JPS5835658Y2 - 可変幅電極 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は可変幅電極に関する。

さらに詳細に言えば、電極間を金属帯が連続して通過す
るライン構造において、この金属帯の幅に対応するよう
に電極の有効幅を調整し得る可変幅電極に関する。

一般に電解液中に電極を設け、この電極間を金属が通過
する際には電極と金属との極性に従って、析出物が金属
上に付着したり、あるいは、金属上の付着物を取除いた
り、金属そのものを溶解するように作用すると同時に、
電解液の電気分解によって発生するガスにより、金属表
面の電解液は攪拌され、表面の汚れは機械的に除去され
る。

電気めっき電解研摩等は前者の応用に該当し電解洗浄は
後者の応用に該当する。

この場合に電極によって金属上に生ずる電界強度の分布
が一様でないときは、析出物付着物等が金属に対して一
定の作用をせず、金属の端部において著しい不均一を生
ずる。

電界強度の分布を一様にするためには電極と金属との間
の相対関係を一定にすればよく、金属の幅がもし一定の
ものであるときは、これに対して一定の幅をもつ電極を
適用することが望ましく、シたがって、金属の幅が数個
の一定のものの間を任意に選択し得るようになされてい
るときには、電極の幅をこの数個の一定の幅のそれぞれ
に対応して調整し得るようにすることが望ましい。

本考案は幅を調整し得る電極の構造に関する。

本考案の電極を適用する一例として電解洗浄を説明する
。

電解洗浄の原理は、洗浄液中の交互に極性の変化する電
極間を鋼帯が通過する際、水の電気分解により鋼帯表面
よりＨ２および０２ガスが発生するがこの時の機械的な
力と洗浄液の化学的な力とにより鋼帯表面に強固に付着
した汚れを除去しようというものである。

洗浄と同時に電気化学的な、他物質の付着およびはく離
が生ずる。

すなわち洗浄液中の＋イオンは鋼帯が−の時（電極は＋
）に付着し十の時（電極は−）にはく離する。

−イオンの時には逆の現象が起こる。

従って電解洗浄におけるストリップの最終極性が十であ
るか−であるかによって付着物の量が大きく変化する。

さらに−たん付着したらはく離しにくい物質であるなら
ば、交互に極性の変化する電極間を鋼帯が通過する間に
付着物は順次蓄積されていく。

一般に、電解洗浄ラインの電極２２の幅は鋼帯２１の幅
に比し、かなり幅広のものが用いられており、そのため
鋼帯の板幅方向の電流は、第２図に示したようにエツジ
部に著しく集中した分布となる。

付着量と電流密度とは正比例の関係にあるため、エツジ
部の付着量は板幅中央部よりも多量付着生ずることにな
る。

ところでこの付着物が、洗浄工程以後で悪影響を及ぼす
ことがある。

例えば、冷延鋼帯の洗浄液としては一般にオルソ硅酸ソ
ーダ（２Ｎａ２Ｏ、５ｔ０２以下、オル硅という）が用
いられている。

オル硅を用いている理由の一つはオル硅で鋼帯を洗浄す
ると液中のケイ酸成分が銅帯表面に付着し焼鈍時の焼付
が防止されるからである。

Ｓｉイオンは鋼帯が−の時に付着、十の時にはく離する
性質があるが、−たん付着したＳｉははく離しにくいた
め電解洗浄後の銅帯表面には多量のＳｉが付着すること
になる。

この傾向は電解電流が集中するエツジ部では著しい。

このエツジ部に過剰に付着したＳｉは焼鈍時に鋼中のＳ
ｉ、 Ｍｎの表面への濃縮を助長し、そのため、焼鈍後
の鋼帯エツジ部に乳白色あるいは青紫色を呈したテンパ
ーカラーを生じ、表面の美観を著しく損ねる。

そればかりでなく、後工程でのスキンパスロールの異常
へタリ、メッキ板面の光沢不良をも引き起こすことがあ
る。

Ｓｉのエツジ部への過剰付着を防止するには、最終電極
を−に、したがって銅帯を十にしてＳｉをはく離させる
だけでは不十分であり、エツジ部にＳｉが付着しないよ
う、つまりエツジ部に電解電流が集中しないようにする
必要がある。

