NO162824B - Fremgangsmaate og innretning for ensidig elektropletteringav en vandrende metallstrimmel. - Google Patents

Abstract

I en såkalt radial celle for ensidig elektro-plettertng av en vandrende metallstrimmel (1) er strimmelen som katode i kontakt med en elektrisk ledende omkretsoverflate av en roterende katodevalse (3). En anode (5) som er konsentrisk med valsen over en del av dennes omkrets, er beliggende i en avstand fra strimmelen (1), slik at det er dannet en spalte (6) inn i hvilken elektrolytttilføres. Man har funnet at den elektrolyttiske prosess forbedres med hensyn til ensartethet og hastighet dersom elektrolytten tilføres bare ved spaltens (6) inngangsende i retningen for strimmelbevegelse, slik at elektrolytten strømmer turbulent og i hovedsaen ensrettet gjennom spalten til dennes utgangsende og med en sådan hastighet at den midlere hastighet av elektrolytten gjennom spalten er minst 75 % av den lineære strimmelhastighet. Spaltens (6) vinkelutstrekning kan være mindre enn 180°. Den midlere hastighet av elektrolytten gjennom spalten er fortrinnsvis minst lik den lineære strimmelhastighet.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for ensidig elektroplettering av en vandrende metallstrimmel, ved hvilken strimmelen som katode er i kontakt med en elektrisk ledende omkretsoverflate av en roterende katodevalse, og en anode som er konsentrisk med valsen over en del av dennes omkrets, er beliggende på avstand fra strimmelen slik at det er dannet en spalte inn i hvilken en elektrolytt tilføres. Oppfinnelsen angår også en innretning for utførelse av fremgangsmåten.

Celler for elektroplettering av en kontinuerlig vandrende metallstrimmel er blitt klassifisert i tre typer, horisontale, vertikale og radiale. Den foreliggende oppfin-nelse angår den radiale type. I de horisontale og vertikale typer passerer strimmelen uten kontakt mellom to innbyrdes adskilte elektroder. Ulemper er her at strimmelen må stram-mes for å holde den i den ønskede bane gjennom cellen, og at strømmen må tilføres langs strimmelen,hvilket, særlig med en tynn strimmel, frembringer motstandstap. Disse ulemper unn-gås ved den radiale celletype hvor strøm tilføres til strimmelen direkte fra den valse som strimmelen kontakter i cellen, og stramming bare trenger å anvendes for å holde strimmelen mot valsen som på nøyaktig måte holder strimmelen på plass. Bare ensidig belegning av strimmelen er mulig, men to sådanne celler kan anordnes i serie i retningen for strimmelbevegelse. Strimmelbredden er for eksempel 1,5 meter.

US patentskrift 3 900 383 og US patentskrift

3 4 83 113 viser eksempler på radiale typer av celler. I innretningen ifølge US 3 900 383 er valsen halvt nedsenket i et bad av elektrolytt. I innretningen ifølge US 3 483 113, fig. 20, strekker anoden seg rundt 2 70° av den med horisontal akse anordnede valse, og elektrolytt tilføres motsatt av det laveste punkt av valsen slik at den passerer gjennom slissen mellom anoden og strimmelen i to strømmer, den ene i samme retning som strimmelbevegelsen og den andre i motsatt retning i forhold til strimmelbevegelsen.

Man har nå oppdaget at det kan oppnås forbedringer av den elektrolytiske prosess som tillater høy strømtetthet og lav spenning og derfor en kompakt celle. Videre kan et meget jevnt og meget tynt, elektroplettert lag påføres på den vandrende strimmel,, f.eks. når det dreier seg om en meget tynn stålstrimmel på hvilken krom pletteres.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved at elektrolytten ved den innledningsvis beskrevne fremgangsmåte tilføres bare ved spaltens inngangsende i retningen for strimmelbevegelse,

og at den midlere hastighet av elektrolytten gjennom spalten er minst 75% av den lineære strimmelhastighet.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen strømmer elektrolytten turbulent og i hovedsaken ensrettet gjennom spalten til dennes utgangsende.

Man antar at denne turbulente strømning av elektrolytten med høy hastighet i spalten i samme retning som strimmelen forbedrer den elektrokjemiske prosess ved å forbedre transpor-ten av ioner. Spesielt, bryter strømmen opp grensesjiktet ved anoden og reduserer dermed spenningen over cellen, hvilket resulterer i en vesentlig omkostningsbesparelse når man tar i betraktning den store strøm som er implisert. Prosessens ensartede natur antas å forårsake ensartet avsetning av sjik-tet på strimmelen, hvilket tillater produksjon med høy kvalitet, selv ved høye strimmelhastigheter, selv opp til 600 m/ min. Lavere hastigheter, f.eks. 300 - 600 m/min., eller også så lave som 30 m/min., kan hensiktsmessig benyttes, avhengig av anvendelsen.

Den høye avsetningshastighet som kan oppnås, tillater at omkretslengden av anoden kan være mindre enn 180° av valsens omkrets, hvilket forenkler konstruksjonen av cellen.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en innretning for utførelse av denne fremgangsmåte, omfattende en roterbar katodevalse med en elektrisk ledende omkrets som under drift kontaktes av strimmelen slik at strimmelen danner katoden,

og en anode med en overflate som er konsentrisk med katodevalsen og strekker seg i en forutbestemt avstand fra omkretsen over en del av katodevalsens omkrets, slik at det derimellom er dannet en spalte i hvilken elektrolysen finner sted under drift, idet det finnes en anordning for tilførsel av flytende elektrolytt under trykk inn i spalten. Innretningen er kjennetegnet ved at elektrolytt-tilførselsanordningen er innrettet

og anordnet slik at den avgir elektrolytten til spalten bare ved den ende av spalten ved hvilken den vandrende strimmel går inn i spalten.

