TW531570B - Process and device for electrolytic pickling of metallic strip - Google Patents

Description

531570 A7 —^—__B7_ 年 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 [、瘡明戏明（1 ) ^ ~ ：- 月 f . 1 91.喔丨 · '±___________________________J ·· 本發明係關於金屬條之電解酸洗的方法和裝置，特別是 不銹鋼條和鈦、鋁或鎳製之金屬條。其中電流不直接經由 金屬條傳導，即在金屬條與電極之間沒有電傳導接觸。 在酸洗冷札不餘鋼之傳統工嵌中，使用所謂”自然電解質 ”方法。此時，不直接在金屬條中感應電壓。這意味在任何 滾轴與金屬條之間沒有接觸點C*此法近一步的特徵為陽極 和陰極完全以電解液覆蓋並水平地裝置，即使用之電解槽 裝滿電解質並水平排列。再者，金屬條之電解鍍鋅方法已 由專利號AT-PS 373 922熟知。在此法中，電極為垂直裝 置。電解液注入陽極和金屬條之間之缝隙中。電壓直接在 金屬條中感應一陰極為導體滾軸之形式。 此外.，由專利號US 4363709已知在高電流密度下不銹鋼 條之酸洗。專利提到電流密度為4〇-6〇安培/平方公寸，但 未給予設備上之任何細節，可了解在大規模工廠中不超出 在合理的電恩範圍内（=小於4〇伏特）。 本發明其特徵為方法進行中金屬條為垂直的，即陽極與 陰極為垂直安裝且電解液注入金屬條與電極之間。電解槽 由於垂直排列而節省空間。空間需求約為2公尺，相較於 傳統工廢之需求為8公尺。此外，因為沒有凹陷故達成良 好之金屬條管理。 本發明有利的未來發展之特徵為改變陽極和陰極之間隔 以適應金屬條尺寸。這保證不同金屬條尺寸之最大電流在 最低之電壓下達到。若陽極與陰極安裝得太接近彼此而有 直接電流存在。另一方面，金屬條中之電位降提高，則此 __ 本紙張尺度適用中ss家縣21GX297公釐） 531570

立藤 間隔增大。自然地，這在電壓上之降低與金屬條截面積相 關連·因此，對每一金屬條尺寸有一最佳之間隔。 本發明之有利構形之特徵為注入電極和金屬條之間空隙 4電解質量受控制。這樣子，可以水壓正確將金屬條穩定 在電極間之中央。因此，電極與金屬條間之間隔可減至最 /J、〇 本發明有利之變形之特徵為特別設定溫度、電解質濃度 及負載密度（庫侖每單位面積）以適合欲酸洗之金屬條。藉 如此做，酸洗狀況可對每一金屬條尺寸、設備速度、處理 時間、銹皮之形式等等作適當之設定。 本發明有利之構形其特徵為更改電極與金屬條間之缝 隙。藉如此做，使間隔容易地適應金屬條之波動。 咖本發明有利之進一步發展之特徵為測量金屬條波動並將 %極由金屬條移開，以避免任何金屬條和電極間之接觸。 境除去造成短路之金屬條與電極接觸之危險。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 本發明也關於金屬條電解酸洗之裝置，特別是不銹鋼 條’以及飲、銘或鎳製之金屬條，其中電流不直接經由金 屬條傳導’即在金屬條及電極間沒有電傳導接觸。其特徵 為金屬條在整個方法進行中為垂直，且在電極與金屬條間 <缝隙中注入電解液。電解槽由於垂直排列而節省空間。 艾間需求約2公尺，相較於傳統設備則需要8公尺。此外， 因為沒有凹陷，故達成良好之金屬條管理。 本發明有利之進一步發展之特徵為陽極及陰極位於金屬 條運作方向之補償排列中，即金屬條不是裝置在互相面對

