JP2008266761A - めっき液供給設備 - Google Patents

Abstract

【課題】沈降槽の底部に蓄積したスラッジを、めっきラインを停止させることなく短時間で系外に排出することができ、めっき液にスラッジが混入することによる「めっき汚れ」不良の発生を防止することができるめっき液供給設備を提供する。
【解決手段】錫めっき液を、金属の溶解槽６とスラッジの沈降槽７と循環タンク５との間で循環させながら、循環タンク５からめっき設備１に供給するめっき液供給設備４である。この沈降槽７に噴流ノズルを設け、沈降槽７から噴流ポンプにより引き抜いためっき液を沈降槽７の槽底部に向けて噴射し、スラッジを突き崩す。スラッジはスラッジタンクに取り出され、系外に排出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、めっき設備にめっき液を供給するめっき液供給設備に関するものであり、特に錫めっき設備に錫めっき液を供給する場合に適しためっき液供給設備に関するものである。

鋼板の錫めっきラインにおいては、錫めっき液が充填されたラインタンク内に多数のコンダクタロールを配置し、これらのコンダクタロール間で鋼板をジグザグ状に走行させながら、連続的に電気めっきを行うめっき設備が用いられている。このめっき設備において消費される錫に見合う分量の錫は、めっき液供給設備によって常にめっき液中に補充されている。

このめっき液供給設備は、金属の溶解槽とスラッジの沈降槽と循環タンクとを備え、これらの槽間でめっき液を循環させながら、循環タンクからめっき液を抜き出してめっき設備に供給するようになっている。

このめっき液供給設備の溶解槽では、粒状金属錫をめっき液中に浸漬させ、酸素を吹き込むことによって２価の錫イオン（Sn²⁺）として溶解させているが、この２価の錫イオンは更に酸化されて錫酸化物（SnO₂)となり易く、大量のスラッジを発生する（特許文献１）ことが知られている。

そこで従来から、溶解槽の後段に配置したスラッジの沈降槽でスラッジを重力沈降させ、上澄み液をめっき設備に供給している。スラッジが混入しためっき液がめっき設備に供給されると「めっき汚れ」と呼ばれる黒ずんだ外観不良品が発生するため、スラッジの沈降槽は不可欠である。ところがスラッジが大量に沈降槽に蓄積されると、スラッジの一部がめっき液とともにめっき設備に流入して「めっき汚れ」を発生させることがあった。

このため、沈降槽の底部に蓄積されたスラッジの排出作業が必要となる。この作業は先ず沈降槽からめっき液を排出したうえ、槽底部のスラッジをスコップや電動工具等によって突き崩し、ドラム缶に収納して外部に取り出す方法で行われていた。しかしスラッジの一部は泥状であるものの、下層部のスラッジは固く押し固められて固形化しているため、人力による除去作業は容易ではなく、かなりの労力と時間が必要であった。このため、スラッジの取り出しは修繕時のようなめっきラインの長時間停止時にしか行うことができなかった。従って沈降槽にスラッジが蓄積しても容易には取り除くことができず、上記した「めっき汚れ」を発生させることがあった。

なお特許文献２には、錫めっきラインを停止させることなくスラッジを系外に排出する技術が提案されている。ここの特許文献２では循環タンクの内部をポンプを用いて撹拌してスラッジをめっき液中に分散させ、このスラッジを含有しためっき液を階段状の回収槽に導き、沈降させている。なお回収槽としてはドラム缶を階段状に配置したものが使用されている。また回収槽の上澄み液は循環タンクに返送されている。

しかしこの特許文献２のシステムでは、循環タンクの内部にスラッジが沈降しないように循環タンクの内部を激しく撹拌してスラッジをめっき液中に分散させているため、スラッジを含有しためっき液がそのままめっき設備にも流入することとなり、「めっき汚れ」を発生させる可能性があるものと考えられる。
特開平９−１７６８８８号公報（段落０００２） 特開平９−１８４１００号公報

従って本発明の目的は、上記した従来の問題点を解決し、沈降槽の底部に蓄積したスラッジを、めっきラインを停止させることなく短時間で系外に排出することができ、めっき液にスラッジが混入することによる「めっき汚れ」不良の発生を防止することができるめっき液供給設備を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、めっき液を、金属の溶解槽と溶解に伴い発生するスラッジの沈降槽と循環タンクとの間で循環させながら、循環タンクからめっき設備に供給するめっき液供給設備において、沈降槽から噴流ポンプにより引き抜いためっき液を沈降槽の槽底部に向けて噴射する噴流ノズルを設けるとともに、この噴流により崩されたスラッジを取り出すスラッジタンクを設けたことを特徴とするものである。

請求項２に記載のように、実用的にはめっき設備が鋼板への錫めっき設備であり、めっき液が液中に錫を溶解させる際に多量のスラッジを発生させる錫めっき液である。

請求項３に記載のように、沈降槽からのめっき液の吸引を、噴流ノズルが設けられた沈降槽から行い、同一槽に循環させることが好ましい。

請求項４に記載のように、沈降槽が３段式であり、噴流ノズルが２段目の沈降槽に設けられていることが好ましい。

請求項５に記載のように、沈降槽から吸引されためっき液を噴流ノズルに導くラインの途中に、スラッジタンクへの分岐流路を形成し、バルブにより流路を切替可能とすることが好ましい。

