ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЛЕНТЫ

Предлагаемый электролизер для получения металлических лент из водных растворов, относится к электрометаллургии и может быть использовано при производстве металлических лент из водных растворов путем электролиза, например тонкой фольги из цветных металлов, преимущественно из меди.
Известен электролизер для производства металлической ленты из водных растворов путем электролиза, содержащий корпус внутри которого установлены вращающийся барабан-катод, охватывающий его анод, выполненный из многослойной сетки, устройство для перемешивания электролита в виде дисков с радиальными кронштейнами и закрепленными на них спицы и щетки, съемные и натяжные ролики и дафрагменное уплотнение, установленное между корпусом и барабан-катодом, уплотнение выполнено в поперечном сечении с упругой наклонной к основанию ветвью с утолщением на конце, плотно прижатое к наружной поверхности барабан-катода. (см. авторское свидетельство, СССР, №2088698 по кл. С25С 7/00 за 1997 г.)
Недостатком этого вида электролизеров является то, что металлическая лента получается разной толщины по ширине, что не позволяет производить качественную ленту из-за отсутствия в нем устройств для регулирования силы тока по ширине барабан катода в процессе работы и осаждение меди на различных его участках не одинаково. Это приводит к выпуску ленты с различной толщиной по ширине, что недопустимо при изготовлении тонкой фольги из цветных металлов, преимущественно медной, что отрицательно влияет на качество изделий изготовленных из нее, преимушественно плат для электронных приборов.
Наиболее близким из известных с предлагаемым является устройство для изготовления металлической ленты, содержащем корпус с ванной, внутри которой расположены неподвижный анод с криволинейной рабочей поверхностью, вращающийся барабан катод, установленный с зазором по отношению к аноду, узлы подвода к аноду и барабан-катоду электроэнергии, подачи и слива электролита из полости ванны и намотки ленты после снятия ее с барабан катода, при этом оно дополнительно снабжено съемный экраном, расположенным, расположенным в зазоре между анодом и барабан-катодом со стороны входа барабан катода в электролит, в котором выполнена сквозная полость разной ширины, не соединяющаяся с его периферией, одна из образующих линий которой выполнена криволинейной, а ширина экрана выполнена равной 1/6÷1/8 длины поверхности анода, расположенного внутри электролита. На боковой поверхности экрана разбита на равномерные участки, границы которых выполнены в виде не стираемых линий и имеют соответствующую нумерацию, например в виде арабских цифр. (см. патент РФ №2258770 по кл. С25D 1/04 за 2003 г.)
Недостатком этого вида устройств для изготовления металлической ленты электролизом является невысокий срок службы экрана из-за невозможности его использования повторно, потому что образующая линия регулирования осаждения металла в начале осаждения выполнена в виде полости внутри тела экрана. Кроме того, сам экран расположен в зазоре между анодом и барабан катодом, что приводит к ухудшения циркуляции электролита.
Технической задачей предлагаемого устройства является устранение указанных недостатков и повышение качества медной ленты за счет увеличения срока службы экрана и улучшения циркуляции электролита между анодом и барабан катодом.
Указанная техническая задача достается тем, что в электролизере для изготовления металлической ленты, содержащем корпус с ванной, внутри которой расположен неподвижный анод с криволинейной рабочей поверхностью, съемный экран, расположенный в зоне входа барабан катода в электролит, вращающийся барабан-катод, установленный с зазором по отношению к аноду, узлы подвода к аноду и катоду электрического тока, подачи и слива электролита из полости ванны и отрыва осадка от барабан катода с последующей намоткой его в рулон, неподвижный анод снабжен углублением, в котором установлен съемный экран, не имеющий сквозной полости, торец экрана, расположенный в электролите ванны, выполнен криволинейным, а крепление экрана в углублении анода выполнено в виде уголков или швеллеров, жестко закрепленных на боковых и торцевой части углубления анода.
На фиг.1 - изображен электролизер, выполненный в соответствии с изобретением.
На фиг.2 - вид А фиг.1.
На фиг.3 - вид Б без барабан катода.
