JPS63517B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、亜鉛、錫、その他の金属を電極とし
た自溶性電極方式の鋼ストリツプの電気金属鍍金
方法に関する。

自溶性電極方式の鋼ストリツプの電気金属鍍金
方法は、電解液中でストリツプの表裏面又はその
一方に、鍍金しようとする金属からなる電極を配
置し、電極を正、ストリツプを負として電流を流
し、電極を電気分解により金属として折出させて
鍍金をおこなつている。

この鍍金方法には、水平型、縦型、ラジアル型
などがある。水平型のものは、第１図イ，ロに示
すように、鋼ストリツプ１が水平方向に移送さ
れ、その上下面にそれぞれ鋼ストリツプ１の進行
方向と直角方向に分割した電極列２を鋼ストリツ
プ１の進行方向に複数列並べたもので、各電極列
２は通電棒３に接続し、又電解液４に浸漬してい
る。また縦型のものは、第２図に示すように鋼ス
トリツプ１をコンダクターロール５とシンクロー
ル６とによつてＵ字状に湾曲させた状態で移送し
ながら鍍金するもので、鋼ストリツプ１の進行方
向と直角方向に分割した電極列２をシンクロール
６の入側と出側に設けたものである。さらにラジ
アル型のものは、第３図に示すように鋼ストリツ
プ１をコンダクターロール７によつて円弧状に湾
曲させた状態で移送しながら鍍金するもので、鋼
ストリツプ１の進行方向と直角方向に分割した円
弧状電極列２を鋼ストリツプ１の進行方向に２列
並べている。

これら従来の縦型、水平型の方法においては、
いずれも電極列２の幅をストリツプ幅よりも所定
量小さい幅として操業をおこなつている。これ
は、電極列の幅が鋼ストリツプ幅よりも大きい場
合及び鋼ストリツプ幅よりも狭すぎる場合には、
いずれも下記の問題が発生するためである。すな
わち電極列２の幅が第４図に示すように鋼ストリ
ツプ１の幅よりも大きい場合。

(i) 同図イに示すようにストツプエツジに、スト
リツプ外側の電極から電流が集中し、エツジ部
が厚メツキになる。

(ii) 同図ロに示すように鋼ストリツプ１の通つて
いる部分のみ電極厚さが減るため、電極８と鋼
ストリツプ１の距離を一定に調整することが不
可能となり電圧が上昇し、メツキ電力が増大す
る。

という問題が生じる。

また電極列の幅が鋼ストリツプ幅よりも狭すぎ
る場合。

(iii) 第５図に示すように、ストリツプエツジ近く
の付着量が減少し、幅方向の付着量分布に不均
一が生じる。

という問題が生じる。

このような理由から従来は、ストリツプ幅にあ
わせて全電極幅を調整しているが、その調整方法
は、ストリツプ幅が減るにつれてストリツプエツ
ジ部の電極を取り除くことにより全電極幅を減じ
ることによりおこなつている。

しかしこの調整方法では、次の問題がある。

(iv) 水平型の下電極、縦型のコンダクターロール
下の電極は、それぞれ取外し困難なストリツプ
又はコンダクターロールの下にありストリツプ
エツジ部の電極を操業中に取外す作業性が悪
い。

(v) 取外した電極の厚さは、廃却厚みに達してお
らず、しかも厚さが一定ではない。従つてこの
電極を廃却すると電極の使用効率が低下すると
ともに、そのまま再使用するには、多数の中古
電極を保管し、この中から厚さのそろつた電極
を選別し、組合せる作業を必要とする。

(vi) 第６図に示すように、鋼ストリツプ幅（曲線
Ｓ）が連続的に低下しても電極幅（曲線ｅ）は
階段的に低下し、このため全電極幅とストリツ
プ幅の差はエツジ部電極を外した時点で最大と
なり、第５図に示すように幅方向に不均一に付
着する。これを防止するには電極列を構成する
各電極幅を小さくすればよいが、この場合取外
し頻度が増大する。

