JPS5832239B2 - ストリツプの電解装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はストリップの電解装置、特にストリップに静圧
を作用せしめる電極パッドを備えた高能率の電解装置に
関するものである。

一般に、鋼ストリツプ表面に亜鉛、錫の如きメッキ層を
生成する方法として電解処理による方法が良く知られて
いる。

この電解装置として通常用いられる形態を示せば第１図
の如き竪形電解槽が挙げられる。

図示するように電解液を充満した電解槽１中に浸漬した
ラバーロール２および液面上方に設けたコンダクタ−ロ
ール３によってストリップ４を案内走行させ、電解液内
で前記ストリップ４に対向する如く懸吊した電極板５を
陽極としかつスｌ−ＩＪツブ４を陰極として電解メッキ
を行なつ。

しかしながら、従来の電解装置はストリップを電解液中
に浸漬することを基本構成とし操業上次に述べるような
種々の問題点があった。

（１）例らかのトラブルによってライン停止しかつ槽中
の電解液を抜く必要があるとき、多量の液が充満されて
いるため、抜液に長時間を要し操業再開までに時間がか
かる。

（２）ストリップに通電する場合、液上力のコンダクタ
−ロールによって行なうが、電解液中に浸漬されている
ロールは非コンダクタ−ロール（ラバーロールの如き絶
縁ロール）を使用せざるを得ないため、コンダクタ−ロ
ール間におけるストリップ抵抗が大きく高電力を必要と
し、省エネルギーの面で好ましくない。

また電極間のストリップに対しては一方向からの通電と
なるため、均一な電流分布を得るためにはストリップに
対して電極板を傾斜させて配置することが必要とされる
。

（３）電極板として不醇性電極を用いる場合でもその寿
命は余り長くない。

（４）上下ロール間のストリップに振動が生じると共に
、ストリップ自体の形状不良、Ｃ反り等によってライン
が変動するので、ストリップに対し電極を近接すること
ができない。

従来では電極−ストリップ間隙は３０〜６０ｍｍ程度と
ることが必要とされた。

したがって、近接電解不可能なことから電解電圧が大き
くなり省エネルギーの点で不利であると共に、高電流密
度電解も不可能であった。

（５）極間における電解液の置換がよく行なわれないた
め、電解効率の劣化が見受けられた。

本発明はこのような従来の電解装置の種々の問題点を一
挙に解決し効率のよい近接電解および高電流密度電解の
可能なスｌ−ＩＪツブの電解装置を提供することを目的
とする。

また本発明の他の目的はトラブル発生時において単に僅
かな時間だけラインを停止させるだけでトラブル除去作
業を行なうことができる操業性のすぐれた電解装置を提
供することにある。

さらに本発明の別の目的は電解液噴出手段によってスｌ
−ＩＪツブに対して静圧力を作用せしめ、ストリップの
振動を防止する電解装置を提供することにある。

さらに、本発明の別の目的はストリップ抵抗を従来に比
し大巾に低減できしかも容易に安定した電解処理が行な
えるストリップの電解装置を提供することにある。

さらにまた、本発明の別の目的は片面メッキが容易に実
施することができる電解装置を提供することにある。

上記目的を遠戚するための本発明電解装置は、ストリッ
プを電解液に浸漬することなく空間に保持した状態で通
板させる電解槽と、該電解槽内の所定位置に、前記スト
リップ面に対向して近接して配置しかつストリップ面に
電解液を噴射すると共に該流体によりストリップ面に静
圧を作用せしめるノズル孔を形成した電極パッドとから
なることを特徴とする。

また、本発明の別の発明は上記構成に加え、電解槽内に
おけるストリップの案内保持を行ないかつ通電を行なう
コンダクタ−ロールを上下に配置したことを特徴とする
。

このように本発明においては電解槽内でのストリップを
電解液に浸漬せずに空間に保持せしめ、しかも槽内の所
定位置にスｌ−ＩＪツブ面に対向して配置した静圧パッ
ドとしても機能を併せもつ電極パッドにより、ストリッ
プ面に電解メッキ液を噴射して電解処理を実施すること
を特色としている。

