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EP0142010B1 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen Download PDF

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Publication number
EP0142010B1
EP0142010B1 EP84111959A EP84111959A EP0142010B1 EP 0142010 B1 EP0142010 B1 EP 0142010B1 EP 84111959 A EP84111959 A EP 84111959A EP 84111959 A EP84111959 A EP 84111959A EP 0142010 B1 EP0142010 B1 EP 0142010B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrolyte
strip
metal strip
entry
anodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP84111959A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0142010A1 (de
Inventor
Werner Dipl.-Ing. Bechem
Hubertus Dipl.-Ing. Peters
Werner Solbach
Dietrich Dr. Ing. Wolfhard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoesch AG
Original Assignee
Hoesch AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoesch AG filed Critical Hoesch AG
Priority to AT84111959T priority Critical patent/ATE31560T1/de
Publication of EP0142010A1 publication Critical patent/EP0142010A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0142010B1 publication Critical patent/EP0142010B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • C25D7/0628—In vertical cells

Definitions

  • the invention relates to a method for the electrolytic deposition of metals, in particular zinc, from aqueous solutions of the metal salts on metal strip, in particular steel strip, using high relative flow velocities between the electrolyte and the metal strip and the anodes, the metal strip being introduced vertically into the electrolyte, deflected and is led vertically out of the electrolyte and a device for carrying out this method, in which a deflection roller and / or a current transfer roller are assigned to the metal strip inlet and outlet above an electrolytic cell, the metal strip in the lower part of the electrolytic cell around an immersion roller and in the inlet area and outlet area is guided between anodes which, together with the container walls, form shaft-shaped areas for the tape inlet and the tape outlet, the anode surfaces facing the metal tape being parallel to one another within the inlet and outlet areas Change and are arranged to the metal band.
  • a deflection roller and / or a current transfer roller are assigned to the metal strip inlet and outlet above an electro
  • Methods for the electrolytic deposition of metals on metal strip are known in various embodiments with horizontal, radial or vertical strip guidance in the refining zone.
  • pairs of electrode cushions are arranged even when the steel strip is guided vertically in the electrolysis area between current-conducting rollers serving to guide the steel strip, each electrode cushion being provided with at least one slot through which the electrolyte is pushed out to the surface of the metal strip so that a sufficiently high static pressure of the pressed out electrolyte forms to keep the metal strip at a distance from the anode pads.
  • the slot through which the electrolyte is pressed out of the respective electrode pad preferably has a closed, approximately rectangular shape in the middle of the anode surface.
  • the electrolyte In order to build up the static pressure between the anode pad and the steel strip, the electrolyte must be pressed out of the slot of the anode pad with a speed component directed against the strip surface, whereby a different velocity distribution of the electrolyte on the strip than at farther occurs where the electrolyte stream emerging from the anode pad hits distant locations on the surface of the steel strip opposite the anode pads.
  • the space between the anode cushion and the steel strip is filled solely by the amount of electrolyte flowing out of the cushion and the electrolyte flows freely on all sides, where it collects below the current-carrying deflection rollers in the lower part of the cell when the strip is guided vertically in the electrolysis area.
  • the current density can only be adapted to the different relative flow velocities in the inlet and outlet part of the electrolysis cell according to the running and running run of the metal strip with increased effort; as a result, it is difficult, if not impossible, to achieve uniform deposition conditions in these two parts of the electrolytic cell.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, which also in the case of a vertical cell, vertically on the metal strip, in particular steel strip, which is guided by an electrolyte, the use of high current densities enables the same relative flows between the metal strip and the electrolyte and thus at the same time even separation conditions for the incoming and outgoing metal strip.
  • the electrolyte in the entire area between the anodes and the metal strip is forcibly guided in the direction of strip travel.
  • This is preferably achieved in that the flow of the electrolyte is increased by increasing the pressure, the pressure in the inlet and / or outlet part advantageously being increased.
  • a further possibility of carrying out the invention is given in that the electrolyte is supplied in the area of the tape outlet with a downward speed component, that the electrolyte is pumped against the tape running direction and also in that a vacuum is generated locally in the cell.
  • the device according to the invention which is preferred for carrying out the method according to the invention is constructed in such a way that the inlet and outlet areas are formed as two separate shafts delimited by container walls and are communicatively connected to one another by a lower part, and the upper edge of the inlet area by an amount A h below the upper edge the outlet area is arranged. Further preferred embodiments of the device according to the invention result from the following description and the further claims.
