KR920000247B1

KR920000247B1 - 금속의 전착방법 및 장치

Info

Publication number: KR920000247B1
Application number: KR1019840006948A
Authority: KR
Inventors: 베헴 베르너; 투스 페터스 후베르; 졸바흐 베르너; 볼프하르트 디트리히
Original assignee: 회슈 악티엔 게젤샤프트; 게오르그 라이스트너, 만프레드 크렘서
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1984-11-06
Publication date: 1992-01-10
Also published as: NO844498L; DK529384D0; DE3468239D1; EP0142010B1; US4634504A; ATE31560T1; ES537508A0; ES8601338A1; KR850004134A; AU3529684A; DK529384A; JPS60114593A; CA1251415A; EP0142010A1

Abstract

내용 없음.

Description

금속의 전착방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 장치의 개략도

제2도는 양극이 △h크기로 단축된 경우의 상기 장치의 개략도.

제3도는 전해액 유입 호퍼, 흡입관 및 공급관을 갖는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예의 개략도.

제4도는 오우퍼플로우 저장조 및 펌프를 갖는 본 발명에 따른 장치의 개략도.

제5도는 전해액 유입 호퍼에 연결된 접속관과 침지롤의 하부에 배치된 펌프를 갖는 본 발명에 따른 장치의 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 전해조 2,3 : 안내롤

4,5 : 전류 전달롤 6 : 금속밴드

8 : 송입영역 9,11 : 양극

10 : 침지롤 12 : 송출영역

13 : 하부 14 : 전해액 유입호퍼

15 : 흡입관 16,20,27 : 펌프

17 : 공급관 19 : 오우버플로우 저장조

24 : 공급용기 25 : 접속관

본 발명은 전해액과 금속밴드 그리고 전해액과 양극 사이에 높은 상대 유동 속도를 적용하여 금속밴드가 전해액중에 수직으로 송입되고, 전향하여 전해액으로부터 수직으로 송출되며 금속염의 수용액으로부터 금속, 특히 아연을 금속밴드, 특히 강철밴드상에 전착하는 방법과, 전해조 상부의 금속밴드 송입구 및 송출구에 각 1개의 안내를 및 전류 전달롤이 설치되어 있고, 금속밴드가 저해조 하부의 침지롤을 회전하여 송입 영역 및 송출 영역에서 양극사이를 통과하는 상기 방법을 실시하는 장치에 관한 것이다.

금속밴드가 도금영역을 수평방향, 방사방향 또는 수직방향으로 통과하는 금속밴드상에 금속을 전착하는 여러방법이 공지되어 있다.

오스트리아공화국 특허출원 공고 제A3014-82호에 기술된 방법은 수평으로부터 이탈된 방향으로 안내되는 금속 밴드의 한면 또는 양면에 전해법으로 금속층을 연속적으로 피복할 때, 전해액이 적어도 1개의 판형 양극과 음극 금속밴드 사이를 유동하므로서 금속밴드를 피복하며, 상기 방법은 전해액이 양극의 상부로부터 자유로이 유입하여 중력 작용으로 하부로 흐르면서 양극과 금속밴드사이의 공간에 폐쇄 유동 용적을 형성하며, 상기 공간에 전해액이 연속적으로 보충되는 것을 특징으로 하고 있다.

양극이 전해조에 침지되는 상기 공지방법의 경우, 전해액은 전해조로부터 송출되는 금속밴드에 반대방향으로 향하며(대향유동), 전해조에 송입되는 금속밴드와 같은 방향으로 향한다(동반유동). 상기 방법은 양극과 음극(즉, 금속밴드)사이의 거리가 2 내지 20mm 바람직하게는 10mm이하이지만, 펌프로 공급되는 전해액량이 너무 크게되면, 상기 방법은 금속밴드의 송입 및 송출시 상이한 유동상태를 초래하며, 또한 상이한 전착 상태를 발생시킨다.

가급적 적은 에너지 사용량으로 큰 전류밀도를 얻기 위하여 전해액과 강철밴드, 그리고 양극 사이에 높은 상대 유동속도를 적용하여 금속염의 수용액으로부터 강철밴드상에 금속을 전착시키는 본 출원인이 제안한 다른 방법(독일연방공화국 특허출원 제P 32 28 641.4)에 있어서 강철밴드에 대하여 평행하게 유동하는 한 전해액이, 밴드 이동방향에 대하여 횡방향의 보조 전해액에 의하여 난류 상태로 되므로서 엷은 확산층 두께가 얻어진다. 상기 방법의 경우, 전해액은 송출되는 금속밴드에 반대방향으로 향하며, 전해조내의 밴드 송입시에 전해액은 동일방향으로 밴드와 함께 흐른다.

