JPH06220699A - 鉄鋼材料の電解酸洗装置 - Google Patents

鉄鋼材料の電解酸洗装置

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JPH06220699A
JPH06220699A JP1221993A JP1221993A JPH06220699A JP H06220699 A JPH06220699 A JP H06220699A JP 1221993 A JP1221993 A JP 1221993A JP 1221993 A JP1221993 A JP 1221993A JP H06220699 A JPH06220699 A JP H06220699A
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JP
Japan
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electrolytic
negative electrode
steel
current
electrodes
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Withdrawn
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JP1221993A
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English (en)
Inventor
Kazumi Matsuoka
和巳 松岡
Akira Matsuhashi
亮 松橋
Shoji Nagashima
祥司 長島
Yusuke Oikawa
雄介 及川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解効率の向上並びに電解浴槽長を短くする
装置を提供すること。 【要約】 鉄鋼材料の脱スケール用電解酸洗装置において、電解浴
槽内の被処理材面の対向して陽電極と陰電極とが配置さ
れた間接電解を行う該両電極間に非電導性材料を配設す
るか、または直接電解ないし間接電解を行う陰電極周囲
に配設した鉄鋼材料の電解酸洗装置。 【効果】 電解効率の低下が改善され、また、電極間に
直接流れる電流を低減させることが可能となり、それに
よって、電解浴槽長を短くすることが出来た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鉄鋼材料の脱スケール用
の電解酸洗の電解効率を向上させる表面品質のよいコン
パクトな装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、鉄鋼材料の焼鈍時等に表面に形成
される酸化スケールを除去する方法として、酸浴槽内に
電解対象被処理材面に対して板状陽電極と板状陰電極と
を、若しくは板状陰電極のみを対向配置して処理対象材
料に電流を流し表面を電解酸洗することが行われてい
る。図6は、従来の電解槽を示す断面図である。図6に
示すように同一電解槽2内に満たされた電解溶液5にお
いて、鋼帯1を上下から挟み込むような形状をした陽電
極3と陰電極4を鋼帯進行方向に配設し、両電極間に直
流電圧を付加させることで間接電解方式が採用されてい
る。この場合電極材としては、通常不溶性の電極、例え
ば鉛、アンチモンなどが用いられる。例えばステンレス
鋼の酸洗に当たっては中性塩水溶液中での電解脱スケー
ルが行われる。この陰電極近傍でアノードとなる被処理
材表面の金属および酸化皮膜の溶解作用と水の分解反応
による酸素発生に伴うスケール剥離作用で鋼帯1の脱ス
ケールが行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
電解装置においては、電力消費量を節減することが大き
な課題となっている。そのため電解効率を上げるために
できるだけ被処理材料である鋼帯面に電極を近接させる
ことや、間接電解法においては、特に両電極の間隔を被
処理材料との距離に比べて大きくとることが行われて来
た。しかし、前者にあっては、鋼帯を搬送により被処理
材料面への近接には限界がある。すなわち、図6の電解
液中のシンキングロール6間で鋼帯1がカテナリー状に
たわみ、このたわみが搬送条件によって変動すること、
