JPS6386886A

JPS6386886A - 電気合金めつき帯鋼の製造方法

Info

Publication number: JPS6386886A
Application number: JP23094186A
Authority: JP
Inventors: Kiyotoshi Iwasaki; 岩崎　清俊
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-04-18

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】（産業上の利用分野）本発明は主として可溶性電極をもちいて電気合金めっき
帯鋼を製造する方法に関するものである。

（従来の技術）従来の電気合金めっきにおいては、例えば特開昭６０−
１３１９９２号公報に記載のごとく、通常不溶性電極が
用いられる。従来法を第３図に基づいて説明する。

上下相対する不溶性電極２１によって造られる空間は、
めっき液供給ノズル２２より高流速で供給されるめっき
液で、絶えず更新されており、鋼帯１がほぼセンターを
通板する構造罠なっている。不溶性電極２１は正Ｋ、鋼
帯１は通電ロール２３により、負に荷電されて電気合金
めっきが行々われるが、通常正極では酸素ガスが発生し
、負極では金属が析出しく一部水素ガスも発生する）、
めっき液中の金属イオンが減少するので、析出金属に見
あった量を外部より供給するが、通常酸化物又は水酸化
物又は炭酸塩で補給され、めっき液中の金属イオン濃度
は一定に保たれる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、不溶性電極は次の欠点を有する。すなわ
ち、（、）　　通常不溶性電極には酸素が発生するが、酸素
過電圧による電力ロスがある。

（ｂ）　　発生した酸素により、めっき液の見かけ上の
電気抵抗が大きくなり、電力ロスとなる。

（ｃ）　　鉄−亜鉛合金めっきの場合は、めっき液中の
Ｆ・　がＦｅ　　に酸化されて電流効率が低下し、生産
能力の低下をきたす。

これらの欠点を改善すべく、可溶性電極の採用が考えら
れるが、通常の電気合金めつきでは電流効率が低く、可
溶性の場合、電極めっき液中に余分の金属イオンが蓄積
し、そのままでは合金めっき組成が変わってしまうよう
な根本的な欠点を有しており、工業化出来るのは電流効
率の高い特殊なケースに限られるか、或は余分の金属イ
オンを除去する設備を有する場合に限られる。

（問題点を解決するための手段・作用）本発明は上記欠
点を解決する為になされたもので、不溶性電極と合金めっき組成を構成する金属単体からな
る可溶性電極を陽極としてめっき液に浸漬し、めっき液
中を搬送している鋼帯を陰極とし、前記両極間に通電し
て電気合金めっき帯鋼を製造する方法において、前記浸
漬した可溶性電極の全面積と前記浸漬した全電極面積の
比を電流効率とし、前記めっき成分毎の浸漬した可溶性
電極の面積の比を合金めっきの組成の比率とすることを
特徴とする電気合金めっき帯鋼の製造方法、および不溶性電極と合金めっき組成を構成する金属単体からな
る可溶性電極を陽極としてめっき液に浸漬し、めっき液
中を搬送している鋼帯を陰極とし、前記両極間に通電し
て電気合金めっき帯鋼を製造する方法において、前記浸
漬した可溶性電極の全面積と前記浸漬した全電極面積の
比を電流効率とし、前記めっき成分毎の浸漬した可溶性
電極の面積の比を合金めっきの組成の比率とし、かつ合
金めっき組成を構成する金属の金属塩補給量を調整する
ことを特徴とする電気合金めっき帯鋼の製造方法、である。

本発明を数式を用いて、更に詳しく説明する。

なお、ここでは簡単のために全電極の幅は一定としてい
る。

記号の説明Ｌ；全電極の長さＬｏ；不溶性電極の長さＬＬ；合金めっき成分ｌの可溶性電極の長さ１＝１　　
、　２　、・・・、Ｎエ；全めっき電流工；不溶性電極に通電するめっき電流エバ合金めっき成分ｌの可溶性電極に通電するめつき電
流Ｃ；合金めっき成分ｌの組成比ｌ；電流効率全電流と個々の電流の関係はｌ−ｌ０十ふ工↓ ここで電流の有効分を可溶性電極に流し、電流の無効分
を不溶性電極に流すことにより、金属イオンの濃度バラ
ンスを一定に保つ。即ちＩ　＝Ｉ−ＩＸη＝■（１−η
）（１）一方電流の有効分は、各金属のめっき組成比と
なるように按分して通電する。即ち、Ｘ↓ｘ＝■×η×
Ｃ門　　　　　　　　　（２）又、各セルの電流密度を
均一にするために電極長は電流の大きさに比例させる。

