專利名稱：高速電鍍工藝試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高速電鍍工藝試驗裝置，具體地說，涉及用于模擬帶鋼高速電鍍工藝的試驗裝置。
背景技術(shù)：
隨著電鍍鋼板應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，廣大科研工作者和生產(chǎn)廠家已經(jīng)越來越對用試驗方法模擬電鍍鋼板生產(chǎn)工藝條件的必要性有了深刻的認(rèn)識。電鍍模擬試驗裝置在電鍍鋼板品種開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量提高、電鍍工藝優(yōu)化方面起到了重要的作用。通過模擬試驗，能夠為改進(jìn)工藝操作，研究新電鍍液配方及新的處理方法等提供可靠手段，從而達(dá)到促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的目的。與此同時，電鍍鋼板品種、質(zhì)量、電鍍工藝等的要求也越來越高。
現(xiàn)有技術(shù)中的電鍍鋼板工藝試驗裝置，主要包括電鍍槽、陽極、陰極、加熱系統(tǒng)和鍍液循環(huán)系統(tǒng)。所述電鍍槽為圓桶式；所述陽極為環(huán)形式，陰極為旋轉(zhuǎn)式。其工作原理是以旋轉(zhuǎn)陰極帶動安裝于其上的鋼板旋轉(zhuǎn)的線速度，模擬生產(chǎn)帶鋼運(yùn)行線速度；以鍍液循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動試驗鍍液循環(huán)流動，來模擬生產(chǎn)線上的電鍍液循環(huán)更新。由于該電鍍工藝試驗裝置采用了環(huán)形式陽極、旋轉(zhuǎn)式陰極，試驗時鋼板試樣作為陰極裹在圓柱式的陰極架上，因此要求鋼板試樣不能太厚；電鍍試驗時作為陰極的鋼板試樣高速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致其中鍍液隨之旋轉(zhuǎn)，鍍液運(yùn)動方向與試樣表面是不平行的，不能很好地模擬大部分實際電鍍生產(chǎn)線的情況。另一現(xiàn)有技術(shù)中的電鍍鋼板工藝試驗裝置，其電鍍槽為水平式，即鍍液的流入和流出在同一水平面上。但其電鍍槽內(nèi)的陰極(即鋼板試樣)、陽極均為水平放置，不利于電鍍過程中產(chǎn)生的氣泡排出，影響電鍍層質(zhì)量，也不能很好地模擬目前實際電鍍生產(chǎn)線(立式鍍槽)的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于，提供一種高速電鍍工藝試驗裝置，以克服現(xiàn)有試驗裝置鋼板試樣不能太厚，以及鍍液運(yùn)動方向與試樣表面不平行而無法很好地模擬大部分實際電鍍生產(chǎn)線情況的技術(shù)問題。
為達(dá)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下一種高速電鍍工藝試驗裝置，其包括電鍍槽、電鍍啟動和電量控制系統(tǒng)、鍍液循環(huán)系統(tǒng)和鍍液加熱系統(tǒng)；在電鍍槽內(nèi)置有陽極和陰極；電鍍啟動和電量控制系統(tǒng)由連于電鍍槽上的整流器和與整流器相連的控制器組成；鍍液循環(huán)系統(tǒng)由循環(huán)槽和其與電鍍槽之間的由所述控制器所控制的泵、管路、閥門以及流量計組成；鍍液加熱系統(tǒng)由所述控制器、循環(huán)槽上的加熱管和熱電阻組成；其特征在于，所述電鍍槽為立式；所述陰極與陽極為平板狀，兩者平行布置并相互間隔一定距離。