また鋼帯1の板形状が必ずしも平坦でないこと等の理由
により一定距離以上に近接させると陽電極3もしくは陰
電極4と鋼帯1との接触が起こり電気的に短絡しスパー
ク疵の発生等の問題が生じる。
【0004】後者にあっては、陽電極3と陰電極4との
間に直接流れる漏れ電流すなわち、鋼帯1を介さないで
流れる電流を、低減するために慣習的に両電極と被処理
材との距離10cm程度に対し陰陽電極間の距離を50
cmから100cmと長く設定されている。しかし、上
記のような従来の間接電解槽について槽内の電流分布に
関する詳細な調査を行った結果、全電流の10%程度が
漏れ電流となっていることが明らかとなった。さらに、
この漏れ電流を皆無にする目的で、従来の電解槽を2分
割することが考えられている。図7はこの断面図であ
る。つまり、従来の電解槽2を電解対象処理材料である
鋼帯1の進行方向に2分割し、入側電解槽内に鋼帯1を
挟む形で対向して陽電極3を鋼帯進行方向に配列してい
る。出側電解槽内には鋼帯1を挟む形で対向して陰電極
4を同じく配置している。しかしながら、これらは何れ
も電解槽長および被処理鋼板長が必要以上に長くなり電
解槽製作および電源設備が必要以上に高価なものとな
る。
【0005】また、上記課題に加え、さらに詳細に調査
した結果、従来の電解方法では恒常的に以下のような課
題があることが明らかとなった。図8に示すように、例
えば陰電極近傍の電流分布は図8(A)のようで、電流
は鋼帯1の進行方向の幅広いアノード部から陰電極4に
向かい集まるように電流が流れる。その結果図8(B)
のように被処理材となる鋼帯1の表面の電流密度分布は
陰電極中央部では適正値の電流密度を確保できるが、陰
電極の両端部では適正値以下となり、電解処理としては
役に立たない電流が流れていることになる。この電流
は、通常の場合全電解電流量の10%程度にも達し、省
電力の観点から無駄な消費となっている。
【0006】また、被処理材としてステンレス鋼が用い
られる場合には、適正値以下の低電流密度領域で電解処
理が行われることで活性溶解反応による地金属の激しい
溶解が生じ、ステンレス表面の肌あれの原因となる。そ
のためステンレス表面の光沢を損ない、時には美観を確
保する目的で別途処理を必要とする。このように電解処
理において両電極間を直接流れる電流および電解処理に
不要な電流が存在し、無駄な電力消費となっているし、
これらを回避するためには電解浴長も大きくなるという
問題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記したような問題を解
消すべき発明者らは鋭意工夫を重ねた結果、両電極間に
非電導性材料を配設するか、または、陰電極周囲に配設
することで電解効率の向上並びに電解浴槽長を短くする
装置を提供せんとするものである。その発明の要旨とす
るところは、 (1)鉄鋼材料の脱スケール用電解酸洗装置において、
電解浴槽内の被処理材面に対向して陽電極と陰電極とが
配置された間接電解を行う該両電極間に非電導性材料を
配設したことを特徴とする鉄鋼材料の電解酸洗装置。 (2)鉄鋼材料の脱スケール用電解酸洗装置において、
電解浴槽内の被処理材面に対向して陽電極と陰電極とが
配置された間接電解を行う該陰電極周囲に非電導性材料
を配設したことを特徴とする鉄鋼材料の電解酸洗装置。 (3)鉄鋼材料の脱スケール用電解酸洗装置において、
電解浴槽内の被処理材面に対向して陰電極を配置した直
接電解を行う該陰電極周囲に非電導性材料を配設したこ
とを特徴とする鉄鋼材料の電解酸洗装置にある。
【0008】以下本発明について図面に従って詳細に説
明する。図1は本発明に係る間接電解を示す電解槽の断
面図である。図1に示すように電解槽2に満たされた電
解液5中に上下に適正な間隔に上下から挟む形で陽電極
3と陰電極4を鋼板進行方向に配列し、両電極3、4間
に直接電圧を付加させたところの間接電解法である。鋼
帯1はリンガロール6で電解槽2に入り電解液5に浸漬
しながら、陽電極3直下を鋼帯1が通過する際には鋼帯
表面では陰極反応が生じ、陰電極直下を通過する際には
鋼帯表面では陽極反応が生ずる。この場合に従来法であ
ると両電極間に直接流れる電流が生じるため無駄な電力
消費が行われる。これを防ぐため、本発明では陽電極3
と陰電極4との間に、非電導性材料7を設け、両電極間
に直接流れる電流を低減させるものである。
【0009】図2は本発明に係る他の間接電解を示す電