エツジ部への電流の集中を防止する方法として、従来提
案されている方法としては■絶縁板をそう人することに
よりエツジ部への電流をしゃ断する方法、■種々の幅の
異なる電極を組合せる方法、■エツジ部に対向する電極
面積を減少させた形状の電極を用いる方法等がある。

しかし■、■方法では板幅の変動につれて、絶縁板位置
を変化させたり、電極の組合せを変化させるのははなは
だ困難であること、さらに■の方法では、板幅変動によ
りエツジ部の電流密度分布の変化が大きすぎるという欠
点がある。

本発明は上述した欠点がなくしかも容易にエツジ部に電
流が集中するのを防止できる電極を提供するものである
。

一般に、冷間圧延処理を受けた鋼帯の表面には、圧延油
、機械油、スケール、鉄粉、じんあい等の汚れが多量に
付着しており、この状態のま・で焼鈍処理工程に送られ
るものを除いては、ことに表面の清浄度の特に要求され
るブリキおよびクロムメッキ鋼板用の原板などについて
は、これらの原板を第１図に例示するような電解洗浄設
備をもつクリニング、ラインにおいて洗浄した後に焼鈍
処理工程に送ることが行なわれている。

このようなりリーニングラインにおいて、鋼帯２３に流
れる電解電流の板幅方向の密度分布が、電極２４および
銅帯の相対的位置関係によりどのように変化するかを第
３図に示した。

図において、エツジからの距離ｄとは、鋼帯上のある点
の縁からの距離を示し、電流密度比ｒはエツジからの距
離ｄの点における電流密度と銅帯の幅中心におけるそれ
との比を示し、さらにつき出し代２とは、板幅方向にお
いて電極が鋼帯からつき出している距離を示し、電極が
鋼帯より出ている場合を＋、逆をとする。

第３図に例示されるところによれば、つき出し代Ｚが大
きくｚ〉０の場合にはエツジ近傍にはｒ＞３と電流が大
きく集中し、エツジ部が最大の電流密度となること、ｚ
〈０の場合には、エツジ部の電流密度が減少し、エツジ
から若干内側の部分に電流密度の極小値が現われこの傾
向は２が小さくなるに従い顕著となることがわかる。

又第３図から、従来の電極形状では銅帯幅方向全域にわ
たり、ｒ二１を得ること、すなわち均一付着物分布を得
ることは不可能であることがわかる。

付着物の量は鋼帯単位表面積当りに流れた電気量に正比
例すると考えてよい。

従って、鋼帯幅全域にわたって均一な付着分布を得るた
めには、均一な電気量分布を得る必要がある。

これは、エツジ部に対向させた電極面積を流れる電流量
に逆比例させた、例えば第４図のような電極を設置する
ことにより可能である。

しかし、第４図のような電極１では、その鋼帯５の幅で
は均一電気量が得られても、それより幅広の鋼帯に対し
ては、エツジ部に流れる電気量は鋼帯幅中央よりも少な
くなり、逆に幅狭の鋼帯に対しては従来のように、エツ
ジ部に電流が集中してしまう。

従って、実際様々に変動する鋼帯幅に対して鋼帯幅全域
にわたってほぼ均一な電気量分布、すなわちほぼ均一な
付着物を得ることは不可能である。

本考案は一実施例として説明する電解洗浄ライン中の洗
浄液としての電解液中に設けられている電極間を通過し
て電解洗浄を受ける鋼帯の種々に変動する鋼帯幅に対応
して、電極を回転させ、エツジ部に流れる電気量を、鋼
帯幅中央部とほぼ同等とすることにより、鋼帯幅方向に
均一に汚れを除去するとともに均一な付着物分布を得る
ことができる電極を提供するものである。

本考案を具体的に示す図示の実施例について、本考案の
構造およびこの構造による実験成績を従来のものと対比
して示す。

第５図において、正方形の電極１は結合板２上に配置さ
れ、電極１のほぼ中心部に設けられる孔３と結合板２の
ほは沖央部に設けられる孔４とは、互に対応するように
構成される。