  • Soluble anodes can also be used in a device according to the invention, the build-up of a static pressure to support the steel strip is not required and a similar and uniform electrolyte flow (relative flow) against the strip running direction is generated in both the inlet and the outlet part, the pumped amounts of electrolyte and thus the flow rate in the space between the anode and cathode are freely selectable within wide limits. Accordingly, a perfect surface of the deposited metal layer is ultimately achieved faster and with simpler means than in the prior art.
  • the process is carried out with a relative flow rate between more than 0.5 to 2.5, preferably 3.0 m / sec. performed, the relative flow rate representing the difference in speed between the metal strip and the electrolyte flow rate.
  • FIGS. 1 to 5 showing in schematic form electrolytic cells in different variants with an incoming and outgoing metal strip.
  • a deflection roller 2, 3 and a respective current transfer roller 4, 5 are provided above an electrolysis cell, generally designated 1, in each case above the metal strip outlet and metal strip inlet into or out of the electrolysis cell 1.
  • the to be refined, e.g. B. to be galvanized metal strip 6 runs according to the direction of the arrows 7 between the guide roller 2 and the current transfer roller 4, through which the current transfer to the metal strip 6, z. B. a steel strip, touching the line, down into the inlet area 8 between the anodes 9, around the immersion roller 10 and then upwards between the anodes 11 in the outlet area 12.
  • the metal strip 6 After emerging from the outlet area 12 of the electrolytic cell 1, the metal strip 6 becomes between the deflection roller 3 and current transfer roller 5 z. B. the next electrolytic cell. Either soluble or insoluble anodes are used as anodes 9, 11. Alternatively, 2 and 3 current rollers can be used instead of the deflection rollers, whereby the current transfer rollers 4 and 5 can be omitted.
  • both the inlet area 8 and the outlet area 12 are formed in a shaft-like manner, these areas being communicatively connected to one another by a lower part 13 in which the plunger roller 10 is arranged. Furthermore, the upper edge of the inlet area 8 is arranged by the dimension A h below the upper edge of the outlet area 12. If the electrolyte liquid in the outlet area 12, for. B. entered via an inlet funnel 14 shown in FIG. 3, this results in a flow of the electrolyte counter to the direction of belt travel during the passage of the metal strip 6 through the electrolytic cell 1, ie the flow is directed downwards in the outlet region 12 and upwards in the inlet region 8 .
  • the electrolyte emerges at the upper edge of the inlet area 8, as indicated by arrows 18.
  • the value for the dimension A h results from the desired flow rate and the flow losses for the electrolyte in the outlet area 12, in the lower part 13 and in the inlet area 8.
  • the effective length for the coating or finishing of the metal strip 6 of the anodes 9, 11 is indicated in FIG. 11 with a.
  • the anodes 9 are shortened by the value A h, so that the lower edge of the anodes 9 in the inlet area 8 is at the same height as that of the anodes 11 in the outlet area 12.
  • inlet funnels 14 are provided for the electrolyte in the outlet area 12 of the metal strip 6; If the electrolyte is introduced into these inlet funnels 14, which extend between the anodes 11, there is an increased flow rate of the electrolyte between the metal strip 6 and the anodes 11 in the discharge region 12 against the direction of travel of the metal strip 6.
  • suction pipes 15 with a pump 16 are provided below the anodes 11, by means of which electrolyte is sucked off and into the inlet area 8 below the anodes 9 is pushed in through food pipes 17.
  • an additional upward flow component is formed in the inlet area 8 in order to almost compensate for flow losses.
  • the overflowing electrolyte is indicated by the arrows 18.
  • the area between the inlet and outlet areas 8, 12 of the electrolytic cell 1 is designed as an overflow container 19 in which a pump 20 is arranged.
  • the electrolyte running from the inlet area 8 into the overflow tank 19 - indicated by the arrow 21 - is pumped back into the opening of the outlet area 12 of the metal strip 6 by means of the pump 20 - as indicated by the arrow 22. Accordingly, only a small amount of electrolyte coming from a storage container (not shown) has to be additionally pumped into the outlet area 12 in order to generate or increase the necessary flow in the opposite direction to the belt running direction.
