JPS6122040B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属ストリツプの電気めつき、表面清
浄化処理等の電解処理方法及びその装置、特にス
トリツプを水平姿勢にて流体支持しながら電解処
理方法及び装置に関するものである。

例えば、鋼板の連続的電気めつき方法として近
年、水平にストリツプを走行させて横型のめつき
セル内を通過させ、セル内の電極とストリツプ間
に電解液を流動させて電気めつきを行う方式が採
用されている。通常、電気めつき方法において効
率の良い操業でかつ品質的に優れた製品を得るた
めには、高電流密度で金属を電析出来かつ低電圧
操業を可能とする構成が要求される。高電流密度
化の方策は(1)式で示されるように限界電流密度ｉ
_dを大きくすることである。

ｉ_d＝nFDＣ／δ ……(1) ｉ_d＝限界電流密度（Ａ／cm²） ｎ＝金属イオンの荷電数 Ｆ＝フアラデー定数 Ｄ＝金属イオンの拡散係数（cm²／sec） Ｃ＝金属イオン濃度 δ＝拡散層の厚さ そのためには、溶液面の改良策として、金属イ
オンの濃度アツプ、浴温アツプ等が提案出来る。
一方、拡散層δは、電解面のめつき液の移動速度
即ち、撹拌や流速アツプによつて小さくなること
が知られており、ストリツプの全幅にわたつて均
一な流速効果を与えられる電解槽が望ましい。
又、低電圧操業に対しては(2)式で表わされるよう
に、ストリツプ抵抗、液抵抗およびガス溜りによ
る電圧アツプを考慮する必要がある。

Ｖ_T＝Vd＋Vs＋Vl＋Vg ……(2) Ｖ_T＝極間電圧 Vd＝分解電圧 Vs＝ストリツプ抵抗Rsよる電圧。コンダク
ターロールから陽極迄の有効長Ｌに比例。

＝Ｉ・Rs・Ｌ Vl＝液抵抗Reによる電圧。極間距離Ｈに比
例。

＝Ｉ・Re・Ｈ Vg＝ガス溜りによる電圧。

前記の(2)式から明らかな如く低電圧操業を達成
するためのメツキセル設計は極間距離を出来るだ
け短縮出来ること、陽極で発生する酸素ガスを出
来るだけすみやかに電極間から除去出来ることに
ポイントを置かねばならない。

上記の条件を満足する電気めつき技術が従来で
も種々提案されているが、より一層高効率で確実
なめつきを実施し得るめつき方法及び装置は見い
出せなかつた。例えば、特公昭50−8020号公報で
は、ストリツプの上下面に対向する側を不溶性陽
極で構成した断面矩形の筒状めつき槽中を、スト
リツプの進行方向に対し向流的に電解液を噴流
し、陽極から発生する気泡を除去する方法を開示
している。しかしながら、この方法では水平に走
行するストリツプに対する適切な保持手段が存在
しないことから、ストリツプにカテナリー、Ｃ反
り（幅方向の反り）、ツイスト（幅方向の傾き）
が生じ易く、又これらの矯正機能も有しない。

一方、電解液の噴流の衝突圧でストリツプの支
持力を得る手段（動圧支持）として特公昭52−
3604号公報が挙げられるが、この方式ではストリ
ツプと噴出口との距離による圧力の減衰が少く、
ストリツプのＣ反り、ツイストの矯正力、カテナ
リーのセンターリングの復元力を生じない。

このようなストリツプのカテナリー等の通板時
に生ずる不安定な挙動を防止し安定な通板状態を
保持するため、ストリツプを電解液の静圧で支持
する試みが提案されており、良好な作用効果が得
られることが判明している（特願昭57−18836号
（特開昭58−136796号））。この特願昭57−18836号
はストリツプの水平型流体支持電解槽に係るもの
で、ストリツプと対向する電極面の一部に、電解
液噴射用でかつストリツプ面に静圧を発生させる
ためのスリツトノズルを有する静圧流体支持パツ
ドを上下対称に設けることを特徴としている。

