JPS61291993A - 電気メツキ装置のメツキ液の流動制御方法 - Google Patents

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】 この発明は、鋼板等の電気メッキ製造ラインにおける電
極と鋼板等の間に存在するメッキ液の流速を効率良く定
め、ラインスピードを高くして高能率で生産しかつ製品
の品質を向上せしめるためのメッキ液の流動制御方法に
関するものである。

電気メッキ、例えば亜鉛メッキ鋼板の製造ラインにおい
て高速化をはかるには、高電流密度で電解を行う必要が
ある。

しかし、限界を超えた高電流密度で製造を行うと鋼板表
面にいわゆる「めつきヤケ」と称されている黒色粉末状
のメッキがあられれ、外観やｖ！着性に悪影響をおよぼ
している。

これは、メッキ浴中のＺｎイオンの拡散速度が電着速度
に追従し得なくなった状態のとき発生するものである。

また、Ｚｎ陽極を（史用した場合、陽極異常分極が起こ
り浴電圧（整流型電圧）が急上昇するという問題がある
。

これらは、メッキン谷の組成を変更する乙と２ζよっで
ある程度抑制する乙とばできるが、最も安価簡便でかつ
確実な方法としては高速噴流を用いる手法がある。

メッキを行うにあたって、メッキ浴液を高速噴流させる
と、陰極側（Ｍ板等）でのＺｎイオンの拡散□速度を大
きくして「メッキやけ」を防ぎ、また陽極側については
界面における高濃度なＺｎイオンを更新されることによ
抄陽極異常分極を防ぐことができる。

このような技術的思想を具体化させた装置として第１図
にその一例としての側西図を示した。

この場合、ダムロール３によりメッキ浴液をせきとめて
自由表面４を充分に高い位置に形成させたメッキ浴２中
を鋼帯１が走行している。

との鋼帯１は、コンダクタ−ロール５より通電を受け、
浴液中に浸漬している上部電極６および下部電極７の間
を通過する際、電気分解の進行によってその表面にメッ
キされるようになっている。

ノズル８．９ば、おのおの鋼帯１が通過することによっ
て形成される上部間隙Ａと下部間隙已におけるメッキ液
をそれぞれ高速流動させ得ろようになっている。

このような装置においてノズルを設置する場合の検討項
目は、ノズルの仕様、吐出流速その他の要件を実験室規
模の固定極板間にメッキ液を流通させることの可能な装
置を用いて両電極間における必要流速を試行を重ねなが
ら設計することが行われていた。

この時の必要流速範囲は、当然のことながら（走用する
浴液組成や液層、生産ラインにおける予定ラインスピー
ド（ｆ！４帯速変速度流密度など）によって異なり、ま
た電極によっても変えることが考えられる。

しかしながら、実際の装置においては、走行する鋼帯に
同伴して鋼帯近傍では流体の粘性に起因したクラエツト
流れが発生する。

そして、前述の如き実験室規模のモデルから導き出され
た操業条件に対して、このクラエラ１電流れに基づく要
因をどのように補正して実際の装置の設計を行うべきか
については未だ全く知られていない。

加うるに、実際の工業規模の装置においては、走行する
鋼帯にバタツキが起こり、更に形状のくずれ（中伸び、
耳波なと）に起因するパスライン変動も起こり、これら
の各要因を考應していない実験結果のみに基づいて操業
条件を採用したときには、雨後重大な支障を引き起こす
惧れが潜在しているものということになる。

本発明者らは、以上のような実情に鑑みて、実際の操業
ラインを設計するにあたり、実用に耐え得る設備を得る
ための基本的検討を重ねた結果本発明に到達したのであ
る。

先ず、実際の装置における鋼帯と電極間に存在するメッ
キ浴液の流速分布を調査するために第２図に示した如き
装置を用いて種々実験を試みた。

図中、１０は陽極面７に対して平行面を作って２０〜２
００ｎｔ／ｅ＋ｉｎで走行できるようにした鋼帯ベル）
・であり、これは１５０　＋＋ｕｅφＸ　７００．ｍｍ
の２個のロール１１間にＲ張されている。

また１２は、アクリル樹脂製のプレートで、ロール１】
に接しない程度にベルＩ・１０の下面とプレート１２の
下面が同一水平面を形成するように張り出させ、３．０
ｍ＋ａＸ６００＋ｍのスリブ１−を有するノズル９から
の噴流に乱れが生しないように電極間に導く機能を有す
るものである。

この装置は、ロール間隙し１ベルト−電極板間の距離■
〕を変更し１υるようにしている。

先ず、ベルト１０のみを走行させた場合、ノズル９から
噴流のみを吐出させた場合およびノズルから噴流を吐出
すると共にベルトを噴流に対して順流的に走行させた時
についてベルト−電極板間の浴液の相対流速を熱線流速
計を用いて実測し、第１３図の如きチャー１・を得た。

