DE3108615C2

DE3108615C2 - Vorrichtung und Verfahren zum elektrolytischen Behandeln eines Metallbandes

Info

Publication number: DE3108615C2
Application number: DE3108615A
Authority: DE
Inventors: Hajime Tokio / Tokyo Nitto; Katusi Kitakyusyu Fukuoka Saito; Kango Kitakyusyu Fukuoka Sakai; Yasuo Fukuoka Shimokawa
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1980-03-07
Filing date: 1981-03-06
Publication date: 1984-09-27
Also published as: BR8101328A; GB2071155B; FR2477580A1; IT1144316B; IT8167317A0; NL179662C; US4310403A; FR2477580B1; AU525633B2; DE3108615A1; AU6765581A; NL179662B; NL8101059A; CA1156180A; GB2071155A

Abstract

Die Elektrolysevorrichtung weist einen Behälter (11b) auf, in dem ein elektrolytischer Behandlungsraum für ein Metallband (14) vorgesehen ist. Entlang dem Transportweg des Metallbandes (14), der sich durch den Behandlungsraum (11a) erstreckt, sind mehrere leitende Walzen (13) angeordnet. Die elektrolytische Behandlung erfolgt mit mindestens einem Paar Elektrodenkissen (15), die zwischen zwei Walzen (13) angeordnet sind und voneinander einen Abstand aufweisen, durch den sich das Metallband (14) bewegt. Jedes Elektrodenkissen (15) ist mit mindestens einem Schlitz versehen, durch den ein Elektrolyt zur Oberfläche des Metallbandes (14) herausgedrückt wird, so daß ein geeigneter statischer Druck des Elektrolyten aufgebaut wird. Dieser statische Druck muß ausreichend hoch sein, um das Metallband (14) auf seinem Transportweg in dem Zwischenraum zwischen dem Elektrodenkissen (15) und dem Metallband (14) zu halten. Schließlich wird eine Spannung zwischen mindestens einer der leitenden Walzen (13) und einer der Elektrodenkissen (15) angelegt. Dadurch erhält man eine stabile Führung des Bandes (14) zwischen den Elektrodenkissen (15), so daß deren Abstand relativ klein gewählt werden kann und daher ein hoher Stromwirkungsgrad erzielt wird.

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar der Elektrodenkissen (15) zwischen zw;'. leitenden Walzen (13) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspnich 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ele'Ktrodenkissen (15) mit mindestens einem Paar Schlitze (17) als Elektrolytaustrittsöffnungen versehen ist, die sich parallel zur Längs- oder Querrichtung des Kissens erstrecken.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (17) der Elektrodenkissen (15) um einen Winkel von 60 bis 120° zur Oberfläche der Elektrodenkissen geneigt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis \ dadurch gekennzeichnet, daß jedes Elektrodenkissen (15) mit mindestens einem zusätzlichen Schützpaar versehen ist, das sich parallel zur Längs- oder Querrichtung des Kissens erstreckt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Elektrodenkissen (15) mit mindestens einem zusätzlichen Schlitzpaar versehen ist, das sich unter einem Winkel zur Längs- oder Querrichtung des Kissens erstreckt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bandrandbereich oder im Inneren des Elektrodenkissens Düsen (18) zur Gaseinleitung in den Elektrolyten angeordnet sind.

8. Verfahren zum elektrolytischen Behandeln eines Metallbandes unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Band frei zwischen den Elektrodenkissen geführt und der Elektrolyt mit einem so hohen statischen Druck ausgetragen wird, daß das Band im Raum zwischen den Elektrodenkissen gehalten wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum elektrolytischen Behandeln eines Metallbandes. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen hohen Wirkungsgrad auf und ist mit paarweisen Elektroden-Andruckkissen zum Ausüben eines statischen Drucks auf das Band versehen.

Bekanntlich kann die Oberfläche eines Stahlbandes mit Zink öäer Zinn plattiert werden, indem man das Band einer elektrolytischen Behandlung unterzieht. Hierzu wird normalerweise eine vertikal arbeitende elektrclylische Vorrichtung verwendet Bei dieser Vorrichtung wird das Stahlband durch einen Elektrolysebehälter, der mit einem Elektrolyten gefüllt ist, über Gummiwalzen geführt, die in dem Elektrolyten untergetaucht angeordnet sind; ferner sind oberhalb der Oberfläche des Elektrolyten elektrisch leitfähige Walzen ani,^2ordneL Beim Durchlauf durch den Elektrolyten wird das Band durch Anlegen einer Spannung zwischen dem Band als Kathode und einer Elektrodenplatte als Anode elektroplattiert, die in den Elektrolyten derartig eingehängt ist, daß ihre Oberfläche zu einer Oberfläche des Bandes weist

Die Konstruktion der üblichen elektrolytischen Vorrichtung beruht auf dem Konzept daß das Band in den Elektrolyten eintaucht. Hinsichtlich der Betriebsweise zeigt daher diese Vorrichtung die folgenden Nachteile:

1. Wenn die Vorrichtung aufgrund irgendwelcher Schwierigkeiten angehalten wird und der Elektrolyt aus dem Behälter entfernt werden muß, so ist diese Entnahme des Elektrolyten zeitraubend, was zu einer erheblichen Verzögerung bis zur Fortsetzung des Betriebs führt, da der Behälter mit einer großen Elektrolytmenge gefüllt ist

2. Dem Band wird der elektrische Strom von einer leitfähigen Walze zugeführt, die oberhalb der Elektrolytoberfläche angeordnet ist Da in diesem Fall die in den Elektrolyten eingetauchte Walze nichtleitend sein muß, d. h. eine isolierende Walze, beispielsweise eine Gummiwalze ist wird der Strom dem Band lediglich aus einer ,Richtung zugeführt.

Daher entwickelt das Band, das sich zwischen den benachbarten zwei leitfähigen Walzen um die isolierende Walze herum erstreckt einen hohen elektrischen Widerstand, was in unerwünschter Weise zu einem hohen Verbrauch an elektrischer Energie führt. Da ferner der Strom dem zwischen den Elektrodenplatten zugeführten Band lediglich aus einer einzigen Richtung zugeführt wird, müssen die Elektrodenplatten gegenüber dem Band geneigt angeordnet werden, um eine gleichförmige Verteilung

so des Stroms in dem verwendeten Elektrolyten zu erhalten.

Bei der Tauchelektrolyse ergibt sich, wenn kein Strom zugeführt wird, aufgrund der Differenz des Standardelektrodenpotentials ein umgekehrtes Potential zwischen der unlöslichen Elektrode und dem zu plattierenden Material, sowie zwischen der unlöslichen Elektrode und dem Plattierungsmetall. Dadurch ergibt sich eine Potentialumkehr, und die Anode wirkt als Kathode, während die Kathode als Anode wirkt. Daher ist selbst dann, wenn unlösliches Elektrodenmaterial für die Elektrodenplatte verwendet wird, die Nutzlebensdauer der erhaltenen Elektrodenpiatte nicht besonders lang.
4. Die Förderstrecke des Bandes kann aufgrund von

b5 Vibrationen oder Verdrehungen fluktuieren, die in dem Band zwischen der oberen und der unteren Walze auftreten; das Gleiche ergibt sich bei ungleichförmiger Form und C-förmiger Verwerfung

des Bandes in seiner Querrichtung. Daher ist es unmöglich, die Elektrodenplatten nahe am Band anzuordnen. Bei üblichen Elektrolysevorrichtungen beträgt der Abstand zwischen der Oberfläche der Elektrodenplatte und der Oberfläche des Bandes etwa 30 bis 60 mm. Dieser hohe Abstand erfordert eine hohe Elektrolysespannung, was im Hinblick auf den Energieverbrauch nachteilig ist. Ferner ist es unmöglich, die Elektrolyse mit hoher Stromdichte durchzuführen.