したがって、本発明の電解槽は従来のそれと全く異質で
あって、電解液が充満しておらず、しかも電解を行なう
ための電極が中空のボックス構造であってそのノズル孔
からストリップに向って電解液を噴出するものであるか
ら、浸漬タイプに見られた種々の不利益が解消されると
共に、下ロールをもコンダクタ−ロールとして利用でき
、加えてストリップの振動を防止してかつ形状不良を矯
正して安定した通板が行なえるメリットが得られる。

以下本発明の詳細を図面に示す実施ψ１１にて説明する
っ 第２図は本発明電解装置の具体例を示す概略図で、図に
おいて、１１は底部に液溜づ１２を設けたボックス状の
電解槽、１３は該電解槽１１内の上下位置に配置したス
トリップ案内・通電用の複数個のコンダクタ−ロール、
１４は該コンダクタ−ロール１３によって前記電解槽１
１内を所定のラインにそって通板されるストリップ、１
５は上下コンダクタ−ロール１３間におけるストリップ
１４に近接して配置されかつ該スｔ−ＩＪツブ１４をは
さんでほぼ対称に設けた電極パッドである。

該電極パッド１５はス） ＩＪツブ１４に対し電解液を
噴射するようになっているが、該電解液は図示の如くポ
ンプ１６によって所定圧力で電極パッド１５内に送給さ
れる。

噴射後電解槽１１の液溜１２に流下した電解液はポン１
１６位置に送られ循環使用されるが、該ポンプ１６前で
適宜貯溜しかつ加熱する手段を設けておく。

なお、第２図では一対の電極パッド１５を例示したが、
実際の電解処理においては電解槽内の他の位置の上下ロ
ール間のストリップに対しても同様な電極パッドを設け
ることになる。

また、第３図、第４図および第５図は本発明電解装置の
他の具体例を示す概略図である。

第３図は第１図と同様な竪型電解装置に本発明を適用し
たもので、第４図はストリップ１４を水平状に電解槽１
１を通過させその移送経路に複数対の電極パッド１５を
設置して構成する。

第５図は同じくスｌ−ＩＪツブ１４を水平状に通す態様
であるが、電解槽１１を２以上に区分した例を示してい
る。

第６図は上記電極パッド１５の片側位置の詳細を示した
もので、全体を中空ボックス形状に形成しかつストリッ
プ１４に対し所要の間隙ｔをおいてほぼ平行に対面した
前面には電解液噴射ノズル１７が穿設されている。

該ノズル１７は図示の如く上下において互いに対称的な
角度をもって形成されており、しかも該ノズル１７は第
７図に示すようにストリップ１４の巾とほぼ同一か又は
狭い巾をもつ各種スリットノズルによって構成される。

このため該電極パッド１５の背面から電解液を供給し、
ノズル１７からストリップ１４に向って噴射すると、電
解液流体が例えば第６図の矢印の如く流れ、パッド１５
の前面とストリップ１４との間には静圧が生じ、かつ一
対のパッドが対向しているのでスｌ−ＩＪツブ１４の両
側に静圧が生じるため、スｌ−ＩＪツブ１４は安定して
保持され、振動を防止されると共に形状不良も矯正され
る。

一方、前記電極パッド１５の前面に電極としての性質を
付与しておけば、パッドおよびストリップ間は電解液が
充満しているため電解処理が行なわれストリップ面に所
望のメッキ層が生成される。

この電極としては鉛−錫合金、白金クラッドのチタン材
の如き不溶性電極でもよいが、特に長寿命のものとして
貴金属（例：白金）メッキしたチタン材が最も好ましい
。

また、第８図〜第１０図は電極パッドの他の具体例を示
すもので、まず第８図は中段スリットノズルタイプであ
り、第９図はストリップに対しほぼ垂直に電解液を噴射
するノズルを有し、さらに第１０図のものは一個のパッ
ドの両側にノズルを形成したもので同時に対面するスト
リップに電解液を吐出する構造となっている。

