JP2000273689A - 金属帯のめっき方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、金属帯への幅方向のめっき付着量
を均一化する可溶性陽極を用いるめっきに関する。 【解決手段】 可溶性陽極を金属帯の長手方向に複数と
なる分割陽極に分割して該各分割陽極のマスキングする
範囲を調整し、さらに前記各分割陽極と金属帯との間隔
を独立に調整し、めっき付着量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属帯のめっきに
適用され、特に水平めっき装置に用いられるめっき液へ
のめっき金属イオン供給を陽極（アノード）そのものに
よって行う可溶性陽極を用いるめっき用の金属帯のめっ
き方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属帯、とりわけ鋼帯の連続めっき設備
にあって、金属帯幅方向のめっき付着量の均一性を確保
することは品質管理上きわめて重要である。そのため、
連続めっき設備ではめっき付着量を測定し、管理すると
ともに、めっきの均一化を図る工夫がされてきている。

【０００３】図４に、連続めっき設備の一例を示す。金
属帯１は矢印方向に搬送されている。そして、めっき槽
3a〜3hで片面のめっきが順次行われていく。ここで、20
はめっき槽中の可溶性陽極を示す。片面のめっきが終わ
った段階で、ロールによって搬送方向が反転され、次
に、もう一方の面のめっきがめっき槽4a〜4hにおいて順
次行われる。

【０００４】金属帯は、両面のめっきが完了すれば再び
反転され、めっき付着量計６で付着量の確認が行われ、
続いて図示しない次工程に搬送されていく。めっき付着
量計６での付着量の測定は、通常、金属帯の巾方向の３
箇所、Ｏｐ（オペレータ側）、Ｄｒ（ドライブ側）、Ｃ
ｅ（センタ部）で行われている。ここで、従来の可溶性
陽極20の構造を図３に示す。図３において、めっき槽の
記載は省略している。

【０００５】搬送される金属帯１の直近下部に設けられ
た一対のメインアノード22上にアノード21が一列にアノ
ード列として配列されている。メインアノード22は、整
流器７に接続されており、直上に載荷されたアノードに
正の電位を与えている。ここで、金属帯１は、負の電位
が与えられており（又は、接地されており）、陰極（カ
ソード）とされる。

【０００６】可溶性陽極を用いるめっきにおいては、陽
極はめっきされる金属（例えば、錫）そのものでできて
おり、めっき液中にイオンとなって溶けだしてめっき金
属の供給を行う。そのため、陽極は徐々に消耗してい
き、そのままでは、陽極と金属帯との距離が変わり、め
っきの品質管理上問題となる。この陽極の消耗を補償す
るため、図３に示すようにアノード21はメインアノード
22上に一列に並べられ、順次新しいアノードを供給しな
がら、金属帯の幅方向に押し出して、他方で消耗したア
ノードを回収することが行われている。

【０００７】しかし、このように一方向にアノードを移
動させる方法では、新品のアノードから消耗したアノー
ドに向けて高さの傾斜ができ、めっき付着量が不均一と
なってしまう。そのため、アノードを移動させる方向
は、めっき槽毎に反対方向とし、めっき設備全体として
めっきが均一となるようにされている。

【０００８】図４の例では、3a、3c、3e、3gのめっき槽
と、3b、3d、3f、3hのめっき槽の可溶性陽極20のアノー
ド供給方向は交互方向とされている。また、同様に4a、
4c、4e、4g、のめっき槽と、4b、4d、4f、4hのめっき槽
の可溶性陽極20のアノード供給方向も交互方向とされて
いる。金属帯のめっきにおいて、めっきの幅方向付着量
の均一化を阻害する要因としては、他にも、 金属帯エッジ部に生じる電流集中に起因するエッジ
オーバコート、 陽極と陰極（金属帯）との平行度が保たれないこと
による、最近接部への電流集中に起因する局部付着、等
をあげることができる。

【０００９】従来、のエッジオーバコート対策として
は、エッジマスクの適用をあげることができる。これ
は、陽極と金属帯の間に不導体のマスクを配し、金属帯
のエッジ近傍の電流を抑制してエッジ部への電流集中を
阻止するものである（例えば、特開平5-339788号公報参
照）。