請求項６に記載のように、スラッジタンクには、その内部で沈降したスラッジを排出するスラッジポンプと、上澄みめっき液を沈降槽または循環タンクに戻す上澄み排出ポンプを接続することが好ましい。

さらに請求項７に記載のように、噴流によるスラッジの突き崩しを、間欠的に行うことが好ましい。

本発明のめっき液供給設備は、沈降槽からポンプにより引き抜いためっき液を沈降槽の槽底部に向けて噴射する噴流ノズルを設け、沈降槽の底部に堆積したスラッジを噴流の力によって突き崩しつつ、再び沈降槽に戻す。このためにめっき液の濃度を変えることなく、スラッジを流動させることができる。なおスラッジをめっき液中に分散させたうえでバルブを切り替えると、スラッジはめっき液とともにスラッジタンクに取り出され、容易に系外に取り出すことができる。またこのスラッジの流動化は沈降槽において行われ、循環タンクにはスラッジはほとんど流入しないので、めっきラインを停止させずにスラッジを流動させても「めっき汚れ」不良を発生させることはない。

なお請求項３のように沈降槽からのめっき液の吸引を、噴流ノズルが設けられた沈降槽から行い、同一槽に循環させるようにすれば、上記した本発明の効果をより確実とすることができる。

請求項４のように沈降槽を３段式として噴流ノズルを２段目の沈降槽に配置しておけば、最もスラッジが固化しやすい場所からスラッジを確実に排出することができる。

請求項５のように沈降槽から吸引されためっき液を噴流ノズルに導くラインの途中に、スラッジタンクへの分岐流路を形成しておけば、スラッジタンクへの取り出し用のラインやポンプを別に設ける必要がなく、効率的な設備とすることができる。

請求項６のように、スラッジタンクにその内部で沈降したスラッジを排出するスラッジポンプと、上澄みめっき液を沈降槽または循環タンクに戻す上澄み排出ポンプを接続しておけば、沈降したスラッジは外部に排出することができるとともに、上澄みのめっき液は回収できるのでめっき液の無駄がなくなる。

さらに請求項７のように、噴流によるスラッジの突き崩しを間欠的に行うことによりスラッジがめっき液に混入する可能性をより低下させることができる。その周期は設備によりさまざまであるが、例えば一ヶ月に１回３〜６時間程度行えば十分である。

以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は鋼板の錫めっきラインの一例を示す図であり、１はめっき設備、２はそのラインタンク、３はラインタンク２の内部に配置された多数のコンダクタロールである。鋼板はこれらのコンダクタロール３，３間をジグザグ状に走行しながら通電され、錫めっきが行われる。

このめっき設備１において消費される錫をめっき液中に供給するために、めっき液供給設備４が設けられている。このめっき液供給設備４は循環タンク５と、溶解槽６と、沈殿槽７と、これらの間に配置された循環用ポンプ８，９とから構成されている。めっき液は供給ポンプ１０によって、循環タンク５からめっき設備１のラインタンク２に常時供給されている。

溶解槽６は粒状金属錫をめっき液中に浸漬させ、酸素を吹き込むことによって２価の錫イオン（Sn²⁺）を溶解させるための槽である。しかし２価の錫イオンは更に酸化されて錫酸化物（SnO₂)となり、大量のスラッジを発生させることは特許文献１に記載のとおりである。そこで溶解時に発生するこの大量のスラッジを、溶解槽６の後段に設けた沈殿槽７で重力沈降させるようになっている。

この実施形態では、沈降槽７は第１槽７a、第２槽７b、第３槽７cを直列に接続した３段式のものであり、溶解槽６からのめっき液は第１槽７aに供給され、スラッジを沈降させつつ第２槽７b、第３槽７cを順次流れ、上澄み液は第３槽７cから循環用ポンプ９によって循環タンク５に返送される。液面高さは第１槽７a、第２槽７b、第３槽７cの順に低くなって行き、粒径が大きく沈降速度の大きいスラッジから順次槽底に堆積して行く。

実ラインにおいては第２槽７bの沈降スラッジが粒径の関係上もっとも固形化しやすいため、この実施形態では、第２槽７bに図２に示すスラッジ排出設備が設置されている。しかし設置位置は必ずしも第２槽７bに限定されるものではなく、スラッジの沈降状況や固形化状況に応じて変更することができる。

この実施形態では図２に示されるように、沈降槽７の第２槽７bの内部に噴流ノズル１１が設置されている。噴流ノズル１１は槽底に向けて斜めに設置されており、第２槽７bから噴流ポンプ１２によって引き抜いためっき液を沈降槽７の槽底部に向けて噴射し、堆積しているスラッジを突き崩すものである。なお、この噴射水に外部から水を補給してもよいが、その場合にはめっき液の濃度が希釈されすぎないように留意する必要がある。