  • FIG. 5 A further embodiment according to the invention is shown in FIG. 5.
  • a storage container 24 with a connecting pipe 25 to the inlet funnels 14 is arranged above the electrolysis cell 1.
  • the necessary flow energy is achieved in that a directed electrolyte flow is led from the reservoir 24 into the inlet funnel 14 of the outlet region 12.
  • a pump 27 which is arranged in the lower part 13 of the electrolytic cell 1 below the immersion roller 10, a pressure drop is achieved below the outlet area 12 and an increase in pressure below the inlet area 8, so that the height difference between the upper edges of the inlet and outlet areas 8, 12 can be kept very small.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen, insondere von Zink, aus wässrigen Lösungen der Metallsalze auf Metallband, insbesondere Stahlband, unter Anwendung hoher Relativströmungsgeschwindigkeiten zwischen Elektrolyt und dem Metallband sowie den Anoden, wobei das Metallband vertikal in den Elektrolyten eingeführt, umgelenkt und aus dem Elektrolyten vertikal herausgeführt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei der oberhalb einer Elektrolysezelle dem Metallbandein- und -auslauf zugeordnet jeweils eine Umlenkrolle und/oder eine Stromübertragungsrolle vorgesehen sind, das Metallband im unteren Teil der Elektrolysezelle um eine Tauchrolle sowie im Einlaufbereich und Auslaufbereich zwischen Anoden geführt ist, die zusammen mit den Behälterwandungen schachtförmige Bereiche für den Bandeinlauf und den Bandauslauf bilden, wobei innerhalb der Ein- und Auslaufbereiche die dem Metallband zugewandten Anodenflächen parallel zueinander und zu dem Metallband angeordnet sind.
  • Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen auf Metallband sind in verschiedenen Ausführungsformen bei horizontaler, radialer oder vertikaler Bandführung in der Veredelungszone bekannt.
  • Im einzelnen ist aus der bekanntgemachten AT-Patentanmeldung A 301482 ein Verfahren zur ein-oder beidseitigen kontinuierlichen Beschichtung eines in einer von der Horizontalen abweichenden Richtung geführten Metallbandes mit einer Metallschicht auf elektrolytischem Wege bekannt, wobei der Elektrolyt zwischen zumindest einer plattenförmigen Anode und dem Metallband als Kathode strömt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Elektrolyt im oberen Bereich der Anode frei einlaufend und unter dem Einfluß der Schwerkraft nach unten strömend ein geschlossenes Strömungsvolumen im Raum zwischen Anode und Metallband bildet, wobei der Raum ständig mit Elektrolyt nachgefüllt wird.
  • Der Elektrolyt wird bei diesem bekannten Verfahren, bei dem die Anoden nicht in das Elektrolytbad eintauchen, dem aus der Elektrolysezelle auslaufenden Metallband entgegengeführt (gegenläufige Strömung) und mit dem in die Zelle einlaufenden Metallband mitgeführt (mitläufige Strömung). Abgesehen davon, daß dieses Verfahren nur dann sinnvoll anwendbar ist, wenn der Abstand zwischen der Anode und der Kathode, d. h. dem Metallband nicht größer als 2 bis 20 mm, vorzugsweise 10 mm ist, weil sonst die umzupumpenden Elektrolytmengen viel zu groß werden, führt dieses bekannte Verfahren zu unterschiedlichen Strömungsverhältnissen beim einlaufenden und auslaufenden Metallband und damit auch zu unterschiedlichen Abscheidebedingungen.