상기 형태의 전착방법중 어느 경우에도, 전해조의 송입부 및 송출부에 있어서 금속밴드의 하행과 상행 부분에 따라서 전류밀도를 여러가지의 상대 유동속도에 적합시키는 것은 많은 비용이 든다. 따라서 전해조의 상기 두 부분에 있어서의 균등한 용착 조건을 얻는 것은 불가능하다고 하지 않더라도 곤란하다.

본 발명은 금속밴드, 특히 강철 밴드가 전해액에 수직으로 안내되는 수직형 전해조에 높은 전류밀도를 적용시키며, 금속밴드와 전해액사이에 균등한 상대 유동을 허용하여, 송입 및 송출하는 금속밴드 부분에 균등한 용착 조건을 만들 수 있는 상술된 종류의 방법 및 장치를 기초로 한다.

본 발명은 전해액이 양극과 금속밴드 사이의 전체 영역을 통과하는 밴드 이동방향에 대향하여 전해액을 강제 이송시키므로서 상기 목적을 실현시킨다. 이것을 실현시키는 최상의 방법은 압력을 상승시켜 전해액 유동을 증가시키는 것이며, 송입 및 송출 영역에서 압력을 증가시키는 것이 바람직하다. 본 발명의 또다른 방법은 밴드 송출 영역에서 전해액을 하향 유동시키는 것이며, 전해액은 금속밴드 이동방향에 대향하여 펌프 공급되며, 전해조내에는 국부적인 부분 진공이 발생된다.

본원에 기술된 방법을 실시하기 위한 적절한 장치는 전해조에 샤프트형의 금속밴드 송출 및 송입 영역이 설치되고, 상기 영역의 내부에 양극이 공지된 방식으로 금속 밴드에 대하여 그리고 서로에 대하여 평행하게 배치되어 있으며, 밴드 송입 영역과 밴드 송출 영역은 하부를 상호 연결하며, 그리고 밴드 송입 영역 상단이 고도차(△h)만큼 밴드 송출 영역 상단의 하부에 배치되어 있다.

본 발명에 의한 장치의 다른 양호한 실시예는 후술하기로 한다.

본 발명의 장점은 전해조의 송입부 및 송출부에서의 금속밴드의 수직안내의 경우에도 전해 영역에 전해액의 비층류가 얻어지며, 이것에 의하여 음극의 확산층이 감소되고 충분히 많은량의 용착성 이온이 처리되고, 용착된 금속(아연)피복을 버어닝(burning)시키지 않고 강철밴드를 아연 도금시킬 때, 60A/dm²이상의 높은 전류밀도의 적용을 가능하게 하고, 용착속도를 증가시키며, 동시에 전해액중에 존재하는 입자가, 금속밴드 상에 침착하는 것과 전류 전달롤의 영역에 들어가는 것이 저지된다. 따라서, 결국은 공지 기술보다도 더 신속하게 또한 보다 간소한 수단을 가지고 양호한 용착 금속 표면을 얻을 수 있다.

본 발명에 의한 방법은 0.5 내지 2.5m/sec, 바람직하게는 3.0/sec의 상대 유동속도로 실시된다. 여기서 상대 유동 속도는 금속 밴드 이동속도와 전해액 유동 속도간의 속도차이다.

이하, 본 발명에 의한 방법을 본 발명에 의한 장치의 양호한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

제1도 내지 제5도에 도시된 바와 같이, 전해조의 상방에는, 전해조(1)의 금속밴드 송입구와 송출구위에 각각 1개의 안내롤(2,3) 및 전류 전달롤(4,5)이 설치되어 있다. 아연 도금해야할 금속밴드(6)는 화살표(7) 방향으로 금속밴드(6) 예를들면 강철밴드에 선형 접촉으로 전류를 전달하는 전류 전달롤(4)과 안내롤(2) 사이를 통과하여, 두 양극(9)사이의 송입영역(8)으로 하강하며, 침지롤(10)을 돌고, 이어서 양극(11)사이의 송출영역으로 상승한다. 금속밴드(6)는 전해조(1)의 송출영역 (12)으로부터 나온후 안내롤(3)과 전류 전달롤(5) 사이에 안내되어 다음 전해조에 보내어진다. 양극(9,11)으로는 가용성 또는 불용성 양극이 사용된다. 또 안내롤(2,3) 대신 전류 전달롤이 사용되어도 좋고, 전류 전달롤(4,5)이 없어도 된다.

