RU2807973C1 - Установка рельефного электрохимического хромирования прокатного валка - Google Patents
Установка рельефного электрохимического хромирования прокатного валка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807973C1 RU2807973C1 RU2023108441A RU2023108441A RU2807973C1 RU 2807973 C1 RU2807973 C1 RU 2807973C1 RU 2023108441 A RU2023108441 A RU 2023108441A RU 2023108441 A RU2023108441 A RU 2023108441A RU 2807973 C1 RU2807973 C1 RU 2807973C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roll
- electrolyte
- container
- installation according
- installation
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 20
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 238000007747 plating Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 33
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003251 chemically resistant material Substances 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 9
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для хромирования длинномерных тел вращения, например валков прокатных станов. Установка содержит проточную ванну с размещенными в ней анодами, системы подвода и отвода электролита, механизм вращения валка, опоры для валка, источник тока и токоподводы, при этом она снабжена двумя технологическими емкостями для хранения электролита, каждая из которых соединена с проточной ванной и имеет систему поддержания заданных температур электролита, а токоподводы выполнены с возможностью присоединения к шейкам валка с двух его сторон с возможностью обеспечения контакта не менее чем 35% от длины окружности каждой шейки валка. Технический результат - создание установки для хромирования длинномерных изделий (прокатных валков), обеспечивающей повышение качества валка, путем нанесения более равномерного покрытия и возможность получения на обрабатываемой поверхности требуемого значения микрорельефа (шероховатости) поверхности покрытия валка, сформированного полусферами (глобулями) близко расположенными друг к другу и, как следствие, повышение срока службы (наработки) валка. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области электролитического нанесения металлических покрытий и может быть использовано для хромирования преимущественно длинномерных тел вращения, например валков прокатных станов.
Известно устройство для нанесения покрытия на длинномерные изделия, содержащее проточную ванну-ячейку с крынкой, размещенный в ней анод, выполненный в виде профилей корытообразной формы, заполненных электродным материалом, рабочие поверхности которых размещены коаксиально изделию, систему подвода и отвода электролита, источник тока и токоподводы, при этом устройство снабжено механизмом поворота изделия относительно продольной оси и обоймами дугообразной формы, установленными в ванне-ячейке, причем профили анода смонтированы на внутренней поверхности обойм с возможностью установочного перемещения в радиальном направлении [авторское свидетельство СССР № 1203134, C25D 7/06, 1986].
Недостатком данного устройства является то, что оно выполнено по схеме горизонтального размещения и с полным погружением в электролит обрабатываемой детали, что требует значительного объема используемого электролита и больших габаритов ванны. Также, данная установка потребляет значительное количество энергии.
Известна установка, содержащая проточную ванну, системы подвода и отвода электролита, механизм вращения изделия, выпрямитель тока и токоподводы, систему вытяжной вентиляции, при этом ванна снабжена перегородками, образующими между собой камеру хромирования, а между собой и соседними стенками ванны - сливные камеры, сообщенные с системой отвода электролита, при этом анод размещен в камере хромирования и установлен с возможностью горизонтального перемещения вдоль изделия, причем анод закреплен на держателе, соединенном с подвижной частью механизма поперечного перемещения анода относительно изделия, при этом механизм поперечного перемещения анода закреплен на подвижной части механизма горизонтального перемещения, продольного относительно изделия, при этом указанные механизмы поперечного и продольного перемещения соединены с приводами перемещения анода, связанными с блоком программирования перемещения анода [патент RU № 2643295, C25D 7/06, C25D 19/00, 2018].
Недостатком данного устройства является невозможность получения микрорельефа электрохимическим способом на покрываемой поверхности.
Общим недостатком вышеуказанных изобретений является то, что рельеф получаемого хромового покрытия имеет «пикообразную» форму, повторяющую микрорельеф покрываемой поверхности, что впоследствии, при эксплуатации валка, приводит к быстрому стачиванию пиков и как следствие, к снижению отпечатываемости рельефа на стальной полосе и сокращению продолжительности работы валка из-за необходимости переподготовки его поверхности.
