JPS59116400A - メツキ浴濃度の自動制御方法 - Google Patents

メツキ浴濃度の自動制御方法

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JPS59116400A
JPS59116400A JP23389482A JP23389482A JPS59116400A JP S59116400 A JPS59116400 A JP S59116400A JP 23389482 A JP23389482 A JP 23389482A JP 23389482 A JP23389482 A JP 23389482A JP S59116400 A JPS59116400 A JP S59116400A
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JP23389482A
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Hiro Amano
豁 天野
Kunitoshi Watanabe
渡辺 国俊
Satoru Yamashita
悟 山下
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Nippon Steel Corp
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Nippon 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】 本発明はメッキ浴特に不溶解電極型電気メッキにおける
メッキ浴の濃度の自動制御方法に関する。
鉛等の不溶性電極を用いた鋼板の電気メツキ設備におい
ては、安定なメッキ性を維持するだめにメッキ浴濃度を
一定に保つことが重要である。特に亜鉛と鉄の合金メッ
キを行う場合には、より厳しくそれぞれの金属イオン濃
度を一定に保つ必要がある。
従来、亜鉛単独の電気メッキにおけるメッキ浴濃度制御
は、たとえは特公昭53−24897号公報にみられる
ように、金、属溶解槽内に適当量の亜鉛塊を入れておき
、メッキ液循環タンクと金属溶解槽の間にメッキ液を循
環させ、その循環流量を調節したり、0N−OFFする
ことによシ行われていた。
ところが、亜鉛と鉄の合金電気メッキを行うに当シ、鉄
の溶解を行う場合、金属溶解槽へのメッキ液循環を長時
間停止すれは離溶性の水酸化鉄の析出が生じ、その析出
に要する時間は溶解槽内の鉄の量や、メッキ浴組成によ
シ異なるが、一旦析出すると操業不能の事態にも々pか
ねない。このことから、メッキ液循環タンクと溶解槽間
のメッキ液は、短時間の停止を除き、水酸化鉄析出防止
の理由から常時循環させる必要がある。従って亜鉛と鉄
の合金メッキを行う場合は、前記従来の濃度制御方法は
適当でなく本質的に矛盾を含むことになる。
本発明の目的は、金属溶解槽内にメッキ液を常時循環さ
せることが必要な電気メッキにおいても、メッキ浴の金
属イオン濃度を厳密に制仙jすることが可能な方法を提
供することにあQlこの目的を達成するための本発明の
メッキ浴濃度の自動制御方法は、メッキ液循環タンクと
、該メッキ液循環タンクへの水、薬液、酸液の補給装置
と、金属溶解槽と、該金属浴)9イ慴への金属投入装置
とを有し、前記メッキ液循環タンクと金属溶解槽の間の
循環路に金属溶解槽をバイパスさせるだめの弁を設けた
不溶解性電極型成気メッキ設備における電気メッキにお
いて、メッキ電流値を用いて鼻出した消費金属量と、前
配水、薬液、酸液の補給量に見会う金属量と、メッキ液
中の金属イオン濃度の測定値と目標値との差に応じて算
出した補正金属量との合計金属量を前記金属投入装置よ
シ金属溶解槽へ投入し、金属イオン濃度の測定値が目標
範囲を超えたときは前記弁を操作して金属溶解槽をバイ
パスすることを特徴とするものである。以下図面にもと
づき本発明の詳細な説明する。
図面は、本発明方法を実jt=する電気メツキ設備の構
成の1例を示す。なお図面には、一点鎖線で囲んだ装置
(群)を1組しか図示していないが、亜鉛と鉄の合金メ
ッキを行う設備においてはこの装置(#)が2!#i設
置されている。しかし濃度制御はそれぞれの金属(亜鉛
、鉄)イオンに着目して独立に行えはよいから、以下図
面にもとづく説明では亜鉛と鉄を特に区別せず金属とし
て説明する。
循環タンク1のメッキ液はポンプ2によりメッキ槽4へ
送られ、メッキに供はれた後、循環タンク1へ還流され
る。一方、ポンプ12によシ常時メッキ液が循環タンク
1から金属溶解槽13に送られ、沈澱槽15、ポンプ1
