EP0733724A1 - Abscheidevorrichtung für Metalle aus einem metallhaltigen Elektrolyten - Google Patents

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EP0733724A1
EP0733724A1 EP96103925A EP96103925A EP0733724A1 EP 0733724 A1 EP0733724 A1 EP 0733724A1 EP 96103925 A EP96103925 A EP 96103925A EP 96103925 A EP96103925 A EP 96103925A EP 0733724 A1 EP0733724 A1 EP 0733724A1
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EP
European Patent Office
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coating
separating device
cells
cell
plates
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EP96103925A
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French (fr)
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EP0733724B2 (de
EP0733724B1 (de
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Werner Schimion
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • C25D7/0628—In vertical cells

Definitions

  • the invention relates to a separating device for metals from a metal-containing electrolyte, in particular for coating steel strips, consisting of lined up vertical coating cells, in which the strip to be coated, which runs from an upper deflection and / or flow roller to a lower, deflecting roller and from there is guided to a further upper deflection and / or current roller, the strip section running downwards and upwards respectively passing a gap between vertically arranged anodes and being able to be acted upon by an electrolyte stream fed in by means of pumps, preferably in the opposite direction of the belt running.
  • Such a device has become known from EP 0 196 420 B1.
  • Separate housings are arranged around the anodes forming the anode-cathode spaces or deposition spaces for both the downward and the upward band section, in which electrolyte flows are circulated separately via liquid jet pumps arranged in the space between the housing walls of the outer housing and the anodes be moved.
  • liquid jet pumps arranged in the space between the housing walls of the outer housing and the anodes be moved.
  • the outer housing enclosing the two anode pairs is completely filled with electrolyte up to an overflow, which not only entails a higher energy requirement when circulating the electrolyte, but also makes the assembly, maintenance and repair of the coating cells more complex.
  • the invention is therefore based on the object of making a generic deposition device for the electrolytic deposition of metals, in particular zinc, from aqueous solutions of the metal salts simpler and more economical.
  • the electrolyte which is forcibly pumped in or through in the opposite direction to the tape running direction, only completely fills the two sub-spaces there with electrolyte, which is created by the tape passing through the box-shaped separation space between an anode plate and the tape.
  • the two subspaces represent very flat rectangular channels.
  • each coating cell or cassette can be designed as a complete functional unit and can be moved sideways out of the system in the shortest possible time with the strip in place. Inspections, adjustments and repairs can therefore be carried out Carry out outside the coating line or in a separate workshop. Furthermore, there is the possibility of replacing the drying cell in the shortest possible time by providing reserve or exchangeable coating cells in the event of malfunctions, which is accompanied by a considerable advantage in terms of production and maintenance costs.
  • the coating cell according to the invention can be designed in an open frame construction, ie there are only lateral end walls, namely the anode plates of a coating cell lying opposite one another, while the end faces of the coating cell are open; the piping and distribution for the electrolyte flowing in and out into the deposition space or its two subspaces can extend in the space between the two anode plates.
  • the coating cell can have a closed frame, that is to say also a wall provided on the front side.
  • inflow and outflow slots are arranged at the upper and lower ends of the anode plates and extend over the entire anode width. Whether the inflow point is at the top or bottom depends on the direction of the belt.
  • the slots can advantageously be provided by slot nozzles, which can either be integrated outside, in front of the anode plates, or in the anode plates; in any case, they permit a flow velocity that is uniform over the full anode width and thus create a prerequisite for an even strip coating.
  • Redirection channels connected to the inflow and outflow slots are advantageously connected to inflow / outflow lines, which lead to a suction tank in which the vacuum required for suctioning off the electrolyte after flowing through the two subspaces of the deposition space can be set.
  • the electrolyte emerging from the coating cells flows freely, arrives in a collecting trough and from there continues to flow freely into an electrolyte collecting container. From there it can be returned to the coating cells by the pumps. It is also possible to use the drip pan as a Use of electrolyte template for the pumps.
  • the narrow sides of the closing plates facing the band edges be provided with edge masks - known per se from DE 41 39 066 A1.
  • the edge masks for example U-profiles that are open towards the belt edges, enclose the belt sides without contact. They shield the strip edges and prevent excessive coating there, e.g. made of zinc, and thus an undesirable bead build-up.
  • the closing plates are brought up to the belt edges on both sides and consequently reduce the separation or flow space to the respective extent of the bandwidth, which can vary; At the same time, they cover the inflow slots outside the bandwidth and thus ensure that the electrolyte only flows in the band area.
  • the anode plates are completely covered outside of the bandwidth by the closing plates which can be pushed in and out, like the edge masks made of electrically non-conductive material, so that in these areas there is also no current transmission from one anode plate to another, for example at different voltages of the anode plates.
  • the adjustment and thus adjustment to the respective bandwidth of the locking plates with the edge masks they carry can be achieved via motor-driven threaded spindles or via swing arms designed as parallel links and connected to a drive.
