IT201600105817A1 - Impianto per il rivestimento elettrolitico di un filo o nastro di alluminio - Google Patents
Impianto per il rivestimento elettrolitico di un filo o nastro di alluminioInfo
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Description
"IMPIANTO PER IL RIVESTIMENTO ELETTROLITICO DI UN FILO 0 NASTRO DI ALLUMINIO"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un impianto per il rivestimento elettrolitico di un filo o nastro di alluminio.
L'impianto secondo la presente invenzione è particolarmente utile per la produzione di filo o nastro di alluminio rivestito con rame e stagno.
Compito della presente invenzione è quello di realizzare un impianto in grado di produrre in continuo un filo di alluminio, rivestito in rame, e che abbia caratteristiche di duttilità idonee ad una successiva ritrafilatura.
Uno scopo del trovato, è quello di realizzare un impianto in grado di assicurare una grande produttività con costi ridotti.
Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un impianto dotato di tutte le caratteristiche di sicurezza ed in grado di soddisfare tutte le normative più severe in termini di emissioni e smaltimento .
Questi scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un impianto per il rivestimento elettrolitico di un filo o nastro di alluminio comprendente un devolgitore per aspi e bobine ed un dispositivo di accumulo disposti ad una estremità iniziale di una struttura di vasca elettrolitica ed atti ad alimentare un filo e/o nastro a detta struttura di vasca elettrolitica; un secondo dispositivo di accumulo seguito da almeno un bobinatore per filo e/o nastro disposti all'estremità finale di detta struttura di vasca elettrolitica; detta struttura di vasca elettrolitica comprendendo una pluralità di vasche di contenimento e trattamento che definiscono una pluralità di scomparti per effettuare in sequenza le operazioni richieste dal trattamento; la movimentazione del filo e/o nastro avviene mediante un sistema a cabestani multigola; detto impianto essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un'apparecchiatura di trattamento termico disposta a valle di detta struttura di vasca elettrolitica ed atta ad effettuare un trattamento termico dell'alluminio rivestito galvanicamente con rame e stagno, al fine di normalizzare e detensionare il filo/nastro; detta apparecchiatura effettuando detto trattamento termico in continuo.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, dell'invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:
la figura 1 è una vista in alzato laterale dell'impianto secondo la presente invenzione;
la figura 2 è una vista schematica, in alzato, dell'apparecchiatura di trattamento termico ad effetto Joule;
la figura 3 è una vista in pianta dell'apparecchiatura della figura precedente;
la figura 4 è una vista in alzato laterale dell'impianto secondo un'ulteriore aspetto della presente invenzione;
la figura 5 è una vista schematica, in alzato dell'apparecchiatura di trattamento termico ad induzione;
la figura 6 è una vista in pianta dell'apparecchiatura della figura precedente;
la figura 7 è una vista in alzato laterale dell'impianto secondo un'ulteriore aspetto della presente invenzione;
la figura 8 è una vista schematica, in alzato, dell'apparecchiatura di trattamento termico a resistenze elettriche;
la figura 9 è una vista in pianta dell'apparecchiatura della figura precedente.
Con riferimento alle figure citate, l'impianto per il rivestimento elettrolitico con rame e stagno dì filo di alluminio, secondo l'invenzione, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un devolgitore 2 per aspi e bobine, ed un dispositivo di accumulo ad asse verticale 3, i quali alimentano il filo/nastro ad una struttura di vasca elettrolitica, globalmente indicata con il numero di riferimento 4.
All'altra estremità della struttura di vasca elettrolitica 4, è disposto un dispositivo di accumulo ad asse verticale 5, seguito da un bobinatore per filo 6 o da un bobinatore ad asse verticale per nastro.
L'impianto 1 comprende inoltre un'apparecchiatura di trattamento acque e fumi, non visibile nelle figure, per il trattamento in continuo, senza scarico, delle acque di lavaggio e dell'aspirazione dei vapori di lavorazione.
La struttura di vasca elettrolitica 4 è autoportante, in acciaio inox, e comprende una pluralità di vasche 9, in polipropilene, di contenimento e trattamento.
Le vasche definiscono una pluralità di scomparti per effettuare le seguenti operazioni in sequenza: decapaggio alcalino chimico, lavaggio, attivazione, lavaggio, preparazione chimica di zincatura, lavaggi, ancoraggio elettrolitico, lavaggi, ramatura elettrolitica, lavaggi, stagnatura elettrolitica, lavaggio, asciugatura.
