EP0733724B1 - Abscheidevorrichtung für Metalle aus einem metallhaltigen Elektrolyten - Google Patents

Abscheidevorrichtung für Metalle aus einem metallhaltigen Elektrolyten Download PDF

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EP0733724B1
EP0733724B1 EP96103925A EP96103925A EP0733724B1 EP 0733724 B1 EP0733724 B1 EP 0733724B1 EP 96103925 A EP96103925 A EP 96103925A EP 96103925 A EP96103925 A EP 96103925A EP 0733724 B1 EP0733724 B1 EP 0733724B1
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EP
European Patent Office
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coating
separating metals
metals according
cells
cell
Prior art date
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EP96103925A
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French (fr)
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EP0733724A1 (de
EP0733724B2 (de
Inventor
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 of steel strips, consisting of lined up vertical coating cells, in which the belt running from an upper deflection and / or current roller to a lower, redirecting role and from there to one another upper deflection and / or flow roller is guided, wherein the band section running downwards or upwards passes a gap between vertically arranged anodes and fed in by means of pumps in circulation Electrolyte flow preferably against the tape running direction is acted upon.
  • the invention is therefore based on the object Generic separator for electrolytic Deposition of metals, especially zinc, from aqueous Solutions of metal salts easier and more economical too shape.
  • This object is achieved in that two opposite walls of the coating cells as Anode plates are formed and are adjacent to each other Anode plates of successive coating cells Limit the separation space.
  • the caused by electric current Separation is thus limited to a separation room that on the one hand from the insoluble anode plates of the parallel mutually arranged anode longitudinal walls adjacent Coating cells and on the other hand on the two side Openings of the pair of anode plates preferably one and extendable locking plates is formed. It is therefore a box-shaped separation room open at the top and bottom in front, through its center, seen in the longitudinal direction, to coating tape parallel to the anode plates and to the lateral locking plates is passed through.
  • the electrolyte the opposite to the tape running direction under constraint is pumped through, only fills the two sub-rooms there made entirely of electrolyte through which the box-shaped Belt passing through the separating space between each Anode plate and the tape arise. Make the two sub-rooms very flat rectangular channels.
  • each coating cell or cassette can be train as a complete functional unit and with an inserted one Move the belt sideways out of the system in the shortest possible time. Inspections, adjustments and repairs can therefore be carried out outside the coating line or in a separate one Carry out workshop. There is also the possibility by providing reserve or Interchangeable coating cells in the shortest possible time in the event of malfunctions Time to replace the dry cell with which one considerable production and maintenance cost advantage.
  • the coating cell according to the invention can be opened Execute frame construction, i.e.
  • the coating cell has a closed, i.e. also on the front have walled frames.
  • An embodiment of the invention provides that at the top and Inflow and outflow slots at the lower end of the anode plates are arranged, which extend across the entire anode width extend. Whether the inflow point is up or down depends depending on the direction of the tape. Leave the slots provide themselves advantageously through slot nozzles that either outside, in front of the anode plates, or in the anode plates can be integrated; they definitely allow one over the full anode width even flow rate and thus create a prerequisite for an even Coil coating.
  • Diversion channels connected to inflow / outflow lines leading to a Lead suction tank in which there is the suction of the electrolyte after flowing through the two subspaces of the separation space can set required vacuum.
  • the one from the Electrolyte exiting coating cells flows freely, reaches a drip pan and flows from there outdoors Fall further into an electrolyte collection container. From there He can pump the coating cells out again be fed. It is also possible to use the drip pan as a Use of electrolyte template for the pumps.
  • the Locking plates are on both sides up to the Belt edges brought in and consequently reduce the separation or Flow space up to the respective range of the bandwidth, that 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 like the edge masks made of electrically non-conductive material existing strikers completely outside the range covered, so that no power transmission in these areas from one anode plate to another, for example at different voltages Anode plates.
  • the adjustment and thus adjustment to the respective range of locking plates with those of them worn edge masks can be motor-driven Threaded spindles or via trained as parallel links swing arms connected to a drive.
  • the Edge masks come with a one-sided coating of the tape another meaning too if the anode plate not needed not switched off or not removed to the rear Avoid coil coatings. In these cases a Coating of the currentless, switched off anode plate due to to avoid voltage differences, it is through the DE 39 01 807 C2, the currentless anode plate to divide horizontally and thus any short-circuit currents to interrupt.
  • alternating series or lining up the two types of coating cells can be used in cassette-type coating systems Length, i.e. create any coating capacity.
  • Each Coating cell is identical to an electrolyte supply and two power connections (on / off). The current distribution and the electrolyte flow distribution to each Slot nozzles are provided within the coating cell.
