogenförmige Innenfläche fest. Dies bedeutet, daß die restlichen Abschnitte des Körpers 28 und der Elektrode 30 eine im wesentlichen ununterbrochene, halbkreisförmige Innenfläche in Anpassung an die Walze 35 festlegen. Wenn ein Band 37 um die Walze 35, die in einer durch einen Pfeil angedeuteten Richtung rotiert, herumgeführt wird, läuft das Band 37 gemäß Fig. 7 über die Walze 35 von der oberen rechten Seite zur oberen linken Seite. Der zwischen dem Zellenkörper 28 und der Walze 35 festgelegte Raum ist mit einem Elektrolyten oder einer Galvanisierlösung gefüllt. Die Lösung wird durch eine Düse 36 zugespeist, die vorzugsweise an einer Stromabseite des Zellenkörpers so angeordnet ist, daß sie die Lösung in Gegenstrombeziehung zur Bewegung des Bands 37 einspritzt.
Zwischen dem Rand der Öffnung 29 und dem Umfang der Elektrode 30 ist ein Dichtelement bzw. aufblasbares Dichtelement 13 der gleichen Ausgestaltung, wie vorher angegeben, angeordnet. Das Dichtelement 13 verhindert einen Austritt des in der Zelle enthaltenen Elektrolyten über den Spalt oder Zwischenraum zwischen der Öffnung 29 und der Elektrode 30.
Das aufblasbare Dichtelement 13 ist dabei insbesondere in eine im Zellenkörper 28 (oder in der Elektrode 30) ausgebildete Nut 34 eingesetzt. Es wird auf die in Verbindung mit den Fig. 11a und 11b beschriebene Weise ausgedehnt bzw. aufgeweitet oder entlastet, um damit um den Umfang der Elektrode 30 herum eine Abdichtung herzustellen oder aufzuheben. Jede Elektrode 30 ist durch eine Trageinrichtung 31, vorzugsweise in Form eines Hydraulikzylinders oder -hebers, gehaltert. Die Elektrode 30 kann somit durch zweckmäßige Betätigung der Trageinrichtung 31 in die Öffnung 20 eingesetzt oder aus ihr herausgezogen und in Richtung auf das Band 37 oder von diesem hinweg bewegt werden.
An die Rückseite jeder Elektrode 30 ist ein Leiter 32 für die Zuspeisung von Elektrizität zur Elektrode über einen minimierten elektrischen Widerstand angeschlossen.
Bei der dargestellten elektrolytischen Radial-Behandlungszelle 4 wird das Band 37 kontinuierlich durch die Zelle geführt, indem es um die in Pfeilrichtung rotierende Walze 35 herumgelegt wird, den Elektrolyten in Gegenüberstellung zu den Elektroden 30 passiert und sich sodann aus der Zelle herausbewegt. Eine Seite des Bands 37 wird dabei einer elektrolytischen Behandlung, z. B. Galvanisierung, unterworfen, während der Elektrolyt oder die Galvanisierlösung zwischen das Band 37 und die Elektrode 30 über die Düse 36 vorzugsweise im Gegenstrom eingeführt und elektrischer Strom über die Walze 35 und die Elektroden 30 zugespeist wird.
Bei der elektrolytischen Behandlungszelle gemäß der vorliegenden Erfindung sind ein Zellenkörper mit einer Öffnung versehen, eine Elektrode in die Öffnung eingesetzt und eine deaktivierbare Dichteinrichtung zwischen der Öffnung und der Elektrode so angeordnet, daß die Dichteinrichtung bei in die Öffnung eingesetzter Elektrode bzw. im Betrieb der Zelle eine Abdichtung dazwischen herstellen oder die Abdichtung aufheben kann, wenn die Elektrode aus der Öffnung ausgebaut und durch eine neue Elektrode ersetzt wird. Beim Elektrodenwechsel kann die verbrauchte Elektrode ohne weiteres herausgenommen werden, während eine neue Elektrode von der Außenseite der Zelle her eingesetzt bzw. eingebaut werden kann, ohne daß das Band zerschnitten oder die leitende Walze ausgebaut zu werden braucht. Dadurch wird die für den Elektrodenwechsel benötigte Zeit, d. h. die Stillstandzeit, während welcher die kontinuierlich arbeitende Behandlungsstraße außer Betrieb steht, verkürzt, wodurch ein Beitrag zu einer Verbesserung der Produktionsleistung geliefert wird.
Da die Rückseite der ausbaubaren Elektrode an der Außenseite der elektrolytischen Behandlungszelle gemäß der vorliegenden Erfindung freiliegt, kann eine Leitung zum Zuspeisen von Elektrizität unmittelbar an die Rückseite der Elektrode angeschlossen werden, wodurch eine Minderung des elektrischen Widerstands und damit eine Herabsetzung des Leistungsverbrauchs oder -verlusts erzielt wird.

Claims

1. Kontinuierliche elektrolytische Behandlungszelle für ein Metallband, umfassend:

mindestens eine Elektrode (7) in Form einer Platte, die einen Abschnitt eines elektrolytischen Behandlungszellen-Körpers (5) bildet, wenn die Rück- oder Unterseite der Elektrode (7) an der Außenseite der Zelle freiliegt,

wobei der Zellenkörper (5) mindestens eine Öffnung (6) einer an die Form der Elektrode (7) angepaßten Konfiguration aufweist und mit einem Elektrolyten gefüllt ist,

eine Trageinrichtung (9) zum Tragen bzw. Haltern und Einbauen der Elektrode (7) in die Öffnung (6) und eine zwischen der Öffnung (6) und der Elektrode (7) angeordnete Dichteinrichtung (13) zum aufhebbaren oder deaktivierbaren Abdichten des Spalts oder Zwischenraums zwischen diesen Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (7) von der Außenseite der Zelle her herausnehmbar in die Öffnung (6) eingebaut ist und daß die Dichteinrichtung (13) ein schlauchförmiges Dichtelement (13) umfaßt, das unter dem Einfluß seines Innendrucks ausdehnbar bzw. aufweitbar und zusammenziehbar ist.

2. Kontinuierliche elektrolytische Behandlungszelle nach Anspruch 1, wobei die Dichteinrichtung (13) ein Ringelement ist.

3. Kontinuierliche elektrolytische Behandlungszelle nach Anspruch 1, wobei die Trageinrichtung (9) die Elektrode (7) herausnehmbar in der Öffnung im Körper (5) festlegt.

4. Kontinuierliche elektrolytische Behandlungszelle nach Anspruch 1, wobei die Elektrode (7) aus einer mit Flansch versehenen, rechteckigen Platte geformt ist.

5. Kontinuierliche elektrolytische Behandlungszelle nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Leiter (26), der mit der Fläche der Elektrode (7), welche von ihrer mit dem Elektrolyten in Berührung stehenden Fläche entfernt ist, verbunden ist.

6. Kontinuierliche elektrolytische Behandlungszelle nach Anspruch 1, wobei die Behandlungszelle von einem Horizontal-Typ ist.

7. Kontinuierliche elektrolytische Behandlungszelle nach Anspruch 1, wobei die Behandlungszelle von einem Vertikal-Typ ist.

8. Kontinuierliche elektrolytische Behandlungszelle nach Anspruch 1, wobei die Behandlungszelle von einem Radial-Typ ist.