即ち、工↓ ＬＬ！ＬＸ〒＝ＬＸηｘｃ４　　　　　　　（４）次に
、操業中、電流効率が温度、濃度等の影響により、変動
することがあるが、この時は（１）（２）式を変形してこの（５）弐に従って工。のみの電流を制御することで
、めっき組成を一定に保つことができる。

なお工の変更にともない、各セル間の電流密度は均一で
なくなるが、通常電流密度には許容範囲があるので、実
用上は支障ない。

又、めっき液組成の変動等の影響により、めっき成分組
成も変動することがあるが、電流Ｘ＝を調整することに
より対処できる。但し、（５）式により、Ｉ）が変化す
ると、それにともなってＩｏも変化させる必要がある。

即ち、Ｉ、と工。を調整することによりめっき成分の変
動に対しても調整することが可能となる。

更に、生産するめっき組成を変更する場合は、めっき液
組成の変更を行った上で、通常は（３）、（４）式に従
ってＣＱの変更にともなう電極の取替えを行ない、次に
（１）、（２）式に従い、電流１１と工。を調整する。

但し、電流密度の変動量が許容範囲内に入る場合は成極
の取替えは行わず、（１）、（２）式に従ったＩ、　、
　Ｉ。の調整のみで対処することも出来る。

以上述べたごとく、本発明の方法を使用することにより
、（１）、（２）式を基本として、極めて自由度の高い
電気合金めっき鋼帯の製造が可能となる。

なお、めっき液組成の変動を電流の調整により対処する
代りに、合金めっき組成を構成する金属の金属塩補給量
を調整することもできる。

（実施例）本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。第１図
はニッケルー亜鉛合金めっきの電極配置を示し、第２図
は第１図に示すメツキセル１０の拡大図を示す。

電極のそれぞれの長さは０．７５ｍ、電流は１０ｋＡ通
電する設備であシ、１群は亜鉛電極１１で２８ケ、■群
はニッケル電極１２で４ケ、１群は不溶性電極１３で８
ケからなっている。

鋼帯ｌは通電ロール１４とバックアラグロール１５の対
が複数個配置されためっき槽内を、まず上下に２８本配
置された亜鉛電極１１の間を通り、次に上下４本配置さ
れたニッケル電極１２の間を通り、最後に上下８本配置
された不溶性電極１３０間を通って、めっき組成が亜鉛
８７．５％、ニッケル１２．５％の電気合金めっきが完
了する。

設備仕様は（１）　、　（２＞式から計算した電流およ
び電極長で、これを第１表に示す。

めっき条件ニッケルー亜鉛合金めっき組成；亜鉛８７．５％、ニッケル１２．５％１［ｔｆＩ
ｔ効率；８０％本実施例では０．８０ｍｘ１２１９ｎ＋の鋼帯を１５０
ｍ／分の速度でめっき液中を搬送して電気合金めつきを
おこなったが、６８９ｔｏｎの鋼帯のめっきを完了する
までに電力は従来法より９６００　ｋＷＨ少なく、また
電流効率の低下は非常に少なかった。また合金めつきの
連続作業において、めっき液濃度の変動は許容範囲内に
収まっておシ、めっき製品の組成変動はほとんど認めら
れなかった。

なおめっき液濃度の許容範囲は次の通りである。

ＮｉＳＯ４・６Ｈ２０＝１８０±１０？＃ＺｎＳＯ４”
７Ｈ２０／Ｎｌ５０４’６Ｈ２０’＝１．４±０．０３
電極の配置については、（１）〜（４）の計算式を満足
すれば、特に制約はない。例えば、表側電極のみ８ケ（
４セル）を不溶性電極にし、裏側を８ケ（４セル）可溶
性電極にすることもできる。

次に本発明の第２の実施例を説明する。実施例１におい
て、電流効率の変動に対する不溶性電極の電流制御の例
を第２表に示す。

表には電流効率と、それに対する不溶性電極の関係を示
す。電流効率が８０％から８５％に変化した時、不溶性
電極の電流は８０ｋＡから５６ｋＡに変化した。

第　　２　　表これにともない、不溶性電極をもつセルの電流密度が１
０９　Ａ／　ｄｍ２かも７６Ａ／ｄｍ２へと変動したが
許容範囲内であった。

次に本発明の第３の実施例を説明する。実施例１におい
て、めっき液中の亜鉛濃度を維持する為に、亜鉛電極の
通電量を変えざるを得なかった時の不溶性電極の電流の
制御例を第３表に示す。

表はめっきを開始した時から６０分毎の亜鉛電極の電流
、可溶性電極の全電流、不溶性電極の電流をしめす。表
かられかるように、亜鉛電極の電流を３６０分間に２８
０ｋＡから２６８ｋＡに変化する間に不溶性電極の電流
は８０　ｋＡから７７ｋＡに変化させた。

