JPH0130919B2 - - Google Patents

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JPH0130919B2
JPH0130919B2 JP59002676A JP267684A JPH0130919B2 JP H0130919 B2 JPH0130919 B2 JP H0130919B2 JP 59002676 A JP59002676 A JP 59002676A JP 267684 A JP267684 A JP 267684A JP H0130919 B2 JPH0130919 B2 JP H0130919B2
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JP
Japan
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plating
metal strip
strip
running
plating liquid
Prior art date
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Application number
JP59002676A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS60149795A (en
Inventor
Tetsuaki Tsuda
Atsuyoshi Shibuya
Kinya Yanagawa
Takeshi Hatsutori
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication of JPS60149795A publication Critical patent/JPS60149795A/en
Publication of JPH0130919B2 publication Critical patent/JPH0130919B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 本発明は、電気メツキ装置、特に、連続走行す
る金属ストリツプの水平型連続電気メツキ装置に
関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to electroplating apparatus, and more particularly to horizontal continuous electroplating apparatus for continuously running metal strips.

(従来技術) 近年に至りメツキ鋼板は特にその用途の拡大に
伴い、生産量が増大しつつあるとともに生産技術
にも多くの改善が行われている。したがつて、そ
の1つの生産手段としての金属ストリツプの連続
電気メツキおよびそのための装置についてこれま
でにも多くの提案がなされてきた。
(Prior Art) In recent years, the production volume of galvanized steel sheets has been increasing, especially with the expansion of their uses, and many improvements have been made to the production technology. Therefore, many proposals have been made regarding continuous electroplating of metal strips as one of the production means and devices for the same.

例えば特公昭50−8020号においてはジエツトセ
ル方式が提案されており、これはメツキ槽を筒状
に構成し、その内部を走行する金属ストリツプに
対し向流関係でメツキ液を強制循環させる方式で
ある。この方式は両面メツキ法ならびに片面メツ
キ法に利用されるものであるが、片面メツキ法専
用に使用されるものとしては特公昭57−14759号
において噴流メツキ方式が案されている。これは
金属ストリツプの一面に接近して配置した電極か
らメツキ液を噴出させながら、片面のみをメツキ
する方式である。金属ストリツプの他面は支持ロ
ールによつて支持されている。
For example, in Japanese Patent Publication No. 50-8020, a jet cell method was proposed, in which the plating tank is configured in a cylindrical shape, and the plating liquid is forced to circulate in countercurrent to the metal strip running inside the tank. . This method is used for both double-sided plating and single-sided plating, but a jet plating method is proposed in Japanese Patent Publication No. 14759/1983 for use exclusively with single-sided plating. This is a method in which only one side of the metal strip is plated while a plating liquid is jetted from an electrode placed close to one side of the metal strip. The other side of the metal strip is supported by a support roll.

また、特開昭58−136796号には流体クツシヨン
パツド方式が提案されている。これは上述のジエ
ツトセル方式と噴流メツキ方式とを組合せた如き
方法であつて、金属ストリツプの上下両面からメ
ツキ液を噴出させながらメツキを行うとともに対
になつた通電ロールの中間部分においてそのメツ
キ液噴出流でもつて金属ストリツプを支持するも
のである。
Furthermore, a fluid cushion pad system has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 136796/1983. This method is a combination of the jet cell method and the jet plating method described above, and plating is performed while jetting plating liquid from both the upper and lower surfaces of the metal strip, and the plating liquid is jetted out at the middle part of the pair of energized rolls. The current also supports the metal strip.

(従来技術の欠点) 金属ストリツプのメツキには、高速での連続処
理を可能とする経済性が要求されるとともに、高
品質のメツキを実現するために可及的に一定条件
下でメツキが行い得るようにすることが望まれ
る。メツキ液組成が常に一定に保持される必要が
あるのは勿論のこと、特に極間距離は可及的に小
さくかつ常に一定に保持されるようにすることが
望ましい。
(Disadvantages of the prior art) Plating metal strips requires economic efficiency that enables continuous processing at high speed, and it is also necessary to perform plating under as constant conditions as possible in order to achieve high quality plating. It is desirable that the It goes without saying that the composition of the plating solution must always be kept constant, and in particular, it is desirable that the distance between the electrodes be kept as small as possible and always constant.

従来、横型メツキ槽にあつては、金属ストリツ
プが自重によつて垂下するため、金属ストリツプ
に働く重力とメツキ槽内張力(通例0.5〜5Kg/
mm2程度)との釣合いから、メツキ槽内を走行する
金属ストリツプは対となつた両通電ロールの間に
在つて長手方向の縦断面形状がカテナリー曲線状
となるのはさけられない。
Conventionally, in horizontal plating tanks, the metal strip hangs down due to its own weight, so the gravity acting on the metal strip and the tension in the plating tank (usually 0.5 to 5 kg/
mm 2 ), it is inevitable that the metal strip running in the plating bath will be located between the pair of energized rolls and have a catenary curved longitudinal cross-sectional shape.

