专利名称：从含金属电解液中离析金属的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从含金属电解液中离析金属的装置，尤其是用于钢带镀膜的装置，由相互靠紧排列、垂直布置的镀膜槽构成，在其中从上方一个导向辊和/或传送辊传送来的、要镀膜的金属带被引导到下方一个导向辊，再从那里又被引导到另一个导向辊和/或传送辊上，在此情况下各个向下及向上行进的金属带段通过两垂直放置阳极之间的空隙，并受到由泵循环供给、最好逆着金属带行进方向的电解液流的冲击。
欧洲专利说明书EP 0196420 B1公开了这样一种装置。在构成阳极—阴极腔或离析腔、供向下和向上行进金属带段使用的阳极板四周设置了彼此分开的外壳，电解液流分别经过布置在外壳壁和阳极板之间空间的液体喷射泵连续流到外壳中。借助逆着金属带行进方向高速送入电解液会产生一种湍流状态的、加速电解离析的反向流。包围此两阳极板对的外壳被电解液充满、溢出，这不仅在电解液循环时对能量有较高的需求，而且镀膜槽的安装、维修和保养费用高。此外，由提高压力经喷咀而流入的电解液的流速不再可能得到控制和调节；另外不能阻止在镀膜槽底部形成氢氧化铁沉淀物的堆积。
本发明的任务是提供一种简易而经济的、从金属盐水溶液中电解离析金属、尤其是电解离析锌的离析装置。
本发明的任务是这样解决的镀膜槽的两个对置的壁构成阳极板，而彼此相靠着的镀膜槽的各个彼此相邻的阳极板间形成一个离析腔。这样，电流所起的离析作用就局限在此离析腔内，该离析腔一方面由相邻镀膜槽彼此平行布置的阳极纵壁的不溶解阳极板、另一方面由阳极板对两侧开口上可推进和拉出的闭合板构成。因此得到一个向上和向下开口的箱形离析箱；沿纵向看，要镀膜的金属带平行于阳极板和侧面闭合板穿过该离析腔的中央部分。由泵强制逆着金属带行进方向泵入和抽出的电解液在那里仅仅充满由穿过箱形离析腔的金属带在每个阳极板和金属带之间形成的两个子空间。这两个子空间是很扁的矩形槽道。
除了子空间外，镀膜槽中没有电解液，因而该镀膜槽为干燥槽，并可能以简单的方式构成镀膜装置的箱式结构。每个镀膜槽或镀膜箱构成完整的功能单元，在装入金属带时能短时间从装置中移出。因此允许在镀膜生产线外或在一个分开的车间进行检查、校准和修理。此外提供了这样的可能性准备好备用或供更换用的镀膜槽，在运行故障时以最短时间更换此干燥槽，由此取得可观的生产与维修费用优点。本发明的镀膜槽允许以开式框架结构来实施，也就是说仅仅在侧向有封闭壁(即一个镀膜槽的彼此对置的阳极板)，而镀膜槽的端侧是敞开的；供流入和流出该离析腔或两个子空间的电解液用的套管和分配装置可以在两个阳极之间的自由空间中延伸。作为一种变换方式，该镀膜槽可具有一个封闭的、即端侧也带有壁的框架。
本发明的一种改进是在阳极板的上端和下端设置了沿整个阳极板宽度方向延伸的流入槽口和流出槽口。这些流入槽口位于上端还是下端取决于各自金属带的行进方向。这些流入槽口宜采用准备好的隙缝式喷咀，它们可以位于外部、在阳极板的前面，也可以位于阳极板上、与其形成一个整体；这允许在任何情况下在整个阳极板宽度内形成均匀的流动速度，从而提供了钢带均匀镀膜的先决条件。
一种有利的改进是连续在上述流入槽口和流出槽口上的转向槽道与通向抽吸罐的流入/流出管道相连通，在此抽吸罐内可以根据离析腔两子空间的流量来调节抽吸电解液所需要的负压。从镀膜槽流出的电解液自由流出，到达一个收集池，再从那里以自由落差再流入到一个电解液收集容器。从那里再用泵将其送到镀膜槽。还有一种可能，此收集池同时用作电解液收集容器。
建议在闭合板朝向金属带棱边的窄边侧上设置如德国专利申请公开说明书DE 41 39066 A1中公开的棱边罩。当可推入和拉出的闭合板从侧面完全密封住箱形离析腔时，此棱边罩(例如具有朝着金属带棱边开口的U形剖面)以无接触的方式包围住金属带的侧面。它遮盖住金属带的棱边，防止在那里形成过量的镀覆，如过量的镀锌，从而防止出现不希望的隆起。反之将闭合板从两侧行进到靠近金属带的棱边，因此减小离析腔或流通空间直到与可改变的金属带宽度相当的尺度；该闭合板同时遮盖住金属带宽度之外的流入槽口，从而保证电解液仅仅流过金属带区域。