6を経て循環タンクlへ戻シ、メッキ槽4で消費された
金属を補給する。弁V−1,V−2は流路切替弁である
。補給される金属は金属投入装置14から金属溶解槽1
3へ投入され、溶解される。
メッキの進行にともない、被メッキ材である鋼ストリッ
プ5によシメッキ液が持ち去られることによシ循環タン
クlの液位が低下する。この液位を液面計6で測定し、
液位が予め設定された低いレベル″L#まで低下すると
液面・酸a度制御装置8によシ、水タンク9.薬液タン
ク10の弁V −3、V−4を開いて水および薬液を一
定量づつ補給する。一方、循環タンク1内の遊離硫酸濃
度を#置針7で測定し、目標濃度になるように液面・酸
濃度制御装置8によ’)4jm酸タンク11の弁V −
5を開いて補給する。この一連の動作を、循環タンクl
の液位が予め設定きれた高いレベル゛f(”に達ブーる
まで繰返す。ここで、フリー硫酸一度の代少にPi−1
値の管理を行ってもよい。
釡属投入量は、メッキ液a度制御装置19によシ演算す
る。通常溶解槽への金属の投入は間欠的に投入する方式
が一般的であシ、一定時間々@T(分)毎に4グ出しを
行ない平均切出し量は1回毎の投入量を加減することに
より調節する。
本発明においては、1回毎の投入金属量M(袷)は次式
により求める。
M=Mf1+Mf2+Mb          ・・・
・・・・・・(1)Mhは投入時間々隔T(分)内にメ
ッキ槽4で消費された金属量(kg)であシ、次式によ
シ算出する。
Mft ”” Kfx ’ f、、 Idt     
      ・・・・・・・・・(2)ここで■はメッ
キ′m流の実測値で、これ′f:T分間積分したものに
比例係数Kf□を乗じた値がメッキのために消費された
金属量になる。
1VLf2は循環タンク1の液補充が行われたとき、そ
れに見合う金属量(梅)であシ、次式によ)算出する。
1°df2 = Kf2− V           
   −・−(3)ここでVは、循環タンクlの液位全
上昇させるために薄光された液の量であシ、液面a十6
の測定値よシ算出する。液補充が行われないときはVは
零である。
V  =  S  ・ (L2 −  Ls  )  
                        −
曲・(4)ここにSは循環タンクlの断面積、L4 r
 L2は液補充前後の液位である。々お、補充液量Vは
水、薬液、硫酸の各糸紐に流星M1をつけて実測しても
よい。
Kf2は金4イオンの目1娯嬌度に応じて定まる係数で
ある。A4bは、循環タンクlの出側に設けた金属イオ
ン分析計3で一定の時間々噛T(分)毎に測定した濃度
Cmと目標濃度Crとの差に応じて算出された該であり
、例えば良く知られた次式のPII)演界を行う。
j Mb ”Kp (e j +−Σei + Td(ej
−e、−1) −=−==(5)Ti  +=s ここで、Kp 、 Ti e Tdはそれぞれ比例ゲイ
ン、積分時間、微分時間である。ejは今回測定時の濃
度差でろシ、 ej=Cr−cm・・曲・・・(6) である。e、−4は前回1EI11定時の痩度差である
ときの偏差を合計した値である。Mf□、M42はフィ
ードフォワード的に投入する量であ、9、Mbf、を濃
度の実測値にもとづいたフィードバック環である。
循環タンクの大きさを十分に大きくしておけばMfl 
+Mf2の項を考慮しなくてもMbのみで制御すること
も可能ではあるが、濃度の変動が大きくかつ、金属イオ
ン分析計3が故障すれは全く制御が不能になる。Mfl
 +Mf2項を加えることによシ外乱に対しても強く、
濃度変化を小さく抑えることが出来る。
以上で金属投入量Mが演算され、金属投入装置14に投
入指令が出されT−分毎に投入される。また、操業条件
の変化により、メッキ消費蓋が減少し、メッキ液中の金
属イオンぴ度が上・昇することもめるので、金属イオン
分析計3の測・定値が1:1標値上り上昇したら弁V−
1を全閉し、同時に弁■−2を全開して金属溶解槽をバ
イパスし、濃度のあがシすぎを防止する。
本発明の方法は金属は必要な量だけ補給する方式である
ので、異常な操業とならない限シ、金属溶解槽13をメ
ッキ液がバイパスされる時間が長くなることは無い。
本実施例設備で本発明方法を実施した結果、例えば鉄の
濃度変動は±1g1t以内に収まシ、メッキ液がバイパ
スされる時間中、水酸化鉄の析出が始まる時間に比べ1
/20程度と問題なく小さいことが確認された。
はて、(2)式の比例係数Kf、は、メッキ電流効率や
設備の操業条件によシ若干変動する。従って(2)式の
Mflは本質的に誤差を持っている。そこでKt、を学
習し、よシ真値に近づければa夏制仰循度も一層向上し
、もし金属イオン分析計3が故障しても短時間なら(1
