JPS6280293A

JPS6280293A - 高電流密度電解用めつきセルに供せられるノズルヘツダ−

Info

Publication number: JPS6280293A
Application number: JP22066085A
Authority: JP
Inventors: Tadao Fujinaga; 藤永　忠男; Hajime Kimura; 肇木村; Shinobu Okano; 岡野　忍; Shinjiro Murakami; 村上　進次郎; Hiroshi Horyoda; 法領田　宏
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1985-10-03
Publication date: 1987-04-13

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】〈発明の目的〉産業上の利用分野本発明は金属鋼帯の高効率、高速電気めっきラインにお
いて、めっきセル部の陽電極と金属鋼帯との間で板幅方
向に均一流速のめつき液を供給することのできるノズル
ヘッダーに関する。

従　　来　　の　　技　　術従来から、高速電気めっき化のための銅帯の連続めっき
装置として種々の型式のめつきセルが提案実施され、こ
れらめっきセルは、縦セル、水平セル、ラジアルセルに
大別できる。また、これら各セルは更に陽電極としてめ
っき液中にめつぎ金属イオンを溶出させる可溶性電極を
用いるものと、めっき液中にめっき金属イオンを溶出さ
せない不溶性電極を用いるものとに分けられる。また、
これらめっきセルでは、何れの型式のものでも、銅帯と
陽電極との間にめっき液を送るノズルとしては、板幅方
向にわたって均一断面口径のスリット状ノズルが用いら
れている。しかし、この型式のスリット状ノズルである
と、銅帯の板幅方向にわたって均一の速度でめっき液を
送ることがむづかしく、高品質のめつき製品を得ること
ができないという問題がある。

第５図は縦セル、第６図は水平セル、第１図はラジアル
セルをそれぞれ示し、これら図中符号１は銅帯、２はコ
ンダクタ−ロール、２ａは巻き口−ル、３は陽電極、４
はヘッダー、５はスリット状ノズルを示す。すなわち、
縦セルは、第５図に示す如く、一対の陽電極３を縦方向
に配置し、これら縦陽電極３の間に連続的に鋼帯１を通
過させると共に、スリット状ノズル５からめつき液を連
続的に供給する型式のものである。水平セルは、第６図
に示す如く、一対の陽電極３を水平方向に配置し、これ
ら水平陽電極３の間に鋼帯１を連続的に通過させると共
に、スリット状ノズル５からのめつき液を連続的に供給
する型式のものである。ラジアルセルは、第７図に示す
如く、巻きロール２ａの周囲に彎曲された陽電極３を配
置し、これらの間に鋼帯１を連続的に通過させると共に
、陽電極３と鋼帯１との間にスリット状ノズル５からめ
っき液を連続的に供給する型式のものである。

また、これら何れのめっきセルにおいても、近年、高電
流密度化の指向が強く、その中でも、不溶性電極を用い
たものでは、（１）高　速　　　２５０ｍ／分以上（２ン高電流密度　２５ＯＡ／（１ｍ２以上（３）高液
流速　　ｉｍ／秒（６０ｍ　／’分）以上が指向されて
いる。

しかし、このようなめっき条件で上記のセルによって電
気めっきすると、そのめっき製品には、（イ）エツジオーバーコート、めっき金属量の不均一等
の如く、板幅方向および表裏両面でめっき金属量が不均
一になること、（ロ）高電流密度化では鋼帯にエツジオーバーコートが
生じること、（ハ）エアー吸込みによってめつきヤケが生じること、などの問題がある。

また、これらめっき品質上の問題を解決する手段として
は、（ａ）めっき液中にエアーを吸込まないめっき条件を確
立すること、（ｂ）エツジオーバーコート対策として、エツジマスク
を強化すること、（Ｃ）ロール面や銅帯の表面から異物を除去すること、（（１）　１ｌｊｌ電極面で発生する０２ガスを極間外
に完全にかつ速やかに排出させること、（ｅ）密閉断面内のめっき液流速を高め、板幅方向の流
速偏差を小さくすること、（ｆ）極間距離を狭小化し、かつ、バラツキを小さくす
ること、等が考えられる。

しかしながら、従来例のめっきセル、なかでも、ノズル
やヘッダーではこれら手段を実現することが困難である
。

例えば、第７図に示した従来例のラジアル型セルである
と、上記の如（、めっぎ液は給液用ヘッダ４を経て、ス
リット状ノズル５から鋼帯１を陽電極３との極間内に１
ｍ／秒以上の高速液流が噴射され、めっき時に発生する
０２ガス等の排除も行なっている。