【００１０】一方、の陽極と金属帯との平行度が保た
れないことを防止するため、陽極と金属帯との電極間距
離の安定化が種々の方法で図られている（例えば、特開
平8-3786号公報参照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可溶性
陽極を用いる上で避けられない要因として、陽極は対向
する金属帯が存在する部分で優先的に溶解され、対向す
る金属帯が存在しない部分ではほとんど溶解しないとい
う特性があげられる。めっき設備で処理する金属帯の幅
が常に一定であれば、特に問題となることはないが、実
際には、様々な板幅の金属帯が搬送され、めっき処理が
なされる。

【００１２】そのため、従来の技術における陽極は、す
べての幅の金属帯に対向する中央部で特に消耗が進んで
薄くなり、両端部で消耗せずに隆起した分布となる傾向
にある。このことから、隆起が残った部分での電流集中
を避けることができず、この部分でめっきが厚くなりす
ぎることになる。

【００１３】以上のことから、特に金属帯中央部でのめ
っきの最低付着量保証のため、全体として３〜５重量％
程度の余剰めっきを行うことを余儀なくされている。本
発明は、この隆起が残った部分での電流集中によってめ
っきが厚くなりすぎることを防止し、めっきを幅方向に
均一とすることで、上記の余剰めっきを削減することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、可溶性陽極を
用いる金属帯のめっき方法において、前記可溶性陽極を
金属帯の長手方向に複数となる分割陽極に分割し、該各
分割陽極のマスキングする範囲を調整し、めっき付着量
を調整することを特徴とする金属帯のめっき方法によっ
て上記課題を解決したのである。

【００１５】また、本発明は、可溶性陽極を用いる金属
帯のめっき方法において、前記可溶性陽極を金属帯の長
手方向に複数となる分割陽極に分割し、該各分割陽極と
金属帯との間隔を調整し、めっき付着量を調整すること
を特徴とする金属帯のめっき方法によって上記課題を解
決したのである。さらに、本発明は、可溶性陽極を用い
る金属帯のめっき方法において、前記可溶性陽極を金属
帯の長手方向に複数となる分割陽極に分割して該各分割
陽極のマスキングする範囲を調整し、さらに前記各分割
陽極と金属帯との間隔を独立に調整し、めっき付着量を
調整することを特徴とする金属帯のめっき方法によって
上記課題を解決したのである。

【００１６】次に、本発明は、可溶性陽極が配設された
金属帯のめっき装置において、前記可溶性陽極が金属帯
の長手方向に複数となる分割陽極に分割され、該各分割
陽極は各々マスキング範囲を調整可能とするマスクを有
してなることを特徴とする金属帯のめっき装置によって
上記課題を解決したのである。また、本発明は、可溶性
陽極が配設された金属帯のめっき装置において、前記可
溶性陽極が金属帯の長手方向に複数となる分割陽極に分
割され、該各分割陽極は金属帯との間隔を独立に調整可
能とする昇降装置を有してなることを特徴とする金属帯
のめっき装置によって上記課題を解決したのである。

【００１７】さらに、本発明は、可溶性陽極が配設され
た金属帯のめっき装置において、前記可溶性陽極が金属
帯の長手方向に複数となる分割陽極に分割され、該分割
陽極は各々マスキング範囲を調整可能とするマスクを有
し、さらに該各分割陽極は金属帯との間隔を独立に調整
可能とする昇降装置を有してなることを特徴とする金属
帯のめっき装置によって上記課題を解決したのである。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１に本発明の可溶性陽極30を示
す。図１において、搬送される金属帯１は２点鎖線で示
している。また、図１では、可溶性陽極30を金属帯１の
長手方向に３分割した分割陽極31としている。