Технический результат изобретения - создание установки для хромирования длинномерных изделий (прокатных валков), обеспечивающей повышение качества валка, путем нанесения более равномерного покрытия и возможность получения на обрабатываемой поверхности требуемого значения микрорельефа (шероховатости) поверхности покрытия валка, сформированного полусферами (глобулями) близко расположенными друг к другу и, как следствие, повышение срока службы (наработки) валка.
Технический результат изобретения достигается тем, что установка рельефного электрохимического хромирования прокатного валка, согласно изобретению содержит проточную ванну с размещенными в ней анодами, системы подвода и отвода электролита, механизм вращения валка, опоры для валка, источник тока и токоподводы, при этом она снабжена двумя технологическими емкостями для хранения электролита, каждая из которых соединена с проточной ванной и имеет систему поддержания заданных температур электролита, а токоподводы выполнены с возможностью присоединения к шейкам валка с двух его сторон с возможностью обеспечения контакта не менее чем 35% от длины окружности каждой шейки валка.
Система поддержания температур в технологических емкостях включает оборудование для нагрева и охлаждения электролита.
Оборудование для поддержания температуры состоит из змеевика, расположенного внутри емкости, в который подается теплоноситель.
Оборудование для нагрева состоит из электрического тэна, расположенного внутри емкости.
Оборудование для нагрева состоит из кожуха, расположенного вокруг емкости, выполненного с возможностью подачи в полость между кожухом и емкостью пара.
Оборудование для поддержания температуры выполнено из химически стойких материалов.
Аноды выполнены с возможностью изменения расстояния по отношению к валку и представляют собой С-образные пластины, установленные в нижней части ванны по длине бочки валка.
Токоподводы выполнены в виде медных пластин с распушенными жилами.
Сущность изобретения.
Две технологические ёмкости необходимы для хранения электролитов двух разных температур. В емкости 7 содержится холодный электролит (температура 20 - 50°С), в емкости 6 содержится горячий электролит (температура 50 - 80°С). Горячий электролит предназначен для нанесения на поверхность валка подслоя и защитного износостойкого слоя. Холодный электролит предназначен, для нанесения микрорельефа поверхности.
В процессе электрохимического хромирования необходимо поддерживать в емкостях 6 и 7 заданные температуры электролита. В емкости 6, в процессе нанесения подслоя и защитного износостойкого слоя, необходимо поддержание температуры в диапазоне 4 градуса от заданной - для получения износостойких осадков. В емкости 7, в процессе получения микрорельефа на поверхности валка, диапазон температур необходимо поддерживать в диапазоне 2 градуса, иначе останавливается процесс образования микрорельефа.
Для поддержания заданных температур могут применяться различные устройства:
- змеевик, расположенный внутри емкости, в который подается теплоноситель (для емкости 7);
- электрический тэн, расположенный внутри емкости (для емкости 7);
- оборудование для нагрева может состоять из кожуха, расположенного вокруг емкости, выполненного с возможностью подачи в полость между кожухом и емкостью пара («паровая рубашка»; для емкости 6).
При этом оборудование для поддержания температуры должно быть выполнено из химически стойких материалов.
Токоподводы выполнены в виде медных пластин с распушенными жилами с возможностью присоединения к шейкам валка с двух его сторон с обеспечением контакта не менее чем 35 % от длины окружности каждой шейки валка. В случает снижения площади контакта, происходит оплавление токоподводов и снижение пропускной токовой возможности.
Аноды выполнены с возможностью изменения расстояния по отношению к валку и представляют собой С-образные пластины, установленные в нижней части ванны по длине бочки валка. С-образная форма определена возможностью повторения геометрии окружности валка для обеспечения минимального межэлектродного зазора, с целью снижения сопротивления электролита.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
Фиг. 1 - общая схема установки;
1 - электролизёр
2 - валок
3.1, 3.2 - токоподводы
4 - привод вращения
5 - преобразователь тока (выпрямитель)
6 - емкость для хранения горячего электролита (температура 50-80°С)
7 - емкость для хранения холодного электролита (температура 20-50°С)
8 - тэн
9 - змеевик с теплоносителем
10 - паровая рубашка
11 - С-образные аноды.
