NL7908240A - Werkwijze voor het elektrolytisch continu en met hoge stroomdichtheid afzetten van een bedekkingsmetaal op een plaat. - Google Patents

Description

% N/29.344-tM/f. t

Werkwijze voor het elektrolytisch continu en met hoge stroom-dichtheid afzetten van een bedekkingsmetaal op een plaat.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het elektrolytisch continu en met hoge stroomdichtheid afzetten van een bedekkingsmetaal op een plaat, waarbij men door een beweegbare kathode de daartegen 5 aangebrachte plaat ten opzichte van een anode verplaatst in een zone, die een elektrolyt bevat voor het overbrengen van het bedekkingsmetaal.

Talrijke werkwijzen en inrichtingen zijn bekend om continu een plaat met een bedekkingsmetaal te bekle-10 den. Zo betreft het Amerikaanse octrooischrift 1.437.030 een elektrolysecel, waarbij gebruik wordt gemaakt van een onoplosbare anode voor het bedekken van een plaat.

Het Amerikaanse octrooischrift 1.819.139 beschrijft een complete oppervlaktebehandelingenjn. Twee 15 boven elkaar geplaatste platen vormen de kathode van de elektrolysecel en drie cylinders verzekeren een perfecte geleiding van de plaat in de cel.

Het Amerikaanse octrooischrift 2.080.506 heeft betrekking op de galvanisatie met hoge stroomdicht-20 heid. Het betreft de bedekking van een draad in een zure zinksulfaatoplossing. Een verbeterde materie-overdracht wordt verkregen tengevolge van de geforceerde elektrolytcirculatie.

Dit vormt de voornaamste bijzonderheid van een elektrolysecel, die is beschreven en afgebeeld in het Amerikaanse oc-25 trooischrift 2.370.973.

Het Amerikaanse octrooischrift 2.399.964 betreft een galvanisatieketen, die bestaat uit een rij naast elkaar geplaatste vertikale cellen. De plaat wordt daarin op een enkel oppervlak bekleed. De dikte van de afzetting wordt 30 gelijkvormig gemaakt door een op het afzetten volgende ano-dische oplossing.

Het Amerikaanse octrooischrift 2.461.556 vermeldt een elektrolysecel, waarin de platen op hun beide oppervlakken worden bedekt in twee bewerkingen in dezelfde 35 cel.

Het Amerikaanse octrooischrift 2.509.304 heeft betrekking op een elektrolysecel, die bestaat uit een 7908240 2 ij groot aantal op verschillende niveaus gelegen kuipen, die het elektrolyt door de zwaartekracht laten circuleren van kuip naar kuip.

Het Amerikaanse octrooischrift 2.569.577 5 vermeldt de. verdeling van het op een substraat afgezette metaal en stelt het toevoegen van elektrolyt aan het midden van de elektrolytische kuip voor.

In het Amerikaanse octrooischrift 2.899.445 beoogt men de toepassing van een kromme geleider voor het on-10 dersteunen van de plaat in de elektrolysekuip, teneinde het metaal slechts op één oppervlak van de plaat af te zetten.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.975.242 beoogt een horizontale en rechtlijnige galvanisatiecel, die kan worden aangepast aan variabele plaatbreedten en waarin 15 een geforceerde elektrolytcirculatie plaatsvindt.

Het Japanse octrooischrift 123.131 beschrijft de elektrogalvanisatie met hoge stroomdichtheid door middel van een oplosbare zinkanode.

Het Franse octrooischrift 2.510.512 en het 20 Amerikaanse octrooischrift 3.483.113 stellen verschillende elektrolyseceltypen voor de galvanisatie voor, waarbij hoge dichtheden van de electrische stroom kunnen worden toegepast door middel van een onoplosbare anode.

Al deze bekende werkwijzen en elektrolyse-25 cellen hebben verschillende nadelen, vooral indien men een continue elektrolyse met hoge stroomdichtheid beoogt voor het bedekken van een oppervlak van een plaat met een bedek-kingsmetaal, zoals zink.

Tot nu toe is vastgesteld, dat indien men 30 een elektrolyse met hoge stroomdichtheid toepast, het niet mogelijk is een gelijkmatige massa-overdracht aan de kathode te verkrijgen, hetgeen de vorming vaneenonregelmatige bedekking van onbevredigende kwaliteit tot gevolg heeft.

Eén van de wezenlijke doelen van de onderha-35 vige uitvinding bestaat in het verschaffen van een werkwijze, waarbij dit bezwaar is opgeheven.

Hiertoe verdeelt men volgens de uitvinding de kathodestroom althans nagenoeg gelijkvormig over het zich . in de zone voor het overbrengen van het metaal naar de kathode 40 verplaatsende plaatdeel, op zodanige wijze, dat een stroom- 7908240 3 dichtheid wordt verkregen, die op elke plaats van dit plaat-deel althans nagenoeg gelijk is.

