DE1771557A1

DE1771557A1 - Vorrichtung zur elektrolytischen Reinigung von Metallstraengen

Info

Publication number: DE1771557A1
Application number: DE19681771557
Authority: DE
Inventors: Stricker Charles Donald; Stalson Stanley Louis
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1967-06-08
Filing date: 1968-06-07
Publication date: 1971-12-09
Also published as: ES354731A1; DE1771557C3; GB1236252A; BE716089A; DE1771557B2; FR1568548A; US3496086A

Description

"Vorrichtung zur elektrolytischen Reinigung von Metallsträngen".

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung zur elektrolytischen Reinigung von Metallsträngen.

Bekanntlich lässt sich die Oberfläche von Metallsträngen, also von Stangen oder Drähten, in vorteilhafter Weise mit Hilfe eines elektrolytischen Verfahrens reinigen, bei dem der Metallstrang kontinuierlich durch einen sauren Elektrolyten wandert und abwechselnd eine Katode und eine Anode wird. Zur Vermeidung von Lichtbogen und dadurch bedingter Oberflächenbeschädigung wird der elektrische Strom bekanntlich dem Strang nur über den Elektrolyten zugeführt. In diesem Zusammenhang wird auf die USA-Patentschrift 2 I65 326 hingewiesen, in der ein Verfahren dieser Art beschrieben

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

und seine Vorteile im einzelnen erläutert sind. Wenn das Verfahren auf Stangen Anwendung findet, die danach zu Draht gezogen werden, kann sich die elektrolytische Reinigung an einen Entzunderungsvorgang anschliessen. Üblicherweise wird der meiste Zunder in einem mechanischen Brecher von den Stangen entfernt, wie er beispielsweise in der USA-Patentschrift 2 730 791 beschrieben ist. Kleine Zunderteilchen, die auf der Stangenoberfläche zurückbleiben, lassen sich mit Wasserstrahlen abwaschen, und die Oberfläche kann dann mit Luftstrahlen getrocknet werden, wie dies beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 Okk 098 dargestellt ist. Danach lässt sich für die abschliessende Reinigung, bevor für den Drahtziehvorgang Schmiermittel zur Anwendung gelangt, ein elektrolytisches Verfahren benutzen. Im Falle von Draht lässt sich ein elektrolytisches Verfahren zur Entfernung von Restbestandteilen verwenden, die nach dem Ziehvorgang auf der Oberfläche bleiben.

Erfindungsgemäss wird eine Vorrichtung zur Reinigung von Metallsträngen geschaffen, die hintereinander geschaltet einen ersten Wasserwaschabschnitt,einen elektrolytischen Reinigungsabschnitt und einen zweiten Wasserwaschabschnitt besitzt, durch die hindurch der Strang kontinuierlich wandern kann. Der elektrolytische Reinigungsabschnitt enthält eine Reihe abwechselnder katodischer und anodischer Behandlungszellen, die jede die Form eines umgekehrten Plastik-T aufweist, das in seinen unteren Ende eine Öffnung enthält und in dessen Arne zwei

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ringförmige Elektroden eingesetzt sind, so daß sie den Metallstrang umgeben, jedoch nicht in unmittelbarer Berührung mit ihm stehen. Zwischen den Zellen befinden sich Isolierblöcke, an denen die Elektroden befestigt sind. Die an den Enden der Reihe befindlichen Elektroden sind an den entsprechenden Wasserwaschabschnitten angebracht. Desweiteren sind Vorrichtungen zur kontinuierlichen Einleitung des Elektrolyten in die in den unteren Enden der T-förmigen Zellen sowie zur Ableitung des * Elektrolyten aus den Kopfteilen der T-fÖrmigen Zellen vorhanden. An den Elektroden der katodischen und anodischen Behandlungszellen sind positive bzw. negative Stromquellen angeschlossen. Die Wasserwaschabschnitte besitzen Überströmkammern zur Aufnahme des von den Endzellen der Reihe abgegebenen Elektrolyten.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt. In der Zeichnung zeigen: '

Figur 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Vorrichtung,

Figur 2 einen Seitenriss dieser Vorrichtung,

Figur 3 eine Stirnansicht von links gesehen in Bezug auf Fig.2 und

Figur 4t eine senkrechte Schnittansicht in einem vergrösserten Maßstab, längs der Linie IV-IV in Figur i.