いずれのタイプの電極パッドもその前面とスｌ−ＩＪツ
ブ間に電解液を充満しその流体噴射によってスＩ−ＩＪ
ツブに対し静圧を作用せしめる機能を有していることが
必要であり、使用個所および目的に応じ適宜最適のタイ
プのパッドを選択すればよい。

静圧パッドのスリット形状のさらに他の例を第１１図に
示す。

第１１図においてａは電極面を囲む長方形のスリットを
シングルに設けた場合、又ｄはａの形状のノズルを多重
に設けた場合である。

又すはａの長方形のストリップ巾方向に２本のスリット
を設けて静圧域が３つ形成される形の場合であり、Ｃは
同様にａのストリップ巾方向に４本のスリットを設けて
５つの静圧域が形成される場合である。

この他にＣ及びｄよりさらにスリットを多く設けた場合
、又スリットの形状として同図ｅの形状なども考えられ
る。

さらに電極パッドの背部のボックス部は第１２図ａのよ
うに個室にするか、同図すのように各スリット毎に独立
した別室とするか、Ｃのように任意の別室として各室の
流量を個々に制御することができる。

さらに、ストリップ１４と電極パッド１５前面との間隙
ｔは、その間に生じる静圧力によってストリップの振動
を防止し得ることから可及的に小さくすることができる
と共に、近接配置すればする程ストリップ支持力が増大
する効果がある。

本発明においては上記間隙ｔは大体１０間以下とするこ
とが可能である。

ここで本発明で配置する静圧電極パッドについて動圧電
極パッドと比較しながらその作用効果を説明する。

動圧と静圧は第１３図に示すように、電極パッドとスｌ
−ＩＪツブ間の距離りに対する支持力が全く異る挙動を
示す。

従って、動圧パッドをスｌ−ＩＪツブの両側に配置した
場合には、流量を一定にして電解液を噴射するに際して
電極パッドとスＩ−ＩＪツブ間の距離りが変動しても、
支持力ｆがさほど変らないので、張力変動、ストリップ
速度変化、スＩ−ＩＪツブ形状不良等の原因でストリッ
プの位置が変った場合には、自動的な復元力が僅かしか
働ず、いずれか片側の噴射流量を変えて調整しない限り
、スｌ−ＩＪツブの両側で電極パッドとの距離が異った
まま電解を続行することになり、均一なメッキが得られ
ない。

又、場合によっては電極パッドとストリップが接触し、
操業不能となる。

一方、静圧でスｌ−ＩＪツブを両側から支持する本願発
明では、ストＩＪツブ位置がずれた場合にはストリップ
の両側の静圧が変化するので、自動的な復元力が働きス
トリップを常に電極パッド間の中央に保持できる。

このような静圧による復元力を第１４図によって説明す
る。

第１４図において電極バンドＤ１゜Ｄ２間の中央にあっ
たストリップ０）が中央部より△ｈの距離たけ片側口に
変位した場合には次の関係式が成り立つ。

△Ｐ＝Ｐ２−Ｐ１ △Ｐ＝Ｃ・△ｈ △ｆ＝△Ｐ−Ａ＝ＣＡ・△ｈ 但しＰｌ、Ｐ２−静圧 Ａニスリットで囲まれた面積 △Ｐ：静圧の差 Ｃ：定数 △ｆ：復元力 ｈｏ：極間距離 これからストリップ面が△ｈだけずれた場合、静圧差△
Ｐが生じ、電極パッドＤ２とストリップ１４面の静圧Ｐ
２が大きくなる一方、電極パッドＤ１とストリップ口間
の静圧Ｐ１は小さくなるので、静圧の大きい側から静圧
の小さくなった側にストリップを押しもどし、ストリッ
プの両側で圧力がバランスする中央部（△Ｐ＝Ｐ２−Ｐ
１＝０ 、、”、Ｐ２＝Ｐ１ ）までストリップ位置が
自動的に修正復元される。

又静圧による支持力は動圧の支持力より大きく、しかも
第１５図に示すように均一な圧力面で全体的にストリッ
プを支持するので、ストリップの振動を少くする点でも
動圧に比べてはるかにすぐれている。