阳极板在金属带宽度之外被可推入和拉出的、象棱边罩一样由非导电材料构成的闭合板完全遮住，从而在两阳极板之间有电压差时在该区域不会发生电流从一个阳极板输送到另一个阳极板。可以用马达驱动的丝杠或者用构成四边形杠杆的、与驱动装置相连的摇杆来实现将带棱边罩的闭合板调整和调节到相应的金属带宽度。在对金属带进行单面镀膜时，此棱边罩还有另一个作用，在不需要的阳极板未断电或未拆除时，可以避免在金属带背面形成镀膜。为了在这种情况下避免因电位差在无电流、断路的阳极板形成镀膜层，在德国专利说明书DE 3901 807 C2中披露了将无电流阳极板水平地划分成几段，从而中断可能发生的短路电流。
按照本发明的一种优化结构，第一个镀膜槽上带有传送辊，第二个镀膜槽上带有导向辊，下一个镀膜槽再带有一个传送辊，以此类推。通过将这两种镀膜槽交替串联、接连排列，可以以箱式结构形成任意长度(即任意镀膜功率)的镀膜装置。每个镀膜槽同样带有一个电解液供给管和两个电流输入端(Stromanschluess)(开/闭)。电流的分配和电解液流在各个隙缝式喷咀中的分布置于镀膜槽的内部。
在本发明的另一种改进结构中，用快速锁紧件把相互靠紧排列的镀膜槽相互锁定。在这样彼此拉紧镀膜槽时，装置纵向可能产生的热膨胀既不会影响阳极腔或离析腔的缝隙宽度，也不会影响传送辊彼此的平行度。各个镀膜槽相互支撑，不需要外部支承构件来承受金属带的拉力。
推荐设置从侧面防护镀膜槽的挡溅壁(Spritzwand)。作为一种变换方式，还可能将镀膜槽布置在一个挡溅箱(Spritzkasten)中。然而，在本发明的干燥槽情况，对挡溅壁和挡溅箱来说不要求液密封、耐酸的、象公知的镀膜装置那样具有较高机械稳定性的镀膜槽外壳。
在挡溅壁上或在挡溅箱上最好装有门，尤其是滑动门，在此时，相互靠紧排列的镀膜槽的箱式结构在很大程度上以简单的方式提供了在运行期间检测镀膜装置的可能性。为了能自由检测和自由进入，只需要相应地移动此滑动门；同时可以毫无困难地将一个单个的镀膜槽经过打开的滑动门从镀膜生产线侧向向外移出。为了能够用肉眼直接观察，该挡溅壁或挡溅箱还可由透明材料制成。
按照本发明的又一种改进，在镀膜槽的底部安装支承滑动轨道，借助此支承滑动轨道可以将装入的镀膜槽就位或者很容易地将其从镀膜生产线中移出。推荐在镀膜槽的底部安装一个提升导杆，它可以用马达驱动作整体调节，这就可能将一个在镀膜生产线上较低位置放下并在那儿就位的镀膜槽提升到较高位置的移动平面来将其拆卸出来。
下面结合本发明的实施方式作详细的描述，由此可以得知本发明进一步的详细情况和优点。
图1作为一台镀膜装置的详细情况以纵剖图方式给出三个彼此靠紧排列的镀膜槽，其纵壁由阳极板构成，其中彼此相毗邻的镀膜槽中两个彼此相邻的阳极板围成一个离析腔，图中也示意地描述了与抽吸罐和储存罐或循环容器相连的供给管道。
图2给出彼此靠紧排列成箱式结构、借助于设置在其端部的联锁机构而彼此拉紧的镀膜槽的侧视图。
图3给出一个镀膜槽的正视图，其左、右两侧设置有可推入和拉出、可用丝杠调节的闭合板。
图4给出多个装入到镀膜装置运行位置的镀膜槽的侧视图，这些镀膜槽具有用来就位和侧向移出的底部支承滑动轨道。
图5给出一个布置在挡溅箱中镀膜槽详细情况的正视图。
图6为宽带镀膜装置中镀膜槽的正视图，带有可推入和拉出闭合板、以及将镀膜槽从其安装位置提高到移走高度、并将镀膜槽移动到图6右部所示移出位置的运动机构。
图7给出由彼此可调节的阳极板构成的阳极对的一个视图的详细情况，在其金属带棱边区域带有可推入和拉出的闭合板的密封件。
