JPH0913199A

JPH0913199A - 電気めっき設備

Info

Publication number: JPH0913199A
Application number: JP16523095A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ohara; 顯一大原; Yuji Ikenaga; 雄二池永; Masato Imamura; 真人今村; Takefumi Kametani; 岳文亀谷; Naoki Sakai; 直樹酒井; Jiyunya Katou; 順哉加藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】電気めっき設備のエネルギー効率を高めるため
の技術において、既設の電気めっき設備に適用しても大
幅なレイアウトの変更やコスト上昇を招かないととも
に、めっき液の温度管理が精度良く行われるものを提供
する。【構成】電気めっき槽１と循環タンク３との間のめっき
液送り配管４に熱交換器６を介装し、その高温液側に上
流側配管４ａおよび下流側配管４ｂを接続する。上流側
配管４ａと下流側配管４ｂをバイパス配管４ｃで接続
し、バイパス配管４ｃの中途部に流量調整弁２１を設け
る。この流量調整弁２１と、電気めっき槽１の電極１１
に接続された電流計１２とを、コントローラ２２を介し
て接続する。熱交換器６の低温液側には、水洗槽２用の
洗浄水貯蔵タンク７と純水供給装置９との間の給水管１
０ａ，１０ｂを接続する。コントローラ２２により、電
流値Ｉに応じて熱交換されるめっき液量が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼帯の連続電気めっき
設備などの電気めっき槽と水洗槽とを備えた電気めっき
設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯の連続電気めっき設備等では、図５
に示すように、電気めっき槽１内に電極（陽極）１１を
配置し、これと鋼帯（陰極）Ｓとの間にめっき液を流動
させながら電極１１に通電することによって鋼帯表面に
めっきを施しており、めっき槽を出た鋼帯Ｓは、水洗槽
２に導入されて純水等により洗浄されるようになってい
る。

【０００３】このような設備において、めっき槽内のめ
っき液温度が高いとめっき処理の均一性が悪化し、光沢
度の低下や光沢むらが生じるため、めっき液温度を３０
℃程度の低温に保持する必要があるが、通電に伴う発熱
によりめっき槽内のめっき液温度の上昇は避けられな
い。そのため、従来は、電気めっき槽１に循環タンク３
からめっき液を供給する配管（めっき液送り配管）４に
熱交換器を介装し、その低温液側経路に冷却水循環装置
３１内の冷却水を循環させることにより、当該冷却水で
めっき液を冷却していた。

【０００４】また、めっき処理後の鋼帯の表面を洗浄す
る純水は、鋼帯表面にひび割れ等が生じないように５０
〜７０℃程度の高温にして使用する必要がある。そのた
め、従来は、純水供給装置９からの純水を蓄えてこれを
水洗槽２に供給する洗浄水貯蔵タンク７内に、蒸気供給
装置３２から蒸気を導入することで、洗浄水貯蔵タンク
７内の純水を加熱している。

【０００５】このように、従来の電気めっき設備におい
ては、一方では生じた熱を捨てていながら、他方では燃
料等を必要とする熱の供給が行われており、エネルギー
効率が悪いものであった。これに対して、特開昭５９−
２２６２００号公報には、冷却系（冷却が必要な液体の
ある装置）であるめっき槽と加熱系（加熱が必要な流体
のある装置）である水洗槽や乾燥器とにそれぞれ熱交換
器を接続し、これらの熱交換器の間にさらにヒートポン
プを接続することにより、冷却系の熱を加熱系の熱源と
する技術が開示されている。

【０００６】この技術では、冷却系から回収した熱をヒ
ートポンプにより昇温してから加熱系に供給することに
より、回収した分よりも大きな熱エネルギーを得ること
ができるため、従来の冷却装置および加熱装置を併用し
なくても必要な冷却および加熱が十分になされることに
なる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載の技術を既設の電気めっき設備に適用するため
には、ヒートポンプの設置場所を確保するためにレイア
ウトの大幅な変更が必要になるとともに、ヒートポンプ
導入にかかる費用や維持費が高いためコストが著しく高
くなる。すなわち、前記技術によれば、既設の電気めっ
き設備のエネルギー効率を高くすることはできるが、設
備面やコスト面において有用なものとは言いがたかっ
た。

【０００８】また、前記公報に記載の技術では、めっき
槽の温度を所定の範囲に制御するために、めっき槽内に
めっき液温測定用の温度センサを設け、このセンサから
の温度検出値に基づいてバルブの開度を設定することに
より熱交換させるめっき液量を制御しているが、めっき
槽内の温度が不均一である（電極付近とそれ以外とでは
温度差がある）ことから温度センサによるめっき液温度
の検出精度が低く、十分な温度管理がなされないという
問題点もあった。

