JPS5839920B2 - キンゾクストリツプノ デンカイシヨリソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属ストリップの高電流密度の電解処理（酸洗
、洗浄、等）のための装置、特に電極の配置とその構造
についての改善に係る。

実際には金属ストリップの総ての製品は連続する全長に
わたってその表面に好ましくない残滓が附着している。

これらの残滓は例を挙げると一般的に酸洗によって取除
かれる酸化物であり、またはアルカリ洗浄剤によって取
除かれる潤滑油である。

ストリップの最終用途が特に清浄表面を要求する場合に
は（例へは、その金属が錫メッキされるような場合）、
この技術分野では一般的にいってより効果的な残滓除去
を達成する電解的方法にたよることがしばしばある。

現在では、連続的に移動している金属スｌ−ＩＪツブの
電解的処理は一般に長方形の断面を有する電極の間をス
トリップを通過させて行われている。

ストリップへの電流の移動は次に示す二つの基本的者へ
方のいづれかによって達成されている。

即ち：（１）ストリップと直接に電気的接触をする伝導
ロール等の使用、または （２）電流の移動は１つの極の電極から電解液を通して
ストリップへ流し、次に再び電解液を通して反対の極の
電極へ流して行う。

電流密度が増加してくるとストリップとロールとの間の
接触点において火花発生の危険が増加するので、後者の
方法即ち二極式電解法と呼ばれる方法が非常に高い電流
密度を使用する電解的処理に対して特に有益であること
が認められている（例を示すと米国特許第３，３３８，
８０９号参照の事）。

米国特許第２，１６５，３２６号は、非常に高い電流密
度を用いていないけれども、効果的な二極式電解法を使
用する電解処理槽を示している。

しかしながら、前記の如き処理槽がス） ＩＪツブの電
解的処理に際して非常に高い電流密度即ち０、５３ Ａ
ｍｐｓ／Ｃｒｌ１．（５００ＡＭＰＳ ／ ＦＴ” ）
以上またはより望ましくは２６１５乃至１０．７５Ａｍ
ｐ ｓ ／ｃ’ｆｄ （２，０００乃至１０，０００
ＡＭＰＳ／ＦＴ２）の範囲のものを使用するならば、電
流効率は電解液自身の中での大きな損失となって明らか
に下降することが見出されている。

加うるに、二極式電解法を使用していても、前記の如き
非常に高い電流密度ではしばしば火花を発生させたり迷
走電流に関連して軸受の過熱というような他の問題を引
起している。

従って本発明の主目的は金属ストリップの二極式電解法
に対して有用なる装置を得ることである。

本発明の他の目的は顕著に高められた電流効率を達成し
得るような二極式電解を行う装置を得ることである。

本発明の更に他の目的は迷走電流の有害な結果を最小限
に押えるために特殊な電極の形状とその結線を使用する
二極式電解を行う装置を得ることである。

本発明のこれら及びその他の目的ならひに利点は特許請
求の範囲及び添附図面とともに以下に説明することによ
り、より明確にされるであろう。

添附図面は本発明の実質的形態を説明するもので本装置
の縦断面説明図である。

図面について説明するに、本装置は意図する電解的処理
をするために適合する電解液（図示せず）をいれたタン
ク２から戒っている。

金属ストリップ３は実質的に水平面を進み、非導電緩衝
ロール４ａを通り抜けてタンク中に入り、一対を形成す
る電極対５ ａ−５ｂ 、 ６ ａ−６ｂ、及び７ａ−
７ｂの中間を通過する。

電極は在来の電解処理の位置に方向付けられる。

即ち電極の縦軸は（１）ストリップ表面によって形成さ
れる面の線分に対して平行な面の線分上にあり、（ｉｉ
）一般にストリップの進行方向に対して直角、な方向に
向けられている。