解槽の断面図である。図2に示すように、図1と同様に
電解槽2に満たされた電解液5中に上下に適正な間隔に
上下から挟む形で陽電極3と陰電極4を鋼板進行方向に
配列し、両電極3、4間に直接電圧を付加させている。
この場合に、無駄な電力消費を防ぐため、陰電極4の周
囲、例えば板状陰電極の両端部に電流の流出、流入を遮
る非電導性材料7を陰電極板を囲むように設けることに
よって、両電極間に直接流れる電流を低減させ、かつ被
処理材となる鋼表面での電流密度分布を均一化し、適正
な電解電流密度を保つものである。
【0010】図3は本発明に係る更に他の間接電解を示
す電解槽の断面図である。図3に示すように、図2と同
様に陰電極板の両端部及び幅方向の一端面をも電流の流
出、流入を遮る非電導性材料7を陰電極板を囲むように
設けることによって、両電極間に直接流れる電流を低減
させ、かつ被処理材となる鋼表面での電流密度分布を均
一化し、適正な電解電流密度を保つものである。図4は
本発明に係る直接電解法による電解槽の断面図である。
図4に示すように、電解槽2に満たされた電解液5中に
陰電極4を配列し、この陰電極板の両端部に非電導性材
料7を設け、鋼帯1は、コンダクターロール8によって
陽電極に印加され、シンキングロール9によって電解液
8中に浸漬され、陰電極4下部を通板する際に付着され
た鉄酸化膜が電解除去される。いわゆる直接電解法によ
る脱スケールである。
【0011】図5は陰電極の周囲に非電導性材料を配設
した場合の電流密度分布を示す図である。図5(A)は
陰電極4の両端部に非電導性材料7を配設して漏れ電流
を最小限に抑えるものである。さらに、図8(A)に示
すような電流の分散状態は見られず、図5(B)に示す
ように電流密度分布は均一な適正値の電流密度を示して
いる。すなわち、電解に不必要な電流はない。また、ス
テンレス鋼板における電流密度の低いときに起こる活性
溶解もなく、鋼板表面の肌あれは生じない。次に本発明
の実施例について説明する。
【0012】
【実施例】
実施例1 電解槽は図1に示すものを用いた。すなわち電解槽内に
被処理物であるステンレス冷延鋼板の進行方向に鋼板を
上下から鋏み込むような形状をした陽電極と陰電極を配
列し、この両電極間に非電導性材料を設け、両電極間の
直接流れる電流を低減させると共に、陰電極近傍の被処
理材表面での金属および酸化皮膜の溶解作用と水の分解
反応による酸素発生に伴うスケール剥離作用で、ステン
レス冷延鋼板の脱スケールが行われる。使用した鋼板は
SUS430、SUS304、SUS444、YUS1
80で電解液は200g/l、硫酸ナトリウムでpH1
〜4の溶液とし、液温度は80℃に維持した。電流密度
はステンレス冷延鋼板のサイズ、鋼種に応じて変動する
がアノード部で0.03〜0.1A/cm2 とした。そ
の結果は図5(B)に示すように適正電流密度の均一化
が図られ、異常な活性溶解による肌あれ等は全く生ぜ
ず、しかも両電極間を直接に流れる電流を低減出来た。
【0013】実施例2 電解槽は図2に示すものを用いた。すなわち電解槽内に
被処理物であるステンレス冷延鋼板の進行方向に入側に
はステンレス冷延鋼板を挟む形で対向陽電極を鋼板進行
方向に配列した。出側にはステンレス冷延鋼板を挟む形
で対向陰電極を同じく鋼板進行方向に配列し、この陰電
極の両端部に非電導性材料を設け、陽電極からの直接流
れる電流を低減させると共に、陰電極近傍の被処理材表
面での金属および酸化皮膜の溶解作用と水の分解反応に
よる酸素発生に伴うスケール剥離作用で、ステンレス冷
延鋼板の脱スケールが行われる。使用した鋼板はSUS
430、SUS304、SUS444、YUS180で
電解液は200g/l、硫酸ナトリウムでpH1〜4の
溶液とし、液温度は80℃に維持した。電流密度はステ
ンレス冷延鋼板のサイズ、鋼種に応じて変動するがアノ
ード部で0.03〜0.1A/cm2 とした。その結果
は図5(B)に示すように適正電流密度の均一化が図ら
れ、異常な活性溶解による肌あれ等は全く生ぜず、しか
も両電極間を直接に流れる電流を低減出来た。
【0014】実施例3 電解槽は図4に示すものを用いた。すなわち電解槽内に
被処理物であるステンレス冷延鋼板の進行方向に入側に
はコンダクターロールによってステンレス冷延鋼板を陽
電極に印加し、該ステンレス冷延鋼板を電解液中に浸漬
し、陰電極の下部を通板させ、また、この陰電極の両端