  • the edge masks are of further importance if the anode plate that is not required is not switched off or is not removed in order to avoid coating the strip on the back.
  • a first coating cell carries the current roller
  • a second coating cell carries the deflection roller and the next coating cell again a current roller, etc.
  • a further embodiment of the invention provides that the lined-up coating cells are locked together with quick-release fasteners.
  • possible thermal expansions in the longitudinal direction of the system can have no effect on the gap width of the anode or deposition spaces or on the parallelism of the current rollers to one another.
  • the individual coating cells support each other, and no external support structure is required to absorb strip tensile forces.
  • the cassette design of the coating cells lined up next to one another also offers a simple way of inspecting the coating system during operation.
  • free access or access namely, need the sliding doors are only pushed open accordingly; at the same time, a single coating cell can be easily moved out of the coating line to the outside with the sliding door open.
  • the spray walls or boxes could also be made of a transparent material.
  • support and slide rails are arranged on the bottom of the coating cells, with which the coating cells used can be positioned or simply moved out of the coating line. It is recommended that lifting arms attack the bottom of the coating cells, which can be adjusted together by a motor, and make it possible to lift a coating cell that is set at a lower level in the coating line and positioned there for removal to a higher extension level.
  • FIG. 1 Of a deposition device or coating system 1 for coating steel strips (not shown in detail), three vertically arranged coating cells 2 and 3 arranged in a cassette construction are shown in FIG. 1. While the coating cells 2 are provided with current rollers 4 at the top, the coating cell 3 at the bottom in the exemplary embodiment has a deflection roller 5, which is rubber-coated or plastic-coated to protect the belt. Nevertheless, it is within the scope of the system design to provide a current roller instead of a deflection roller, which leads to a Energy saving, less cooling effort per roll and because of the halved current could lead to simpler current rolls and current transfers.
  • the metal strip 6 to be coated with zinc passes through the coating installation 1 in the direction of the arrow 7 or 8 once upwards or downwards.
  • the metal strip 6 is thereby guided by head and bottom, adjustable guide rollers 9 and 10 respectively.
  • the outer walls of the coating cells 2, 3, which run parallel to the metal strip 6, are designed as anode plates 11, 12, and two adjacent anode plates 11, 12 of adjoining coating cells 2, 3 and 3, 2 respectively form a deposition space 13 which is passed through the continuous metal strip 6 is divided into two very flat, rectangular sub-rooms 14, 15.
  • the coating cells 2 and 3 are closed on their narrow sides by end walls 16 which bridge the distance between the two opposite anode plates 11, 12 of each coating cell 2 and 3.
  • the deposition space 13 delimited by adjacent anode plates 11, 12 adjoining coating cells 2, 3 and 3, 2 is open at the top and bottom, while its lateral, left and right openings are arranged by sealing plates 17, 18 (see FIG. 3). are closed, which are formed on their narrow sides facing the band edges with edge masks 19 covering the band edges (cf. FIG. 7).
  • Sealing strips 20 are assigned to the closing plates 17, 18, which extend over the entire anode height, e.g. Sealing lips which form a V-shape on the plate or inflatable seals, so that in any case a laterally completely closed seal of the closing plates 17, 18 which moves between the anode plates 11, 12 is achieved.
  • This also applies if the distance between the locking plates 17, 18 according to the embodiment according to FIG. 7 is changed by means of a lever system consisting of levers 22 which are articulated on the one hand on the cell frame 21 and on the other hand on the anode plates 11, 12; Despite moving anode plates 11, 12, the lateral gap seal is retained.
  • the coating cells 2 and 3 are dry cells, because the electrolyte pumped in countercurrent to the direction of travel of the metal strip and forced through the deposition spaces 13 only fills the two subspaces 14, 15 separated from the metal strip 6.
  • For supply of the deposition spaces 13 with the electrolyte are - because of the countercurrent supply according to the upward and downward arrows 23, 24 in the coating cells 2 and 3 in FIG. 1 - either inflow slits 25 or at the upper and lower ends of the anode plates 11, 12
  • Outflow slots 26 are arranged, which extend over the entire width of the anode.
  • top and bottom diversion channels 27, which are connected to inflow / outflow lines 28, 29, which in the exemplary embodiment are supplied with the electrolyte from a storage tank or circulation tank 30, which is connected to a suction tank 31, for which purpose the pipes 32 pumps are arranged.
  • the individual coating cells 2 and 3 are on the front side Arranged bars clamped together or with each other, so that thermal expansion in the longitudinal direction of the system can not have a disadvantageous effect.
  • Fig. 3 which shows the coating cells of Fig. 2 seen from the left, it can be seen in more detail that the closing plates 17, 18 have been moved there by means of a spindle drive 44 to the spacing dimension 6 corresponding to the smallest width Bmin of the metal strip; up to the maximum occurring bandwidth Bmax, the mutually opposite locking plates 17, 18 can be variably adjusted.
