JPH03207893A - 鋼帯の連続加圧電気めっき用セル - Google Patents

鋼帯の連続加圧電気めっき用セル

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JPH03207893A
JPH03207893A JP34462989A JP34462989A JPH03207893A JP H03207893 A JPH03207893 A JP H03207893A JP 34462989 A JP34462989 A JP 34462989A JP 34462989 A JP34462989 A JP 34462989A JP H03207893 A JPH03207893 A JP H03207893A
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JP
Japan
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cell
plating
electroplating
steel strip
pressure
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Application number
JP34462989A
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English (en)
Inventor
Keiji Kaida
啓司 海田
Katsuya Hosono
細野 勝也
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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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〉 この発明は、めっき作業中に電極部から発生する気泡の
悪影響を抑制し、好通な作業条件を維持しながら品質の
良好なめっき鋼帯を連続的に製造し得るようにした電気
めっき用セルに関するものである。
〈従来技術とその課題〉 現在、調帯の表面を種々の金属又は合金で被覆する方法
の1つとして電気めっき手段が広く採用されており、こ
の電気めっき鋼帯を製造するに当っては、通常、表面清
浄化を行った銅帯を連続的にめっきセル内に導入・走行
させ、該銅帯を陰極に帯電させると共に、それに対向配
置させた可溶性又は不溶性陽極との間にめっき液を供給
して電気めっきする手法が適用されている。
ところで、めっき鋼帯の製造時に限られるものではない
が、一般に、電気めっき或いは電解処理するに際しては
電気めっきセル内において電極から気泡が発生するのを
如何ともし難く、特に不溶性電極を用いた場合に上記現
象の著しいことが知られている。これは、主として、電
極側に起きる次の反応によるものである。
里盪皇鳳盪二曵金 2HtO−*Q,↑+4H”+4e−(酸素発生〉,里
極皇播盪生場立 ? H to + ’l 6−一H ,↑+20H−(
水素発生).もっとも、これらの反応によって発生する
気泡の大きさ自体は掻く微小なものであるが、銅帯の電
気めっきの場合には最近の高速化要求に応えるべく大電
流を印加して行われる傾向があるため、めっき液に対す
るこれら発生気泡全体の容積比率(気泡分率)は意外に
大きなものとなってしまう。
例えば、I(kA)のめっき電流を流した場合、ファラ
デ一定数をF (F # 96500c/Iwol)と
すると標準状態(0℃+  latIl)においては、
電極を陽極とした時の0■発生量は = 0.058 r  ( 1 /s)となり、電極を
陰極とした場合のH2発生量はH2発生量= 0.11
6 1  ( 1 /s)となる。
即ち、仮にI=10(kA)でめっき液の平均流速が2
01/sであったとし、がっめつき環境条件が標準状態
にほぼ同じと仮定した場合には、発生気体容積は 電極陽極使用時・・・気泡分率:約3%電極陰極使用時
・・・気泡分率:約6%となる(この算出値は、従来一
般的に用いられてきた開放型めっきセルを使用した場合
の値である)。
しかも、実際にはめっき浴温を0℃以上とするのが普通
であることから、単純な推測によっても発生気体容積が
