JPH02115393A - 移動する金属ストリツプの一面の電解被覆のための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は移動する金属ストリップの一面の電解被覆のた
めの方法及び装置に関するものである。

本発明を要約すれば、移動する金属ストリップ（１）の
一面の電解被覆において、陰極としてのストリップは回
転するローラー（３）と接触しており且つ不溶性の陽極
（４）は間隙（５）が生成するようにストリップ（１）
から一定の間隔においてローラー（３）と同心的に位置
している。電解液を乱流が生じるために十分な平均速度
で間隙（５）中に流し、且つノズル（９）からストリッ
プ（１）が排出する間隙（５）の末端においてストリッ
プ（１）の移動の方向に対して反対方向で間隙（５）中
に噴流として供給する。効率を向上させるために、ノズ
ル（９）のはストリップの全幅にわたって実質的に均一
であり且つ電解液を電解液の該平均速度から１０％より
も大きく異なるところがどこにもない速度で間隙中に供
給する。

ヨーロッパ特許出願第１２５７０７号は陰極としての移
動する金属ストリップを回転する陽極ローラーの導電性
外表面と接触させ且つ不溶性の陽極をストリップから一
定の間隔でローラーの円周の一部上でローラーと同心的
に位置させるという電解被覆方法を記している。その中
に電解液を供給して被覆を生じさせる、このようにして
該円周部分上に形成させた間隙中に、乱流が生じるよう
な平均速度であまねく電解液を流す。電解液はストリッ
プの経路に対して接線的な成分を持って間隙の一端でそ
の中に噴流として供給する。ストリップの電解被覆のた
めのこの方法は、他の公知の方法と比較して多くの利点
を有している。

ヨーロッパ特許出願第２８２９８０号は、電解液を間隙
のストリップ排出末端において供給する類似の装置を開
示している。

ローラーを経てストリップに電流を供給する場合は、平
坦、垂直又は水平電解槽における場合のように、ストリ
ップに沿う抵抗損失を伴なって電流を流す必要はなく、
むしろ陽極ローラーから直接にストリップへと電流を送
ることができ、この有利性は、ｔ；とえば０−１７ｍｍ
の厚さを有するすず板をめっきする場合のような薄いス
トリップに対しては特に重要なことである。第二の利点
は（ストリップから一定の間隔に位置させた二つの電極
間にストリップをみちびく平坦、垂直又は水平電解槽き
は異なって）、ストリップが陽極ローラーの回りを進む
から、ストリップの経路が固定されるということである
。これは、ストリップと陽極の間の間隙が、特に陽極が
不溶性のものである場合には、被覆の間にあまり変化し
ないということを意味する。

上記の利点にかかわらず、ヨーロッパ特許出願第１２５
７０７号の方法について本発明者が行なった実験から、
この方法は多くの欠点を有することが見出されている。

第一に被覆槽の厚さの均一性がストリップの輻にわたっ
て十分ではない。第二に、ある条件下では、公知の方法
の効率が、特にストリップの速度がいくらか高いときに
、きわめて低くなる可能性がある。これらの欠点をさら
に以下に説明する。

本発明の一目的は、被覆槽の厚さのより良い均一性を取
得することができる改良した方法及び装置を提供するこ
とにある。本発明の別の目的は、どのような条件下にも
高効率を有する方法を見出すことにある。

本発明に従って、ストリップの全幅にわたって均一な形
状を有するノズルを用いて、間隙中の電解液を該平均速
度から１０％よりも大きく逸脱するところがどこにもな
い速度で電解液を間隙中に供給する。電解液はストリッ
プの移動の方向に対して反対方向の接線的成分をもって
、間隙のストリップ排出末端において供給する。この配
置はストリップと陽極の間の間隙中への電解液流入条件
を最適化し、それによってストリップの全幅にわたる被
覆層のきわめて均一な厚さと被覆プロセスの高い効率を
得ることができる。その上、間隙中に電解液を供給する
ために必要なポンプエネルギーを低下させることができ
る。

間隙中の電解液の平均速度は少なくとも５ｍ／秒である
ことが好ましく、少なくとも７ｍ／秒であることが一層
好ましい。その利点は被覆のために用いる装置をコンパ
クトにすることができるように被覆時に高い電流密度を
用いることができるということである。

