JPS60138100A - 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１１１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−解散中を
通されるようになっている。そして電解槽１内には、帯
ｌ１１０に沿ってその下面側に（＋）電極３１と（−）
電極３１　′とが交互に配設され、同様に、帯鋼１０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（＋）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ｗ４から夫々の（＋）電極３
１．３２に流れ、電解液を通して帯＃１１０に流れる。

次に、帯鋼１０を流れた電解電流は電解液を通して（−
）電極３１’、３２−に達し、夫々の電解電源４に帰還
する。その際、帯ｌ１４１０の表面、例えば（十）電極
３ｔ　、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（＋）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（−）電極に面した帯鋼１０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から帯鋼１０を通って（−
）電１１ｉ３ｔ　−、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、５ｚ　、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
３ｒ　、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６ｓ　、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［１１１
０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、
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
＃１１０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ｗ４１０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、１鋼１０とその上下両側に配設した
（十）電極３１’、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鋼１０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（＋）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
比較すれば遥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　［）　ｅｎｓｉｔｙ
　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。

例えば、電解脱脂後に箱形焼鈍を行なう帯鋼の製造プロ
セスでは、巻きとられたコイルが各層間で焼付きを起し
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（ＳｉＯ２）を
約２■／ｄ〜４Ｒｇ／ゴ付与している。即ち、帯鋼の表
面に微量の８１０２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８１０２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Ｓ　ｉ　０２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、ＳｉＯ２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（十）に切替えると５ｉＯｚ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５１．３１の他に、（＋）極性のコ
ンダクタロール８及び（−）Ｉ極３１′を組合せて使用
し、ＳｉＯ２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１２ｔ、１
２２が配設されており、この送給ロールによって帯鋼１
０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１ｏ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１３１．１３ｔ−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鋼
１０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
ｏ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ＨＣ
Ｄ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Ｉ−（ＣＤ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、（＋
）極性の電極す（−）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２ｍｉ／ｒｄ〜４ｍｌ／ｄの適ｌが得ら耽るとい
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８１０２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。

他方、上述のように上下に対向させた電極の極性を逆に
した結果、上記第５図の電解処理装置においては、電極
対を構成する上下の電極間に直接電流が流れることが懸
念される。もし帯鋼１０を流れることなく、上下の電極
間に直接電流が流れることになれば電気効率は極めて低
くなってしまう。そこで、第５図の装置では、第６図（
第５図のＶｌ　−Ｖｌ線に沿う拡大断面図）に示すよう
に、先端部が二股に分岐した電気絶縁板１５を用い、該
絶縁板の分岐した先端部を帯鋼側端部の上下両面側に介
在させることにより、このような無効電流の防止を図っ
ている。

ところが、このように大きな利点が得られる第５図およ
び第６図の電解処理装置にも、未だ次の様な問題が残さ
れていた。

即ち、第６図で説明すると、電解酸洗あるいは電解脱脂
を行なう場合に電極１３１．１３ｔ　−の表面および帯
鋼１０の両面上で水素ガスあるいは酸素ガスが発生し、
該気泡が電極および帯鋼の表面上に滞留し易い。この滞
留気泡は通電およびイオン拡散に対する抵抗になるため
、電解処理の効率および品質が低下してしまう。また、
帯鋼１０のカテナリーのために電極１３ｓ　、１３ｔ　
−と帯鋼１０との間の距離として９０．、ミ程度を必要
とし、その結果、電解液による抵抗が増大して電ツノ損
失が大きくなるという問題があった。

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、帯鋼および電極の表面に発生した気泡を滞留させ
ることなく速やかに排出すると共に、帯鋼と電極との近
接化を図り、以て電解処理効率を更に向上し、且つ良好
な品質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接近して、極性を異
にする電極板を夫々対設すると共に、該電極板の夫々に
少なくとも１対のクッションノズルを相対向して設け、
且つこのノズルから電界液を噴出せしめるようにしたこ
とを特徴とするものである。