このときの金属ストリツプの最大たわみ量、す
なわち両通電ロールの中心部におけるカテナリー
量は次式で表わされる。
The maximum amount of deflection of the metal strip at this time, that is, the amount of catenary at the center of both current-carrying rolls, is expressed by the following equation.

h(カテナリー量)=k(l2/T) ただし、 l:両通電ロールの支点間距離(mm) T:ストリツプ張力(Kg/mm2) k:比例定数 したがつて、ストリツプとの極間距離が上面で
は、大となり、下面では小となるため、上面側の
電流分布が下面より不均一となるとともに上面側
の電圧が下面より大きくなつてしまう。また、こ
のような状態でメツキ液の液流吹込みを行うと、
上・下面で流速の差を生じて、上述の極間距離の
違いと相俟つて、ストリツプの上・下面ではメツ
キ品質が著しく不均一となる。
h (catenary amount) = k (l 2 /T) where, l: distance between the supporting points of both energized rolls (mm) T: strip tension (Kg/mm 2 ) k: proportionality constant Therefore, the distance between the poles and the strip Since the distance is large on the top surface and small on the bottom surface, the current distribution on the top surface side becomes more uneven than that on the bottom surface, and the voltage on the top surface side becomes larger than that on the bottom surface. Also, if the plating liquid is injected in such a state,
This causes a difference in flow velocity between the upper and lower surfaces, which, together with the above-mentioned difference in the distance between the poles, results in significantly uneven plating quality on the upper and lower surfaces of the strip.

さらにまた、ストリツプの振動、振り(バタツ
キ)により、下面に設けた陽極とストリツプとの
接触事故が頻発するので、近接電解が不可能とな
り、そのため実操業上は極間距離を大きくとつて
メツキ電圧を高くする必要があり、そのような操
業を行う限り、省電力は達成できない。
Furthermore, due to the vibration and flapping of the strip, contact accidents between the anode provided on the bottom surface and the strip frequently occur, making close electrolysis impossible. It is necessary to increase the power consumption, and as long as such operation is carried out, power saving cannot be achieved.

しかもこのように接触しないまでも下面の陽極
とストリツプとの極間距離が部分的に近づくた
め、局所的にH2やO2ガス泡発生密度の高い部分
がみられ、そのようにストリツプ下面に不均一に
付着したガス泡のために電流分布がさらに不均一
となり、合金メツキ品質(組成、析出相)のバラ
ツキや、はなはだしいときは、ピン・ホールやメ
ツキ・ムラを生じて製品価値を損なうことがあ
る。
Moreover, even though they do not contact each other, the distance between the anode on the bottom surface and the strip becomes partially close, so there are localized areas with a high density of H 2 and O 2 gas bubbles. The unevenly attached gas bubbles make the current distribution even more uneven, leading to variations in the quality of the alloy plating (composition, precipitated phase), and in extreme cases, pin holes and uneven plating, which can damage the product value. There is.

前述のジエツトセル方式では筒状メツキ槽内を
走行する金属ストリツプがカテナリー曲線状とな
るのは避けられない。また噴流メツキ方式にあつ
ても、この方式では、非浸漬型であるため、メツ
キ面に向かつて陽極面から噴出されたメツキ液は
次いでメツキ面から周囲に溢出してしまうため、
電極とストリツプとの間をメツキ液で充満させる
のに大流量のメツキ液を流す必要があり、大容量
の循環ポンプが必要であるばかりでなく、合金メ
ツキ品質を安定化させるのに必要な流量と液充満
のための流量とが、アンバランスとなるという問
題を生ずる。さらに、特にFeイオンを含んだメ
ツキ(Feメツキ、Fe−Znメツキ、Fe−Niメツ
キ、Fe−Mnメツキ等々)液の場合は、多量の溢
出メツキ液は液滴(スプラツシユ)となつて落下
するので、空気中の酸素と反応して(4Fe2++O2
+4H+→4Fe3+2H2O)、空気酸化されて、消耗し
て行くので、メツキ浴成分が大幅に変動してしま
う。ストリツプの板幅が、ノズルの幅よりも狭い
場合に、特に、この問題は深刻であつて、メツキ
液組成の大幅な変動はさけられない。非浸漬型ジ
エツトセルの場合には、吐出ノズル近傍が部分的
に負圧となり、周囲から空気を泡として巻き込
み、Fe2+→Fe3+となる空気酸化が著しく促進さ
れるといつた不利が浸漬型に比較してある。また
同じく前述の流体クツシヨンノズル方式にあつて
は、合金電気メツキの製造に際して、流動状況が
上流側(向流方向)と下流側(順流方向)とで異
なるため、合金組成や析出相が不均一なメツキと
なる。つまり、上流側のガス除去性の改善のため
に、下流側よりも流速を多く流す必要があり、相
対液流速が上流側と下流側とで異なることにな
る。かかる液流量の制御は実操業上ではかなり困
難である。
In the jet cell method described above, it is inevitable that the metal strip running inside the cylindrical plating bath will have a catenary curve shape. In addition, even with the jet plating method, since it is a non-immersion type, the plating liquid that is ejected from the anode surface toward the plating surface will then overflow from the plating surface to the surrounding area.
It is necessary to flow a large flow rate of plating liquid to fill the space between the electrode and the strip, which not only requires a large-capacity circulation pump, but also the flow rate necessary to stabilize the quality of the alloy plating. A problem arises in that the flow rate and the flow rate for liquid filling become unbalanced. Furthermore, especially in the case of plating liquid containing Fe ions (Fe plating, Fe-Zn plating, Fe-Ni plating, Fe-Mn plating, etc.), a large amount of overflowing plating liquid becomes droplets (splash) and falls. Therefore, it reacts with oxygen in the air to form (4Fe 2+ +O 2
+4H + →4Fe 3 +2H 2 O), it is oxidized in the air and is consumed, resulting in significant fluctuations in the composition of the plating bath. This problem is particularly serious when the strip width is narrower than the nozzle width, and large variations in the plating solution composition are unavoidable. In the case of a non-immersion type jet cell, the disadvantage is that the pressure near the discharge nozzle becomes partially negative, air is drawn in from the surroundings as bubbles, and air oxidation from Fe 2+ to Fe 3+ is significantly accelerated. It is compared to the type. Similarly, in the case of the above-mentioned fluid cushion nozzle method, when manufacturing alloy electroplating, the flow conditions differ between the upstream side (countercurrent direction) and the downstream side (forward flow direction), so the alloy composition and precipitated phase are not uniform. This results in uniform plating. That is, in order to improve the gas removal performance on the upstream side, it is necessary to flow at a higher flow rate than on the downstream side, and the relative liquid flow rate will be different between the upstream side and the downstream side. Controlling such a liquid flow rate is quite difficult in actual operation.

