SE462981B - Anordning foer kontinuerlig elektroplaetering av metaller vid hoeg stroemtaethet i vertikala celler samt anvaendning av anordningen - Google Patents

Description

462 981 2 De ifrågavarande processerna kräver även mycket konstanta vätskedynamiska betingelser - som är väsentliga vid elektro- plätering - eftersom det är dessa som har en sådan inverkan på kvaliteten och sammansättningen av beläggningen samt på effek- tiviteten av processen.

Från den teoretiska synpunkten har elektropläteringsprocesser med hög strömtäthet avgjorda fördelar, av vilka vissa har upp- nåtts i praktiken i viss utsträckning i de anläggningar som hittills byggts. Situationen förefaller emellertid ännu icke vara helt stabiliserad, i synnerhet ifråga om de halvproduk- ter, som användes för framställning av vissa snabbrörliga kapitalvaror som kräver mycket god korrosionsbeständighet kom- binerad med mycket tilltalande utseende, såsom band som använ- des för framställning av bilkarosser.

För sådana produkter, i synnerhet stålband belagda med zink och zink legerad med andra metaller (järn, nickel, etc.), föreföll det från början som om horisontella cellanläggningar vore lösningen på problemen. Praktiska erfarenheter synes emellertid icke varit helt tillfredsställande, eftersom an- läggningar som en gång använt horisontella celler förefaller att ersätta dessa med vertikala celler.

Med det vertikala arrangemanget (SE-A-8402620-2) passerar bandet emellertid från toppen till botten i en uppsättning av celler och från botten till toppen i en annan uppsättning, varför det är omöjligt att säkerställa likformiga vätskedyna- miska betingelser vid band-elektrolytgränsytan i alla celler.

För eliminering av denna huvudsvårighet har Centro Speri- mentale Metallurgico redan inlämnat en patentansökan (8503576-4) för en uppfinning, som säkerställer att elektroly- * tens strömningsriktning i cellerna är sådan, att man åstadkom- S mer den nödvändiga likformigheten av de vätskedynamiska betingelserna. Speciellt i ett par av celler, vari bandet som skall pläteras passerar från toppen till botten i en cell och från botten till toppen i en andra, installeras organ för 462 981 3 pumpning av elektrolyten i varje cell på de punkter, där bandet inträder eller lämnar cellen, så att flödet av elektro- lyt i en cell av paret äger rum i motsatt riktning mot detta flöde i den andra cellen.

Detta anläggningsarrangemang har provats i fabrikerna och har givit mycket goda resultat. Det finns emellertid ett antal sekundära svårigheter, som orsakar vissa driftsproblem. Det är exempelvis svårt att reglera pumparna i varje par av celler för att säkerställa att de är helt balanserade. Detta medför bristande likformighet i elektrolytens strömningsbetingelser, vilket har en ofördelaktig effekt på pläteringskvalitetens likformighet. Vidare gör det sätt på vilket pumparna är installerade det väsentligt att använda stänkskydd, vilka emellertid är en möjlig källa till skador på ytkvaliteten hos bandet och beläggningen och samtidigt försvårar underhållet av cellen.

Föreliggande uppfinning är avsedd att eliminera dessa och andra olägenheter genom att tillhandahålla en anläggning, som är enklare och billigare än de tidigare kända och säkerställer mycket hastig och i hög grad turbulent strömning av elektrolyt i behandlingscellerna.

Andra ändamål med uppfinningen är att säkerställa samma, iden- tiska vätskedynamiska betingelser i varje cell av ett par och sålunda möjliggöra bästa möjliga pläteringsutbyte och mycket god pläteringskvalitet.

I en anläggning för kontinuerlig elektroplätering med hög strömtäthet av metaller på andra metallföremål under rörelse, i synnerhet stålband, bestående av minst en behandlingsenhet med en övre kammare och en nedre kammare innehållande elektro- lyt och sammanbundna med två vertikala elektropläteringscel- ler, varvid bandet som skall pläteras föres från den övre kam- maren ned genom en första av cellerna till den nedre kammaren, där det avböjes och återföres upp genom den andra av cellerna till den övre kammaren, under det att elektrolyten tvingas att 4-62 981 4 passera i motsatt riktning i var och en av de två cellerna, är en förbättring införd för att förenkla anläggningen och säker- ställa likformiga vätskedynamiska betingelser i cellerna.