5. Der in dem Zwischenraum zwischen den Elektrodenplatten vorhandene Anteil des Elektrolyten wird durch den äußeren Anteil des Elektrolyten nicht ausreichend ersetzt. Dadurch verschlechtert sich der Elektrolysewirkungsgrad. Wenn ferner die Stromdichte erhöht wird, verschlechtert sich unausweichlich die Qualität der erhaltenen Plattierungsschicht

Die JP-OS 23 985/77 beschreibt ein.·; andere Elektrolysevorrichtung. Bei dieser Vorrichtung erfolg» die Plattierung an der Stelle, wo das Band zu einer kichtungsumkehrwalze weist, die im Elektrolyten eingetaucht ist. Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das Band ohne Kontakt mit der Walze und unter der Wirkung eines Flüssigkeitskissens geführt wird, das durch den Elektrolyten gebildet wird. Zu diesem Zweck wird der Elektrolyt durch Bohrungen in der Oberfläche der Walze eingespritzt, und gleichzeitig wirkt die Walze als Anode.

Bei dieser Elektrolysevorrichtung erfolgt jedoch das Plattieren mit in den Elektrolyten eingetauchtem Band. Daher treten bei dieser Vorrichtung die gleichen Probleme auf, die bei der zunächst beschriebenen bekannten Vorrichtung vorhanden sind. Da ferner lediglich eine Oberfläche des Bandes, die zur Oberfläche der untergetauchten Walze hin weist, bei dieser Elektrolysevorrichtung plattiert wird, muß dann, wenn die beiden Seiten des Banrfes plattiert werden sollen, die Plattierung mit umgekehrter Plattierungsfläche des Bandes etwa unter Verwendung zweier derartiger Vorrichtungen durchgeführt werden. Daher weist diese Elekirolysevorrichtung große Abmessungen auf.

Ferner bewegt sich bei dieser Elektrolysevorrichtung das Band ohne direkte Berührung mit der Walze, indem der Elektrolyt auf lediglich eine Oberfläche des Bandes durch in der Oberfläche der Walze vorgesehene Bohrungen gedrückt wird, um dadurch einen bestimmten Abstand zwischen der Oberfläche des Bandes und der Oberfläche der Walze aufrechtzuerhalten. Beim Transport des Bandes entlang der Walze schwankt der Abstand zwischen der Oberfläche des Bandes und der Oberfläche der Walze in Abhängigkeit von der mechanischen Spannung des Bandes. Daher ist es schwierig, auf dem Band einen gleichförmigen Niederschlag an Plattierungsmetall zu erhalten.

Aus der US-PS 41 19 516 ist eine Vorrichtung zum Elektroplattieren eines Metallbandes bekannt, die einen Behandlungsbehälter zur Aufnahme einer Elektrolytlösung, eine oberhalb des Behälters angeordnete Kathode und mindestens eine der Kathode gegenüberliegende Anode aufweist Das zu plattierende Metallband wird in Kontakt mit der Kathode und im Abstand zur Anode geführt. Zur Ausbildung einer turbulenten Strömung des Elektrolyten ist zwischen den Anoden ein Block aus o^r) elektrisch isolierendem Material mit einer Öffnung vorgesehen, durch die der Elektrolyt mittels einer Pumpe gegen das Metallband gedruckt wird. Dir Vorrichtung gemäß der US-PS 41 19 516 eignet sich zum einseitigen Plattieren des Metallbandes.

In der nicht vorveröffentlichten DE-OS 30 11 005 wird eine Galvanisiervorrichtung zum Galvanisieren einer Oberfläche eines Metallbandes vorgeschlagen, die eine Anode mit mehreren Öffnungen aufweist, durch die der Elektrolyt auf eine Oberfläche des Metallbandes aufgebracht wird. Die Anode ist oberhalb des Metallbandes angeordnet, und der Elektrolyt läßt sich ebenfalls nur auf eine Oberfläche des Metallbandes aufbringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile bekannter Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden und eine Elektrolysevorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln eines Metallbandes zu schaffen, bei denen die Elektrolyse mit hohem Wirkungsgrad und bei hoher Stromdichte erfolgt und das Band stabil an den Elektroden vorbeigeführt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst

Die erfindungsgemäße Vorrichtungen und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen ausgezeichnete Betriebsbedingungen, wobei während des Betriebs auftretende Schwierigkeiten leicht eliminiert werden können, inc? ;m die Behandlungsstrecke für einen sehr kurzen Zeitraum angehalten wird. Erfindungsgemäß wirkt auf das Band ein statischer Druck, und zwar mit Hilfe einer Austragvorrichtung für den Elektrolyten, um Vibrationen, Verdrehungen, C-Verwerfungen und ein Versetzen des Bandes zu verhindern.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem er- . findungsgemäßen Verfahren kann der elektrische Widerstand des Bandes im Gegensatz zu bekannten elektrolytischen Vorrichtung und Verfahren auf einen außerordentlich niedrigen Wert reduziert werden, und die elektrolytische Behandlung kann bei hoher Stromdichte und unter stabilen Bedingungen in einfacher Weise erfolgen. Ferner kann in einfacher Weise das Band einseitig oder derartig auf zwei Seiten plattiert werden, daß die Metalldicke auf der Vorderseite des Bandes sich von der auf der Rückseite unterscheidet.

Außerdem kann erfindungsgemäß ein Überzug von Plattierungsmetall auf den Randbereichen d^s Bandes verhindert werden, um einen gleichförmigen Niederschlag des Plattierungsmetalls auf dem Band zu erhalten.

Ferner kann ein Niederschlag auf der leitenden Walze leicht entfernt werden.

Außerdem ist die Nutzlebensdauer der Elektrode erhöht.

Schließlich ermöglichen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfinciungsgemäße Verfahren eine Vislzv/eck-EIektrolyse, beispielsweise eine Kombination von zwei oder mehr Oberflächenbehandlungen, wie Entfetten, Abbeizen, Elektroplattieren und Formgebung.

Bei der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung und dem erfindur^gemäßen Verfahren wird das Band in dem Elektrolysebehandlungsraum in dem Behälter gehalten, ohne es in den Elektrolyten einzutauchen; dabei wird das Band in diesem Behandlungsraum einer elektrolytischen Behandlung unterworfen, indem der Elektrolyt zur Oberfläche des Bandes aus einem Elektrodenkissscn herausgedrückt oder ausgetragen wird, so daß in dem Zwischenraum zwischen dem Elektrodenkissen und dem Band ein statischer Druck aufgebaut wird; das Elektrodenkissen ist an einer vorgegebenen Stelle innerhalb des Elektrolysebehandlungsraums so

Uo OU

angeordnet, daß es zur Oberfläche des Bandes weist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Elektrolyscbehälter nicht mit dem Elektrolyten gefüllt, und das Elektrodenkissen ist in Form eines Hohlkastens aufgebaut; der statische Druck entwickelt sich zwischen dem Kissen und dem Band, indem der Elektrolyt durch die Düse des Kissens zum Band herausgedrückt wird. Dadurch vermeidet die erfindungsgemäße Vorrichtung verschiedene Nachteile der bekannten Tauch-Elektrolysevorrichtung. So kann beispielsweise bei vertikalem Elektrolysebehälter auch die untere Walze als leitende Walze verwendet werden, und ferner kann das Band sich stabil bewegen, da Vibrationen des Bandes verhindert und Verformungen des Bandes korrigiert werden. Die erfindungsgemäßc Vorrichtung ist ferner vorteil-' haft, da der Elektrolysebehälter nicht mit Elektrolyt ge-' füllt ist, so daß eine Reparatur der leitenden Walze, beispielsweise die Entfernung eines Niederschlags von der Oberfläche der Walze, leicht ausgeführt werden kann, indem eine Auswurf- oder Spritzöffnung vorgesehen wird, durch die ein Elektrolyt auf die Oberfläche der leitenden Walze gespritzt wird, die sich außer Kontakt mit dem Band befindet.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer bekannten Elektrolysevorrichtung,

Fig.2 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung,

Fig. 3—5 Querschnittsansichten weiterer erfindungsgemäßer Ausführungsformen,

F i g. 6 eine Ansicht zur Erläuterung der Wirkung des erfindungsgemäßen Elektrodenkissens,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Elektrodenkissens,