電鍍槽由鍍槽主體和鍍槽過渡段兩部分組成；鍍槽主體上端通過相匹配的法蘭與通到循環(huán)槽的管道相連，鍍槽主體下端與鍍槽過渡段上端相連，鍍槽過渡段下端與流量計出口管道相連。
所述鍍槽主體包括平行設(shè)置且具有一定間隙的不溶性陽極與鋼板試樣插槽，位于不溶性陽極與鋼板試樣插槽之間的鍍液流動腔，數(shù)量相等的陽極接線柱和陰極接線柱，以及鍍槽主體上下端連接的法蘭孔；所述陽極接線柱一頭與不溶性陽極接觸，另一頭與整流器輸出電纜相連；所述陰極接線柱一頭與陰極和鋼板試樣接觸，另一頭與整流器輸出電纜相連。
所述陽極接線柱和陰極接線柱為螺栓式電極接線柱，數(shù)量均為4個。
所述鍍槽主體的鍍液流動腔為扁長方體形。
所述鍍槽過渡段上端設(shè)有與鍍槽主體下端法蘭相匹配的法蘭；鍍槽過渡段上設(shè)有與鍍槽主體下端鍍液入口相匹配的鍍液出口；鍍槽過渡段下端設(shè)有與流量計出口管道相匹配的鍍液入口。
所述鍍槽過渡段下端的鍍液入口與流量計出口管道之間相連的形狀為平滑過渡形狀。
所述陰極與陽極間隔距離在3毫米到20毫米之間。
所述鍍液循環(huán)系統(tǒng)中還設(shè)有一鍍液分流管路。
通過如上改進(jìn)，將電鍍槽改為立式，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率且易于操作控制；陰極與陽極為平板狀，兩者平行布置并相互間隔一定距離，電鍍試驗時試樣與陽極固定不動，鍍液在其中的間隙中平行、高速、單向流動，很好地模擬帶鋼高速電鍍生產(chǎn)線的情況。


圖1為本實用新型高速電鍍工藝試驗裝置的鍍液循環(huán)系統(tǒng)示意圖；圖2為本實用新型鍍槽整體結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型高速電鍍工藝試驗裝置的鍍槽主體示意圖；圖4為圖3-A向剖視圖；圖5為本實用新型高速電鍍工藝試驗裝置的鍍槽過渡段示意圖；圖6為圖5A-A向剖視圖；圖7為圖5B-B向剖視圖。
圖中標(biāo)記說明1-循環(huán)槽2-電鍍槽21-鍍槽主體211-不溶性陽極212-鋼板試樣插槽213-鍍液流動腔214-電極接線柱215-法蘭孔22-鍍槽過渡段221-鍍液出口 222-鍍液入口223-上端法蘭 224-下端法蘭3-流量計4-泵5-整流器6-控制器7-加熱管8-熱電阻9-閥門
10-分流閥門11-閥門12-閥門13-管路具體實施方式
為了更好地理解本實用新型的結(jié)構(gòu)、功能和效果，現(xiàn)運(yùn)用以下較佳實施例并結(jié)合附圖，進(jìn)行詳細(xì)說明。
參見圖1，高速電鍍工藝試驗裝置包括電鍍槽2、電鍍啟動和電量控制系統(tǒng)、鍍液循環(huán)系統(tǒng)和鍍液加熱系統(tǒng)；電鍍啟動和電量控制系統(tǒng)由連于電鍍槽2上的整流器5和與整流器5相連的控制器6組成；鍍液循環(huán)系統(tǒng)由循環(huán)槽1和其與電鍍槽2之間的由控制器6控制的泵4、管路13、閥門9、10、11、12以及流量計3組成；鍍液加熱系統(tǒng)由控制器6、循環(huán)槽1上的加熱管7和熱電阻8組成。
下面分別解釋各系統(tǒng)的組成及運(yùn)行過程。
加熱系統(tǒng)，即控溫系統(tǒng)由控制器6、加熱管7、熱電阻8組成。加熱系統(tǒng)工作時，通過控制器6對加熱管7加電，加熱管7對循環(huán)槽1中電鍍液加熱，通過熱電阻8測量循環(huán)槽1中電鍍液溫度，反饋到控制器6，控制循環(huán)槽1中電鍍液溫度。
泵4動作的控制耐酸泵4停止動作由控制器6控制。每個試樣電鍍試驗開始時，通過控制器6上泵的啟動按鈕啟動泵4工作，每個試樣電鍍結(jié)束(電鍍電量達(dá)到設(shè)定值)后通過控制器6控制泵4停止工作。