Förbättringen enligt uppfinningen kännetecknas av att i var och en av behandlingsenheterna användes endast en pumpnings- anordning, som är lokaliserad vid en ände av endast en av de två vertikala cellerna, varvid den kammare till vilken den från pumpningsanordningen avgivna vätskan riktas är helt fylld med elektrolyt och står i direkt, kontinuerlig kommunikation med utsidan endast genom den andra kammaren via de angivna vertikala elektropläteringscellerna.

Denna pumpningsanordning är företrädesvis installerad vid den nedre änden av cellen, vilken passeras från botten till toppen av metallkroppen som skall pläteras, varvid den utströmmande vätskan riktas in i den nedre kammaren, samt pumpningsanord- ningen med fördel kan framställas av en ejektor, dvs. en an- ordning i vilken den höga kinetiska energin hos en kvantitet av primärvätska användes för medförande av en stor mängd av en andra vätska, och vars primära medförande flöde utgöres av elektrolyt tagen från den nedre kammaren, under det att det medförda sekundärflödet utgöres av elektrolyt, som suges med från den övre kammaren genom den vertikala cell på vilken ejektorn är anbringad.

När den nedre kammaren fylles med elektrolyt och tillslutes, med undantag för förbindelsen med den övre kammaren via de vertikala cellerna, kan den elektrolyt som pumpas med ejektorn från den övre kammaren till den nedre genom en cell endast stiga till den övre kammaren genom den andra cellen.

Efter vätskor är inkompressibla, är det tillräckligt att konstruera de båda cellerna med samma inre tvärsektionsareor för att säkerställa att elektrolytens flödesmängd per tids- enhet och hastighet i varje cell likaledes är exakt densamma.

Denna uppfinning beskrives i det följande utförligare under 462 981 5 hänvisning till en utföringsform, som åskådliggöres i den bifogade ritningen som visar en vertikal sektion genom en behandlingsenhet med vertikala celler enligt uppfinningen, varvid beskrivningen och åskådliggörandet anges enbart såsom exemplifiering och icke skall uppfattas såsom begränsande.

Behandlingsenheten utgöres enligt denna utföringsform av en behållare uppdelad i en övre kammare l och en nedre kammare 2, som är åtskilda från varandra med en skiljevägg 3. Kammaren l är öppen vid toppen och har rullar 4 och 5 för styrning av bandet 6, när detta inträder i resp. lämnar behandlingsenhe- ten. Den är även försedd med ventilförsedda utlopp 7 och 8, som erfordras för avtappning av kammaren l och för att tillåta återställande av pH samt av koncentrationen av de olika joner- na som är avsedda att elektropläteras med utrustning som icke åskådliggöres här, eftersom de anordningar som användes i dessa bidragande operationer redan är välkända och icke kräver beskrivning.

Den nedre kammaren 2 är hermetiskt tillsluten från utsidan och står i förbindelse med kammaren l endast genom pläteringscel- lerna 9 och 10. Den är även försedd med ett rör ll vid bott- nen, som kompletteras med en ventil l4 för avtappning av vätska från kammaren och organ, generiskt angivna såsom 12 och 13, som är utformade i den övre delen av kammaren 2 för konti- nuerlig evakuering av eventuell gas som kan ansamlas i kam- maíêfl .

Skiljeväggen 3 som åtskiljer kammaren l från kammaren 2 är utformad så att den bildar ett högre omrâde i kammaren 2 för sådan gas som man har möjlighet att ackumulera där. Skilje- väggen 3 är kombinerad med pläteringsceller 9 och 10. Den nedre delen av pläteringscellen, genom vilken bandet passerar från botten till toppen, har hjälporgan för avtappning av elektrolyt från den övre kammaren l in i den nedre kammaren 2 genom själva cellen 10. Dessa anordningar utgöres företrädes- vis av en ejektorenhet 15, vars primära medförda vätska är elektrolyten själv, pumpad med hjälp av en pump l6 från ett 462 981 6 rör ll som står i förbindelse med den nedre kammaren 2, under det att den sekundärt medförda vätskan är elektrolyten i sig, som förefinnes i cellen l0 och kontinuerligt avtappas från den övre kammaren l.

Vid drift tager pumpen 16 ett visst flöde av elektrolyt från kammaren 2 och återför detta till denna via en ejektor 15, så att man erhåller en balanserad cirkulation av vätskan i kam- maren. Den elektrolyt som pumpas genom ejektorn såsom primär- vätska drager emellertid in annan elektrolyt från den övre kammaren l genom cellen 10. På detta sätt åstadkommes en positiv balans av elektrolyt, som inträder i den nedre kamma- ren 2.

