JPH0589453U

JPH0589453U - 金属ストリップの連続洗浄装置

Info

Publication number: JPH0589453U
Application number: JP3676592U
Authority: JP
Inventors: 正野中
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-05-01
Filing date: 1992-05-01
Publication date: 1993-12-07

Abstract

(57)【要約】【目的】連続めっきラインの前処理装置における脱脂
および酸洗での反応速度の低下を抑制し、脱脂能力や酸
洗能力を向上させる。【構成】金属ストリップ２を挟むように平行に整流板
６、７を配設し、金属ストリップ２の進行方向に対し順
流もしくは逆流方向で、金属ストリップ２と整流板６、
７との間隙に向けて洗浄液噴流ノズルヘッダー８、９
を、金属ストリップ２の進行方向と直交する方向に配置
し、界面の洗浄液の流速低下を防止して反応を促進させ
る。【効果】めっきラインの前処理の脱脂および酸洗能力
を大幅に向上することができ、メッキラインの高速化な
らびにめっき製品の高品質化に対応できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、連続めっきラインの前処理装置の脱脂槽あるいは酸洗槽でのストリップの連続洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近の電気めっきラインは、高電流密度操業（１００Ａ／ｄｍ²以上）が主流となってきており、ラインスピード自体も生産性の向上を目的として１００ｍ／ｍｉｎ以上の高速でめっきを施すことが一般的となっている。また、溶融めっきラインにおいても生産性向上を目的として、２００ｍ／ｍｉｎ程度の高速めっきが主流となってきている。前記めっきラインにおける高速操業と近年の品質要求レベルの高度化を達成するためには、前処理でのストリップの脱脂・酸洗による清浄化、活性化の向上が必須となっている。

【０００３】前記連続めっきラインのストリップの前処理装置としては、アルカリ洗浄槽、酸洗槽および水洗槽が組合わされている。脱脂は、アルカリ洗浄槽でストリップに付着した油脂、汚れを除去する工程で、脱脂不足の場合にはめっき密着不良や外観不良が発生する。脱脂液は、昇温されたアルカリ水溶液を用い、浸漬、電解、ブラッシングおよびこれらの組合せによって行われるが、昇温されたアルカリ水溶液を使用し電解洗浄する方法が一般的である。一方酸洗は、酸洗槽でストリップ表面の錆、酸化皮膜を除去し、表面を活性化する工程で、酸洗不足の場合にも脱脂不足同様、めっき密着不良や外観不良が発生する。酸洗液は、塩酸や硫酸が用いられ、硫酸による電解酸洗、塩酸による浸漬方式が知られている。

【０００４】アルカリ洗浄槽での脱脂は、通常水酸化ナトリウムやオルソ珪酸ソーダ等の薬液を使用し、電解脱脂を行うもので、単に薬液をスプレーあるいはディッピングするタイプに分類される。酸洗槽での酸洗は、塩酸もしくは硫酸を薬液として使用し、塩酸による浸漬方式あるいは硫酸では電解酸洗方式が知られている。従来の薬液洗浄による金属ストリップの横型槽浸漬方式による脱脂・酸洗は、図７に示すとおり、洗浄槽６１内を通過する金属ストリップ６２を挟んで対向するダムロール６３、６４を配設し、洗浄槽６１内の薬液６５をポンプ６６を介してダムロール６３、６４間のトレイ６７内に循環して金属ストリップ６２が浸漬するよう液面を確保し、脱脂であれば金属ストリップ６２表面の油脂、汚れが薬液６５の昇温されたアルカリ洗浄液との反応により除去され、酸洗であれば金属ストリップ６２表面の錆、酸化皮膜が薬液６５の塩酸または硫酸との反応により除去される。

【０００５】アルカリ洗浄槽での電解洗浄方法としては、鋼板を陰極とし、該鋼板に平行状に設置した不溶性電極を陽極とし、鋼板と不溶性電極の間にアルカリ電解液を充満させる鋼板の電解洗浄方法において、不溶性電極の近傍または不溶性電極内に設けた吹き出し口から、電解されている鋼板表面に向けてアルカリ電解液を吹き付けながら、鋼板の陰極電流密度を３０Ａ／ｄｍ²以上で電解する方法（特開昭５７−１８１４００号公報）、電気分解を行うに際して、電解洗浄液を、平行またはこれに近い状態に配置した、走行ストリップ表面と、対向電極の連続平坦面の表面との間に、前記ストリップの走行方向に向けて連続流送する方法（特開昭５６−２９６９８号公報）等が提案されている。

