УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕДНОЙ ФОЛЬГИ

Предлагаемое техническое решение относится к электрометаллургии, в частности к электролизерам для производства металлической ленты, преимущественно фольги, из водных растворов под воздействием электрического тока
Известно устройство для получения медной фольги без покрытия, содержащее барабанный электролизер, лентопротяжной механизм, узлы кислотной и водной промывки, узел съема осадка, блоки сушки, натяжения и намотки полученной ленты в рулон. Электролизер представляет собой полый корпус с емкостью, в которой циркулирует жидкий электролит с растворенным в нем металлом. В емкости установлен неподвижный анод и вращающийся барабан-катод. Сушка ленты производится электрическими ТЭНами сразу после промывки в замкнутом объеме (см. свидетельство РФ на ПМ №20102 по кл. C25C 7/00 за 2001 г.).
Недостатком данного устройства является то, что на нем получается металлическая лента без защитного слоя и требуется отдельная операция нанесения покрытия, которая имеет громоздкое оборудование для нанесения защитного слоя. Кроме того, операция по нанесению покрытия на фольгу происходит через большой промежуток времени, что приводит к ее окислению при намотке в рулон и межоперационном хранении, а наличие окисленных участков снижает адгезию нанесения защитного слоя, что ухудшает качество фольги и ее внешний вид.
Так же известно устройство для производства медной фольги, содержащее неподвижный корпус с емкостью под жидкий электролит, в которой расположены неподвижный анод и вращающийся барабан-катод, узел кислотной и водной промывки с ванной сбора жидкости
после промывки, установленный за электролизером в замкнутой полости, узлы сушки, резки и намотки фольги в рулон. В узле промывки выполнена емкость меньшего размера, в которой расположены аноды по разным сторонам фольги. Емкость с анодами снабжена отверстием щелевой формы для прохода фольги на покрытие с уплотнительным элементом. Нанесение покрытия производится в верхней части замкнутой емкости, а сборники жидкости узлов промывки и ванны покрытия расположены на одном уровне (см. патент РФ на ПМ №39601 по кл. C25C 7/00 за 2004 г.).
Недостатком этого устройства для изготовления фольги является низкое качество нанесенного покрытия на поверхности фольги из-за окисления, неравномерное нанесение покрытия из-за неравномерного контакта уплотнения с фольгой по длине и низкая стойкость самого уплотнения щелевого отверстия, которое расположено в нижней части ванны покрытия. Оно разрушается поверхностью движущейся фольги, т.к. материал уплотнения выполнен с меньшей твердостью, чем металл фольги. Местное разрушение уплотнительной кромки уплотнительного материала приводит к утечке электролита покрытия, что и приводит к снижению качества покрытия.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение качества покрытия фольги, упрощение конструкции устройства для производства металлической фольги, преимущественно из цветного металла, увеличение срока службы и снижение времени изготовления фольги из-за исключения из техпроцесса операций намотки рулона сырой фольги, его хранения на воздухе до процесса нанесения покрытия, размотки и подготовки фольги перед покрытием.
Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом устройстве для производства медной фольги, содержащем электролизер с ванной под жидкий электролит, в которой расположены неподвижный анод и вращающийся барабан-катод, узел снятия фольги с барабан-катода, расположенный над электролизером, блоки кислотной и водной промывки фольги с раздельными ваннами сбора промывочных жидкостей, блок сушки и блок намотки фольги, установленные после узла водной промывки, оно дополнительно снабжено блоком нанесения покрытия, расположенным между узлом водной промывки со стороны электролизера, внутри которого установлены два параллельных анода, расположенных по обеим сторонам фольги и дополнительным узлом водной промывки, при этом на боковых поверхностях ванны блока нанесения покрытия закреплены жесткие опоры в виде двух горизонтальных полос, на которых закреплены ванны основного и дополнительного блоков водной промывки.
