JPH04110495A - 連続着色装置およびその給電制御方法 - Google Patents

連続着色装置およびその給電制御方法

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JPH04110495A
JPH04110495A JP23031890A JP23031890A JPH04110495A JP H04110495 A JPH04110495 A JP H04110495A JP 23031890 A JP23031890 A JP 23031890A JP 23031890 A JP23031890 A JP 23031890A JP H04110495 A JPH04110495 A JP H04110495A
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JP
Japan
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counter electrode
metal plate
sheet
inlet
rectifier
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JP23031890A
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Nobuo Abe
信夫 阿部
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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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〉 本発明は、電極装置およびこねを用いた連続着色装置、
特に交番電流電解法により、金属板、特にステンレス鋼
扱に着色する着色装置およびその給電制御方法に関する
〈従来の技術〉 ステンレス鋼に多彩な色調を付与する方法として、主に
硫酸とクロム酸の混合液を用いたlNC0法が知られて
いる(特公昭523261、1号、特公昭52−258
1.7号、特公昭53−31817号公報参照)。
前記I NCO法による着色ステンレス鋼板製造の改良
法として、交番電流電解法による発色法(特開昭61−
127897号公報参照)が提案され、さらに前記交番
電流電解法にJ:る連続ライン発色法およびその装置が
提案された(特開昭6:2−60893号、同6210
3395号公報参照)。
しかしなから、前記各方法には、バッチ式の場合、シー
ト状l1liil仮の取イマ]作業が複雑なこと、シー
ト状鋼板の変形による色むらの発生などの問題があった
。 そこで、このような欠点を解決するために、シート
状鋼板の水平通板による連続着色装置か提案されている
(特開昭63247395号公報参照)。
また、シート状鋼板の長平方向の均一発色を得るため、
シー]・状鋼板への整流器の投入電流量を槽内のシート
面fttiに応じて制御することが提案された(特開平
01−1.68893号公報参照)。
この方法は、第9図に示すように、矢印6方向に通板さ
れるシー1〜状鋼板4の電解槽内における面積Sxを、
シート状鋼板4の先端および末端の位置をロール回転検
出器(P L G )等でドラッギングすることにより
、演算して、第10図に示すように投入電流量を制御し
ていた。
すなわち、A1ど/\2では、シー1〜4の先端が入側
ばね電極3aに達してから出側ばね電極3]Dに達する
までの整流器2の投入電流パターンを示している。 A
]どA2の範囲では、槽内のシートの面積Sxが増加す
るため、投入電流パターンは槽内のシート面積の関数で
、その係数はシート先端部およびサイドエツジ部でのシ
ートの非着色面であるシー)・裏面への電流の廻り込み
を考慮して決められる。
第10図のBでは、シート4の先端が出側ばね電極36
に達してから、シート4の末端が入り側ばね電極3aを
離ねるまでの間の整流器2の投入電流パターンを示して
いる。 Bの範囲では、槽内のシート面積が一定である
から、投入電流パターンも一定となる。
第10図の01、C2では、シート4の末端が入側ばね