【０００６】また、連続酸洗装置としては、酸洗液内に配設された上電極と下電極との間にストリップを通板させるストリップ連続酸洗装置において、ストリップの下面に酸洗液を噴射する酸洗液供給ノズルを設けた装置（特開昭５３−７１６４０号公報）等の提案が行われている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

アルカリ洗浄槽での脱脂や酸洗槽での酸洗においては、処理液の導入にノズルヘッダーを使用しない場合、ストリップ界面での反応が平衡に達し易く、反応の鈍化が発生する。例えば、図８に示すとおり、反応開始点から後方のストリップ７１界面に薬液濃度の境界層６２があり、この境界層６２の厚さが大きければ反応速度が低下して所定の反応速度が得られず、脱脂能力や酸洗能力が低下する傾向にある。

【０００８】また、前記特開昭５７−１８１４００号公報に開示の方法は、アルカリ電解洗浄法で、浸漬タイプの酸洗や無電解アルカリ洗浄による脱脂には適用できない。特開昭５６−２９６９８号公報に開示の方法は、電解洗浄法であって、浸漬タイプの酸洗や無電解アルカリ洗浄による脱脂には適用できない。さらに、特開昭５３−７１６４０号公報に開示の装置は、前記特開昭５７−１８１４００号公報および特開昭５６−２９６９８号公報に開示の方法と同様に、浸漬タイプの酸洗や無電解アルカリ洗浄による脱脂には適用できない。

【０００９】この考案の目的は、連続めっきラインの前処理装置の脱脂・酸洗での電解洗浄ばかりでなく、浸漬タイプの酸洗やアルカリ洗浄による脱脂において、反応速度の低下を抑制して脱脂能力や酸洗能力を向上できる金属ストリップの洗浄装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案者らは、上記目的を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、連続めっきラインの前処理装置の脱脂槽・酸洗槽の処理液噴流ノズルヘッダーを金属ストリップを挟むように対向配置し、金属ストリップを挟むように平行に対向配置した整流板と前記金属ストリップとの間に処理液を噴流せしめることによって、反応開始点から後方のストリップ界面の処理液濃度の境界層を効率良く撹乱でき、反応速度の低下を抑制して脱脂能力や酸洗能力の低下を防止できることを究明し、この考案に到達した。

【００１１】すなわちこの考案は、金属ストリップを挟むように平行に整流板を配設し、金属ストリップの進行方向に対し順流もしくは逆流方向で、金属ストリップと整流板との間隙に向けて洗浄液噴流ノズルヘッダーを、金属ストリップの進行方向と直交する方向に配置してなる金属ストリップの連続洗浄装置である。

【００１２】

【作用】

この考案においては、金属ストリップを挟むように平行に整流板を配設し、金属ストリップの進行方向に対し順流もしくは逆流方向で、金属ストリップと整流板との間隙に向けて洗浄液を噴き出す噴流ノズルヘッダーを、金属ストリップの進行方向と直交する方向に配置したから、金属ストリップと整流板により形成された狭い領域に噴流された洗浄液の流速低下が防止され、反応開始から後方のストリップ界面の境界層を効率よく撹乱でき、反応速度の低下が抑制されて脱脂能力や酸洗能力を著しく向上することが可能となり、前処理能力が大幅に向上する。

【００１３】この考案における整流板の材質は、洗浄液に対して耐久性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、塩酸酸洗の場合は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等の樹脂系で、硫酸酸洗の場合はＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼やチタンで、アルカリ脱脂の場合はＳＵＳ３０４等のステンレス鋼やＳＳ４１等の一般構造用鋼材で十分である。なお、電解脱脂や電解酸洗の場合は、整流板として金属板を使用し、整流板自体を電極として用いる。従来の電解脱脂や電解酸洗の電極は、図９（ａ）図に示す波状電極７３および（ｂ）図に示す平行状電極７４のような形状をしていたが、本考案では、図３（ａ）図に示すような平行な整流板２１、２２でなければ噴流ノズルヘッダー２３、２４の噴流効果が十分でない。また、図３（ｂ）図に示すとおり、図３（ａ）図の整流板２１、２２の両端を側板２５で閉塞して閉管路を形成すれば、ストリップ２６巾方向の流速分布が安定して脱脂能力や酸洗能力が向上する。