图1对一个在图中未详细描述的离析装置或者对钢带进行镀摸的镀膜装置1给出了三个相互靠紧排列、垂直布置在箱盒式结构中的镀膜槽2和3。在镀膜槽2的上方装有传送辊4，而在本实施方式的中间镀膜槽3的下方有一个用橡胶或塑料包裹以保护钢带的导向辊5。在其下方还可用一个传送辊来代替导向辊，这仍然落在本装置结构的范围内，这样会导致节省能量、每个辊子的冷却耗费较小，以及由于传送平分承担而导致采用较简单的传送辊和传送机构。
例如，要进行镀锌的金属带6沿箭头7和8的方向向上和向下行进经过该镀膜装置1。在那里，该金属带6由位于顶部和底部的可调节导轮9和10来引导。镀膜槽2中与金属带6相平行的外侧壁成为阳极板11、12。彼此相毗邻的镀膜槽2、3或3、2的两个相邻阳极板11、12之间构成一个离析腔13，其被连续通过的金属带6分成两个很扁的矩形子空间14、15。镀膜槽2和3在其窄边处被端壁16封闭住，它架在每个镀膜槽2和3中彼此相对置的两阳极板11和12之间的空间上。
相毗邻镀膜槽2、3或3、2的两相邻阳极板11、12所限定的离析腔13向上和向下均是敞开的；而其侧向的左开口和右开口均由以密封方式安装的闭合板17、18(参见图3)来封闭，该闭合板在其朝向金属带棱边的窄边侧上形成覆盖住金属带棱边的棱边罩19(参见图7)。按照图7，在整个阳极板高度上延伸的闭合板17、18上配备有密封嵌条20，例如以V形附在闭合板上或者为可充气的唇形密封条，从而使得在阳极板11、12之间作调节而运动的闭合板17、18在任何情况下能达到侧向完全封死的密封。这还适用于这样的情况如图7所示结构的闭合板17、18借助一个由一侧与镀膜槽框21相连、另一侧与阳极板11、12相连的杠杆22构成的杠杆系统来改变其间距；尽管阳极板11、12作运动，仍保持达到侧向密封。
镀膜槽2及3是干燥槽，因为逆着金属带行进方向强制泵入离析腔13的电解液仅仅充填到两个由金属带6分隔开的子空间14、15中。为了向离析腔13供给电解液(如图1中镀膜槽2及3内向上和向下的箭头23、24所示逆向供给方式)，在阳极板11、12的上端和下端设置了在整个阳极板宽度上延伸的流入槽口25或者流出槽口26。这些槽口与顶部和底部的转向槽道27相连，该转向槽道又与流入/流出管道28、29相连，在本实施方式中这些流入/流出管道由一个与抽吸罐31相连接的储存罐或循环容器30来供给电解液，为此在管道中设置了泵32。
正如在图2侧视图中可看出的那样，基本上仅仅给出了电解液的流入槽喷咀25以及位于支承机架上的传送辊4和导向辊5，单个镀膜槽2及3通过设置在端侧的联锁机构彼此拉紧，从而装置的纵向热膨胀不会带来不利的影响。图3是图2中镀膜槽的左侧视图，由图3可进一步看到，在那里借助一个丝杠驱动机构(主轴驱动机构)44使闭合板17、18彼此运动到与金属带6最小宽度Bmin相应的间隔距离；此彼此对置的闭合板17、18还可变化地调节到最大的金属带宽度Bmax。
在图4所示、以箱盒式结构镀膜槽为基础的简易可行的装置示意图中，给出五个相互靠紧接连排列的镀膜槽2、3及其安装情况，其中，这些镀膜槽以其底部的支承滑动轨道45放置在图中未画出的底架上。采用该支承滑动轨道45就可能将一个镀膜槽2、3如图6右部所示从侧向移出，而不必垂直向上取出。
在图5的实施方式中镀膜槽2和3布置在同时用作传送辊4和导向辊5支承托架的挡溅箱46中。在图6实施方式中为镀膜槽2、3配备一个在镀膜装置长度方向延伸的挡溅壁47来代替用挡溅箱46来保护镀膜槽2、3的直接环境。一方面为了在运行时能对装置进行检测，另一方面为了侧向从镀膜生产线上移出并拆卸一个镀膜槽2或3(如图6右部的镀膜槽2)，在挡溅壁47上及图5实施方式中的挡溅箱46上有一个在图上未画出的、与其成一体的滑动门，该滑动门在打开后成为一个自由进出口。
为了拆开并从侧向移走带阳极板11、12和其上方传送辊4的镀膜槽机架21，应使该镀膜槽2从其安装位置(参见图4)提升到其移走高度。然后，把它放置在将镀膜槽2拉出的滚动轨道48上。为了提升或降下镀膜槽2，在镀膜槽机架21底部安装了可使其摆动的提升导杆49，此提升导杆由一个驱动装置51(例如一个汽缸驱动装置)经一个共用拉杆50来带动和进行调节。