ノズルはストリップの全幅にわたって実質的に連続的に
開いており且つストリップの全幅にわたって均一な幅を
有するみぞ状の注入口を有することが好ましい。ノズル
は収斂するノズルとすることができる。

ノズルはストリップの全幅にわたってのびている容器か
ら供給を受け、その容器はノズルの容積に比較して大き
な容積を有し且つストリップの全幅にわたって分布させ
た複数の導管により電解液の供給を受ける。この場合に
、導管の排出方向はノズルと一線に並んでいないこと及
び容器中にコア体が取り付けであることが好ましい。さ
らに、ノズルは間隙の接線方向と鋭角αを成し、その角
度は４５″未満であることが好ましく、約３０゜である
ことが−層好ましい。

多数の導管を通じての供給容器のノズルへの給送は、容
器中の低下はするがしかしなおかなりの速度の変動を与
える。導管からの供給流を容器の閉じた側に向けること
によって、これらの変動は小さくなる。たとえば、供給
管を容器の出口の穴に対して直角に位置させる。速度の
変動は、容器をコア体で部分的に充填することによって
も低下する。容器中の流動速度は、容器の容積が比較的
大きいことにより、比較的低い。このことは速度の変動
が比例して小さくなることを意味する。容器の非放射状
の速度成分もまた小さくなり、それは出口の穴を横切っ
て均一な量の分布が生じることを意味する。速度変動は
ノズル中でさらに低下する。電解液を小さな角度でノズ
ルによって間隙中に注入する。小さな角度及び電解質が
出てくるところの近くでのノズルの挟まりはストリップ
の出口穴における小さな減圧を生じさせ、それにより出
口穴を通じる電解液の漏れを低下させる。本発明の方法
を用いれば、８５０ｍｍの幅のストリップに対して、平
均速度から＋６％及び−７％よりも大きく逸脱すること
がない均一な速度を得ることができる。

本発明を図面の参照のもとに以下の非制限的実施形態に
よって例証する。

第１図の放射噴流電解装置の概念図中で、ローラー３と
同心的な不溶性の陽極４によって形成される間隙５中を
矢印で示す方向に導かれるときに、金属ストリップｌは
回転する陰極ローラー３の外表面の導電性部分２と接触
することが示されている。陰極ローラー３を整流しｔ乙
電圧源のマイナス端子に接続し、陽極をプラス端子に接
続する。ストリップｌの全幅にわたってのびており且つ
中心のコア体７を備えている容器８から、みぞ形の収斂
ノズル９を通じて、間隙のストリップ排出末端において
ストリップの全幅にわたって均一に分布した液体噴流と
して間隙５中に鋭角α（第２図参照）で、ストリップの
移動の方向に対して反対方向に接線的な成分を得るよう
な具合に、電解液を供給する。間隙中の平均速度は乱流
が生じるようなものとする。電解液は、ストリップの幅
を横切って且つノズルと一線とならないように間隔を置
いた４本の供給管を通じて、容器８に供給する。

ノズル９は均一な幅を有し且つストリップ１の幅を横切
って連続的に開いた出口を有している。電解液は間隙５
を通過したのち、導管１０を通じて排出し、次いで電解
液中の金属イオン濃度を望ましい水準にもどしくこれは
図中に示して゛ない）、最後に電解液を再び供給管中に
送る。

第２図は、管６がノズル９と一線になっておらず、それ
に対して直角となっていることを示している。同時に第
２図はノズル９が鋭角αで間隙５と結合していることを
も示しており、この図に示した角σは３０°である。さ
らに第２図は容器８の容積がノズル９の容積と比較して
大きいことを示している。第２図はノズル９が間隙５の
出口末端において漏れが生じないように陽極４に対して
接続していることをも示している。最後に、第２図はノ
ズルのところにおけるストリップの出口１１を示してい
る。ここで、小さな角度ａのためにノズル中に小さな負
の圧力が生じ、それが出口を通じる電解液の漏れを制限
する。