Fig.8A bis 8E Darstellungen zur Erläuterung von Schlitzformen des erfindungsgemäßen Elektrodenkissens,

Γ i g. 9A bis 9C Querschnittsansichten des erfindungsgemäßen Elektrodenkissens von der Seite,

Fig. 10 graphische Darstellungen der Beziehungen zwischen dem Abstand zwischen der Oberfläche des Bandes und der Oberfläche der Düse und der Stützkraft der Flüssigkeit für das Kissen mit statischem und das Kissen mit dynamischem Druck,

F i g. 11 eine Darstellung zur Erläuterung der auf das Band einwirkenden Rückstellkraft bei einem Kissen mit statischem Druck,

F i g. 12 eine graphische Darstellung der auf das Band einwirkenden Rückstellkraft bei einem Kissen mit statischem Druck,

Fig. 13A und 13B Darstellungen zur Erläuterung eines Verfahrens zum Bestimmen der Rückstellkraft,

Fig. 14 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Elektroiysevorrichtung mit einer Einrichtung zum Entfernen eines Niederschlags auf der leitenden Walze,

F i g. 15 eine Darstellung zur Erläuterung der Plattierung auf einer Oberfläche und der Plattierung mit unterschiedlicher Metalldicke auf zwei Oberflächen mittels eines erfindungsgemäßen Elektrodenkissens mit statischem Druck, und

Fig. 16 eine Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Maßnahmen zum Verhindern eines Kantenüberzugs mit Hilfe des Elektrodenkissens mit statischem Druck.

Gemäß Fig. 1 weist eine bekannte Elektrolysevorrichtung zum clektrolytischcn Behandeln eines Metuilbandcs mit einem Elektrolyten einen Elektrolysebehäller I auf, der mit einem Elektrolyten 6 gefüllt ist. Ein Stahlband 4 bewegt sich durch den Elektrolysebchäller 4 über Gummiwalzcn 2. die im Elektrolyten 6 untergetaucht sind, und über leitende Walzen 3, die oberhalb der Oberfläche des Elektrolyten 6 angeordnet sind. Beim Durchlauf durch den Elektrolyten 6 wird das Band 4 elektroplattiert oder elektrolytisch entzundert, indem

ίο eine Spannung zwischen dem Band 4 als Kathode und einer Elektrodenplatte 5 als Anode angelegt wird, die in dem Elektrolyten 6 hängt, so daß die Oberfläche der Elektrodenplatte 5 zu einer Oberfläche des Bandes 4 weist.

In F i g. 2 ist schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung dargestellt. Ein Elektrolysebchandlungsraum 11a wird durch einen kastenförmigen Elektrolysebehälter oder Behandlungsbehälter 116 definiert, an dessen Buden sich ein Flüssigkeitsvorrat 12 befindet. Ferner sind mehrere leitfähige Walzen 13 zum Führen des Metallbandes 14 sowie zum Zuführen eines Stroms zum Metallband 14 sowie ein Paar sogenannter »Elektrodenkissen« 15 vorgesehen. Die leitfähigen Walzen 13 sind an einer oberen und einer unteren Steile innerhalb des Behandlungsraums Ua angeordnet. Das Metallband 14 bewegt sich entlang einem vorgegebenen auf- und abwärts gerichteten Zickzack-Weg, der sich durch den Behandlungsraum 11a und um die leitfähigen Walzen 13 herum er-

jo streckt. Die Elektrodenkissen 15 sind nahe am Band 14 angeordnet, das zwischen den oberen und unteren leitfähigen Walzen 13 geführt wird; die Elektrodenkissen 15 sind annähernd symmetrisch gegenüber dem Band 14 angeordnet. Die Elektrodenkissen 15 sind so ausgebildet, daß sie aus der zum Band 14 hinweisenden Oberfläche einen Elektrolyten zum Band 14 hin austragen (herausspritzen) können. Der Elektrolyt wird dem Elektrodenkissen 15 mit Hilfe einer Pumpe 16 unter einem vorgegebenen Druck zugeführt (vgl. Fig.2). Nach dem Herausdrücken strömt der Elektrolyt nach unten in den Flüssigkeitsvorrat IZ aus dem der Elektrolyt über die Pumpe 16 dem Elektrodenkissen 15 erneut zugeführt wird. Der umzuwälzende Elektrolyt kann in üblicher Weise vor der Pumpe 16 gesammelt und erwärmt werden. In Fig.2 ist lediglich ein Paar Elektrodenkissen 15 dargestellt. In der Praxis weist jedoch die erfindungsgemäße Elektrolysevorrichtung meist ein oder mehrere zusätzliche Paare Elektrodenkissen auf, die entlang dem Transportweg des Bandes zwischen den oberen und unteren leitenden Walzen 13 innerhalb des Behälters 116 angeordnet sind.

Die F i g. 3 bis 5 zeigen schematische Ansichten weiterer erfindungsgemäßer Ausführungsformen der Elekirolysevorrichtung. F i g. 3 zeigt ebenso wie F i g. 1 eine vertikale Elektrolysevorrichtung. In diesem Fall ist der Behandlungsbehälter 11 b und der Behandlungsraum in dem Behälter in zwei oder mehr Abschnitte 11 c, 11 d, 11 e ... unterteilt Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform bewegt sich das Band 14 horizontal durch den Behandlungsraum Ha in dem Behälter UZj. Mehrere Elektrodenkissen 15 sind entlang der'Transportstrekke des Bandes 14 angeordnet Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform bewegt sicn das Band 14 ebenfalls horizontal durch den Behandlungsraum in den

b5 Behälter ! 1 b. !n diesem Fall ist jedoch der Behandlungsraum in zwei Abschnitte lic und lic/unterteilt

Die F i g. 6 zeigt Einzelheiten einer Seitenansicht eines erfindungsgemäß einsetzbaren Elektrodenkissens

15. Das Elektrodenkissen 15 weis! ein hohlkastenförmiges Bauteil auf und weist im wesentlichen parallel und in dem erforderlichen Abstand t zum Band 14. Das Elektrodenkissen lii weist mehrere Austrittsschlitze 17 für den Elektrolyten auf. die in der zum Band 14 weisenden Vorderseite ausgebildet sind. In jedem Kissenpaar sind die zivinander weisenden Schlitzpaare 17 unter einem symmetrischen Winkel zueinander angeordnet. Ferner sind die Schlitze 17 so angeordnet, daß sie gemäß F i g. 7 zum Band 14 weisen. Wenn der Elektrolyt iem Elektrodenkissen 15 von hinten zugeführt und durch die Schlitze 17 zum Band 14 herausgedrückt sind, so strömt der Elektrolyt in den durch die Pfeile in F i g. 6 dargestellten Richtungen, so daß ein statischer Druck zwischen der Vorderseite des Kissens 15 und der zum Kissen 15 weisenden Oberfläche des Bandes 14 ausgebildet wird. Da jedes Paar Elektrodenkissen 15 zum Band 14 weist, wird auf ΚρΐΗς SestS'n de⁵ Hand» 14 ein sts!i^ccher Druck ausgeübt. Durch diesen statischen Druck wird das Band 14 stabil abgestützt und am Vibrieren gehindert, darüberhinaus werden Verformungen korrigiert.

Wenn andererseits die Vorderseite des Elektrodenkissens 15, die zum Band 14 weist, so ausgebildet ist, das sie als Elektrode wirkt, so kann das Metallband 14 elektrolytisch behandelt werden, da sich zwischen dem Elektrodenkissen 15 und dem Metallband 14 der Elektrolyt befindet. Dadurch erhält man die gewünschte plattierte Metallschicht auf der Oberfläche des Bandes. Die Oberflächenschicht des Elektrodenkissens kann aus einem elekt Dlytisch unlösbaren metallischem Elektrodenmaterial bestehen, beispielsweise aus einer Platte aus einer Blein-Zinn-Legierung oder aus einer mit Platin plattierten Titanplatte. Vorzugsweise kann die Oberflächenschicht des Elektrodenkissens aus einer Titanplatte bestehen, die mit einem Edelmetall, wie Platin, plattiert ist, da ein derartiges Material eine lange Nutzlebensdauer aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann jedes Elektrodenkissen mit mindestens einem Paar Schlitze versehen sein, die sich paraiiei zur Längs- oder Querrichtung des Elektrodenkissens erstrecken. In diesem Fall sind vorzugsweise mindestens zwei Paar Schlitze vorgesehen. Ferner kann jedes Elektrodenkisscn mit mindestens einem Schlitz versehen sein, der sich unter einem Winkel zur Längs- oder Querrichtung des Elektrodenkissens erstreckt, und ferner ist mindestens ein Schlitz vorgesehen, der sich parallel zur Längs- oder Querrichtung des Elektrodenkissens erstreckt.

