PL167731B1 - Method of electrolytically plating a steel with metallic coating - Google Patents

Method of electrolytically plating a steel with metallic coating

Info

Publication number
PL167731B1
PL167731B1 PL92293621A PL29362192A PL167731B1 PL 167731 B1 PL167731 B1 PL 167731B1 PL 92293621 A PL92293621 A PL 92293621A PL 29362192 A PL29362192 A PL 29362192A PL 167731 B1 PL167731 B1 PL 167731B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
anode
zinc
electrolyte
hydrogen
reaction
Prior art date
Application number
PL92293621A
Other languages
English (en)
Other versions
PL293621A1 (en
Inventor
Haastrecht Gijsbertus C Van
Joop N Mooij
Original Assignee
Hoogovens Groep Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoogovens Groep Bv filed Critical Hoogovens Groep Bv
Publication of PL293621A1 publication Critical patent/PL293621A1/xx
Publication of PL167731B1 publication Critical patent/PL167731B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614Strips or foils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/22Electroplating: Baths therefor from solutions of zinc

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

1. SPOSÓB ELEKTROLITYCZNEGO POKRYWA- NIA TASMY STALOWEJ METALOWA WARSTWA, ZWLA- SZCZA CO NAJMNIEJ CZESCIOWO Z CYNKU, KTÓRY PROWADZI SIE W ELEKTROCHEMICZNYM ELEKTRO- LIZERZE MAJACYM NIEROZPUSZCZALNA ANODE, PRZY CZYM TASMA JEST KATODA A ELEKTROLIT ZA- WIERA JONY CHLORKOWE, ZNAMIENNY TYM, ZE JAKO ANODE STOSUJE SIE POROWATA POWIERZCH- NIE Z KATALIZATOREM, A DO POWIERZCHNI ANODY PRZECIWLEGLEJ DO KATODY DOPROWADZA SIE CZY- STY WODÓR LUB KORZYSTNIE MIESZANINE WODORU Z INNYM GAZEM I KONTAKTUJE SIE WODÓR Z ELEK- TROLITEM W PORACH ANODY NA GRANICY ANODY, GAZU I ELEKTROLITU. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób elektrolitycznego pokrywania taśmy stalowej metalową warstwą.
Wynalazek odnosi się zwłaszcza do pokrywania taśmy stalowej metalową warstwą zawierającą co najmniej częściowo cynk, w elektrochemicznym elektrolizerze wyposażonym w nierozpuszczalną anodę, przy czym warstwa zawierająca cynk jest osadzona na taśmie stalowej, która jest podłączona jako katoda. Taśma jest zwykle przemieszczana w sposób ciągły.
Sposób pokrywania taśmy, opisany powyżej znajduje się w użyciu. W znanym sposobie jest zwykle wykorzystywany elektrolit siarczanowy· Jako nierozpuszczalna anoda jest używana typowa anoda o stałych wymiarach, na przykład zawierająca tytan z powłoką katalityczną. Cynk jest rozpuszczany w regeneratorze w celu uzupełnienia elektrolitu. W znanym sposobie występują
następujące reakcje:
na katodzie: Zn2+ 2e-*Z π (1)
na anodzie: 2H2D —w4H+ + 4e + 02f (2)
w regeneratorze: Zn a 2H+—-Za+a + h2| (3)
Jednakże, .jeżeai do elektrolitycznego pokrywania taśmy stalowjj warstwą cynku w elektolizerze z nierozpuszczalną anodą stosuje się elektrolit zawierający chlorek, wtedy zamiast reakcji (2) zachodzi następująca reakcja na anodzie: 2 Cl*-za22! a a e” (4)
Chlor powstały w reakcji (4) powoduje takie duże komplikacje w urządzeniu i w wydajności procesu, że unika się stosowania elektrolitu zawierającego jony chlorkowe. Jednak nadal są dostępne w użyciu elektrolity zawierające chlorek.
W holenderskim zgłoszeniu patentowym nr 8B10511 zaproponowano wykorzystanie tak zwanej anody z dyfuzją gazu i sposób elektrodowego osadzania. Ten sposób dotyczy wyeliminowania reakcji (2) pojawiającej się na rozpuszczalnej anodzie w czasie potrójnej galwanizacji, w celu poprawienia ograniczonej trwałości nierozpuszczalnej anody, która to trwałość jest zmniejszona w wyniku korozji wywoływanej tworzącym się tlenem. Jednakże nadal zachodzi reakcja (4) na anodzie, która jest reakcją niepożądaną.
167 731
