(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液を満たした処理槽内に対向した対となる電極をそれぞれ配置し、前記処理槽内にはシンクロールが配置され、前記電極は、前記シンクロールの上流側及び下流側にそれぞれ一対ずつ設けられ、対となる前記電極間に鋼帯を通過させて該鋼帯に電解処理を施す竪型電解処理装置において、
対となる前記電極のそれぞれシンクロール側には、前記鋼帯を挟んで配置され、前記鋼帯の走行により生じる前記処理液の随伴流を規制して前記鋼帯の表側及び裏側の間に、該鋼帯が前記シンクロールに当接する巻付き開始部及び該鋼帯が前記シンクロールから離反する巻付き終了部に発生する圧力差による力とは逆向きの力を発生させる対となる邪魔板が設けられていることを特徴とする竪型電解処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の竪型電解処理装置において、前記処理槽には、前記邪魔板と前記鋼帯との間の距離を調整可能な位置調整手段が設けられていることを特徴とする竪型電解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気分解処理のために鋼帯をめっき液中に浸漬させて通板させる竪型電解処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鋼帯の製造における電気分解処理には、鋼帯を処理槽の中の処理液に浸漬させて連続通板させる方式のものが使用され、処理槽には、鋼帯を巻き付けて通板させるためのシンクロールが組み込まれたものが一般的であった。
近年、電気めっき処理においてもラインスピードの高速化による生産性向上が望まれているが、鋼帯が処理槽内を走行するときには、鋼帯の移動やシンクロールの回転に伴って、処理液による随伴流が発生し、この随伴流によって鋼帯の表側と裏側との間に圧力差が生じ、鋼帯の走行位置が鋼帯の厚み方向にずれることがあった。鋼帯の走行位置のずれは、ラインスピードが高速になるに従って大きくなり、表側と裏側でめっき厚が異なったり、電極に接触してスパークが発生するという不具合が発生することがあったため、ラインスピードの高速化に限界が生じていた。
【０００３】
このような鋼帯と電極の接触を防止するため、図５に示すように、例えば、実開平５−５４５５４号公報には、浸漬式めっき槽８０が公開されている。従来例に係る浸漬式めっき槽８０は、処理液９１を満たした処理槽８１の内部の下方位置にシンクロール８２を回転自在に配置している。処理槽８１内を通過する鋼帯８３は、シンクロール８２の外周の下側半分に巻着して走行方向を逆にしている。シンクロール８２に巻着する前及び巻着した後の鋼帯８３の表裏の両側には、少しの隙間をあけて電極８４〜８７がそれぞれ設けられている。そして、シンクロール８２に接した鋼帯面の反対側に少しの隙間をあけて障害物８８を設けている。
シンクロール８２の回転に伴う随伴流が流れ込む鋼帯８３のシンクロール側の部分８９は高圧になるが、障害物８８を設けることにより鋼帯８３のシンクロール側とは逆側（裏側）の部分９０も障害物８８と鋼帯８３の間に随伴流が流れ込むので高圧になり、部分８９、９０の圧力が相殺されて、鋼帯８３の走行位置が変化しなくなるように構成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の浸漬式めっき槽８０の障害物８８は、鋼帯８３のダウンパス側（電極８４、８５間）の走行位置の調整をしていたが、アップパス側（電極８６、８７間）の調整を行っていなかった。このため、シンクロール８２から離反する鋼帯８３のシンクロール側の部分９２は、負圧になるため、アップパス側（電極８６、８７間）の鋼帯８３がシンクロール側に移動し、電極８６に接触することがあった。