En foretrukket utførelse av oppfinnelsen skal nå beskrives som et ikke-begrensende eksempel og under henvisning til den skjematiske tegning hvis ene figur viser et sideriss av en innretning som omfatter oppfinnelsen.

I den viste innretning passerer en stålstrimmel 1 kontinuerlig rundt en første roterende ledevalse 2, en større, roterende katodevalse 3 med en ledende overflate, og en andre roterende ledevalse 4. Strimmelen 1 står under svak stramming, slik at den danner kontakt med valsen 3 over ca. 180°. Over ca. 135° av den nedre halvdel av valsen 3 strekker det seg en anode 5 i form av en delsylinder som er konsentrisk med valsen 3 og noe adskilt fra denne, slik at det er dannet en smal spalte 6 (12 mm bred i denne utførelse) mellom anoden 5 og strimmelen 1 som kontakter katodevalsen 3.

Elektrolytt tilføres til hele den aksiale lengde av spalten 6 fra et rør 7 som strekker seg parallelt med valsens 3 akse, idet elektrolytten tilføres gjennom en i røret 7 anordnet sliss som er innrettet til å lede elektrolytten under trykk som en stråle.- Røret 7 er beliggende ved den omkretsende av spalten 6 ved hvilken strimmelen 1 går inn i spalten. Elektrolytten vandrer således langs hele omkretslengden av spalten i den samme retning som strimmelen 1 og går ut av spaltens 6 strimmelutgangsende 8 og oppsamles i en tank eller beholder 9 som har en hellende bunn 10 og et utløp 11 fra hvilket elektrolytten pumpes tilbake og inn i røret 7.

Væskenivået i beholderen 9 er vist ved 12. For å fjerne eventuell væske som henger fast ved strimmelen 1, er et par vrivalser 13 anordnet over spaltens 6 utgangsende 8, idet valsene er anordnet overfor hverandre med strimmelen 1 derimellom.

Den flytende elektrolytt innmates ved spaltens

6 inngangsende med et sådant trykk og en sådan hastighet

at den strømmer turbulent (dvs. ikke-laminært) inn i spalten 6, og med en total, midlere hastighet fra inngangsenden

til utgangsenden 8 som er minst 3/4 av strimmelens lineære hastighet gjennom elektropletteringsinnretningen.

Det er således dannet en elektrolytisk celle for plettering av strimmelen 1. Anoden 5 er ikke-forbrukbar, og de ioner som skal pletteres, tilveiebringes av elektrolytten. Strimmelen 1 virker som katode, idet strøm passerer gjennom denne inn i elektrolytten direkte fra katodevalsen 3. Den lille bredde av spalten 6, sammen med den turbulente, ensret-tede elektrolyttstrøm gjennom spalten, frembringer en lav-motstands-cellé som kan drives med høy strøm samtidig som den avsetter eller utfeller et metallbelegg med høy kvalitet på ensartet måte på strimmelens overflate. En strømtetthet på

4 A/cm 2 kan oppnås.

Da anoden 5 strekker seg over mindre enn halvparten av valsens 3 omkrets, er montering av innretningen og utskift-ning av anoden 5 eller valsen 3 enkle operasjoner.

Ytterligere detaljer ved konstruksjonen av innretningen og elektrisitetsforsyningsarrangementene trenger ikke å gis, da disse er konvensjonelle innen dette område av tek-nikken, eller ikke vil by på noe problem for en fagmann.

Oppfinnelsen er eksempelvis fordelaktig ved (a) elektroplettering av krom på ultratynne stålstrimler (strimmeltykkelse < 0,17 mm, Cr-sjikt 12 nm tykt svarende til 100 mg/m ), og (b) ved galvanisering av tykkere stålstrimler, såsom de som benyttes i stor utstrekning innen bilindustrien (strimmeltykkelse f.eks. 0,7 mm, Zn-lag 15 ym tykt svarende til 105 g/m<2>).

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for ensidig elektroplettering av en vandrende metallstrimmel, ved hvilken strimmelen ( 1) som katode er i kontakt med en elektrisk ledende omkretsoverflate av en roterende katodevalse (3), og en anode (5) som er konsentrisk med valsen over en del av dennes omkrets, er beliggende på avstand fra strimmelen slik at det er dannet en spalte (6) inn i hvilken elektrolytt tilføres, karakterisert ved at elektrolytten tilføres bare ved spaltens (6) inngangsende i retningen for strimmelbevegelse, og at den midlere hastighet av elektrolytten gjennom spalten er minst 75% av den lineære strimmelhastighet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at spaltens (6) vinkelutstrekning ikke er mer enn 180°.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den midlere hastighet av elektrolytten gjennom spalten er minst lik den lineære strimmelhastighet.

4. Innretning for ensidig elektroplettering av en vandrende metallstrimmel, omfattende en roterbar katodevalse (3) med en elektrisk ledende omkrets som under drift kontaktes av strimmelen (1) slik at strimmelen danner katoden, og en anode (5) med en overflate som er konsentrisk med katodevalsen (3) og strekker seg i en forutbestemt avstand fra omkretsen over en del av katodevalsens omkrets, slik at det derimellom er dannet en spalte (6) i hvilken elektrolysen finner sted under drift, idet det finnes en anordning (7) for tilførsel av flytende elektrolytt under trykk inn i spalten, karakterisert ved at elektrolytt-tilførselsanordningen (7) er innrettet og anordnet slik at den avgir elektrolytten til spalten (6) bare ved den ende av spalten ved hvilken den vandrende strimmel går inn i spalten.

5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at anodeoverflaten strekker seg over ikke mer enn 180° av valsens (3) omkrets.