JPS60138099A - 帯鋼の電解処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は帯鋼の電解処理装置、特に、間接通電方式によ
る電解処理装置の改良に関する。

帯鋼の電解酸洗や電解脱脂等には、第１図に示す間接通
電方式の電解処理装置が従来広く用いられている。同図
において、１は電解液（塩酸もしくはオルト硅酸ソーダ
等）を満たした電解槽である。該電解槽１の入口および
出口には送給ロール２１．２２が配設されており、この
送給ロールによって帯鋼１ｏが連続的に電解液中を通さ
れるようになっている。そして電解槽１内には、帯＃Ａ
１Ｏに治ってその下面側に（＋）電ｔｍ　３１　と（−
）電極３１′とが交互に配設され、同様に、帯ｖＡ１０
の上面側にも（＋）電極３２と（−）電極３２′とが交
互に配設されている。なお、図中４１．４２は電解電源
であり、図示のように夫々り＋）電極および（−）電極
に接続されている。

上記第１図の間接通電方式による電解処理装置において
、電解電流は、まず電解電源４から夫々のり＋）電極３
１’、３２に流れ、電解液を通して帯鋼１０に流れる。

次に、帯ｔ！Ａ１０を流れた電解電流は電解液を通して
（−）Ｎ極３１’、　３２−に達し、夫々の電解質ｍ４
に帰還する。その際、帯鋼１０の表面、例えば（＋）電
極３１．３２に面した帯鋼表面は（−）極性となり、電
解液が電気分解する電圧に達すると帯鋼の（−）極表面
で電気分解が起り、帯鋼の表面からは電流密度に比例し
て水素ガス（Ｈ２）が発生する。また、（−）電極３１
．−．３２”に面した帯鋼表面はく＋）極性となり、酸
素ガス（０２）が発生する。そして、この水素ガス及び
酸素ガスによる物理的な洗浄作用と、塩酸もしくはオル
ト燐酸ソーダ等の電解液による化学的な酸洗効果もしく
は脱脂効果との相乗効果により、帯鋼表面のスケールを
デスケーリングし、また油脂膜の脱脂洗浄が行なわれる
。

ところで、上記従来の間接通電方式による電解処理装置
では、（＋）電極および（−）電極に面した帯ｍｉｏの
上下両面で同時に電気分解が起こり、従って１組の電気
回路を用いて帯鋼表面の４か所で電解作用を生じさせる
ことができるという長所を有している反面、次のような
問題があった。

即ち、（＋）電極３１．３２から帯ｍｉｏを通って（−
）電極３１−．３２　′へ電流が流れる際、帯鋼の電気
抵抗が大きいため、所定の電流を流すのに要する電圧が
高くなり、電力消費が大きくなることである。

そこで、上記間接通電方式の電解処理装置における問題
を回避するために、最近では第２図あるいは第３図に示
す直接通電方式の電解処理装置が採用されるようになっ
た。この直接通電方式では、第１図における送給ロール
２１．２２の代りに通電ロール〈通称はコンダクタロー
ル）を用い、該コンダクタロールから帯鋼に直接電流が
流される。

第２図において、５１．５２はコンダクタロールである
。これらのコンダクタロールには負電圧が印加されてお
り、その表面に沿い且つ表面から離間して（＋）電極３
１．３２が夫々配設されている。また、（＋）電極３１
．３２の端部にはノズル６１．６２が夫々配設されてい
る。該ノズル６１．６２は、図示のようにコンダクタロ
ールに接触懸架されて送給されて来る帯＃１１０と（＋
）電極３１．３２との間に電解液を噴出するようになっ
ている。こうして噴出された電解液を介して帯鋼１０か
ら（＋）電極３１．３２に電流が流れ、帯鋼表面の電解
処理が行なわれる。

上記第２図の直接通電方式では、電流が帯鋼１０を流れ
る際の抵抗が小さいため、低い電圧で大電流を流すこと
ができ、電流密度を大きく取ることができる。従って、
今≠通電時間が短くてすみ、消費電力が間接通電方式の
場合と同じ場合には・設備の全長を短くできから、少な
い設備費で同一の電解効果が得られるという特長を有し
ている。然し乍ら、第２図の直接通電方式には、電気分
解が帯鋼１０の片面でしか行なわれないという欠点があ
る。