또 제1도 내지 제5도에 도시된 바와 같이, 송입 영역(8) 및 송출영역(12)은 샤프트형으로 형성되어 있고, 이 영역(8,12)은 침지롤(10)이 내부에 배치된 하부(13)에 의하여 상호 연결되어 있다. 그리고, 송입영역(8)의 상단은 Δh크기의 높이 차이만큼 송출영역(12)의 상단 아래에 배치되어 있다. 전해액이 제3도에 도시된 전해액 유입 호퍼(14)를 통하여 송출영역(12)에 도입되는 경우, 금속밴드가 전해조(1)를 통과하고 있는 동안에 밴드 이동방향에 대향하여 전해액 유동이 발생하게 된다. 즉 상기 유동은 송출영역(12)내에서 하방을 향하고, 송입 영역(8)에서는 상방을 향한다. 따라서 전해액은 화살표(18)로 지시된 바와 같이 송입영역(8)의 상단에서 유출한다. 고도차(Δh)값은 송출영역(12), 하부(13) 및 송입영역(8)에서의 전해액의 예정 유동속도 및 유동 손실로부터 얻을 수 있다. 금속밴드(6)를 피복 또는 도금하기 위한 양극(9,11)의 적정 길이는 제1도에서 a로 도시되어 있다.

제2도에 도시된 전해조(1)의 실시예의 경우에, 양극(9)이 Δh값만큼 단축되어 있어서, 송입영역(8)에서의 양극(9)의 하단은 송출영역에서의 양극(11)의 높이와 동일한 높이에 의존한다.

특히 송입영역(8)에서의 양극(9)의 최적길이, 즉 가급적으로 긴 용착 구간을 얻기 위하여, 제3도에 도시된 바와 같이 금속밴드(6)의 송출영역(12)에 전해액(14)가 설치되어 있다. 양극(11)사이를 연장하는 이 유입 호퍼(14)에 전해액이 도입되면, 금속밴드(6)와 양극(11)사이의 송출 영역(12)에서 금속밴드(6)의 이동방향에 대향하여 전해액의 유동 속도를 증가시킨다.

상기 유동이 전해조내의 모든 지점에서 밴드 이동방향에 대향하여 유지되고, 필요한 고도차(Δh)가 작게 유지될 수 있도록, 양극(11)의 하방에 펌프(16)를 가지는 흡입관(15)이 설치되어 있으며, 이 관에 의하여 전해액이 흡입되고, 공급관(17)을 통과하여 양극(9)하방의 송입영역(8)에 압입된다. 이것은 송입영역(8)내에 상향의 부가적 유동 성분을 형성하고, 이것에 의하여 유동손실이 거의 보상된다. 화살표(18)는 넘쳐 흐르는 전해액을 도시하고 있다.

제4도에 도시된 실시예의 경우, 제3도에서와 같이 송입 및 송출영역(8,12)의 사이에 존재하는 전해조(1)의 일부는 펌프(20)가 내부에 배치된 오우버플로우 저장조(19)로 형성되어 있다. 송입영역(8)으로부터 오우버플로우 저장조(19)로 넘쳐 흐르는 전해액(화살표(21)로 도시)은 펌프(20)에 의하여 금속밴드(6)의 송출영역(12)개구로 귀환한다(화살표(22)로 도시). 따라서 밴드 이동방향에 대향하는 필요 유동을 발생시키거나 증가시키기 위해서, 오직 공급용기(비도시)로부터 소량의 전해액이 추가적으로 송출영역(12)에 공급되어야 한다.

그러나, 전해액량을 큰 속도로 공급하므로서, 유동을 발생시키는 고도차를 감소시킬 수 있다. 불필요한 전해액량은 오우버플로우 저장조(19)로부터 공급 용기에 직접 복귀한다(화살표 23).