(関連発明) 本件特許出願人は先に特願昭58−59194号とし
て、金属ストリツプの上下面に離間対向して配置
された各不溶性陽極の中央部分を分割し、その箇
所に上下一対のメツキ液噴射ノズルを設けた二段
向流方式とも云うべきメツキ装置を提案した。か
かる装置によれば向流的に送られるメツキ液の流
れはより均一になり、陽極の不均一溶解にもとず
く極間距離の経時的変化はより少なくなり、また
ストリツプ走行速度をさらに高めることができ
る。しかし、この方式でもまた十分満足のゆくも
のではなく、ストリツプが二段向流ノズル(下
側)の上面と接触して引き起こす、ノズルの損傷
が問題となつていた。
(Related Invention) The applicant of this patent previously proposed in Japanese Patent Application No. 58-59194 that the central portion of each insoluble anode arranged facing each other at a distance on the upper and lower surfaces of a metal strip was divided, and a pair of upper and lower platings were placed at the central portion of each insoluble anode. We proposed a two-stage countercurrent plating device equipped with a liquid injection nozzle. With such a device, the flow of the plating liquid sent countercurrently becomes more uniform, the change in the inter-electrode distance over time due to non-uniform dissolution of the anode is reduced, and the strip running speed can be further increased. I can do it. However, this method is also not completely satisfactory, and the problem has been damage to the nozzle caused by the strip coming into contact with the upper surface of the two-stage counterflow nozzle (lower side).

(発明の目的) 本発明の目的は、高品質メツキ、特に安定した
合金メツキ(例えば、Zn−Fe、Zn−Ni、Zn−
Ni−Cr、Zn−Mn、Zn−Cr、Fe−Mn、Zn−Fe
−Ni等々)を高電流密度で、しかも、効率的に
行い得る金属ストリツプの連続電気メツキ装置を
提供することである。
(Object of the invention) The object of the invention is to provide high quality plating, especially stable alloy plating (e.g. Zn-Fe, Zn-Ni, Zn-
Ni−Cr, Zn−Mn, Zn−Cr, Fe−Mn, Zn−Fe
-Ni, etc.) at high current density and efficiently.

本発明の別の目的は、極間距離をさらに正確に
一定に保持し得る金属ストリツプの連続電気メツ
キ装置を提供することである。
Another object of the invention is to provide an apparatus for continuous electroplating of metal strips in which the distance between the poles can be kept more precisely and constant.

(発明の要約) ここに、本発明は、水平方向に走行する金属ス
トリツプから離間対向して配置された不溶性陽極
と、該金属ストリツプに接する前後一対の通電ロ
ールを備えた金属ストリツプの水平型連続電気メ
ツキ装置であつて、 一対の前記通電ロールの中間位置に設けた中間
サポートロール; 該中間サポートロールと前記の各通電ロールと
の間にあつて上下一対にそれぞれ配置した前記不
溶性陽極;および 前記不溶性陽極と水平方向に走行する前記金属
ストリツプとで取り囲まれて形成された少なくと
も1の管路の金属ストリツプ走行方向の下流端近
傍に設けられ、該管路に向かつて金属ストリツプ
走行方向に対し向流に開き、かつ金属ストリツプ
とメツキ液吹き込み流とのなす吐出角度が60度以
内となる少なくとも1つのメツキ液吹き込みノズ
ル、 から構成される前記装置である。
(Summary of the Invention) Here, the present invention provides a horizontal continuous metal strip comprising an insoluble anode disposed facing away from a metal strip running in the horizontal direction, and a pair of front and rear energized rolls in contact with the metal strip. The electroplating device includes: an intermediate support roll provided at an intermediate position between the pair of current-carrying rolls; the insoluble anodes disposed in pairs above and below between the intermediate support roll and each of the current-carrying rolls; and The metal strip is provided near the downstream end in the running direction of the metal strip of at least one conduit surrounded by an insoluble anode and the metal strip running in the horizontal direction. The device comprises at least one plating liquid blowing nozzle which is open to the metal strip and has a discharge angle of 60 degrees or less between the metal strip and the plating liquid blowing flow.

(発明の態様) 添付図面に関連させて本発明をさらに説明する
と、第1図aおよびbは本発明に係る金属ストリ
ツプの連続電気メツキ装置1を略式断面図で示す
ものであつて、図中、矢印で示すように水平方向
に連続走行する金属ストリツプ2は横型メツキ槽
である水平型電気メツキ槽3に送給される。
Aspects of the Invention To further explain the invention with reference to the accompanying drawings, FIGS. 1a and 1b show in schematic cross-section an apparatus 1 for continuous electroplating of metal strips according to the invention, in which The metal strip 2, which is continuously running in the horizontal direction as shown by the arrow, is fed to a horizontal electroplating tank 3, which is a horizontal plating tank.