  • the coating cells 2 and 3 are arranged in a spray box 46, which at the same time serves as a carrier for the storage of the current rollers 4 and the deflection rollers 5.
  • the spraying cells 47 instead of protecting the immediate surroundings of the coating cells 2, 3 by means of a spray box 46, are assigned spray walls 47 which extend in the longitudinal direction of the coating system.
  • spray walls 47 which extend in the longitudinal direction of the coating system.
  • the coating cell 2 is raised from its installed position (cf. FIG. 4) to an extension level. It is then in alignment with a roller conveyor 48, on which the coating cell 2 can then be pulled out.
  • lifting arms 49 which are pivotally movably attached to the bottom of the cell frame 21 and which are actuated by a drive 51, e.g. a cylinder drive, acted upon and adjusted.
  • FIG. 6 also shows another variant of a device for adjusting the locking plates 17, 18 to Bmin or Bmax or values in between, which differ from that in FIG. 3.
  • This consists of a pair of parallelogram links 52 arranged to the left and right of the two adjacent anode plates 11, 12 forming an anode pair, which are pivoted by means of an air / hydraulic motor drive, whereby the locking plates 17, 18 adjust to the desired width dimension.
  • the position of the parallelogram link pairs 52 drawn in solid lines corresponds to the maximum width Bmax of the metal strip 6 to be coated and to the inside pivoted-in, dash-dotted position corresponds to the smallest occurring width Bmin of the metal strip 6 to be coated.

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Abstract

Bei einer Abscheidevorrichtung (1) für Metalle aus einem metallhaltigen Elektrolyten, insbesondere zum Beschichten von Stahlbändern, bestehend aus aneinandergereihten vertikalen Beschichtungszellen (2, 3), in der das zu beschichtende, von einer oberen Umlenk- und/oder Stromrolle (4) ablaufende Band (6) zu einer unteren, umlenkenden Rolle (5) und von dort zu einer weiteren oberen Umlenk- und/oder Stromrolle (4) geführt ist, wobei der jeweils nach unten bzw. nach oben laufende Bandabschnitt einen Spalt zwischen senkrecht angeordneten Anoden (11, 12) passiert und von einem mittels Pumpen (32) im Umlauf eingespeisten Elektrolytstrom vorzugsweise entgegen der Bandlaufrichtung beaufschlagbar ist, sind zwei einander gegenüberliegende Wände der Beschichtungszellen (2, 3) als Anodenplatten (11, 12) ausgebildet und jeweils einander benachbarte Anodenplatten (11, 12) aufeinanderfolgender Beschichtungszellen (2, 3 bzw. 3, 2) begrenzen einen Abscheideraum (13). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung für Metalle aus einem metallhaltigen Elektrolyten, insbesondere zum Beschichten von Stahlbändern, bestehend aus aneinandergereihten vertikalen Beschichtungszellen, in der das zu beschichtende, von einer oberen Umlenk- und/oder Stromrolle ablaufende Band zu einer unteren, umlenkenden Rolle und von dort zu einer weiteren oberen Umlenk- und/oder Stromrolle geführt ist, wobei der jeweils nach unten bzw. nach oben laufende Bandabschnitt einen Spalt zwischen senkrecht angeordneten Anoden passiert und von einem mittels Pumpen im Umlauf eingespeisten Elektrolytstrom vorzugsweise entgegen der Bandlaufrichtung beaufschlagbar ist.