Die F i g. 8A bis D zeigen jeweils Ausführungsformen einer schlitzförmigen Düse des Elektrodenkissens. Bei Fig.8A weist das Elektrodenkissen 15 einen einzigen rechteckigen Schlitz auf, der die Oberfläche der Elektrode 15a umgibt Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 8D ist der Schlitz wie bei Fi g. 8A ausgebildet, jedoch mehrfach vorhanden (Vielfachschlitz). Bei der Ausführungsform gemäß Fig.8B weist ein rechteckiger Schlitz 17 zwei Brückensegmente 17a und \7b auf. In diesem Fall werden drei statische Druckzonen zwischen dem Elektroden kissen und dem Metaliband erzeugt. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 8C weist ein rechtekkiger Schlitz 17 vier Brückensegmente 17c, YId, YIe und 17/auf, so daß fünf statische Druckzonen zwischen dem Elektrodenkissen und dem Metallband erzeugt werden. Bei den Schlitzen gemäß den F i g. 8B und 8C kann der rechteckige Schlitz mit einem oder mehreren Brückensegmenten in zwei oder mehr unabhängige Schlitze unterteilt werden, durch die der Elektrolyt mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit und/oder Druck des Elektrolyten unabhängig voneinander abgegeben werden kann. Wenn der Schlitz Mehrfachsegmente aufweist, so dient das äußerste Segment als Vorhang, um zu verhindern, daß der in dem Zwischenraum zwischen dem Elcktrodenkissen und dem Metallband befindliche Elektrolyt im Inneren Blasen aufnimmt, so daß die Bewegung des Bandes stabil bleibt. Die mehrfachen Brükkensegmente des Schlitzen sind besonders dann wirksam, wenn die Breite des zu behandelnden Bandes sich

ίο ändert. So weist z. B. in F i g. 8C der Schlitz 17 mehrere rechteckige Segmente auf, die jeweils eine statische Druckzone auf einem Metallband in geeigneter Weise ausbilden, dessen Breite der Breite des rechteckigen Segments im Schlitz 17 entspricht. Dies bedeutet, daß der Schlitz gemäß F i g. 8C für verschiedene Breiten des Metallstreifens eingesetzt werden kann. Somit ist die Lage der Brückensegmente in Abhängigkeit von der Breite ύ^ν x.\jt behandelnde?* Metuübänder Vuriube!

Bei einer anderen Ausführungsform des Schlitzes können die Anzahl der Schlitze oder Segmente auf einen höheren Wert als bei den Fig. 8C und 8D erhöht werden. Alternativ kann der Schlitz in der Form gemäß F i g. 8E ausgebildet sein.
Gemäß den F i g. 9A bis C ist jedes Elektrodenkissen 15 mit einer Elektrodenoberflächenschicht 15a und einem rückwärtigen Kastenteil \5b versehen. Der Kastenteil 15/? kann ferner mehrere einzelne Kammern aufweisen, die der Anzahl der Schlitzsegmente entsprechen (vgl. Fig.9B); gemäß Fig.9C ist eine beliebige Anzahl von Kammern vorgesehen. Bei dem Kastenteil gemäß den F i g. 9B oder 9C können die Drücke und/ oder die Strömungsgeschwindigkeit des den entsprechenden Kammern zugeführten Elektrolyten individuell gesteuert werden. Daher kann jede Vorrichtung zum Zuführen des Elektrolyten zu jeder Kammer (zu jedem Schlitzsegment) mit einer Einrichtung zum Steuern der Zuführgeschwindigkeit und/oder des Drucks des Elektrolyten versehen sein. Beispielsweise kann gemäß F i g. 8D jeder der drei rechteckigen Schlitze unabhängig mit einer eigenen Eiektrolytzulührvorrichtung verbunden sein, die eine Einrichtung zum Steuern der Zuführrate und/oder des Drucks des Elektrolyten aufweist. Alle diese Elektrodenkissen müssen in der Lage sein, den Zwischenraum zwischen der Vorderseite des Kissens und der Bandoberfläche mit dem Elektrolyten auszufüllen und auf das Band einen statischen Druck auszuüben, indem der Elektrolyt zum Band hin herausgedrückt wird. Das Eiektrodenkissen kann in geeigneter Weise ausgebildet werden, und zwar in Abhängigkeit von der Position des Kissens und dem vorgesehenen Zweck.

Bei der erfindungsgemäßen Elektroiysevorrichtung sollte der Abstand t zwischen der Oberfläche des Bandes 14 und der Vorderseite des Elektrodenkissens 15 in vorteilhafter Weise möglichst klein sein. Dadurch können Vibrationen des Bandes durch den statischen Druck verhindert werden, der in dem Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Bandes 14 und der Vorderseite des Elektrodenkissens 15 erzeugt wird. Je kleiner der Abstand / ist, umso höher ist die Fähigkeit, mit dem Elektrolyten das Band abzustützen. Der Abstand beträgt vorzugsweise etwa 10 mm oder weniger.

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung beruht darauf, daß mindestens ein Paar Elektrodenkissen, mit denen ein statischer Druck auf das Band ausgeübt werden kann, entlang der Bewegungsstrecke des Metallbandes angeordnet sind, so daß die Vorderseilen der Eiektrodenkissen zur Ober-

fläche des Bandes weisen. Die durch die Elektrodenkissen, die einen statischen Druck erzeugen, erzielten Vorteile werden im Vergleich mit anderen Elektrodenkissen ': erläutert, die einen dynamischen Druck auf das Metall-

. γ band ausüben.

',':■; Die Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen dem Abstand zwischen einer Düse oder einem Schlitz und der Oberfläche des Bandes sowie der Stüt/.fähigkeit oder der Kraft eines herausgedrückten Elektrolyten bei ci- .'■ nem Metallband, wenn der statische b/w. der dynamische Druck auf dem Metallband erzeugt werden. Bei Kurve 2 in Fig. 10 zeigt sich, daß die Stützkraft des unter einem dynamischen Druck heraustretenden Elektrolyten fast konstant ist, selbst wenn sich der Abstand ':■'■ zwischen dem Schlitz und der Oberfläche des Bandes

; ändert; dagegen ist gemäß der Kurve 1 die Stützkraft

:£ des unter einem statischen Druck stehenden, abgt^ebe-

..;( nen Elektrolyten in Abhängigkeit vom Abstand varia-

"5 bei. Gemäß der Kurve i wird die Siüizkraft mit abneh-

'·.·; mendem Abstand größer und mit zunehmendem Ab-

% stand kleiner. Daher führen der statische und der dyna-

■ft mische Druck zu einem erheblichen Unterschied bezüg-

>:■. lieh einer Änderung der Stützkraft oder der Stützfähig-

y keit aufgrund des Abstandes zwischen dem Schlitz und

β der Oberfläche des Bandes.