De uitvinding betreft eveneens een inrichting voor het elektrolytisch continu en met hoge stroomdicht-5 heid afzetten van een bedekkingsmetaal op een plaat voor het uitvoeren van de bovengenoemde werkwijze, welke inrichting bovendien een werkzame elektrolysecel vormt, die geschikt is om op industriële schaal met een zeer hoge productiviteit te worden toegepast.

10 De inrichting volgens de uitvinding omvat een vaste anode en een beweegbare kathode, die samenwerkt met een kathodestroomtoevoer en een electrisch geleidende wand bezit, die zich op een althans nagenoeg constante afstand van de anode kan verplaatsen in een zone, waarin een elek-15 trolyt kan circuleren voor het overbrengen van het bedekkingsmetaal naar de plaat, waarbij middelen zijn aangebracht om in de genoemde zone de te bedekken plaat aan te brengen tegen het naar de anode gekeerde oppervlak van de bovengenoemde geleidende wand om deze plaat mee te nemen met dezelfde snel-20 heid als de electrisch geleidende wand.

Deze inrichting is gekenmerkt, doordat de kathodestroomtoevoer een rij contacten omvat, die evenwijdig zijn gemonteerd en althans nagenoeg gelijkmatig zijn verdeeld over het oppervlak van de bovengenoemde geleidingswand, welk 25 oppervlak tegengesteld is aan dat waartegen de plaat wordt aangebracht.

Op gunstige wijze omvatten deze contacten stroomtoevoerborstels, die worden aangebracht tegen het oppervlak van de geleidende wand, welk oppervlak tegengesteld 30 is aan dat waartegen de plaat wordt aangebracht.

Volgens een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uitvinding is de electrisch geleidende wand gevormd door een eindloze band, die is gespannen om twee cylinders, die om hun as draaien.

35 Tenslotte betreft de uitvinding nog een plaat, die op ten minste één van zijn oppervlakken is bedekt met een metallische laag, die is verkregen door toepassing van de hierboven beschreven elektrolyse-werkwijze of -inrichting.

*40 De uitvinding zal hierna worden toegelicht 7908240 - 4 aan de hand van de tekening, waarin bij wijze van voorbeeld enige bijzondere uitvoeringsvormen van de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding zijn afgebeeld.

Pig. 1 toont schematisch een zijaanzicht in 5 langsdoorsnede volgens de lijn I-I van fig.' 2 van een .elek- trolyse-inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een doorsnede op grotere schaal volgens de lijn II-II van fig. 1.

Fig. 3 is een met de doorsnede II-II van fig.

10 1 overeenkomende dwarsdoorsnede van de variant van een elek- trolyse-inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 4 toont eveneens een soortgelijke doorsnede van een andere variant van een elektrolyse-inrichting vol- gens de uitvinding. . % 15 Fig. 5 toont een dwarsdoorsnede van een soort gelijke variant als fig. 4, die is aangevuld met kathode-elementen.

In de verschillende figuren geven dezelfde verwijzigingscijfers gelijke of gelijksoortige elementen aan.

20 De uitvinding omvat een werkwijze voor het elektrolytisch continu en met hoge stroomdichtheid afzetten van een bedekkingsmateriaal zoals zink of tin op een plaat.

Volgens deze werkwijze verplaatst men door een beweegbare kathode de tegen deze laatste aangebrachte plaat 25 ten opzichte van een anode in een zone, die een elektrolyt bevat voor het overbrengen van het bedekkingsmetaal.

Een wezenlijk kenmerk van deze werkwijze is dat men de kathodestroom althans nagenoeg gelijkmatig verdeelt over het zich in deze zone verplaatsende plaatdeel op 30 zodanige wijze, dat een althans nagenoeg gelijke stroomdicht heid wordt verkregen op elke plaats van dit plaatdeel.

Er is inderdaad vastgesteld, dat het belangrijk is een gelijkmatige stroomverdeling te verkrijgen over het gehele plaatdeel, waarop de elektrolytische afzetting 35 van metaal plaatsvindt, zodra men een zekere stroomdichtheid bereikt, om een metallische bedekking op de plaat met een althans nagenoeg constante dikte en een aan de tegenwoordige industriële eisen beantwoordende afwerking te krijgen.

Om een perfecte homogeniteit te verzekeren in 40 de kathodische afzetting op de plaat laat men bovendien het 7908240 * 5 elektrolyt op turbulente wijze en onder druk stromen tussen de anode en het in de genoemde zone passerende plaatdeel, zodat de plaat daar stevig wordt aangebracht tegen de beweegbare kathode en aldus de verschillen in de spanningsval tus-5 sen de kathode en de plaat op verschillende plaatsen tot een minimum worden teruggebracht en eveneens de afstand tussen de plaat en de anode op alle plaatsen van de bovengenoemde overbrengzone althans nagenoeg constant wordt gehouden. Er is vastgesteld, dat dit een zeer eenvoudige maar zeer doelmatige 10 oplossing voor het beoogde doel vormt.