В электролизер (1) устанавливают валок (2), шейки валка обжимают токоподводами (3.1, 3.2) с приводной и не приводной стороны в двух точках каждой стороны, с обеспечением контакта не менее чем 35% от длины окружности каждой шейки валка. Начинают вращение валка (2), наполняют электролизер (1) электролитом из емкости (6). Температуру в емкости (6) поддерживают при помощи «паровой рубашки» (10). После прогрева валка до температуры электролита, включают выпрямитель (5) и подают обратный ток. Затем осуществляют подачу прямого тока. Далее, подачу электролита из емкости (6) прекращают и, не останавливая процесс, включают подачу электролита из емкости (7). При достижении необходимой температуры в электролизере (1) начинают следующую стадию, в процессе которой электрохимическим способом наносят микрорельеф на поверхность валка при заданных температурах (поддержание температуры осуществляется при помощи змеевика с теплоносителем (9) и тэнов (8)). После достижения необходимого микрорельефа поверхности данная стадия процесса завершается. На последней стадии происходит повторное переключение подачи электролита с емкости (7) на емкость (6). По завершении последней стадии вращение валка останавливают. В результате получается покрытие, с микрорельефом Ra 1,0 - 6,0 мкм, RPc 30 - 110 ед.
Пример реализации способа с помощью установки рельефного электрохимического хромирования прокатных валков.
Отшлифованный валок дрессировочного стана (диаметр бочки D=500 мм, длина бочки L=1700 мм, шероховатость 0,1 мкм) закрепили в установке для хромирования. Нижнюю часть бочки погрузили в ванну с электролитом: раствор хромовой (H2CrO4) и серной кислоты (H2SO4) в соотношении их концентраций 100:1.
Глубина погружения бочки дрессировочного валка составила 18 мм, что соответствует площади обрабатываемой поверхности бочки валка 41 - 43 дм2. Рабочий валок соединили с отрицательным источником постоянного тока (токоподводом), а нерастворимый свинцовый анод - с положительным. Валок привели во вращение (4 об/мин), в процессе которого происходил его прогрев от электролита.
Температуру электролита поддерживали на уровне 64 - 65 °С. Продолжительность прогрева валка составляла 48 мин.
После окончания прогрева валка через раствор электролита от анода к бочке валка пропускали постоянный обратный электрический ток (отрицательный) с плотностью 19 А/дм2. По истечении времени 20 минут плотность прямого тока (положительный) установили 48 А/дм2. При указанной плотности тока электролиз продолжали в течение 183 мин. Далее плотность тока повысили до 85 А/дм2 и осуществляли электрохимический процесс в течение 48 мин. После этого, изменили полярность тока на 3,5 мин при его плотности 30 А/дм2, процесс был циклично повторен 6 раз. После этого, плотность тока установили 50 А/дм2 и осуществляли электрохимический процесс в течение 50 мин.
По завершении хромирования микрорельеф поверхности покрытия валка был сформирован полусферами (глобулями) близко расположенными друг к другу, а шероховатость покрытия составила (Ra) 1,5-1,7 мкм.
Валок, подготовленный по описанной технологии, с помощью заявленной установки, был установлен в дрессировочный стан. Эксплуатация валка показала, что его наработка увеличилась на более чем 50% в сравнении с классической технологией насечки.
Claims (8)
1. Установка рельефного электрохимического хромирования прокатного валка, содержащая проточную ванну с размещенными в ней анодами, системы подвода и отвода электролита, механизм вращения валка, опоры для валка, источник тока и токоподводы, при этом она снабжена двумя технологическими емкостями для хранения электролита, каждая из которых соединена с проточной ванной и имеет систему поддержания заданных температур электролита, а токоподводы выполнены с возможностью присоединения к шейкам валка с двух его сторон с возможностью обеспечения контакта не менее чем 35% от длины окружности каждой шейки валка.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что система поддержания температур в технологических емкостях включает оборудование для нагрева и охлаждения электролита.
3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что оборудование для поддержания температуры состоит из змеевика, расположенного внутри емкости, в который подается теплоноситель.
4. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что оборудование для нагрева состоит из электрического тэна, расположенного внутри емкости.
5. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что оборудование для нагрева состоит из кожуха, расположенного вокруг емкости, выполненного с возможностью подачи в полость между кожухом и емкостью пара.