Sposób elektrolitycznego pokrywania taśmy stalowej metalową warstwą, według wynalazku, zwłaszcza warstwą co najmniej częściowo z cynku, który prowadzi się w elektrochemicznym elektrolizerze mającym nierozpuszczalną anodę, przy czym taśma jest katodą a elektrolit zawiera jony chlorkowe, charakteryzuje się tym, że jako anodd stosuje sie porowatą ^t^^ierzehnię z katalizatorem, a do powierzchni anody przeciwległej do katody doprowadza sis cczs^ w^óó lub korzystnie mieszaninę wodoru z innym gazem i kontaktuje się wodór z elektrolitem w porach anody na granicy anody, gazu i elektrolitu.
Korzystnie wytwarza się spadek napięcia pomiędzy aanod S kaaooą, któór S^st ηίβ winkssw niż 10V.
Korzystnie wodór dostarczany na anodę wytwarza się rozpuszczając cynk w elektrolicie zawartym w regeneratorze.
Korzystnie na katodzie osadza się warstwę z cynku lub ze stopu cynku z niklem lub ze stopu cynku z żelazem.
Sposób elektrolitycznego pokrywania taśmy stalowej metalową warstwą według wynalazku umożliwia wywołanie na anodzie reakcji H2—»2H+ + 2e” (5), która jest reakcją dominującą na anodzie nad reakcją (4).
Ozięki temu można wykorzystywać elektrolit zawierający chlorek, przy jednoczesnym uzyskaniu lepszych rezultatów.
Stwierdzono, że ze względu na wywoływanie reakcji (5) poprzez dostarczenie wodoru do anody, reakcja (4) w ogóle nie zachodzi lub jest nnoznaczna. Wskutek tego chlor gazowy nne wydziela się wcale, lub wydziela się tylko w małym ssopniu, co umożliwia wykorzystywanie elektrolitu zawierającego jony chlorkowe. Tworzące się jony wodorowe są wprowadzane do elektrolitu wskutek reakcji (5) i mogą być wykorzystane w regeneratorze do uzupełniania cynku w elektrodzie, na przykład według reakcji (3).
Korzystnie, wodór gazowy wydzielający się w czasie reakcji (3) w regeneratorze zbieas się i następnie dostarcza się do anody do reakcji (5).
Jako anodę odpowiednią do powodowania reakcji (5), korzystnie stosuje się anodę z dyfuzją wodoru gazowego.
Korzyścią wynikającą z zastosowania sposobu według wynalazku jest przede wszystkim to, że elektrolit zawierający jony chlorkowe może zwykle mieć przewodność około trzy razy większą niż elektrolit z jonami siarczanowymi. Z tego względu, przy użyciu elektrolitu chlorkowego, przy tej samej gęstości prądu, występuje spadek napięcia, który jest przeciętnie o 15V mniejszy niż wtedy, gdy stosuje się elektrolit siarczanowy.
Zastosowanie sposobu według wynalazku do wytwarzania powłoki ze stopu cynk-żelazo ma tę zaletę, że eliminuje się ryzyko powstawania wydzielin Fs(OH)3 w związku z tym, że przy użyciu elektrolitu z jonami chlorkowymi i w środowisku chlorkowym, jony Fs3+ nie powstają, podczas gdy tworzą się w elektrolicie z jonami siarczanowymi.
Przedmiot wynalazku jest ipnsedtarkdons s pnzyknankik wyOonoknk as yysnkuu, as któyys fig. 1 przedstawia urządzenie do elektrolitycznego pokrywania taśmy stalowej warstwą zawierającą cynk sposobem według wynalazku, a fig. 2 - schemat fragmentu anody z dyfuzją gazową.
Na figurze 1 przedstawiono taśmą stalową 1 pokrytą warstwą zawierającą cynk wytwarzaną w slektolizsrze elektrochemicznym 2, zawierającym obracający się wałek katodowy 3 i anodę 4. Anoda 4 pokazana na fig. 1 jest anodą typu preyieoidrsgo ale alternatywnie może być płaska. Wałek 3 i anoda 4 są podłączone odpowiednio do ujemnego i dodatniego pola źródła napięciowego 5. To pozwala na przemieszczanie taśmy stalowej 1 wokół wałka 3 działającego jako katoda w slsktrolkzsrzs elektrochemicznym 2. Elektrolit jest dostarczany szczeliną 6 pomiędzy wałkiem katodowym 3 i anodą 4 i przepływa wzdłuż szczeliny 6. Cały zespół jest umieszczony w zbiorniku 7. Reakcja (1) zachodząca na wałku katodowym 3 powoduje wydzielanie na stalowej taśmie 1 warstwy zawierającej cynk, z elektrolitu zawierającego aniony chlorkowe. Zużyty i zubożony pod względem zawartości jonów cynku elektrolit, jest zbierany na dnie zbiornika 7 i odprowadzany poprzez przewód 8 do zbiornika obiegowego 9.