此外，从图6可以看到一个与图3不同的、另一种将闭合板17、18调节到其最小宽度Bmin、最大宽度Bmax或其中间值的装置。该装置由布置在一阳极对的两相邻阳极板11、12上的左平行四边形杠杆对和右平行四边形杠杆对52组成，该平行四边形杠杆对借助一个气动/液动马达驱动装置来摆动，这样闭合板17、18调节到所希望的宽度。图中实线表示的平行四边形杠杆对52的位置相应于要镀膜的金属带6的最大宽度Bmax；而经过向内摆动、如图中点划线表示的位置相应于要镀膜的金属带6的最小宽度Bmin。
权利要求
1.从含金属电解液中离析金属的装置，尤其是用于钢带镀膜的装置，由相互靠紧排列、垂直布置的镀膜槽构成，在其中从上方一个导向辊和/或传送辊传送来的、要镀膜的金属带被引导到下方一个导向辊，再从那里又被引导到上方另一个导向辊和/或传送辊，在此情况下各个向下及向上行进的金属带段通过两垂直放置阳极之间的空隙，并受到由泵循环供给、最好逆着金属带行进方向的电解液的冲击，其特征在于镀膜槽(2，3)的两个彼此对置的壁构成阳极板(11，12)，而彼此相靠着的镀膜槽(2，3及3，2)的各个彼此相邻阳极板(11，12)间形成一个离析腔(13)。
2.根据权利要求1所述的离析装置，其特征在于在阳极板(11，12)的上端和下端设置了沿整个阳极板宽度方向延伸的流入槽口和流出槽口(25，26)。
3.根据权利要求2所述的离析装置，其特征在于连接在上述流入槽口和流出槽口(25，26)上的转向槽道(27)与流入/流出管道(28，29)相连通。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的离析装置，其特征在于上述阳极板对(11，12)的侧向开口处配备了可以推入和拉出的闭合板(17，18)。
5.根据权利要求4所述的离析装置，其特征在于该闭合板(17，18)在其朝向金属带棱边的窄边侧上设置有棱边罩(19)。
6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的离析装置，其特征在于第一个镀膜槽(2)上带有传送辊，第二个镀膜槽(3)上带有导向辊，下一个镀膜槽(2)又带有一个传送辊。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的离析装置，其特征在于彼此靠紧排列的镀膜槽(2，3)用一个快速锁紧件(33)来相互锁定。
8.根据权利要求1至7中的任何一项所述的离析装置，其特征是侧向保护镀膜槽(2，3)的挡溅壁(47)。
9.根据权利要求8所述的离析装置，其特征在于上述挡溅壁上设置了门。
10.根据权利要求1至9中的任何一项所述的离析装置，其特征在于镀膜槽底部装有支承滑动轨道(45)。
11.根据权利要求10所述的离析装置，其特征在于镀膜槽(2，3)底部安装了提升导杆(49)。
12.根据权利要求1至7和权利要求11中任何一项所述的离析装置，其特征在于该镀膜槽(2，3)设置在一个挡溅箱(46)中。
全文摘要
本发明公开了一种从含金属电解液中离析金属、尤其是对钢带进行镀膜的装置，由相互靠紧、垂直布置的镀膜槽(2，3)构成，从其上方传送辊(4)送来的、要镀膜的金属带(6)送至下方的导向辊(5)，再回送到上方另一个传送辊(4)上，该向下及向上行进的金属带段通过两垂直布置阳极板(11，12)间的空隙，并受到逆向由泵(32)循环供入的电解液的冲击。在本发明中镀膜槽(2，3)的两个对置的壁构成阳极板(11，12)，而彼此相靠着的镀膜槽(2，3及3，2)的各个彼此相邻阳极板(11，12)间形成离析腔(13)。
文档编号C25D7/06GK1139710SQ96107360
公开日1997年1月8日 申请日期1996年3月22日 优先权日1995年3月23日
发明者W·希米昂 申请人:Sms舒路曼-斯玛公司