しかして、ストリツプの水平型電解処理方法に
上記の静圧支持パツドを実際に適用する場合、該
支持パツドの噴出口の配置及び形状等が問題とな
る。すなわち、静圧流体支持パツドの配置は、そ
の静圧力によつてストリツプのカテナリーを少く
してストリツプを安定保持すると共に、従来法に
比べて電極間の電解液の流れを改善し、イオンの
安定供給及びガスの除去に有効であることは明ら
かであるが、最近の生産性向上を目的としたライ
ンスピードの高速化は、前記静圧支持パツドの機
能をより一層高度に発揮することが求められてい
る。特に、ラインスピードのアツプによつて電解
液の流れが影響を受け、今まで用いていたスリツ
トノズルの配置及び形状の静圧パツドでは、電極
設置範囲全体にわたつて均一な液流れとならず、
イオン濃度にバラツキが生じガス除去も困難とな
る。

本発明の目的は電解液を通板時にストリツプ及
び電極間全体にわたつて均一な分配流として流動
させ、ガス溜りをなくし良好な電解処理を行うこ
とが出来る電解処理方法を提供することにある。

他方、本発明は上記方法を効果的に実施するこ
とが出来かつ極間距離を可及的に小さく出来ると
共にストリツプの安定保持とＣ反り、ツイスト等
の矯正力を発揮し得る電解処理装置を提供するこ
とを別の目的とする。

以下本発明の詳細を図面に基づいて説明する。

第１図は電気めつき設備を例にした基本的構成
を示す。第１図イに示す如く、矢印方向に水平状
態に走行されるストリツプ３の上下面に対向する
陽極１を内蔵した箱型槽２を、ストリツプ進行方
向に沿つて配置する。該箱型槽２の長手方向中央
部には対向する流体パツド１２が組み込まれてお
り、該流体パツド１２の背部に連結したヘツダー
１０よりめつき液はパツド内に供給され、該パツ
ド１２のストリツプ対向面に設けたスリツト１６
よりストリツプ面に向つて噴出される。めつき液
はストリツプ３の進行方向（並行流）とストリツ
プと逆方向（対向流）に分流され、排出口８，９
より流出する。排出口８，９にはめつき液流出量
制御板１１があり、該制御板１１を上下に移動し
てストリツプとの間隙をコントロールして流量を
制御する。流出口８，９より流出しためつき液
は、コンダクターロール６およびバツクアツプロ
ール７にてせきとめられ受槽４に受け止められめ
つき液取出し口５より図示していないが循環タン
クに入り、ポンプによつてヘツダー１０に強制循
環する。給電はコンダクターロール６からストリ
ツプへ、又ブスバーを介して陽極にそれぞれ行
う。矢印の記号で電極間の液の流れの様子を図示
した。

なお、スリツト１６を設ける流体パツド１２の
ストリツプ対向部は、電極１と同一材質で作り通
電しても、又電極とは異なる材質で製作し通電し
なくともよい。

第１図ロ，ハは上記した装置の横断面図（Ａ−
Ａ，Ｂ−Ｂ）であり、図示の如く必要に応じてス
トリツプ３の端部にシーリング機構、例えば水平
方向に移動自在な支持具１８に接続したエツジマ
スク１７を設けることができる。又、エツジマス
ク１７を用いない場合あるいは支持具１８が槽内
に収まる場合には、側壁は一体化してもよい。

本発明において使用する静圧流体支持パツド１
２における噴出口は、第２図イに示すように、少
くともストリツプの幅方向、進行方向いずれもス
リツト１６で周辺を囲つた形状とするが、イの如
く完全に一本のスリツトが閉ループをなす形状に
限ることなく、例えば複数本のスリツトで実質的
に閉ループ状を形成していればよい。又、パツド
の噴出口は第２図ロに示す如く、スリツトでなく
多数の孔（角形孔あるいは円形孔でもよい）を近
接して配置し噴出液が実質的に閉カーテンを形成
するように噴出口１６Ａを構成することも可能で
ある。要はスリツト又は孔によつて実質的に閉ル
ープを形成できかつ噴出された液が連続した状態
になればよい。さらに好ましくは上記１つの閉ル
ープ内にストリツプの進行方向に延びる２対以上
の噴出口を設けるのが良い。

次に、本発明においては静圧パツド１２からの
ストリツプ３面に対する電解液噴射方向に特色を
もつている。すなわち、静圧パツド１２のスリツ
ト１６又は噴出口１６Ａのうちストリツプ３の幅
方向にそつたスリツト又は噴出口（以下スリツト
等という）を、ストリツプ３の進行方向と反対す
る方向に傾斜させる。特に、静圧パツド１２にお
いてストリプ幅方向に延びるスリツト等のうち少
なくとも出側のスリツト等は、必らずストリツプ
進行方向と逆方向に傾斜させると共に、この出側
スリツト等以外のスリツト等はストリツプ面に対
しほぼ垂直か又はストリツプ進行方向と逆方向に
傾斜させる。