【００１９】そして、以下では分割陽極が３分割の場合
について説明するが、これに限定されないのは当然であ
る。分割陽極31は３列の分割陽極テーブル32上にそれぞ
れ載荷されている。分割陽極31と金属帯１との間には、
マスキングする範囲を調整可能とするマスク33が配され
ている。図１に示す例では、金属帯の幅方向に３分さ
れ、それぞれ、（一方の）エッジ部と中央部が露出さ
れ、その他の部分は遮蔽されている。この露出部の順及
び面積は、図示の例に限定されるものではない。７は整
流器であり、分割陽極テーブル32を介して載荷された分
割陽極31に正の電位を印加している。このように、各分
割陽極のマスキングする範囲を調整可能とすることによ
りめっき付着量を調整でき、幅方向に均一とすることが
できる。

【００２０】また、各分割陽極と金属帯との間隔を独立
に調整し、めっき付着量を調整することが好ましい。こ
れは、各分割陽極の分割陽極テーブル32がテーブル昇降
装置34などにより金属帯との間隔を調整することができ
る。さらに、各分割陽極は前述のマスキング範囲を独立
に調整可能とするマスクを有し、さらに、金属帯との間
隔を独立に調整可能とする昇降装置を有してなることに
よってめっき付着量の幅方向の均一性をより効果的に調
整できる。

【００２１】実際の連続めっき設備においては、全ての
めっき槽に上述の可溶性陽極を適用する必要はなく、通
常は、表面と裏面用それぞれにおいて、いずれかひとつ
のめっき槽に本発明の可溶性陽極を適用すれば足りる。
これは、制御すべき余剰めっき量が、高々数重量％程度
と小さく、１台のめっき槽での処理能力で十分だからで
ある。ただし、品質保証上の万全を期すため、所要の数
の複数のめっき槽に本発明の可溶性陽極を適用してもよ
いことは言うまでもない。

【００２２】また、新品の分割陽極は、分割陽極テーブ
ル上に置き、オペレータが手動で、あるいは、ロボット
アーム等を用いて自動化し、順次配設することができ
る。図２に、上記で説明した本発明の可溶性陽極30を適
用した連続めっき設備２の模式図を示す。図２では、本
発明の可溶性陽極30を3iのめっき槽と、4iのめっき槽
（それぞれ表裏面処理の最後のめっき槽）に適用した。
しかし、これに限定されるものではなく、他のいずれか
のめっき槽（例えば、3aと4a、3eと4e等）に適用するこ
ともできる。

【００２３】本発明の可溶性陽極30の分割陽極には、め
っき付着量調整装置８が接続されており、めっき付着量
計６からの測定データを基に陽極と金属帯の距離がそれ
ぞれ個別に調整される。通常は、すでに説明したよう
に、金属帯の幅方向の中央部でめっき厚が薄くなり両端
部で厚めとなることから、本発明の可溶性陽極30では、
中央部にマスキングのない位置の分割陽極テーブルが金
属帯の方向に接近して上昇され、その他の分割陽極テー
ブルが金属帯から離れて下降するように調整される。し
かし、操業の状況に応じ、様々なパターンとされること
は当然である。

【００２４】この調整は、めっき付着量計６の測定デー
タから、めっきが幅方向に均一となるように調整するも
のであり、公知の制御方式などを適用することは容易で
ある。なお、本発明は、バー状の分割陽極を適用した陽
極供給を基にしためっき方法及び装置に関する発明であ
るが、図１（ａ）の分割陽極31に替えて、図１（ｃ）に
示す金属帯の幅方向にさらに複数に分割された分割陽極
31を適用してもよい。また、図１の分割陽極テーブル32
に替えて、バスケット陽極を適用し、ペレット状のめっ
き原料（例えば、錫ペレット）を金属帯の幅方向に均一
に供給するようにしてもよい。

【００２５】

【実施例】本発明を、ぶりき原板である鋼板に錫めっき
して、ぶりきの生産を行うＥＴＬ（電気錫めっき設備）
に適用した。本発明の可溶性陽極は、図２に示しためっ
き槽3i、4iに図１（ｃ）を設置している。適用するぶり
き原板は、板厚0.12〜0.45mm、板幅560 〜1020mmの極低
炭または低炭材の鋼帯である。めっき設備の速度は、10
0 〜420mpmであり、めっき付着量は、0.5 〜15ｇ／ｍ²
の範囲である。