他方、第３図の直接通電方式では、帯１１１０を−コン
ダクタロール対７１〜７３に通して送給し、各コンダク
タロール間において、帯鋼１０とその上下両側に配設し
た（＋）　Ｎｆｆ１３ｘ　、３２との間隙にノズル６１
．６２から電解液を噴出して電解処理を行なう。この場
合、第２図の場合とは違って帯ｌＡ１０の上下両面で電
解処理が行なわれるが、コンダクタロール対７と（十）
電極３との間に帯鋼１０の電気抵抗が含まれるため、第
２図の場合に較べれば高電圧を必要とし、電力消費量が
大きくならざるを得ない。とはいっても、第１図の間接
通電方式に比較すれば通かに高い電流密度が得られる。

このため、第２図および第３図の直接通電方式は、何れ
も高電流密度方式（ＨｉｇｈＣｕｒｒｅｎｔ　Ｄ　ｅｎ
ｓｌｔｙ　略称ＨＣＤ方式）と呼ばれている。

なお、上記ＨＣＤ方式には、以下に付言する別の問題が
存在する。

で焼付きを起して歩留低下をきたすため、電解液にオル
ト硅酸ソーダの３％溶液を用いることにより、酸化硅素
（ＳｉＯｚ）を約２　ｍｓ　／　ｒｄ　〜４　ｍｇ　／
ゴ付与している。即ち、帯鋼の表面に微量の５ｉＯｚを
付与すると、焼鈍時の焼付きを回避することができる。

そして、この場合３ｉ０２は帯鋼の（−）極性において
電流密度に比例して付着する性質がある。

ところで、第２図もしくは第３図の直接通電方式では帯
鋼が（−）極性となり、且つ電流密度が大きいため多量
のＳｉＯ２が付着する。その結果、例えば次工程で錫メ
ッキを施す場合にはメッキ性を阻害するという問題が生
じることから、ＳｉＯ２の付着量を制御するため、電解
液として可性ソーダを一定の割合でオルト硅酸ソーダに
添加混合する方法も提案されている現状にある。更に、
第２図および第３図のＨＣＤ方式ではコンダクタロール
も（−）極性である。従って、５ｉ０２はコンダクタロ
ールにも同様に付着して通電性を劣化させ、電圧の上昇
をきたす。これを回避するために、コンダクタロールの
極性を（＋）に切替えるとＳｉＯ２が帯鋼に付着せず、
焼鈍時の焼付を生じることとなる。このような事情から
、第４図に示すように、（−）極性のコンダクタロール
及び（＋）電極５ｓ　、３１の他に、（十）極性のコン
ダクタロール８及び（−）電極３１　′を組合せて使用
し、５１０２の付着量を制御する方法が提案されている
。然し乍ら、この方法では設備費の増大が避けられない
といった問題がある。

このような事情から、間接通電方式の電解処理装置を改
良することにより、直接通電方式における問題を生じる
ことなく、高電流密度で効率良く処理することができる
帯鋼の電解処理装置として、出願人は第５図に示す装置
を先に提案した。

第５図において、１１は電解液（塩酸もしくはオルト硅
酸ソーダ等）を満たした電解槽である。

該電解槽１の入口および出口には送給ロール１２１．１
２２が配設されており、この送給ロールによって帯！！
４１０が連続的に電解液中を通されるようになっている
。そして、電解槽１内には帯鋼１０を上下から挟むよう
にしてこれに近接した２組の電極対１３１．．１３１−
および１３２゜１３２′が配設されている。これらの電
極対は夫々電解電源１４１．１４２に接続されている。

この電解処理装置は間接通電方式であるが、第１図の従
来の電解処理装置と比較すると、上記の実施例では帯１
１１０の上下に対向して配設されている電極が逆極性に
なっている点で異なっている。

従って、この場合に帯鋼中を電流が流れる方向は帯鋼１
０の面に対して直角の方向となり、第１図の場合に較べ
ると、電流が流れる帯鋼の断面は著しく大きくなるから
、帯鋼中を電流が流れる際の抵抗は極めて小さくなる。