제5도는 본 발명의 또다른 실시예를 도시한다. 전해조(1)의 상방에 전해액 유입 호퍼(14)에 연결된 접속관(25)을 갖는 공급용기(24)가 배치되어 있다. 이 전해조(1)에 필요한 유동 에너지는 공급 용기(24)로부터 지향성 전해액 유동이 송출영역(12)의 전해액 유입 호퍼 (14)에 도입되므로써 발생된다. 송출영역 (12)이 일정하게 채워지는 것을 보장하기 위하여, 상기 영역(12)으로부터 전해액의 일부가 일정하게 넘쳐 흐르는 것이 필요하다(화살표(26)로 도시). 전해조(1) 하부(13)의 침지롤(10)하방에 배치된 펌프(27)에 의하여, 송출 영역 (12)하방에서는 압력 강하가 발생되고, 송입영역(8) 하방에는 압력상승이 발생되며, 그 결과 송입영역(8) 및 송출영역(12)의 두 상단 사이의 고도차가 매우 작게 유지될 수 있다. 또한, 필요한 총 펌프 에너지를 감소시키기 위하여, 제4도에 도시된 바와 같이 오우버플로우 저장조(19)내의 핌프(20)에 의하여 일정한 전해액량을 공급용기(24)에 직접 복귀시킬 수도 있다.

Claims

전해액과 금속밴드 및 양극사이의 높은 상대 유동속도의 적용하에, 금속밴드가 전해액중에 수직으로 송입 및 전향되고, 또한 전해액으로부터 수식으로 송출되므로서 금속염의 수용액으로부터 금속을 금속밴드 상에 전착하는 방법에 있어서, 상기 전해액이 양극과 금속밴드 사이의 전체 영역에서 밴드 이동방향에 대향하여 강제 이송되는 것을 특징으로 하는 금속의 전착방법.
제1항에 있어서, 전해액의 유동이 압력 상승에 의하여 발생되는 것을 특징으로 하는 금속의 전착방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 압력이 송입 영역의 하단 또는 송출 영역에서 증가되는 것을 특징으로 금는 금속의 전착방법.
제1항 또는 제2항에 있어서. 상기 전해액이 밴드 송출 영역에서 아래로 향한 속도 성분으로서 공급되는 것을 특징으로 하는 금속의 전착방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전해액이 금속밴드 이동방향에 대향하여 도입되는 것을 특징으로 하는 금속의 전착방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전해액 유동속도가 전해조에서 국부적으로 저압이 발생되므로서 증가하는 것을 특징으로 하는 금속의 전착방법.
전해액과 금속밴드 및 양극사이의 높은 상대 유동 속도의 적용하에, 금속밴드가 전해액 중에 수직으로 송입 및 전향되며, 또한 전해액으로부터 수직으로 송출되고, 이때 전해액이 양극과 금속밴드사이의 전체 영역에서 밴드 이동방향에 대향하여 강제 이송되므로서 금속염의 수용액으로부터 금속을 금속밴드상에 전착하는 방법을 실시하는 경우, 전해조 상방의 금속밴드 송입구 및 송출구에 병렬 배치되어서 각 1개의 안내롤 및 전류 전달롤이 설치되어 있고, 금속밴드가 전해조의 하부에서는 침지롤의 둘레로, 그리고 송입 영역 및 송출 영역에서는 양극 사이로 안내되는 방법을 실시하기 위한 장치에 있어서, 상기 전해조(1)에 밴드송입 및 송출을 위한 송입 영역(8)과 송출영역(12)이 설치되어 있고, 상기 송입 및 송출 영역(8, 12)의 내부에 양극(9, 11)이 금속밴드(6)에 대하여 서로 평행하게 배치되어 있고, 상기 송입 및 송출영역(8, 12)은 하부(13)에서 서로 연결되어 있으며, 송입영역(8)의 상단이 고도차(Δh)만큼 송출영역(12)의 상단하방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 고도차(Δh)를 제로까지 감소시키기 위하여 상기 송출 영역 (12)의 하방에 설치된 전해액 흡입관(15) 및 상기 송입영역(8) 하방의 전해액 공급관(17)에 결합된 펌프(16)를 가지는 오우버플로우 저장조(19)가 송입 및 송출 영역(8,12) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 오우버플로우 저장조(19)내에 배치된 펌프(20)가 입력측에서 화살표(22)방향으로 송출영역(12)의 개구부와 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 하부(13)의 침지롤(10)하방에 펌프(27)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 양극(11)사이에 그 하단이 존재하는 전해액 유입 호퍼(14)가 송출영역(12)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 전해액 유입 호퍼(14)의 상방에 접속관(25)에 의하여 결합된 공급용기(24)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.