6. Установка по пп. 3, 4, отличающаяся тем, что оборудование для поддержания температуры выполнено из химически стойких материалов.
7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что аноды выполнены с возможностью изменения расстояния по отношению к валку и представляют собой С-образные пластины, установленные в нижней части ванны по длине бочки валка.
8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что токоподводы выполнены в виде медных пластин с распушенными жилами.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2807973C1 true RU2807973C1 (ru) | 2023-11-21 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1285068A1 (ru) * | 1985-03-18 | 1987-01-23 | Днепропетровское Производственное Объединение "Днепротяжбуммаш" Им.Артема | Установка дл электрохимической обработки цилиндрических деталей |
RU2106213C1 (ru) * | 1996-09-10 | 1998-03-10 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Устройство для обработки прокатных валков |
RU2643295C1 (ru) * | 2017-01-30 | 2018-01-31 | Валерий Владимирович Бодров | Установка для хромирования длинномерных изделий |
CN215440728U (zh) * | 2021-07-19 | 2022-01-07 | 安徽马钢表面技术股份有限公司 | 一种冷轧工作辊镀硬铬导电工装 |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1285068A1 (ru) * | 1985-03-18 | 1987-01-23 | Днепропетровское Производственное Объединение "Днепротяжбуммаш" Им.Артема | Установка дл электрохимической обработки цилиндрических деталей |
RU2106213C1 (ru) * | 1996-09-10 | 1998-03-10 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Устройство для обработки прокатных валков |
RU2643295C1 (ru) * | 2017-01-30 | 2018-01-31 | Валерий Владимирович Бодров | Установка для хромирования длинномерных изделий |
CN215440728U (zh) * | 2021-07-19 | 2022-01-07 | 安徽马钢表面技术股份有限公司 | 一种冷轧工作辊镀硬铬导电工装 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101739060B1 (ko) | 실린더용 도금 장치 및 방법 | |
CA2380475C (en) | An improved process and apparatus for cleaning and/or coating metal surfaces using electro-plasma technology | |
KR101648537B1 (ko) | 실린더용 도금방법 및 장치 | |
US11280016B2 (en) | Apparatus and method for in-situ electrosleeving and in-situ electropolishing internal walls of metallic conduits | |
JPH01141094A (ja) | 印刷版用アルミニウム支持体の製造方法 | |
FI100342B (fi) | Menetelmä ja laite elektrolyyttistä peittausta varten | |
RU2807973C1 (ru) | Установка рельефного электрохимического хромирования прокатного валка | |
JPS6238436B2 (ru) | ||
US6547936B1 (en) | Electroplating apparatus having a non-dissolvable anode | |
EP2623646A1 (en) | Apparatus for plating cylinder | |
JP4465084B2 (ja) | 銅箔の製造方法及び製造装置 | |
CN109183136B (zh) | 一种大尺寸内孔镀铁修复的阳极结构及应用 | |
RU2078856C1 (ru) | Способ нанесения покрытия | |
JPS6312159B2 (ru) | ||
RU2515718C2 (ru) | Способ и установка для обработки изделия | |
EP0520354A1 (en) | Apparatus and method for anodizing supports for lithographic printing plate | |
EP0208861A2 (en) | Process for the anodic oxidation of metals as sheets, tapes and the like, particularly suitable for aluminium and its alloys, and related equipment | |
JPH09277735A (ja) | 平版印刷版用アルミニウム支持体の製造方法 | |
JP3388900B2 (ja) | 帯状金属板の電解処理方法,平版印刷版支持体の製造方法及び感光性平版印刷版の製造方法。 | |
WO2009119186A1 (ja) | 電解処理装置および電解処理方法 | |
JPH04351221A (ja) | 熱間圧延合金鉄鋼帯の高速脱スケールと表面改質方法及び装置 | |
JPH0254787A (ja) | 合金鉄鋼帯の脱スケール方法及び装置 | |
JPS60125392A (ja) | 帯状金属上に金属塩の水溶液から金属を連続的に電解析出させる方法及び装置 | |
SU1754799A1 (ru) | Устройство дл электрохимической обработки крупногабаритных деталей | |
JPH1111035A (ja) | 平版印刷版用アルミニウム支持体の製造方法 |