【０００９】本発明はこのような従来技術の問題点に着
目してなされたものであり、電気めっき設備のエネルギ
ー効率を高めるための技術において、既設の電気めっき
設備に適用しても大幅なレイアウトの変更やコスト上昇
を招かないとともに、めっき液の温度管理が精度良く行
われるものを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、請求項１に係る発明は、電気めっき槽と、この電気
めっき槽に供給するめっき液を蓄える循環タンクと、こ
の循環タンクと前記電気めっき槽とを接続するめっき液
送り配管およびめっき液戻り配管と、水洗槽と、この水
洗槽に洗浄水を供給する洗浄水供給源と、この洗浄水供
給源と前記水洗槽とを接続する給水管とを有する電気め
っき設備において、前記めっき液送り配管およびめっき
液戻り配管の少なくとも一方に熱交換器を介装して、当
該めっき液配管をこの熱交換器の高温液側と接続し、前
記給水管に前記熱交換器を介装して、当該給水管をこの
熱交換器の低温液側に接続するとともに、前記電気めっ
き槽内の電極に供給される電流量に基づいて、めっき液
温度が所定の範囲となるように前記熱交換器内に導入す
るめっき液の流量を制御するめっき液流量制御手段を備
えたことを特徴とする電気めっき設備を提供する。

【００１１】請求項１に係る発明は、電気めっき槽と、
この電気めっき槽に供給するめっき液を蓄える循環タン
クと、この循環タンクと前記電気めっき槽とを接続する
めっき液送り配管およびめっき液戻り配管と、水洗槽
と、この水洗槽に供給する洗浄水を蓄える洗浄水貯蔵タ
ンクと、この洗浄水貯蔵タンクに洗浄水を供給する洗浄
水供給源と、この洗浄水供給源と前記洗浄水貯蔵タンク
とを接続する給水管とを有する電気めっき設備におい
て、前記めっき液送り配管およびめっき液戻り配管の少
なくとも一方に熱交換器を介装して、当該めっき液配管
をこの熱交換器の高温液側と接続し、前記給水管に前記
熱交換器を介装して、当該給水管をこの熱交換器の低温
液側に接続するとともに、前記電気めっき槽内の電極に
供給される電流量に基づいて、めっき液温度が所定の範
囲となるように前記熱交換器内に導入する洗浄水の流量
を制御する洗浄水流量制御手段を備えたことを特徴とす
る電気めっき設備を提供する。

【００１２】

【作用】請求項１および２の電気めっき設備によれば、
めっき液は、めっき液送り配管および／またはめっき液
戻り配管に介装された熱交換器において洗浄水との間で
熱交換され、すなわち洗浄水により冷却された後にめっ
き槽に送られる。また、洗浄水は前記熱交換器において
めっき液との間で熱交換され、すなわちめっき液により
加熱された後に水洗槽に送られる。したがって、冷却系
の熱エネルギーが加熱系で有効に利用されるとともに、
この技術を既存の設備に適用しても大幅なレイアウトの
変更やコスト上昇を招かない。

【００１３】また、めっき槽内での通電に伴う発熱量は
電極に供給された電流量の二乗に比例するため、前記電
流量からめっき液の昇温量が算出され、この昇温量によ
ってめっき液から放出すべき熱エネルギーが算出され、
当該放出すべき熱エネルギーに相当する熱を洗浄水との
間で熱交換すればめっき液温度が所定の範囲に制御され
ることに着目し、請求項１ではめっき液の熱交換器への
流量を、請求項２では洗浄水の熱交換器への流量をそれ
ぞれ前記電流量に基づいて制御するものとしたため、め
っき液の温度管理が精度良く行われる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、請求項１に係る発明の一実施例に相当する
鋼帯の連続電気めっき設備を部分的に示す概略構成図で
ある。この設備は、鋼帯Ｓの搬送ラインに配置された電
気めっき槽１と、その下流に配置された水洗槽２を有
し、電気めっき槽１の電極１１には電流計１２が接続さ
れている。また、電気めっき槽１には、この電気めっき
槽１に供給するめっき液を蓄えた循環タンク３が、めっ
き液送り配管４およびめっき液戻り配管５で接続されて
いる。