  • Eine derartige Vorrichtung ist durch die EP 0 196 420 B1 bekanntgeworden. Um die die Anoden-Kathodenräume bzw. Abscheideräume bildenden Anoden sowohl für den nach unten als auch für den nach oben laufenden Bandabschnitt sind dort getrennte Gehäuse angeordnet, in denen Elektrolytströme getrennt über in dem Raum zwischen den Gehäusewandungen des Außengehäuses und den Anoden angeordneten Flüssigkeitsstrahlpumpen im Umlauf bewegt werden. Durch das Zuführen des Elektrolytstroms mit hoher Geschwindigkeit entgegen der Bandlaufrichtung wird eine möglichst turbulente, die elektrolytische Abscheidung beschleunigende Gegenströmung erzeugt. Das die beiden Anodenpaare umschließende Außengehäuse ist bis zu einem Überlauf vollständig mit Elektrolyt gefüllt, was nicht nur einen höheren Energiebedarf beim Umwälzen des Elektrolyten mit sich bringt, sondern auch die Montage sowie Wartung und Instandhaltung der Beschichtungszellen aufwendiger gestaltet. Außerdem kommt es zu nicht mehr kontrollierbaren bzw. steuerbaren Strömungsgeschwindigkeiten des über Strahldüsen durch erhöhten Druck eingepreßten Elektrolyten; weiterhin lassen sich Ansammlungen von Eisenhydroxydschlamm am Boden der Zelle nicht verhindern.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Abscheidevorrichtung zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen, insbesondere von Zink, aus wässrigen Lösungen der Metallsalze einfacher und wirtschaftlicher zu gestalten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei einander gegenüberliegende Wände der Beschichtungszellen als Anodenplatten ausgebildet sind und jeweils einander benachbarte Anodenplatten aufeinanderfolgender Beschichtungszellen einen Abscheideraum begrenzen. Die durch elektrischen Strom bewirkte Abscheidung wird somit auf einen Abscheideraum beschränkt, der einerseits aus den unlöslichen Anodenplatten der parallel zueinander angeordneten Anoden-Längswände benachbarter Beschichtungszellen und andererseits von an den beiden seitlichen Öffnungen des Anodenplattenpaares vorzugsweise ein- und ausschiebbaren Schließplatten gebildet wird. Es liegt somit ein nach oben und unten offener, kastenförmiger Abscheideraum vor, durch dessen Zentrum, in Längsrichtung gesehen, das zu beschichtende Band parallel zu den Anodenplatten und zu den seitlichen Schließplatten hindurchgeführt wird. Der Elektrolyt, der gegenläufig zur Bandlaufrichtung unter Zwang ein- bzw. hindurchgepumpt wird, füllt dort lediglich die beiden Teilräume vollständig mit Elektrolyt aus, die durch das den kastenförmigen Abscheideraum durchlaufende Band zwischen jeweils einer Anodenplatte und dem Band entstehen. Die beiden Teilräume stellen sehr flache Rechteckkanäle dar.
  • Außer in den Teilräumen befindet sich kein Elektrolyt in der Beschichtungszelle, die somit als Trockenzelle vorliegt und in einfacher Weise eine Kassettenbauweise der Beschichtungsanlage ermöglicht. Jede Beschichtungszelle bzw. -kassette läßt sich als komplette Funktionseinheit ausbilden und bei einliegendem Band seitlich in kürzester Zeit aus der Anlage herausfahren. Es lassen sich daher Inspektionen, Einstellungen und Reparaturen außerhalb der Beschichtungslinie bzw. in einer separaten Werkstatt durchführen. Weiterhin bietet sich die Möglichkeit, durch Bereitstellung von Reserve- bzw. Wechsel-Beschichtungszellen bei Betriebsstörungen in kürzester Zeit einen Austausch der Trockenzelle vorzunehmen, womit ein erheblicher Produktions- und Wartungskostenvorteil einhergeht. Die erfindungsgemäße Beschichtungszelle läßt sich in offener Rahmenbauweise ausführen, d.h. es sind nur seitliche Abschlußwände vorhanden, nämlich die einander gegenüberliegenden Anodenplatten einer Beschichtungszelle, während die Stirnseiten der Beschichtungszelle offen sind; die Verrohrung und Verteilung für den in den Abscheideraum bzw. dessen beiden Teilräumen ein- und abströmenden Elektrolyten kann sich hierbei in dem Freiraum zwischen den beiden Anodenplatten erstrecken. Alternativ kann die Beschichtungszelle einen geschlossenen, d.h. auch stirnseitig mit Wänden versehenen Rahmen aufweisen.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß am oberen und am unteren Ende der Anodenplatten Ein- und Ausströmschlitze angeordnet sind, die sich über die gesamte Anodenbreite erstrecken. Ob die Einströmstelle oben oder unten ist hängt von der jeweiligen Bandlaufrichtung ab. Die Schlitze lassen sich vorteilhaft durch Schlitzdüsen bereitstellen, die entweder außerhalb, vor den Anodenplatten, oder in die Anodenplatten integriert sein können; sie gestatten auf jeden Fall eine über die volle Anodenbreite gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit und schaffen damit eine Voraussetzung für eine gleichmäßige Bandbeschichtung.
  • Vorteilhaft sind an die Ein- und Ausströmschlitze angeschlossene Umleitkanäle mit Zu-/Abströmleitungen verbunden, die zu einem Absaugetank führen, in dem sich der zum Absaugen des Elektrolyten nach dem Durchströmen der beiden Teilräume des Abscheideraums erforderliche Unterdruck einstellen läßt. Der aus den Beschichtungszellen austretende Elektrolyt fließt frei ab, gelangt in eine Auffangwanne und fließt von dort aus im freien Gefälle weiter in einen Elektrolyt-Sammelbehälter. Von dort aus kann er durch die Pumpen den Beschichtungszellen wieder zugeführt werden. Es ist auch möglich, die Auffangwanne als Elektrolytvorlage für die Pumpen mitzubenutzen.