【００２６】本設備での月間ブリキ生産量は2.6 万ton
であり、錫の平均付着量は３ｇ／ｍ ² である。ここで、
図５に示すように、従来は、ぶりき原板の中央部（Ｃ
ｅ）でのめっき付着を保証するために、両端部（Ｏｐ、
Ｄｒ）での付着量を過剰となるようにしていたが、本発
明によって、付着量の均一化が実現し、両端部（Ｏｐ、
Ｄｒ）での付着量を削減することができ、全体では２重
量％削減することができた。これは、錫量換算で、約２
ton／月の削減に相当する。

【００２７】

【発明の効果】本発明の適用によって、ＥＴＬにおける
錫量を約２ ton／月削減することができ、機械的に簡単
な設備改造と陽極仕様の変更のみで、めっき処理の錫使
用量を大きく削減することができ、設備のコスト削減を
達成できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可溶性陽極の平面図（ａ）と側面図
（ｂ）、および、本発明の他の実施の形態の平面図
（ｃ）である。

【図２】本発明を適用した連続めっき設備の模式図であ
る。

【図３】従来の可溶性陽極の（ａ）平面図と（ｂ）側面
図である。

【図４】従来の連続めっき設備の模式図である。

【図５】めっき付着量分布のグラフである。

【符号の説明】

１ 金属帯（ぶりき原板） ２ 連続めっき設備 3a〜3i、4a〜4i めっき槽 ５ ロール ６ めっき付着量計 ７ 整流器 ８ めっき付着量調整装置 20 （従来の）可溶性陽極 21 （従来の）アノード 22 （従来の）メインアノード 30 （本発明の）可溶性陽極 31 （本発明適用の）分割陽極 32 分割陽極テーブル 33 マスク 34 分割陽極テーブル昇降装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千野 俊彦 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 青木 文男 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K024 AA07 AB01 BA03 BC01 CA16 CB08 CB09 CB21 EA02 GA16

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可溶性陽極を用いる金属帯のめっき方法
   において、前記可溶性陽極を金属帯の長手方向に複数と
   なる分割陽極に分割し、該各分割陽極のマスキングする
   範囲を調整し、めっき付着量を調整することを特徴とす
   る金属帯のめっき方法。
2. 【請求項２】 可溶性陽極を用いる金属帯のめっき方法
   において、前記可溶性陽極を金属帯の長手方向に複数と
   なる分割陽極に分割し、該各分割陽極と金属帯との間隔
   を調整し、めっき付着量を調整することを特徴とする金
   属帯のめっき方法。
3. 【請求項３】 可溶性陽極を用いる金属帯のめっき方法
   において、前記可溶性陽極を金属帯の長手方向に複数と
   なる分割陽極に分割して該各分割陽極のマスキングする
   範囲を調整し、さらに前記各分割陽極と金属帯との間隔
   を独立に調整し、めっき付着量を調整することを特徴と
   する金属帯のめっき方法。
4. 【請求項４】 可溶性陽極が配設された金属帯のめっき
   装置において、前記可溶性陽極が金属帯の長手方向に複
   数となる分割陽極に分割され、該分割陽極は各々マスキ
   ング範囲を調整可能とするマスクを有してなることを特
   徴とする金属帯のめっき装置。
5. 【請求項５】 可溶性陽極が配設された金属帯のめっき
   装置において、前記可溶性陽極が金属帯の長手方向に複
   数となる分割陽極に分割され、該各分割陽極は金属帯と
   の間隔を独立に調整可能とする昇降装置を有してなるこ
   とを特徴とする金属帯のめっき装置。
6. 【請求項６】 可溶性陽極が配設された金属帯のめっき
   装置において、前記可溶性陽極が金属帯の長手方向に複
   数となる分割陽極に分割され、該分割陽極は各々マスキ
   ング範囲を調整可能とするマスクを有し、さらに該各分
   割陽極は金属帯との間隔を独立に調整可能とする昇降装
   置を有してなることを特徴とする金属帯のめっき装置。