第４図は、すずめつきにおける被覆重量に関するいくつ
かの実験結果を示す。このグラフは、縦軸に記録した被
覆重量を、横軸に理論被覆重量を与える。これらの結果
は間隙中への電解液の流動方向がストリップの移動の方
向と同一である場合、すなわち、ヨーロッパ特許出願第
１２５７０７号の方法におけるような場合において、ス
トリップと電解質の速度の種々の組合わせを用いた実験
に関するものである。多くの組合わせにおいて、記録し
た被覆重量は理論被覆重量と著るしくは異なっていない
ことが認められ、それは被覆プロセスの効率が高いこと
を意味している。しかしながら、いくつかの組合わせに
おいて（斜めの陰影を付した区域において）は記録した
被覆重量は理論被覆重量よりも著るしく低く、その場合
の被覆重量の効率は５０％以下である。この低い効率は
電解液の平均速度Ｖ１がストリップの速度ｖｂと大体等
しい場合、すなわちＶ、／Ｖｂが約１である場合、いい
かえればヨーロッパ特許出願第１２５７０７号中に規定
した範囲内、の組合わせにおいて、生じることが認めら
れた。

これらの実験結果から、ストリップと比較した、電解液
の相対速度が被覆プロセスにおける重要なパラメーター
であって、それがあまり小さ過ぎてはならないことが認
められた。本発明においては、電解液の流動の方向を選
択することによって、電解液の低い相対速度を回避する
。

第５図は、９５％の被覆プロセス効率及び電解液の濃度
と温度の等しい条件下における、すずめつきでの本発明
による方法に関する実験結果の関係を示す。印加した電
流密度ｉ（第５図のグラフの縦軸）及びストリップと比
較した電解液の相対速度Ｖｒ　　（横軸）の間に独特の
直線的関係が存在することが認められる。

グラフ中４こ引いた線は、９５％の効率において且つ異
なる被覆重量を有する鋼ストリップの上の本発明に従う
すずめつきに対する作用の線である。

少なくとも５ｍ／秒、−層好ましくは少なくとも７ｍ／
秒の間隙中への電解液の平均速度の使用に、優先性が与
えられる。このような高い電解液の相対速度の使用は、
装置をコンパクトにすることができることを意味する。

上記の実験において、８５０ＩＩＩｍの幅の鋼ストリッ
プを、０．５〜２．８ｇ／ｍ”のすず被覆重量を用いて
、本発明に従かう方法により、すずめつきした。大部分
の場合に、すず被覆重量は±０．０４〜±０．０２ｇ／
ｍ’よりも広がることはなかった。本発明の方法におけ
る基準を適用するときは、きわめて均一であり且つ良好
なモルホロジーを有する被服層を持つ被覆製品を取得す
ることができる。

本発明の主な特徴及び態様を記すと次のとおりである。

１、陰極としての金属ストリップ（１）は回転するロー
ラー（３）と接触しており、且つ電解被覆を生じさせる
間隙（５）を形成させるようにストリップ（１）から一
定の間隔を置いてローラー（３）の周囲の一部上にロー
ラー（３）と同心的に不溶性の陽極（４）を位置させ、
乱流が生じるために十分な平均速度で電解液を間隙（５
）中に流し、且つストリップ（１）が排出する間隙（５
）の末端においてストリップ（１）の移動の方向に対し
て反対方向の接線的成分を有する噴流として電解液をノ
ズル（９）から間隙（５）中に供給することから成る、
移動する金属ストリップ（１）の一面の電解被覆のため
の方法にして、ノズル（９）の形状はストリップの全幅
にわたって実質的に均一であり且つ電解液の該平均速度
から１０％よりも大きく異なるところがどこにもない速
度で電解液を間隙（５）中に供給することを特徴とする
該方法。

２、間隙（５）中の電解液の平均速度は少なくとも５ｍ
／秒である、上記ｌに記載の方法。

３、間隙（５）中の電解液の平均速度は少なくとも７ｍ
／秒である、上記２に記載の方法。

４、ノズル（９）は、ストリップの全幅にわたって連続
的に開いており且つストリップ（１）の全幅にわたって
均一な幅のものである、みぞ状の出口を有する、上記１
〜３に記載の方法。

