JP2003119599A - 電解処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 迷走電流の発生が少なく、高い処理効率で電
解処理を実施することが可能な電解処理装置用電極およ
びそれを用いた電解処理装置を提供する。 【解決手段】 電解処理槽１内に対向配置された同じ極
性のアノード２ａと２ａおよびカソード２ｃと２ｃの間
にストリップ３を走行させる電解処理装置において、対
向配置された２つのアノード２ａと２ａおよびカソード
２ｃと２ｃの少なくとも金属ストリップ３の幅方向の両
端部の電極間を含めて絶縁材９で覆うことを特徴とす
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、金属ストリップの
電解処理に用いる電解処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷延鋼板などの金属ストリップ
（以下単に「ストリップ」という。）の電解クリーニン
グなどの電解処理に用いる装置としては、水平に対向配
置された電極の間にストリップを通板する水平パス方
式、または電極の上下部にロールを設置し、垂直に対向
配置された電極の間にストリップを通板する垂直パス方
式が用いられている。

【０００３】一方の水平パス方式では、図５に示すよう
にそれぞれの側に異なった極性のアノード２ａおよびカ
ソード２ｃを配置し、アノード２ａからストリップ３を
介してカソード２ｃに電流を流す方式が一般的に実施さ
れている。他方の垂直パス方式では、図６に示すように
下りパスのアノード２ａからストリップ３を介して上り
パスのカソード２ｃに電流を流す方式が一般的に実施さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの電解処理装置
では、本来ならばアノードからストリップを介してカソ
ードに流れるべき電流の一部が、迷走電流としてストリ
ップを介さずに電解処理槽やカソードに流れ、電解処理
の電流効率を低下させるという問題がある。

【０００５】例えば、図５の水平パス方式において、そ
れぞれの処理面の電極の設置間隔を狭くして設備の長さ
を短くしようとすると、異なった極性の電極が近接して
くるため、電極間に迷走電流が発生しやすくなる。ま
た、図６の垂直パス方式においては、異なった極性の電
極が背中合わせになっているため、下りパスと上りパス
の電極間で迷走電流が発生しやすい。

【０００６】このように極性の異なる電極間に流れる迷
走電流以外に、電解処理槽に漏洩する迷走電流もある。
特に、電解クリーニングなどのアルカリ電解処理槽で
は、迷走電流に対する配慮がなされていない場合が多
く、水平パス方式、垂直パス方式を問わず、処理槽内壁
が絶縁材でライニングされていない場合が多く、水平パ
ス方式、垂直パス方式を問わず、処理槽内壁が絶縁材で
ライニングされていないものも少なくない。そのような
電解処理槽においては、特に電極の端面部付近から処理
槽内壁に迷走電流が流れやすくなる。

【０００７】こうした迷走電流の発生を防止するため
に、従来からいくつかの対策が実施されている。例え
ば、電極背面からの迷走電流を防止するために電極背面
を絶縁材でライニングすることや、垂直パス方式電解処
理槽の上り下りパス間に仕切り板を設置することなどが
提案されている。また、最近の設備では、電解処理槽を
絶縁材でライニングすることもかなり採用されてきた
が、旧設備においては、大きな設備改造となるため、ま
だ採用されていない場合が多い。

【０００８】しかし、まだ電極端面部からの迷走電流に
着目した防止対策を施した例はこれまで見られていな
い。例えば、従来から、ストリップの幅方向の両端部付
近に対面する電極面を被覆するエッジマスクに関する技
術はあるが、いずれもストリップにメッキなどの電解処
理をする際に、ストリップのエッジ部分をマスキングす
ることにより、電極からの電流がストリップエッジに集
中することを防止するためのものであり、電極から漏洩
する迷走電流を抑えるという考え方で採用されたものは
ない。