'; Gemäß F i g. 11 sind mit statischem Druck arbeitende

S^ Elektrodenkissen 15X und 15 Y so angeordnet, daß sie

'vj zueinander weisen und dabei dazwischen das Band 14

„ί halten. Der Elektrolyt wird zum Band 14 durch die

ig Schlitze 17 herausgedrückt, und gleichzeitig behandelt

Ji der herausgedrückte Elektrolyt das Metallband clektro-

H lytisch.

|? Wenn die elektrolytische Behandlung beim Heraus-

p drücken des Elektrolyten durch den Schlitz 17 der mit

'g statischem Druck arbeitenden Elektrodenkissen, die in

fe der vorstehenden Weise angeordnet sind, erfolgt, so

p| wird gemäß Fig.! 1 selbst dann das Band 14 in etwa die

£Ü Mitte zwischen den Kissen zurückbewegt, wenn das

S Band 14 außer Gleichgewicht kommt; dies ergibt sich

'ffl aufgrund der Rückstellkraft, die durch den herausge-

P drückten Elektrolyten auf das Band ausgeübt wird. Da-

¹II her ist es möglich, das Band stabil zu halten und einen

. Kontakt des Bandes mit dem Elektrodenkissen zu ver-■ meiden. Wenn das Gleichgewicht des Bandes 14 gestört ist (vgl. Fig. 11). so ist der Abstand zwischen der Oberfläche des Bandes 14 und der Vorderseite des Elektrodenkissens 15 V geringer in der Nähe der Kante A des Bandes, während der Abstand zwischen der Oberfläche des Bandes 14 und der Vorderseite des Elektrodenkissens 15X in der Nähe der Kante A des Bandes größer ist. Dadurch ist gemäß Fig. 10 die Stützfähigkeit des herausgedrückten Elektrolyten aufgrund des statischen Drucks höher auf der Seite des Kissens 15 V und niedriger auf der Seite des Kissens 15X. Daher wirkt eine Kraft in Richtung des in F i g. 11 eingezeichneten Pfeils . auf das Band 14, so daß dieses in der Mitte zwischen den beiden Kissen gehalten wird.

Wie vorstehend ausgeführt, wirkt bei Einsatz des mit statischem Druck arbeitenden Elektrodenkissens die Rückstellkraft aufgrund des statischen Drucks auf das Band, so daß dieses in der Mitte zwischen den Elektrodenkissen stabil gehalten werden kann. Dadurch kann der Abstand zwischen der Oberfläche des Elektrodenkissens und der Oberfläche des Bandes verringert werden, so daß die Elektrolysespannung vermindert und ein hoher elektrischer Strom dem Band zugeführt werden können. Ein weiterer Vorteil der mit statischem Druck arbeite-iden Elektrodenkissen beruht darauf, daß die beiden Oberflächen des Bandes gleichzeitig elektrolytisch behandelt werden können.

Wenn dagegen mit dynamischem Druck arbeitende Elektrodenkisscn verwendet werden, ist die Haltekraft des abgegebenen Elektrolyten für das Band weitgehend konstant, und zwar selbst dann, wenn sich der Abstand zwischen der Oberfläche des Bandes und der der Düse ändert. Wenn daher das Band außer Gleichgewicht kommt und zu einem Elektrodenkisscn hin geneigt wird,

ίο so kann das Band nicht in die Ausgangsstellung zurückgestellt werden, da auf das Band keine Rückstellkraft einwirkt. Wenn daher die Position des Bandes bei Verwendung des mit dynamischem Druck arbeitenden Elcktrodenkissens korrigiert werden soll, muß der Abgabedruck des Elektrolyten an bestimmten Stellen des Elektrodenkissens gesteuert werden. Es ist jedoch praktisch unmöglich, das Band stabil in der Mitte zwischen einem Paar Elektrodenkissen lediglich durch dynamischen Druck zu halten.

Ein Verfahren zum elektrolytischen Behandeln eines Bandes unter Verwendung von mit dynamischem Druck arbeitenden Elektrodenkissen ist aus den JP-OS 18 167/78, 1 38 831/79 und 1 33 839/77 bekannt. Die JP-OS 18 167/78 weist darauf hin, daß die beiden Oberflächen des Bandes plattiert werden können. Da jedoch dieses Verfahren die oben erläuterten Nachteile der mit dynamischem Druck arbeitenden Elektrodenkissen aufweist, ist es in der Praxis nicht eingesetzt worden. Andererseits beschreiben die JP-OS 138 831/79 und 1 33 839/77 ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen lediglich eine Oberfläche des Bandes durch Ausstoßen des Elektrolyten auf die Oberfläche durch ein mit dynamischem Druck arbeitendes Elektrodenkissen plattiert werden kann.

Erfindungsgemäß werden die vorstehenden Nachteile von mit dynamischem Druck arbeitenden Elektrodenkissen vermieden. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht somit in der Verwendung von unter statischem Druck arbeitenden Elektrodenkissen. Dadurch kann das Band, wie vorstehend ausgeführt, stabil zwischen den Elektrodenkissen gehalten werde".

Die Wirkung der Rückstellkraft, die bei mit statischem Druck arbeitenden Elektrodenkissen auftritt, wird nachstehend näher erläutert.

Die Fig. 12 zeigt eine graphische Darstellung von Daten der Rückstellkraft bei mit statischem Druck arbeitenden Elektrodenkissen, wobei Schlitze gemäß den Fig. 13A bzw. 13B verwendet werden. Insbesondere weisen die Schlitze einen Winkel θ von 45°, 60° bzw. 90" bezüglich der Vorderseite des Elektrodenkissens sowie eine Dicke ί von beispielsweise 2,5 mm auf. Diese Elektrodenkissen weisen zueinander und zwischen ihnen befindet sich das Band 14. Das Band 14 ist frei drehbar um seinen Mittelpunkt, d. h. einen Punkt O, wobei der Abstand zwischen dem Mittelpunkt O und der Vorderseite des Elektrodenkissens 15 mit ho und der Abstand zwischen der Kante A des Bandes 14 und der Vorderseite des Elektrodenkissens 15 mit h bezeichnet ist. Der Unterschied (ho - h)g\bl die Differenz zwischen dem Abstand ho von der Vorderseite des Elektrodenkissens zum Mittelpunkt O des Bandes einerseits und dem Abstand Λ von der Vorderseite des Elektrodenkissens zur Kante A des Bandes an.

Die in den F i g. 13A und B dargestellten Schlitze wei-

r,i sen die nachstehenden Abmessungen auf:

Si = 450 mm, S₂ = 300 mm, L, = 300 mm" und Li = 480 mm (Breite des Elektrodenkissens 15). Diese Schlitze können bei Metallbändern mit einer Breite W

von etwa 500mm eingesetzt werden. In Fig. 12 ist die aui das Band in der Nähe der Kante A einwirkende Itützkraft gegen die Differenz (ho ■ h) aufgetragen.

Die Fig. 12 zeigt, daß die von einem mit dem statischen Druck arbeitenden Elektrodenkissen durch Abgabe des Elektrolyten erzeugte Stützkraft stark von dem Winkel abhängt, unter dem der Elektrolyt durch den Schlitz des Kissens abgegeben wird. Danach erhält man die höchste Stützkraft, wenn der Schlitz einen Winkel von 90° zur Vorderseite des Elektrodenkissens aufweist. Die nächst höhere Stützkraft erhält man, wenn der Schlitz nach innen um einen Winkel von 60 oder 120° zur Vorderseite des Elektrodenkissens geneigt wird. Wenn der Schlitz nach einwärts um einen Winkel von 45 oder 135° zur Oberfläche des Elektrodenkissens geneigt isl, so erhält man eine kleine Kraft, die zum Stützen des Bandes nicht ausreicht.

Dai/er ist es bevorzugt, daß das mit statischem Druck arbeitende Elektrodenkissen mit Schlitzen versehen ist, die den Elektrolyten nach einwärts unter einem Winkel von 60 bis 120' zur Vorderseite des Elektrodenkissens abgeben können. Dies konnte durch einen Pilot-Test bestätigt werden. Ferner ist ein Doppelschlitz vorteilhafter als ein einfacher Schlitz.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem vorstehenden Aufbau ist nicht nur einsetzbar bei einem Band mit geradem, fast vertikalem Transport, sondern auch bei einem Band mit fast geradem Transport und unter einem bestimmten Winkel oder bei einem Band mit geradlinigen, horizontalen Transport. Im letzten Fall ist die Vorderseite des Elektrodenkissens fast parallel zur Oberfläche des Bandes.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren v/erden nachstehend mit bezug auf die Vorrichtung gemäß F i g. 2 näher erläutert.