また、随伴流は、鋼帯８３の表裏の両側に発生するが、障害物８８が１つしか設けられていないため、一方側の随伴流の調整しかできず、また、障害物８８が固定式であったため、ラインスピードの変更に対応することができなかった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、コンパクトな装置で、鋼帯と電極とが接触することなく、高速領域でも鋼帯を安定して走行させることができる竪型電解処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る竪型電解処理装置は、処理液を満たした処理槽内に対向した対となる電極をそれぞれ配置し、前記処理槽内にはシンクロールが配置され、前記電極は、前記シンクロールの上流側及び下流側にそれぞれ一対ずつ設けられ、対となる前記電極間に鋼帯を通過させて該鋼帯に電解処理を施す竪型電解処理装置において、
対となる前記電極のそれぞれシンクロール側には、前記鋼帯を挟んで配置され、前記鋼帯の走行により生じる前記処理液の随伴流を規制して前記鋼帯の表側及び裏側の間に、該鋼帯が前記シンクロールに当接する巻付き開始部及び該鋼帯が前記シンクロールから離反する巻付き終了部に発生する圧力差による力とは逆向きの力を発生させる対となる邪魔板が設けられている。
電解処理とは、例えば、すず、亜鉛、クロム等の電解めっきや電解洗浄処理等をいう。走行する鋼帯の表側及び裏側及びシンクロール表面には、処理液の随伴流が発生する。そして、鋼帯の表側又は裏側に随伴流の速度を変化させる邪魔板を設置すると、鋼帯の表側及び裏側の処理液の間に圧力差が発生し、鋼帯は圧力の低い方へ走行位置を移動させる。鋼帯の表側及び裏側に対となる邪魔板を設けているので、鋼帯の表側及び裏側の処理液の圧力をそれぞれ独立して調整でき、鋼帯を電極に接触させずに安定して走行させ、ラインスピードを容易に高速化することができる。また、邪魔板を電極のシンクロール側に設けるだけなので、装置をコンパクトにすることができる。
【０００６】
随伴流は、シンクロールの周囲にも発生し、特に、鋼帯がシンクロールに当接して巻付きを開始する部分と、鋼帯がシンクロールから離反する部分には、それぞれ大きな正圧及び大きな負圧が発生し、鋼帯の厚み方向には、圧力差による力が加わる。一方、邪魔板がシンクロール側の端部にそれぞれ設けられるので、シンクロールの周囲に発生する圧力による力とは逆向きの力を、それぞれ近接する位置で発生させることができ、鋼帯の走行位置のずれを最小限に抑えることができる。また、鋼帯を対となる電極間の実質的に中央に挿通させて電解処理を安定して行うことができ、さらにラインスピードの高速化も容易に行うことができる。
【０００７】
ここで、前記処理槽に、前記邪魔板と前記鋼帯との間の距離を調整可能な位置調整手段を設けることも可能である。位置調整手段は、例えば、邪魔板に設けたラックをピニオンで調整する機構や、邪魔板に固定したナット部材を、処理槽に回転可能に設けられたねじ棒に螺合させ、ねじ棒の回転によって邪魔板の位置を調整する機構を用いることができる。位置調整手段は、各邪魔板を独立して動かすことができ、又は対となる邪魔板ごとに移動させることができる。位置調整手段を設けているので、鋼帯のサイズやラインスピードの変化に対応させて邪魔板の位置を移動させることができ、また、鋼帯の走行位置の微調整を行うことも可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る竪型電解処理装置１０は、処理液１１を満たした処理槽１２内に対向した対となる電極１３、１４及び電極１５、１６をそれぞれ配置し、対となる電極１３、１４及び電極１５、１６間に鋼帯１７を通過させて鋼帯１７にめっき等の電解処理を施す装置である。以下、詳しく説明する。
処理槽１２内の下方位置には、シンクロール１８が回転自在に配置されている。鋼帯１７は、処理槽１２内を鉛直下方に挿通され、シンクロール１８の下側半分に巻着し、処理槽１２内を鉛直上方に挿通され、処理槽１２の外側に出る。また、鋼帯１７は、処理槽１２の上方位置に配置されたコンダクターロール１９〜２２に巻着している。なお、本明細書中においては、鋼帯１７のシンクロール１８に当接する面側を表側、その逆側を裏側としている。
【０００９】