【０００９】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであり、迷走電流の発生が少なく、高い有効電流で電
解処理を実施することが可能な電解処理装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電解処理装置
は、電解処理槽内に対向配置された同じ極性の電極の間
に金属ストリップを走行させる電解処理装置において、
対向配置された２つの電極の少なくとも金属ストリップ
の幅方向の両端部の電極間を含めて絶縁材で覆うことを
特徴とする。この場合、対向配置された前記電極におい
て、金属ストリップの走行方向の両端部を金属ストリッ
プと接しない程度の近傍まで突出した絶縁材で覆うこと
が好ましい。また、対向配置された前記電極において、
金属ストリップの走行方向の両端部を覆った前記絶縁材
の形状が、金属ストリップの走行方向に沿って金属スト
リップに漸進的に接近するテーパ面を有することが好ま
しい。更に、前記電極において、貫通する孔を穿設し、
電極の内外両面に電解処理液および反応ガスを流通させ
るようにするのが好ましい。

【００１１】本発明の電解処理装置は電解クリーニング
装置に適用できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明を
説明する。

【００１３】本発明の電解処理装置は、図１および図２
に示すように、電解処理槽１内に対向配置された同じ極
性の電極、すなわちアノード２ａと２ａおよびカソード
２ｃと２ｃの間にストリップ３を走行させる電解処理装
置に使用される電極背面を絶縁材１０でライニングされ
た電極において、対向配置された各対のアノード２ａと
２ａおよびカソード２ｃと２ｃの金属ストリップ幅方向
の両端部を、対向する電極間のスペース部を含めて絶縁
材９で覆い、さらに対向配置された各対のアノード２ａ
と２ａおよびカソード２ｃと２ｃの金属ストリップ走行
方向の両端部を、アノード２ａと２ａおよびカソード２
ｃと２ｃと金属ストリップ３との間のスペースにおいて
ストリップ３と接しない程度の近傍までのスペース部を
含めて絶縁材４で覆うことにより、アノード２ａと２ａ
およびカソード２ｃと２ｃからの電極部以外への迷走電
流の流出を防止したものである。

【００１４】この場合、対向配置されたアノード２ａと
２ａおよびカソード２ｃと２ｃの金属ストリップ幅方向
の両端部を覆う絶縁材９は、対向する電極間のスペース
部を含めて電極の最上部から最下部まで電極端部を包み
込むように覆うのが好ましい。一方、対向配置されたア
ノード２ａと２ａおよびカソード２ｃと２ｃの金属スト
リップ走行方向両端部を覆う絶縁材４は、できるだけス
トリップ３の近くまで覆うのが好ましいが、近づけすぎ
るとストリップ３が絶縁材４に接触するという問題があ
る。そのため、絶縁材４の形状を電極の対向する面より
も内側に突設された形状で、絶縁材４の対向面がストリ
ップ３の走行方向に沿ってストリップ３に漸進的に接近
するテーパ面５とすることにより電解処理液の流れを安
定化させて、ストリップ３と絶縁材４との接触を防止す
ることを可能とし、さらにアノード２ａと２ａおよびカ
ソード２ｃと２ｃの上下両端部近傍位置に内外両面に貫
通する貫通孔６を穿設して、当該電極の内外両面に電解
処理液および反応ガスが流通するようにしたことによ
り、絶縁材４および絶縁材９により囲まれた極間内の電
解処理液の流れや反応ガスの放出を行えるようにするこ
とにより、迷走電流を減少させ、高効率で電解処理する
ことが可能になっただけでなく、極間距離を短縮するこ
とも可能となり、更なる電力削減効果も期待できる。