第1図aの場合、この連続電気メツキ装置1
は、通電ロール4,4(図中、斜線を付して示
す)とこれらの間のほぼ中央部に配設した一対の
中間サポートロール5と、該中間サポートロール
5の前・後において金属ストリツプ2に離間対応
して設けた上下一対の不溶性陽極6,6とから成
り、これらの不溶性陽極の間を連続走行する間に
金属ストリツプ2は電気メツキされる。連続走行
する金属ストリツプ2の上下両面には図示例にあ
つてはメツキ液の噴流ノズル7,7,8,8が上
下一対となつて不溶性陽極6,6の中間部分およ
び出側通電ロールの上流近接部分にそれぞれ設け
られており、金属ストリツプに対し向流的にメツ
キ液を噴出させている。通常金属ストリツプの両
側面部分には適宜メツキ液シール機構、例えば公
知のエツジマスキング装置(図示せず)が設けら
れているため、これらの各部材で金属ストリツプ
上・下面にはそれぞれ一種のメツキ液管路9が形
成されており、該管路中へ金属ストリツプと向流
方向へメツキ液が強制吹込まれるのである。不溶
性陽極6を含めて装置全体はメツキ槽3のメツキ
浴中に浸漬されており、上記噴出ノズル7,8か
らのメツキ液は図示例の場合、循環タンク10を
介してメツキ槽内を強制的に循環している。メツ
キ槽3の入口、出口部にはダムロール11がそれ
ぞれ設けられている。
In the case of Fig. 1a, this continuous electroplating device 1
The structure includes energizing rolls 4, 4 (shown with diagonal lines in the figure), a pair of intermediate support rolls 5 disposed approximately in the center between them, and a metal strip in front and behind the intermediate support rolls 5. The metal strip 2 is made up of a pair of upper and lower insoluble anodes 6, 6 which are spaced apart from each other, and the metal strip 2 is electroplated while continuously traveling between these insoluble anodes. In the illustrated example, a pair of jet nozzles 7, 7, 8, 8 for plating liquid are formed on both upper and lower surfaces of the continuously running metal strip 2, and the jet nozzles 7, 7, 8, 8 are arranged in a pair at the upper and lower sides of the insoluble anodes 6, 6 and upstream of the exit-side energizing roll. They are provided at adjacent portions, and eject plating liquid countercurrently to the metal strip. Normally, both sides of the metal strip are provided with an appropriate plating liquid sealing mechanism, such as a known edge masking device (not shown), so each of these members seals a type of plating liquid on the upper and lower surfaces of the metal strip. A conduit 9 is formed into which the plating liquid is forced in countercurrent direction to the metal strip. The entire apparatus including the insoluble anode 6 is immersed in the plating bath of the plating tank 3, and the plating liquid from the jet nozzles 7 and 8 is forced into the plating tank via the circulation tank 10 in the illustrated example. is circulating. Dam rolls 11 are provided at the inlet and outlet of the plating tank 3, respectively.

第1図bは、第1図aの場合のダムロール11
に代えてダムロール板12を設けた例を示すもの
であつて、同一部材は同一符号で示す。第1図b
の場合、ダムロール板12を中間サポートロール
5の下流近接領域にも設けることによつてメツキ
槽3を2つに区分している。
FIG. 1b shows the dam roll 11 in the case of FIG. 1a.
This shows an example in which a dam roll plate 12 is provided in place of the dam roll plate 12, and the same members are indicated by the same reference numerals. Figure 1b
In this case, the plating tank 3 is divided into two by providing the dam roll plate 12 also in the downstream adjacent region of the intermediate support roll 5.

このように、例えば第1図aおよびbのいずれ
の場合にあつても、本発明によれば中間サポート
ロール5が設けられることによつて金属ストリツ
プ2のカテナリー、つまりいわゆるストリツプの
タレはほぼ完全に防止できる。
In this way, for example, in either case of FIG. can be prevented.

なお、上記メツキ液シール機構、例えば公知の
エツジマスキング装置(図示せず)を設けた場
合、ストリツプの反対面へのメツキ液の廻り込み
が実質上防止できるばかりでなく、そのようなシ
ール機構をストリツプの両端部に設けることによ
つて、それと金属ストリツプ面とさらに不溶性陽
極とから構成されるメツキ液管路を周囲から閉じ
られたものとし、それによつてメツキ面に接する
メツキ浴組成を可及的に一定に保持できる。この
ようにメツキ液の出入口のみが開放されたメツキ
液管路を形成することによつてメツキ装置全体を
浸漬型をすることと相俟つてさらに一層均一な電
気メツキが安定して得られるのである。ストリツ
プの走行方向のメツキ液シールは上述のダムロー
ルあるいはダムシール板等当業界で公知の適宜装
置によつて行なつてもよい。
Note that when the plating liquid sealing mechanism described above is provided, for example, a known edge masking device (not shown), it is possible to not only substantially prevent the plating liquid from going around to the opposite side of the strip, but also to prevent the plating liquid from going around to the opposite side of the strip. By providing it at both ends of the strip, the plating liquid conduit consisting of the metal strip surface and the insoluble anode is closed from the surroundings, thereby making it possible to change the composition of the plating bath in contact with the plating surface. can be held constant. By forming the plating liquid pipeline in which only the inlet and exit of the plating liquid are open, and by making the entire plating device an immersion type, it is possible to stably obtain even more uniform electroplating. . Sealing of the plating liquid in the running direction of the strip may be accomplished by any suitable device known in the art, such as the above-mentioned dam roll or dam seal plate.

上記中間サポートロールとしては、走行時のス
トリツプの位置を機械的に固定する機能を果たす
ものであれば、どのような形式、構造、機構のも
のであつてもよい。最も一般的なものはピンチロ
ール型あるいはオフセツトロール型のものであろ
うが、その場合にも多段ロール型としてもあるい
は異径ロールを上下ロールに組合せて使用しても
よい。さらにはロール胴長方形に部分的に分割し
たロールを組合せてもよい。
The intermediate support roll may be of any type, structure, or mechanism as long as it functions to mechanically fix the position of the strip during running. The most common type is a pinch roll type or an offset roll type, but in that case, a multi-stage roll type or a combination of rolls of different diameters with upper and lower rolls may also be used. Furthermore, rolls partially divided into rectangular roll bodies may be combined.