【００１４】噴流ノズルの材質は、整流板と同様に洗浄液に対して耐久性（耐腐食性）を有するものであれば特に限定されない。また、ノズルヘッダーの形状は、特に問わないが、極力ストリップ巾方向に均一な洗浄液流速が確保できるような形が好ましい。洗浄液の流速自体は、レイノズル数３０００以上の乱流域を確保できるような流速で、層流よりも乱流の方が前記境界層を効率よく撹乱できるので、脱脂能力や酸洗能力が向上する。

【００１５】脱脂槽あるいは酸洗槽での液面の確保のためには、図４（ａ）図に示すとおり、洗浄槽２７内に設けたトレイ２８両端にストリップ２９を挟んでダムロール３０を設けたダムロール方式、図４（ｂ）図に示すとおり、洗浄槽２７内に設けたトレイ２８に設けたスリット３１をストリップ２９が通るダムシール方式および図４（ｃ）図に示すとおり、洗浄槽２７内に設けたトレイ２８両端にリンガーロール３２を設けたリンガーロール方式のいずれでもよいが、シール性の観点からは、ダムロール方式が最も優れており、ついでリンガーロール方式、ダムシール方式の順である。脱脂槽あるいは酸洗槽の型式としては、横型槽に限定されるものではなく、図５に示す縦型槽４１も同様で、ストリップ４２を挟むように平行に配置した整流板４３、４４が無ければ、噴流ノズルヘッダー４５、４６のみでは、洗浄液の流速がノズルヘッダー４５、４６から離れた位置で直ちに低下するので、整流板４３、４４は洗浄液の流速を確保するうえで必須である。

【００１６】脱脂槽あるいは酸洗槽が横型槽の場合は、槽長が長くなるとストリップの懸垂線（カテナリー）が無視できなくなるので、図６（ａ）図に示すとおり、洗浄液噴流ノズル５１を２セット設置するか、あるいは図６（ｂ）図に示すとおり、ダムロール５２間に中間サポートロール５３を設置するかの方策を講ずることによって、反応効率を向上させることができる。脱脂槽あるいは酸洗槽の洗浄液は、経時的に劣化すると同時に、汚染物が増えてくるので、洗浄液の導入配管の途中にフィルターを挿入し、汚染物を除去するのが噴流ノズルヘッダーの詰まり防止の点から望ましい。また、脱脂槽あるいは酸洗槽の洗浄液は、同時に熱交換器を通過させることによって、効率的な洗浄液の昇温が可能となる。

【００１７】

【実施例】

以下にこの考案の詳細を実施の一例を示す図１ないし図２に基いて説明する。図１はこの考案の金属ストリップの洗浄装置の断面図、図２は噴流ノズルヘッダーを示すもので、（ａ）図はスリット方式、（ｂ）図はスプレーノズル方式の斜視図である。図１において、１は洗浄槽、２は洗浄槽１内を通過する金属ストリップ、３、４は金属ストリップ２を挟んで対向配設したダムロールで、ダムロール３、４の間にはトレイ５が設けられている。６、７はトレイ５内を通過する金属ストリップ２を挟んで、金属ストリップ２と１０〜２００ｍｍの間隔で平行に配置した整流板で、整流板６、７の金属ストリップ２の進行方向下流側には、金属ストリップ２の進行方向と直交する薬液噴流ノズルヘッダー８、９が設けられ、洗浄槽１内の薬液１０がポンプ１１を介して薬液噴流ノズルヘッダー８、９に供給され、整流板６、７と金属ストリップ２との間に薬液１０が金属ストリップ２の進行方向と逆向きに噴き込まれ、脱脂であれば金属ストリップ２表面の油脂、汚れが薬液１０の熱アルカリ洗浄液との反応により除去され、酸洗であれば金属ストリップ２表面の錆、酸化皮膜が薬液１０の塩酸または硫酸との反応により除去されるよう構成されている。

【００１８】上記薬液噴流ノズルヘッダー８、９は、図２（ａ）図に示すとおり、金属ストリップの巾方向全長にスリット１２を設けるか、あるいは図２（ｂ）図に示すとおり、金属ストリップの巾方向全長に所定間隔で噴流ノズル１３を設け、金属ストリップ巾方向に薬液の均一な流速を確保するよう構成する。トレイ５前後のダムロール３、４は、薬液噴流ノズルヘッダー８、９により金属ストリップ２と整流板６、７間に噴き込まれた薬液１０の液面を確保し、脱脂であれば金属ストリップ２表面の油脂、汚れと薬液１０との反応を、酸洗であれば金属ストリップ２表面の錆、酸化皮膜と薬液１０との反応を促進する。