Negli scomparti di trattamento elettrolitico, completamente isolati elettricamente, il filo scorre avvolto su due pulegge multigola ad asse orizzontale, con fondo piano per nastro e rulli premi spira sagomati rimovibili per filo con circa 90 m di filo in immersione nelle soluzioni di decapaggio e preparazione, nell'ancoraggio elettrolitico, nella ramatura e nella stagnatura.
La struttura comprende cinque gruppi di cabestani multigola, motorizzati e gestiti da un inverter, cinque tastatori filo (ballerini) per il controllo della tensione e della velocità dei cabestani motorizzati, e cinque sottovasche di raccolta dei prodotti chimici .
La struttura a cabestani multigola permette, rispetto ad una struttura di pari dimensioni ma senza cabestani, di trattare una lunghezza di filo sensibilmente maggiore e di conseguenza permette una velocità di lavorazione decisamente superiore rispetto ad una struttura lineare di tipo tradizionale.
A titolo indicativo, la capacità di ciascuno dei cinque bagni dell'impianto, bagno di decapaggio alcalino, bagno di preparazione chimica, bagno di ancoraggio elettrolitico, bagno di ramatura elettrolitica, e bagno di stagnatura elettrolitica, è di 300 litri per il trattamento e 1500 litri per la raccolta.
L'impianto secondo l'invenzione può trattare fili di alluminio da mm 1.20 a mm 3.00 ed un nastro di alluminio di mm 12.50 * 0.50 mm.
La velocità meccanica della linea è, indicativamente, fino a 250 m/min per il filo e fino a 30 m/min per il nastro.
Lo spessore del deposito è controllabile dai parametri di velocità e densità di corrente.
La struttura comprende a tale scopo un megahometro 11, costituito da una coppia di pulegge messe a terra, e due dispositivi misuratori di diametro: un primo dispositivo misuratore di diametro, disposto all'ingresso dell'impianto, prima del trattamento, ed un secondo dispositivo misuratore di diametro, disposto all'uscita del trattamento .
I misuratori di diametro possono essere del tipo a raggio laser su due assi.
I lavaggi rettilinei sono realizzati con pompe antiacido, soffiatori anti-trascinamento liquido, asciugatore finale con resistenza elettrica ad aria compressa.
La struttura comprende un riparo vasca in inox con ribaltamento pneumatico .
È prevista una camera filtrante con cartucce lavabili in polipropilene, per i trattamenti elettrolitici.
Ciascun rivestimento prevede un raddrizzatore.
Il dispositivo comprende inoltre sensori per inizio e termine procedura di accumulo, in automatico.
L'impianto 1 comprende inoltre un sistema elettrico il cui quadro generale contiene la gestione di tutte le utenze ed emergenze, mediante PLC. Il pulpito di comando prevede i seguenti componenti: display velocità e conta metri, amperometri e voltmetri raddrizzatori, selettori per gestione pompe, marcia, arresto, emergenza, reset, ecc., emergenze, programma cambio bobina non-stop.
L'apparecchiatura di trattamento acque consente il ricircolo continuo (a scarico zero) delle acque di lavaggio mediante filtrazione con resine e formazione di fanghi inerti e concentrati, da smaltire come rifiuti speciali. L'acqua di ritorno risulta demineralizzata.
L'apparecchiatura comprende una vasca di raccolta acque lavaggio, con un totale di 2 metri cubi di raccolta e rilancio, e serbatoi contenenti i reagenti per la gestione in automatico del controlavaggio dei filtri.
L'apparecchiatura comprende inoltre un decantatore in plastica a fondo conico.
È previsto un evaporatore che costituisce un concentratore dei residui (idrossidi) del contro lavaggio delle resine, mediante ebollizione sottovuoto dei residui e concentrazione degli stessi fino al 30% del volume, rilasciando acqua distillata per circa 170 l/giorno. L'apparecchiatura comprende un quadro elettrico per la gestione completa in automatico.
Il sistema di aspirazione, filtrazione ed emissione di aria pulita dell'impianto comprende un filtro a secco e separatore di gocce.
Progettato e realizzato per soddisfare le più severe normative relative all'emissione dei vapori più consistenti, l'utilizzo di questo apparato è, a maggior ragione, idoneo per trattare gli eventuali e blandi vapori a temperatura ambiente per stagnatura e ramatura che si potrebbero generare all'interno dell'impianto, consentendo un'emissione all'esterno di aria nel pieno rispetto delle normative.