Stamtąd elektrolit jest przenoszony za pomocą pompy 10 poprzez przewody 11 i 12 do regenatom 13, gdzie cynk 14 jest rozpuszczany w elektrolicie, wzbogacając go w jony cynku, zgodnie z reakcją (3). Tak wzbogacony elektrolit jest doprowadzany do elektrolizem elektrochemicznego 2 poprzez przewód 15, zbiornik obiegowy 9 i przewody 11 i 16.
167 731
W urządzeniu przedstawionym na fig. 1, wodór gazowy powstały 1 zebrany jako efekt reakcji (3) w regeneratorze 13, fakultatywnie następnie przemywany, jest przenoszony poprzez przewód 17 do anody 4, a zwłaszcza do tej strony anody 4, która jest zwrócona przeciwnie od katodowego właka 3, w celu wykorzystania go do reakcji (5). Anoda 4 wykorzystywana w tym urządzeniu jest anodą z dyfuzją wodoru gazowego, którą opisano poniżej.
Na figurze 2 pokazano schemat anody z dyfuzją wodoru gazowego. Anoda 4 ma część hydrofobową 18 zawierającą aktywny węgiel 19 osadzony w sieci teflonowej 20, zaś część hydrofobowa posiada warstwę powłoki węglowej 21 (papier typu Torag) w celu ułatwienia utrzymania elektrody i zwiększenia przewodności.
Ponadto anoda 4 ma część hydrofilową 22 z drobnymi porami i katalizatorem po stronie elektrolitu. W szczególnym przykładzie wykonania hydrofilowa część 22 zawiera aktywny węgiel 23 uzupełniony platyną 24 jako katalizatorem, osadzony w sieci teflonowej, i ma grubość 70 do 120 pm. Reakcja (5) zachodzi w drobnych porach na powierzchni granic trzech składników: wodoru gazowego, elektrolitu i aktywnego węgla 23. Pod wpływem katalizatora 24 tworzą się jony H+ na tej powierzchni granicznej. Gazem zawierającym wodór może być wodór lub mieszanina wodoru z co najmniej jednym innym gazem lub związek z wodorem taki, jak na przykład gaz ziemny. Jednakże preferowany jest gaz zawierający głównie wodór.
Przykład.W tym przykładzie taśma stalowa jest pokrywana elektrolitycznie warstwą zawierającą cynk, przy użyciu urządzenia, jak pokazano na fig. 1 i fig. 2.
Szerokość taśmy wynosi 1200 mm, a prędkość przesuwu taśmy 100 m/min. Stosuje się powłokę 2 cynkową o wadze 70g/m . Używa się elektrolitu zawierającego cynk i jony chlorku, którego pH wynosi około 2. Zużycie H2 na anodzie wynosi około 32 kg na godzinę. Anoda zawiera porowaty grafit, a jej katalizatorem jest Pt. Cynk jest dostarczany do elektrolitu w regeneratorze. Wodór gazowy, uwalniany w regeneratorze, jest dostarczany (po procesie przemywania) do anody. Elektrolit ma następujące stężenia:
ZnCl2 133 gg/rn3
NaCl 220 gg/m3
A1C13.6H2O 22,5 g/di^ dostarczając stężenia jonowe:
Zn2+ 60 gg/di3
Cl 220 gg/d?
Gęstość prądu jest 200 A/dm , odległość pomiędzy anodą i katodą jest 2 mm, a spadek napięcia w elektrolizerze jest 0 V.
Podobne procesy były z powodzeniem prowadzone przy gęstości prądu w zakresie od 100 do 2
200 A/dm i napięciu w zakresie od 3 do 10V. Odległość pomiędzy anodą i katodą może wynosić od 8 do 12 mm. Reakcja (4) na anodzie jest całkowicie wyeliminowana.
Typowe warunki takiego procesu są: szerokość taśmy 1000 do 1000 mm, prędkość przesuwu 2 taśmy 70 do 200 m/min, grubość powłoki cynku 30 do 100 g/m . Na tej podstawie linia produkcyjna pokrywania cynkiem może mieć wydajność około 300 000 ton taśmy stalowej pokrytej cynkiem rocznie, co jest ograniczone przez wydajność prostownika prądu, wynoszącą 1000 kA.
Wynalazek jest opisany powyżej z zastosowaniem do pokrywania taśmy stalowej warstwą cynku Jednakże wynalazek może również być wykorzystany do pokrywania taśmy stalowej warstwą zawierającą cynk jako główny składnik, w której część cynku jest zastąpiona przez inny metal w celu poprawienia własności warstwy.
Przykładowymi takimi stopami są: cynk-nikiel z zawartością niklu 10-15% i cynk-żelazo z zawartością żelaza 10-20%.
167 731
FIG. 2
167 731
FIG. 1
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 1,50 zł