電極3aを離れてから、出側ばね電極3bに達するまで
の整流器2の投入電流パターンを示している。 C]ど
C2の範囲では、槽内のシート面積Sxは減少するため
、A1とA2の投入電流パターンと同様にシート4の裏
面への電流の廻り込みを考慮して、係数が決められてい
る。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、第9図に示すような従来の連続着色装置を用
いると、シート単板時の場合、シート4の先端が入側対
極1aの下を通過している時、すなわらシート4の先端
が入側ばね電極3aに達してから、シー1−4の先端ど
入側ばね電極3aどの距離が短い場合は、シー]・4の
着色面(表面)と出側対極11つとの距離がシート4の
着色面と入側対極]aどの距離に比較して長いため、シ
ート4の非着色面である裏面への電流の廻り込みが大き
く、シート先端部での通電量が均一にならないため、着
色にむらが生じる。
また、槽内のシート4の末端と出側ばね電極3bどの距
離が短い場合も、シート先端部と同様に着色むらが生じ
る。
連続通板時の最初のシートの先端部および最後のシート
の後端部も前述と同様に着色むらが生じる。
一般に、交番電流電解着色方法では、鋼板の着色面と対
極どの距離は一定であることが、着色面に均一な厚みの
酸化被膜を生成する上で有利であることが経験的に知ら
れている。
さらに、連続通板時は、第11図に示すように先行シー
1−4bの後端部と後行シー[・4aの先端部に着色の
むらが生じることがわかった。
すなわぢ、従来の交番電流電解着色法では、第12図の
ように先行シート4. bと後行シート4aが間隔7を
あけて槽内にある場合は、シート1枚通板時の第10図
のBと同じ状態であるとして、整流器2の投入電流パタ
ーンは一定であった。
しかしながら、第12図の入側ばね電極3aの電流は、
後行シートの槽内面積Soの増加に従って増加すること
はなく一定であった。 また、出側ばね電極31)の電
流は、先行シー)・4bの槽内面積S、が減少するに従
って減少することなく一定であった。 このため、先行
シーh 4. l:lの後端部と後行シート4aの先端
部において通電量は均一とならず、着色にむらが生じた
本発明は、シート先端部、後端部における着色むらがな
く、連続通板時の先行シートの後端部と後行シートの先
端部にお(・つる色むらのない均一な着色が可能な着色
装置およびその給電制御方法を提供することを目的とし
ている。
く課題をj解決するための手段〉 」二記目的を達成するために本発明によれば、複数の槽
から構成される交番電流電解槽に通板される金属板を前
記各電解槽内の電解液中で交番電流電解電解着色する連
続着色装置において、前記電解槽の各種に前記金属板の
処工u1面に対向し、金属板の進行方向に2分割して配
設される入、出側対極と、前記各種の入、出側に配設さ
れ前記金属板の非着色面に接触する複数のばね電極と、
前記入、出側対極、入、出側ばね電極および電解液を通
して前記金属板に電解電流を供給するための入、出側整
流器と、前記分割された)い出側対極を電気的に断続す
るための開閉器ど制御装置とを有してなることを特徴と
する連続着色装置が提供される。
また、本発明によれば、前記連続着色装置に通板して金
属板を電解着色するに際し、通板される前記金属板の各
電解槽内での先端および末端の位置に応じて、前記金属
板の先端が、入側対極領域にある間は開閉器を開き、入
側整流器・入側対極を通して給電し、前記金属枦の先端
が、出側対極領域にある間は開閉器を閉じ、入側整流器
・入、出側対極を通して給電し、前記金属板の先端が出
側対極領域を越え、かつ前記金属板の後端が入り側対極
領域に達するまでの間は、開閉器を開き、それぞれ入側
整流器・入側対極および出側整流器・出側対極を通して
給電し、前記金属板の後端が、入側対極領域にある間は
開閉器を閉じ、出側整流器・入、出側対極を通して給電
し、前記金属板の後端が出側対極領域にある間は開閉器
を開き、出側整流器・出側対極を通して給電することを
特徴とする連続着色装置の給電制御方法が提供される。
また、前記金属板の後端が入側または出側対極領域にあ
る間に、後続する金属板の先端が入側または出側対極領
域にあるどきは、先行する金属板の入、出側対極領域に