Ten einde de absolute snelheid van de beweegbare kathode en het elektrolyt tot een minimum terug te brengen, laat men dit laatste in de gehele overbrengzone cir-culeren in de richting tegengesteld aan die van de beweegbare 15 kathode. Bovendien draagt dit bij om op elke plaats van deze zone althans nagenoeg dezelfde overbrengomstandigheden voor het bedekkingsmetaal naar de plaat te verschaffen en zo de constante dikte van de metaallaag op deze plaat te verzekeren.

Volgens de aard van-het metaal of van de 20 constructie van de toegepaste elektrolyse-inrichting kan de anode zijn gevormd uit het in het elektrolyt oplosbare bedekkingsmetaal of bestaan uit een inert materiaal, in welk geval het bedekkingsmetaal vooraf in oplossing in het elektrolyt is gebracht.

25 Op gunstige wijze past men aan de kathode 2 een stroomdichtheid van ten minste 50 ampère per dm en bij 2 voorkeur van ten minste 100 ampère per dm toe.

Overigens laat men het elektrolyt in de metaaloverbrengzone circuleren met een relatieve snelheid 30 ten opzichte van de plaat in de orde van 4 m per sec.

Hierna worden enkele concrete toepassings-voorbeelden van de werkwijze volgens de uitvinding gegeven.

In het geval van het zink bestaat de oplosbare anode uit een blok zink met kwaliteit S.H.G; (Special 35 high grade). De toegepaste kathode was van zacht staal en de afstand tussen de anode en de kathode was van de orde van 6 mm. Het elektrolyt had een relatieve snelheid van 4m/sec.

Zijn temperatuur was 50°C en het had een concentratie van Zn++ van 80 g/1. De dikte van de verkregen zinkafzetting 40 was 10 microns.

7908240 6 '

Met de hierboven gedefinieerde parameters heeft men de kathodestroomdichtheid laten variëren tussen 2 2 50 ampère per dm en 300 ampère per dm . De verkregen resultaten zijn aangegeven in de hiernavolgende tabel: 5 stroomdichtheid _stroomrendement_ __ kathodestroom anodestroom 50 A/dm2 95% 101% 100 A/dm2 9*5% 101-% .200 A/dm2 95% 100% 10 300 A/dm2 95% 100%

In het geval van tin bestond de oplosbare anode uit een blok zuiver tin, en was de toegepaste kathode van zacht staal en was de afstand tussen de anode en de kathode \ van de orde van 6 mm. Het elektrolyt had een relatieve snel- 15 heid van 4 m/sec ., zijn temperatuur was 50°C en het had een +4- concentratie van Sn van 27 g/1.

De dikte van de verkregen tinafzetting was 10 microns. De verkregen resultaten zijn aangegeven in de hiernavolgende tabel.

20 stroomdichtheid ___stroomrendement_ _ kathodestroom anodestroom 50 A/dm2 100% 104% 100 A/dm2 100% 102% 200 A/dm2 100% 102% 25 300 A/dm2 100% 101%

Het doel van de uitvinding wordt verder toegelicht aan de hand van de hierna gegeven 'beschrijving van enige varianten van een elektrolyse-inrichting volgens de uitvinding, die op gunstige wijze kunnen worden toegepast voor het 30 uitvoeren van de hierboven uiteengezette werkwijze.

Fig. 1 en 2 tonen een inrichting voor het elektrolyt! sch continu en met hoge stroomdichtheid afzetten van een bedekkingsmetaal op een plaat 1. Deze inrichting omvat een vaste anode 2 en een beweegbare kathode 3. De beweegbare ka-35 thode vormt een electrisch geleidende wand, die bestaat uit een eindloze band 4, die zich kan verplaatsen op een althans nagenoeg constante afstand van de .anode 2 in een zone 5, waarin een elektrolyt kan circuleren in de richting van de pijlen 7908240 7 6 voor het overbrengen van een bedekkingsmetaal, zoals zink naar de plaat. De eindloze band 4 verplaatst zich in de richting van de pijl 7. De aandrijving van deze band kan bijvoorbeeld direct worden verwezenlijkt door de wrijving van het 5 plaatdeel 8 dat door de overbrengzone 5 wordt getrokken in de richting van de pijl 9. Deze plaat kan zich bijvoorbeeld continu afrollen van een niet afgeheelde rol, die links van fig. 1 is gelegen, waarbij de plaat zich vervolgens, na de passage door de overbrengzone 5 oprolt op een andere even-10 eens niet afgebeelde rol, die rechts van fig. 1 is gelegen.

In dit geval is de eindloze band gespannen om twee cylinders 10 en 11, die vrij draaien om hun as 12.

De transportband 4 werkt samen met een kathodes troomtoevoer, die een rij contacten omvat, zoals bor-15 stels 13, die parallel zijn gemonteerd op borsteldragers 14 en althans nagenoeg gelijkmatig zijn verdeeld over het oppervlak 15 van de band 4, welk oppervlak tegengesteld is aan dat waartegen de plaat 1 wordt aangebracht.

Middelen, die zijn aangegeven door het verbekende 20 wijzigingscijfer 16, zoals op zichzelf^magnetische, hydraulische of pneumatische middelen kunnen zijn aangebracht voor elke borstel 13 om hun druk op het oppervlak 15 van de band 4 onafhankelijk van elkaar als functie van de stroomdichtheid te kunnen regelen.