使用する噴流ポンプ１２は、スラッジが混入しためっき液を吐出することができるポンプであることが好ましい。その吐出圧は特に限定されるものではないが、スラッジを突き崩すに有効な噴流を得るためには、１９６kPa以上であることが好ましい。噴流ポンプ１２の種類、吐出圧、噴流ノズル１１の形態、本数、配置などはスラッジの固形状態やスラッジ除去のための作業時間を考慮して決定すべきである。このように沈降槽７から引き抜いためっき液を噴流ノズル１１から沈降槽７の底面に向かって噴出すると、堆積したスラッジは次第に崩されてめっき液中に分散し、噴流ポンプ１２により引き抜かれる。

この沈降槽７から吸引されためっき液を噴流ノズル１１に導くライン１３の途中には、スラッジタンク１４への分岐流路１５が形成されており、その入り口にバルブ１６が設けられている。このバルブ１６を閉じた状態でスラッジをめっき液中に分散させたうえバルブ１６を開くと、高濃度のスラッジを含有するめっき液は分岐流路１５を通じてスラッジタンク１４へ流入する。

スラッジタンク１４に流入したスラッジは静置すれば再び沈降するので、固形化するまでの時間内にスラッジポンプ１７により外部に抜き取るとともに、スラッジタンク１４内の上澄みのめっき液は、上澄み排出ポンプ１８により沈降槽７または循環タンク５に返送される。外部に抜き取られたスラッジはドラム缶１９に回収してもよく、あるいは直接処理設備に送ることができる。

このようにして本発明によれば沈降槽７の槽底部に沈降固化したスラッジを短時間で系外に排出することができ、めっき液にスラッジが混入することによる「めっき汚れ」不良の発生を防止することができる。またスラッジの循環は沈降槽７において行われるため、循環タンク５にまでスラッジが流入することはなく、めっきラインを停止しなくてもスラッジの抜き取りが可能である。

なお、上記したようなスラッジの抜き取り作業は間欠的に行えばよく、例えば毎月１回、数時間程度実施すればよい。

鋼板の錫めっきラインに設けた従来のめっき液供給設備においては、２年に１回の定期修理期間を利用して沈降槽からのスラッジの除去作業を行っていた。作業は４名×１２時間（４８時間）を要し、１５ｍ^３の廃液が発生していた。このように２年に１回しかスラッジの排出を行えないので、めっき液中のスラッジ量は約０.２g/Lと高く、０．１〜０．４％程度のめっき汚れ不良が発生していた。

これに対して実施形態に説明した本発明のめっき液供給設備に切り替えたところ、毎月１回４時間の作業で済み、作業員も１名で十分となった。このように毎月スラッジの除去を行った結果、めっき液中のスラッジ量は約０.１g/Lと従来よりも半減し、めっき汚れ不良の発生率は０．０１％以下にまで大幅に減少した。またこの作業中もめっきラインは稼動していたが、まったく支障を生じることはなかった。

本発明の実施形態を示す説明図である。 スラッジ回収設備の説明図である。

符号の説明

１ めっき設備
２ ラインタンク
３ コンダクタロール
４ めっき液供給設備
５ 循環タンク
６ 溶解槽
７ 沈殿槽
８ 循環用ポンプ
９ 循環用ポンプ
１０ 供給ポンプ
１１ 噴流ノズル
１２ 噴流ポンプ
１３ ライン
１４ スラッジタンク
１５ 分岐流路
１６ バルブ
１７ スラッジポンプ
１８ 上澄み排出ポンプ
１９ ドラム缶

Claims (7)

1. めっき液を、金属の溶解槽と溶解に伴い発生するスラッジの沈降槽と循環タンクとの間で循環させながら、循環タンクからめっき設備に供給するめっき液供給設備において、沈降槽から噴流ポンプにより引き抜いためっき液を沈降槽の槽底部に向けて噴射する噴流ノズルを設けるとともに、この噴流により崩されたスラッジを取り出すスラッジタンクを設けたことを特徴とするめっき液供給設備。
2. めっき設備が鋼板への錫めっき設備であり、めっき液が液中に錫を溶解させる際に多量のスラッジを発生させる錫めっき液であることを特徴とする請求項１に記載のめっき液供給設備。
3. 沈降槽からのめっき液の引抜きを、噴流ノズルが設けられた沈降槽から行い、同一槽に循環させることを特徴とする請求項１に記載のめっき液供給設備。
4. 沈降槽が３段式であり、噴流ノズルが２段目の沈降槽に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のめっき液供給設備。
5. 沈降槽から吸引されためっき液を噴流ノズルに導くラインの途中に、スラッジタンクへの分岐流路を形成し、バルブにより流路を切替可能としたことを特徴とする請求項１に記載のめっき液供給設備。
6. スラッジタンクに、その内部で沈降したスラッジを排出するスラッジポンプと、上澄みめっき液を沈降槽または循環タンクに戻す上澄み排出ポンプを接続したことを特徴とする請求項１に記載のめっき液供給設備。
7. 噴流によるスラッジの突き崩しを、間欠的に行うことを特徴とする請求項１に記載のめっき液供給設備。

Images