この第３図において曲線ａは、ベルト走行のみの時の流
速分布、ｂは噴流のみを発生させた時の流速分布、Ｃは
噴流と共に順流的にベル１−を走行させたときの流速分
布である。

流速分布は、定温度型熱線流速計のプローブを用いて距
離り間上をスキャニングして得たが、このスキャニング
を行う位置はベルト−電極板間が平行である部分であれ
ば中心線以外でも殆ど同結果が得られる乙とを確認した
。

流速分布の測定は、別（こピト−管を用いた動圧測定結
果から流速を換算したところ、熱線流速計を用いた場合
と殆ど同じ結果であった。

第３図における面積ｑｌを距離りで割ると、ベル！・走
行によって発生した流速の平均値Ｕ’Ｉ＋１７Ｓｅｅと
なり、この値をベルト走行速度Ｕｍ／ｓｅｃに対してプ
ロットシたグラフが第４図である。この図から両者の関
係 Ｕ’　＝０．３３Ｕ が導き出される。

一方、順流条件下で得られたｑ２とｑｌとの関係をプロ
ットしたところ第５図となり、 ｑ、＝ｏ、６０ｑ。

の関係が得られ、これを前記式の結果とも合せて距離Ｄ
　１１１１の平均流速を算出すると、ｑ　ｔ／　Ｄ　＝
　０．６０ｑ　Ｉ／　Ｄ　＝　０．１９８Ｕ〜０．２０
Ｕとなる。

上のようにして得た結果を、鋼帯に対する極間の流体の
相対速度および電極に対する極間の流体の相対速度につ
いて、極間の流体の平均流速を用いて表すと第６図ζこ
示した如きモデルとなりこれを表として示すと以下の如
くになる。

電極側　　Ｕｊ＋〇、２０Ｕ　　− 鋼帯側　　Ｕｊ−０，８０Ｕ この結果を実際の装置に適用する時は、次の如き手順を
経れば良い。

すなわち、前提として電極側の必要流速をＩ＋ｙ＋／　
ｓｅｃ以上、鋼帯側を２　ｍ　／　ｓｅｃ以上とすると
、Ｕ　、＋〇、２０Ｕ≧Ｉ　　Ｕｊ　　Ｏ，８ＱＵ≧２
となり、この関係を作図したものが第７図で、ここから
例えば銅帯速度が、１５０ｍ７’ｎｉｎの時には、４　
ｍ　／　ｓｅｃの流速が得られる。

以上の如き手法で決定された鋼帯走行速度に対応する噴
流を与えてメッキ液を流動化させるかないしはメッキ装
置を設計してメッキ液を流動化させれば好結果が得られ
るのである。

噴流を与える手法としては、古くから知られている流体
力学の知見に基づいてノズルおよびポンプの形態を決定
することができる。

本発明の手法によって設計した、実際ラインの噴流装置
つきメッキ装置によって操業を行ったところ極めて良好
に操業を行うことができた。

この際、操業時の鋼帯走行速度および噴流の関係を同調
させれば噴流の自動制御を行うことが可能である。

即ち、例えば第８図に示した如く、鋼帯走行速度検出器
１３とノズル８．９からの吐出危調節用ポンプ１４を制
御用電子回路１５を介して装置に設ければ、本発明のメ
ッキｌα流動化プログラムに沿って予め設定したメッキ
液の流動化を連続的に自動制御することが可能である。

以上の如き本発明を実施することにより、銅帯速度に的
確に対応したポンプ作動が行われることから電力費の低
減と製品品質の安定化という両面からの利益を享受する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は噴流式メッキ装置の断面図、第２図は試験装置
の断面図、第３〜５図はグラフ、第６図は試行用概念図
、第７図はグラフ、第８図はメッキ装置の一部断面図で
ある。 １・鋼帯、２・・タンク、３−・ダムロール、４・・・
メッキ液表面、６．７−・電極、８．９・−ノズル、１
３　・鋼帯速度検出器、１４・・ポンプ、１５・・制御
用電子回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 メッキ液を貯留するタンクとその中に電極を配しメッキ
   液を一方の電極である鋼帯と電極との間に噴出ノズルを
   通してメッキ液を噴出することからなる電気メッキ装置
   において、 鋼帯の走行速度を検出するための速度検出器の出力信号
   を制御用電子回路で演算しその演算結果の出力信号に応
   じて作動するポンプによりメッキ液の噴出量を調節する
   ようにした装置を用い、鋼帯の走行速度（Ｕ）、メッキ
   液の噴流速度Ｕ＿ｊ）、電極側のメッキ液流速（ＵＡ）
   および鋼帯側のメッキ液流速（ＵＫ）としたとき、 Ｕ＿ｊ＋０．２０Ｕ≧ＵＡ Ｕ＿ｊ−０．８０Ｕ≧ＵＫ の条件を満足させながら鋼帯の走行方向にメッキ液を噴
   出することからなる電気メッキ装置のメッキ液の流動制
   御方法。