タンクの出口においてはス） ＩＪツブは、電極と比較
゛するといくらかにより近い位置に設けられた、緩衝ロ
ール４ｂを再び通り抜ける。

これら緩衝ロールは案内ロールとして作用するのである
が、電極とストＩＪツブの望ましくない接触を防止する
役目をしている。

この役目は商業的生産業務において特に必要なことであ
って、ストＩＪツブの高度の進行速度（振動が増加する
）と、ストリップの形状不良（波打ち）とが複合して望
ましくない接触が実際に生ずることを防止している。

プラスチック緩衝パイプ８はこのような望ましくない接
触を防止する追加的な装置としてタンク内に設けられて
いる。

緩衝材の使用に加えて、本発明の特徴は一対を形成する
電極を奇数ｎ組使用していることである。

図面には一対を形成する電極の３組を示しているが、５
，７、等の組も同様に採用されてよい。

このように一対を形成する電極の奇数組を使用すること
は、迷走電流の有害なる影響を実質的に消去し、従って
非常に高い電流密度を用いた場合に付随して発生する火
花とかストリップ焼けとかの傾向をなおいっそう引下げ
ることが見出されている。

一対を形成する電極を奇数組使用する場合には、プラス
に電荷されている電極とマイナスに電荷されている電極
の断面積がほぼ等しいことが望まれる。

このことが図面に示されている。即ちマイナスに電荷さ
れている電極６ａ−６ｂはそれぞれのプラスに電荷され
た電極よりもより犬なる断面積を有し従ってより大容量
の電流を導電する能力を有している。

改善された電流効率についての三つの形態を図面に基づ
き次に示す。

（ａ） ストリップの処理に際して使用されている在
来の電極と比較して、ストリップの上面に面している電
極の部分が中高状になっている、そして好ましくは半円
形になっていることは重要なことである。

製作上の便宜から言えば、円筒形の電極、即ち図に示す
如き円形の断面を有する電極を製造することが一般的に
最も実際的である。

しかしながら電極のストリップに面していない部分、即
ち例えば図示の電極５ａ−６ａ及び７ａの上部は平担で
あってもよいことは理解されるであろう。

同様に下側の電極の形状は問題ではなく、在来の長方形
断面の電極が使われてもよい。

実際問題としては数多くの電極が一時に製造されるので
電極に互換性を与えるためには、下側電極５ｂ、６ｂ及
び７ｂも一般に円筒形のものを使用することが好ましい
。

上側電極に円形断面のものを使用した結果得られた高い
値の電流効率が第１表に示されている。

表面に酸化皮膜を形成した鋼製ス） ＩＪツブを５１．
６℃（１２５’Ｆ″）の温度に保持しである２０％硫酸
溶液中で電解酸洗を行った。

上側及び下側電極とストリップとの間隔は全試験中３８
、１ Ｍ （１，５１ｎｃｈｅｓ）であった。

全試験にわたり電解時間を３秒間に保つようにストリッ
プを同速度で通過せしめた。

データーは４個のサンプルの平均である。

これから得られた表中の電流効率はストリップ表面から
酸洗除去されたスケール（酸化皮膜）の量を測定して決
定された。

円形断面電極の有利な結果は表に示す通りである。

この結果は電流密度の増加に伴なって効率が増加する傾
向を示している。

第１表に示、すデーターは上下の電極が図に示す通り相
互に食いちがって設けられた状態でのものである。

（ｂ） 一対を形成する電極形態に関していづれをとっ
ても、例えば図面に示す５ａ−ｓｂを見ると在来の電極
配置とは異って上側電極５ａは下側電極５ｂの真上に設
けられてないことが判る。