Il sistema è costruito interamente in materiale plastico antiacido, con portata 500 - 1700 Nm3/ora, e comprende due serie di separatori lamellari interni per filtrare le parti contenute nell'aria ed una rete per ulteriore separazione delle parti volatili od aerosol. La separazione di gocce avviene per via statica, il flusso di aria attraversa filtri a profili lamellari, da questi le gocce ricadono sul fondo del separatore. I filtri vanno controlavati periodicamente e, attraverso raccordi di scarico, il prodotto filtrato deve essere evacuato nell'impianto di trattamento delle acque.
Un ventilatore centrifugo con motore da 1.1 kW, corpo e girante interamente in PVC, è atto ad aspirare aria dall'interno dell'impianto, convogliarla attraverso il filtro ed emetterla all<1>esterno.
Secondo la presente invenzione, l'impianto 1 comprende inoltre un'apparecchiatura di trattamento termico, indicata globalmente con i numeri di riferimento 100, 200 e 300, disposta a valle dei trattamenti galvanici, cioè a valle dell'ultima vasca 9, la quale effettua un trattamento termico dell'alluminio rivestito galvanicamente con rame e stagno, al fine di normalizzare e detensionare il filo/nastro, in continuo, come nel resto del processo .
L'apparecchiatura di trattamento termico prevede il passaggio in continuo di materiale in una camera di riscaldo la quale porta il materiale stesso ad una temperatura, di circa 300°C, regolabile in modo elettronico, in funzione del diametro del materiale e della velocità del processo.
L'apparecchiatura di trattamento termico comprende un quadro elettrico di gestione e controllo.
Secondo un primo aspetto dell'invenzione, l'apparecchiatura di trattamento termico, indicata con il numero di riferimento 100 nelle figure 1-3, è un'apparecchiatura ad effetto Joule e comprende un gruppo ricottore 101 ed un raddrizzatore di corrente AC in DC 102, avente, a titolo di esempio, un'uscita di 0-20 Volt e 0-2000 Ampere, con regolazione elettronica, di tipo switching, regolabile da PLC di controllo della linea completa.
Il filo metallico 10, dopo il rivestimento galvanico di nichelatura e ramatura, presenta una fragilità superficiale che deve essere detensionata mediante trattamento termico, in continuo, cioè alla stessa velocità della linea, da 20 a 200 m/min, mediante il passaggio su due cabestani (rulli) di acciaio o lega di rame. Un primo cabestano 104 è collegato alla polarità positiva del raddrizzatore 102, un secondo cabestano 105 è collegato alla polarità negativa del raddrizzatore 102.
La corrente DC viene passata al filo 10 attraverso speciali spazzole di contatto 103, in rame/grafite/carbonio, le quali pressano un rotore in ottone/bronzo o nickel, cavo all'interno, per raffreddamento ad acqua.
La corrente passa attraverso un albero 107, in acciaio, montato con cuscinetti su supporto isolato elettricamente.
Il filo 10 passa più volte fra i due cabestani 104 e 105 e, per via delle opposte polarità di corrente, subisce il trattamento termico .
L'eventuale ossidazione superficiale è evitata mediante due camere 106 nelle quali scorre il filo 10 e dove viene iniettato azoto o vapore od altro gas inerte.
La quantità di corrente erogata al sistema consente un risultato di trattamento di normalizzazione o detensionamento superficiale richiesto
Il filo metallico 10 entra ed esce dall'apparecchiatura 100 mediante rulli di guida 108, per poi essere riavvolto da un dispositivo di raccolta su bobine od aspi, di tipo di per sé noto. L'apparecchiatura di trattamento termico 100 presenta il vantaggio di fornire due variabili di funzionamento: densità di corrente e velocità.
Inoltre, le dimensioni contenute dell'apparecchiatura di trattamento termico 100 ben si adattano all'inserimento nell'impianto 1.
Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, l'apparecchiatura di trattamento termico, indicata con il numero di riferimento 200 nelle figure 4-6, è un'apparecchiatura ad induzione e comprende un gruppo ricottore 201 ad induzione, ed un gruppo refrigeratore ad acqua 202, per il raffreddamento dell'induttore.
Il filo metallico 10, dopo il rivestimento galvanico di nichelatura e ramatura, presenta una fragilità superficiale che deve essere detensionata mediante trattamento termico, in continuo, cioè alla stessa velocità della linea, da 20 a 200 m/min, mediante il passaggio rettilineo nella camera ad induzione 205 la quale comprende un induttore con pirometro 203, gestito da un convertitore di frequenza 204, fino a 150 kHz, regolabile da PLC in relazione al diametro del filo ed alla velocità della linea.
