JPH03158497A - 電気めっきラインの操業方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可溶性電極を用いた電気めっきラインの操業方
法に関する。

〔従来の技術］ 電気めっきラインでは、第２図に示すように、めっき槽
中に電極３を支持点４．５によって支持させておき、ス
トリップ２にコンダクタロール１を接触させてストリッ
プ２を矢印方向に走行させ、ストリップ２の表面にめっ
きを行う。

第２図において、ストリップ２に流れる電流は第３図（
ａ）に示すように、電極３の向かって左端の真上ではゼ
ロで、電極３の向かって右側の端部では定格値であり、
その間は直線的に増加する。

一方、電極３内に流れる電流１１は、第２図中に矢印で
示すようである。この電流１１の水平方向成分は第２図
（ｂ）に示すようになる。この電流と上記ストリップ２
に流れる電流との電磁誘導作用により、ストリップと電
極との間には第３図（ｃ）に示すような吸引力と反発力
が働く。

この電極・ストリップ間に働く電磁力は次の式で表わさ
れる。

２　π　ｒ ただし、 １１、Ｉ２ニストリップ、電極の各電流μ：透磁率 ｒ：極間距離 であり、１１．Ｉ２が同方向に流れている場合は吸引力
、逆方向に流れている場合は反発力がそれぞれ働く。

この電極とストリップとの間に作用する電磁力は第２図
に示すような入側に１本のコンダクタロールを配設して
通電する装置では、第３図（ｃ）に示すように両者の間
に作用する訳である。

この状態において、電極の自重を無視して電極にかかる
荷重分布を求めると第４図のようになる。ここで静止つ
りあい条件より支持点４．５にかかる荷重ＦＡ、ＦＢは
以下のように求めることができる。

静止つりあい条件 ■　鉛直方向合力の釣合 −ＦＡ　　−ＦＢ　　Ｉ０ ■　支持点４にかかるモーメントの釣合′　Ｘｄｘ ＠　ｘｄｘ −２Ｆ日　Ｉ０ 以上より ＦＢ＝−１（＜Ｏ） となる。これは電極３が支持点４を支点として反時計方
向に回転（浮上）することを意味している。

上記計算では電極の自重分は無視して考えてきたが、電
極の浮上は電磁力と電極の重さの相対関係で決まること
は容易に理解できる。

電気めっきラインを稼動すると、電極はめつき液中に溶
は出し、消耗して来る。この時、めっき液と電極とでは
、前者の方が電気抵抗が遥かに大きいため、電極がほぼ
一様に消耗し重量が軽くなる。ｉｆ極には上述のモーメ
ントが作用しているため、第２図の向かって右側が浮上
し、ストリップに接触する。

コンダクタロールを第２図の向かって左側端部にも設け
ておけばこの現象を防止することはできるが、左側のコ
ンダクタロールにスカムが付着し、めっき作業を阻害す
るので好ましくない。

電極を昇降装置にボルトなどで固定する手段も考えられ
るが、めっき液が腐食性が大きいことなどから、ｉｔｔ
的に電極を固定する手段は現実的でない。

実開昭５９−１６９３６５号公報には、めっき液流によ
って電極が浮力を受けるので、電極に蟻溝を穿って浮上
するのを防止することが開示されているが、これも同じ
問題がある。

従来の電極昇降装置は極間距離を単に一定に保つように
することであったが、極間距離を一定に保つだけでは電
流の大きさと電極の重さによって電極が浮上することに
なり、電極がストリップに接触してストリップすり疵等
の不良を発生させる問題がある。

なお、上部電極は第９図に示すように主電極１０から電
極１１が吊下されており、めっき液中に没しない部分が
多（、また自重もあるので電極が消耗しても動（ことは
ない。むしろストリップが引っ張られる状態が生じるの
みである。

〔発明が解決しようとする課題〕

電極昇降の制御を単に極間距離を一定に保つことのみで
行うと、電極が浮上してストリップに接触するおそれが
ある。

本発明は、極間距離は幅方向に均一であること、めっき
整流器の耐電圧内であれば極間距離一定値に固執する必
要がないことに着目して開発されたもので、電極浮上に
よるトラブルのおそれがなく電極の使用可能範囲を拡大
することのできる新規な電極間距離の制御方法を用いた
電気めっきラインの操業方法を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、可溶性電極を用いた電気めっきラインの操業
において、次の手段からなることを特徴とする。すなわ
ち、 昇降可能な電極支持点上に電極を載置し、電極の上面と
ストリップとの間の極間距離を一定に制御しつつ、めっ
き操業データから電極の消耗量を算出して、電極重量を
求め、一方、極間距離から定まるａＭｉ力を計算し、こ
の電磁力と前記電極重量とを比較し、電極の浮上を判断
したとき極間距離を移動し、移動後の位置における極間
距離一定制御を行い、さらに電極の浮上を判断したとき
極間距離を移動する動作と極間距離一定制御とを繰返し
、極間距離が許容限界極間距離に達するまで極間距離を
逐次段階的に移動し操業する。

さらに詳細に説明すると、本発明は、まず、下記■、■
、■の機能を満たす計算機を備える。

■　操業条件（めっき付着量、めっき電流、板幅等）を
人力している。

■　微積分を含めた演算機能を有する。

■　電極昇降装置を作動させるアウトプット機能を有す
る。

一方、電極を遠隔操作によって昇降することができる設
備を備える。

そして、電磁力と電極の重さとの相対関係を求める式を
用い、電極の消耗によって変化する極間距離を上記計算
機で計算し、電極を昇降することにより極間距離を一定
に保つ制御を行う。