従来の静圧パツドにおけるストリツプ幅方向に
延びるスリツトの向きは、すべてストリツプ面に
対しほぼ垂直か又は互いに内方に対称的な角度に
傾斜しているが、このスリツト配置では一方向へ
ストリツプが進行するため、該ストリツプにより
電解液の流れが偏り、パツドの前後において電解
液の分配流量差が生じる。つまりパツドの位置で
前後方向に電解液を均等に噴出しても、ストリツ
プによつて進行方向に液が搬出され、上述した流
量差が生じ、均一な電解作用の妨げとなる。特
に、この傾向はストリツプの速度が早くなる程、
又ストリツプと電極間の距離が小さくなる程（近
接化）顕著となる。

そこで、本発明では前記の如くストリツプの進
行方向とは逆方向に電解液を多く流すものであ
る。例えば、第３図イの例ではパツド１２のスト
リツプ３幅方向に延びる１対のスリツトのうち出
側のスリツト１６Ｂをストリツプ３の進行方向と
は反対する方向に傾斜させると共に、入側のスリ
ツト１６Ｃはストリツプ３面に対し垂直に形成
し、該スリツト１６Ｂ，１６Ｃではさまれたスト
リツプ３およびパツド面間の空間２０に静圧を発
生せしめる。

又、第３図ロに示すパツドでは、ストリツプ速
度がより早くなるか及び／又は電極・パツドの距
離が近い場合に有効なもので、１対のスリツト１
６Ｄ，１６Ｅのいずれもストリツプ３の進行方向
と反対方向に傾斜させている。更に、ストリツプ
速度が極めて早くなるか及び／又は電極・パツド
の距離が極めて小さくなつた場合には、第３図ハ
に示す如く、ストリツプ３の進行とは逆向きの傾
斜スリツト１６Ｆ，１６Ｇ，１６Ｈの数を増せば
よい。このようにして電極範囲全体にわたつて電
解液の流量を均一にし、良好な電解処理を行う。

上記の如く少ともストリツプ出側スリツトをス
トリツプ進行とは逆に傾けかつそれ以外のスリツ
トは出側スリツトと同方向に傾斜するかあるいは
ほぼ垂直にしているため、電解液の均一分配を計
れると同時に、静圧の作用する有効面積をそれ程
狭めることにはならないので、ストリツプの安定
保持には何ら支障はない。

次に本発明において用いる静圧支持パツドの復
元力について説明する。第３図に示したスリツト
を有するパツドを用いてストリツプ面に対して電
解液を噴射せしめると、パツドとストリツプ間に
静圧が発生し、ストリツプを一定位置に保持する
と共に、ストリツプにＣ反りあるいはツイスト現
象が生じたときにこれを矯正する作用があること
は知られている。第４図にストリツプのＣ反りや
ツイストをより確実かつ迅速に矯正させ得る、強
力な復元力をもつ静圧パツドの例を示す。

すなわち、第４図イ〜ハはいずれもパツド本体
に形成する周辺スリツト等におけるストリツプ長
手方向スリツト等を、幅方向に２以上に分割した
ものである。まず、第４図イの例はストリツプ３
の幅方向に２対のスリツト２６を対称的に配置し
たもの、第４図ロの例はイに中心スリツトを付加
したもの、第４図ハの例はストリツプ幅方向の端
部寄りのスリツトを４対のスリツト３６に分割し
たものである。

次に本発明の実施例を説明する。

第５図はストリツプ３に対し垂直の噴出角度を
もつ静圧パツド１２を用いて電解液を噴射した場
合のラインスピードと流量分配比の関係を表わ
す。Ｃは対向流、Ｐは並行流を示す。ラインスピ
ードが増大すると対向流の流速は減少して流量分
配比は下がると共に、電解セル１内のガス滞留が
著しく増加する。その結果第６図に示すように電
圧上昇が起こりめつきが不可能となる。なお、第
５図から極間距離Ｈが広がればラインスピード増
大に応じ分配比が下がる傾向にある。