ある部分の面積S EXと後行する金属板の入、出側対
極域にある部分の面積Sいから入、出側整流器の投入電
流f rlf、f EXを下記式(])、(2)により
演算して制御することを特徴どする連続着色装置の給電
制御方法が提供される。
f rll= f X SEN/ (SEN+5EX)
 −(1)f、:x=fXsex/ (SEN+5EX
) −(2)本発明において、金属板は、着色可能なシ
ート状金属板であればいかなるものでもよいが、以下、
シート状鋼板を代表例として説明する。
辺、下に、本発明を添例の図面に示す好適実施例に基づ
いてさらに詳細に説明する。
第1図は、本発明の連続着色装置の一実施例の線区的断
面図である。
同図において、連続着色装置]0は、基本的に金属板4
を水平通板方式で搬送しつつ電解着色するだめのもので
、電解液]6を充填した電解槽11と、金属板4を搬送
する搬送手段(搬送ロール)14と、給電装置15から
構成される。
ここで、交番電流電解にJ:るステンレス鋼オリの着色
法は、交番電流の陽極電気遣と陰極電気量とを最適に糸
旧合ゼることにより、「着色」陽極電解と「硬膜」 、
陰極電解とを1液1工程で行うものである。 ここで用
いる電解液]、 6は、クロム酸と硫酸との混合溶液を
主体どして、その他のクロム化合物、モリブデン酸など
を添加したものや、過マンガン酸塩、バナジウム化合物
、その他の金属酸化物を硫酸またはアルカリ溶液に混合
したものなと、交番電流電解] 1 コ2 による着色が可能な溶液であればいかなる溶液でもよい
電解槽]]は、第1図に示す例では8つの槽12からな
る。 ここで、電解槽]1は、鉄、ステンレス(S U
 S )などを芯口どしているが、電解液1Gは、通常
硫酸やクロム酸など含む酸性の腐食性の高い溶液である
ため、電解槽11の内面は耐食性、面;[薬品性および
絶縁性の高い材料例えば、ニフッ化ビニリデンや四フッ
化ビニリデンなどのフッ素系樹脂でコーティングしてお
くのがよい。 電解II!l]1の人口および出口には
シールロール対]3が設けられる。 これらのシールロ
ール対13は金属板4の搬送手段]4を兼ねていてもよ
い。
各種]2の間および各種の中央には搬送ロール14が設
しづられている。
各種]2には各給電装置]5が設(づられる。
各給電装置15は、入、出側対極]、a、lbと、入、
出側ばね電極3a、3bと、入、出側整流器2a、2 
bと、開閉器5ど図示しない制御装置とからなる。
各種12の入、出側に設置プられる入、出側対極]a、
]bは金属板4の着色面である上面に所定間隔離間して
配置される。
また、ばね電極3a、31つは金属板4の非着色面であ
る下面に接触するよう設けられる。
対極1a、1bとばね電極3a、3bとのそれぞれの間
に電解着色電流を流すための各種12ごとに独立した整
流器2a、2bや図示しない制御装置からそれぞれ対応
する対極1a、]bおよびばね電極3a、3]〕(こ給
電するようそれぞれ独立に接続されている。
ここで、電解液16は腐食性の高い溶液であるのでばね
電極3a、3bの月利は、耐薬品性、耐食性材料である
必要があり、搬送される金属板4の移動に際しても、こ
のような金属板と確実に接触するように弾性力のある材
料、例えば、耐食性、耐薬品性の金属特に、ヂクンであ
るのが好ましい。
また、ばね電極3a、3bの先端部は金属板4に確実に
接触するように円弧状をなし、金属板4と接触する先端
接触部以外の部分は、電解液16中に迷走電流を生じさ
せないように絶縁性被覆を施しておくのが好ましい。 
絶縁性被覆としては、絶縁性があり、耐薬品性、副食性
を有するものであればいかなるものでもよ(、例えば電
解液]6で不働態化するような酸化被膜の被覆を予め形
成してもよいし、電解液16との反応により形成しても
よい。 さらにこの酸化被膜の上に塩化ビニル、ニフッ
化ビニリデン、四フッ化ビニリデンなどの絶縁性樹脂の
被覆、フッ素系ゴムの被覆などを形成させてお(のが好
ましい。
ここで、ばね電極3a、3bは前記のものに限定されな
いが、ばね電極3a、3bの寸法は、電解槽11の大き
さ、対極1a、11〕の大きさや位置、金属板4の寸法
、厚さおよび電解電流値などによって適宜定めればよい
が、例えば幅6mm、厚さ2mm、長さ300mmを有
するもので、絶縁性被覆の厚さはチタン(Ti)!!!