(vii) 水平型のものでは、下電極２′に通電する通
電棒３′は、第７図に示すように、液中で鋼ス
トリツプ１に対して露出している。このため通
電棒３′から鋼ストリツプ１に電流が流れて、
通電棒３′が電食される。この電食は、とくに
塩化浴の場合に著しい。

これらの問題（〜）は、全電極幅をストリ
ツプ幅よりも広くとれば解消できるが、この場合
上述した、の問題が生じる。の問題すなわ
ちストリツプエツジへの電力集中の問題を解決す
る方法として、いわゆるエツジマスク方式が提案
され開発されている。しかしこの方式では電極と
ストリツプの距離が一定とならないというの問
題は、解決されない。

の問題を解決する手段として、従来錫メツキ
において使用されている電極移送方法が考えられ
る。この方法は、第８図イ，ロに示すように傾斜
した通電棒３に厚みが順次大きくなるように電極
８を鋼ストリツプ１の幅方向の一方から入れ、各
電極間の厚み差だけメツキされた時、１電極幅だ
け移送させ、厚さの減少した電極を電極装入と反
対の側から抽出する方法である。この方法によれ
ば、電極８とストリツプ１の間隔を一定に保つこ
とができるが、電極幅がストリツプ幅以下の場
合、依然として従来の調整方法の問題（、、
）が解決されない。また(v)の問題すなわち電極
使用率の低下についても同様のことがいえる。す
なわち任意の板巾Ｗの時の抽出電極厚t_wは、次式
で表わされる。

t_w＝Ｔ−Ｗ（Ｔ−ｔ）／Wmax ここでt_wは抽出電極厚（mm） Ｔは新電極厚（mm） ｔは最大巾時の抽出厚（mm） Wmaxはそのラインでの最大板巾（ｍ） 使用率α_wは、 α_w＝Ｔ−t_w／Ｔ＝Ｗ／Wmax×Ｔ−ｔ／Ｔ となる。Ｔ−ｔ／Ｔは最大板幅時の使用率で、これ が最大使用率αmaxである。従つて α_w＝Ｗ／Wmaxαmax となる。また最小使用率は、 αmin＝Wmin／Wmaxαmax （Wminはそのラインでの最小板厚） となる。

最大板幅と最小板幅との間にそれほどの差のな
い錫メツキの場合は、最小使用率はそれほど低下
しない。しかし最大幅が1819mm〜1219mm、最小幅
が900mm〜610mmというような製品幅範囲を有する
電気亜鉛メツキ鋼板のような場合は、最小使用率
は最大使用率の1/2〜1/3に減少する。

またこの方式では、最大抽出電極厚でも、新電
極厚より小さいため、中古電極の再使用はでき
ず、全量廃却するために使用率が低下する。

第８図イ，ロに示す方法の改良として、エツジ
マスク方式等を併用して、ラジアル型でおこなつ
ている如く全電極幅をストリツプ幅よりも広くす
る方法が考えられる。この方法によれば従来の調
整方法の問題（、、）が解決されるが、(v)
の問題すなわち使用率の低下及び中古電極を再使
用できない点については解決されない。また鋼ス
トリツプ１から外れた電極８は、第９図に示すよ
うに階段状となり、このためエツジマスク９を装
入しかつ該エツジマスク９を鋼ストリツプ１の蛇
行に合せて左右に移動させるのは困難である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、電極幅をストリツプ幅よ
りも広くとり、かつ電極列を所定速度以上で鋼ス
トリツプの進行方向と直角方向に移送しながら電
気金属鍍金をおこなうことにより、電極幅調整方
法の問題（〜）及び電極幅を広くとることの
問題（、）のいずれをも解決できる鋼ストリ
ツプの電気金属鍍金方法を得んとするものであ
る。

すなわち本発明は、鋼ストリツプの進行方向に
対して直角方向に分割した電極列を鋼ストリツプ
の進行方向に複数列並べてなる自溶性電極を該鋼
ストリツプに対向配置して電気金属鍍金する鋼ス
トリツプの電気金属鍍金方法において、上記電極
列で形成される電極幅を鋼ストリツプ幅よりも広
くし、かつ該電極列を、上記鋼ストリツプの幅方
向の鍍金付着量が許容差内になる速度で鋼ストリ
ツプの進行方向に対して直角の一方向に間けつ的
又は連続的に移送して、上記鋼ストリツプの幅方
向の一端から送り出された電極を所定厚さになる
まで繰返し装入使用することを特徴とする鋼スト
リツプの電気金属鍍金方法である。