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Den Figuren 1, 2 und 3 ist zu entnehmen, daß die neuartige Vorrichtung hintereinander angeordnet einen ersten Wasserwaschabschnitt 10, einen elektrolytischen Reinigungsabschnitt 12 und einen zweiten Wasserwasehabschnitt 13 besitzt, die alle auf einem starren Rahmen Ik getragen werden. Ein Strang S wandert kontinuierlich von links nach rechts durch diese Abschnitte hindurch. Jeder Wasserwaschabschnitt 10 und 13 besitzt entsprechende äussere und innere Lufteintrittsöffnungen 15 und 16 sowie zwischen den beiden Lufteintritten eine Wassereintrittsöffnung 17. Die Eintrittsöffnungen sind an Luft- und Wasserleitungen 18 und 19 (Figur 1 und 3) angeschlossen. Die Wasserwaschabschnitte sind mit Luft- und Wasseraustrittsöffnungen 20 (Figur 2 und k) versehen, die zu den Behältern 21 im unteren Teil des Rahmens Ik führen. Der elektrolytische Reinigungsabschnitt weist eine Reihe abwechselnder katodischer

und anodischer Behandlungszellen 22 und 23 auf, von denen in der Zeichnung je drei Stück dargestellt sind. Die erste Zelle des Abschnittes ist katodisch, während die letzte anodisch ist. Die Katodenzellen sind an eine positive Sammelschiene 2k und die Anodenzellen an eine negative Stange 25 angeschlossen, wodurch der Strang in den Katodenzellen zur Katode wird und in den Anodenzellen zur Anode. Dem Boden jeder Zelle wird aus einer Eintrittssammelleitung 26 kontinuierlich ein saurer Elektrolyt zugeführt, der beispielsweise aus einer 15 bis 30%igen Schwefelsäure besteht. Dieser Elektrolyt wird Tom Kopf dann in eine Rückführsammelleitung 27 geleitet. Diese Sammelleitungen stehen mit einer nicht dargestellten Säurequelle in Verbindung.

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Wie aus Figur 4 ersichtlich ist_s besteht der Wassewasehabschnitt 10 aus zylindrischen Düsenhaltern 28, 29 und 30 und einer Säureüberflußkammer 31. Diese Teile sind vorzugsweise aus durchsichtigem Kunststoff gefertigt, werden durch Zugstangen 32 zusammengehalten und sind an dem Rahmen 14 angeschraubt. Das äussere Ende des Düsenhalters 28 trägt eine Führungsform 33 und eine Platte 34, die die Form an Ort und Stelle hält. In dem Düsenhalter 28 befindet sieh eine Mittelbohrung, in die eine rohrförmige Luftdise 35 eingesetzt ist. Der Lufteintritt 15 steht mit der Düse über einen senkrechten Durchgang 36 in Verbindung, Die Düse 35 weist mehrere Öffnungen 37 auf, die sich durch ihre Wandung unter einem Winkel von etwa 30 zu ihrer Mittelachse erstrecken. Die Düsenhalter 29 und 30 sind in der gleichen Weise aufgebaut. Jeder Düsenhalter weist eine entsprechende Kammer 38, Senkbohrung 39 und einen senkrechten Durchgang 40 auf, über den die Wasser- und Lufteinlässe 17 und 16 mit der Senkbohrung in Verbindung stehen. In die Senkbohrungen der Düsenhalter 29 bzw. 30 sind Doppeldüsen 41 und 42 für Wasser und Luft eingesetzt, die durch die Platten 43 festgehalten werden. Diese Düsen besitzen mehrere Öffnungen 44, die sich unter rechten Winkeln durch ihre Wände zu ihren Mittelachsen erstrecken. Die Säureüberflußkammer 31 enthält eine senkrechte Stauplatte 45, die von den Stäben 46 getragen wird. An ihrem Austrittsende trägt die Kammer eine Führungsform 47· Der andere Wasserwaschabschnitt 13 ist gleichermassen aufgebaut mit Ausnahme der Tatsache, daß die Teile umgekehrt angeordnet sind und die Öffnungen, die den Öffnungen 37 entsprechen, sich rechtwinklig zu der Mittelachse der Düse erstrecken.