しかし、このラジアルセルでも、板幅方向のめつき液の
流速の分布を均一度化し、電流密度を高めてめっき品質
特性を向上させることが困難である。

まず、第８図ならびに第９図は従来例のノズルヘッダー
の横断面図と第８図の１−１方向からの側面図であって
、ヘッダー４からスリン１−状のノズル５に送られて、
このノズル５は板幅方向にわたって均一な断面口径を有
している。この構造のノズル５であると、めっき液の流
速は、ノズル幅方向の圧力損失が異なるため、ノズル幅
方向および極間内の板幅方向において不均一になる。換
言すると、第９図に示す如く、このスリット状ノズルは
口径が板幅方向に均一断面であるところから、極間内板
幅方向の液流速度比Ｕｒ／１ｌｅ（ただし、Ｌｌｒは銅
帯の幅の１１′２のところを中心として板幅方向へ距離
ｒのところのめっき液流速、Ｕｃは中心のところのめっ
き液流速）は板幅中央部が最大で、両板端に向うに従っ
て、かなりの流速低減になる傾向を示す。また、高効率
、高速電気めっき化のために、めっきセルの極間距離は
これまでの２０〜４０ｍｍから益々狭小化への傾向があ
るが、この極間距離の狭小化によって陽極で発生する０
２ガスの排除および板幅方向でのめっき液流速の均−化
等が直接的に不利となり、とくに、この条件下で従来例
のノズルヘッダーによってめっき液を噴流して電気めっ
きを行なうと、一層めっき品質が損なわれ易い。

発明が解決しようとする問題点本発明は、上述した従来技術の欠点を解消しようとする
もので、特に、ラジアル型セルのめつき設備においてめ
っきセルに供給するめつき液の流速を板幅方向内全域で
Ｕ　ｔ’　Ｕ　Ｏが５％以内になるよう、噴出できるノ
ズルヘッダーを提供することを目的とする。

〈発明の構成〉問題点を解決するための手段ならびにその作用すなわち、本発明に係るノズルヘッダーは、ヘッダーか
らのめつき液を給液管で鋼帯の板幅方向に拡げて、先端
のノズルから噴射するノズルヘッダーにおいて、このノ
ズルに入る前の給液管に、一対の分流板をこの間の挟角
θが４０〜７０度になるよう、下向きにせばめて取付け
て成ることを特徴とする。

そこで、これら手段たる構成ならびにその作用を図面に
よって更に具体的に説明すると、次の通りである。

なお、第１図ならびに第２図は本発明の一つの実施例に
係るノズルヘッダーの正面図と側面図であり、第３図は
その分流板取付部分の断面図である。

まず、第１図ならびに第２図において、符号４で示すヘ
ッダーに給液管８が接続され、ヘッダ＝４からのめつき
液は給液管８で流量調節弁７により圧力が調整されてか
ら、給液管８ａに入る。

この給液管８ａは第１図に示す如く上向きに拡がって構
成され、そこで、めっき液は銅帯の板幅方向に拡げられ
て偏平流とされて先端のノズル５から例えば第７図に示
すラジアルセルでは鋼帯１と陽電極３との間に噴射され
る。

そこで、この構成に係るノズルヘッダーにおいて、めっ
き液を偏平流とする給液管８ａ内に一対の分流板６を設
ける。すなわち、第３図に示す如く、給液管８ａは下部
のフランジ部８ｂを介して給液管８に結合され、このフ
ランジ部８ｂの開口８Ｃを経てめっき液は矢印方向に上
昇する。このめっき液の上昇流路、つまり、開口８Ｃに
相当するところに一対の分流板６を設け、これら分流板
６は下向きにせばめて、分流板６の間の挟角θが４０〜
７０度になるよう取付ける。

このように給液管８ａ内に、一対の分流板６を配コする
と、板幅方向のめっき液の液流速度比Ｕ　ｒ　ｔ′Ｕ　
Ｃが板幅中央部が最小で、両板瑞相当部に向うに従って
流速大となり、ノズル幅方向および極間内板幅方向では
めっき液流速度比Ｕｒ／υＣが５０％以内におさまるよ
うになる。

ここで、分流板６を設け、しかも、これら分流板６間の
挟角θを４０〜７０度に限定した理由を示すと、次の通
りである。

（１）分流板６によってノズル内幅方向の圧力損失を均
一化できる。

（２）ラジアルセルの実験装置（この際の極間距離は１
５〜７　ｍｍ、ロール幅５００ｍｍ、板幅３００ｍｍで
ある）によって密閉断面内の板幅方向流速分布を測定し
た結果、密閉断面内の板幅方向両端部は流速が遅い（そ
の度合は極間距離が小になるほど大になる）。しかし、
一対の分流板６を設けると、両端部の流速を高めるため
に両端部へのめっき液の供給量を大きくできる。