【００１５】次に図３に従って絶縁材４の効果について
説明する。ストリップ３がアノード２ａとアノード２ｃ
の間を矢印の方向に走行する場合、ストリップ３と突出
するように設置した絶縁材４のテーパ面５との間にはス
トリップ３の走行に伴って電解処理液が引き込まれ（連
行され）、それによってストリップ３とテーパ面５との
間に液膜が形成される。テーパ面５の作用によってこの
液膜が揚力を発生するため、ストリップ３と絶縁材４と
は接触することがない。そのため、ストリップ３の幅方
向に反りなどを有する形状の良くないストリップ３であ
っても、上記の揚力を受けて絶縁材４に接触することな
く、走行することが可能となる。すなわち、突出した絶
縁材４を設置することにより、アノード２ａあるいはカ
ソード２ｃとストリップ３との間隔を小さくしてもスト
リップ３とアノード２ａあるいはカソード２ｃとの接触
が防止される。また、絶縁材４はストリップ３側に突出
して設けられているため、ストリップ３に連行される電
解処理液（矢印ｃ）は絶縁材４に当って逆流（矢印ｂ）
し、テーパ面５内に引き込まれる直前にアノード２ａあ
るいはカソード２ｃとストリップ３との間において回動
し、連行流（矢印ｃ）と逆流（矢印ｂ）とにより攪拌さ
れる。

【００１６】また、このアノード２ａとカソード２ｃに
は、それぞれ内外両面に貫通する貫通孔６が穿設されて
おり、ストリップ３に連行される電解処理液は絶縁材４
に当って貫通孔６から反応ガスとともに外面側に排出さ
れ（矢印ｄ）、電解処理液は他方の貫通孔６から内面側
に流入し、循環するように形成されている。

【００１７】

【実施例】垂直パス方式の電解クリーニング処理装置と
して、図４に示す構造の電極２を作製した。この電極２
は上部と下部にエポキシ樹脂製の絶縁材４を有してお
り、ブスバー接続部７で直流電源の陽極または陰極と接
続した。電極２の電解処理面２ｓおよびブスバー接続部
７以外は全てＦＲＰライニングにより絶縁した。また、
図２に示すように、電極２の上部と下部のエポキシ樹脂
等の絶縁材４は、ストリップ３に向かって突き出るよう
に設置し、ストリップ３に対向する面にはテーパ面５を
形成し、テーパ面５はストリップ３の走行方向に沿っ
て、アノード２ａまたはカソード２ｃからストリップ３
側に向かって接近するように設けた。電解処理面２ｓに
は内外両面電解処理液の循環用および反応ガスの排出用
として、複数個の貫通孔６を穿設した。

【００１８】上記のように作製した２対のアノード２ａ
と２ａおよびカソード２ｃと２ｃを図２に示すように、
処理タンク内壁を絶縁ライニングしていない電解処理槽
１内に垂直方向に対向して設置した。迷走電流を防止す
るために電極幅方向末端部には、図１に示すように絶縁
材９を設置した。

【００１９】次に、図６に示す構成の従来の電解処理装
置、および上記の構成の本発明の電解処理装置を用い
て、迷走電流の測定を下記の条件にて実施した。 ［電極設置条件］ 電極１面の長さ ： １６００ｍｍ 絶縁材４のサイズ ： １００ｍｍ×電極幅（本発明装置の み） 電極とストリップの間隔 ： ２０ｍｍ 電極の貫通孔 ： φ７ｍｍ×１００個／面（本発明装 置のみ） 絶縁材の突設端とストリップの間隔 ： ２ｍｍ（本発明装置のみ） ストリップの厚さ ： ０．２０ｍｍ 電解処理液 ： 苛性ソーダ２．３％水溶液（液温８ ５℃） 電極の幅方向端部の絶縁材９ ： 設置（本発明装置のみ） 迷走電流は電極からストリップを介さずに流れる電流で
あることから、迷走電流の測定は、上記電極間にストリ
ップを通していない状態で電圧をかけ、その時に流れる
電流を迷走電流の大きさとした。その電流値とストリッ
プを通して同じ処理電圧をかけたときに流れる電流の差
が、実際に処理のために有効に働いている電流となる。
そのようにして測定した迷走電流の測定結果を表１に示
す。