なお、金属ストリツプの下面側にのみ、上記中
間サポートロールを設けることは特にカテナリー
防止という観点からは十分なものである。
Note that it is sufficient to provide the intermediate support roll only on the lower surface side of the metal strip, especially from the viewpoint of catenary prevention.

ストリツプとメツキ液吹込み流との吐出角度
(θ)は、できる限り平行流(θ=0゜)に近い低
角度とすることがメツキ液の均一流動性を確保す
る点で望ましいが、ストリツプとノズル先端との
接触による耗損や据付設置スペースを考慮する
と、実用上は15〜60゜程度となる。この吐出角度
が60度を越えると吹込むメツキ液の流速分布が不
均一となる傾向がある。その場合、ノズル先端の
形状を水鳥のクチバシのようなわん曲形状に成形
するのが有利である。
It is desirable that the discharge angle (θ) between the strip and the plating liquid blowing flow be as low as possible, close to parallel flow (θ = 0°), in order to ensure uniform fluidity of the plating liquid. Considering the wear and tear caused by contact with the nozzle tip and the installation space, the practical angle is about 15 to 60 degrees. If this discharge angle exceeds 60 degrees, the flow velocity distribution of the plating liquid to be blown tends to become non-uniform. In this case, it is advantageous to form the tip of the nozzle into a curved shape similar to the beak of a waterfowl.

ノズルの吐出先端部分は、一般的には長方形断
面のスリツト(slit)状であるが、また、そのス
リツト状ノズルの断面はゆるやかに開口間隔を変
動させてもよい。あるいは、小さな円形スロツト
(slot)を多数あけたノズルでも、板幅方向に均
一な液流速分布を実現できるものであればよい。
The discharge tip of the nozzle is generally slit-shaped with a rectangular cross section, but the cross-section of the slit-shaped nozzle may have a gradual opening interval. Alternatively, a nozzle with many small circular slots may be used as long as it can achieve a uniform liquid flow velocity distribution in the width direction of the plate.

金属ストリツプの通板走行するパスラインは完
全に水平な場合だけでなく、例えば水平線より±
約10度傾いた範囲の場合であつても本発明に云う
横型メツキ槽、つまり水平型連続メツキ装置の範
ちゆうに入る。
The pass line along which the metal strip runs must not only be completely horizontal, but also within ±
Even if the range is tilted by about 10 degrees, it still falls within the scope of the horizontal plating tank, ie, the horizontal continuous plating device, referred to in the present invention.

また、ストリツプ走行方向とメツキ液の流れ方
向との向流性も、両者が完全な平行状態にある場
合ばかりでなく、例えばメツキ液の流れが外側に
あるいは内側に微小角度ずれた場合であつても、
本発明にあつてはストリツプ移動方向に対して向
流(counter flow)との範ちゆうに属する。
Furthermore, the countercurrent property between the running direction of the strip and the flow direction of the plating liquid does not only occur when the two are completely parallel, but also when, for example, the flow of the plating liquid deviates by a small angle outward or inward. too,
The present invention falls within the category of counter flow with respect to the direction of strip movement.

このように、本発明の1つの特徴は、浸漬型の
メツキ槽において、前後で対になつた通電ロール
の間のほぼ中央部に、中間サポートロールを設け
ることであつて、かかる構成をとることによつ
て、次のような効果がみられる。
As described above, one feature of the present invention is that in an immersion type plating tank, an intermediate support roll is provided approximately in the center between the front and rear pairs of energized rolls, and this configuration is adopted. The following effects can be seen depending on:

横型メツキ槽の最大欠点であるストリツプカ
テナリー量が減少する。
The amount of strip catenaries, which is the biggest drawback of horizontal plating tanks, is reduced.

パスライン位置制御が流体パツドのような圧
力制御方式でなく変位制御となるため信頼性が
高くなる。
Reliability is increased because the pass line position control is displacement control rather than a pressure control method like the fluid pad.

流体クツシヨンパツド方式の場合と異なり、
ノズル・ヘツダ圧力が高くないのでメツキ液供
給ポンプの電力ロスが少ない。
Unlike the fluid cushion pad method,
Since the nozzle/header pressure is not high, there is little power loss in the plating liquid supply pump.

処理すべき金属ストリツプの寸法が変更され
るときに金属ストリツプの板幅が大きく変動す
る板幅移行部の通過に際して、不安定振動やコ
イル先端つつかけ等のトラブルが生じない。
When the dimensions of the metal strip to be processed are changed, troubles such as unstable vibrations and poking of the tip of the coil do not occur when the metal strip passes through a width transition area where the width changes greatly.

以上の〜の効果が得られることから、そ
れらの総合的効果として、近接電解ができ、
上・下面の合金メツキの品質の差がほとんど見
られなくなつた。
Since the above-mentioned effects can be obtained, the overall effect is that proximity electrolysis is possible,
There is almost no difference in the quality of the alloy plating on the top and bottom surfaces.

さらに本発明の別の特徴は、中間サポートロー
ルの前・後の不溶性陽極と金属ストリツプとで形
成される管路中へ、該管路の金属ストリツプ走行
方向の下流端近傍に設けたメツキ液吹込みノズル
からそれぞれ金属ストリツプ走行方向に対し向流
方向にメツキ液の強制吹込みを行うことであり、
このような構成をとることによつて前述の効果と
相俟つて次のような効果が得られる。
Furthermore, another feature of the present invention is that a plating liquid blower is provided near the downstream end of the conduit in the running direction of the metal strip into the conduit formed by the insoluble anodes and the metal strip before and after the intermediate support roll. The plating liquid is forcibly injected from the plating nozzle in a direction countercurrent to the running direction of the metal strip.
By adopting such a configuration, the following effects can be obtained in addition to the above-mentioned effects.