)式のRLr11M12項のみで金属溶解槽への金属の
切出し操業を継続することが出来る。
Kflの学習は例えば次のように指数平滑法を用い、適
当な時間々隔P分(前記時間々隔Tの整数倍)毎に行う
/\ (Kfl)nはKflの今回推定値、(Kfl )n−
1はK f 1の前回推定値、αは係数でO〈α〈1で
ある。
(2)式のKt、は(7)式の(19)m+ 1である
。(1> )nは次式によシ算出する。
ここで、fPIdtは前回、今回間のメッキ電流の積分
値、Σ(Mf1+Mb)jは学習期間内のMflとMb
の実j=1 績合計値、Rn−1,Rnは前回および今回の金属溶解
槽13内の金属残量で、金属レベル劃17で測定される
金属イオン分析計3は、螢光X線分析計等が主に用いら
れる。近年分析計の信頼性は向上しているが、メッキ液
中のスラリー等により、十分な保守を行わない゛と安定
した稼動が出来ず、一般の工業計器に比べ、幾分不安定
であシ、分析計異常時のバックアップを考えておくこと
は有益である。
一般に複数金属イオンを含む溶液の4度こ比重の関係は
、厳密には線形ではないが、標準組成を中心にして各成
分の小さな変化範囲では、比重と各金属イオン濃度は線
形化出来る。
ρ=Σa i ′c i 十ao          
   ””曲’ (9)ト=1 ここで、ρ:メッキ液の比重 ao、ai:係数 C1:複数の分析計で測定している金属イオン濃度 分析計が正常なとき金属イオン接置eiおよび比重ρを
適当な時間々隔H(分)毎に測定し、その都度係数&o
、&iを推定することによシ、’ l’o r aiを
よシ真櫃に近づけておく。そして複数の分析計のうちの
1つが故障し、1つの金属イオン(ユ度が測定不能にな
った場合、最新のa(1,aiおよび比重の実測値を用
いて(9)式よシ測定不能になった金属イオン製置を逆
算することにより、当該金属イオン濃度を求めることが
できる。
以上のように本発明によれば、金属溶解槽と循環タンク
間に常時メッキ液を循環させる必要がある電気メッキに
おいても、メッキ浴中の金属イオン瀝度を精度よく、か
つ安定して制御するご′とができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明方法を実施する電気メツキ設備の構成例を
示す図である◇ 1:循環タンク間 分析計、4:メッキ4’J、5 : Thiストリ、プ
、6:液面計、7:碗置針、8:液面、酸vf1度1b
り御装置q19:水タンク、10:薬液タンク、11:
4A敵タンク、12:ポンプ、13:金属溶屏僧、14
:金属投入装置、15:沈澱槽、16:ポンプ、17:
金属レベル計、18:比重計、19:メ。 キ液濃度制御装置、V−1〜V−5=パルプ。 出願人 新日本M鉄株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 メッキ液循環タンクと、該メッキ液循環タンクへの水、
    薬液、酸液の補給装置と、金槙溶解槽と、該金属溶解槽
    への金属投入装置とを有し、前記メッキ液循環タンクと
    金属溶解槽の間の循環路に金属溶解槽?バイパスさせる
    ための弁を設けた不溶解性電極型電気メツキ設備におけ
    る電気メッキにおいて、 メッキ電流値を用いて算出した消費金属量と、前記水、
    薬液、酸液の補給量に見合う金属量と、メッキ液中の金
    属イオン濃度の測定値と目標値との差に応じて算出した
    補正金属量との合計金属量を前記金属投入装置よシ金属
    溶解槽へ投入し、金属イオン濃度の測定値が目標範囲を
    超えたときは前記弁を操作して金属溶解槽をバイパスす
    ることを特徴とするメッキ浴濃度の自動制御方法。
JP23389482A 1982-12-23 1982-12-23 メツキ浴濃度の自動制御方法 Granted JPS59116400A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0456796A (ja) * 1990-06-25 1992-02-24 Sumitomo Metal Ind Ltd Fe系合金電気メッキ装置のpH制御装置
KR20020038224A (ko) * 2000-11-17 2002-05-23 이구택 강판비금면의 산화방지 및 금속석출물 제거장치
CN106133202A (zh) * 2014-03-26 2016-11-16 孙治镐 具有利用电解液自动分析的药品投入功能的金属的阳极氧化处理系统

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