25 Deze borstels zijn bij voorkeur uitgevoerd in Cu-C,hoewel natuurlijk andere materialen zouden kunnen worden overwogen.

De eindloze band kan zijn uitgevoerd in een legering van Cu-Be-Ag, terwijl andere legeringen eveneens 30 zouden kunnen worden overwogen. In de figuren niet afgebeelde contacten zouden op soortgelijke wijze als de borstels 13 in het inwendige van de cylinders 10 en 11 kunnen worden gemonteerd aan de zijde van het plaatdeel 8, ten einde aldus zoveel mogelijk het aan de bedekking in de overbrengzone 5 35 onderworpen plaatoppervlak te vergroten.

De bovengenoemde overbrengzone 5 is op voor het elektrolyt althans nagenoeg dichte wijze begrensd door het tegen de eindloze band 4 aangebrachte plaatdeel 8, door de anode 2, die zich tegenover dit plaatdeel 8 uitstrekt en 40 door de zijstukken 17 en 18, die zich aan weerszijden van de 7908240 8 overeenkomstige zijranden van de eindloze band 4 en de anode 2 uitstrekken. Een ingang 19 voor het elektrolyt in deze over-brengzone 5 is in de nabijheid van het uiteinde van de anode aangebracht op de plaats, waar de plaat 1 de band 4 verlaat, 5 terwijl een uitlaat 20 voor het elektrolyt uit deze zone is aangebracht in de nabijheid van het tegenovergestelde uiteinde van de anode. De inlaat 19 en de uitlaat 20 voor het elektrolyt zijn aangesloten op een niet afgebeeld reservoir door leidingen 21 resp. 22.

10 Zoals in fig. 2 is afgebeeld, zijn de zijkan ten van de eindloze band 4 voorzien van randen 23 van elektrisch isolerend, althans nagenoeg elastisch materiaal, waartegen op althans nagenoeg dichte wijze de overeenkomstige randen van het met de band in de overbrengzone 5 samenwer-15 kende plaatdeêl 8 zijn aangebracht.

Eindloze riemen 24, die eveneens zijn uitgevoerd in een elektrisch isolerend, althans nagenoeg elastisch materiaal, zijn aangebracht tegen de vlakken van de randen 23, die tegengesteld zijn aan die welke samenwerken met het plaat-20 deel 8 en zich verplaatsen met dezelfde snelheid als de randen 23.

Afdichtingspakkingen 25 zijn aangebracht tussen deze riemen 24 en de overeenkomstige zijstukken 17 en 18.

Om een mogelijke infiltratie van elektrolyt 25 tussen de transportband 4 en de randen 23 naar het vlak 15 van de transportband 4 te vermijden, waarover de borstels 13 wrijven, zijn perforaties 26 aangebracht in de riemdelen, die in aanraking zijn met de randen 23, en zijn aanzuigorganen 27 gemonteerd op het binnenvlak daarvan aan de ten opzichte van 30 de randen 23 tegenovergestelde kant van de riemen. Deze organen 27 zijn vast, wrijven over de riemen en zijn bijvoorbeeld verbonden met een niet-afgeheelde aanzuigpomp, die het elektrolyt van eventuele lekken weer laat circuleren naar het bovengenoemde reservoir.

35 De zijstukken 17 en 18 bezitten tegenover de riemen 24 soortgelijke aanzuigorganen met kleine kanalen 29, die zich geheel door de zijstukken uitstrekken, welke kanalen 29 eveneens zijn aangesloten op de genoemde aanzuigpomp, zodat het elektrolyt van eventuele lekken aan de pakkingen 25 40 tussen de zijstukken 17 en 18 en de riemen' 24 weer in circu- 7908240 9 latie wordt gebracht.

Deze riemen 24 verplaatsen zich over riemschij-ven 30 met dezelfde diameter als de cylinders 10 en 11, welke riemschijven zijn gemonteerd op de vrije einden van de as 12 5 van deze cylinders aan weerszijden daarvan.

In de in de figuren afgebeelde uitvoeringsvorm hebben deze riemen een U-vormige dwarsdoorsnede, waarvan de zijwanden zich uitstrekken tegen de zijvlakken van de riemschijven 30. Deze ü-vormige riemen zouden echter kunnen worden ver-10 vangen door riemen met een zekere dikte en een rechthoekige doorsnede, die bijvoorbeeld op het vlak, dat bestemd is om met de riemschijf samen te werken, één of meer langsribben hebben die grijpen in overeenkomstige groeven, die zijn aangebracht in het cylindrische vlak van de riemschijf. Een riem met een 15 L-vormige doorsnede, waarvan ëën van de zijvlakken zich aanlegt tegen het buitenste zijvlak van de riemschijven, zou eveneens gemakkelijk geschikt zijn.