210X297 公釐） 531570 ； A7 -.'.I '%产:. B7 五、發明説明（3 ) 之兩陽極之間，就是裝置在互相面對之兩陰極之間來運 作。這造成在金屬條邊上均勻之電流，於是完成均句之酸洗。 本發明有利之構形之特徵為陽極表面或整個陽極以鉛或 鉻合金、氧化銥或石墨製造較佳。製造電極材料造成受L 解質陰離子陽極攻擊之表面化學鈍化。鉛與硫酸根離子 (so’·）而氧化銥與硫酸根及/或氯離子（C1·)一同使用較 佳。此外，石墨也可與不同陰離子或其混合物一起使用^ 本發明有利之變形之特徵為提供注入電解質之控制裝 置，其中對每一金屬條及電極間之液體槽提供分開之控制 裝置。以此排列，一方面流量可調整以適合金屬條寬度， 且也了對不同寬度金屬條設定最佳水準。以最終液壓金屬 條管理，也小心地控制金屬條在兩電極間。傳統設備通常 每一電解槽需要兩個整流器-一個用於金屬條上面一個用 於金屬條下面《在根據本發明之電解槽中，可一個或多個 電解槽裝置一個整流器。由於藉控制注入電解質之量當作 液壓金屬條管理為可行，故例如金屬條之上面若比下面具 更多錄皮’可將其推至更接近電極，則酸洗更強烈。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本發明有利之構形之特徵為提供設定及控制陽極與陰極 間間隔之裝置。陽極與陰極間可調之間隔允許電流之調 整’結果使能量花費減少。 本發明有利之進一步發展其特徵為提供設定金屬條與電 極間間隙之裝置。有此裝置，則容易使間隔適合金屬條之 波動。 本發明有利之變形其特徵為提供連接電極設定裝置之裝 6- CNS ) A4«^ ( 210X297^ 531570 A7 B7 五、發明説明（:A ) 置以偵測金屬條之波動。這避免金屬條與電極間之接觸， 這接觸會導致短路。 工作實例： 為試驗此方法建造一座試驗工廠。此工廠排列含有開卷 器（a)與捲取器（b)，其能將金屬條以高至60公尺/分鐘之速 度拉過處理設備。處理設備包括化學脫脂（c)以清潔潤滑過 之金屬條及電解質電解槽（d)。電解槽與4個整流器（e)相 連。各整流器具有最大3,000安培/32伏特之等級。選擇電 極之排列使得只有一對陽極（f)與陰極⑷連接一台整流 器。電極間之間隔以人工設定。 (請先閲讀背面之注意事< 頁) 裝- 一卷退火 、冷軋不銹鋼條以此設備排列處理 材料： AISI 304 厚度： 〇·5公釐 寬度： 320公釐 鋼卷重： 1，〇〇〇公斤

*1T 整流器在約50公尺/分之固定設備速度下增加輸出。在 輸出電力為6,000安培（4Χ1，500安培）時，可完全清除金屬 條^銹皮。在輸出電力為8,000安培時，金屬條表面顯得 更亮。在電流密度約為200安培/平方公寸時，沒有問題隨 電解槽中電解質過熱，或隨各處金屬條過熱或不適當之氣 體移除而發生。在試驗分析中，也測定均勻之電力輸出。 試驗經由測量亮度及色彩而完成。試驗顯示變動不大於最 初材料中之變動。具有大量銹皮之金屬條邊也完全去銹。 本發明描述於下面實例中，並參照其附圖，其中圖^顯 gj家標準（CNS ) ( 21Gx;^

經濟部中央標準局員工消費合作社印袈 531570 OU.f 五 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 示使用天然電解質之傳統酸洗設備，w 2顯示根據本發明 方法义設備，而圖3圖解根據本發明之電解槽。 圖1顯示根據此技藝敘述之酸洗槽丨。金屬條2經由陰 極4及陽極5之間之電解質3(例如Na2s〇4)之管理：電： 與金屬條間之間隔通常介於約7〇與i5〇公釐之間，而這此 金屬條通常顯現相當量之凹陷，可藉插入支撐桿減少，例 如在設備中央插入。幫浦7經由導管6將電解質3注入酸 洗槽1中，之後經由管路8排至貯存槽9，例如隨後電解 質3由此再循環。 圖2顯示具有開卷器u及捲取器18之裝備，使得在高 至60公尺/分鐘之速度將金屬條拉過處理設備為可行。處 理設備包括清潔潤滑過之金屬條之化學脫脂12及電解槽 13。此電解槽連接4台整流器。各整流器具有最大3,〇〇〇 安培/32伏特之等級。選擇電極15、16之排列使得只連接 一對陽極（15)和陰極（16)連接到一台整流器。這裏金屬條 通過滾軸14、14,而轉向。 圖3顯示根據本發明之電解槽。金屬條2(例如不銹鋼） 置於私極15、16間之缝隙中。連接每對陽極（15)及陰極（16) 至一台整流器19。電極（例如陰極16)可在標記2〇之方向 上移動，如此陽極15及16間之間隔為可調整。這允許電 力义適當使用。幫浦7經由導管6傳送電解質，而導管2卜 21、21 、及21’’’提供此目的，隨後將電解質3注入電極 15、16及金屬條2間之缝隙24、24,、24"及24，，·中。注入 電解質之量視情況需求調整，以裝置22、22,、22”及22，·， 2 (請先閲讀背面之注意事 -n II 1 i Is - · -8 - 本紙張尺度適财關家標準21GX297公菱 531570

