EP0196420A2 - Hochgeschwindigkeits-Elektrolysezelle für die Veredelung von bandförmigem Gut - Google Patents

Hochgeschwindigkeits-Elektrolysezelle für die Veredelung von bandförmigem Gut Download PDF

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EP0196420A2
EP0196420A2 EP86101387A EP86101387A EP0196420A2 EP 0196420 A2 EP0196420 A2 EP 0196420A2 EP 86101387 A EP86101387 A EP 86101387A EP 86101387 A EP86101387 A EP 86101387A EP 0196420 A2 EP0196420 A2 EP 0196420A2
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Hubertus Dipl.-Ing. Peters
Werner Solbach
Dietrich Dr. Ing. Wolfhard
Hans-Joachim Dipl.-Ing. May
Roland Dipl.-Ing. Schnettler
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    • C25D7/0614—Strips or foils
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    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • C25D7/0685—Spraying of electrolyte

Definitions

  • the counterflow cell is known from patent application P 33 40 732.0.
  • This device makes it possible to process e.g. in one-sided and both-sided finishing of e.g. Steel strips with both soluble and insoluble anodes to achieve a uniform and high flow rate over the entire surface of the refinement.
  • This high flow rate can be achieved with the least possible use of energy in that a large amount of electrolyte is circulated independently in the cell.
  • the circulation of large amounts of electrolyte is achieved using the lowest possible pump energy by using the liquid jet injector principle.This makes it possible for an approx. 3 to 5 times the amount of electrolyte to flow in the circuit compared to the amount introduced by direct pumping through the constructive design of the injectors in the actual electrolysis cell.
  • the water jet injectors are installed behind the anodes in the lower area of the cell as they run upward and generate an upward flow, which is achieved by suitable design of the housing and the the upper anode necks are deflected and pushed through the space between the anodes and the strip in such a way that a downward flow is created.
  • This downward flow is started by - due to the water jet injector pumps in the lower cell part behind the anodes - a negative pressure is built at the lower end of the flow shaft. This system circulates a significant portion of the electrolyte flow
  • the supply of the electrolytic cell with cleaned and cooled electrolyte takes place in that the necessary amount of electrolyte is fed to the jet nozzles from a circuit device with filter and cooler via a pump.
  • the jet pump In the area of the descending band run, the jet pump is used in such a way that it enters the required amount of electrolyte into the space between the anode and the strip via appropriately designed slot nozzles.
  • the electrolyte pumped upwards emerges from the area between the anode and the strip through appropriately designed anode necks and can partially drain to a storage tank.
  • the galvanizing cell 4 shown in Fig. 1 is usually part of a system in which several such galvanizing cells are arranged one behind the other.
  • the steel strip 1 to be finished runs from an upper current roller 2 with its descending strip section 11 in the gap 6 between vertically arranged anodes 5 in the middle through to an immersion roller 3, which is arranged in the housing filled with the electrolyte. From this deflecting immersion roller 3, the strip with its ascending strip section 12 is in turn guided through vertically arranged anode rows 7 arranged parallel to one another in the gap 8 formed accordingly to a further upper current roller 2
  • the anodes 5 and 7 are arranged with their surface facing the strip parallel to the plane of the strip being carried out and are detachably suspended from the upper anode ends 51 and 7 1, respectively.
  • the housing section 41 is formed, in which an electrolyte flow is maintained in the direction of the arrow.
  • liquid jet pumps 9 are arranged in the space between the housing wall and the anodes, the mixing tubes 91 of which are directed towards the lower side of the gap 6 with their slot nozzle-like ends. In this way, an electrolyte flow opposite to the tape running direction can be achieved with high flow velocity or with high flow pressure, which is usually kept turbulent and leads to favorable electrolysis conditions for the performed tape section 11
  • the electrolyte flow overflowing between the electrodes 51 partially flows into the overflow collector 43 and from there is fed back to the jet pumps 9 by an external system with pumps, filters, heat exchanger unit and the like.
  • a separate housing section 42 is also provided around the anodes 7, in the gap 8 of which the rising strip section 12 is guided.
  • the direction of the electrolyte current maintained in this housing section is also indicated by arrows.
  • the electrolyte is sucked into the lower area of the gap 8 via liquid jet pumps 10 and their mixing tubes 101 and pressed into the corresponding space between the housing section 42 and the anodes 7 through the mixing tubes 1 01 Achieved
  • the overflow current exiting between the anode ends 71 again flows into the overflow trap 43 and is fed back to the jet pumps 10 via the inflow pipes 102 from the intermediate treatment system.
  • the corresponding inflow pipes to the jet pumps 9 are designated by the number 92

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine vertikale elektrolytische Verzinkungszelle zur Veredlung von Stahlbändern, in der das zu veredelnde von einer oberen Umlenk- oder Stromrolle ablaufende Band zu einer unteren umlenkenden Tauchrolle und von dort zu einer weiteren oberen Umlenk- oder Stromrolle geführt wird, wobei der jeweilige zu veredelnde absteigende und aufsteigende Bandabschnitt in einem Spalt zwischen senkrecht angeordneten Anoden von dem im Umlauf geführten Elektrolytstrom mit hoher Geschwindigkeit entgegen der Bandlaufrichtung beaufschlagt wird. Bei einer solchen Verzinkungszelle wird die Umwälzung großer Elektrolytmengen unter Einsatz möglichst geringer Pumpenergie dadurch erreicht, daß der jeweils im Spalt (6, 8) zwischen den Anoden (5, 7) gegen die Bandlaufrichtung gerichtete Elektrolytstrom über unmittelbar vor oder hinter dem jeweiligen Spalteintritt angeordneten Flüssigkeitsstrahlpumpen (9, 10) erzeugt wird.