以下本発明を図面を参照して説明する。

第１０図は本発明方法に用いる鍍金装置の一例
を示す側面図、第１１図は同平面図、第１２図は
第１０図のXII−XII線に沿つて見た図である。この
装置は、電解液１１を入れた電解槽１２内に鋼ス
トリツプ１３を通し、この鋼ストリツプ１３を自
溶性電極１４で電気金属鍍金するものである。こ
の鋼ストリツプ１３は、コンダクターロール１５
とバツクアツプロール１６及びダムロール１７，
１７により移送される。また自溶性電極１４は、
鋼ストリツプ１３の進行方向と直角方向に分割し
た上電極列１８と下電極列１９とを鋼ストリツプ
の進行方向に２列並べて、それぞれ鋼ストリツプ
１３に対向せしめている。上電極列１８には上電
極棒２０が、下電極列１９には下電極棒２１がそ
れぞれ接続している。更に各電極列１８，１９の
一側面には、これを押圧するプツシユロツド２２
が設けられ、又両側面には電極装入、抽出及び搬
送用吊具２３が設けられている。この吊具２３
は、レール２４上を動くホイスト２５に取付けら
れている。

本発明方法は、第１１図及び第１２図に示すよ
うに電極列１８，１９の幅を鋼ストリツプ１の幅
よりも広く配置する。さらに電極列１８，１９を
上記プツシユロツド２２（又はコンベア等）の手
段を用いて鋼ストリツプ１３の進行方向と直角の
一方向に移送する。この移送速度（υｍ／hr）
は、移送方法、鋼ストリツプ１３の幅方向の鍍金
付着量の許容差等を考慮して下式(1)又は(2)の範囲
とする。

υ≧Ｅ×60×D_A×Ｗ×（100−2A）／ρ×Ｋ×Ｄ×2A×1
0………(1) ただしυ：電極列の移送速度 ρ：鍍金金属の密度 Ｋ：金属の鍍金電着常数 Ｄ：電極装入側（電極消費前）における電極とス
トリツプの距離 Ａ：鋼ストリツプの幅方向付着量の許容差 Ｅ：電解効率 D_A：鍍金の電流密度 Ｗ：鋼ストリツプの幅 また式(1)は、第１３図に示すように電極の移送
方向（直線の矢印で示す）が、各電極列とも同じ
方向の場合に適用される。

一方式(2)は、第１４図及び第１５図に示すよう
に電極の移送方向（直線の矢印で示す）が交互に
逆になる場合に適用される。なお第１４図は、後
段の電極列で抽出した電極を最初の電極列に装入
する場合を示し、第１５図は、最後の電極列で抽
出した時、電極厚さが廃却厚に達し、これを廃却
する場合を示している。

上記式(1)、(2)は、それぞれ下記の如くして求め
られた。すなわち１時間当りの亜鉛消費量Ch
（ｇ／hr）は下式で示される。

Ch＝Ｃ×Ｗ×Ｓ×60 ………(3) Ｃ：鋼ストリツプ片面１m²当りの鍍金量（ｇ／
m²） Ｓ：鋼ストリツプの速度（mpm） Ｗ：鋼ストリツプの幅（ｍ） また１時間当りの亜鉛消費体積Ｖ（cm²／hr）は
下式で示される。