  • Es wird vorgeschlagen, daß die den Bandkanten zugewandten Schmalseiten der Schließplatten mit - an sich aus der DE 41 39 066 A1 bekannten - Kantenmasken versehen sind. Während die ein- und ausschiebbaren Schließplatten den kastenförmigen Abscheideraum seitlich vollständig abdichten, umschließen die Kantenmasken, beispielsweise zu den Bandkanten hin offene U-Profile, die Bandseiten berührungslos. Sie schirmen die Bandkanten ab und verhindern eine dort übermäßige Beschichtung, z.B. aus Zink, und damit einen unerwünschten Wulstaufbau. Die Schließplatten hingegen werden auf beiden Seiten bis an die Bandkanten herangeführt und verkleinern folglich den Abscheide- bzw. Durchströmungsraum bis auf das jeweilige Maß der Bandbreite, die variieren kann; gleichzeitig decken sie die Einströmsschlitze außerhalb der Bandbreite ab und gewährleisten damit, daß der Elektrolyt nur im Bandbereich strömt.
  • Die Anodenplatten werden durch die ein- und ausschiebbaren, wie die Kantenmasken aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Schließplatten außerhalb der Bandbreite völlig abgedeckt, so daß in diesen Bereichen auch keine Stromübertragung von der einen zur anderen Anodenplatte stattfindet, beispielsweise bei unterschiedlichen Spannungen der Anodenplatten. Das Verstellen und damit Einstellen an die jeweilige Bandbreite der Schließplatten mit den von ihnen getragenen Kantenmasken läßt sich über motorgetriebene Gewindespindeln oder über als Parallellenker ausgebildete, an einen Antrieb angeschlossene Schwingen erreichen. Den Kantenmasken kommt bei einer einseitigen Beschichtung des Bandes eine weitere Bedeutung zu, wenn die nicht benötigte Anodenplatte nicht ausgeschaltet bzw. nicht ausgebaut wird, um rückseitige Bandbeschichtungen zu vermeiden. Um in diesen Fällen eine Beschichtung der stromlosen, abgeschalteten Anodenplatte aufgrund von Spannungsdifferenzen zu vermeiden, ist es durch die DE 39 01 807 C2 bekanntgeworden, die stromlose Anodenplatte horizontal zu unterteilen und damit etwaige Kurzschlußströme zu unterbrechen.
  • Nach einem bevorzugten Vorschlag der Erfindung trägt eine erste Beschichtungszelle die Stromrolle, eine zweite Beschichtungszelle die Umlenkrolle und die nächste Beschichtungszelle wieder eine Stromrolle usw.. Durch alternierendes Hintereinanderstellen bzw. Aneinanderreihen der beiden Typen von Beschichtungszellen lassen sich in Kassettenbauweise Beschichtungsanlagen beliebiger Länge, d.h. beliebiger Beschichtungskapazität schaffen. Jede Beschichtungszelle ist identisch mit einer Elektrolytzufuhr und zwei Stromanschlüssen (ein/aus) versehen. Die Stromverteilung und die Elektrolytströmungsverteilung auf die jeweiligen Schlitzdüsen sind innerhalb der Beschichtungszelle vorgesehen.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die aneinandergereihten Beschichtungszellen mit Schnellspannverschlüssen untereinander verriegelt sind. Bei somit untereinander verankerten Beschichtungszellen können sich mögliche Wärmedehnungen in Anlagenlängsrichtung weder auf die Spaltbreite der Anoden- bzw. Abscheideräume, noch auf die Parallelität der Stromrollen zueinander auswirken. Die einzelnen Beschichtungszellen stützen sich gegenseitig ab, und zum Auffangen von Bandzugkräften ist keine äußere Stützkonstruktion erforderlich.
  • Es empfiehlt sich, Spritzwände vorzusehen, die die Beschichtungszellen seitlich abschirmen. Alternativ ist es möglich, die Beschichtungszellen in einem Spritzkasten anzuordnen. Jedoch sind bei den erfindungsgemäß erreichten Trockenzellen weder für die Spritzwände noch für einen Spritzkasten flüssigkeitsdichte und säurefeste Zellengehäuse erforderlich, die zudem noch von hoher mechanischer Stabilität sein müssen, wie das bei bekannten Beschichtunganlagen der Fall ist.
  • Wenn in den Spritzwänden bzw. in dem Spritzkasten vorteilhaft Türen, insbesondere Schiebetüren, angeordnet sind, bietet die Kassettenbauweise der aneinandergereihten Beschichtungszellen auf einfache Weise weiterhin eine Möglichkeit, die Beschichtungsanlage im laufenden Betrieb zu inspizieren. Zur freien Einsichtnahme bzw. zum freien Zugang brauchen nämlich die Schiebetüren lediglich entsprechend aufgeschoben zu werden; gleichzeitig läßt sich eine einzelne Beschichtungszelle bei geöffneter Schiebetür ohne Probleme aus der Beschichtungslinie seitlich nach außen herausfahren. Zur reinen Sichtinspektion könnten die Spritzwände bzw. -kästen auch aus einem durchsichtigem Material bestehen.