この場合、電極が消耗により軽くなり浮上する場合、極
間距離を徐々に広げ電極浮上を防止する。この拡げた位
置で極間距離一定条件下でめっき電流用の整流器の耐電
圧まで操業する。

〔イ乍用１ ストリップ２と電極３との距離により前記電磁作用に起
因するモーメントの大きさが決まるので、これを計算し
、電極の消耗状態に応じてストノツプ２と電極の上面と
の距離を段階的に大きくして第４図における電極の向か
って右端が浮上するのを防止した。

本発明では、第１図に示すように、電極３の上下動を可
能とする電極昇降装置６に計算機７を結合する。この計
算機７を用いてめっき厚、ストノツプ板幅、ライン速度
、通電量等の操業条件から、電極消耗量を計算し、この
電梅消耗に伴う電極移動量を計算し、極間距離を一定値
に制御すると共に、電極消耗に応じて、第８図に示す判
定フローに従って極間距離を拡げる。

電極の消耗が進んで電極の重さが電極浮上刃（電磁力）
を下回るようになると極間距離を変更する。この変更し
た極間距離が許容限界極間距離以下であれば、この極間
距離を一定にするように制（卸して操業する。さらに、
この極間距離においても電極の重さが浮上刃を下回るよ
うになれば極間距離を変更する。これを繰返し、極間距
離が許容限界に達すれば電極の交換を行う。

第１図に示すような設備において電極の幅を考虜した時
の電磁力Ｆを求めると、次式のようになる。

ただし、 ｔＬｓ：比透磁率 ｒ：極間距離（メートル） Ａ：電極幅（メートル） である。

したがって、電極全体にがかる電Ｅｎ力Ｆ′めると Ｆ’　　＝４．７６Ｘ　１０−’ＸＴａ’　　ｕｓを求 ただし、 Ｔａニストリップ・トータル電流（ＫＡ）である。

また、電極としてＺｎ電極を考えると、Ｚｎ電極溶解量
Ｅ（ｋｇ／Ｈ）は下記のようになる。

η ただし。

Ｓ＝ニラインスピードｍｐｍ） Ｂ＝板巾（ｍ） Ｇ：付着量設定値（ｇ／ｒｒｉ″） η：効率（ｇ／ゴ） これより、残存電極の重さＷは新品電極の重さをＷ、と
すると、 Ｗ＝Ｗ、−Ｅ−ｔ ただし、 ｔ＝通電時間 である。

したがって、電極が浮上しないためにはＦ’　＜Ｗ　　
　　　　　　　　　　　　　・・・■であることが必要
になる。

パラメータとして通電量をＩ、■、■・・・ＶＩＫＡ綿
のようにとり、極間距離と電極重さとの関係を表わすと
第５図に示すようになる。第５図において各通電量線の
上側が電極が浮上しない領域である。一方、整流器の耐
電圧から発生する限界極間距離は第５図中の破線２０の
ように表わされ例えば通電量が［ＩＩＫＡの場合、斜線
で示される範囲２１が本発明による制御方法の制御範囲
となる。

従来の制御では第６図に黒丸２２で示すようにめっきが
進んで電極が軽くなっても極間距離を一定に保つように
制御している。つまり第６図に示すように極間距離一定
の線２３に沿って一直線に下降する制御が行われている
。

これに対し、本発明の制御方法では第７図の白丸２４で
表わすように、電極が浮上する限界までは第６図と同様
に一直線に下降する制御を行うが、その後は極間距離を
拡げてその極間一定条件で操業を継続し、その極間距離
で再び電極が浮上する限界に達したら極間距離を拡げ、
その極間距離一定条件で操業と継続し、これを繰返して
階段状に下降し許容限界の極間距離２０に到達すれば電
極交換を行う。

したがって、従来に比し電極交換までに電極の重さが（
ａ　＝　ｂ　）分だけ有効活用できることになる。

〔実施例１ 第１図に示すような設備において 極間距離　目標　　　　　２５ｍｍ 極間距離　許容限界　　　５０ｍｍ 電極材質　　　　　　　　Ｆｅ 電極幅　　　　　　　　　１３５ｍｍ ストリップトータル電流　３５ＫＡ の条件下で本発明の昇降装置を用いた。

従来電極の重さが１５ｋｇ程度になると電極を交換する
必要が生じたが、本発明を用いると４ｋｇ程度になるま
で電極の交換が不要になった。

また４ｋｇになるまで電極は浮上せずすり疵の発生等も
なかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば電極の浮上によるストリップのすり疵を
生ずることなく電気めっきラインのｍＷを効率的に使用
することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図はめっき
の説明図、第３図は電磁力の説明図、第４図は電極の荷
重分布の説明図、第５図は電極の重さと極間距離の関係
を示すグラフ、第６図は電極の重さと極間距離との関係
を示す説明図（従来の制御の場合）第７図は電極の重さ
と極間距離との関係を示す説明図（実施例の制御の場合
）第８図は実施例のフローチャート、第９図は上部電極
の斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　可溶性電極を用いた電気めっきラインの操業におい
   て、昇降可能な電極支持点上に電極を載置し、電極の上
   面とストリップとの間の極間距離を一定に制御しつつ、
   めっき操業 データから電極の消耗量を算出して電極重量を求め、一
   方、極間距離から定まる電磁力 を計算し、該電磁力と前記電極重量とを比較し、電極の
   浮上を判断したとき極間距離を移動し、該移動後の位置
   における極間距離一定制御を行い、さらに電極の浮上を
   判断したとき、極間距離を移動する動作と極間距離一定
   制御を繰返し、極間距離が許容限界極間距離に達するま
   で極間距離を逐次段階的に移動し操業することを特徴と
   する電気めっきラインの操業方法。