向流方向のみで順流が無いため、また、向流
吹みとストリツプ粘液性との相互干渉による相
対流速の自己安定化作用が働き、合金メツキ品
質の均一化に寄与する。
Since there is no forward flow only in the countercurrent direction, the self-stabilizing effect of the relative flow velocity due to mutual interference between the countercurrent blowing and the strip viscosity works, contributing to uniformity of the alloy plating quality.

向流吹込み電極長が短縮化するため、ガス除
去性が改善される。本発明の場合、電極長は前
述のジエツトセル方式のほぼ半分の長さですむ
ことになる。したがつて、得られる合金メツキ
品質が安定化する。
Since the countercurrent blowing electrode length is shortened, gas removal performance is improved. In the case of the present invention, the electrode length can be approximately half that of the jet cell method described above. Therefore, the quality of the resulting alloy plating is stabilized.

この点に関し、本発明の好適態様にあつては、
すべてに述べたように、適宜シール機構を金属ス
トリツプの両側面部に沿つて設けてもよく、それ
によればさらに一層の改善がなされるのである。
このシール機構としては、例えばエツジマスキン
グ装置としてすでに当業界においては良く知られ
ているので、これ以上の言及は必要ないであろ
う。
In this regard, in a preferred embodiment of the present invention:
As alluded to above, if appropriate, sealing mechanisms may be provided along both sides of the metal strip, which would provide further improvements.
This sealing mechanism is already well known in the art, for example as an edge masking device, so no further mention is necessary.

なお、本発明にあつて中間サポートロールを設
けたことによりカテナリー量を可及的に少なくす
ることができるが、中間サポートロールの使用に
よる効果は単にそれに止まるものではなく、浸漬
型メツキ槽においてメツキ液の向流吹込みを採用
したことと相俟つて、上述の如くさらに多くのす
ぐれた作用効果がもたらされるのである。
In addition, in the present invention, the amount of catenary can be reduced as much as possible by providing the intermediate support roll, but the effect of using the intermediate support roll is not limited to this, and the plating process in the immersion type plating tank is Coupled with the adoption of countercurrent injection of liquid, many more excellent effects are brought about as described above.

次に、本発明に係る装置によつて得られる効果
についていくつかの具体例にもとずいてさらに具
体的に説明する。
Next, the effects obtained by the apparatus according to the present invention will be explained in more detail based on some specific examples.

(1) カテナリー修正効果: 第2図は、板厚0.8mm、板幅300mmの鋼ストリ
ツプを、ライン速度150m/minで第1図に示
すと同様な横型メツキ槽にてメツキしたときの
セル内でのストリツプの位置がパス・ラインに
対してどの程度ずれているか測定した結果を示
すグラフである。本発明による例は図中、●で
示す。図示結果からも明らかなように、本発明
によれば、中間サポートロールを使用した変位
制御によるストリツプ位置固定であるため、従
来方式に比較して複雑な流量制御も不要であ
り、操業がきわめて安定で信頼度が高い。つま
り、定常状態のカテナリーが得られた。
(1) Catenary correction effect: Figure 2 shows the inside of a cell when a steel strip with a thickness of 0.8 mm and a width of 300 mm is plated in a horizontal plating tank similar to the one shown in Figure 1 at a line speed of 150 m/min. 3 is a graph showing the results of measuring how far the position of the strip deviates from the pass line. Examples according to the present invention are indicated by ● in the figure. As is clear from the illustrated results, according to the present invention, since the strip position is fixed by displacement control using intermediate support rolls, there is no need for complicated flow rate control compared to the conventional method, and the operation is extremely stable. and has high reliability. In other words, a steady-state catenary was obtained.

ストリツプの幅移行部(先後コイルの溶接
部)が通過したときも、機械的にストリツプを
ピンチする方式であるので、流体クツシヨンパ
ツド方式による場合(図中、○で示す)にみら
れる不安定振動の問題がない。
This method also mechanically pinches the strip when it passes the width transition part of the strip (the welded part of the front and rear coils), so it does not cause the unstable vibrations seen when using the fluid cushion pad method (indicated by ○ in the figure). there is no problem.

また、ジエツトセル方式による場合(図中、
×で示す)にみられる走行時のセル内張力の変
動や上・下ノズル吹出し流量のアンバランス変
動によるストリツプのバタツキ振動も、本発明
によれば支点間距離が半分になつているため、
約1/4倍となり大幅に減少している。そのため
ジエツトセル方式では25〜50m/mであつた電
極間距離が本発明によれば5〜15m/mとその
大幅な近接化が可能となつた。
In addition, when using the jet cell method (in the figure,
According to the present invention, the distance between the fulcrums is halved, so that the flapping vibration of the strip due to fluctuations in the tension in the cell during running and unbalanced fluctuations in the flow rate of the upper and lower nozzles, which can be seen in
It is approximately 1/4 times, which is a significant decrease. Therefore, the distance between the electrodes, which was 25 to 50 m/m in the jet cell method, can be significantly shortened to 5 to 15 m/m according to the present invention.