Om de dichtheid tussen de zijstukken 17 en 18 en de steun 32 van de vaste anode te verzekeren, kan men 20 tussen de zijstukken en de steun afdichtingspakkingen 31 aanbrengen. Daar het hierbij gaat om pakkingen, die zijn gelegen tussen twee onbeweegbare onderdelen, doet zich op deze plaat-sen geen enkel afdichtingsprobleem voor.

De kathode 2 is bijvoorbeeld gevormd uit een 25 rij evenwijdige staven 33, die van elkaar zijn gescheiden door pakkingen 34 van isolatiemateriaal. ,&nodestroomtoevoeren die voor elke staaf of groep staven onafhankelijk zijn en parallel zijn geplaatst, zijn bijvoorbeeld aangebracht om eveneens aan de anode een althans nagenoeg gelijkmatige verdeling van de 30 elektrolysestroom door het in de overbrengzone 5 circulerende elektrolyt te verzekeren.

De fig. 3, 5 betreffen andere varianten van de elektrolyse-inrichting volgens de uitvinding, die vooral als voordeel hebben, dat men continu platen kan behandelen, 35 waarvan de breedte variabel is.

Pig. 3 toont het geval van de élektrolytische bedekking van een plaat 1 met een oplosbare anode 2, dat wil zeggen, een anode, die is gevormd uit een blok van het metaal, dat moet worden afgezet op de plaat.

40 Deze anode is gemonteerd op een steun 32, die 7908240

JO

zich kan verplaatsen naar de kathode, zoals is aangegeven door de pijl 35, als functie van zijn verbruik, zodat tussen het. bovenvlak van deze laatste en de plaat een althans nagenoeg constante afstand wordt gehandhaafd. De breedte van de anode 5 kan worden geregeld als functie van de breedte van de te bedekken plaat 1 door de toevoeging van aanvullende blokken 36, die van elkaar zijn gescheiden door pakkingen 37 van een electrisch isolerend materiaal.

Om de breedte van de beweegbare kathode 3 als 10 functie van de breedte van de te behandelen plaat 1 te laten variëren, maakt men gebruik van gescheiden elementen 38, die elk een eindloze band 4a omvatten en waarvan ten minste de buitenste zijkant is voorzien van een rand 23a van electrisch isolerend, althans nagenoeg elastisch, materiaal, cylinders 15 10a en 11a van gelijke diameter als de overeenkomstige cylinders 10 en 11 van de fig. 1 en 2 en een riem 24a, die eveneens bestaat uit electrisch isolerend materiaal en die is gemonteerd op riemschrijven 30a en samenwerkt met de rand' 23a.

Door een geschikt mechanisme, bijvoorbeeld 20 met leibaan, welk mechanisme niet is afgebeeld in de figuren, kan men een zeer gemakkelijke montage en demontage van deze gescheiden kathode-elementen 38 verkrijgen.

In elk kathode-element 38 zijn contacten, bijvoorbeeld in de vorm van borstels 13a gemonteerd en ver-25 deeld op dezelfde manier als de contacten 13, die samenwerken door wrijving over het oppervlak 15 van de eindloze band 4.

De afdichtingsmiddelen en de andere construe-tiedelen van de in fig. 3 afgeheelde elektrolyse-inrichting komen overeen met die welke reeds zijn beschreven in verband 30 met de fig. 1 en 2.

De fig. 4 en 5 betreffende andere varianten van de elektrolyse-inrichting volgens de uitvinding. Deze onderscheiden zich ten opzichte van de variant van fig. 3 in wezen door het feit, dat men gebruik maakt van een onoplosbare 35 anode van hetzelfde type als is afgebeeld in de fig. 1 en 2, en de afdichting tussen de zijstukken 17 en 18, de riemen 24 en de randen 23 van de band 4 is uitgevoerd op een enigszins andere wijze.

Daar de anode 2 de maximum toelaatbare breed-40 te van de elektrolyse-inrichting bestrijkt, zijn middelen 7908240 11 aangebracht om alleen de staven 33, die zich tegenover het te behandelen plaattype uitstrekken,onder electrische spanning te zetten. Zo worden de staven 33' en 33" niet onder spanning gezet voor de behandeling van de in fig. 4 afgeheelde plaat.

5 De breedte van de riemschijven, die zich aan weers zijden van de cylinders 10 en 11 uitstrekken overtreft ruimschoots die van de riemschijven van de in fig. 1-3 afgeheelde uitvoeringsvormen. Zoals men kan vaststellen, drijven deze riemschijven riemen 24 aan, die gedeeltelijk op de rand 23 10 van de eindloze band 4 en gedeeltelijk op het bovenvlak van de zijstukken 17 en 18 rusten, die in deze uitvoeringsvorm, onafhankelijk van de breedte van de te behandelen plaat 1, geheel vast zijn. Naargelang deze plaatbreedte varieert, varieert eveneens het op de zijstukken rustende deel van de 15 riem. Dit blijkt duidelijk uit fig. 5, waarin een soortgelijke elektrolyse-inrichting is afgebeeld als die van fig. 4, maar waarbij een kathode-element 38 aan weerszijden van de cylinders 10 en 11 is toegevoegd. Deze elementen 38 zijn dus aangebracht tussen de cylinders 10 en 11 en de riemschijven 20 met grote breedte 30. Ze bezitten dus geen aanvullende riem.