!板ばね電極の場合1 m m 〜2 m m程度あれ
ばよい。
ここで、ばね電極3a、3])の材料としてチタンを用
いる場合は、弾性力を担持させるため焼入れ等のばね加
工をしておくのが好ましい。
ばね力を有するチタン製ばね電極3a、31〕は電解液
と反応して、表面に極めて薄い酸化膜を形成し絶縁物と
なるが、この絶縁性被覆は極めて薄いため、金属板4ど
接触する部分はすぐにはがれて極めてよく電流を出すこ
とができるので、本発明の連続着色装置に用いる給電治
具としても最も適したものである。
さらに、ばね電極3a、3bは、その基部にばね電極3
a、3bの高さJ6よび傾きなどを調整するばね電極3
a、3bの接触圧調整手段を設けておくのが好ましい。
 調整手段としては、ばね電極3a、3bの上下移動な
らびに回動を行うものであれば何でもよい。 ばね電極
3a、3bの接触圧としては、金属板4が走行しても外
れないように、高いほうがよいが、高] 5 すぎると、金属板4が押し上げられ、対極との距離が変
わり、色むらの原因となるので金属板4が押し上げられ
ない程度の接触圧、ばね強さに調整するのが好まいしい
また、ばね電極3a、31〕は金属板4の板幅方向の全
幅に設けてもよいが、中央部側近の一部に設けてもよい
ここで、シート状金属板4では、隣り合う2つの槽]2
で同時に着色処理される場合があるが、ばね電極3a、
3bを槽]2の人口と出口との中央にのみ配置したので
は、シート状金属板4の先端が次の槽12に入っても、
ばね電極と接触できないために通電がなされず、着色む
らを生じるので、ばね電極3a、3bは第1図に示すよ
うに各種12の入口と出口の2か所に設けるのが好まし
い。
入側対極1aど出側対極1bは、開閉器5により回路的
に接続、切り離しが可能な機能を何している。
また、本発明に係る着色を行うために、槽内のシートを
トラッキングするためのライン速度検出装置とシート位
置演算およびシート位置による投入電流潰を演算する制
御装置を有する。 これらは従来の着色方法における制
御装置をそのまま利用することができる。
つぎに、本発明の連続着色装置の給電制御方法について
説明する。
第2図に示すように、ある槽に搬送されてきたシート4
は、制御装置(図示ゼず)のライン速度検出装置とシー
ト位置演算によりシー1−先端が入側対極領域R1にあ
ることを検知したときは、開閉器5を開き、制i卸装置
で演算さねた投入電流Iにより入側対極1aのみを通し
て整流器2aの電流を投入する。 第3図に示すように
シート4の先端が出側対極領域R2にあり、かつ出側ば
ね電極3bに達しない位置にあることを制御装置が検出
したどきは、開閉器5を閉じて、入側対極1aと出側対
極11つを通して、制御装置の11示により整流器2a
の電流を投入する。 第2図、第3図の場合の投入電流
パターンは、第7図のA1、A2のf+、f。
に相当する。
第4図に示すように、シート4の先端が出側ばね電極3
bに達し、シー]・4の末端が入側ばね電極3aを離れ
るまでの間は制御装置の検知および指示により開閉器5
を開き、それぞれ入側整流器2aは、入側対極1aを通
して、出側整流器21)は出側対極]bを通してシート
4に電流を投入する。 投入電流量は、第7図のBのf
3に相当し、入側整流器2a、出側整流器21〕とも同
じである。
第5図に示すようにシート末端が入側ばね電極3aを離
れて、入側対極領]砂R2にあるときは、制御装置の検
知および指示により開閉器5を閉じて、入側対極1aど
出側対極1bを通して、出側整流器2bの電流を投入す
る。 さらに、第6図に示すようにシート4の末端が出
側対極領域R3にあるときは、制御装置の検知および指
示により開閉器5を開いて、出側対極1bのみを通して
、整流器2bの電流を投入する。 第4図、第5図の場
合の投入電流パターンは、第7図のC1、C2のf6.
f7に相当する。
連続通板時は、第8図に示すように、先行シー[・4b
と後行シー]・4aのシート間1(茜7か槽内にあると
きは、制御装置の検知により先行シート4bの槽内面積
Stxと後行シー1−4 aの槽内面積Sいの比を演算
し、下記式に示すように入側整流器2aの投入電流r1
01、j−3よび出側整流器2bの投入電流f 31.