【００１５】めっき液送り配管４の中途部には熱交換器
６が介装され、上流側のめっき液送り配管４ａが熱交換
器６の高温液導入口に、下流側のめっき液送り配管４ｂ
が高温液導出口にそれぞれ接続してあり、これらのめっ
き液送り配管４ａ，４ｂを熱交換器６を介さないで接続
するバイパス配管４ｃも備えている。そして、このバイ
パス配管４ｃの中途部に流量調整弁４１（めっき液流量
制御手段）が接続してあり、この流量調整弁２１により
熱交換器６の高温液側に導入するめっき液の流量が制御
される。

【００１６】一方、前記水洗槽２には、この水洗槽２に
供給する洗浄水を蓄えた洗浄水貯蔵タンク７が配管８で
接続されている。この洗浄水貯蔵タンク７には、洗浄水
として純水を製造して供給する純水供給装置（洗浄水供
給源）９が、前記熱交換器６を介して給水管１０ａ，１
０ｂにより接続されている。そして、上流側の給水管１
０ａは熱交換器６の低温液導入口に、下流側の給水管１
０ｂは低温液導出口にそれぞれ接続してある。

【００１７】また、前記流量調整弁４１は、コントロー
ラ（めっき液流量制御手段）２２を介して電気めっき槽
１の電流計１２と接続してある。コントローラ２２は、
所定の演算処理を行うことにより、電流計１２から入力
された電流検出値Ｉに応じて流量調整弁４１の開度Ｋ₁
を算出し、その算出値に基づく信号を流量調整弁４１に
出力するものである。

【００１８】コントローラ２２内で行われる演算処理
は、電気めっき槽１内での通電に伴う発熱量は電極１１
に供給された電流値の二乗に比例することに着目し、電
流検出値Ｉに応じてめっき液の昇温量を算出し、この昇
温量から、めっき液送り配管４、めっき液戻り配管５、
および循環タンク３での放熱量も加味して、めっき液温
度を所定の範囲とするために放出すべき熱エネルギーを
算出し、その放出すべき熱エネルギーの最大値に相当す
る熱が洗浄水との間で熱交換されるように、流量調整弁
４１の開度Ｋ₁を算出するものであり、例えば、実験等
により得られた最適な関数ｆに基づいて、下記の（１）
式からめっき液の熱交換器６への流量Ｑを算出するよう
になっている。

【００１９】Ｑ＝ｆ（Ｉ²） ……（１）このような構成としたため、この設備で、電気めっき槽
１内で通電により高温となっためっき液は、めっき液戻
り配管５を通って循環タンク３内に入り、循環タンク３
内のめっき液は、めっき液送り配管４の中途部に介装さ
れた熱交換器６で純水との間で熱交換され、すなわち洗
浄水により冷却された後に電気めっき槽１に送られる。
また、純水供給装置９から供給された純水は、熱交換器
６においてめっき液との間で熱交換され、すなわちめっ
き液により加熱された後に洗浄水貯蔵タンク７に送ら
れ、ここから配管８を通って水洗槽２に供給される。

【００２０】この時、コントローラ２２内の演算処理に
より、電極１１に供給された電流値Ｉに基づいて、放出
すべき熱エネルギーの最大値に相当する熱が熱交換器６
内で熱交換されるように流量調整弁４１の開度Ｋ₁が算
出され、その算出値に基づく信号が流量調整弁４１に出
力され、その信号に基づいて流量調整弁４１が開閉する
ことにより熱交換器６へのめっき液の流量が制御され
る。

【００２１】したがって、この実施例の電気めっき設備
では、冷却系の熱エネルギーが加熱系で有効に利用され
るとともに、この技術を既存の設備に適用しても大幅な
レイアウトの変更やコスト上昇を招かない。また、めっ
き液の放熱量が、電気めっき槽１内での発熱量に基づい
て前述のように制御されるため、めっき液の温度管理が
精度良く行われるとともに、排熱利用効率を最大とする
ことができる。

【００２２】また、この設備では、ヒートポンプを設置
しないため、冷却系から回収された分よりも大きな熱エ
ネルギーを加熱系に与えることはできないが、加熱系で
必要な熱が冷却系からの回収熱では足りない場合には、
既存の設備で使用していた加熱装置（図３の蒸気供給装
置３２等）をそのまま使用すればよい。そして、その場
合であっても、従来よりも燃料使用量を大幅に削減する
ことができるし、既存の設備で使用していた冷却装置
（図３の冷却水循環装置３１等）がいらなくなる分だけ
使用水量も削減できるため、ヒートポンプを設置した場
合と比べても、めっき液の冷却および洗浄水の加熱にか
かるトータルコストを低く抑えることができる。