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Die Zellen 22 und 23 sind alle gleich aufgebaut. Jede enthält ein umgekehrtes T-Stück 32 aus Kunststoff, das in seinem Eoden eine Öffnung 53 aufweist. Die Einlaßsammelleitung 26 steht über einen Schlauch 54 durch die Öffnung 53 mit dem T-Stück in Verbindung. Krümmer 55 und ein Schlauch 56 schließen den oberen Teil des T-Stückes an die RücklaufSammelleitung 57 an. In jedem waagerechten Arm des T-Stückes sind mit einem Flansch versehene, rohrförmige Elektroden 57 eingesetzt. O-Ringe 58 verhindern den Austritt des Elektrolyten zwischen den Elektroden und dem T-Stück. Die Flansche der Elektroden sind mit den aus Kunststoff bestehenden Isolatorblöcken 59 verschraubt bzw. die an den Enden der Reihe befindlichen Flansche sind mit den Wänden der Säureüberflußkammern 31 verschraubt. Die Blöcke 59 sind auf den Rahmen 14 aufgeschraubt. Über den Flanschen sind Metallringe 60 angeordnet, die mit dazu beitragen, die Teile zusammenzuhalten. An den rückseitigen Kanten der Flansche befinden sich Nasen 6l, die durch Kabel 62 mit den Sammelschienen 24 und 25 in Verbindung stehen.

Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, wird kontinuierlich ein Strang S durch sie hindurchgezogen. Von der Düse 35 abgegebene erste Luftstrahlen, Wasserstrahlen aus der Düse 41 und Luftstrahlen aus der Düse 42 sind auf den Strang gerichtet und dienen dazu, lose Fremdstoffe von dem Strang zu entfernen und das Wasser abzublasen. Nachdem der Strang die Säureliberflußkammer 31 durchlaufen hat, tritt er in die erste Katodenbehandlungszelle 22 ein, der von den Elektroden 57 über den Elektrolyt ten Strom zugeführt wird, ohne daß die Elektroden den Strang

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unmittelbar berühren. Der Strom fliesst durch den Strang, den in der benachbarten Anodenbehandlungszelle 23 befindlichen Elektrolyten und die Elektroden 57 der leteteren Zelle. Aufgrund der elektrolytischen Wirkung in den Katodenzellen werden die meisten zurückgebliebenen Fremdstoffe von der Strangoberfläche entfernt, jedoch eine Schmutzschicht abgelagert. Die elektrolytische Wirkung in den Anodenzellen entfernt diesen Schmutz. Die Luft- und Wasserstrahlen in dem zweiten Wasserwaschabschnitt 13 säubern den Strang von der Elektrolytflüssigkeit und trocknen ihn, wodurch eine absolut saubere Oberfläche geschaffen wird. Der Elektrolyt strömt kontinuierlich durch die Zellen hindurch und transportiert auf diese Weise das bei der Reinigung von dem Strang entfernte Material ab. Die Säureüherflußkammern 31 nehmen die Elektrolytflüssigkeit auf, die an den Enden des elektrolytischen Reinigungsabschnittes an dem Strang vorbei entweicht. Die Prallplatten ^5 lenken diese Elektrolytflüssigkeit abwärts durch die Leitungen 63 hindurch in die Rückführsammelleitung 27.