図においてＡは動圧、Ｂは静圧の場合の圧力分布である
。

以上の如く静圧による支持と動圧による支持では作用効
果が全く異り、静圧電極パッドを配置し静圧支持する本
発明ではスｌ−ＩＪツブと電極の近接化が可能になり高
電流密度電解を安定して行うことができるが、動圧支持
では電極とストリップの近接化に限度があり、安定して
電解処理を行うことが難しい。

また、本発明ではほぼ垂直に直進するストリップのみに
対し適用するのみならず、一定の角度をもって通板する
ストリップあるいは水平方向に通板するストリップに対
しても適用可能である。

この場合も電極パッドの前面はストリップ面に対しほぼ
平行に配置されることになる。

次に、第２図の電解装置の例に基いて本発明の詳細な説
明する。

前処理工程を経て電解槽１１内に導入されたストリップ
１４は上下のコンダクタ−ロール１３によって所定のラ
インにそって保持通板される。

電解処理を行なう場合には、上下コンダクタ−ロール１
３によってストリップ１４を陰極としかつ所定位置に設
置した対向する電極パッド１５前面を陽極とする如く通
電すると共に、該電極パッド１５のノズル１７から電解
液をストリップ１４に向って吐出する。

電解液吐出によってストリップ１４と電極パッド１５間
には電解液が充満することになり、これによって電解作
用が行なわれ、ストリップ１４面に所望のメッキ金属が
析出被覆することになる。

このような電解処理を繰り返し施すことによりストリッ
プ１４表面には所望厚みのメッキ被膜が生成され、電解
槽１１を出て次工程へ送られる。

電解液の供給はポンプ１６によって所要圧力で電極パッ
ド１５へ送られ、そのノズル１７かラ一定の流速となっ
てストリップ１４面に噴射される。

噴射された電解液はその役目を果たしたのち、電解槽１
１の底部に落下し液溜り１２に貯留されるが、再びポン
１１６位置に送られて循環使用される。

上記の電解処理においてはストリップ１４は空間に保持
された状態で必要個所のみにおいて電極パッド１５から
電解液の噴射を受けるものであるので、質量の大きい液
体静圧で効率良くストリップ１４の振動を防止できる。

例えば、液中でストリップに対し電解液を噴出させても
、流速が液抵抗によって低下してしまい静圧力が弱くな
るが、本発明では空中にて電解液を噴出せしめているの
で流速の低下が少なく大きな静圧力が期待できる。

しかもストリップ１４と電極パッド１５間の流速が大き
いことから、常に新鮮な液がパッドおよびスｌ−ＩＪツ
ブ間に供給され、しかもイオン供給および拡散が充分に
行なわれるため、電流密度を上げることができ、効率の
良い電解処理が可能となる。

例えば、従来では２０〜３０Ａ／ｄｉであったものが、
本発明では１５０Ａ／ｄｍ”とすることができる。

加えて大きな静圧力をパッドおよびスｔ−ＩＪツブ間に
生ぜしめることができるので、ストリップ１４の安定通
板が達成され、電極パッド１５をストリップ１４に対し
近接化することが可能となる。

したがって近接電解が可能となることから低電圧とする
ことができ、省エネルギー面での有利性が大きい。

また、スｌ−ＩＪツブ１４を電解液に浸漬せずに空間に
保持して通板することから、コンダクタ−ロールを電解
槽１１の上下部に配置したロールに適用することができ
る。

このため従来の竪型電解槽においては下部ロールは絶縁
ロールとしなければならなかったが、本発明ではこの下
部ロールをもコンダクタ−ロールとすることができるた
め、ストリップ抵抗を１／２以下にすることができる。

しかも、上下のストリップから通電するため電極とスト
リップとを傾斜配置する必要がなく、両者をほぼ平行に
配置し均一な電流分布が得られる。

さらに、本発明の電解装置を使用すれば、ストリップの
片面メッキを容易かつ好適な状態で行なうことが可能と
なる。

すなわち、第２図に示す如くストリップ１４をはさんで
対称配置した電極パッド１５の一方のみに電解液を供給
すると共に、他方のパッドへは例たば空気、ガス等を供
給すれば、電解メッキ処理は電解液を噴出する電極パッ
ドとストリップ間のみにて行なわれてそのストリップ面
がメッキ面となり、他方のストリップ面は非メッキ面と
なる。