電鍍電量的控制電鍍層厚度的控制是通過控制電鍍電量來實現(xiàn)的。電鍍電量控制系統(tǒng)由整流器5、控制器6組成。試驗前根據(jù)鍍層厚度控制要求計算出需要的電鍍電量，并輸入到控制器6，控制器6據(jù)此可控制整流器5的動作(即電鍍時間)，從而控制鍍槽2中試樣的電鍍電量即起到控制其鍍層厚度。電鍍試驗時，整流器5啟動由人工控制，停止則由控制器6根據(jù)電鍍電量來控制。
電鍍液的循環(huán)系統(tǒng)試驗開始后，啟動泵4后，循環(huán)槽1中的電鍍液經(jīng)過閥門11流向泵4，再從泵4流出經(jīng)過閥門9、流量計3、鍍槽2，再回流到循環(huán)槽1；從泵4流出的電鍍液同時流過分流閥門10。通過調(diào)節(jié)閥門9、10可以控制流過鍍槽2的鍍液流量，鍍液流量通過流量計3顯示出來。
配制好的鍍液存放于循環(huán)槽1中，通過加熱系統(tǒng)將鍍液溫度控制在所需溫度下。在泵4的作用下，鍍液經(jīng)過閥門11進(jìn)入耐酸泵4，流過鍍槽2，最后回流到循環(huán)槽1中。通過調(diào)節(jié)閥門9、10可以控制流過鍍槽2的鍍液流量，鍍液流量通過流量計3顯示出來。鍍液流動穩(wěn)定后(肉眼觀察)即啟動整流器5電鍍開關(guān)進(jìn)行電鍍。試驗前根據(jù)鍍層厚度要求計算出需要的電鍍電量，并輸入到控制器6，控制器6據(jù)此可控制電鍍時間以及泵4的停止動作。試驗結(jié)束后，鍍液可通過閥門12排放出去。
電鍍液中的各種微量物質(zhì)對電沉積過程、鍍層質(zhì)量有不同程度的影響，為使電鍍液免受試驗裝置因腐蝕而污染引入雜質(zhì)，試驗裝置要有足夠的耐腐蝕性能。因此試驗裝置的循環(huán)槽、閥門、管道系統(tǒng)最好采用CPVC或PVC等耐蝕材料制成；鍍槽最好采用厚度較大的有機(jī)玻璃制成，既耐蝕又便于觀察鍍槽內(nèi)的液流狀況；加熱管、熱電阻最好外加Ti套管；流量計、耐酸泵均要內(nèi)襯聚四氟乙烯材料。
以下結(jié)合附圖2-6，對電鍍槽2的設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)說明。
參閱圖2，鍍槽2的設(shè)計是本實用新型的技術(shù)關(guān)鍵點。為較好地模擬大生產(chǎn)線的工藝特性，本實用新型中的鍍槽2設(shè)計成立式鍍槽2，采用IrO2/Ti不溶性陽極，電鍍試驗過程中鍍液在一垂直的長方體形鍍槽內(nèi)強(qiáng)制性自下而上、平行于鋼板試樣表面高速流動。鍍槽2內(nèi)鋼板試樣與陽極相互平行，相間8毫米，與腔體內(nèi)鍍液流動方向平行。為保證鍍槽2鋼板試樣與陽極之間鍍液流動的穩(wěn)定性，鍍槽2設(shè)計成由兩部分組成鍍槽主體21和鍍槽過渡段22。鍍槽主體21的上端通過相匹配的法蘭與軟管一端相聯(lián)，軟管另一端再回流至循環(huán)槽1內(nèi)。鍍槽主體21下端與鍍槽過渡段22上端相連，鍍槽過渡段22下端與流量計3出口管道相聯(lián)。
參閱圖3和圖4，鍍槽主體21上有不溶性陽極211、鋼板試樣插槽212、鍍液流動腔213、電極接線柱214、鍍槽主體21上下端連接的法蘭孔215。不溶性陽極211設(shè)計成IrO2/Ti不溶性陽極，既可以提高陽極壽命，也可以減少雜質(zhì)污染。電極接線柱214共有二組，一組為陽極接線柱，一組為陰極接線柱，數(shù)量相同，均為4個，均為Ti質(zhì)材料制成螺栓式電極接線柱，通過擰緊螺栓，螺栓的一頭與不溶性陽極(或陰極---鋼板試樣)接觸，另一頭與整流器輸出電纜相連。
參閱圖5、圖6和圖7，鍍槽過渡段22結(jié)構(gòu)設(shè)計利于鍍液流動穩(wěn)定。鍍槽過渡段22上端法蘭與鍍槽主體21下端法蘭相匹配，鍍槽過渡段22鍍液出口與鍍槽主體21下端鍍液入口相匹配(大小相匹配，連接過度平滑)，鍍槽過渡段22下端鍍液入口與流量計3出口管道相匹配(大小相匹配，連接過渡平滑)。通過鍍槽過渡段22，使鍍液流動腔體從流量計3出口管道處的圓柱形過渡到鍍槽主體21的扁長方體形。