Aus der obigen Darstellung ist ersichtlich, daß die erfindungsgemässe Vorrichtung eine einfache aber wirkungsvolle Möglichkeit schafft für die elektrolytische Reinigung eines Stranges und die Reinigung mit Wasserstrahlen. Die Elektroden umgeben den Strang vollständig, ohne ihn jedoch direkt zu berühren. Somit ist der den Strang erreichende Strom über der ganzen Umfangsfläche einheitlich, und es findet keine Lichtbogenbildung statt, die zu einer Beschädigung der Oberfläche

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führen würde. Die ganze Vorrichtung ist geschlossen, so daß keine Säuredämpfe in die Atmosphäre entweichen können.

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Claims

Patentanmeldungt Yorrichtung zur elektrolytischen xlainigung von lie talls "tränken

1. Yorrichtung zur Heiniguag von. Lie tails tränken, a^e net durch einen ersten Y/asserv/aschalisoliiiitt (10), einen elektrolytisclien iieinigunjsabschnitt (12) und einen av/sitaa. ',/asserv/asoliabsclinitt (13)» die hintereinander angeordnet sind und durch die kontinuierlich ein Strang (S) v/andern kann, v/obei der elektrolytische xieinigun-rsabschnitt (13) eine xieihe einander abv/echselnder kathodischer und anodischer Behandlungszellan (22, 23) aufweist, die jede die j?orm eines umgekehrten, aus Plastik bestehenden Ϊ-Stücks (52) haben und an deren unterem xh.de mit einer Öffnung (53) versehen sind, -jobei in dan Armen, des -!-Stücks swei ringförmige Elektroden (57) sitzen, die den Strang (3) unigeben, ohne ihn unmittelbar zu berühren; durch sv/isclien den Zellen -.■(22, 23) angeordnete Isolatorblücke (59), an denen die Elektroden

Patentanwalt« D5pl.-}ng. Martin licht, Dipl.-Mh5).-Ing. Axel Harwmann, Dipl.-Phyi. Sebastian Herrmann

• MÖNCHEN 3, ΤΗ1«ίβΙ«Ν5ΤΙ»Αί8Β 33 · Telefon: 281202 · Telegramm-Adresse: Lipalli/MOnchen

Bayer. Verein.bank Mönchen, Zweigst. Oskarvon-M.ller-Rina., Kto.-Nr. 882495 · Postscheck-Konto: München Nr. H53397

Oppesiouer Bflro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

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Jo

(57) osfesisig^ sinu, -.,'obai die IiL ektr oden an dg »μ, läid e n der Heine an den entsprechenden Y/asser.vaschäbschnittGri (10, 13) befestigt aindj durch Einrichtungen (26, 54) zur kontinuierlichen. Zufuhr eines Säureelektrolyuen an die Öffnungen (53) in den unteren Enden der i-3tücl:e (52) und Einrichtungen (27) zur Ableitung aas Elektrolyten von den Zopfteilen der I-Stücke; und durch positive and negative 3tro£zuführungen (24, 25), die an den Elektroden (57) der kathodischen bzv/, anodischen Behandlungszellen (22, 23) angeschlossen sind, v/obei die V/asserwaschabschnitte (10, 13) mit Lberströmkamtaern (31) zur Aufnahme des Elektrolyten von den Endzellen der iäeihe ausgerüstet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (57) an ihren äusseren Enden mit ■ !Flanschen versehen sind, die an den Blöcken (59) und den 7/asserv/aschabschnitten (10, 13) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder ",/asserv/aschabschnitt mehrere Kammern (38) enthält, zwischen denen Luft- und v/asserdüsen (35, 41, 42) angeordnet sind, durch die luft- und ,/as s er strahl en gegen den Strang (S) gerichtet v/erden.

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