控制。電解質3通過電極間之後，收集在電解槽i3較低之 部分23，之後流回幫浦7。 ‘ 新電解槽產生比傳統電解槽更高之表現。在相同電能輸 入下’因為有較小之電壓降而有較多之電流經由金屬條傳 導。然而，同時已將新電解槽之流動機構設計成例如達到 $常高質量及熱傳導之形態。這起因於高度之亂流，是由 电極和金屬條間之小缝隙所引起，如同金屬條之移動一 般，即來自反應區之溶解金屬及熱被非常有效地帶走。根 據本發明關於目前此技藝所述（見圖丨）已裝電解液之電解 槽，其優點為較好之金屬條管理及較高水準之質量及熱傳 導，這產生較好之酸洗表現。傳統電解槽中之整流器具有 1 1,000安培（2 Χ5,500)之等級。依據電極與金屬條間之間隔 (約50-150公釐），電壓降介於25與4〇伏特之間。根據本 發明之電解槽可在約17伏特下傳送50,000安培至金屬條。 本發明不限定於上述構形。反之，所有已知電極配線及 排列之變形’例如適當之極化，或較短之陽極與較長之陰 極以增進化學處理，均可用於相同之方法。 (請先閲讀背面之注意事s ^頁) -—ϋ i m .裝· 訂

經濟部中央標準局員工消費合作社印袈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐）

Claims (1)

1. 531570 第0861U511號申請專利案 中文申請專利範圍替換本(92年2月） 公告本 、申請專利範圍 1· -種金屬條之電解酸洗方法，該金屬條是不銹鋼條，以 及鈦、鋁或鎳製之金屬條’其中電流不直接經由金屬停 傳導，即在金屬條及電極間沒有電傳導接觸，其中金屬 條在方法進行中為垂直且#姑、、 x 巧！且丑I解硬汪入金屬條與電極之 間，至少一陰極及至少一嗒 除極係配置於金屬條之相同 側，且陽極與陰極間之間隔係改變以適應金屬條尺寸， 其中電極與金屬條之間係為_5至40公笼間之間隙及注 入電極與金屬條間縫隙中之電解質的量受控制，其中並 設定電解質之溫度與濃度、及負載密度（庫命每單位面積） 以適應要酸洗之金屬條。 2. 如申請專利範圍第i項之方法，其中電解f溫度設定在 20與85°C之間。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該電解質溫度設定 在低於70°C。 4. 如申請專利範圍第i之方法，其中在電解質中祕〇4濃 度總計在100與3 50克/升之間。 5. 如申請專利範圍帛4項之方〉去，其中在電解質中祕〇4 之濃度在150克/升附近。 6. 如申請專利範圍第！項之方法，其中負載密度總計在2〇 安培/平方公寸與25〇安培/平方公寸之間，例如對錯陽極 為130安培/平方公寸而對銥陽極為18〇安培/平方公寸。 7. 如申請專利範圍第Η之方法，其中測量金屬條之波動並 將電極遠離金屬條以避免金屬條或貧極間之任何接觸。 8. -種金屬條之電解酸洗裝置，該金屬條是不鎮鋼，以及 本紙張尺度適财s S家標準(CNS) Α4規格(21G><297公爱） 欽、銘或鎳製之金屬條，#中電流不直接經由金屬條傳 導、即在金屬條與電極間沒有電傳導接觸，其中金屬條 在f法進行中為垂直且在電極與金屬條間有垂直之間隙 =電解液注入，至少一陰極及至少一陽極係配置於金屬 條之相同側，且陽極與陰極間之間隔係改變以適應金屬 條尺寸，其中該裝置具有一介於金屬條與電極間之間 隙’該間隙係為5〜40公釐。 9·如申請專利範圍帛8項之裝置，其中陽極和陰極位於相 互偏移之排列上。 10·如申請專利範圍第8或第9項之裝置，其中陽極表面或整 個陽極以鉛或鉛合金，氧化銥或石墨製成。 11·如申請專利範圍第10項之裝 控制裝置。 裝置其中對〉王入電解質提供 其中對金屬條與電極間 其中提供設定及控制陽 其中提供連接電極設定 12. 如申請專利範圍第u項之裝置， 各液體槽提供分開之控制裝置。 13. 如申請專利範圍第12項之裝置， 極與陰極間間隔之裝置。 14·如申請專利範圍第8項之裝置， 裝置之裝置以偵測金屬條之波動