權(quán)利要求1.一種高速電鍍工藝試驗裝置，其包括電鍍槽、電鍍啟動和電量控制系統(tǒng)、鍍液循環(huán)系統(tǒng)和鍍液加熱系統(tǒng)；在電鍍槽內(nèi)置有陽極和陰極；電鍍啟動和電量控制系統(tǒng)由連于電鍍槽上的整流器和與整流器相連的控制器組成；鍍液循環(huán)系統(tǒng)由循環(huán)槽和其與電鍍槽之間的由所述控制器所控制的泵、管路、閥門以及流量計組成；鍍液加熱系統(tǒng)由所述控制器、循環(huán)槽上的加熱管和熱電阻組成；其特征在于，所述電鍍槽為立式；所述陰極與陽極為平板狀，兩者平行布置并相互間隔一定距離。
2.如權(quán)利要求1所述的高速電鍍工藝試驗裝置，其特征在于，所述電鍍槽由鍍槽主體和鍍槽過渡段兩部分組成；所述鍍槽主體上端通過相匹配的法蘭與通到循環(huán)槽的管道相連，鍍槽主體下端與鍍槽過渡段上端相連，鍍槽過渡段下端與所述流量計的管路相連。
3.如權(quán)利要求2所述的高速電鍍工藝試驗裝置，其特征在于，所述鍍槽主體包括平行設(shè)置且具有一定間隙的不溶性陽極與鋼板試樣插槽，位于不溶性陽極與鋼板試樣插槽之間的鍍液流動腔，數(shù)量相等的陽極接線柱和陰極接線柱，以及鍍槽主體上下端連接的法蘭孔；所述陽極接線柱一頭與不溶性陽極接觸，另一頭與整流器輸出電纜相連；所述陰極接線柱一頭與陰極和鋼板試樣接觸，另一頭與整流器輸出電纜相連。
4.如權(quán)利要求3所述的高速電鍍工藝試驗裝置，其特征在于，所述陽極接線柱和陰極接線柱為螺栓式電極接線柱，數(shù)量均為4個。
5.如權(quán)利要求3所述的高速電鍍工藝試驗裝置，其特征在于，所述鍍槽主體的鍍液流動腔為扁長方體形。
6.如權(quán)利要求2所述的高速電鍍工藝試驗裝置，其特征在于，所述鍍槽過渡段上端設(shè)有與鍍槽主體下端法蘭相匹配的法蘭；鍍槽過渡段上設(shè)有與鍍槽主體下端鍍液入口相匹配的鍍液出口；鍍槽過渡段下端設(shè)有與流量計出口管道相匹配的鍍液入口。
7.如權(quán)利要求6所述的高速電鍍工藝試驗裝置，其特征在于，所述鍍槽過渡段下端的鍍液入口與流量計出口管道之間相連的形狀為平滑過渡形狀。
8.如權(quán)利要求1所述的高速電鍍工藝試驗裝置，其特征在于，所述陰極與陽極間隔距離在3毫米到20毫米之間。
9.如權(quán)利要求1所述的高速電鍍工藝試驗裝置，其特征在于，所述鍍液循環(huán)系統(tǒng)中還設(shè)有一鍍液分流管路。
專利摘要本實用新型公開了一種高速電鍍工藝試驗裝置，其包括電鍍槽、電鍍啟動系統(tǒng)、鍍液循環(huán)系統(tǒng)和鍍液加熱系統(tǒng)；在電鍍槽內(nèi)置有陽極和陰極；電鍍啟動和電量控制系統(tǒng)由連于電鍍槽上的整流器和與整流器相連的控制器組成；鍍液循環(huán)系統(tǒng)由循環(huán)槽和其與電鍍槽之間的由所述控制器所控制的泵、管路、閥門以及流量計組成；鍍液加熱系統(tǒng)由所述控制器、循環(huán)槽上的加熱管和熱電阻組成；所述電鍍槽為立式；所述陰極與陽極為平板狀，兩者平行布置并相互間隔一定距離。通過如上改進(jìn)，提高了生產(chǎn)效率且易于操作控制；很好地模擬帶鋼高速電鍍生產(chǎn)線的情況。
文檔編號C25D17/00GK2618927SQ0323078
公開日2004年6月2日 申請日期2003年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者溫乃盟, 丁震宇, 黃邦霖 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司