  • Ferner werden bei dem aus der DE-A1-31 08 615 bekannt gewordenen Gegenstand auch bei vertikaler Führung des Stahlbandes im Elektrolysebereich zwischen stromleitenden, zur Führung des Stahlbandes dienenden Walzen Paare von Elektrodenkissen angeordnet, wobei jedes Elektrodenkissen mit mindestens einem Schlitz versehen ist, durch den der Elektrolyt zur Oberfläche des Metallbandes hinausgedrückt wird, so daß sich ein ausreichender hoher statischer Druck des hinausgedrückten Elektrolyten bildet, um das Metallband auf Abstand von den Anodenkissen zu halten. Dabei hat der Schlitz, durch den der Elektrolyt aus dem jeweiligen Elektrodenkissen hinausgedrückt wird, vorzugsweise eine geschlossene, in etwa rechteckige Gestalt inmitten der Anodenfläche. Um den statischen Druck zwischen Anodenkissen und Stahlband aufzubauen, muß der Elektrolyt mit einer gegen die Bandfläche gerichteten Geschwindigkeitskomponente aus dem Schlitz des Anodenkissens hinausgedrückt werden, wodurch am Ort des Auftreffens des aus dem Anodenkissen austretenden Elektrolytstromes eine andere Geschwindigkeitsverteilung des Elektrolyten am Band entsteht als an weiter entfernten Orten der Stahlbandoberfläche, die den Anodenkissen gegenüber liegt. Der Raum zwischen Anodenkissen und Stahlband wird allein über die aus den Kissen strömende Elektrolytmenge gefüllt und der Elektrolyt fließt nach allen Seiten frei ab, wobei er sich bei vertikaler Bandführung im Elektrolysebereich unterhalb stromführender Umlenkwalzen im Zellenunterteil sammelt.
  • Bei einem weiteren von der Anmelderin vorgeschlagenen Verfahren DE-A-3 228 641 zur elektrolytischen Abscheidung von Metallen aus wässrigen Lösungen der Metallsalze auf Stahlband unter Anwendung hoher Relativströmungsgeschwindigkeiten zwischen Elektrolyt und Stahlband sowie Anoden zum Erreichen großer Stromdichten bei möglichst geringem Energieeinsatz, wird eine dünne Diffusionsschichtdicke dadurch erreicht, daß ein parallel zum Stahlband gerichteter Elektrolytstrom durch Elektrolytteilströme quer zur Bandlaufrichtung in einen turbulenten Strömungszustand versetzt wird. Auch bei diesem Verfahren wird der Elektrolyt dem auslaufenden Metallband entgegengeführt, während er mit dem Band in gleicher Richtung beim Einlaufen des Bandes in die Elektrolysezelle fließt.
  • Bei allen diesen bekannten Ausführungsformen von elektrolytischen Abscheideverfahren kann man die Stromdichte nur mit erhöhtem Aufwand den unterschiedlichen Relativströmungsgeschwindigkeiten im Einlauf- und Auslaufteil der Elektrolysezelle entsprechend dem ablaufenden und auflaufenden Trumm des Metallbandes anpassen ; infolgedessen ist es schwierig, wenn nicht gar unmöglich, gleichmäßige Abscheidebedingungen in diesen beiden Teilen der Elektrolysezelle zu erzielen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei einer Vertikalzelle vertikal auf dem durch einen Elektrolyten geführten Metallband, insbesondere Stahlband, die Anwendung hoher Stromdichten emöglicht, sowie gleiche Relativströmungen zwischen Metallband und Elektrolyt und damit gleichzeitig auch gleichmäßige Abscheidebedingungen für das ein- und auslaufende Metallband erzeugt werden können.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Elektrolyt im gesamten Bereich zwischen den Anoden und dem Metallband der Bandlaufrichtung zwangsweise entgegengeführt wird. In bevorzugter Weise wird dies dadurch erreicht, daß die Strömung des Elektrolyten durch eine Druckerhöhung vergrößert wird, wobei vorteilhafter Weise der Druck im Einlauf-und/oder Auslaufteil erhöht wird. Eine weitere Möglichkeit der Ausführung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß der Elektrolyt im Bereich des Bandauslaufes mit einer nach unten gerichteten Geschwindigkeitskomponente zugeführt wird, daß der Elektrolyt entgegen der Bandlaufrichtung gepumpt wird sowie ferner dadurch, daß örtlich in der Zelle eine Unterdruck erzeugt wird.
  • Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugte Vorrichtung nach der Erfindung ist so aufgebaut, daß die Ein- und Auslaufbereiche als zwei separate durch Behälterwandungen begrenzte Schächte ausgebildet und durch ein Unterteil kommunizierend miteinander verbunden sind sowie die Oberkante des Einlaufbereiches um ein Maß A h unterhalb der Oberkante des Auslaufbereiches angeordnet ist. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen.
  • Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daß nunmehr auch bei einer vertikalen Führung des Metallbandes, und zwar sowohl im Einlaufteil als auch im Auslaufteil der Elektrolysezelle eine nicht laminare Strömung des Elektrolyten in den Elektrolysezonen erzielt wird, wodurch sich zunächst eine Verkleinerung der kathodischen Diffusionsschicht und die Zurverfügungstellung einer genügend großen Menge abscheidungsfähiger Ionen ergibt und darüber hinaus die Anwendung hoher Stromdichten, vorzugsweise beim Verzinken von Stahlband mit mehr als 60 A/dm2 ohne « Anbrennen des abgeschiedenen Metall- (Zink-) überzuges möglich wird, d. h. auch eine Erhöhung der Abscheidegeschwindigkeit erreicht wird ; ferner werden gleichzeitig im Elektrolyt vorhandene Partikel daran gehindert, sich auf dem Metallband abzusetzen und/oder in den Bereich der Stromübertragungsrollen zu gelangen. Auch können in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung lösliche Anoden verwandt werden, ist der Aufbau eines statischen Druckes zur Abstützung des Stahlbandes nicht erforderlich und wird sowohl im Ein- als auch im Auslaufteil eine gleichartige und über die gesamte Kathodenfläche gleichmäßige Elektrolytströmung (Relativströmung) entgegen der Bandlaufrichtung erzeugt, wobei die umgepumpten Elektrolytmengen und damit die Strömungsgeschwindigkeit im Raum zwischen Anoden und Kathode in größeren Grenzen frei wählbar sind. Demgemäß wird letzten Endes eine einwandfreie Oberfläche der abgeschiedenen Metallschicht schneller und mit einfacheren Mitteln als nach dem Stand der Technik erreicht.
  • Insgesamt wird das Verfahren mit einer Relativströmungsgeschwindigkeit zwischen mehr als 0,5 bis 2,5, vorzugsweise 3,0 m/sec. durchgeführt, wobei die Relativströmungsgeschwindigkeit die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Metallband- und der Elektrolytströmungsgeschwindigkeit darstellt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei die Fig. 1 bis 5 in schematischer Form Elektrolysezellen in verschiedenen Varianten mit einem ein- und auslaufenden Metallband zeigen.
  • Wie sich aus den Fig. 1 bis 5 ergibt, ist oberhalb einer allgemein mit 1 bezeichneten Elektrolysezelle jeweils oberhalb vom Metallbandauslauf und Metallbandeinlauf in bzw. aus der der Elektrolysezelle 1 eine Umlenkrolle 2, 3 sowie je eine Stromübertragungsrolle 4, 5 vorgesehen. Das zu veredelnde, z. B. zu verzinkende Metallband 6 läuft entsprechend der Richtung der Pfeile 7 zwischen der Umlenkrolle 2 und der Stromübertragungsrolle 4, durch die die Stromübertragung auf das Metallband 6, z. B. ein Stahlband, linienberührend erfolgt, abwärts in den Einlaufbereich 8 zwischen den Anoden 9, um die Tauchrolle 10 und dann aufwärts zwischen den Anoden 11 im Auslaufbereich 12. Nach dem Austritt aus dem Auslaufbereich 12 der Elektrolysezelle 1 wird das Metallband 6 zwischen Umlenkrolle 3 und Stromübertragungsrolle 5 z. B. der nächsten Elektrolysezelle zugeführt. Als Anoden 9, 11 sind entweder lösliche oder unlösliche Anoden eingesetzt. Alternativ können anstelle der Umlenkrollen 2 und 3 Stromrollen eingesetzt werden, wodurch die Stromübertragungsrollen 4 und 5 entfallen können.
  • Wie sich weiter aus den Fig. 1 bis 5 ergibt, ist sowohl der Einlaufbereich 8 als auch der Auslaufbereich 12 schachtförmig ausgebildet, wobei diese Bereiche durch ein Unterteil 13, in dem die Tauchrolle 10 angeordnet ist, kommunizierend miteinander verbunden sind. Weiterhin ist die Oberkante des Einlaufbereiches 8 um das Maß A h unterhalb der Oberkante des Auslaufbereiches 12 angeordnet. Wird die Elektrolytflüssigkeit in den Auslaufbereich 12, z. B. über einen in Fig. 3 dargestellten Einlauftrichter 14 eingegeben, so ergibt sich während des Durchlaufes des Metallbandes 6 durch die Elektrolysezelle 1 eine Strömung des Elektrolyten entgegen der Bandlaufrichtung, d. h. im Auslaufbereich 12 ist die Strömung nach unten und im Einlaufbereich 8 nach oben gerichtet. Demgemäß tritt der Elektrolyt an der Oberkante des Einlaufbereiches 8 - wie durch Pfeile 18 angedeutet - aus. Der Wert für das Maß A h ergibt sich aus der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit und den Strömungsverlusten für den Elektrolyten im Auslaufbereich 12, im Unterteil 13 und im Einlaufbereich 8. Die für die Beschichtung bzw. Veredelung des Metallbandes 6 wirksame Länge der Anoden 9, 11 ist in Fig.1 1 mit a angegeben.