【００２３】なお、この実施例では、純水供給装置（洗
浄水供給源）９と水洗槽２との間に洗浄水貯蔵タンク７
を介装しており、配管８と給水管１０ａ，１０ｂとが請
求項１の給水管に相当する。そのため、熱交換器６を水
洗槽２と洗浄水貯蔵タンク７との間の配管８に設けたも
のも請求項１の発明に含まれるが、この実施例では、熱
交換器６を純水供給装置９と洗浄水貯蔵タンク７との間
に介装したため、めっき液の熱交換器６への流量の変化
により洗浄水貯蔵タンク７へ流入する純水の温度が変化
しても、水洗槽２に供給される純水の温度を安定させる
ことができる。

【００２４】また、この実施例では、熱交換器６の高温
液側をめっき液送り配管４に介装しているが、熱交換器
６の高温液側はめっき液戻り配管５に介装してもよく、
その場合には、例えば図２に示すように、めっき液戻り
配管５を上流側配管５ａ、下流側配管５ｂ、およびバイ
パス配管５ｃで構成して、バイパス配管５ｃの中途部に
流量調整弁４１を設ければよい。

【００２５】また、この実施例では、めっき送り配管４
を上流側配管４ａ、下流側配管４ｂ、およびバイパス配
管４ｃで構成して、バイパス配管４ｃの中途部に流量調
整弁４１を設けているが、流量調整弁４１は上流側配管
４ａのバイパス配管４ｃへの分岐点より下流位置に設け
てもよい。また、電気めっき槽１と循環タンク３とを接
続する別の配管を送り側または戻り側に設けて、当該配
管に流量調整弁４１を設けてもよい。

【００２６】一方、図３は、請求項２に係る発明の一実
施例に相当する鋼帯の連続電気めっき設備を部分的に示
す概略構成図である。この設備は、めっき液送り配管４
にバイパス配管４ｃおよび流量調整弁４１がなく、熱交
換器６と洗浄水貯蔵タンク７との間の配管１０ｂに流用
調整弁（洗浄水流量制御手段）２１が設置されており、
この流用調整弁２１と電流計１２とがコントローラ（洗
浄水流量制御手段）２２ａで接続されている点以外は、
前記図１の設備とほぼ同様のものであり、この流量調整
弁２１により熱交換器６の低温液側に導入する純水の流
量が制御される。

【００２７】このコントローラ２２ａは、所定の演算処
理を行うことにより、電流計１２から入力された電流検
出値Ｉに応じて流量調整弁２１の開度Ｋ₂を算出し、そ
の算出値に基づく信号を流量調整弁２１に出力するもの
である。コントローラ２２ａ内で行われる演算処理は、
前記第一実施例と同様にして、めっき液温度を所定の範
囲とするために放出すべき熱エネルギーを算出し、その
放出すべき熱エネルギーの最大値に相当する熱が洗浄水
との間で熱交換されるように、流量調整弁２１の開度Ｋ
₂を算出するものであり、例えば、前述の（１）式から
純水の熱交換器６への流量Ｑを算出するようになってい
る。

【００２８】このような構成としたため、この設備で
も、前記実施例と同様にして、電気めっき槽１内で通電
により高温となっためっき液は、めっき液送り配管４の
中途部に介装された熱交換器６で純水との間で熱交換さ
れ、すなわち洗浄水により冷却された後に電気めっき槽
１に送られる。また、純水供給装置９から供給された純
水は、熱交換器６においてめっき液との間で熱交換さ
れ、すなわちめっき液により加熱された後に洗浄水貯蔵
タンク７に送られる。

【００２９】この時、コントローラ２２ａ内の演算処理
により、電極１１に供給された電流値Ｉに基づいて、放
出すべき熱エネルギーの最大値に相当する熱が熱交換器
６内で熱交換されるように流量調整弁２１の開度Ｋ₂が
算出され、その算出値に基づく信号が流量調整弁２１に
出力され、その信号に基づいて流量調整弁２１が開閉す
ることにより熱交換器６への純水の流量が制御される。

【００３０】したがって、この実施例の電気めっき設備
でも、前記実施例と同様の効果が得られる。また、この
実施例では、熱交換器６を水洗槽２と洗浄水貯蔵タンク
７との間ではなく、純水供給装置９と洗浄水貯蔵タンク
７との間に介装したため、洗浄水貯蔵タンク７への純水
の流入量や流入する純水の温度が変化しても、水洗槽２
に供給される純水の供給量および温度を安定させること
ができる。