部に非電導性材料を設け、陽電極からの直接流れる電流
を受け、分散する電流を低減させると共に、陰電極近傍
の被処理材表面での金属および酸化皮膜の溶解作用と水
の分解反応による酸素発生に伴うスケール剥離作用で、
ステンレス冷延鋼板の脱スケールが行われる。使用した
鋼板はSUS430、SUS304、SUS444、Y
US180で電解液は200g/l、硫酸ナトリウムで
pH1〜4の溶液とし、液温度は80℃に維持した。電
流密度はステンレス冷延鋼板のサイズ、鋼種に応じて変
動するがアノード部で0.03〜0.1A/cm2 とし
た。以上と陰電極2組以上の各組み合わせの場合につい
ても適用可能である。また、ステンレス鋼板の電解脱ス
ケールに限定するものではなく、普通鋼板の電解及びめ
っき方法にも適用可能である。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来の電解処理における陽陰電極間に直接流れる電流等の
無駄な電流を低減させることが可能となり、電解効率の
低下が改善され、また、良好な品質を確保できる。さら
には従来経験的に用いられてきた陽陰電極間距離の大幅
短縮が可能となり、それによって電解浴槽長を短くする
こと等工業上極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る間接電解を示す電解槽の断面図
【図2】本発明に係る他の間接電解を示す電解槽の断面
【図3】本発明に係る更に他の間接電解を示す電解槽の
断面図
【図4】本発明に係る直接電解法による電解槽の断面図
【図5】陰電極の周囲に非電導性材料を配設した場合の
電流密度分布を示す図
【図6】従来の電解槽を示す断面図
【図7】従来の電解装置での2分割した電解槽を示す断
面図
【図8】従来技術での陰電極の電流密度分布を示す図。
【符号の説明】
1 鋼帯 2 電解槽 3 陽電極 4 陰電極 5 電解液 6 リンガロール 7 非電導性材料 8 コンダクターロール 9 シンキングロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 及川 雄介 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄鋼材料の脱スケール用電解酸洗装置に
    おいて、電解浴槽内の被処理材面に対向して陽電極と陰
    電極とが配置された間接電解を行う該両電極間に非電導
    性材料を配設したことを特徴とする鉄鋼材料の電解酸洗
    装置。
  2. 【請求項2】 鉄鋼材料の脱スケール用電解酸洗装置に
    おいて、電解浴槽内の被処理材面に対向して陽電極と陰
    電極とが配置された間接電解を行う該陰電極周囲に非電
    導性材料を配設したことを特徴とする鉄鋼材料の電解酸
    洗装置。
  3. 【請求項3】 鉄鋼材料の脱スケール用電解酸洗装置に
    おいて、電解浴槽内の被処理材面に対向して陰電極を配
    置した直接電解を行う該陰電極周囲に非電導性材料を配
    設したことを特徴とする鉄鋼材料の電解酸洗装置。
JP1221993A 1993-01-28 1993-01-28 鉄鋼材料の電解酸洗装置 Withdrawn JPH06220699A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002033154A1 (en) * 2000-10-20 2002-04-25 Avestapolarit Aktiebolag (Publ) Method and device in connection with pickling
EP1051545B1 (en) * 1998-02-02 2006-06-21 Outokumpu Stainless AB Method for treating a metal product
JP2012162794A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Nisshin Steel Co Ltd ステンレス鋼帯の脱スケール用電解酸洗法
JP2014162974A (ja) * 2013-02-27 2014-09-08 Jfe Steel Corp 電解酸洗設備における電極寿命の評価方法及び電解酸洗設備

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