Om een plaat 1 met minimale breedte te behandelen kan het contactoppervlak van de riemen 24 met de zijstukken 17 en 18 sterk gereduceerd worden, zodat het belangrijk zou kunnen zijn aanvullende afdichtingsmiddelen aan te brengen 25 tussen een flens en de overeenkomstige riem. Deze middelen kunnen bijvoorbeeld zijn gevormd door een steun 39 voor vaste pakkingen 40 en 41, die samenwerken met de zijstukken 17 en 18 resp. met de riemen 24.

De aanzuigorganen 27 bevinden zich in de uitvoe-30 ringsvormen van fig. 4 en 5 buiten de riemen 24 aan de zijde van de cylinders 10 en 11 en wrijven over de randen 23 van de band 4, die zijn uitgevoerd in een electrisch isolerend materiaal. Dergelijke aanzuigorgaantypen zouden natuurlijk ook kunnen worden aangebracht in de in fig. 1-3 afgebeelde 35 uitvoeringsvormen.

Eveneens met betrekking tot de in deze fig. 1-3 afgebeelde uitvoeringsvormen kan men op gunstige wijze een mechanisme aanbrengen, dat schematisch door het verwijzings-cijfer 42 is aangegeven en waarmede onder druk de zijstukken 40 tegen de anode en de riemen 24 kunnen worden aangebracht om 7908240 r • 12 de noodzakelijke ‘afdichting bij de pakkingen 25 en 31 te verzekeren. Dit mechanisme kan magnetisch, hydraulisch of pneumatisch worden bediend en zich verplaatsen volgens een richting, die althans nagenoeg evenwijdig is aan een rechte lijn, 5 die ligt in het oppervlak van de plaat en loodrecht staat op de verplaatsingsrichting van deze laatste.

Tenslotte is het belangrijk tussen de eindwan-den 43, die in de dwarsrichting de overbrengzone 5 onder de cilinders 10 en 11 begrenzen, afdichtingspakkingen 44 aan te 10 brengen, die zich aanleggen tegen de plaat, die in de overbrengzone 5 binnentreedt en deze verlaat.

Opgemerkt wordt, dat tengevolge van de geheel bijzondere constructie van de elektrolyse-inrichting volgens de uitvinding het plaatoppervlak, dat tegenover het met me-15 taal te bedekken oppervlak ligt, geheel in tact blijft, hetgeen tot gevolg heeft, dat de eventuele uiteindelijke behandeling van dit niet-bedekte oppervlak kan worden beperkt tot het strikte minimum.

Dit is in het bijzonder te danken aan de doel-20 treffendheid van de afdichting, die is gevormd tussen de overbrengzone 5 en dit niet-bedekte plaatoppervlak, welke afdichting vooral wordt verkregen tengevolge van de door het elektrolyt uitgeoefende druk op het plaatdeel 8, dat zich verplaatst in de overbrengzone 5.

25 Bovendien wordt opgemerkt, dat met uitzonde ring van de pakkingen 44 geen enkele wrijving van een afdich-tingspakking over metallische onderdelen plaatsvindt.

Er kunnen middelen, die niet in de figuren zijn afgebeeld, zijn aangebracht om constant de eindloze 30 band onder trek te houden, zodat het deel daarvan waartegen de in de overbrengzone 5 passerende plaat wordt aangebracht, zich in een althans nagenoeg horizontaal vlak op een constante afstand van de anode verplaatst. De aanwezigheid van de borstel 13, die aandrukken op het binnenvlak .15 van deze 35 band, alsmede de aanwezigheid van de riemen 24, verzekert eveneens een geleiding, die bijdraagt tot deze horizontale ligging.

Evenwel wordt opgemerkt, dat indien men zich beperkt tot het gebruik van onoplosbare anodes, men voor be-40 paalde toepassingen de transportband 4 en de twee cylinders 7908240 13 10 en 11 zou kunnen vervangen door een enkele holle trommel met grotere diameter, waarbinnen contacten zouden zijn aangebracht zoals borstels, die gelijkmatig zijn verdeeld over het deel van het cylindrische binnenoppervlak, dat tegenover 5 het oppervlaktedeel ligt, waartegen dan de plaat zou worden aangelegd, die de zone voor het overbrengen van het bedekkings-metaal doorloopt. De anode zou in dit geval gebogen zijn.

Het spreekt vanzelf, dat de onderhavige uitvinding niet beperkt is tot de verschillende beschreven 10 uitvoeringsvormen en dat zeer veel andere varianten nog binnen het kader van de onderhavige octrooiaanvrage kunnen worden beschouwd.

Zo kan men bijvoorbeeld, indien men de twee oppervlakken van een plaat wenst te bedekken, volstaan 15 met het verschaffen van twee elektrolyse-inrichtingen van het hierboven beschreven type in serie, ten einde de twee vlakken van de plaat achtereenvolgens te bedekken.