  • Bei der Ausführungsform der Elektrolysezelle 1 gemäß Fig. 2 sind die Anoden 9 um den Wert A h verkürzt, so daß die Unterkante der Anoden 9 im Einlaufbereich 8 in gleicher Höhe liegt wie diejenige der Anoden 11 im Auslaufbereich 12.
  • Um insbesondere ein optimale Länge der Anoden 9 im Einlaufbereich 8, d. h. eine möglichst lange Abscheidungsstrecke zu erzielen, sind nach Fig. 3 Einlauftrichter 14 für den Elektrolyten im Auslaufbereich 12 des Metallbandes 6 vorgesehen ; wird der Elektrolyt in diese Einlauftrichter 14, die zwischen die Anoden 11 reichen, eingeführt, so ergibt sich im Auslaufbereich 12 eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten zwischen dem Metallband 6 und den Anoden 11 entgegen der Laufrichtung des Metallbandes 6.
  • Damit diese Strömung an jeder Stelle der Elektrolysezelle 1 entgegengesetzt der Bandlaufrichtung aufrechterhalten bleibt und die notwendige Differenzhöhe A h gering gehalten werden kann, sind unterhalb der Anoden 11 Absaugrohre 15 mit einer Pumpe 16 vorgesehen, mittels derer Elektrolyt abgesaugt und in den Einlaufbereich 8 unterhalb der Anoden 9 durch Speiserohre 17 eingedrückt wird. Hierdurch wird eine zusätzliche nach oben gerichtete Strömungskomponente in dem Einlaufbereich 8 ausgebildet, um dadurch Strömungsverluste nahezu auszugleichen. Mit den Pfeilen 18 ist der überlaufende Elektrolyt angedeutet.
  • In dem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist - wie auch in Fig. 3 - der zwischen dem Einlauf- und Auslaufbereich 8, 12 der Elektrolysezelle 1 liegende Bereich als Überlaufbehälter 19 ausgebildet, in dem eine Pumpe 20 angeordnet ist. Der aus dem Einlaufbereich 8 in den Überlaufbehälter 19 laufende Elektrolyt - durch den Pfeil 21 angedeutet - wird mittels der Pumpe 20 - wie durch den Pfeil 22 angedeutet - in die Öffnung des Auslaufbereiches 12 des Metallbandes 6 zurückgepumpt. Demgemäß muß nur eine geringe, von einem nicht dargestellten Vorratsbehälter kommende Elektrolytmenge zusätzlich in den Auslaufbereich 12 eingepumpt werden, um die notwendige Strömung entgegengesetzt zur Bandlaufrichtung zu erzeugen bzw. zu erhöhen.
  • Durch Einpumpen einer Elektrolytmenge mit großer Geschwindigkeit kann dagegen der notwendige Höhenunterschied zur Erzielung einer Strömung reduziert werden. Die nicht benötigte Elektrolytmenge fließt vom Überlaufbehälter 19 direkt in den Vorratsbehälter zurück (Pfeil 23).
  • Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt Fig. 5. Hier ist oberhalb der Elektrolysezelle 1 ein Vorratsbehälter 24 mit einem Verbindungsrohr 25 zu den Einlauftrichtern 14 angeordnet. In dieser Elektrolysezelle 1 wird die notwendige Strömungsenergie dadurch erzielt, daß von dem Vorratsbehälter 24 ein gerichteter Elektrolytstrom in die Einlauftrichter 14 des Auslaufbereiches 12 geführt wird. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Füllung des Auslaufbereiches 12 ist es erforderlich, daß stets ein Teil des Elektrolyten aus dem Auslaufbereich 12-wie durch den Pfeil 26 angedeutet - überläuft. Mittels einer Pumpe 27, die im Unterteil 13 der Elektrolysezelle 1 unterhalb der Tauchrolle 10 angeordnet ist, wird unterhalb des Auslaufbereiches 12 eine Druckabsenkung und unterhalb des Einlaufbereiches 8 eine Drucksteigerung erzielt, so daß der Höhenunterschied zwischen den Oberkanten des Einlauf-und Auslaufbereiches 8, 12 sehr klein gehalten werden kann. Zur Verringerung der Gesamt-Pumpenergie ist es ferner möglich, wie in Fig. 4 dargestellt, durch die Pumpe 20 im Überlaufbehälter 19 eine gewisse Elektrolytmenge direkt in den Vorratsbehälter 24 zurückzuführen.