鋼帯１７は、シンクロール１８の上流側（ダウンパス側）の一対の電極１３、１４の実質的に中央位置、及び下流側（アップパス側）の一対の電極１５、１６の実質的に中央位置を挿通される。
対となる電極１３、１４、及び電極１５、１６の下端部（シンクロール１８側端部）に僅少の隙間をあけて、鋼帯１７を挟んで配置され、鋼帯１７の走行により生じる処理液１１の随伴流を規制して鋼帯１７の表側及び裏側の間に圧力差を発生させる対となる邪魔板２３、２４、邪魔板２５、２６がそれぞれ設けられている。
図１〜図３に示すように、処理槽１２には、邪魔板２３〜２６と鋼帯１７との間の距離を調整可能な位置調整手段２７〜３０が、各邪魔板２３〜２６に対応して設けられている。
【００１０】
位置調整手段２７〜３０は、処理槽１２を鋼帯１７の幅方向に貫通する駆動装置３１付きの回転軸３２と、回転軸３２の軸方向両側に設けられたピニオンギヤ３３、３４と、処理槽１２内の回転軸３２の下側位置の軸方向両側に対向配置され、水平配置される邪魔板２３〜２６の長手方向の両端部が嵌入して鋼帯１７の厚み方向に水平移動可能な溝部をそれぞれ備えた案内部材３６、３７と、各邪魔板２３〜２６の上部に設けられ、ピニオンギヤ３３、３４にそれぞれ噛合可能なラック部３８、３９とを有している。なお、回転軸３２の両端部は、シール部材４０、４１によって防水処理が施されている。
駆動装置３１を作動させ、回転軸３２を回転させると、ピニオンギヤ３３、３４が回転し、これに噛合するラック部３８、３９を介して邪魔板２３〜２６を水平方向に移動させ、鋼帯１７に近接させ、又は鋼帯１７から離反させることができる。各邪魔板２３〜２６は、それぞれ独立して移動させることができる。
【００１１】
次に、図１を参照して、竪型電解処理装置１０内の鋼帯１７の走行位置と、処理液１１内に発生する随伴流及び圧力について説明する。
（ダウンパス側）
鋼帯１７は、コンダクターロール１９、２０に案内されて処理槽１２内の電極１３、１４の間を通過し、邪魔板２３、２４の間を通過した後、シンクロール１８に巻付く。鋼帯１７がシンクロール１８に当接する部分を巻付き開始部４２とする。
このとき、鋼帯１７の表面側の随伴流とシンクロール１８の表面の随伴流が、巻付き開始部４２に集中して流入するため、鋼帯１７の表側の圧力が高くなり、鋼帯１７を裏側に変位させようとする。そこで、鋼帯１７の裏側の邪魔板２３を鋼帯１７に近接させることによって、電極１３、１４間の鋼帯１７の裏側からの処理液１１の流出を抑えて裏側の圧力を高くし、鋼帯１７に影響を及ぼす鋼帯１７の表側及び裏側の圧力差を相殺して、鋼帯１７を対となる電極１３、１４の実質的に中央を走行させることができる。なお、鋼帯１７の表面側の邪魔板２４は、裏面側の邪魔板２３より鋼帯１７から離れた位置に配置するが、邪魔板２４の位置を微調整することによって、鋼帯１７の走行位置を調整して、めっきの品質をさらに向上させることができる。
【００１２】
（アップパス側）
シンクロール１８から離反した鋼帯１７は、邪魔板２５、２６の間、電極１５、１６の間を順に通過し、コンダクターロール２１、２２に案内されて次工程に進む。鋼帯１７がシンクロール１８から離反する部分を巻付き終了部４３とする。鋼帯１７がシンクロール１８から離反するとき、巻付き終了部４３では、鋼帯１７の表側の随伴流と、シンクロール１８の表面の随伴流が同時に発生するため、鋼帯１７の表側が負圧になり、鋼帯１７を表側に変位させようとする。そこで、鋼帯１７の裏側の邪魔板２６を鋼帯１７に近接させることによって、電極１５、１６間の鋼帯１７の裏側への処理液１１の流入を抑えて裏側に負圧を生じさせ、鋼帯１７の表側及び裏側の圧力差を相殺して、鋼帯１７を対となる電極１５、１６の実質的に中央を走行させることができる。なお、鋼帯１７の表側の邪魔板２５を用いて鋼帯１７の走行位置の微調整を行うことができる。
【００１３】
邪魔板２３〜２６と電極１３〜１６の下端との間の距離は、できる限り小さく設定しておくことが好ましく、かかる構成によって、邪魔板２３〜２６と電極１３〜１６の間からの処理液１１の流入及び流出を制限して、処理液１１が邪魔板２３〜２６と鋼帯１７との間の隙間のみから流入及び流出するように構成でき、邪魔板２３〜２６を少し動かすだけで、鋼帯１７の表裏面の圧力差を大きく変動させることができる。