(2) ガス泡抜性: 第1図aに示すと同様な装置を使い、板厚
0.4mm、板幅250mmの鋼ストリツプに、ライン速
度を50〜20m/minと変動させて、電気Zn−
Ni合金メツキ(Zn240g/、Ni2+70g/、
(NH42SO4100g/、PH2)を電流密度を変
化させて行ない、そのときのメツキ電圧を測定
した。電極長は、3mの場合(ジエツトセル方
式…図中○で示す)と、前後に各1.5mと分割
した二段向流方式の場合(本発明例の場合…図
中●でしめす)について測定した結果を第3図
にグラフで示す。
(2) Gas bubble removal property: Using the same equipment as shown in Figure 1a,
Electric Zn-
Ni alloy plating (Zn 2 40g/, Ni 2+ 70g/,
(NH 4 ) 2 SO 4 100 g/PH2) was carried out while changing the current density, and the plating voltage at that time was measured. The electrode length was measured in the case of 3 m (jet cell method...indicated by ○ in the figure) and in the case of the two-stage countercurrent method in which the electrode was divided into front and back sections of 1.5 m (in the case of the present invention...indicated by ● in the figure). The results are shown graphically in FIG.

図示結果から、電圧上昇が少ないことからも
分かるように、本発明に係る装置のガス泡の除
去効率はいわゆるジエツトセル方式のそれに比
べてかなり改善されているのが分かる。
From the results shown, it can be seen that the gas bubble removal efficiency of the device according to the present invention is considerably improved compared to that of the so-called jet cell method, as can be seen from the small voltage rise.

(3) 合金電気メツキ品質の安定性: 板厚0.6mm、板幅600mmの鋼ストリツプを使
い、ライン速度0〜200m/minの間で変動さ
せることのできる第1図に示すと同様な横型水
流れ模型実験槽において、向流吹込み無い場合
と、125m/minの吹込み流速で吐出した場合
とについて、電極間内の流速を熱線流速計、ピ
トー管等々により、実測した。
(3) Stability of alloy electroplating quality: Using a steel strip with a thickness of 0.6 mm and a width of 600 mm, a horizontal water plate similar to that shown in Fig. 1 is used, and the line speed can be varied between 0 and 200 m/min. In a flow model experimental tank, the flow velocity between the electrodes was actually measured using a hot wire anemometer, a pitot tube, etc. in the case of no countercurrent blowing and the case of discharging at a blowing flow rate of 125 m/min.

結果を第4図にグラフにまとめて示す。 The results are summarized in a graph in Figure 4.

図示結果からも明らかなように、本発明にし
たがつて向流吹込みを行つた場合には(図中、
実線で示す)、ストリツプ走行によるCouette
流と吹込みによるPoiseuille流とが複雑に相互
干渉するために、ライン速度が増大するととも
にストリツプ走行による流れの影響が強くなつ
てくる。そのために、第4図からも分かるよう
に、ストリツプ移動座標系からみた、相対液流
速が、ライン速度が変化しても比較的安定化す
る傾向があり、これは合金メツキ品質の均一化
の点で理想的である。
As is clear from the illustrated results, when countercurrent blowing is performed according to the present invention (in the figure,
(shown as a solid line), Couette with strip running
Because the flow and the Poiseuille flow caused by the blowing interfere with each other in a complicated manner, as the line speed increases, the influence of the flow due to strip running becomes stronger. For this reason, as can be seen from Figure 4, the relative liquid flow velocity seen from the strip movement coordinate system tends to be relatively stable even when the line speed changes, and this is important for uniformity of alloy plating quality. is ideal.

このように向流吹込みのみられる場合は、相
対流速が高いので物質移動が良好で限界電流密
度が高く、コゲ状、粉状メツキとなることがな
い。しかも、操業中にライン速度の変動があつ
たとしても、そのような変動にもかかわらず、
相対流速は安定しており、したがつて、常に均
一な物質移動が期待できる吹込み方式であるこ
とがわかる。
When countercurrent blowing is performed in this way, the relative flow velocity is high, so mass transfer is good, the limiting current density is high, and burnt-like or powdery plating does not occur. Moreover, even if there are fluctuations in line speed during operation,
It can be seen that the relative flow velocity is stable, and therefore, the blowing method can always expect uniform mass transfer.

次に、板厚0.3m/m、板幅200mmの薄鋼板コイ
ルを用い、第1図に示す本発明に係る二段向流式
横型槽(向流吹込み2m3/min)および流体クツ
シヨン・パツド方式(特開昭58−136746号)(Qc
=2.0m3/min、Qc=0.3m3/min)にて、Zn−Fe
系合金電気メツキを製造した。電解条件は
(Fe2+)/(Zn2+)濃度モル比1.0〜2.5、浴温50
〜60℃、PH1.5〜2.5、電流密度50〜150A/dm2
で、メツキ付着量20g/m2のZn−Feメツキをラ
イン速度、セル数を変更して行つた。それぞれ得
られたメツキ鋼板について下記要領で耐パウダリ
ング性および電着塗膜下ブリスター幅を評価し
た。結果を第5図にグラフにまとめて示す。
Next, a thin steel plate coil with a plate thickness of 0.3 m/m and a plate width of 200 mm was used to construct a two-stage counter-flow type horizontal tank (counter-current blowing 2 m 3 /min) and a fluid cushion according to the present invention shown in Fig. 1. Padded method (Unexamined Japanese Patent Application No. 58-136746) (Qc
= 2.0m 3 /min, Qc = 0.3m 3 /min), Zn-Fe
A series of alloy electroplating was produced. Electrolysis conditions are (Fe 2+ )/(Zn 2+ ) concentration molar ratio 1.0 to 2.5, bath temperature 50
~60℃, PH1.5~2.5, current density 50~150A/ dm2
Then, Zn--Fe plating was carried out with a plating deposition amount of 20 g/m 2 by changing the line speed and the number of cells. The powdering resistance and the blister width under the electrodeposited coating were evaluated for each of the obtained plated steel sheets in the following manner. The results are summarized in a graph in FIG.