この結果、極めて大きな電流密度が得られるため、電解
時間の短縮あるいは設備全長の短縮〈従来の１／４〜１
／２）により設備費の低減が可能となり、従来の間接通
電方式における問題を解消することができる。他方、上
記第５図の電解処理装置では帯１１０の上下両面で電気
分解が生じ、電解処理が行なわれるから、従来のＨＣＤ
方式（直接通電方式）のように帯鋼の片面でしか電解処
理ができないといった問題は生じない。更に、第５図の
装置では帯鋼の長手方向に配置された２組の電極対の極
性を変えであるため、この２組の電極対の極性を適当に
切替えることによって、電極にＳｉＯ２が付着して電圧
の上昇をきたすといった、従来のＨＣＤ方式におけるよ
うな問題を回避することができる。同様に、（＋）極性
の電極とく−）極性の電極とが交互に並べておけば、帯
鋼１０に対するＳｉＯ２の付着についても過剰な付着を
防止し、第１図の従来の間接通電方式の場合と同様、約
２ｍｇ／ｒＩｌ〜４ｍｌ／ボの適量が得られるという長
所を有している。従って、従来のＨＣＤ方式の場合のよ
うにＳｉＯ２の付着量を制御するための電極を別途設け
る必要はなくなり、その分だけ設備費の低減および省エ
ネルギーを図ることができる。

どころが、このように大きな利点が得られる第５図の電
解処理装置にも次の様な問題があった。

即ち、第５図の電解処理装置で電解酸洗や電解脱脂を行
なうと、そのＶｌ　−ＶＩ　ｍに沿う断面図である第６
図に示すように、帯鋼１０のエツジ部分では電流が帯鋼
を流れず、帯鋼よりも抵抗の小さい電解液中を流れてし
まう。このため、帯鋼１０のエツジ部分では電解処理が
行なわれず、電解酸洗や電解脱脂に際して帯鋼の幅方向
にムラを生じてしまい、品質の低下をもたらす結果とな
る。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、出願人が先
に提案した新しい間接通電方式の電解処理装置を更に改
良し、帯鋼の幅方向に電流が均一に流れるような電圧分
布を得ることを目的とするものである。

即ち、本発明による帯鋼の電解処理装置は、電解液中に
浸漬されて走行する帯鋼の表裏面に対向し、極性を異に
する電極を夫々対設すると共に、上記帯鋼のエツジ部分
の表裏面に接近して極性の異なる小電極を夫々対設した
ことを特徴とする特のである。

以下、第７図〜第９図を参照して本発明の一実施例を説
明する。

第７図は本発明の一実施例になる帯鋼の電解処理装置を
示す説明図である。この実施例は、全体的には第５図の
実施例と略同じ構成になっており、第７図は、第６図と
同じく第５図のＶｌ　−Ｖｌ線に沿う断面図として示さ
れている。従って、図中１１は電解液を満した電解槽、
１３ｓは（＋）Ｎ極、１３１′はく−）電極を示し、ま
た１０は帯鋼を示している。これらの構成に加えて、こ
の実施例では帯鋼１０の両側縁部に、前記（＋）電極お
よび（−）電極１３ｓ　、１３ｔ　−よりも帯鋼の表裏
面に接近した小電極１５１．１５ｓ　−が配設されてい
る。小電極１５１は電極１３１と同じり（＋）電極で、
また小電極１５１′は電ｔＩＩ＋１３ｓ　−と同じり（
−）電極どして構成されている。そして、小電極１５１
．’１５１−の間には電気絶縁板１６が介在されている
。

上記実施例の電解処理装置では、第８図の拡大図に示す
ように、電極１３１．１３ｔ　−の電界による電流２０
の他に、小電極１５１，１５ｔ　−の電界による電流３
０が加わる。即ち、第６図で説明したのと同様、電流２
０は帯１’１０のエツジ部分を流れずに抵抗の低い電界
液中を流れてしまうが、小電極１５ｔ、１５ニーによる
電流３ｏが帯鋼１０のエツジ部分を流れる。この状態を
帯１１０のエツジ部分近傍における電圧分布で示せば、
電極１３ｒ　、１３ｔ　−にょる電圧分布および小電極
１５１，１５１−による電圧分布は、夫々第９図（Ａ）
の曲ｍｘａよびＹのようになる。これら二つの電圧分布
Ｘ、Ｙが加算される結果、全体的には第９図（Ｂ）に示
すような均一な電圧分布２が１ｑられる。従って、上記
実施例の電界処理装置によれば、電界酸洗あるいは電界
脱脂等の処理が帯１１０の幅方向にムラなく均一に行な
われることとなり、品質を向上することができる。