孔３および孔４を貫通する図示してない手段によって、
電極１と結合板２とはその手段のまわりに回転し得る状
態に結合される。

なお電極１の形状としては、回転により回転前の幅の変
更し得るものはすべて適当であり、不適当のものとして
は円形か挙け゛られる。

回転角αは、電極１の形状、大きさ、電極−鋼帯間距離
、目的とする電気量密度分布等により変化するものであ
り一義的には規定できない。

第６図〜第８図には、回転可能な電極の応用例を示す。

ここに、第６図の正方形電極に関して、本考案の可変幅
電極について更に説明する。

従来の電極は走行するストリップに対し、第１０図に破
線で示すように固定されていた。

従がって、ストリップ幅が変化しても幅方向の電流密度
を変化することは不可能であった。

さらに、従来の電極幅は、ストリップ幅に比較してかな
り大きなものとなっていた。

このため、エツジ部の電流密度の集中は防止出来なかっ
た。

エツジ部の電流密度の集中を防止するためには電極のつ
き出し代２は−にする（つまりストリップ幅〉電極幅）
のが好ましい。

しかし、ストリップ幅は一定ではなく変化する。

従がって、ストリップ幅に対応して電極幅も変化させる
必要がある。

この一方法として、回転電極が考案されたのである。

正方形の電極を回転させた時の電極（実線）は第１１図
Ａの形となる。

これは、電極形状としては第１１図Ｂの電極形状と同じ
である。

つまり、第１１図Ｂで明らかなように、ストリップの板
幅中央部に対応する電極面積に対し、ストリップエツジ
部に対応する電極面積は、小さくなっておりこの分、ス
トリップエツジ部に流れる電流は減少することになる。

（つまり、第４図に示した電極と同じ効果を持つ）。

又、第３図でこれを説明するならば゛第１１図Ｂは第１
１図Ｃのように個々につき出し代２の異なる電極の集合
体と考えることが出来る。

この時第１１図ＣのＡ点は２＞００状態で第３図の■に
近い状態となっており、Ｂ、Ｃ点は、ｚ＜０の状態で第
３図の■に近い状態となっており、ストリップに流れる
電流は、これらを積分したものと同じと考えることが出
来る。

そして、この積分した電流の密度分布は、回転角θによ
り、第３図と全く同じような変化をすることが、計算上
からも、実験の上でも確認されている。

そこで回転角θを、電流密度分布が第３図の■と■の中
間になるような、角度に選ぶことにより、みかけ上、つ
き出し代Ｚか■と■の間の電極幅としたことと同じにな
り、エツジ部への電流の集中を防止することができる。

第９図には、第６図に示す、電極構造を用いた実験成績
をエツジからの距離と、Ｓｉ付着量どの相対関係におい
て、従来技術と対比して示す。

ここに用いた電極は、−辺の長さが１１００ｍｍの正方
形のもので、回転角αは、第６図中でＷｅで定義された
幅が常に鋼帯幅よりも１５Ｑｍｍ狭くなるように設定さ
れた。

なお比較としての従来の電極は、１２００ｍｍ幅Ｘ １
１００ ｍｍ長さの矩形であった。

この実験成績によれば、鋼板のエツジ部分におけれＳｉ
の付着量は、本考案において従来のものより著しく低下
し、しかも、付着状態が鋼板の大部分の幅に亙ってほぼ
平均化されていることが判明する。

このような付着量の低下と付着状態の平均化とにより、
焼鈍時のテンパーカラーを大幅に減少することができて
、製品の品質の向上が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は電解洗浄設備をもつクリーニング、ラインの概
略図である。 第２図は鋼帯における電流密度の分布を示す。 第３図は電極と鋼帯との相対的位置の変化による鋼帯の
幅方向における電流密度比の変化を示す。 第４図は、幅方向に均一な電気量の分布が得られる電極
形状を示す。 第５図は本考案の電極の構造の一実施例を示す概略図で
ある。 第６図から第８図は電極の形状と有効幅との関係を示す
。 第９図は本考案の構造を用いた実験成績を示す曲線であ
る。 図において １：電極、第１０図及び第１１図Ａ。 Ｂ及びＣは電極の形状と有効中との関係を示す図面であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電極の中心部のまわりに電極を回転し得るように構成さ
   れた可変幅電極。