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worden ist, wird es in den Elektrolysebehälter Wb eingeführt und dann entlang einer vorgegebenen Wegstrecke über obere und untere, leitfähige Walzen 13 durch den Behälter 11Zj transportiert, die auf beiden Seiten der Elektrodenkissen 15 in Transportrichtung des Bandes angeordnet sind. Wenn das Band 14 mit einem hohen elektrischen Strom mit Hilfe einer anderen Einrichtung beaufschlagt werden kann, so kann eine der oberen und unteren, leitfähigen Walzen als Leiter verwendet werden, während die anderen Walzen durch nicht-leitfähige Walzen, wie Gummiwalzen, ersetzt werden. Ein oder mehrere Paare von Elektrodenkissen sind in dem Innenraum 11a des Behälters Wb angeordnet, durch den sich das Band 14 auf einer vorgegebenen Wegstrecke bewegt Die Vorderseite jedes Elektrodenkissens weist zu einem anderen Elektrodenkissen, und die Oberfläche des Bandes wird durch die leitfähigen Walzen gehalten. Wenn das Band 14 einer elekirolytischen Behandlung ausgesetzt wird, so fließt ein elektrischer Strom über das Band 14 und die Vorderseite des an einer bestimmten Stelle angeordneten Elektrodenkissens 15, so daß das Band 14 und die Kissenoberfläche als Kathode bzw. Anode wirken, während der Elektrolyt auf die Oberfläche des Bandes 14 durch die Schlitze 17 des Elektrodenkissens 15 herausgedrückt wird. Das Band 14 wird durch die leitfähige Walze 13 mit einem elektrischen Strom beaufschlagt Wenn der Elektrolyt herausgedrückt wird, wird dsr Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Bandes 14 und der Vorderseite der Elektrodenkissen 15 mit dem herausgedrückten Elektrolyten aufgefüllt Dann wird das Band 14 einer elektrolytischen Behandlung unterworfen, so daß das gewünschte Metall auf den Oberflächen des Bandes 14 niedergeschlagen oder die Oberfläche des Bandes 14 elektrolytisch entzundert wird. Wird bei der Elektrdplattierung die elektrolytische Behandlung viederholt, so wird eine gewünschte Dicke des Niederschlags auf den Oberflächen des Bandes 14 ausgebildet. Danach verläßft das plattierte Band 14 den Behandlungsraum 11a und wird dann dem nachfolgenden Prozeß unter- !0 worfen.

Der Elektrolyt wird mit einem bestimmten Druck dem Elektrodenkissen 15 mit Hilfe einer Pumpe 16 zugeführt und mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit oder Strömungsmenge pro Zeiteinheit durch die Schlitze 17 der Elektrodenkissen gedrückt, so daß der Elektrolyt die Oberflächen des Bandes 14 erreicht. Nachdem der herausgedrückte Elektrolyt seine Funktion erfüllt hat, fällt er auf den Boden des Behälters 116 herab und wird dann in dem Flüssigkeitsvorrat 12 gesammelt. Dieser gesammelte Elektrolyt wird erneut der Pumpe 16 zugeführt, aus der er den Elektrodenkissen 15 erneut zugeführt wird.

Bei der vorstehenden Elektrolysebehandlung wird das Band 14 mit dem Elektrolyten behandelt, der durch die Schlitze 17 der Elektrodenkissen 15 herausgedrückt wird, die sich an vorgegebenen bestimmten Stellen befinden, während das Band in dem Behandlungsraum gehalten wird. Daher kann wirksam verhindert werden, daß das Band 14 unter der Wirkung des statischen Drucks der großen Masse des Elektrolyten vibriert. Wird beispielsweise der Elektrolyt zum Band herausgedrückt, das in eine flüssige Phase eingetaucht ist, so wird die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten wegen des Widerstandes der Flüssigkeit vermindert, so daß der herausgedrückte Elektrolyt einen geringen statischen Druck zeigt. Wenn dagegen der Elektrolyt erfindungsgcfnäö etwa in Luft herausgedrückt wird, so ist die Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit des herausgedrückten Elektrolyten sehr gering, und daher zeigt der herausgedrückte Elektrolyt einen hohen statischen Druck. Da ferner der herausgedrückte Elektrolyt mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch den Zwischenraum zwischen dem Band 14 und dem Elektrodetvissen 15 strömt, ist der Zwischenraum immer mit frischem Elektrolyten gelullt. Ferner ergibt sich in dem Zwischenraum eine ausreichende Versorgung und Diffusion von Ionen in dem Elektrolyten, so daß die Stromdichte erhöht werden kann. Eine hohe Stromdichte ist besonders wirksam zur Erhöhung des Wirkungsgrades bei der elektrolytischen Behandlung. Beispielsweise beträgt die Stromdichte bei einer üblichen Elektrolysevorrichtung etwa 20 bis 30 A/dm². Bei der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung können jedoch Stromdichten von 150 A/dm² und mehr angewendet werden. Da ferner der statische Druck in dem Zwischenraum zwischen dem Elektrodenkissen 15 und dem Band 14 erzeugt werden kann, erreicht man einen stabilen Transport des Bandes 14 auf seinem Transportweg in dem Zwischenraum, so daß der Abstand zwischen der Vorderseite des Elektrodenkissens 15 und der Oberfläche des Bandes 14 vermindert werden kann. Diese Verminderung des Abstands gestattet die Verringerung der Elektrolysespannung und führt damit zu einer Energieeinsparung.

Da ferner das Band 14 durch den Elektrolysebehandlungsraurn geführt und dabei in dem Zwischenraum gehalten wird, ohne daß es in den Elektrolyten eintaucht, können bei dem vertikalen Elektrolysebehälter die Führungswalzen für das Band, die an den oberen und den

unteren Abschnitten des Behälters t ib angeordnet sind, als leitende Walzen verwendet werden. Obwohl die untere Walze bei üblichen vertikalen Elektrolysevorrichtungen als isolierende Walze ausgebildet sein muß, können erfindungsgemäß diese Walzen auch als leitende Walzen in dem K^ektrolysebehälter eingesetzt werden. Daher kann das Band mit einem hohen Strom beaufschlagt werden, und der Widerstand des Bandes 14 kann auf '/3 oder weniger im Vergleich zu bekannten vertikalen Elektrolysevorrichtungen vermindert werden. Da ferner das Band 14 mit einem elektrischen Strom mit Hilfe der oberen und unteren leitenden Walzen beaufschlagt wird, sollte das Elektrodenkissen 15 nicht gegenüber dem Band 14 geneigt werden; vielmehr kann das Kissen 15 im wesentlichen parallel zum Band 14 angeordnet werden. Daher erhält man eine gleichförmige Stromdich*e in dem Band 14 während der gesamten elektrolytischen Behandlung.

Selbst bei der in den F i g. 2 und 3 dargestellten vertikalen Elektrolysevorrichtung können alle Haltewalzen 13 an den beiden Seiten der Elektrodenkissen 15. die entlang dem Zickzackweg des Bandes 14 angeordnet sind, als leitende Walzen verwendet werden, so daß man die gleichen Vorteile wie bei der horizontalen Elektrolysevorrichtung erzielt.

Da ferner bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Band 14 durch den elektrolytischen Behandlungsraum transportiert und dabei in dem Zwischenraum so gehalten wird, daß es nicht in den Elektrolyten eintaucht, ergibt sich ein weiterer Vorteil.

Beim Elektroplattieren eines Bandes werden das Bandmetall, intermetallische Verbindungen sowie andere Materialien auf der Oberfläche der leitenden Walze während der elektrolytischen Behandlung niedergeschlagen. Wenn diese Niederschläge nicht von der leitenden Walze entfernt werden, so ergeben sich unweigerlich verschiedene Probleme, beispielsweise ein erhöhter elektrischer Widerstand zwischen dem Band 14 und der !eilenden Walze 13, eine erhöhte Spannung zwischen den Elektroder.kissen, ein Lichtbogenpunkt auf der Oberfläche des Bandes sowie Kratzer auf der plattierten Oberfläche des Bandes.