上記値よりも更に大きくなることが明らかな上、めっき
槽中におけるめっき液の流速分布も実際は均一でないた
め、セル内のめっき液中には前記値よりも更に気泡分率
の大きな領域が存在する結果となってしまう。
そして、この“気泡分率”はめっき液の電気伝導度やめ
っきの性状に大きく関与する因子であり、良好なめっき
作業性や品質を確保するには気泡分率を出来るだけ抑え
ることが要求されていた。
そこで、従来、めっきセル中に発生した気泡の悪影響を
抑制する手段として、めっき液を供給する噴流管の流量
を上昇させてセル内のめっき液流速を速め、これにより
発生気泡を速やかに排除するか、或いは気泡分率を相対
的に下げる方法が採用されてきた。
しかし、この方法では、“気泡の悪影響が無視できるよ
うになる程に十分なめっき液流速”を実現するにはかな
りのボンブ能力の向上が必要である上、めっき液の流速
を高めると“大気の巻込み”や“液流の乱れによるめっ
き面への流れ筋の転写”と言った不都合な事態が生じる
懸念が大きく、期待できる効果には限界があった。
そのため、セル中で発生した気泡をより迅速かつ効果的
に排除することを目指して、「セル中に供給するめっき
液の噴出角度を調帯の通板速度に応じて適宜変化させ、
これによって処理鋼帯と液流との相対速度差を或る程度
維持してガス溜まりが生じるのを防ぐと共に、セル中で
発生した気泡の速やかな除去を図る」との提案がなされ
ている(特公昭61−22040号)。
しかしながら、この手段も前述の従来法に指摘された問
題点を解消できるものではなく、同様の理由によってそ
の効果に限界がある。その上、セル内へのめっき液の噴
出角度を工夫したとしても液流速や液動圧は噴出口を離
れるに従い著しく低下するので、噴出口から離れた部分
での気泡除去効果は十分でないと予想されるものである
また、これとは別に、「セル内における電極の中央部付
近の位置にめっき液の一部を排出する排出口を設け、こ
の排出口からセル中に発生した気泡をめっき液の一部と
共に連続的に除去することを目論んだ銅帯電気めっき用
電解セル」に関する提案(特開昭58−16093号〉
もなされている。
確かに、この手法は水平セルの上電極から発生する気泡
の排除には比較的有効ではあるが、下電極から発生する
気泡は被処理鋼帯近傍に多《留まるため、下電極に向け
て配設した排出口からは気泡よりもむしろめっき液その
ものが排出されてしまい、排出口より下流では却って気
泡分率を上昇させてしまう結果となる虞れがある。
このようなことから、本発明の目的は、めっき中に発生
しがちな気泡の悪影響を効果的に抑制し、好適な作業条
件を維持しながら品質の良好なめっき鋼帯を連続的に安
定製造し得る手段を確立することに置かれた。
く課題を解決するための手段〉 本発明者等は、上記目的を達或すべく、様々な観点に立
って鋭意研究を重ねた結果、 「電気めっき用セル内の電解反応部位(めっき部位)を
加圧しながら銅帯のめっき処理を実施すると、該部位で
発生したり蓄積されたりする気泡は圧縮されて容積(気
泡径)が小さくなり、めっき液中の気泡分率(めっき液
と気泡との体積比)が十分に低下してめっき作業性やめ
っき製品品質が大幅に改善される」 との知見を得たのである。
そして、前記電解反応部位(めっき部位)の加圧は、“
セルを密閉構造にして押圧気体及びめっき液をこの中に
送り込むことでめっきセル内圧を上昇させる手段”や“
めっき液面高さが従来よりも高くなるようにセル構造を
改良して電解反応部位(めっき部位)における液圧を上
昇させる手段”により容易に実施が可能であることを見
出した。
本発明は、上記知見事項等に基づいてなされたものであ
り、 「調帯の連続電気めっき用セルを、密閉構造にすると共
にこれにシール装置を伴った銅帯の入口及び出口を付設
し、かつセルの上部に加圧気体供給口を設けて威る構戊
とするか、或いはセルの液面下深さを深くすると共に、
その底部近傍に電極と銅帯通路とを対向配置して威る構
或とすることにより、めっき部分或いは電解部分を加圧
された状態に維持できるようにした点」 に特徴を有している。
以下、本発明を、実施例に係る図面に基づいてその作用
と共により具体的に説明するが、各図面において同し機
能を有する部材は同一記号を付して示した。
第1図は本発明に係る“調帯の連続加圧電気めっき用セ