Description

  • Bekannt ist die Gegenströmungszelle aus der Patentanmeldung P 33 40 732.0.
  • Aufbauend auf dieser Patentanmeldung ergibt sich eine Vorrichtung für die Erzeugung der geforderten hohen Strömungsgeschwindigkeit von bevorzugt ca. 2 m/s im Bereich zwischen Anoden und Band.
  • Durch diese Vorrichtung wird es möglich, in Elektrolysezellen mit vertikaler Bandführung sowohl beim einseitigen als auch beidseitigen Veredeln von z.B. Stahlbändem mit sowohl löslichen als auch unlöslichen Anoden eine über die gesamte Veredelungsfläche gleichmäßige und hohe Strömungsgeschwindigkeit zu erreichen.
  • Diese hohe Strömungsgeschwindigkeit kann bei möglichst geringem Energieeinsatz dadurch erzielt werden, daß eine große Elektrolytmenge in der Zelle selbständig umgewälzt wird. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Umwälzung großer Elektrolytmengen unter Einsatz möglichst geringer Pumpenergie dadurch erreicht, daß das Flüssigkeitsstrahlinjektorprinzip Verwendung findet Hierdurch wird es möglich, daß eine ca. 3-bis 5fache Elektrolytmenge gegenüber der durch direktes Pumpen eingebrachten Menge im Kreislauf fließt Diese Umwälzmengenerhöhung ist bedingt durch die konstruktive Gestaltung der Injektoren in der eigentlichen Elektrolysezelle.
  • Damit bei Einsatz von löslichen Anoden der obere Flüssigkeitsspiegel zur Beobachtung des Bandes und der Anoden frei bleibt, sind die Wasserstrahlinjektoren beim auflaufden Trumm im unteren Bereich der Zelle hinter den Anoden eingebaut und erzeugen eine nach oben gerichtete Strömung, die durch geeignete Ausbildung des Gehäuses und der oberen Anodenhälse umgelenkt und durch den Raum zwischen den Anoden und dem Band so durchgedrückt wird, daß eine nach unten gerichtete Strömung entsteht Diese nach unten gerichtete Strömung wird dadurch in Gang gesetzt, daß -bedingt durch die Wasserstrahlinjektorpumpen im unteren Zellenteil hinter den Anoden -ein Unterdruck am unteren Ende des Strömungsschachtes aufgebaut wird. Durch dieses System wird ein erheblicher Anteil der Elektrolytströmungsmenge im Kreislauf umgewälzt
  • Die Versorgung der Elektrolysezelle mit gereinigtem und gekühltem Elektrolyt geschieht dadurch, daß von einer Kreislaufeinrichtung mit Filter und Kühler über eine Pumpe die notwendige Elektrolytrnenge den Strahldüsen zugeführt wird.
  • Im Bereich des absteigenden Bandtrumms wird die Strahlpumpe so eingesetzt, daß sie über entsprechend gestaltete Schlitzdüsen die benötigte Menge Elektrolyt in den Raum zwischen Anoden und Band eingibt Der nach oben gepumpte Elektrolyt tritt durch entsprechend gestaltete Anodenhälse aus dem Bereich zwischen Anoden und Band seitlich aus und kann teilweise zu einem Vorratstank abfließen.
  • Anhand eines abgebildeten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im folgenden näher erläutert Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Schnitt in Längsrichtung des zu veredelnden Stahlbandes durch eine Verzinkungszelle,
    • Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A -A in Fig. 1,
    • Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie B -B in Fig. 1,
    • Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie C in Fig. 1.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Verzinkungszelle 4 ist in der Regel Teil einer Anlage, in der mehrere solcher Verzinkungszellen hintereinander angeordnet sind Das zu veredelnde Stahlband 1 läuft dabei von einer oberen Stromrolle 2 mit seinem absteigenden Bandabschnitt 11 im Spalt 6 zwischen vertikal angeordneten Anoden 5 mittig hindurch zu einer Tauchrolle 3, die in dem mit dem Elektrolyten gefüllten Gehäuse angeordnet ist Von dieser umlenkenden Tauchrolle 3 wird das Band mit seinem aufsteigenden Bandabschnitt 12 wiederum durch vertikal angeordnete zueinander parallele Anodenreihen 7 im entsprechend gebildeten Spalt 8 zu einer weiteren oberen Stromrolle 2 geführt
  • Die Anoden 5 und 7 sind mit ihrer dem Band zugewandten Fläche parallel zur Ebene des durchgeführten Bandes angeordnet und an den oberen Anodenenden 51 bzw. 71 abnehmbar aufgehangen.
  • Um die Anodenpaare 5 herum ist der Gehäuseabschnitt 41 ausgebildet, in dem eine Elektrolytströmung in Pfeilrichtung aufrechterhalten wird. Dazu sind in dem Raum zwischen der Gehäusewandung und den Anoden Flüssigkeitsstrahlpumpen 9 angeordnet, deren Mischrohre 91 mit ihren schlitzdüsenartigen Enden gegen die untere Seite des Spaltes 6 gerichtet sind. Auf diese Weise kann mit hoher Strömungsgeschwindigkeit bzw. mit hohem Strömungsdruck eine zur Bandlaufrichtung entgegengesetzte Elektrolytströmung erreicht werden, die in der Regel turbulent gehalten wird und zu günstigen Elektrolysebedingungen für den durchgeführten Bandabschnitt 11 führt
  • Der oben zwischen den Elektroden 51 überströmende Elektrotytanteit fließt teilweise in den Überlaufauffang 43 und wird von dort durch ein äußeres System mit Pumpen, Filtern, Wärmetauscheraggregat und dergleichen wieder den Strahlpumpen 9 zugeführt.
  • Um die Anoden 7, in deren Spalt 8 der aufsteigende Bandabschnitt 12 geführt wird, ist ebenfalls ein getrennter Gehäuseabschnitt 42 vorgesehen. Der in diesem Gehäuseabschnitt aufrechterhaltene Elektrolytstrom ist ebenfalls in seiner Richtung mit Pfeilen angegeben. Über Flüssigkeitsstrahlpumpen 10 und deren Mischrohren 101 wird der Elektrolyt im unteren Bereich des Spaltes 8 angesaugt und durch die Mischrohre 101 in den entsprechenden Raum zwischen Gehäuseabschnitt 42 und Anoden 7 gedrückt Aufgrund der Saugwirkung wird im Spalt 8 eine große Strömungsgeschwindigkeit entgegen der Laufrichtung des Bandabschnittes 12 erzielt Der zwischen den Anodenenden 71 austretende Überlaufstrom fließt wiederum in den Überlauffang 43 ab und wird über die Zuflußrohre 102 vom zwischengeschalteten Behandlungssystem den Strahlpumpen 10 wieder zugeführt. Die entsprechenden Zuflußrohre zu den Strahlpumpen 9 sind mit der Ziffer 92 bezeichnet
    • Zusammenstellung der Bezugszeichen
    • 1 Stahlband
    • 11 Bandabschnitt
    • 12 Bandabschnitt
    • 2, 2' Stromrolle
    • 3 Tauchrolle
    • 4 Verzinkungszelle
    • 41 Gehäuseabschnitt
    • 42 Gehäuseabschnitt
    • 43 Überlaufauffang
    • 5 Anode
    • 51 Anodenende
    • 6 Spalt
    • 7 Anode
    • 71 Anodenende
    • 8 Spaft
    • 9 Strahlpumpe
    • 91 Mischrohr
    • 92 Zuflußrohr
    • 10 Strahlpumpe
    • 101 Mischrohr
    • 102 Zuflußrohr