しかも、ストリップ１４の両側共に流体（電解液とエア
ー等）が噴出していることには変りないので、ストリッ
プは両側から静圧力を受は支持されることになる。

この場合、両側の静圧力をバランスさせるべく、少くと
も一方の圧力を調節することが必要とされる。

この片面メッキ方式ではエアー等の吹付けによって他方
側の電解液が裏廻りすることがないので、非メッキ面を
清浄に保つ効果も認められる。

本発明では何らかのトチプル発生時には直ちにパッドへ
の電解液の供給を停止すれば、電解液はパッド・ストリ
ップ間から流下するので、従来の浸漬タイプの電解方式
で見られた通電ストップ時の電位逆転による電極表面の
不動態酸化膜の破壊という現象は生じない。

また、電極パッドを適宜ストリップ巾方向および板厚方
向に移動自在に支持しておけば、通電ストップ時に直ち
に退避可能でありかつパッドの交換や手入れも容易に行
なえると共に、極間距離の調整も任意に可能となる。

以上説明したように本発明の電解装置によれば、従来の
電解処理の概念と全く異なり、ス） ＩＪツブを空間中
に保持し、その限定された個所のみで電解処理を行なう
ものであるから、浸漬タイプである点に基いた種々の不
利益はほとんど解消される。

特に、流速の大きい電解液を供給できるので効率のよい
電解が遂行し得ると共に、高電流密度電解が可能となる
。

しかも、重要な事は本発明において用いる電極パッドに
は電極としての機能の他、ストリップの振動を防止する
静圧パッドとしての機能を有する点である。

これにより本発明ではストリップと対極との近接化が達
成され、すべてのロールのコンダクタ−ロール化による
ストリップ抵抗の低減効果と相まって電力コストの節減
に寄与する。

また、本発明の構成は設備メンテナンスが極めて容易で
ある利点もある。

以上の如く本発明の電解処理における操業上および工業
上のメリットは非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電解メッキ工程の概略を示す説明図、第
２図は本発明電解装置の実施例を示す説明図、第３図、
第４図および第５図は本発明電解装置の他の実施例を示
す説明図、第６図は本発明における電極パッドの作用説
明図、第７図は電極パッドの斜視図、第８図、第９図お
よび第１０図は電極パッドの他の例を示す断面図である
。 第１１図ａ ”−ｅは静圧パッドのスリット形状の種々
の例を示す説明図、第１２図ａ ”’−ｃはパッド背部
のボックス部の具体例を示す断面図、第１３図は動圧と
静圧における電極からの距離と支持力の関係を説明する
図、第１４図は静圧によるストリップ位置の復元効果を
説明する図、第１５図Ａ、Ｂは動圧と静圧の圧力分布を
示す図である。 １１・・・・・・電解槽、１２・・・・・・液溜り、１
３・・・・・・コンダクタ−ロール、１４・・・・・・
ストリップ、１５・・・・・・電極パッド、１６・・・
・・・ポンプ、１７・・・・・・ノズル孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スｌ−ＩＪツブを電解液に浸漬することなく空間に
   保持した状態で通板する電解槽と、該電解槽内の所定位
   置に、前記スｌ−ＩＪツブをはさんで対称位置に配置し
   かつスｌ−ＩＪツブ面に電解液を噴射すると共に該流体
   によりストリップ面に静圧を作用せしめるノズル孔を形
   成した電極パッドとからなることを特徴とするストリッ
   プの電解装置。 ２ ストＩＪツブを電解液に浸漬することなく空間に保
   持した状態で通板する竪型電解槽と、該電解槽内の上下
   位置に設置したコンダクタ−ロールと、前記電解槽内の
   所定位置に、前記ストリップをはさんで対称位置に配置
   しかつストリップ面に電解液を噴射すると共に該流体に
   よりストリップ面に静圧を作用せしめるノズル孔を形成
   した電極パッドとからなることを特徴とするストリップ
   の電解装置。