【００３１】また、この実施例では、熱交換器６の高温
液側をめっき液送り配管４に介装しているが、熱交換器
６の高温液側は、図４に示すようにめっき液戻り配管５
に介装してもよい。また、請求項１および２のいずれの
発明においても、めっき液から回収された熱が電気めっ
き槽１の直後に配置された水洗槽２の洗浄水の加熱に必
要な量より多い場合には、下流側の給水管１０ｂを分岐
して、前処理や後処理など他の工程で使用する洗浄水の
加熱に使用してもよい。同様に、二台の熱交換器を使用
して、めっき液送り配管４およびめっき液戻り配管５の
両方に介装させて両熱交換器の低温液側に洗浄水を導入
する構成としてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気めっ
き設備によれば、電気めっき槽と循環タンクとを接続す
る配管と、洗浄水供給源と水洗槽とを接続する配管と、
の間に熱交換器を直接介装させてヒートポンプを設置し
ない構成としたため、既設の電気めっき設備に適用して
も大幅なレイアウトの変更やコスト上昇を招かないで、
熱エネルギーの利用効率を高めることができる。また、
めっき液流量制御手段または洗浄水流量制御手段により
めっき液の温度管理が精度良く行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る発明の一実施例に相当する鋼帯
の連続電気めっき設備を部分的に示す概略構成図であ
る。

【図２】請求項１に係る発明の別の実施例に相当する鋼
帯の連続電気めっき設備を部分的に示す概略構成図であ
る。

【図３】請求項２に係る発明の一実施例に相当する鋼帯
の連続電気めっき設備を部分的に示す概略構成図であ
る。

【図４】請求項２に係る発明の別の実施例に相当する鋼
帯の連続電気めっき設備を部分的に示す概略構成図であ
る。

【図５】従来の鋼帯の連続電気めっき設備を部分的に示
す概略構成図である。

【符号の説明】

１電気めっき槽２水洗槽３循環タンク４めっき液送り配管４ａ上流側のめっき液送り配管４ｂ下流側のめっき液送り配管４ｃバイパス配管（めっき液送り配管）５めっき液戻り配管５ａ上流側のめっき液戻り配管５ｂ下流側のめっき液戻り配管５ｃバイパス配管（めっき液戻り配管）６熱交換器７洗浄水貯蔵タンク８配管（給水管）９純水供給装置（洗浄水供給源）１０ａ給水管１０ｂ給水管１１電極１２電流計２１流量調整弁（洗浄水流量制御手段）２２コントローラ（めっき液流量制御手段）２２ａコントローラ（洗浄水流量制御手段）４１流量調整弁（めっき液流量制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今村真人岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者亀谷岳文岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者酒井直樹岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者加藤順哉岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気めっき槽と、この電気めっき槽に供
給するめっき液を蓄える循環タンクと、この循環タンク
と前記電気めっき槽とを接続するめっき液送り配管およ
びめっき液戻り配管と、水洗槽と、この水洗槽に洗浄水
を供給する洗浄水供給源と、この洗浄水供給源と前記水
洗槽とを接続する給水管とを有する電気めっき設備にお
いて、前記めっき液送り配管およびめっき液戻り配管の少なく
とも一方に熱交換器を介装して、当該めっき液配管をこ
の熱交換器の高温液側と接続し、前記給水管に前記熱交
換器を介装して、当該給水管をこの熱交換器の低温液側
に接続するとともに、前記電気めっき槽内の電極に供給
される電流量に基づいて、めっき液温度が所定の範囲と
なるように前記熱交換器内に導入するめっき液の流量を
制御するめっき液流量制御手段を備えたことを特徴とす
る電気めっき設備。
【請求項２】電気めっき槽と、この電気めっき槽に供
給するめっき液を蓄える循環タンクと、この循環タンク
と前記電気めっき槽とを接続するめっき液送り配管およ
びめっき液戻り配管と、水洗槽と、この水洗槽に供給す
る洗浄水を蓄える洗浄水貯蔵タンクと、この洗浄水貯蔵
タンクに洗浄水を供給する洗浄水供給源と、この洗浄水
供給源と前記洗浄水貯蔵タンクとを接続する給水管とを
有する電気めっき設備において、前記めっき液送り配管およびめっき液戻り配管の少なく
とも一方に熱交換器を介装して、当該めっき液配管をこ
の熱交換器の高温液側と接続し、前記給水管に前記熱交
換器を介装して、当該給水管をこの熱交換器の低温液側
に接続するとともに、前記電気めっき槽内の電極に供給
される電流量に基づいて、めっき液温度が所定の範囲と
なるように前記熱交換器内に導入する洗浄水の流量を制
御する洗浄水流量制御手段を備えたことを特徴とする電
気めっき設備。