Claims (3)

1. Vertikale elektrolytische Verzinkungszelle zur Veredlung von Stahlbändern, in der das zu veredelnde von einer oberen Umlenk-oder Stromrolle ablaufende Band zu einer unteren umlenkenden Tauchrolle und von dort zu einer weiteren oberen Umlenk-oder Stromrolle geführt wird, wobei der jeweilige zu veredelnde absteigende und aufsteigende Bandabschnitt in einem Spalt zw schen senkrecht angeordneten Anoden von dem im Umlauf geführten Elektrolytstrom mit hoher Geschwindigkeit entgegen der Bandlaufrichtung beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils im Spalt (6, 8) zwischen den Anoden (5, 7) gegen die Bandlaufrichtung gerichtete Elektrolytstrom über unmittelbar vor oder hinter dem jeweiligen Spalteintritt angeordneten Flüssigkeitsstrahlpumpen (9, 10) erzeugt wird.
2. Verzinkungszelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischrohre (91) der Flüssigkeitsstrahlpumpen (9) mit schlitzdüsenartigen Enden in die untere Öffnung des Raumes (6) zwischen den Anoden (7) münden, durch den der absteigende Bandabschnitt (11) geführt wird.
3. Verzinkungszelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um die, die Anoden-Kathodenräume (6, 8) bildenden Anoden (5, 7) sowohl für den absteigenden Bandabschnitt (11) als auch den aufsteigenden Bandabschnitt (12) getrennte Gehäuse (41, 42) angeordnet sind, in denen über die entsprechenden Flüssigkeitsstrahlpumpen - (9, 10) ein Großteil des zwischen Anode und Kathode durchgeführten Elektrolytstromes im Kreislauf bewegt wird.
EP86101387A 1985-03-23 1986-02-03 Hochgeschwindigkeits-Elektrolysezelle für die Veredelung von bandförmigem Gut Expired - Lifetime EP0196420B1 (de)

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EP0196420A3 EP0196420A3 (en) 1987-12-09
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