Xを決定することができる。
fsrN=fa X5EN/ (SEN+ 5EX)f
 3EX  = f 3  X SEX/  (SEN
+Sl:X:1上記各投入電流の制御は、前記従来の着
色方法の制御装置を用いて行うことができる。
制御装置としては、例えば第13図に示すようなものを
用いることかできる。
第13図において制御装置24は、搬送されるシーh4
.(4a、4. b )の先端を光電管21が検知して
から、回転検出器20にてシート位置を演算するととも
に、槽内のシート面積に応じた電流投入量を整流器2(
2a、21))に指示するようになっている。 なお、
22はシーi−搬送用コンベヤー駆動伝達軸、23はシ
ー[・1静送用コンベヤーである。
くイ乍用〉 交番電流電解槽の入側対極]aと出側対極lbには、そ
れぞれ別個の整流器2a、21〕を接続しており、かつ
開閉器5によってそれらを回路的に接続、切り雛しか可
能となっているから、着色開始から着色終了までの間に
おけるシートの槽内面積に対応する整流器の電流を制御
することが可能である。 その結果、シート状金属板の
着色面に均一な厚みの酸化被膜を生成することができ、
均一な着色を得ることができる。
以上、本発明の連続着色装置およびその給電制御方法に
ついて、説明したが、本発明は、めっき処理などにも適
用可能である。
また、本発明の連続着色装置およびその給電tltll
 i1方法は、以上の説明に限定されず、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、改良が可能である。
〈実施例〉 以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
(実施例1) 通常の如く前処理した後、交番電流電解槽の溶液として
成分は(250g / f2無水クロム酸+500 g
/ff硫酸)で調度60°C±2°Cとしたものを用い
、陽・陰極電解時間;各10秒で通板速度10cm/m
jnにてS U S 304BA(光輝焼鈍)処理鋼板
(長さ4000mm)を第1図に示す装置(各対極長5
00mm)を用いて着色処理を行った。
シート間隔は20mmとし、合計10枚連続通板した。
1枚目のシー1への着色開始からこのシートの先端か出
側対極]1)に達するまでの間は開閉器5を開どし、入
側対極1aのみを通して電流を投入し、シー)・先端か
出側対極領域R7にある間は開閉器5を閉どし、入、出
側対極1a、]bを通して電流を投入し、シート先端が
出側ばね電極31つに達したところで開閉器5を開き、
入、出側fj極1a、11〕を通して電流を投入し、最
終シートの末端が入側ばね電極3aを離れ入側対極領域
R1にある間は開閉器5を閉とし、入、出側対極1a、
]bを通して電流を投入し、最終シー)・の末端が出側
対極領域R2を経て着色終了するまでの間は開閉器5を
間どし、出側対極]1〕のみを通して電流を投入した。
この間、各シー]・の槽内面積に対応して入、出側整流
器2a、21)の投入電流を調整して行った。
その結果、得られた着色ステンレス鋼板は金色の色調を
呈し、いずれも均一な着色が得られ、かつ板間の色調の
ばらつきもなかった。
〈発明の効果〉 本発明は以」二説明したように構成されているので、本
発明によねば対極を金属板の進行方向に2分割し、それ
ぞれの対極に別個の整流器を接続してシー)・の槽内面
積を演算し、その面積に応じて整流器の電流を制御する
ことにより、シート状金属板の着色面に均一な厚みの酸
化被膜を生成することが可能となり、均一な着色を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の連続着色装置の一実施例を示す線図
的断面図である。 第2図、第3図、第4図、第5図および第6図は、本発
明に係る連続着色装置におけるシートの槽内各位置での
対極と整流器の接続バタンを示す模式図である。 第7図は、本発明に係る連続着色装置の入、出側整流器
の各投入電流量のパターンのモデル図である。 第8図は、本発明に係る連続着色装置にシー)・を連続