【００２０】

【表１】

【００２１】次に、従来の電解処理装置および本発明の
電解処理装置を用いて、冷間圧延後のストリップについ
て電解クリーニング処理を実施した。処理電圧は従来の
電解処理装置の通常作業時の電圧である２０Ｖに固定
し、同一の処理速度で電解クリーニング処理を実施した
ところ、従来の電解処理装置を用いた場合は電流値が１
１６０Ａであるのに対し、本発明の電解処理装置を用い
た場合は電流値が８５０Ａと少なくなっているにもかか
わらず、脱脂率や表面濡れ特性など、クリーニングの効
果に差は認められなかった。

【００２２】すなわち、本発明の電解処理装置を用いて
電解クリーニング処理した場合は、迷走電流が従来設備
に比較し半分以下になったため、見かけの処理電流は小
さくなるが、クリーニングの効果は変わらず、大幅に電
流効率が向上し、電力費削減に貢献していることがわか
る。

【００２３】なお、本発明は前記実施の形態並びに実施
例に限定されるものではなく、必要に応じて変更するこ
とができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の電解処理装置は、電解処理槽内
に対向配置された同極の電極の間に金属ストリップを走
行させる電解処理装置に使用される電極背面を絶縁材で
ライニングされた電極において、対向配置された電極の
金属ストリップの幅方向および／または走行方向の両端
部を、ストリップの通路部分を除いて絶縁材のマスクで
覆うことにより、電解電流が電極から金属ストリップを
経由せずに他極の電極や電解処理槽に流れることを防止
したものであり、本発明の電解処理装置を用いて電解処
理を実施することにより、従来設備に比較し迷走電流の
発生量を大幅に抑えることが可能となり、絶縁材でライ
ニングを施していない電解処理槽を使用している従来の
電解処理設備でも、電流効率のよい電解クリーニング等
の電解処理が可能となった。

【００２５】また、ストリップの電極間内の通板性が安
定するため、ストリップと電極との接触のおそれがな
く、極間距離をさらに短縮することも可能となり、さら
なる電力費削減効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電解処理装置に使う電極の平面図

【図２】 本発明の電解処理装置の断面図

【図３】 本発明の電解処理装置における電解処理液の
流れを示す断面図

【図４】 本発明の電解処理装置に使う電極の一例を示
す正面図

【図５】 従来の水平パス方式電解処理装置の他の一例
を示す断面図

【図６】 従来の垂直パス方式電解処理装置の一例を示
す断面図

【符号の説明】

２ ： 電極 ２ａ： アノード ２ｃ： カソード ３ ： ストリップ ４ ： 絶縁材 ５ ： テーパ面 ６ ： 貫通孔 ９ ： 絶縁材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡橋 良行 山口県下松市東豊井1302番地 東洋鋼鈑株 式会社下松工場内 (72)発明者 三奈木 昭宏 山口県下松市東豊井1302番地 東洋鋼鈑株 式会社下松工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解処理層内に対向配置された同じ極性
   の電極の間に金属ストリップを走行させる電解処理装置
   において、対向配置された２つの電極の少なくとも金属
   ストリップの幅方向の両端部の電極間を含めて絶縁材で
   覆うことを特徴とする電解処理装置。
2. 【請求項２】 対向配置された前記電極において、金属
   ストリップの走行方向の両端部を、金属ストリップと接
   しない程度の近傍まで突出した絶縁材で覆うことを特徴
   とする請求項１に記載の電解処理装置。
3. 【請求項３】 対向配置された前記電極において、金属
   ストリップの走行方向の両端部を覆った前記絶縁材の形
   状が、金属ストリップの走行方向に沿って金属ストリッ
   プに漸進的に接近するテーパ面を有することを特徴とす
   る電解処理装置。
4. 【請求項４】 前記電極において貫通する孔を穿設し、
   電極の内外両面に電解処理液および反応ガスを流通させ
   るようにした請求項１から３のいずれか１項に記載の電
   解処理装置。
5. 【請求項５】 電解処理装置が電解クリーニング装置で
   ある請求項１から４のいずれか１項に記載の電解処理装
   置。