  • Nach einem Vorschlag der Erfindung sind am Boden der Beshichtungszellen Auflager- und Gleitschienen angeordnet, mit denen sich eingesetzte Beschichtungszellen positionieren bzw. einfach aus der Beschichtungslinie herausfahren lassen. Hierbei empfiehlt es sich, daß an den Boden der Beschichtungszellen Hublenker angreifen, die sich motorgetrieben gemeinsam verstellen lassen und es ermöglichen, eine auf niedrigeres Niveau in der Beschichtungslinie abgesetzte und dort positionierte Beschichtungszelle zum Ausbau dann auf eine höhergelegene Ausfahrebene anzuheben.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert sind. Es zeigen:
    • Fig. 1
    als Einzelheit einer Beschichtungsanlage im Längsschnitt drei aneinandergereihte Beschichtungszellen, deren Längswände aus Anodenplatten bestehen und von denen jeweils zwei einander benachbarte Anodenplatten aufeinanderfolgender Beschichtungszellen einen Abscheideraum einschließen, schematisch mit ihren Versorgungsleitungsanschlüssen zu einem Absaugetank und einem Vorratstank bzw. Umlaufbehälter dargestellt;
    Fig. 2
    in Kassettenbauweise aneinandergereihte und über stirnseitig angeordnete Riegel untereinander verspannte Beschichtungszellen in einer Seitenansicht;
    Fig. 3
    eine Vorderansicht einer Beschichtungszelle mit dieser links und rechts zugeordneten, ein- und ausschiebbaren, spindelverstellbaren Schließplatten;
    Fig. 4
    in einer Seitenansicht mehrere in Betriebsposition in einer Beschichtungsanlage eingesetzte Beschichtungszellen, die bodenseitige Auflager- und Gleitschienen zum Positionieren und seitlichen Herausfahren aufweisen;
    Fig. 5
    in der Vorderansicht als Einzelheit eine in einem Spritzkasten angeordnete Beschichtungszelle;
    Fig. 6
    eine Vorderansicht einer Beschichtungszelle für eine Breitbandbeschichtungsanlage mit Bewegungsmechanismen für die ein- und ausschiebbaren Schließplatten sowie zum Anheben der Beschichtungszelle von ihrer Einbauposition auf ein Ausfahrniveau, zum Ausfahren der Beschichtungszelle in die im rechten Teil von Fig. 6 gezeigte Ausfahrposition; und
    Fig. 7
    als Einzelheit eine Ansicht auf ein Anodenpaar mit zueinander verstellbaren Anodenplatten, im Bandkantenbereich mit Abdichtung der ein- und ausschiebbaren Schließplatte gezeigt.
  • Von einer nicht näher dargestellten Abscheidevorrichtung bzw. Beschichtungsanlage 1 zum Beschichten von Stahlbändern sind in Fig. 1 drei in Kassettenbauweise aneinandergereihte, vertikal angeordnete Beschichtungszellen 2 bzw. 3 gezeigt. Während die Beschichtungszellen 2 oben mit Stromrollen 4 versehen sind, besitzt die im Ausführungsbeispiel mittlere Beschichtungszelle 3 unten eine - zur Bandschonung gummierte oder kunststoffbeschichtete - Umlenkrolle 5. Gleichwohl liegt es im Rahmen der Anlagengestaltung, unten statt einer Umlenkrolle auch eine Stromrolle vorzusehen, was zu einer Energie-Einsparung, einen geringeren Kühlaufwand je Rolle und wegen des halbierten Stroms zu einfacheren Stromrollen und Stromübertragungen führen könnte.
  • Das mit beispielsweise Zink zu beschichtende Metallband 6 durchläuft die Beschichtungsanlage 1 in Pfeilrichtung 7 bzw. 8 einmal nach oben bzw. nach unten. Das Metallband 6 wird dabei von kopf- und bodenseitigen, anstellbaren Führungsrollen 9 bzw. 10 geführt. Die zu dem Metallband 6 parallel verlaufenden Außenwände der Beschichtungszellen 2, 3 sind als Anodenplatten 11, 12 ausgebildet, und jeweils zwei benachbarte Anodenplatten 11, 12 aneinandergrenzender Beschichtungszellen 2, 3 bzw. 3, 2 bilden einen Abscheideraum 13, der durch das durchlaufende Metallband 6 in zwei sehr flache, rechteckige Teilräume 14, 15 unterteilt wird. Die Beschichtungszellen 2 bzw. 3 sind an ihren Schmalseiten durch Stirnwände 16 verschlossen, die den Abstand zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Anodenplatten 11, 12 einer jeden Beschichtungszelle 2 bzw. 3 überbrücken.