【００１４】
【実施例】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、竪型電解処理装置１０を用いて、鋼帯１７の走行位置を制御した結果を示している。図４（Ａ）の横軸は、ラインスピード（ｍｐｍ）を示し、縦軸は、鋼帯１７の停止位置（電極１３、１４の中央位置）から鋼帯１７の走行位置までの変位ｘ（ｍｍ）と、変位ｘ＝０ｍｍにしたときの邪魔板２３の電極１３、１４の中央位置からの距離Ａ（ｍｍ）を表している。また、直線ａは、邪魔板２３〜２６を用いない場合の鋼帯１７の変位ｘを表し、直線ｂは、鋼帯１７の走行位置を変位ｘ＝０ｍｍに調整するための邪魔板２３の変位を示している。電極１３の位置は、ｘ＝３０ｍｍの位置に配置している。
邪魔板２３〜２６を使用しない場合、ラインスピードが４２０〜４８０ｍｐｍ付近で鋼帯１７の変位ｘが３０ｍｍに達している。このため、鋼帯１７の走行位置を調整しない状態で、これ以上ラインスピードを上げると、鋼帯１７が電極１３に接触してしまうことになる。
そこで、邪魔板２３を用いて、鋼帯１７の走行位置を調整すると、ラインスピードが４５０〜５００ｍｐｍでは、Ａ＝１５ｍｍ程度（図中の点ｃ）、ラインスピードが６４０〜６８０ｍｐｍではＡ＝１０ｍｍ程度（図中の点ｄ）に邪魔板２３を設定することにより、鋼帯１７の走行位置を電極１３、１４の実質的に中央にすることができた。
【００１５】
以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、邪魔板２３〜２６の位置を調整するために駆動装置３１を用いていたが、これの代わりに図示しない操作ハンドルを用いて、構造を簡単にすることも可能である。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の竪型電解処理装置においては、鋼帯の表側及び裏側に対となる邪魔板を設けているので、鋼帯の表側及び裏側の圧力をそれぞれ独立して調整でき、鋼帯を電極に接触させずに安定して走行させることができる。特に、邪魔板が電極のシンクロール側にそれぞれ設けられるので、シンクロールの周囲に発生する圧力差による力とは逆向きの力を、邪魔板の位置をそれぞれ調整して容易に発生させることができ、鋼帯を対となる電極間の実質的に中央を挿通させて電解処理を安定して行うことができ、コンパクトな装置で、さらにラインスピードの高速化も容易に行うことができる。
特に、請求項２記載の竪型電解処理装置においては、邪魔板と鋼帯との間の距離を調整可能な位置調整手段を設けるので、鋼帯のサイズやラインスピードの変化に対応させて邪魔板の位置を移動させることができ、また、鋼帯の走行位置の微調整を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る竪型電解処理装置の正断面図である。
【図２】同竪型電解処理装置の部分側断面図である。
【図３】同竪型電解処理装置の部分斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ同竪型電解処理装置を用いた実施例の結果を示すグラフと、変位ｘ及び距離Ａの説明図である。
【図５】従来例に係る竪型電解処理装置の正断面図である。
【符号の説明】
１０：竪型電解処理装置、１１：処理液、１２：処理槽、１３〜１６：電極、１７：鋼帯、１８：シンクロール、１９〜２２：コンダクターロール、２３〜２６：邪魔板、２７〜３０：位置調整手段、３１：駆動装置、３２：回転軸、３３、３４：ピニオンギヤ、３６、３７：案内部材、３８、３９：ラック部、４０、４１：シール部材、４２：巻付き開始部、４３：巻付き終了部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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