De borstels zouden eventueel kunnen worden vervangen door andere middelen, die een gelijkmatigheid in 20 de verdeling van de stroom over het tegenover de anode passerende plaatdeel verzekeren.

Men zou voor platen, die zijn bestemd voor bepaalde toepassingen of voor bepaalde plaattypen, de om de cylinders 10 en 11 draaiende transportband 4 kunnen 25 weglaten.

In dit geval zouden de randen van de plaat direct worden aangelegd op het buitenvlak van de riemen en de contacten voor de kathodestroomtoevoer zouden direct komen te liggen op het vlak van de plaat, dat niet zal moe- 30 ten worden bedekt met een metallische laag. Bovengenoemde geleidingswand zou dus in dit geval worden gevormd door het deel van de plaat 8 zelf.

7903240

Claims (25)

1. Werkwijze voor het elektrolytisch continu en met hoge stroomdichtheid afzetten van een bedekkings-metaal op een plaat, waarbij men door een beweegbare kathode de tegen deze laatste aangebrachte plaat tegenover een 5 anode verplaatst in een zone, die een elektrolyt voor het overbrengen van het bedekkingsmetaal bevat, met het kenmerk, dat men de kathodestroom althans nagenoeg gelijkmatig verdeelt over het zich in deze zone verplaatsende deel van de plaat op zodanige wijze, dat een althans na- 10 genoeg gelijke stroomdichtheid wordt verkregen op elke plaats van dit plaatdeel.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat men het elektrolyt op turbulente wijze en onder druk laat circuleren tussen de anode en het 15 in de genoemde zone passerende plaatdeel, zodat de plaat daarin tegen de beweegbare kathode wordt aangebracht.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men het elektrolyt in de gehele bovengenoemde overbrengzone laat circuleren in de 20 richting tegengesteld aan die van de beweegbare kathode, zodat op elke plaats van deze zone althans nagenoeg dezelfde omstandigheden voor het overbrengen van het bedekkingsmetaal naar de plaat worden verkregen.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande 25 conclusies, met het kenmerk, dat men gebruik maakt van een anode, die bestaat uit bedekkingsmetaal, dat oplosbaar is in het elektrolyt.

5. Werkwijze volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men gebruik maakt van 30 een onoplosbare anode, waarbij het bedekkingsmetaal vooraf-in oplossing in het elektrolyt is gebracht.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men zink gebruikt als bedekkingsmetaal.

7. P0 ?.f 9 conclusies, met het kenmerk, dat men aan de ka- 2 thode een stroomdichtheid van ten minste 50 A/dm aanlegt.

7. Werkwijze volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat men tin gebruikt als bedekkingsmetaal. ·

8. Werkwijze volgens één der voorgaande

9. Werkwijze volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat men aan de kathode een stroomdicht- 2 5 heid van ten minste 100 A/dm aanlegt.

10. Werkwijze volgens ëên der conclusies 2-9, met het kenmerk, dat men het elektrolyt in de overbrengzone van het metaal laat circuleren met een relatieve snelheid ten opzichte van de plaat in de orde van 4 m/s.

11. Inrichting voor het elektrolytisch continu en met hoge stroomdichtheid afzetten van een bedek-kingsmetaal op een plaat, in het bijzonder bestemd voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één der conclusies 1-10, voorzien van een vaste anode en een beweegbare kathode, welke 15 laatste samenwerkt met een kathodestroomtoevoer en een elec-trisch geleidende wand bezit, die zich kan verplaatsen op een althans nagenoeg constante afstand van de anode in een zone, waarin een elektrolyt kan circuleren om het bedekkings-metaal over te brengen naar de. plaat , waarbij middelen zijn 20 aangebracht om in de bovengenoemde zone de te bedekken plaat aan te leggen tegen het naar de anode gerichte oppervlak van de bovengenoemde geleidingswand en om deze plaat met dezelfde snelheid als deze wand aan te drijven, met het kenmerk, dat de kathodestroomtoevoer een rij contacten omvat, 25 die parallel zijn gemonteerd en althans nagenoeg gelijkmatig zijn verdeeld over het oppervlak van de bovengenoemde geleidingswand, welk oppervlak tegenover het oppervlak ligt, waartegen de plaat wordt aangebracht.

12. Inrichting volgens conclusie ll,m e t 30 het kenmerk, dat deze contacten stroomtoevoerborstels omvatten, die zijn aangelegd tegen het oppervlak van dè ka-thodische geleidingswand, welk oppervlak tegenover het oppervlak ligt, waartegen de plaat wordt aangelegd.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met 35 het kenmerk, dat de borstels op regelbare wijze worden aangelegd op het bovengenoemde oppervlak van de wand van de kathode als functie van de stroomsterkte.

14. Inrichting volgens éën der conclusies 11-13, met het kenmerk, dat de electrisch gelei- 40 dende wand is gevormd door een eindloze band, die is gespannen 7908240 om twee cylinders/ die om hun as draaien.