５、該ノズル（９）は、鋭角ａで間隙（５）に結合し且
つストリップ（１）の幅にわたってのびている供給容器
（８）に接続し、該容器（８）はノズル（９）の容積と
比較して大きな容積を有し且つストリップの幅にわたっ
て分布した複数に導管（６）によって電解液の供給を受
ける、上記１〜４に記載の方法。

６、該導管（６）の放出方向はノズル（９）と−線では
ない、上記５に記載の方法。

７、容器（８）内にコア体（７）が配置しである、上記
５又は６に記載の方法。

８、該鋭角αは４５１′未満である、上記５〜７に記載
の方法。

９、該鋭角σは約３０°である、上記５〜８に記載の方
法。

１０、ノズル（９）は間隙（５）のストリップ末端出口
において本質的に漏れがないように陽極（４）に接続し
ている、上記１〜９に記載の方法。

１１、使用時に金属ストリップ（１）が周囲を通過する
回転できるローラー（３）、該ローラーと同心で且つス
トリップ（１）と陽極（４）の間に周辺的な間隙（５）
を提供する不溶性の陽極（４）、乱流が生じるような平
均速度で間隙のストリップ排出末端から間隙を通る概し
て周辺の流れを達成するように該間隙（５）中に電解液
を供給するための注入ノズル（９）を包含する手段及び
電解被覆を生じさせるために陰極としての該ストリップ
（］）と該陽極（４）の間に電流を供給するための手段
から成る、移動する金属ストリップ（１）の一面の電解
被覆のための装置にして、該ノズル（９）はストリップ
の全幅にわたって実質的に均一な形状を有し且つ間隙中
の電解液の該平均速度から１０％よりも大きく逸脱する
ところがどこにもない速度で電解液を間隙中に供給する
ように配置されていることを特徴とする装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化する方法におｌ、％て使用する
ための本発明を具体化する放射的噴流電解装置の概念図
である。 第２図は第１図の装置の間隙の断面である。 第３図は第２図の矢印■に相当する図である。 第４図は被覆重量に関する実験結果によるグラフである
。 第５図は最高プロセス効率における本発明による方法の
作用の線を与えるグラフである。 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、　４ Ｗｌ （ｇ／ｍ２） ＦＩＧ、　Ｓ ｒ （ｍ／Ｓ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、陰極としての金属ストリップ（１）は回転するロー
   ラー（３）と接触しており、且つ電解被覆を生じさせる
   間隙（５）を形成させるようにストリップ（１）から一
   定の間隔を置いてローラー（３）の周囲の一部上にロー
   ラー（３）と同心的に不溶性の陽極（４）を位置させ、
   乱流が生じるために十分な平均速度で電解液を間隙（５
   ）中に流し、且つストリップ（１）が排出する間隙（５
   ）の末端においてストリップ（１）の移動の方向に対し
   て反対方向の接線的成分を有する噴流として電解液をノ
   ズル（９）から間隙（５）中に供給することから成る、
   移動する金属ストリップ（１）の一面の電解被覆のため
   の方法にして、ノズル（９）の形状はストリップの全幅
   にわたつて実質的に均一であり且つ電解液の該平均速度
   から１０％よりも大きく異なるところがどこにもない速
   度で電解液を間隙（５）中に供給することを特徴とする
   該方法。 ２、使用時に金属ストリップ（１）が周囲を通過する回
   転できるローラー（３）、該ローラーと同心で且つスト
   リップ（１）と陽極（４）の間に周辺的な間隙（５）を
   提供する不溶性の陽極（４）、乱流が生じるような平均
   速度で間隙のストリップ排出末端から間隙を通る概して
   周辺の流れを達成するように該間隙（５）中に電解液を
   供給するための注入ノズル（９）を包含する手段及び電
   解被覆を生じさせるために陰極としての該ストリップ（
   １）と該陽極（４）の間に電流を供給するための手段か
   ら成る、移動する金属ストリップ（１）の一面の電解被
   覆のための装置にして、該ノズル（９）はストリップの
   全幅にわたつて実質的に均一な形状を有し且つ間隙中の
   電解液の該平均速度から１０％よりも大きく逸脱すると
   ころがどこにもない速度で電解液を間隙中に供給するよ
   うに配置されていることを特徴とする装置。