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób elektrolitycznego pokrywania taśmy stalowej metalową warstwą, zwłaszcza co najmniej częściowo z cynku, który prowadzi się w elektromechanicznym elektrolizerze mającym nierozpuszczalną anodę, przy czym taśma jest katodą a elektrolit zawiera jony chlorkowe, znamienny tym, że jako anodę stosuje się porowatą powierzchnię z katalizatorem, a do powierzchni anody przeciwległej do katody doprowadza się czysty wodór lub korzystnie mieszaninę wodoru z innym gazem i kontaktuje się wodór z elektrolitem w porach anody na granicy anody, gazu i elektrolitu.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytwarza się spadek napięcia pomiędzy anodą i katodą, który jest nie większy niż 10 V.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodór dostarczany na anodę wytwarza się rozpuszczając cynk w elektrolicie zawartym w regeneratorze.
  4. 4. Sposób według zastrz. ł a znamienna tym, że a katodzie osadza się warstwę z cynku lub ze stopu cynku z niklem lub ze stopu cynku z żelazem
PL92293621A 1991-02-27 1992-02-26 Method of electrolytically plating a steel with metallic coating PL167731B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9100353A NL9100353A (nl) 1991-02-27 1991-02-27 Werkwijze voor het elektrolytisch bekleden van staalband met een zinkhoudende laag met behulp van een onoplosbare anode.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL293621A1 PL293621A1 (en) 1992-11-02
PL167731B1 true PL167731B1 (en) 1995-10-31