På grund av konstruktionen av den nedre kammaren kan emeller- tid den elektrolyt som drages från den övre kammaren icke ansamlas där utan kan endast stiga från den nedre kammaren till den övre kammaren via pläteringscellen 9 med ett flöde, som med säkerhet är detsamma som det i cellen 10, förutsatt att de invändiga dimensionerna hos de två cellerna är överens- stämmande, vilket lätt kan åstadkommas.

På detta sätt uppnås fullständigt och tillfredsställande ända- målet med denna uppfinning och anläggningen är mer ekonomisk och tillförlitlig, eftersom endast en pumpningsenhet erfordras för varje par av celler. Användningen av ejektorer säkerstäl- ler med nödvändighet en hög elektrolythastighet och strömning i cellerna under mycket turbulenta betingelser. Trycksätt- ningen av den nedre, odeformerbara kammaren 2, som konstant hâlles full med vätska, med elektrolyt som drages in genom en av de två cellerna säkerställer att samma identiska elektro- lytflöde stiger mot den övre kammaren genom den andra av de två cellerna, så att man kan garantera identiska strömnings- dynamiska betingelser i de två cellerna.

För enkelhet och klarhet har i denna beskrivning utelämnats alla sådana detaljer och enskildheter som exempelvis konstruk- tionen av pläteringscellerna och elektroderna, strömkretsar 4/ 462 981 7 och yttre kretsar för justering av elektrolytens pH och kon- centration, som icke har någon omedelbar inverkan på uppfin- ningen och som är alltför välkända för att kräva någon spe- ciell diskussion.

Det är emellertid betydelsefullt att observera, att de verti- kala celler som användes enligt föreliggande uppfinning ger ytterligare fördelar förutom de som angivits i det föregående, i synnerhet vad beträffar den stora anpassbarheten hos verti- kala celler av denna typ. Den övre delen av cellerna är så- lunda helt fri, olösliga eller lösliga anoder kan införas, vidden kan lätt varieras samtidigt som masker för skärmning av kanten av bandet kan anbringas och manövreras, vilket sålunda tillåter anpassning av en stor mångfald utfällningsprocesser på båda sidorna av bandet eller på endast en sida utan någon förändring av cellkonstruktionen och med ringa tidsförlust.

Claims (4)

4-62 981 i -s/ PATENTKRAV

1. l. Anordning för kontinuerlig elektroplätering med hög strömtäthet av metaller på metallföremål under rörelse, i syn- nerhet stålband, bestående av minst en behandlingsenhet med en övre kammare (l) och en nedre kammare (2), vilka är åtskilda av en skiljevägg (3) och båda innehåller elektrolyt samt är förenade med varandra med två vertikala elektropläterings- celler (9) och (10), genom vilka metallkroppen (6) som skall pläteras föres från den övre kammaren (l) nedåt genom den första av elektropläteringscellerna (9) till den nedre kamma- ren (2), där metallkroppen avböjes och återföres uppåt genom den andra av pläteringscellerna (10) till den övre kammaren (l), under det att elektrolyten tvingas att passera genom den ena cellen i en riktning, som är motsatt strömningsriktningen genom den andra cellen, k ä n n e t'e c k n a d därav, att endast en pumpningsanordning användes för varje behandlings- enhet samt denna pumpningsanordning är lokaliserad vid ena änden av endast en av de båda pläteringscellerna, för konti- nuerlig cirkulering av elektrolyten från den ena av kamrarna till den andra genom de vertikala cellerna, samt att den kam- mare till vilken utflödet från pumpningsanordningen föres är helt fylld med elektrolyt.

2.l Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att pumpningsanordningen är anordnad vid den nedre änden av den pläteringscell (10), genom vilken metall- kroppen (6) som skall pläteras passerar nedifrân och uppåt, varvid pumpningsanordningens utlopp är riktat in i den nedre kammaren (l).

3. Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k - n a d därav, att pumpningsanordningen utgöres av en ejektor (15), som är anordnad vid den nedre änden av en av pläterings- cellerna och som bringar elektrolyten att sugas genom denna pläteringscell från den övre kammaren (l). I I \ 7 Û OlD4 ;¿ /\J|

4. Användning av anordningen enligt något av patentkra- ven l-3 för kontinuerlig plätering av metaller på metallföre- mål under rörelse med hög strömtäthet, i synnerhet på metall- band.