Claims (12)

1. Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen, insbesondere von Zink, aus wässrigen Lösungen der Metallsalze auf Metallband, insbesondere Stahlband, unter Anwendung hoher Relativströmungsgeschwindigkeiten zwischen Elektrolyt und dem Metallband sowie den Anoden, wobei das Metallband vertikal in den Elektrolyten eingeführt, umgelenkt und aus dem Elektrolyten vertikal herausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt im gesamten Bereich zwischen den Anoden und dem Metallband der Bandlaufrichtung zwangsweise entgegengeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung des Elektrolyten durch eine Druckerhöhung erzielt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck am unteren Ende des Einlauf- und/oder im Auslaufteil erhöht wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt im Bereich des Bandauslaufes mit einer nach unten gerichteten Geschwindigkeitskomponente zugeführt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt entgegen der Bandlaufrichtung gepumpt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytströmungsgeschwindigkeit dadurch vergrößert wird, daß in der Zelle örtlich ein Unterdruck erzeugt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen auf Metallband gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, wobei oberhalb einer Elektrolysezelle (1) dem Metallbandein- und -auslauf zugeordnet jeweils eine Umlenkrolle (2, 3) und/oder eine Stromübertragungsrolle (4, 5) vorgesehen sind, das Metallband (6) im unteren Teil der Elektrolysezelle (1) um eine Tauchrolle (10) sowie im Einlaufbereich (8) und Auslaufbereich (12) zwischen Anoden (9, 11) geführt ist, die zusammen mit den Behälterwandungen schachtförmige Bereiche für den Bandeinlauf und den Bandauslauf bilden, wobei innerhalb der Ein- und Auslaufbereiche (8, 12) die dem Metallband (6) zugewandten Anodenflächen parallel zueinander und zu dem Metallband (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaufbereiche (8, 12) als zwei separate durch Behälterwandungen begrenzte Schächte ausgebildet und durch ein Unterteil (13) kommunizierend miteinander verbunden sind sowie die Oberkante des Einlaufbereiches (8) um ein Maß A h unterhalb der Oberkante des Auslaufbereiches (12) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ein- und Auslaufbereich (8, 12) ein Überlaufbehälter (19) angeordnet und mit einer Pumpe (16) mittels unterhalb des Auslaufbereiches (12) vorgesehener Absaugrohre (15) Elektrolyt ansaugbar und mittels unterhalb des Einlaufbereiches (8) zugeordneter Speiserohre (17) Elektrolyt mit einer nach oben in den Schacht gerichteten Geschwindigkeitskomponente zuführbar ist, wodurch das Maß A h bis zum Wert Null reduzierbar ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Überlaufbehälter (19) angeordnete Pumpe (20) druckseitig durch Rohre (22) mit der Öffnung des Auslaufbereiches (12) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil (13) unterhalb der Tauchrolle (10) eine Pumpe (27) angeordnet ist.
.11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaufbereich (12) Einlauftrichter (14) für die Elektrolytflüssigkeit vorgesehen sind, deren unteres Ende zwischen den Anoden (11) liegt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Einlauftrichter (14) und mit diesen durch Rohre (25) verbunden, Vorratsbehälter (24) angeordnet sind.
EP84111959A 1983-11-10 1984-10-05 Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen Expired EP0142010B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT84111959T ATE31560T1 (de) 1983-11-10 1984-10-05 Verfahren und vorrichtung zum elektrolytischen abscheiden von metallen.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3340732 1983-11-10
DE3340732 1983-11-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0142010A1 EP0142010A1 (de) 1985-05-22
EP0142010B1 true EP0142010B1 (de) 1987-12-23

Family

ID=6214011

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