  • Der von benachbarten Anodenplatten 11, 12 aneinandergrenzender Beschichtungszellen 2, 3 bzw. 3, 2 begrenzte Abscheideraum 13 ist nach oben und nach unten offen, während seine seitlichen, linken und rechten Öffnungen von dichtend angeordneten Schließplatten 17, 18 (vgl. Fig. 3) verschlossen sind, die an ihren den Bandkanten zugewandten Schmalseiten mit die Bandkanten überdeckenden Kantenmasken 19 (vgl. Fig. 7) ausgebildet sind. Den sich über die gesamte Anodenhöhe erstreckenden Schließplatten 17, 18 sind gemäß Fig. 7 Abdichtleisten 20 zugeordnet, z.B. Dichtlippen, die sich V-förmig an die Platte anlegen oder aufblasbare Dichtungen, so daß auf jeden Fall eine seitlich vollständig geschlossene Dichtung der sich beim Verstellen zwischen den Anodenplatten 11, 12 bewegenden Schließplatten 17, 18 erreicht wird. Das gilt auch dann, wenn die Schließplatten 17, 18 gemäß der Ausführung nach Fig. 7 mittels eines aus einerseits am Zellenrahmen 21 und andererseits an den Anodenplatten 11, 12 angelenkten Hebeln 22 bestehenden Hebelsystems in ihrem Abstand zueinander verändert werden; trotz bewegter Anodenplatten 11, 12 bleibt die seitliche Spaltraumabdichtung erhalten.
  • Bei den Beschichtungszellen 2 bzw. 3 handelt es sich um Trockenzellen, denn der im Gegenstrom zur Laufrichtung des Metallbandes unter Zwang durch die Abscheideräume 13 hindurchgepumpte Elektrolyt füllt nur die beiden von dem Metallband 6 getrennten Teilräume 14, 15 auf. Zum Versorgen der Abscheideräume 13 mit dem Elektrolyten sind - wegen der Gegenstromversorgung gemäß den in Fig. 1 in den Beschichtungszellen 2 bzw. 3 nach oben und nach unten gerichteten Pfeilen 23, 24 - am oberen und am unteren Ende der Anodenplatten 11, 12 entweder Einströmschlitze 25 oder Ausströmschlitze 26 angeordnet, die sich über die gesamte Anodenbreite erstrecken. Diese sind an kopf- und bodenseitige Umleitkanäle 27 angeschlossen, die mit Zu-/Abströmleitungen 28, 29 verbunden sind, die im Ausführungsbeispiel von einem Vorratstank bzw. Umlaufbehälter 30, der an einen Absaugtank 31 angeschlossen ist, mit dem Elektrolyten versorgt werden, wozu in den Rohrleitungen Pumpen 32 angeordnet sind.
  • Wie der Seitenansicht nach Fig. 2 zu entnehmen ist, in der ansonsten im wesentlichen lediglich noch die Eintrittsschlitzdüsen 25 für den Elektrolyten sowie die in Stützböcken gelagerten Strom- und Umlenkrollen 4 bzw. 6 gezeigt sind, werden die einzelnen Beschichtungszellen 2 bzw. 3 über stirnseitig angeordnete Riegel mit- bzw. untereinander verspannt, so daß sich Wärmedehnungen in Anlagenlängsrichtung nicht nachteilig auswirken können. Aus Fig. 3, die die Beschichtungszellen der Fig. 2 von links gesehen zeigt, ist näher zu erkennen, daß die Schließplatten 17, 18 dort mittels eines Spindelantriebes 44 auf das der kleinsten Breite Bmin des Metallband es 6 entsprechende Abstandsmaß aufeinanderzubewegt worden sind; bis zur maximal vorkommenden Bandbreite Bmax lassen sich die einander gegenüberliegenden Schließplatten 17, 18 variabel verstellen.
  • Gemäß dem Anlagenschema nach Fig. 4 sind, was aufgrund der eine Kassettenbauweise erlaubenden Beschichtungszellen einfach möglich ist, fünf Beschichtungszellen 2, 3 aneinandergereiht und in ihrer Einbaulage gezeigt, in der sie mit bodenseitigen Auflager- und Gleitschienen 45 auf dem nicht dargestellten Grundrahmen ruhen. Die Auflage- und Gleitschienen 45 ermöglichen es, statt eine Beschichtungszelle 2, 3 vertikal nach oben auszubauen, diese seitlich herauszufahren, wie im rechten Teil der Fig. 6 zu sehen ist.
  • Die Beschichtungszellen 2 bzw. 3 sind bei der Ausführung nach Fig. 5 in einem Spritzkasten 46 angeordnet, der gleichzeitig als Träger für die Lagerung der Stromrollen 4 und der Umlenkrollen 5 dient. Statt die unmittelbare Umgebung der Beschichtungszellen 2, 3 durch einen Spritzkasten 46 zu schützen, sind den Beschichtungszellen 2, 3 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sich in Längsrichtung der Beschichtungsanlage erstreckende Spritzwände 47 zugeordnet. Einerseits zur Inspektion der Anlage während des laufenden Betriebes und andererseits zum Ausbau einer Beschichtungstelle 2 bzw. 3 durch seitliches Herausfahren aus der Beschichtungslinie, wie für die Beschichtungszelle 2 im rechten Teil der Fig. 6 gezeigt, sind in den Spritzwänden 47 - bzw. bei der Ausführung nach Fig. 5 in dem Spritzkasten 46 - nicht dargestellte Schiebetüren integriert, die nach dem Öffnen einen freien Zugang ermöglichen.