Bei üblichen Elektrolysevorrichtungen werden die Niederschläge durch Abschleifen mit Hilfe einer mechanischen Schleifvorrichtung entfernt, die an der Oberfläche der leitenden Walze angeordnet ist.Gemäß Fig. 14 ist diese mechanische Schleifvorrichtung im allgemeinen an der Oberfläche der zusätzlichen leitenden Walze 13' vorgesehen, die die Oberseite des Bandes berührt, da die mechanische Schleifvorrichtung relativ groß ist und daher nur schwer in einem kleinen Raum unterhalb der leitfähigen Walze 13 angeordnet werden kann, die die Unterseite des Bandes gemäß F i g. 14 berührt. Das mechanische Entfernen der Niederschläge auf der Oberfläche der gleitenden Walze ist jedoch von Nachteilen begleitet, da eine große Wahrscheinlichkeit für eine Beschädigung der Oberfläche der teueren leitenden Walze vorliegt. Ferner ist ein kontinuierlicher Betrieb wegen der Verstopfung mit Abriebmaterial nur schwer möglich. Außerdem werden die Niederschläge nicht vollständig entfernt, d. h. der Wirkungsgrad beim Entfernen der Niederschläge ist gering.

Demgegenüber können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die vorstehenden Nachteile vermieden werden, indem eine Einrichtung zum Herausdrücken eines Elektrolyten gegen einen Abschnitt der Oberfläche der leitenden Walze vorgesehen wird, die in Transportrichtunj; des Bandes nach mindestens einem Paar der Elektrodenkissen angeordnet ist, wobei dieser Abschnitt der Umfangsfläche der leitenden Walze das Band nicht berührt Dies bedeutet, daß gemäß Fi g. 14 bei fortschreitender elektrolytischer Behandlung oder bei zeitweiser Unterbrechung der elektrolytischen Behandlung, der gleiche Elektrolyt, der für die elektrolytische Behandlung verwendet wird, oder eine Flüssigkeit mit der gleichen Zusammensetzung wie der Elektrolyt durch eine Düse 19 zu einem Abschrtit» der Oberfläche jeder leitenden Walze 13 befördert wird, wobei dieser Abschnitt das Band 14 nicht berührt, so daß die Niederschläge auf der Oberfläche der leitenden Walzen hauptsächlich aufgrund der chemischen Lösungswirkung der herausgedrückten Flüssigkeit kontinuierlich entfernt werdea

Die Einrichtung zum Entfernen der Niederschläge, durch die der Elektrolyt herausgedrückt wird, beispielsweise eine Austrittsdüse, ist einfacher und kompakter aufgebaut als die bekannte mechanische Schleifvorrichtung. Daher kann die kompakte Einrichtung an Stellen verwendet werden, wo die übliche Schleifvorrichtung nicht eingesetzt werden kann, beispielsweise an einer engen Stelle unterhalb der oberen leitenden Walze oder oberhalb der unteren leitenden Walze der vertikalen Elektrolysevorrichtung.

Wenn der Niederschlag auf der Oberfläche der leitenden Walze mit Hilfe der elektrolytischen Düsenanordnung entfernt wird, ohne die Oberfläche der leitenden Walze zu beschädigen, kann letztere über einen langen Zeitraum hinweg ohne die Notwendigkeit eines -Ersatzes durch eine neue leitende Walze kontinuierlich benutzt werden. Daher ist diese Einrichtung außerordentlich vorteilhaft.
Die Wirksamkeit bei der Entfernung des Nieder-Schlags kann erhöht werden, indem man die physikalische Wirkung, d. h. einen hohen Austrittsdruck, mit einer chemischen Lösungswirkung kombiniert einsetzt Vorzugsweise wird daher der Elektrolyt zum Entfernen des Niederschlags mit hohem Druck herausgedrückt Die chemische Lösungswirkung kann ferner dadurch verstärkt werden, daß man dem herauszudrückenden Elektrolyten Luft, ein sauerstoffhaltiges Gas, sauerstoffreiche Luft oder reinen Sauerstoff beigibt

Mit der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung kann das Plattieren einer Oberfläche des Bandes sowie das differentielle Plattieren zweier Oberflächen des Bandes, wobei sich die auf den beiden Oberflächen niedergeschlagenen Schichtdicken voneinander unterscheiden, leicht und in vorteilhafter Weise durchgeführt werden. Wenn das Band 14 der elektrolytischen Behandlung durch Zufuhr des Elektrolyten in eine der Elektrodenkissen 15, die gemäß Fig. 2 symmetrisch /um Band 14 angeordnet sind, sowie durch Zufuhr eines Gases, beispielsweise Luft, in das andere Kissen unterworfen wird, so erfolgt die elektrolytische Plattierungsbehandlung lediglich zwischen dem Elektrodenkissen, aus dem der Elektrolyt austritt, und der Oberfläche des Bandes, zu der der Elektrolyt herausgedrückt wird. Dadurch wird lediglich diese Oberfläche plattiert, und die andere Oberfläche bleibt unplattiert In diesem Fall wirkt auf das Band 14 von beiden Seiten der statische Druck ein, da die Fluide (der Elektrolyt und die Luft) zu den beiden Obcrfächen des Bandes 14 herausgedrückt werden, so daß das Band durch den statischen Druck abgestützt wird. In diesem Fall sollte der Auslaßdruck auf mindestens einer Seite des Bandes so gesteuert werden, daß die statischen Drucks auf den beiden Seiten des Bandes sich im Gleichgewicht befinden. Diese einseitige

Plattierung bewirkt auch ein Sauberbleiben der nichtplattierten Oberfläche, da der Elektrolyt am Herumströmen zu der nicht zu plattierenden Oberfläche durch das ausströmende Gas, wie Luft, gehindert wird.

Das einseitige Plattieren kann auch in der nachstehenden Weise durchgeführt werden. Gemäß Fig. 15 wird der Elektrolyt lediglich dem einen Elektrodenkissen ΙδΛ'eines Paars Elektrodenkissen zugeführt, die gegenüber dein Band 14 symmetrisch angeordnet sind, während dem anderen Elektrodenkissen 15 Y der Elektrolyt mit einem hohen Gehalt an Gasblasen zugeführt wird. Den gashaltigen Elektrolyten erhält man durch Einleiten des Gases in ein Versorgungsrohr 20 für den Elektrolyten über ein Gaszuführungsrohr 21, das mit dem Rohr 20 gemäß Fig. 15 verbunden ist Dann wird lediglich dem Elektrodenkissen 15Λ", dem lediglich der Elektrolyt zugeführt wird, ein Strom zugeführt. Dadurch wird lediglich die eine Oberfläche des Bandes, auf die der Elektrolyt auftrifft, plattiert, während die andere Oberfläche des Bandes gegen eine Plattierung geschützt wird.

Die in F i g. 15 dargestellten Elektrodenkissen können auch zum Durchführen der differentiellen zweiseitigen Plattierung eingesetzt werden, wobei die entsprechenden Niederschlagsdicken auf den beiden Oberflächen des Bandes gesteuert werden.

Wenn der Elektrolyt Blasen enthält, so ist die elektrische Leitfähigkeit des Elektrolyten vermindert Aus diesem Grund wird den beiden Elektrodenkissen ein Strom zugeführt und dabei die Menge des dem Elektrolyten in dem Elektrodenkissen 15 Y beizugebenden Gases mit Hilfe eines Steuerventils 22 gesteuert Dadurch kann die Dicke des auf der Oberfläche des Bandes, die zum Elektrodenkissen 15 Y weist, niedergeschlagenen Metalls wahlweise gesteuert werden. Wenn die entsprechenden Dicken der Niederschläge auf den beiden Oberflächen des Bandes unterschiedlich voneinander sein sollen, etwa in Abhängigkeit von dem gewünschten Einsatzzweck, kann man dem Elektrolyten für lediglich das eine Elektrodenkissen eine gewünschte Gasmenge beigeben.