Ｖ＝Ch／ρ ………(4) ρ：鍍金金属の密度 また電極の片面の表面積Ａ（cm²）は下式で示さ
れる。

Ａ＝Ｗ×Ｌ×10⁴ ………(5) Ｌ：電極の長さ またストリツプの速度Ｓは下式で示される。

Ｅ：電解効率 Ｋ：金属の鍍金電着常数 従つて１時間当りの電極消費厚さTi（cm／hr）
は式(3)〜(6)から下式(7)で示される。

Ti＝Ｖ／Ａ＝Ｃ×Ｗ×Ｓ×60／ρ×Ｗ×Ｌ×10⁴＝Ｅ×6
0×D_A／ρ×Ｋ×10² ………(7) 電極の移動速度をυ（ｍ／hr）とすれば、スト
リツプ装入側と抽出側の電極厚差ｄmmは下式で示
される。

ｄ＝Ti×Ｗ／υ×10＝Ｅ×60×D_A×Ｗ／ρ×Ｋ×υ×10
………(8) よつて、 υ＝Ｅ×60×D_A×Ｗ／ρ×Ｋ×ｄ×10 ………(9) 次に電極厚差ｄmmとストリツプ幅方向の付着量
分布との関係は、実験により、下式(10)又は(11)が得
られた。

C₁−C₂／C₁＝ｄ／Ｄ＋ｄ ………(10) C₁−C_C／C₁＝（ｄ／2D＋ｄ）² ………(11) ただしC₁：鋼ストリツプ装入側の鍍金付着量 C₂：鋼ストリツプ抽出側の鍍金付着量 C_C：鋼ストリツプ幅方向中央の鍍金付着量 Ｄ：鋼ストリツプ装入側における鋼ストリツプと
電極との距離 また式(10)は、第１６図に示すように鋼ストリツ
プと亜鉛電極を配置し、硫酸亜鉛鍍金浴で、平均
電流密度D_A、鋼ストリツプと電極の距離Ｄ、電
極厚差ｄ、鋼ストリツプ幅Ｗ等をかえて、実験し
た結果得られたものである。亜鉛付着量分布の一
例を挙げれば、第１７図に示す如くである。この
場合D_A＝60A／ｄm²、Ｄ＝25mm、ｄ＝10mm、Ｗ
＝1200mmとした。

これに対し式(11)は、一旦第１６図に示す配置で
鍍金した後鋼ストリツプの左右を逆に入れかえて
鍍金したものである。この場合の亜鉛付着量分布
の一例を挙げれば、第１８図に示す如くである。
この場合D_A＝60A／ｄm²、Ｄ＝25mm、ｄ＝25mm、
Ｗ＝1200mmで、12.5秒鍍金した後鋼ストリツプの
左右を逆にして12.5秒更に鍍金した。

しかして付着量の許容差を±Ａ％とすると、許
容差内で鍍金をおこなうための電極移送速度は、
式(9)(10)又は式(9)(11)にもとづいて上述の式(1)(2)が
得
られる。

すなわち、電極の装入方向が全ての電極列で一
定している第１３図に示すような場合、式(9)(10)に
もとづき、 2A／100≧C₁−C₂／C₁＝ｄ／Ｄ＋ｄ ｄ≧2A／100−2A・Ｄ ゆえに υ＝Ｅ×60×D_A×Ｗ（100−2A）／ρ×Ｋ×Ｄ×2A×10
………(1) が得られる。

一方電極の装入方向が各電極列で交互に逆にな
る第１４図、第１５図のような場合式(9)(11)にもと
づき、 ゆえに が得られる。

このようにして本発明は、式(1)又は式(2)にもと
づいて電極を移送しながら鋼ストリツプを鍍金す
るが、抽出電極についてはこれが所定の消費厚さ
になるまで装入電極として再装入する。これは装
入電極と抽出電極の厚差ｄは、式(10)(11)から明らか
なようにきわめて小さく、これをそのまま装入電
極として利用しても鍍金上の支障がないためであ
る。

なお上述した実施例では、鋼ストリツプの両面
に電極を設けたが、片面にのみ鋼ストリツプを対
向配置するものでもよい。

次に本発明の実施例につき説明する。

実施例 １ 第１０図に示す装置において、電極列として長
さ700mm、電極列の幅1500mmのものを用い、これ
を鋼ストリツプ進行方向に12列配置し、硫酸亜鉛
浴によつて亜鉛鍍金を行なつた。その結果を第１
９図に示す。この場合電極移送条件、鋼ストリツ
プの搬送条件は、Ｗ＝1200mm、Ｓ＝60mpm、Ｄ
＝25mm、D_A＝60A／ｄm²である。また許容差Ａ
≦±15％の付着量を得るにはυ≧20mm／hrとする
必要がある。なお図中折線a₁はυ＝100mm／hr、
折線a₂はυ＝50mm／hrを示す。