  • Zum Ausbau und seitlichen Ausfahren des Zellenrahmens 21 mit den Anodenplatten 11, 12 und der oben angeordneten Stromrolle 4 wird die Beschichtungszelle 2 aus ihrer Einbaulage (vgl. Fig. 4) bis auf ein Ausfahrniveau angehoben. Sie befindet sich dann in einer Flucht mit einer Rollenbahn 48, auf der sich die Beschichtungszelle 2 dann herausziehen läßt. Zum Anheben oder Absenken der Beschichtungszelle 2 greifen am Zellenrahmen 21 bodenseitig schwenkbeweglich befestigte Hublenker 49 an, die über eine gemeinsame Zugstange 50 von einem Antrieb 51, z.B. ein Zylinderantrieb, beaufschlagt und damit verstellt werden.
  • Aus Fig. 6 ist weiterhin eine - von derjenigen nach Fig. 3 abweichende - andere Variante einer Einrichtung zum Verstellen der Schließplatten 17, 18 auf Bmin bzw. Bmax bzw. dazwischenliegende Werte ersichtlich. Diese besteht aus jeweils einem links und rechts von den beiden ein Anodenpaar bildenden, benachbarten Anodenplatten 11, 12 angeordnetem Parallelogrammlenkerpaar 52, die mittels eines Luft-/Hyraulikmotorantriebes verschwenkt werden, wodurch sich die Schließplatten 17, 18 auf das gewünschte Breitenmaß einstellen. Die in durchgezogenen Linien gezeichnete Stellung der Parallelogrammlenkerpaare 52 entspricht der maximalen Breite Bmax des zu beschichtenden Metallbandes 6 und die nach innen eingeschwenkte, strichpunktiert gekennzeichnete Stellung entspricht der kleinsten vorkommenden Breite Bmin des zu beschichtenden Metallbandes 6.

Claims (12)

  1. Abscheidevorrichtung für Metalle aus einem metallhaltigen Elektrolyten, insbesondere zum Beschichten von Stahlbändern, bestehend aus aneinandergereihten vertikalen Beschichtungszellen, in der das zu beschichtende, von einer oberen Umlenk- und/oder Stromrolle ablaufende Band zu einer unteren, umlenkenden Rolle und von dort zu einer weiteren oberen Umlenk- und/oder Stromrolle geführt ist, wobei der jeweils nach unten bzw. nach oben laufende Bandabschnitt einen Spalt zwischen senkrecht anordneten Anoden passiert und von einem mittels Pumpen im Umlauf eingespeisten Elektrolytstrom vorzugsweise entgegen der Bandlaufrichtung beaufschlagbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwei einander gegenüberliegende Wände der Beschichtungszellen (2; 3) als Anodenplatten (11, 12) ausgebildet sind und jeweils einander benachbarte Anodenplatten (11; 12) aufeinanderfolgender Beschichtungszellen (2, 3 bzw. 3, 2) einen Abscheideraum (13) begrenzen.
  2. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    am oberen und am unteren Ende der Anodenplatten (11, 12) angeordnete, sich über die gesamte Anodenbreite erstreckende Ein- und Ausströmschlitze (25, 26).
  3. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an die Ein- und Austrittsschlitze (25, 26) angeschlossene Umleitkanäle (27) mit Zu-/Abströmleitungen (28, 29) verbunden sind.
  4. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß den seitlichen Öffnungen des Anodenplattenpaares (11; 12) ein- und ausschiebbare Schließplatten (17, 18) zugeordnet sind.
  5. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die den Bandkanten zugewandten Schmalseiten der Schließplatten (17) mit Kantenmasken (19) versehen sind.
  6. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine erste Beschichtungszelle (2) die Stromrolle (4), eine zweite Beschichtungszelle (3) die Umlenkrolle (5) und die nächste Beschichtungszelle (2) wieder eine Stromrolle (4) trägt.
  7. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die aneinandergereihten Beschichtungszellen (2; 3) mit Schnellspannverschlüssen (33) untereinander verriegelt sind.
  8. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    gekennzeichnet durch
    die Beschichtungszellen (2; 3) seitlich abschirmende Spritzwände(47).
  9. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 8,
    gekennzeichnet durch
    in den Spritzwänden (47) angeordnete Türen.
  10. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß am Boden der Beschichtungszellen Auflager- und Gleitschienen (45) angeordnet sind.
  11. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an den Boden der Beschichtungszellen (2, 3) Hublenker (49) angreifen.
  12. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Beschichtungszellen (2, 3) in einem Spritzkasten (46) angeordnet sind.
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