Family

ID=19858944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL92293621A PL167731B1 (en) 1991-02-27 1992-02-26 Method of electrolytically plating a steel with metallic coating

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0501547B1 (pl)
KR (1) KR940007178B1 (pl)
AT (1) ATE125887T1 (pl)
CZ (1) CZ281552B6 (pl)
DE (1) DE69203752T2 (pl)
ES (1) ES2075587T3 (pl)
NL (1) NL9100353A (pl)
PL (1) PL167731B1 (pl)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2892114C (en) * 2012-11-21 2017-02-28 Tata Steel Ijmuiden B.V. Chromium-chromium oxide coatings applied to steel substrates for packaging applications and a method for producing said coatings
KR102065228B1 (ko) * 2017-12-26 2020-01-10 주식회사 포스코 전주 도금 장치
US20220307151A1 (en) * 2021-03-29 2022-09-29 Suat Sen Control of texture and morphology of zinc films through pulsed methods from additive-free electrolytes

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8801511A (nl) * 1988-06-14 1990-01-02 Hoogovens Groep Bv Werkwijze voor het elektrolytisch bekleden van een metalen substraat met een metalen bekledingslaag.

Also Published As

Publication number Publication date
KR940007178B1 (ko) 1994-08-08
KR920016616A (ko) 1992-09-25
ATE125887T1 (de) 1995-08-15
CZ281552B6 (cs) 1996-11-13
DE69203752D1 (de) 1995-09-07
DE69203752T2 (de) 1995-12-21
ES2075587T3 (es) 1995-10-01
NL9100353A (nl) 1992-09-16
EP0501547A1 (en) 1992-09-02
PL293621A1 (en) 1992-11-02
CS58692A3 (en) 1992-12-16
EP0501547B1 (en) 1995-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baumgärtner et al. The electrodeposition of platinum and platinum alloys
Giz et al. NiFeZn codeposit as a cathode material for the production of hydrogen by water electrolysis
EP1244826B1 (en) Metal-based anodes for aluminium electrowinning cells
Tripathy et al. Zinc electrowinning from acidic sulphate solutions. Part III: Effects of quaternary ammonium bromides
CA2002707A1 (en) Electrochemical reduction-oxidation reaction and apparatus
US4627899A (en) Electrolytic cell and methods combining electrowinning and electrochemical reactions employing a membrane or diaphragm
EP0346981B1 (en) Method of electrolytic metal coating of a strip-shape metal substrate and apparatus for carrying out the method
Watson et al. The role of chromium II and VI in the electrodeposition of chromium nickel alloys from trivalent chromium—amide electrolytes
EP0035667A1 (en) Trivalent chromium electroplating solution and bath
US5173168A (en) Method of making iron foil by electrodeposition
PL167731B1 (en) Method of electrolytically plating a steel with metallic coating
US5198095A (en) Method for continuously manganese-electroplating or manganese-alloy-electroplating steel sheet
Dew et al. The effect of Fe (II) and Fe (III) on the efficiency of copper electrowinning from dilute acid Cu (II) sulphate solutions with the chemelec cell: Part I. Cathodic and anodic polarisation studies
US2453757A (en) Process for producing modified electronickel
JP2009203487A (ja) 隔膜電解による金属電解採取方法
US20050194066A1 (en) Metal-based anodes for aluminium electrowinning cells
GB2115007A (en) Trivalent chromium electroplating process
EP0088192B1 (en) Control of anode gas evolution in trivalent chromium plating bath
Pradhan et al. Effect of zinc on the electrocrystallization of cobalt
RU2337182C2 (ru) Способ электрохимического выделения меди в хлористоводородном растворе
CA1170614A (en) Energy efficient self-regulating process for winning copper from aqueous solutions
Nidola Electrode materials for oxygen evolution cobalt treated lead vs. commercial lead and lead alloys
Murase et al. Measurement of pH in the vicinity of a cathode during the chloride electrowinning of nickel
CA1120423A (en) Electrowinning of metals
Wilcox et al. The kinetics of electrode reactions III practical aspects