Еще одним отличием предлагаемого устройства является то, что в блоке нанесения покрытия катоды выполнены плоскими и расположены параллельно выходной ветви фольги.
На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства.
Как показано на графической части, устройство для производства медной фольги содержит электролизер с ванной 1, в которой циркулирует жидкий электролит 2, установлены неподвижные аноды 3 и вращающийся барабан катод 4. В верхней части барабан-катода 4 закреплен узел съема 5 с него полученной фольги 6. До узла съема 5 расположены форсунки 7 узла кислотной промывки. После узла 5 расположен основной узел водной промывки в виде форсунок 8, расположенных над ванной 9. За основным узлом водной промывки установлен узел нанесения покрытия 10, в виде ванны, внутри которой циркулирует электролит и закреплены два анода 11, расположенные параллельно выходной ветви 12 фольги 6, и направляющий ролик 13, который может быть выполнен подвижным в вертикальной плоскости. За узлом нанесения покрытия 10 установлен узел дополнительной водной промывки 14 с форсунками 15. После дополнительного узла промывки 14 установлены последовательно узел сушки 16 и узел смотки 17 фольги 6 в рулон 18.
На ванне 10 узла нанесения покрытия закреплена жесткая опора в виде двух горизонтальных полос 19 и 20, на которых закреплена ванна 9 блока основной промывки и узел дополнительной водной промывки 14. Лентопротяжной механизм в виде нескольких одинаковых роликов 21, расположенных в блоках 9, 10, 14, а сами узлы 9, 10, 14, 16, 17 и электролизер с ванной 1 закреплены на общем основании 22.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
В нижнюю часть ванны 1 электролизера подается жидкий электролит 2 с растворенным в нем металлом, а к аноду 3 и барабан-катоду 4 подводится электрический ток определенной силы. Одновременно, барабан-катод 4 приводится во вращение с заданной скоростью. Под воздействием электрического тока на наружную поверхность барабан-катода 4 из электролита 2 постоянно осаждается металл (преимущественно, медь) и образуется медная фольга 6. Полученную фольгу 6 промывают кислым раствором и отделяют от поверхности барабан-катода 4 с помощью узла съема 5, после чего ее направляют в узел водной промывки 9. После промывки фольга 6 подается в блок нанесения покрытия 10 (БНП). В БНП фольга движется по роликам 21 и огибает направляющий ролик 13, который установлен внутри ванны 10 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. После прохода фольгой 6 ролика 13, она направляется в зазор между двумя анодами 11, к которым также подводится электрический ток.
Под воздействием электрического тока на обе стороны фольги 6 наносится защитный слой в виде покрытия, преимущественно в виде оксидной пленки. После нанесения покрытия на фольгу 6, она подается в узел водной промывки 14 (УВП), в котором производится удаление с поверхности фольги 6 остатков жидкости покрытия. После промывки фольга 6 подается в узел сушки 16, в котором с помощью нагревательного элемента производится удаление жидкости с поверхности фольги. После сушки фольга 6 наматывается на катушку в рулон 18 с помощью узла привода 17. После намотки рулона 18 определенного веса его снимают, устанавливают новую катушку, и процесс получения фольги продолжается непрерывно.
Предлагаемое устройство позволяет производить фольгу, сразу покрытую защитной пленкой, исключая ее соприкосновение с воздухом в промежутке между производством сырой фольги и нанесением на нее покрытия. Введение в узле нанесения покрытия регулируемого ролика позволяет регулировать толщину слоя покрытия при обработке фольги различной толщины.
По сравнению с известными устройствами аналогичного назначения, предлагаемое устройство позволит повысить качество фольги путем исключения окисленных участков, упростить конструкцию самого устройства за счет отмены операций намотки сырой фольги в рулон при изготовлении, съема, межоперационного хранения и подготовки ее перед нанесением покрытия. Это, в конечном итоге, позволит уменьшить затраты на изготовление металлической фольги электролитическим способом более, чем в 2 раза.