L'induttore 203 è a forma di spirale ed il filo 10 passa all'interno del suo campo di induttanza tenuto in tensione da rulli guida filo 208, in ingresso ed uscita.
La frequenza viene gestita da un pannello di controllo 206, di tipo Profinet, per comunicare con il PLC della linea in base alla velocità ed al diametro del filo.
L'eventuale ossidazione superficiale è evitata immettendo azoto o vapore od altro gas inerte nella camera 205.
L'accesso in sicurezza è consentito dall'apertura della camera con maniglie e switch di sicurezza 207.
La quantità di frequenza erogata al sistema induttivo consente un risultato di trattamento di normalizzazione o detensionamento superficiale richiesto.
All'uscita del trattamento, il filo 10 viene riavvolto da un dispositivo standard di raccolta su bobine od aspi.
L'apparecchiatura di trattamento termico ad induzione 200 consente il trattamento in continuo di più fili metallici contemporaneamente ed offre due variabili di funzionamento: la regolazione della frequenza di induttanza e la velocità.
Inoltre, le dimensioni contenute dell'apparecchiatura di trattamento termico ad induzione 200 ben si adattano all'inserimento nell'impianto 1.
Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, l'apparecchiatura di trattamento termico, indicata con il numero di riferimento 300 nelle figure 7-9, è un'apparecchiatura elettrica e comprende un gruppo ricottore 301 del tipo elettrico con resistenze elettriche a più passaggi.
Il filo metallico 10, dopo il rivestimento galvanico di nichelatura e ramatura, presenta una fragilità superficiale che deve essere detensionata mediante trattamento termico, in continuo, cioè alla stessa velocità della linea, da 20 a 200 m/min, mediante il passaggio ripetuto più volte nella camera di riscaldamento 302, a tre scomparti, con resistenze elettriche.
Il primo ed il terzo scomparto 312 e 332 comprendono ciascuno resistenze elettriche da 6 o più kW, lo scomparto intermedio 322 comprende resistenze elettriche da 9 o più kW.
Le resistenze elettriche sono gestite da una sonda termica e le temperature sono regolabili da PLC in relazione al diametro del filo ed alla velocità della linea.
La camera di trattamento 302 è dotata all'esterno di due gruppi di pulegge 304 e 314, contrapposte e multigola, in acciaio inossidabile o leghe di ottone o bronzo, montate su cuscinetti, per consentire al filo 10 di passare più volte all'interno del suo campo riscaldamento e tenuto in tensione da un gruppo di pulegge in uscita 314, che può essere motorizzato.
Le temperature delle camere vengono gestite da un pannello di controllo di tipo Profinet per comunicare con il PLC della linea in base alla velocità ed al diametro del filo.
L'eventuale ossidazione superficiale è evitata mediante iniezione di azoto, o vapore od altro gas inerte, nella camera 302 tramite iniettori 307.
L'accesso in sicurezza è consentito dall'apertura della camera con maniglie e switch di sicurezza.
La temperatura erogata dalle resistenze elettriche e la quantità di passaggi sul sistema multi pulegge, che consente da 20 a 100 m di filo nella camera a seconda di quanti passaggi sono necessari, permettono il risultato richiesto di trattamento di normalizzazione o detensionamento superficiale.
All'uscita del trattamento il filo viene riavvolto da un dispositivo di raccolta su bobine od aspi, di tipo di per sé noto.
L'apparecchiatura di trattamento termico elettrico 300 consente una ottimale flessibilità di gestione offrendo tre variabili di funzionamento: temperatura, velocità e metri di filo nel trattamento .
Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato un impianto per il rivestimento elettrolitico che è in grado di produrre in continuo un filo di alluminio, rivestito in rame, con caratteristiche di duttilità idonee ad una successiva ritrafilatura.
L'impianto secondo l'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.
Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Impianto per il rivestimento elettrolitico di un filo o nastro di alluminio comprendente un devolgitore per aspi e bobine ed un dispositivo di accumulo disposti ad una estremità iniziale di una struttura di vasca elettrolitica ed atti ad alimentare un filo e/o nastro a detta struttura di vasca elettrolitica; un secondo dispositivo di accumulo seguito da almeno un bobinatore per filo e/o nastro disposti all'estremità finale di detta struttura di vasca elettrolitica; detta struttura di vasca elettrolitica comprendendo una pluralità di vasche di contenimento e trattamento che definiscono una pluralità di scomparti per effettuare in sequenza le operazioni richieste dal trattamento; la movimentazione del filo e/o nastro avviene mediante un sistema a cabestani multigola; detto impianto essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un'apparecchiatura di trattamento termico disposta a valle di detta struttura di vasca elettrolitica ed atta ad effettuare un trattamento termico dell'alluminio rivestito galvanicamente con rame e stagno, al fine di normalizzare e detensionare il filo/nastro; detta apparecchiatura effettuando detto trattamento termico in continuo .
- 2. Impianto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta apparecchiatura di trattamento termico è un'apparecchiatura ad effetto Joule e comprende un gruppo ricottore ed un raddrizzatore di corrente AC in DC, con regolazione elettronica, di tipo switching, regolabile da PLC di controllo della linea completa.
- 3. Impianto, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta apparecchiatura comprende due cabestani di acciaio o lega di rame, un primo cabestano collegato alla polarità positiva di detto raddrizzatore ed un secondo cabestano collegato alla polarità negativa di detto raddrizzatore; corrente DC passando in detto filo/nastro attraverso spazzole di contatto le quali pressano un rotore cavo; detta corrente passando attraverso un albero montato con cuscinetti su supporto isolato elettricamente; detto filo/nastro passando più volte tra detti due cabestani.
- 4. Impianto, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta apparecchiatura comprende due camere nelle quali scorre detto filo/nastro e dove viene iniettato azoto o vapore od altro gas inerte.
- 5. Impianto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta apparecchiatura di trattamento termico è un'apparecchiatura ad induzione e comprende un gruppo ad induzione ed un gruppo refrigeratore ad acqua, per il raffreddamento di detto gruppo ad induzione; detto gruppo ad induzione comprendendo una camera ad induzione la quale comprende un induttore con pirometro, gestito da un convertitore di frequenza fino a 150 kHz, regolabile da PLC in relazione al diametro del filo ed alla velocità della linea; detto induttore essendo a forma di spirale ed il filo/nastro passando all'interno del suo campo di induttanza tenuto in tensione da rulli guida, in ingresso ed uscita.
- 6. Impianto, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta apparecchiatura di trattamento termico comprende un pannello di controllo, di tipo Profinet, per comunicare con il PLC della linea in base alla velocità ed al diametro del filo/nastro e regolare la frequenza di detto induttore.
- 7. Impianto, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di iniezione di azoto o vapore od altro gas inerte in detta camera.
- 8. Impianto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta apparecchiatura di trattamento termico è un'apparecchiatura a resistenze elettriche e comprende un gruppo ricottore con resistenze elettriche a più passaggi.
- 9. Impianto, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detta apparecchiatura a resistenze elettriche comprende una camera di riscaldamento a tre scomparti; un primo ed un terzo scomparto comprendono ciascuno resistenze elettriche da 6 o più kW, uno scomparto intermedio comprendendo resistenze elettriche da 9 o più kW.
- 10. Impianto, secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che dette resistenze elettriche sono gestite da una sonda termica e le temperature sono regolabili da PLC in relazione al diametro del filo ed alla velocità della linea; detta camera di trattamento comprendendo all'esterno due gruppi di pulegge, contrapposte e multigola configurate per consentire al filo di passare più volte all'interno del suo campo riscaldamento; detto filo essendo tenuto in tensione da un gruppo di pulegge in uscita motorizzato .
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| IT201600105817A1 true IT201600105817A1 (it) | 2018-04-20 |
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| IT (1) | IT201600105817A1 (it) |
Citations (5)
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| GB743404A (en) * | 1951-09-21 | 1956-01-18 | Standard Telephones Cables Ltd | Improvements in or relating to tinned copper wire |
| US2891309A (en) * | 1956-12-17 | 1959-06-23 | American Leonic Mfg Company | Electroplating on aluminum wire |
| US3792684A (en) * | 1973-03-19 | 1974-02-19 | Dolan T | Treatment of continuous lengths of metal by electrical resistive heating |
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| CN102776354B (zh) * | 2012-08-20 | 2013-09-25 | 江苏南海线缆设备有限公司 | 铜线退火装置滑轮导电轮风冷结构 |
-
2016
- 2016-10-20 IT IT102016000105817A patent/IT201600105817A1/it unknown
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