ル”の1例を示したものであり{第1図(alは側面説
明図.第1図(b)は平面説明図)、めっきセル1は、
セルカハー2が被せられて密閉化されていると共に、ダ
ムロール3及びロールシール4にて気密保持が図られた
鋼帯入口5及び鋼帯出口6を有し、かつセルカバー2に
は加圧用N2ガス供給管7が設けられた構戒とされたも
のである。
なお、図面における記号8は被処理鋼帯を.9はコンダ
クターロールを,10はめっき液面を,11は電極を,
12はエッジマスクを,13はめっき液供給管を,14
はめっき液戻り管を, 15はめっきセル雰囲気圧調節
用排気管を. 16は消音器を.そして17は圧力計を
それぞれ示している。
さて、第1図において、密閉化されためっきセル1内の
めっき液が加圧用N2ガス供給管7から圧人されたN2
ガスにより加圧された状態で、走行する被処理鋼帯8の
電気めっきが行われる.勿論、この際には先に説明した
電解反応によって電極部からの気泡発生が起きるが、め
っきセル1内が加圧されているので発生した気泡や蓄積
された気泡はその径が極力小さいものとなり、従ってこ
れらがめつき製品に及ぼす悪影響は極めて少ない。
更に、気泡の体積が小さくなることからめっき液中の気
泡分率も低く、気泡の存在によるめっき電圧の上昇が抑
えられるのでめっき作業性も非常に良好な状態を維持で
きる。
即ち、このめっきセルによれば、密閉構造のセル内に加
圧気体の圧人或いはめっき液の流入を行ってその内圧を
大気圧よりも高くすることができるため、例えばめっき
部(it解反応部)の圧力を大気圧のa倍,大気圧下で
の気泡分率をηとした場合には、めっき電流やめっき面
への液流速を変化させることなく η めっき作業時の気泡分率η′ξ とすることができる,そして、この効果が「圧力変化に
対しては“液体の容積変化”に比して“気体の容積変化
”が極めて大きい」と言う現象によってもたらされるこ
とは言うまでもない。
ところで、第2図は、上記第1図で示した如き連続加圧
電気めっき用セルを用い、N!ガスとめっき液の供給量
調整によりセル内圧を種々に設定して鋼帯のNi−Zn
合金めっきを実施した際の“セル内圧とめっき電圧との
関係”を示したグラフである。なお、この時のめっき条
件は次の通りであった。
ラインスピード7 6 0 m/sin,電極間距離:
25m, 電流密度: 8 0 A/dn?, めっき金属:Ni−Zn合金めっき, 測定対象:水平セル上電極, 液流速: 2 0 j’/sec, 液面高さ:鋼帯のめっき位置より7am+上方。
この第2図に示される結果からも、本発明に係る電気め
っき用セルを使用してセル内圧を高めた状態で調帯の連
続めっき処理を行った場合には、低いめっき電圧で安定
しためっき作業を実施できることが分かる。また、この
場合には、めっき品質,歩留が共に向上することも確認
された。
ここで、セル内圧の加圧程度は1.2気圧以上であれば
その効果が顕著となるが、セル内圧の上昇に伴って必要
とされるめっき液のシール性能や液循環用ポンプの揚程
が大となるため、得られる効果の度合とも照らしてセル
内圧の上限はゲージ圧で5 kg/一程度、好ましくは
lkg/aJ(2気圧)程度とするのが良い。
なお、上記実施例では加圧気体としてN2ガスを使用す
るものについてのみ説明したが、その他にも空気やAr
ガス等、めっきに悪影響を及ぼすことのないガスであれ
ばその種類を問うものではない。
一方、第3図は、本発明に係る銅帯の連続加圧電気めっ
き用セルの別例を示しており、めっきセル1は、めっき
液面10下の深さが深くなるような構造を有し、その底
部に電極11. 11とそれに挟まれて対向する被処理
鋼帯8の通路が配置された構威とされたものの例である
この連続電気めっき用セルでは、めっき部(t解反応部
)がめつき液面10から相当に深い部位に位置するため
、その深さ(水深)に見合った圧力が掛かることとなり
、密閉型セルを加圧ガスで加圧しながら電気めっきを行
う場合と同様の効果をガス加圧なしに確保することがで
きる。そして、加圧力の調節はセル内の液量調整(液面
調整)を実施するだけで極めて簡単に行える上、セル上
方を開放したり、上方に加圧しない空間を設けておくこ
とが.できるので電極部で発生したガス(水素ガス〉を
希釈・排除することも非常に容易となる。必要ならば、