Как показано на прилагаемой графической части, предлагаемое устройство содержит корпус с ванной 1. Внутри ванны 1 закреплены неподвижно два сегмента 2 и 3, являющиеся анодом. Между сегментами 2 и 3 установлен с возможностью вращения барабан-катод 4 на оси 5. Между сегментами 2 и 3 в нижней части ванны 1 расположена подводящая магистраль 6 для подвода электролита. Наружная поверхность 7 барабан-катода 4 и обращенная к нему сторона 8 сегментов 2 и 3 выполнены по радиусу и расположены относительно друг к другу с зазором 9. Полученная медная лента 10 снимается с поверхности 7 катода 4 и наматывается в узле намотки 12 в рулон. Электролит удаляется из ванны 1 через узел перелива 13. В верхней части сегмента 3 выполнено продольное углубление 14. В боковых частях углубления 14 установлены крепежные элементы в виде швеллеров или уголков 15 и 16 для экрана 17. Нижний торец 18 экрана 17 выполнен в виде кривой линии и регулирует величину осадка металла на поверхности 7 барабан-катода 4 в начальный момент осаждения. Расчет кривой линии на торце 18 рассчитывается с помощью компьютера, а наличие нестираемых продольных линий 19 упрощает изготовление кривой.
Перед началом работы электролизера производится следующее. После закрепления в ванне 1 сегментов 2 и 3 и установки катода 4 в углубление 14 между крепежными элементами 15 и 16 устанавливается экран 17. После этого через подводящую магистраль 6 подается богатый электролит, который поднимается по зазору 9 вверх и заполняет всю внутреннюю полость ванны 1. После заполнения ванны электролитом барабан катод 4 приводится во вращения через ось 5. Затем через контакты подводится электрический ток, на сегменты 2 и 3 анода подается положительный, а на катод 4 отрицательный заряд.
После окончания подготовительных операций начинается работа электролизера Из подводящей магистрали 6 электролит постоянно подается в зазор 9 между сегментами 2 и 3 и катодом 4. Барабан катод 4 расположен таким образом, что часть его поверхности 7 располагается выше уровня электролита. Под воздействием электрического поля сегментам ионы металла из электролита осаждаются на поверхности 7 барабан катода 4. Процесс осаждения осадка металла 10 (например меди) на поверхности 7 барабан катода 4 до тех пор пока он находится внутри электролита. После осаждения нужного слоя, производят отрыв полученного металлического осадка 10, в виде ленты, от поверхности 7 барабан катода 4 и сматывают его в рулон в узле намотки 12. В начальный момент осаждения металла экран 17 за счет криволинейного торца 18 регулирует и выравнивает толщину осадка металла 10. От величины криволинейной линии торца 18 в различных точках зависит толщина лоты 10. Если величина углубления на торце 18 больше, то и толщина ленты 10 в этой точке больше и наоборот. Наличие нескольких нестираемых линий 19 с нумерацией, позволяет быстро изготовить и установить экран 17 для получения ленты 10 нужной толщины
Во время работы в разных местах по ширине катода 4 происходит неравномерное осаждение металла на поверхность 7 из-за неравномерности концентрации электролита и скорости циркуляции электролита по длине зазора 9. Установка экрана 17 формирует толщину ленты 10 и как следствие ее толщина получается одинаковой. На выходе из электролита толщина ленты 10 подвергается контролю и при отклонениях от заданной толщины производят коррекцию кривой линии на нижнем торце 18 экрана 17. После корректировки экран 17 устанавливается на место и процесс электролиза продолжается.
Установка дополнительного экрана в ванне электролизера со стороны входа барабан-катода в электролит, у которого длина полости выполнена различной в разных точках по ширине полосы ленты позволяет, в начальный момент осаждения материала на поверхность катода, регулировать промежуток времени переноса и осаждение металла на барабан-катод под воздействием электрического тока, что влияет на интенсивность нароста металла на барабан-катоде. Кроме того, выполнение на экране криволинейной поверхности, позволяет изготовлять криволинейный торец многократно, что увеличивает его стойкость и срок службы. Еще одним преимуществом предлагаемого электролизера является то, что выполнение углубления на аноде и расположения в нем экрана позволяет убрать его из зазора между сегментом и катодом, что улучшает циркуляцию электролита. Снабжение углубления на аноде узлом крепления позволяет быстро устанавливать и снимать экран, а так же надежно его фиксировать после установки. После деформации поверхности на аноде и отклонение толщины ленты от заданных параметров этот экран снимается и на его место устанавливается другой экран с измененным профилем кривой линии без остановки электролиза.
Использование предлагаемого технического решения позволит повысить качество медной ленты за счет исключения разнотолщинности ее по ширине непосредственно в процессе изготовления, повысить производительность труда за счет проведения регулировки и подстройки экрана без остановки электролизера и обеспечить намотку ленты в рулон без перекосов и складок, по сравнению с известными конструкциями барабанных электролизеров.