効率を高める追加的な理由として、一対を形成する電極
形態が相互に食いちがっていることによって高い効率が
得られていることが見出された。

他の方法で説明すると、上側下側両電極を通って垂直軸
を頭に描いてみると、二つの軸の間の距離は両電極の断
面中の％の和よりも犬である。

特殊な場合として円形電極が使用された場合には、垂直
軸間の距離は両電極の直径の％の和（即ち両電極の半径
の和）より犬である。

以上の如く食いちがった電極の配置の利点は第２表に示
される。

以上述べられた相違点を除けば、電解条件は前記と同様
である。

併し、第１表のデーターから得られた智識を利用するこ
とにより、丸形電極のみが以下に示す通り数的に表現さ
れている。

（Ｃ） それぞれの一対を形成する電極を分離するた
めに絶縁邪魔板９を設ける。

このために電流はストリップを通って導かれる。

この邪魔板は例えばポリプロピレンでもって製作され、
ストリップの表面からの距離を小さくシ、シかもストリ
ップの通過には妨害にならない位置に設けられる。

電流の主たる部分が電極の間を直線的に（例えば５ａと
６ａの間の線）移動する傾向にあるので、邪魔板はその
通路を妨害し、ス） ＩＪツブを通過する電流の損失を
防止する役目を果している。

従って邪魔板は、通常ならば電流の大部分が前記直線に
副って移動しようとするのをそらして、ストリップを通
って移動するように、ストリップに十分に近く位置する
ことが望まれる（図中の鎖線を参照の事）。

電流効率を改善するために上述した特徴に加えて、分極
作用の集中という影響を減少せしめるために電解液を効
果的に攪拌するという既知のいづれかの技術を使用する
ことが望まれる。

例えば簡単な機械的あるいはプロペラ型の攪拌器が使用
されてもよい。

特に良い結果を得るためにはヘッダー１０を使用して電
解液の低圧力噴流（図示されていない循環ポンプにより
送られる）をストリップ表面に向って３０°程度の小さ
な角度で吹きつけることにより達成される。

電流密度が２．１５〜１０．７５Ａｍｐｓ ／ｉ（２，
０００〜１０，０００Ａｍｐｓ／ｆｔ２）の範囲のもの
を使用された場合においても、ス） ＩＪツブの表面が
最大の電気化学的活力を受けるように図示の如く近い位
置に計画的にヘッダーを配設するならば、電解液の攪拌
は特別に渦乱流にする必要はないことが見出されている
。

【図面の簡単な説明】

添附図面は本発明の実質的形態を説明するもので本装置
の縦断面説明図である。 ２・・・・・・タンク、３・・・・・・ストリップ、４
ａ、４ｂ・・・・・・非導電緩衝ロール、５ａｔ５ｂｔ
６ａ、６ｂｔ７ａｔ７ｂ・・・・・・電極、８・・・・
・・プラスチック緩衝パイプ、９・・・・・・邪魔板、
１０・・・・・・へ゛ンダー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電解液槽の内部で金属ス） ＩＪｌツブ電解的に処
   理する装置において： ａ）前記槽を通って実質的に水平に前記ストリップを案
   内する装置と； ｂ）複数の電極対と； を備え、前記の電極対を形成する電極は、（１）電解処
   理をなす位置に設けられ、 （１［）それぞれの電極の軸線の垂直方向間隔が電極の
   有効断面中の％の和より犬であるように上下の電極が食
   い違って設けられ、 （１１０ストリップ上面に面している電極の部分は前記
   ス） ＩＪｌツブ上面に向って凸状の断面形状を示すよ
   うになっており、 更に、 Ｃ）前記ストリップに０．５３から１０．７５ Ａｍｐ
   ｓ／ｄ（５００から１０．０００ Ａｍｐｓ／ｆｔ ２
   ）の範囲の電流密度を供給するようにされ、それぞれの
   電極対における電極にほぼ同一の電位を与え且つ隣接す
   る電極対とは反対の極性を与えるように接続された直流
   電源と； ｄ）前記電極対のそれぞれを分離するために、前記スト
   リップの進行を邪魔しない位置に配置され、もって、互
   に反対の極性に電荷された電極の対と対との間を通過す
   る電流の大部分がストｊツブを通って流れるようにする
   絶縁邪魔板と；を備えた金属ストリップの電解処理装置
   。 ２ 前記電極の対数が奇数であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の金属ス）ｌツブの電解処理装置
   。 ３ 前記電極の対数が奇数であり、且つ、プラスに電荷
   された全電極の断面積がマイナスに電荷された全電極の
   断面積とほぼ等しいことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の装置。