通板した時の1楢の構成図である。 第9図は、従来の連続着色装置の説明図である。 第10図は、従来の連続着色装置における投入電流量の
パターンのモデル図である。 第11図は、従来の連続着色装置にシートを連続通板し
た時の先行、後行シートの着色状態を示す模式図である
。 第12図は、従来の連続着色装置におりる着色状態を説
明するだめの1櫓の構成図である。 第13図は、制御装置の一例を示す構成図である。 符号の説明 ]a・・・入側対極、 1b・・出側対極、 2・・・整流器、 2a・・・入側整流器、 2])・・出側整流器、 3a・・・入側ばね電極、 3])・・・出側ばね電極、 4・・・シート(鋼板)、 4a・・・後行シート、 4b・・・先行シート、 5・・開閉器、 6・・・シートの進行方向、 7・シー1−間隔(結ぎ目)、 10・・・連続着色装置、 1]、12・・・電解槽、 13・・・シールロール対、 14・・・搬送手段(搬送ロール)、 15・・給電装置、 16・・・電解液、 20・・シー1へ位置検出用回転検出器、21・・・シ
ート先端検出用光電管、 22・・シート搬送用コンベヤー駆動伝達軸、23・・
シート搬送用コンベヤー 24・・制御装置(シート位置演算装置および電流投入
量指令装置) R ・・・入側対極領域、 出側対極領域 a 3b

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の槽から構成される交番電流電解槽に通板さ
    れる金属板を前記各電解槽内の電解液中で交番電流電解
    電解着色する連続着色装置において、前記電解槽の各槽
    に前記金属板の処理面に対向し、金属板の進行方向に2
    分割して配設される入、出側対極と、前記各槽の入、出
    側に配設され前記金属板の非着色面に接触する複数のば
    ね電極と、前記入、出側対極、入、出側ばね電極および
    電解液を通して前記金属板に電解電流を供給するための
    入、出側整流器と、前記分割された入、出側対極を電気
    的に断続するための開閉器と制御装置とを有してなるこ
    とを特徴とする連続着色装置。
  2. (2)請求項1に記載の連続着色装置に通板して金属板
    を電解着色するに際し、 通板される前記金属板の各電解槽内での先端および末端
    の位置に応じて、 前記金属板の先端が、入側対極領域にある間は開閉器を
    開き、入側整流器・入側対極を通して給電し、 前記金属板の先端が、出側対極領域にある間は開閉器を
    閉じ、入側整流器・入、出側対極を通して給電し、 前記金属板の先端が出側対極領域を越え、かつ前記金属
    板の後端が入り側対極領域に達するまでの間は、開閉器
    を開き、それぞれ入側整流器・入側対極および出側整流
    器・出側対極を通して給電し、 前記金属板の後端が、入側対極領域にある間は開閉器を
    閉じ、出側整流器・入、出側対極を通して給電し、 前記金属板の後端が出側対極領域にある間は開閉器を開
    き、出側整流器・出側対極を通して給電することを特徴
    とする連続着色装置の給電制御方法。
  3. (3)請求項2に記載の連続着色装置の給電制御方法に
    おいて、 前記金属板の後端が入側または出側対極領域にある間に
    、後続する金属板の先端が入側または出側対極領域にあ
    るときは、先行する金属板の入、出側対極領域にある部
    分の面積S_E_Xと後行する金属板の入、出側対極域
    にある部分の面積S_E_Nから入、出側整流器の投入
    電流f_E_N、f_E_Xを下記式(1)、(2)に
    より演算して制御することを特徴とする連続着色装置の
    給電制御方法。 f_E_N=f×S_E_N/(S_E_N+S_E_
    X)・・・(1)f_E_X=f×S_E_X/(S_
    E_N+S_E_X)・・・(2)
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