そこで、第７図に示すようにストリツプ幅方向
に延びるノズルのストリツプ面に対する角度を変
更した静圧パツドをつくり、対向流への液分配比
を検討し、その結果を第８図に示す。第７図にお
いてθ_１はストリツプ進行方向の入側のノズル角
度、θ_２は出側のノズル角度であり、イはθ_１＝
90゜、θ_２＝45゜、ロはθ_１＝90゜、θ_２＝30
゜、ハはθ_１＝60゜、θ_２＝45゜、ニはθ_１＝
135゜、θ_２＝45゜、ホはθ_１＝90゜、θ_２＝90
゜でありイ〜ハは本発明例、ニ及びホは比較例で
ある。

第８図からわかるように、少なくともストリツ
プ出側のノズル角度θ_２をストリツプ進行方向と
反対方向へ傾斜させると共に、その他のノズル角
度をストリツプ面に垂直若しくはストリツプの進
行方向と反対方向に傾斜させることにより、ライ
ンスピード200ｍ／minにおいてもほぼ等しい液
分配が可能であることがわかつた。これに対し比
較例の如きノズル角度の組合せでは均等な液分配
が不可能である。

したがつて、実際の電解装置を製作する場合に
は、設定ラインスピードに合せて適切な角度θを
選択すれば、対向流の流速を減少させることな
く、迅速なガス除去が可能となる。

このように本発明の電解処理方法によれば、電
解液のパツド両側への分配がほぼ等しく行われか
つストリツプの保持力が大きいので、極間距離の
近接化を計ることができ、極めて効率のよい電解
処理を行うことが可能となる。また、ストリツプ
のＣ反り、ツイストに対する矯正力も期待でき、
ストリツプの安定走行、又良好な処理操作に寄与
する。他方、本発明の電解処理装置によれば、上
記方法を効果的に実施することができ、設備面で
の有利性も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図イは電気めつき設備の全体構成を示す概
略断面図、ロはイ図のＡ−Ａ断面図、ハはイ図の
Ｂ−Ｂ断面図である。第２図イ，ロは静圧流体支
持パツドに設ける流体噴出口の構成を示す平面図
である。第３図イ，ロ，ハは電解液の噴出方向の
種々の態様を示す断面図、第４図イ，ロ，ハはパ
ツド本体に形成するノズル（スリツト）パターン
例を示す平面説明図である。第５図は垂直ノズル
を有するパツドを用いた場合のラインスピードと
液量分配比の関係を示すグラフ、第６図は第５図
におけるラインスピードと電解電圧の関係を示す
グラフ、第７図イ〜ホは実施例に用いたノズル角
度の種々の例を示す断面図、第８図は第７図によ
る検討の結果をラインスピードと液量分配比の関
係で表わしたグラフである。 １……陽極、２……電解槽、３……ストリツ
プ、１２……流体パツド、１６，２６……スリツ
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平に通過する金属ストリツプの上下面に電
   極を対向配置すると共に該電極及びストリツプ間
   に電解液を流動せしめて電解処理を行うに際し、
   前記電極におけるストリツプ進行方向中央部に設
   けた静圧流体支持パツドからストリツプ面に向つ
   て電解液を噴出させると共に、前記静圧パツドの
   ストリツプ幅方向に延びるスリツト又は噴出口の
   うちストリツプ出側のスリツト又は噴出口からは
   電解液をストリツプの進行方向と反対方向に斜め
   に噴射させ、その他のスリツト又は噴出口からは
   ストリツプ面に垂直に、若しくはストリツプの進
   行方向と反対方向に斜めに電解液を噴射させるこ
   とを特徴とする金属ストリツプの水平型流体支持
   電解処理方法。 ２ 水平に通過する金属ストリツプの上下面に対
   向して電極を配置し、該電極のストリツプ進行方
   向中央部に、ストリツプ面に向つて電解液を噴出
   させるスリツト又は実質的に連続する噴出口を有
   する静圧流体支持パツドを設け、該静圧パツドの
   ストリツプ幅方向に延在するスリツト又は噴出口
   のうちストリツプ出側のストリツプ幅方向スリツ
   ト又は噴出口は、ストリツプの進行方向と反対方
   向に傾斜させ、その他のスリツト又は噴出口はス
   トリツプ面に対して垂直に、若しくはストリツプ
   の進行方向と反対方向に傾斜させて構成すること
   を特徴とする金属ストリツプの水平型流体支持電
   解処理装置。