Es ist bekannt; daß beim Elektroplattieren eine größere Strommenge durch die Kante eines Bandes, die zu einer Elektrode weist, fließt, und daher ist die Menge an niedergeschlagenem Metall an dem Rand der Oberfläche des Bandes größer als an dem Mittelabschnitt der Oberfläche des Bandes in dessen Querrichtung. Diese Phänomen nennt man »Kanten-Überbeschichtung«. Erfindungsgemäß kann eine derartige Kanten-Überbeschichtung ebenfalls verhindert werden.

Gemäß Fig. 16 sind in den Elektrodenkissen 15, die symmetrisch gegenüber dem Band 14 angeordnet sind, neben dem Schlitz 17 zum Herausdrücken des Elektrolyten Hülsen oder öffnungen 18 an den Rändern in Querrichtung der Elektrodenkissen vorgesehen, so daß diese öffnungen 18 zu den Rändern des Bandes 14 weisen. Erfindungsgemäß wird dann der Elektrolyt zum Band 14 durch den Schlitz 17 herausgedrückt, und gleichzeitig wird ein Gas zu den Randabschnitten des Bandes 14 durch die öffnungen 18 herausgedrückt, um ein Gas·Flüssigkeits-Gemisch zu bilden, das dann in Berührung mit den Randabschnitten des Bandes 14 kommt. Dadurch wird die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Randabschnitten der Oberfläche des Bandes und den entsprechenden Abschnitten der Oberfläche der Eleklrodcnkissen vermindert. Dementsprechend kann durch Steuern der zugeführten Gasmenge die Menge an auf dem Randabschnitt des Bandes niedergeschlagensrs Metalls auf einen uesiiminwu Wort einge stellt werden, um stwa eine gleichförmige Menge an niedergeschlagenem Metall auf dem Band in dessen Querrichtung zu erhalten. Selbst wenn eine einseitige oder die differentielle, zweiseitige Plaitierung gemäß Fig. 15 durchgeführt wird, kann die Kanten-Uberbeschichtung verhindert werden, in dem man an den Rändern der Elektrodenkissen Gasaustrittsöffnungen vorsieht, die zu den Rändern des Bandes in dessen Querrichtung weisen.

ίο Je größer der Durchmesser der in dem Elektrolyten enthaltenen Blasen, um so geringer ist die elektrische Leitfähigkeit des verwendeten Elektrolyten. Um daheV eine bestimmte Leitfähigkeit zu erzielen, müssen die Blasen einen geringen Durchmesser aufweisen. Der Durchmesser der Blasen beträgt gewöhnlich 1 mm oder weniger, vorzugsweise 100 μπι oder weniger.

Wenn bei der elektrolytischen Behandlung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Schwierigkeiten auftreten, so wird die Zufuhr des Elektrolyten zu dem Elek- trodenkissen sofort unterbrochen. Bei Unterbrechung der Elektrolytzufuhr strömt der in dem Zwischenraum zwischen dem Elektrodenkissen und dem Band befindliche Elektrolyt nach unten. Dadurch tritt keine Beschädigung eines Passivierungs-Oxidfilms auf der Oberfläche des Elektrodenkissens aufgrund einer Potentialumkehr ein, die bei Unterbrechung der Stromzufuhr erzeugt wird; dieses Phänomen tritt bei üblichen Tauch-Elektrolysevorrichtungen auf. Da, wie vorstehend ausgeführt, die Elektrodenoberfläche in dem Elektrolyten unlöslich ist, kann man die Nutzlebensdauer der erhaltenen Elektrode in erheblichem Maße verlängern. Wenn ferner das Elektrodenkissen in geeigneter Weise derart abgestützt ist, daß es in Querrichtung und senkrecht zur Oberfläche des Bandes frei bewegt werden kann, so kann das Elek trodenkissen sofort in eine Schutzzone transportiert werden, wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird. Die Reparatur des Elektrodenkissens oder der Ersatz eines benutzten Elektrodenkissens durch ein neues Elektrodenkissen können ebenfalls sehr leicht durchgeführt werden. Ferner kann der Abstand zwischen dem Paar Elektrodenkissen wahlweise eingestellt werden.

Eine elektrolytische Vielfachbehandlung kann man erreichen durch serielle Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. So kann beispielsweise der elektro- lytische Behälter in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt werden, beispielsweise in drei Abschnitte gemäß F i g. 3. Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform kann in dem ersten Abschnitt A eine elektrolytische Entfettung vorgenommen werden; in dem zweiten Ab-" schnitt B erfolgt beispielsweise ein Abwaschen mit kaltem ouer heißem Wasser; in dem dritten Abschnitt C kann beispielsweise das Band elektrolytisch abgebeizt werden. Wenn in dem Behälter ein zusätzlicher Abschnitt vorhanden ist, so kann das elektrolytische Plat- tieren in dem nicht dargestellten, zusätzlichen Abschnitt erfolgen. Damit kann das Band verschiedenen Oberflächenbehandlungen unterworfen werden, beispielsweise einer Kombination von Abbeizen, Plattieren und einer anderen chemischen Behandlung oder eine Kombina tion mit Entfetten, Waschen mit Wasser und einer ande ren chemischen Behandlung.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch eine Hochstrom-Elektrolysebehandlung möglich. Daher kann die Anzahl an elektrolytischen Behältern wesent lieh verringert werden im Vergleich zur Anzahl der Be hälter bei üblichen Elektrolysevorrichtungen. Unabhängig davon, ob eine Einzweck- oder eine Mehrzweck-Elektrolysc in dem elektrolytischen Verfahren, bei-

spielsweise Elektroplattieren, durchgeführt werden, kann- die erfindungsgemäße Elektrolysevorrichtung kompakt aufgebaut werden, so daß die Länge der Vorrichtungsstraße erheblich vermindert wird.

Wie vorstehend ausgeführt beruhen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung auf dem Grundgedanken, daß das Band in einem Zwischenraum gehalten und lediglich an einer bestimmten Stelle in diesem Zwischenraum einer elektrolytischen Behandlung unterworfen wird. Das erfindungsge- mäße Konzept unterscheidet sich entscheidend von dem bekannter elektrolytischer Verfahren. Daher werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung praktisch alle Nachteile der bekannten Tauch-Elektrolysevorrichtung vermieden. Da ferner die Zufuhr des Elektrolyten mit hoher Strömungsgeschwindigkeit (Menge) möglich ist, wird der Wirkungsgrad bei der Elektrolysebehandlung erhöht, und es ist eine Elektrolysebehandlung mit hoher Stromdichte möglich.

Ein wesentiiches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das verwendete Elektrodenkissen nicht nur als Elektrode, sondern auch als mit einem statischen Druck arbeitendes Kissen arbeitet, das Vibrationen des Bandes verhindert. Durch dieses Merkmal kann das Elektrodenkissen näher an die Wand angeordnet werden. In Ver- bindung mit einer Verringerung des elektrischen Widerstandes des Bandes aufgrund der ausschließlichen Verwendung von leitenden Walzen trägt diese sehr enge Anordnung in starkem Maße zur Einsparung von Energiekosten bei. Ferner ist die Wartung der erfindungsge- mäßen Vorrichtung in vorteilhafter Weise sehr einfach.

Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl hinsichtlich der Betriebsbedingts.igen als auch vom industriellen Standpunkt außerordentlich vorteilhaft

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

35

40

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JO

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln eines Metallbandes (14) mit

a) einem Behandlungsbehälter (116J,

b) mehreren leitenden Walzen (13), die entlang einem sich durch den Behandlungsraum crstrekkenden Transportweg des Metallbandes (14) angeordnet sind,

c) mindestens einem Elektrodenkissen (15) mit Elektrolytaustrittsöffnungen in Richtung auf das Metallband (14),

d) einer Einrichtung (16) zum Zuführen des im Kreislauf geführten Elektrolyten zu den Öffnungen und mit

e) einer Einrichtung zum Anlegen einer Spannung zwischen mindestens einer der leitenden Walzen (U) and den Elektrodenkissen (15),

dadurch gekennzeichnet,

f) daß die Elektrodenkissen (15) paarweise und gegenüberliegend beidseits des Metallbandes (14) im Abstand hier/.u angeordnet sind und mindestens eine Elektro-'ytaustrittsöffnung in Schlitzform aufweisen.