常時、加圧気体(圧空)をセル上部に吹込み、一方より
圧力調整しながら排気する手立てを講じれば、電極部で
発生したガスの排除能率はより向上する。
なお、この場合の液面下深さ(水深)はめっき部(電解
反応部)に必要とする加圧力に応じて設定すれば良いが
、例えば水深2mで1.2気圧程度の加圧力が得られる
ので、これを目安とすることができる。
更に、セルを密閉化してガス加圧する形式の本発明に係
る銅帯の連続電気めっき用セルは、第4図又は第5図に
示されるように構威しても良い。
即ち、第4図に示すものはセルを竪型とし、被処理鋼帯
8の人口及び出口のシールをシールロール18とロール
シール4とで行うと共に、シンクロール19によって被
処理鋼帯8をめっき液中に導く構威を採っている。なお
、第4図における記号20は調帯乾燥防止噴射液の戻り
管である。また、第5図に示すものはセルをラジアル形
式としたものであるが、何れの形式のセルによっても調
帯の連続加圧電気めっき処理を安定に実施することがで
き、高品質のめっき鋼帯を歩留り良く製造することが可
能である。
〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、めっき液流速
等の諸めっき条件は従来のままでめっきセル中に発生す
る気泡の悪影響(めっき電圧上昇,めっきムラ等)を効
果的に抑制し、高品質のめっき鋼帯を安定した作業性の
下で連続生産することが可能となるなど、産業上極めて
有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第l図は、本発明に係る調帯の連続加圧電気めっきセル
の1例を示した概念図であり、第1図(a)はその側面
説明図、第1図(b)は平面説明図をそれぞれ示してい
る。 第2図は、銅帯を連続電気めっきした際の“めっきセル
内圧とめっき電圧との関係”を示すグラフである。 第3図,第4図及び第5図は、それぞれ本発明に係る調
帯の連続加圧電気めっきセルの別例を示した概念図であ
る。 図面において、 1・・・めっきセル,   2・・・セルカパ゛一3・
・・ダムロール,   4・・・ロールシール,5・・
・調帯入口,    6・・・調帯出口7・・・加圧用
N2ガス供給管, 8・・・被処理鋼帯,   9・・・コンダクタロール
.10・・・めっき液面,   11・・・電極,12
・・・エノジマスク,13・・・めっき液供給管,14
・・・めっき液戻り管, 15・・・めっきセル雰囲気圧調節用排気管,16・・
・消音器.17・・・圧力計,18・・・シールロール
,19・・・シンクロール,20・・・調帯乾燥防止用
噴射液戻り管。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セルを密閉化すると共に、これにシール装置を伴
    った鋼帯の入口及び出口を付設し、かつセルの上部に加
    圧気体供給口を設けて成る、鋼帯の連続加圧電気めっき
    用セル。
  2. (2)セルの液面下深さを深くすると共に、その底部近
    傍に電極と鋼帯通路とを対向配置して成る、鋼帯の連続
    加圧電気めっき用セル。
JP34462989A 1989-12-30 1989-12-30 鋼帯の連続加圧電気めっき用セル Pending JPH03207893A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006507405A (ja) * 2002-06-28 2006-03-02 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 金属腐食を低減させながら基板を電気化学的に処理する装置および方法
JP2017218643A (ja) * 2016-06-09 2017-12-14 Jfeスチール株式会社 電気めっき鋼板の製造方法
JP2017218642A (ja) * 2016-06-09 2017-12-14 Jfeスチール株式会社 電気めっき鋼板の製造方法
WO2017213021A1 (ja) * 2016-06-09 2017-12-14 Jfeスチール株式会社 電気めっき鋼板の製造方法およびその製造装置

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