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
示す説明図であり、第８図はその■−■線に沿う断面図
である。この実施例は、後に述べる点を除いて全体的に
は第５図および第６図の装置と略同じ構成になっている
。従って、図中１１は電解液を満した電解槽、１２１．
１２２は送給ロール、１３１．１３２は（＋）電極、１
３ｉ−。

１３２′は（−）電極、１５１．１５２は電気絶縁板を
示し、また１０は帯鋼を示している。これらの構成に加
えて、この実施例では電極１３工。

１３１−．１３２．１３２−の夫々に、厚さ方向の二つ
のノズル１６．１６′が設けられている。

この二つのノズル１６．１６−は帯鋼側から反対側に向
けて拡開するように逆の傾斜をもって形成されている。

また、各ノズル１６．１６−の外側には、その開口部を
取囲むヘッダ１７が設けられ、該ヘッダ１７には電解液
を供給する配管１８が配設されている。そして、電解槽
１１内のメッキ液を昇圧して配管１８に送給するポンプ
１９が設けられており、該ポンプ１９で昇圧された電解
液は配管１８を通ってヘッダ１７に送給され、第７図中
に矢印で示すように、ノズル１６．１６＝を通って帯鋼
１０の表面に噴射されるようになっている。

上記実施例の電解処理装置では、第９図に示すように、
電極１３と帯１１ｉ１０との間に図中矢印２０で示すよ
うな電解液の流れが生じることになる。

即ち、前述のようにヘッダ１７からノズル１６゜１６−
を通って噴射された電解液は、帯鋼１０上に噴射された
ところで矢印方向に曲がり、帯鋼の表面上を流れて電解
層１１内に戻る。こうして、帯鋼１０の表面上に電解液
の流れが形成される結果、帯鋼表面での電気分解で発生
した水素ガス及び酸素ガスの気泡は、帯鋼１０の表面に
滞留することなく電解液流２０によって洗い流される。

従って、気泡の滞留による帯鋼と電極との間の電気抵抗
の増大が回避されて電極／帯鋼間の電圧を一定の低い値
に維持することができ、また良好なイオン拡散を得るこ
とができる。

他方、上記のように角度をもった一対の電解液の噴流に
より、二つのノズル１６．１６”の中間部（第９図中に
Ｘで示す）には、ホバークラフトにおけると同じ原理に
より圧力ポケットが発生する。この圧力ポケットによっ
て帯鋼１０はカテナリーを矯正されると共に、電極１３
に接触しないように隔てられることになる。この結果、
電極１３と帯鋼１０とを従来よりも近接させることが可
能となり、従って両者間の電気抵抗の減少により消費電
力の低減を図ることができる。因みに、従来の装置にお
ける電極と帯鋼との間の距離は９０Ｍであるが、上記実
施例の電解処理装置では両者間の距離を２５ａｘまで近
接させることができ、消費電力も約１／３に節減するこ
とができる。

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
基本的な効果が得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１０００ＴｒＬ／１ｎ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Ａｍ（ｃｏｌｄ）（７）連続化が可能と
なり、特に、ＡＰのライン速度は現在１００−ｍ／ｍｉ
ｎ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
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他、電極と帯鋼との近
接化および帯鋼表面に対する気泡付着の防止により消費
電力の大幅な節減が可能である等、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力′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処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図は第５図のＶ
ｌ　−ＶＩ　ｍ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、第８図は第
７図の■−■線に沿う断面図、第９図は第７図および第
８図の実施例における作用を示す説明図である。 １１・・・電解槽、１２ｒ　、１２２　、Ｌ２ａ・・・
送給ロール、１３１．１３２・・・（＋）電極、１３１
′１３２′・・・（−）電極、１４１．１４２・・・電
解電源、１５１．’１５ｔ・・・電気絶縁板、１６．１
６−・・・ノズル、１７・・・ヘッダ、１８・・・配管
、１９・・・ポンプ、２０・・・電解液の噴流。 出願人復代理人　弁理士　鈴江武彦

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接近して
   、極性を異にする電極板を夫々対設すると共に、該電極
   板の夫々に少なくとも１対のクッションノズルを相対向
   して設け、且つこのノズルから電界液を噴出せしめるよ
   うにしたことを特徴とする帯鋼の電解処理装置。