15. Inrichting volgend conclusie 14/ m e t het kenmerk, dat de bovengenoemde overbrengzone op voor het elektrolyt althans nagenoeg dichte wijze is begrensd 5 door het tegen de eindloze band aangelegde plaatdeel, de zich tegenover dit plaatdeel uitstrekkende anode en zijstukken, die zich aan weerszijden van de overeenkomstige zijranden van de eindloze band en de anode uitstrekken, waarbij een inlaat voor het elektrolyt in deze overbrengingszone is gevormd in 10 de nabijheid van het uiteinde van de anode waar de plaat de band verlaat, terwijl een uitlaat voor het elektrolyt uit deze zone is gevormd in de nabijheid van het tegenovergestelde uiteinde van de anode.

16. Inrichting volgens conclusie 14, m e t 15 het kenmerk, dat de zijkanten van de eindloze band zijn voorzien van randen van electrisch isolerend, betrekkelijk elastisch materiaal, waartegen op althans nagenoeg dichte wijze de overeenkomstige randen van het met de band in de bovengenoemde overgangszone samenwerkende plaatdeel zijn aan- 20.gelegd.

17. Inrichting volgens conclusie 16, m e t het kenmerk, dat deze enerzijds eindloze riemen omvat, die eveneens zijn uitgevoerd in een electrisch isolerend, althans nagenoeg elastisch materiaal en die zijn aangelegd 25 tegen de vlakken van de bovengenoemde randen van electrisch isolerend, althans nagenoeg elastisch materiaal, welke vlakken tegenover die vlakken liggen, die samenwerken met de plaat, welke riemen zich met dezelfde snelheid als deze randen verplaatsen en anderzijds afdichtingspakkingen zijn aangebracht 30 tussen de riemen en de overeenkomstige zijstukken.

18. Inrichting volgens conclusie 17, m e t het kenmerk, dat aanzuigorganen zijn aangebracht voor het terugwinnen en weer in circulatie brengen van het elektrolyt van eventuele lekkages aan de pakkingen enerzijds tussen 35 de riemen en de bovengenoemde randen van de eindloze band en anderzijds tussen de riemen en de zijstukken.

19. Inrichting volgens conclusie .17 of 18, met het kenmerk, dat de riemen zich verplaatsen op riemschijven, die coaxiaal aan de cylinders aan weerszijden 40 daarvan zijn aangebracht. 7908240

20. Inrichting volgens één der conclusies 11-19/ met het kenmerk/ dat deze is voorzien van onafhankelijke kathode-elementen, die zijwaarts naast elkaar kunnen worden' gemonteerd om platen met variabele breedte te 5 bedekken, welke elementen eveneens een electrisch geleidende beweegbare wand omvatten en contacten/ die parallel zijn gemonteerd en althans nagenoeg gelijkmatig zijn verdeeld over het oppervlak van deze wand/ welk oppervlak ligt tegenover het oppervlak, dat bestemd is om samen te werken met de plaat.

21. Inrichting volgens conclusie 20, s e t het kenmerk, dat deze kathode-elementen elk een eindloze band omvatten, waarvan ten minste de buitenste zijkant is voorzien van een rand van electrisch isolerend, althans nagenoeg elastisch materiaal, en een riem, die eveneens is vervaar-15 digd uit electrisch isolerend materiaal en die is gemonteerd op riemschijven en samenwerkt met deze rand.

22. Inrichting volgens één der conclusies 11-21, met het kenmerk, dat de anode onoplosbare staven bevat, die althans nagenoeg evenwijdig zijn en die van elkaar 20 zijn gescheiden door pakkingen uit electrisch isolerend materiaal, waarbij middelen zijn aangebracht om het aantal onder spanning gezette staven te regelen als functie van de breedte . van de te bedekken plaat.

23. Inrichting volgens één der conclusies 11-25 21, met het kenmerk, dat de anode oplosbaar is en bestaat uit blokken van het op de te bedekken plaat af te zetten metaal, welke blokken zijn gemonteerd in een steun, waardoor de blokken als functie van hun verbruik kunnen worden verplaatst naar de kathode, waarbij middelen zijn aange-30 bracht om de breedte van de anode te regelen als functie van de breedte van de te bedekken plaat door de toevoeging van aanvullende blokken van dit metaal, welke van elkaar zijn gescheiden door pakkingen van een electrisch isolerend materiaal .

24. Inrichting volgens één der conclusies 15- 23, met het kenmerk, dat de bovengenoemde zijstukken zijn gemonteerd op een mechanisme, waardoor deze kunnen worden ontworpen aan een verplaatsing volgens een richting, die althans nagenoeg evenwijdig is aan een rechte lijn, die 40 ligt in het oppervlak van de plaat en loodrecht staat op de 7908240 * t verplaatsingsrichting van deze laatste, en waardoor de zijstukken onder druk kunnen worden aangelegd tegen de anode en de kathode onafhankelijk van de breedte daarvan.

25. Inrichting volgens één der conclusies 5 11-24, met het kenmerk, dat de bovengenoemde ge leidende wand van de kathode op zodanige wijze is gemonteerd, dat deze zich kan verplaatsen in een althans nagenoeg horizontaal vlak. 7903240