第　　３　　表当初、ＩＺｎ＝２８０ｋＡ、　Ｉ。＝８０ｋＡ、η＝　
ｏ、ｓ　。

ＩＮＬ＝４０．ΣＩ、、、＝Ｉｚｎ＋ＩＮ、＝３２０ｋ
Ａこれにともない、亜鉛電極のセルの電流密度は１０９
　Ａ／　ｄｍ２から１０５Ａ／ｄｍ２へ、不溶性電極の
セルの電流密度は１０９　Ａ／　ｄｍ２から１０５　Ａ
／　ｄｍ２へと変化したが、いずれも許容範囲内であっ
た。

次に金属塩の補給調整の例について説明する。

第１の実施例において、亜鉛電極のセルの電流を２７０
ｋＡ（不俗解電極のセルおよびニッケル電極のセルの電
流はそれぞれ８０ｋＡ、４０ｋＡどした）とし、外部よ
り炭酸亜鉛を１２．２Ｋｆ／　ｈｒの割合で投入してめ
っき作業をおこなったが、ＺｎＳＯ４’７Ｈ２０／Ｎ１
５Ｏ，’６Ｈ２０の比は１．４で一定であり、亜鉛電極
の通電量を変更するのと同じ効果を有する。

なお炭酸亜鉛の補給量の計算は次の通りであＳ。

Ａ（発明の効果）本発明を実施することによυ、（、）　　電流効率、めりき液組成の変動に対して、速
い対応ができ、かつめっき組成が一定である。

（ｂ）　　可溶性電極を交換するか、可溶性電極の面積
比を変更することにより、各種電流効率−組成の異なる
めっき作業に適用でき、汎用性がある。

（ｃ）　　全セルが可溶性電極の時は、過剰金属の除去
が必要であるが、本発明では不要である。

（ｄ）　　全セルが不溶性電極の時は、酸素過電圧によ
り電力ロスがあるが、本発明では主として可溶性電極で
あるので、酸素過電圧は小さく電力ロスが少ない。

の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の電極配置を示す図、第２図
は第１図に示すめっきセルの拡大図、第３図は従来のめ
つきセルを示す図である。１・・・鋼帯　　　　　　１０・・・めっきセル１１・
・・亜鉛電極　　　１２・・・ニッケル電極１３・・・
不溶性電極　　１４・・・通電ロール１５・・・バック
アラグロール１６・・・めっき液供給ヘッダー１７・・・シール液供給ヘッダー１８・・・エッソマスクロッド１９・・・めっき液受槽　２１・・・不溶性電極２２・
・・めっき液供給ノズル２３・・・通電ロール。

Claims

【特許請求の範囲】１　不溶性電極と合金めっき組成を構成する金属単体か
らなる可溶性電極を陽極としてめっき液に浸漬し、めっ
き液中を搬送している鋼帯を陰極とし、前記両極間に通
電して電気合金めっき帯鋼を製造する方法において、前
記浸漬した可溶性電極の全面積と前記浸漬した全電極面
積の比を電流効率とし、前記めっき成分毎の浸漬した可
溶性電極の面積の比を合金めっきの組成の比率とするこ
とを特徴とする電気合金めっき帯鋼の製造方法。２　電流効率の変動に応じて不溶性電極の通電量を変動
させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
気合金めっき帯鋼の製造方法。３　めっき製品の成分変動に応じて、変動のあった成分
に相当する浸漬可溶性電極の通電量と不溶性電極の通電
量を変動させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項記載の電気合金めっき帯鋼の製造方法。４　不溶性電極と合金めっき組成を構成する金属単体か
らなる可溶性電極を陽極としてめっき液に浸漬し、めっ
き液中を搬送している鋼帯を陰極とし、前記両極間に通
電して電気合金めっき帯鋼を製造する方法において、前
記浸漬した可溶性電極の全面積と前記浸漬した全電極面
積の比を電流効率とし、前記めっき成分毎の浸漬した可
溶性電極の面積の比を合金めっきの組成の比率とし、か
つ合金めっき組成を構成する金属の金属塩補給量を調整
することを特徴とする電気合金めっき帯鋼の製造方法。５　電流効率の変動に応じて前記不溶性電極の通電量を
変動させることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の電気合金めっき帯鋼の製造方法。６　めっき製品の成分変動に応じて、変動のあった成分
に相当する浸漬可溶性電極の通電量と不溶性電極の通電
量を変動させることを特徴とする特許請求の範囲第４項
または第５項記載の電気合金めっき帯鋼の製造方法。