  • Another embodiment of the invention provides that the lined up coating cells with Quick release fasteners are locked together. At thus coating cells anchored to each other can possible thermal expansion in the longitudinal direction of the system neither on the Gap width of the anode or deposition spaces, still on the Parallelism of the current roles affect each other.
  • the single ones Coating cells support each other, and for The absorption of tape tensile forces is not an external support structure required.
  • Coating plant 1 for coating steel strips in Fig. 1 three lined up in cassette design, vertically arranged coating cells 2 and 3 shown. While the Coating cells 2 are provided with current rollers 4 at the top, has the middle coating cell in the exemplary embodiment 3 below one - rubberized to protect the belt or plastic-coated - pulley 5. Nevertheless, it lies as part of the system design, below instead of a deflection roller also to provide a power roll, which saves energy, a lower cooling effort per roll and because of the halved Electricity leads to simpler current roles and current transfers could.
  • the metal strip 6 to be coated with zinc passes through the coating system 1 in the direction of arrow 7 or 8 up or down once.
  • the metal strip 6 is thereby of head and bottom, adjustable guide rollers 9 or 10 led.
  • Those running parallel to the metal strip 6 Outer walls of the coating cells 2, 3 are anode plates 11, 12 and two adjacent anode plates 11, 12 adjacent coating cells 2, 3 and 3, 2 form a separation space 13 through the continuous Metal strip 6 in two very flat, rectangular partial spaces 14, 15 is divided.
  • Coating cells 2 and 3 are on their narrow sides closed by end walls 16, which the Distance between the two opposite each other Anode plates 11, 12 of each coating cell 2 or 3 bridge.
  • That of adjacent anode plates 11, 12 more adjacent Coating cells 2, 3 and 3, 2 limited deposition space 13 is open up and down, while its side, left and right openings of sealingly arranged Locking plates 17, 18 (see FIG. 3) are closed on their narrow sides facing the band edges with the band edges overlapping edge masks 19 (see FIG. 7) are formed.
  • the locking plates that extend over the entire anode height 17, 18 are assigned sealing strips 20, e.g. Sealing lips that form a V-shape on the plate or inflatable seals, so definitely a side completely closed seal when adjusting between the anode plates 11, 12 moving closing plates 17, 18 is reached. This also applies if the strikers 17, 18 according to the embodiment of FIG.
  • Coating cells 2 and 3 are Dry cells, because the countercurrent to the direction of the Metal tape under pressure through the separation rooms 13 pumped electrolyte only fills the two of that Metal band 6 separate sub-rooms 14, 15.
  • For supply the deposition spaces 13 with the electrolyte are - because of the Counter current supply according to the in Fig. 1 in the Coating cells 2 and 3 directed upwards and downwards Arrows 23, 24 - at the top and bottom of the anode plates 11, 12 either inflow slots 25 or outflow slots 26 arranged, which extend over the entire anode width.
  • top and bottom diversion channels 27 connected which are connected to inflow / outflow lines 28, 29 are in the embodiment of a storage tank or Recirculation container 30, which is connected to a suction tank 31 is supplied with the electrolyte, for which purpose in the Pipelines pumps 32 are arranged.
  • Coating cells 2, 3 what are due to the one Coating cells that allow cassette construction are easily possible is, five coating cells 2, 3 lined up and in shown their installation position in which they with bottom-side support and Slide rails 45 on the base frame, not shown rest.
  • the support and slide rails 45 make it possible instead remove a coating cell 2, 3 vertically upwards, move them out to the side, as in the right part of Fig. 6 can be seen.
  • the coating cells 2 and 3 are in the execution according to Fig. 5 arranged in a spray box 46, the same time as a carrier for the storage of the current rollers 4 and Deflection rollers 5 is used. Instead of the immediate vicinity of the To protect coating cells 2, 3 by a spray box 46, are the coating cells 2, 3 in the embodiment Fig. 6 extending in the longitudinal direction of the coating system Spray walls 47 assigned. On the one hand to inspect the system during operation and on the other hand for expansion a coating point 2 or 3 by moving out laterally from the coating line, as for the coating cell 2 shown in the right part of Fig. 6 are in the bulkheads 47 - or in the embodiment according to FIG. 5 in the spray box 46 - sliding doors, not shown, integrated after the Allow open access.
  • the coating cell 2 is removed from its installed position (see FIG. 4) raised to an exit level. Then it is in alignment with a roller conveyor 48 on which the Coating cell 2 can then be pulled out. For lifting or Lowering the coating cell 2 engages the cell frame 21 on the bottom pivotally attached lifting link 49, the via a common pull rod 50 from a drive 51, e.g. a cylinder drive, acted upon and adjusted.
  • a drive 51 e.g. a cylinder drive
  • FIG. 6 is also one - of that of FIG. 3rd deviating - another variant of a device for adjustment the closing plates 17, 18 to Bmin or Bmax or intermediate values can be seen.
  • This consists of one on the left and right of the two forming an anode pair, adjacent anode plates 11, 12 arranged Parallelogram handlebar pair 52, which by means of a Air / hydraulic motor drive are pivoted, causing the closing plates 17, 18 to the desired width to adjust.
  • the position drawn in solid lines the parallelogram link pairs 52 correspond to the maximum width Bmax of the metal strip 6 to be coated and the inside swiveled-in, dash-dotted position corresponds to the smallest occurring width Bmin coating metal tape 6.

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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 Metallbandes 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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