（３）一対の分流板６を設けて流速分布を求めたところ
、極間距離１５〜７柵範囲では、一対の分流板間の挟角
θが４０〜７０度の範囲であると、板幅方向全域でＵｒ
／Ｕａは約０．９５以内（Ｕ＝３ｍ／秒レベル）になり
、めっき品質も良好であった。

（４）挟角θが４０度未満および７０度を超えると、板
幅方向のＵｒ／Ｕｃは先の好適範囲からはずれ、めっき
品質特性が低下する。

実施例次に、実施例について説明する。

まず、第１図、第２図ならびに第３図で示す如（本発明
に係るノズルヘッダーと、第８図ならびに第９図に示す
従来例のヘッダー、ノズル（ノズル形状は２０胴のフラ
ット）とを用いて、極間の板幅方向の液流速度比を実測
したところ、第４図の通りであり、この際の電気めっき
で得られた製品のめつき品質の特性値を示すと、第１表
の通りであった。

なお、実験条件は以下の通りである。

ノズルの幅　：　１３００薗（ターンロール幅１３００
關）銅帯寸法：厚さ０．３ｍｍｘ幅１００ｍｍ極間距＠
　：１０ｍｍ流速測定センサー：ドラッグディスク型流速計流速測定
位置深さ方向　　二極間距離の中央板幅方向　　ニー＝０．０．３、Ｏ，Ｇ、　０．８の７
ケ所ただし、ａは全幅の中央、ｒは板幅中央からの距離平均めっき液流速：　Ｕ　＝　３ｍｔ’秒レベルめっき
液組成：　ＺｎＳＯ４・７ｔ１２０　４ＧＯｇ／１Ｎａ
２３０４　　　　４０Ｑｔ’１ｐＨ’１．０±０．２浴温　　　５５±２℃ 電流密度：１００〜３００Ａ／ｄｍ２目標めっき量　：　２ｏＯ／　ｍ’　Ｉ効率９０％とし
て通電）通板速度：１２０〜３６０ｍ１′分吐出流凶：　２５００〜３０００ｊ！ｚ’分第４図で実
線は本発明、点線は従来例を示し、この第４図では、板
幅方向の液流速度比υｒ／Ｕｃは従来例で両端が最も小
さく、中央流速の約２０〜３０％の減である。

これに対して、本発明であると、全幅域にわたり、υｒ
／ｕｃで５％以内に収まっており、本発明が高効率、高
速電気めっき用として優れていることが判る。

本発明に係るノズルヘッダーを用いて電気めっきに適用
し、得られためつき製品の特性値の優劣を第１表より判
定すると、（１）板幅方向のめつき付着量均一性は良い。

すなわち、従来例ではエツジ部でａ＋ａｘ５０％の変動
であるに対し、本発明ではｍａｘ１０％以内の変動であ
る。

（２）密着曲げテープ剥離試験で、従来例はエツジ部で
めっき剥離、本発明はエツジ部でめっき剥離がない。

（３）めっき外観は従来例ではエツジ部両端でヤケ発生
、本発明では銀白色で均一で良好である。

〈発明の効果〉以上詳しく説明した通り、本発明に係るノズルヘッダー
は先端のノズルから噴射するめっき液を予め一対の分流
板によって調整して噴出させるもので、めっき液は鋼帯
の全幅に亘って流速を均一化して噴出できる。

更に、一対の分流板間の挟角を自由に調整できるよう構
成すると、従来例の同一口径のスリブ］・開きを有する
ノズルに比べて、めっき液流速は均一化され、このため
、めっき品質も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ならびに第２図は本発明の一つの実施例に係るノ
ズルヘッダーの正面図と側面図、第３図はその分流板取
付部分の断面図、第４図は本発明と従来例との板幅と液
流速度比との関係を示すグラフ、第５図、第６図ならび
に第７図は従来例のめっきセルの各説明図、第８図なら
びに第９図は従来例のノズルヘッダーの横断面図と第８
図のＩ−１方向からの側面図である。符号１・・・・・・鋼帯

Claims

【特許請求の範囲】

ヘッダーからのめつき液を給液管で鋼帯の板幅方向に拡
げて、先端のノズルから噴射するノズルヘッダーにおい
て、このノズルに入る前の給液管に、一対の分流板をこ
の間の挟角θが４０〜７０度になるよう、下向きにせば
めて取付けて成ることを特徴とする高電流密度電解用め
つきセルに供せられるノズルヘッダー。