第１９図から本発明により、許容差内の付着量
差を得ることがわかる。

実施例 ２ Ｗ＝600mm、Ｓ＝50mpm、Ｄ＝30mm、D_A＝
100A／ｄm²として他は、実施例１と同様にして
鍍金をした。その結果を第２０図に示す。この場
合許容差Ａ≦15％の付着量を得るにはυ≧14mm／
hrとする必要がある。図中折線b₁はυ＝100mm／
hr、折線b₂はυ＝50mm／hrを示す。

第２０図からも本発明により許容差内の付着量
差を得ることがわかる。

以上の如く本発明によれば、電極幅をストリツ
プ幅よりも広くとることにより、電極の装入抽出
位置が常に鋼ストリツプ又はロール等の外側の一
定した位置で行なえるため、装入抽出作業が極め
て容易となる。またこの作業をラインを止めるこ
となくおこなえるので稼動率の上昇も図れる。ま
た通電棒がすべて電極で覆われ通電棒に直接通電
されることがなく、電食が発生しない。従つて電
食しやすいが通電性の良い全塩化浴を使用するこ
とができる。更に電極を所定速度以上で移送して
いるので抽出電極の消費量が少なく、これを再装
入することができる。このため電極の使用効率が
向上するとともに、付着量分布を所望範囲内とす
ることができるなど顕著な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図イは従来の水平型の自溶性電極方式の鍍
金装置の側面図、同図ロは平面図、第２図は従来
の縦型の鍍金装置の説明図、第３図は従来のラジ
アル型の鍍金装置の説明図、第４図イ及び同図ロ
は電極幅が鋼ストリツプ幅よりも広い場合の問題
点を示す説明図、第５図は電極幅が狭すぎる場合
の問題点を示す説明図、第６図及び第７図は従来
の電極調整方法の問題点を示す説明図、第８図
イ、同図ロ、第９図は従来の改良方法を示す説明
図、第１０図ないし第２０図は本発明の一実施例
を示し、第１０図は鍍金装置の側面図、第１１図
は同平面図、第１２図は第１０図のXII−XII線に沿
つて見た図、第１３図ないし第１５図は電極の装
入、抽出方法を示す説明図、第１６図は実験例に
おける鋼ストリツプと電極の位置関係を示す図、
第１７図及び第１８図は同実験例の実験結果の一
例を示す図、第１９図及び第２０図は本発明の実
施例における亜鉛付着量分布を示す図である。 １……鋼ストリツプ、２……電極列、３……通
電棒、４……電解液、８……電極、１１……電解
液、１２……電解槽、１３……鋼ストリツプ、１
４……自溶性電極、１５……コンダクターロー
ル、１６……バツクアツプロール、１７……ダム
ロール、１８……上電極列、１９……下電極列、
２０……上電極棒、２１……下電極棒、２２……
プツシユロツド、２３……吊具、２４……レー
ル、２５……ホイスト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼ストリツプの進行方向に対して直角方向に
   分割した電極列を鋼ストリツプの進行方向に複数
   列並べてなる自溶性電極を該鋼ストリツプに対向
   配置して電気金属鍍金する鋼ストリツプの電気金
   属鍍金方法において、上記電極列で形成される電
   極幅を鋼ストリツプ幅よりも広くし、かつ該電極
   列を、上記鋼ストリツプの幅方向の鍍金付着量が
   許容差内になる速度で鋼ストリツプの進行方向に
   対して直角の一方向に間けつ的又は連続的に移送
   し、更に上記鋼ストリツプの幅方向の一端から送
   り出された電極を所定厚さになるまで繰返し装入
   使用することを特徴とする鋼ストリツプの電気金
   属鍍金方法。