【００１９】上記のとおり構成したから、洗浄槽１を通過する金属ストリップ２は、ダムロール３、４で液面が確保されたトレイ５内で、金属ストリップ２と整流板６、７間に薬液噴流ノズルヘッダー８、９により金属ストリップ巾方向に均一な流速を確保するよう噴き込まれた薬液１０と反応し、脱脂であれば金属ストリップ２表面の油脂、汚れが薬液１０の熱アルカリ洗浄液との反応により除去され、酸洗であれば金属ストリップ２表面の錆、酸化皮膜が薬液１０の塩酸または硫酸との反応により除去される。この場合、薬液噴流ノズルヘッダー８、９から整流板６、７と金属ストリップ２との間に金属ストリップ２の進行方向と逆向きに噴き込まれた薬液１０は、金属ストリップ２と整流板６、７との狭い領域を通過するため、薬液１０の流速は整流板６、７によって確保されるから、薬液噴流ノズルヘッダー８、９から離れた位置でも流速低下が少なく、反応効率が向上するのである。

【００２０】実施例２ダムロール方式の長さ１０ｍの酸洗槽に、長さ４ｍの整流板を２セット配設し、各整流板のストリップ進行方向下流側から上流側に向けて、図２（ａ）図に示す型式の塩酸噴流ノズルヘッダーを２セット配設した本考案の洗浄装置を酸洗槽に適用し、塩酸濃度８％、塩酸温度６０℃の塩酸を１０ｍ³／ｍｉｎで整流板とストリップ間に噴流させ、ストリップ表面の錆、酸化皮膜を除去してストリップ表面を清浄、活性化せしめた。ついで電気めっきラインで電気めっきを施し、めっき密着性を確保できるラインスピード上限を従来のディップ方式と比較した。その結果、酸洗ラインのラインスピード上限が５０％向上した。また、本考案装置を使用した場合は、従来のディップ方式と同一のラインスピードで、塩酸濃度を８％から５％に低減しても、めっき密着性はほぼ同一であった。

【００２１】

【考案の効果】

以上述べたとおり、この考案によれば、めっきラインの前処理洗浄における前処理能力を大幅に向上することができ、メッキラインの高速化ならびにめっき製品の高品質化に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の金属ストリップの洗浄装置の断面図
である。

【図２】この考案の薬液噴流ノズルヘッダーを示すもの
で、（ａ）図はスリット方式、（ｂ）図はスプレーノズ
ル方式の斜視図である。

【図３】この考案の整流板を示すもので、（ａ）図は金
属ストリップを挟んで対向する整流板、（ｂ）図は金属
ストリップの巾方向両端を閉塞した整流板の斜視図であ
る。

【図４】洗浄槽での洗浄液液面確保のための各種方式を
示すもので、（ａ）図はダムロール方式、（ｂ）図はダ
ムシール方式、（ｃ）図はリンガーロール方式の断面図
である。

【図５】この考案の洗浄装置を縦型槽に設置した場合の
断面図である。

【図６】この考案を槽長が長い横型槽に適用する場合の
一例を示すもので、（ａ）図は整流板および薬液噴流ノ
ズルヘッダーを２セット設置の場合、（ｂ）図はダムロ
ール間に中間サポートロールを設けた場合の断面図であ
る。

【図７】従来の浸漬方式の金属ストリップの洗浄装置の
一例を示す断面図である。

【図８】洗浄薬液とストリップとの接触部の濃度勾配の
境界層を示す模式図である。

【図９】従来の電解脱脂や電解酸洗に用いる電極の形状
を示すもので、（ａ）図は波状、（ｂ）図は平行状の斜
視図である。

【符号の説明】

１，２７，６１洗浄槽２，２６，２９，４２，６２，７１金属ストリップ３，４，３０，５２，６３，６４ダムロール５，２８，６７トレイ６，７，２１，２２，４３，４４整流板８，９，２３，２４，４５，４６，５１噴流ノズルヘ
ッダー１０，６５薬液１１，６６ポンプ１２，３１スリット１３スプレーノズル２５側板３２リンガーロール４１縦型槽５３サポートロール７２境界層

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】金属ストリップを挟むように平行に整流
板を配設し、金属ストリップの進行方向に対し順流もし
くは逆流方向で、金属ストリップと整流板との間隙に向
けて洗浄液噴流ノズルヘッダーを、金属ストリップの進
行方向と直交する方向に配置してなる金属ストリップの
連続洗浄装置。