(i) 耐パウダリング性(合金メツキ皮膜加工性)
試験法: 幅50mm、長さ200mmの試験片のメツキ面にセ
ロテープを貼付し、直径10mmの丸棒にそわせて
180゜内曲げを行う。その後、試験片を曲げ戻
し、テープを脱離する。この際に、テープ面に
付着するメツキ粉末の量により、下記のような
段階付けで耐パウダリング性を評価した。
(i) Powdering resistance (alloy plating film processability)
Test method: Attach sellotape to the plated surface of a test piece with a width of 50 mm and a length of 200 mm, and place it along a round bar with a diameter of 10 mm.
Perform a 180° internal bend. Thereafter, the test piece is bent back and the tape is removed. At this time, the powdering resistance was evaluated according to the following grading based on the amount of plating powder that adhered to the tape surface.

○:ほとんどないもの △:やや薄く細かくメツキ粉付着 ●:濃く、大きく、メツキ粉付着 (2) 電着塗膜下ブリスター幅試験法: リン酸塩系の化成処理および自動車車体用の
電着塗装を20μm施した後、塩水噴霧試験500
時間後のクロスカツト部の腐食状況により塗装
後耐食性を評価した。
○: Hardly any △: Slightly thin and fine plating powder adhesion ●: Dense, large plating powder adhesion (2) Test method for blister width under electrodeposition coating: Phosphate-based chemical conversion treatment and electrodeposition coating for automobile bodies After applying 20 μm of salt water spray test 500
Corrosion resistance after painting was evaluated based on the corrosion status of the cross cut portion after a period of time.

図示結果からも明らかのように、低速、高電
流密度領域では、耐パウダリング性(メツキ皮
膜加工性)が劣悪であり、一方、高速、低電流
密度領域では、η相が析出混入しやすく、塗膜
クロスカツト部でのブリスター腐食が生じやす
い。
As is clear from the illustrated results, in the low speed, high current density region, powdering resistance (plating film workability) is poor, while in the high speed, low current density region, the η phase is easily precipitated and mixed. Blister corrosion is likely to occur at the cross-cut area of the paint film.

Zn−Fe合金電気メツキ性能良好域は、本発
明による場合のほうが、流体クツシヨンパツド
式による場合よりも広い。これは、本発明の方
が電極間内液流動状況が安定化・均一化してい
ることによるためと考えられる。
The range of good Zn--Fe alloy electroplating performance is wider in the case of the present invention than in the case of the fluid cushion pad method. This is considered to be because the liquid flow condition between the electrodes is more stable and uniform in the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図aおよびbは、本発明に係る水平型連続
電気メツキ装置の略式断面図;第2図は、横型メ
ツキ槽における通電ロール間の距離に対し、いく
つかの方式によるカテナリー量をプロツトして得
たグラフ;第3図は、横型メツキ槽におけるガス
泡除去性を比較するためにメツキ槽電圧とメツキ
電流密度との関係を示すグラフ;第4図は、向流
吹込みによる相対流速の安定化作用を比較するた
めに相対メツキ液速度とライン速度との関係を示
すグラフ;および第5図は、メツキ品質の有効領
域を説明するための、メツキ電流密度とライン速
度との関係を示すグラフである。 1:連続電気メツキ装置、2:金属ストリツ
プ、3:メツキ槽、4:通電ロール、5:サポー
トロール、6,6′:不溶性陽極、7,8:噴出
ノズル、9:メツキ液管路。
Figures 1a and b are schematic cross-sectional views of a horizontal continuous electroplating device according to the present invention; Figure 2 plots the amount of catenary in several methods versus the distance between energized rolls in a horizontal plating tank. Figure 3 is a graph showing the relationship between plating tank voltage and plating current density in order to compare the gas bubble removal performance in horizontal plating tanks; A graph showing the relationship between relative plating liquid speed and line speed to compare the stabilizing effect; and Figure 5 shows the relationship between plating current density and line speed to explain the effective area of plating quality. It is a graph. 1: continuous electroplating device, 2: metal strip, 3: plating tank, 4: energizing roll, 5: support roll, 6, 6': insoluble anode, 7, 8: spout nozzle, 9: plating liquid conduit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水平方向に走行する金属ストリツプから離間
対向して配置された不溶性陽極と、該金属ストリ
ツプに接する前後一対の通電ロールを備えた金属
ストリツプの水平型連続電気メツキ装置であつ
て、 一対の前記通電ロールの中間位置に設けた中間
サポートロール; 該中間サポートロールと前記の各通電ロールと
の間にあつて上下一対にそれぞれ配置した前記不
溶性陽極;および 前記不溶性陽極と水平方向に走行する前記金属
ストリツプとで取り囲まれて形成された少なくと
も1の管路の金属ストリツプ走行方向の下流端近
傍に設けられ、該管路に向かつて金属ストリツプ
走行方向に対し向流方向に開き、かつ金属ストリ
ツプとメツキ液吹込み流とのなす吐出角度が60度
以内となる少なくとも1のメツキ液吹き込みノズ
ル、 から構成される連続電気メツキ装置。
[Scope of Claims] 1. A horizontal continuous electroplating device for metal strips, comprising: an insoluble anode disposed facing away from a metal strip running in the horizontal direction; and a pair of front and rear current-carrying rolls in contact with the metal strip; an intermediate support roll provided at an intermediate position between the pair of energizing rolls; an insoluble anode disposed in a pair of upper and lower positions between the intermediate support roll and each of the energizing rolls; and a horizontal direction with respect to the insoluble anode. provided near the downstream end in the running direction of the metal strip of at least one conduit surrounded by the metal strip running in the pipe, and opening in a countercurrent direction to the running direction of the metal strip toward the conduit; and at least one plating liquid injection nozzle in which the discharge angle between the metal strip and the plating liquid injection flow is within 60 degrees.
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