なお、小電極１５１．１５１−間に直接電流が流れると
電流効率が低下してしまうため、両者間には電気絶縁板
１６を介在させてこのような無効電流の防止が図られて
いる。

また、全体の電圧分布Ｚは電極と帯鋼との間の距離、帯
鋼の送給速度等に応じて適宜設定する必要があるため、
電極１’３１，１３ｔ　−問および小電極１．５１，１
５１　′間に印加する電圧を制御可能にしておくのが望
ましい。

ところで、上記実施例の電界処理装置は出願人が先に提
案した第５図の装置の改良であるから、上述した本発明
に特有の作用効果の他、第５図の構成による既述の基本
的な効果が１テられることは言うまでもない。この基本
的な効果について、より具体的に説明を補足すれば次の
通りである。

まず、電流密度を大きく取れることから電解効率が上り
、粗洗浄用のホットコースティクタンク及びブラシロー
ルが不要になるため、設備費の低減を図ることができる
。更に、電圧上昇が小さいため電力消費が少なくて済み
、大幅な省エネルギーを図ることがでる。特に、極薄板
のティンゲージの場合の消費電力は従来の１／４〜１／
２以下となる。

また、例えば電解酸洗の場合、電解液の種類や濃度によ
っては、コンダクタロールの材質や寿命からＨＣＤ方式
の適用には限界があるが、上記実施例における電極は消
耗品扱いであるから極めて広い範囲に適用できる。場合
によっては、軟鋼板の酸洗設備にメカニカルデスケーリ
ングを組合せることにより、酸洗槽を１／４〜１／２以
下とすることも可能である。

他方、電解清浄設備に適用する場合、高電流密度が取れ
ることから従来は１０００　ｍ／ｍｉｎのライン速度で
あるのに対して、２５００ｍ／ｍｉｎのライン速度の達
成も実現可能となる。しかも、冷間圧延機（タンデムコ
ールドミル）との連続化も可能性がでてくる。

更に、ＮＭＳとＡＬ（ＣＯｌｄ）（７）連続化が可能と
なり、特に、ＡＰのライン速度は現在１００ｍ／ｍｉｎ
が最高であるが、少なくとも２００ｍ／ｍｉｎは充分に
可能となる。

以上詳述したように、本発明による帯鋼の電解処理装置
では、間接通電方式でありながら高電流密度で効率良く
、しかも帯鋼の幅方向に均一な電解処理を行なうことが
でき、且つ従来の直接通電方式に生じている問題も回避
できる等、顕著な効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の間接通電方式による帯鋼の電解処理装置
を示す説明図、第２図、第３図、第４図は夫々直接通電
方式による従来の電解！２！ＩＬ理装置を示す説明図、
第５図は出願人が先に提案した改良間接通電方式による
帯鋼の電解処理装置を示す説明図であり、第６図はその
問題点を説明するための第５図Ｖｌ　−Ｖｌ線に沿う断
面図、第７図は本発明の一実施例になる帯鋼の電解処理
装置を示す説明図であり、第８図および第９図（Ａ）（
Ｂ）はその作用を示す説明図である。 １１・・・電解槽、１２ｓ　、１２２．１２３・・・送
給ロール、１３１．１３２・・・（＋）電極、１３１′
１３２′・・・（−）電極、１４１，１４２・・・電解
電源、１５１．１５１−・・・小電極、１６・・・電気
絶縁板。 第４図 ２０′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電解液中に浸漬されて走行する帯鋼の表裏面に対向し、
   極性を異にする電極を夫々対設すると共に、上記帯鋼の
   エツジ部分の表裏面に接近して極性の異なる小電極を夫
   々対設したことを特徴どする帯鋼の電解処理装置。