(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対極を備えた酸性の電解液中に鋼帯を連続的に浸漬して、前記対極と前記鋼帯との間で電源の正負を入れ換えて通電し前記鋼帯の洗浄を行う鋼帯の連続洗浄方法であって、
前記鋼帯が前記酸性の電解液を通過する期間中に、前記対極と前記鋼帯との間で流れる電流を矩形波状とした前記電源の正負の入れ換えを２回以上１０回未満行い、かつ前記鋼帯が前記酸性の電解液を通過する期間中の通電時間を１００ｍｓｅｃ以上９００ｍｓｅｃ以下とし、
前記酸性の電解液中での前記鋼帯が正極となる陽極電解比率を０．０５以上０．３未満の範囲としたことを特徴とする鋼帯の連続洗浄方法。
【請求項２】
それぞれ対極を備えたアルカリ性の電解液中及び酸性の電解液中に鋼帯を順次浸漬して、前記それぞれの対極と前記鋼帯との間で電源の正負を入れ換えて通電し前記鋼帯の洗浄を行う鋼帯の連続洗浄方法であって、
前記鋼帯が前記アルカリ性及び酸性の電解液を通過する期間中に、前記対極と前記鋼帯との間で流れる電流を矩形波状とした前記電源の正負の入れ換えを２回以上１０回未満行い、かつ前記鋼帯が前記アルカリ性及び酸性の電解液を通過する期間中の通電時間を１００ｍｓｅｃ以上９００ｍｓｅｃ以下とし、
前記アルカリ性の電解液中での前記鋼帯が正極となる陽極電解比率を０．０５以上０．９５未満の範囲とし、前記酸性の電解液中での陽極電解比率を０．０５以上０．３未満としたことを特徴とする鋼帯の連続洗浄方法。
【請求項３】
前記鋼帯が前記酸性の電解液を通過する期間中の前記電源の正負の入れ換えを２回以上で４回未満とする請求項１又は２記載の鋼帯の連続洗浄方法。
【請求項４】
前記鋼帯が前記酸性の電解液を通過する期間中の通電時間を、１００ｍｓｅｃ以上４００ｍｓｅｃ以下とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼帯の連続洗浄方法。
【請求項５】
鋼帯が順次浸漬される、アルカリ性の電解液を貯留する電解槽、第１のリンスタンク、酸性の電解液を貯留する電解槽、及び第２のリンスタンクと、前記アルカリ性及び酸性の電解槽の上部に配置された通電ロールを含む転回ロールと、前記それぞれの電解槽及びリンスタンクの低部に配置されて前記鋼帯の搬送方向を転向するシンクロールと、前記それぞれの電解槽内で前記転回ロールと前記シンクロールによってガイドされる前記鋼帯の表裏面から隙間を有して配置される不溶性の対極と、該対極と前記通電ロールとの間に電圧を加える電源とを有する鋼帯の連続洗浄装置において、
前記電源に、前記通電ロールを介して電流が流れる前記鋼帯と、前記対極との極性を切り換えて、前記鋼帯が前記アルカリ性及び酸性の電解液を通過する期間中に、流れる電流を矩形波状とした前記電源の正負の入れ換えを２回以上１０回未満行い、更に、前記鋼帯が前記アルカリ性及び酸性の電解液を通過する期間中の通電時間を１００ｍｓｅｃ以上９００ｍｓｅｃ以下とし、
しかも、前記アルカリ性の電解液中での前記鋼帯が正極となる陽極電解比率を０．０５以上０．９５未満の範囲とし、前記酸性の電解液中での陽極電解比率を０．０５以上０．３未満とする電源供給装置を用いたことを特徴とする鋼帯の連続洗浄装置。
【請求項６】
前記電解槽は竪型となって、前記対極は垂直方向に通過する前記鋼帯の表裏面側にそれぞれ設けられている請求項５記載の鋼帯の連続洗浄装置。
【請求項７】
前記電解槽中の前記対極の実質有効長さをＬ（ｍ）とし、前記鋼帯の通板速度をＳ（ｍ／ｓｅｃ）とした場合、ＬとＳとの関係が以下の式を満足する範囲に設定した請求項５又は６記載の鋼帯の連続洗浄装置。
０．１・Ｓ  ＜  Ｌ  ＜  ４．５・Ｓ
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、焼鈍又はめっき処理の前処理として実施する鋼帯の脱脂、付着したゴミ等の除去、又は酸洗等において、特に、電解酸洗後の鋼帯の表面の肌荒れを抑え、初期の光沢を充分に維持可能な高速電流反転法による鋼帯の連続洗浄方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼帯の焼鈍、表面処理の際に、表面に付着している油脂、ゴミ等の汚れを予めアルカリ性（場合によっては、酸性）の洗浄液中で通電して電解洗浄することが行われている。この電解洗浄では、正の電圧を加えた側から酸素ガスが、負の電圧を加えた側から水素ガスが発生し、その機械的な力によって汚れを金属表面から剥離する作用を有するので、ガス発生量の多い負の電圧を加えた方が汚れの除去効果が大きいことなる。更には、錆防止の観点からは、残存する塩素を極力少なくする必要があり、塩素イオンがアニオンなので、負の電圧を加えた方が、錆防止効果が大きく発錆率が少ないことになる。
ところが、鉄粉等の金属は負の電圧を加えた側（即ち、負極）に付着するので、正の電圧を加えた側の方が鉄粉等の付着が少ないという特徴がある。
従って、一般には種々の事情から電解の極性を決めているが、電流が直流であるので、長時間電解すると、電極に油脂分が付着し、更には、アルカリ電解液として珪酸ソーダを使用する場合には、シリカが電極に付着して電気抵抗が増すので、数時間毎に極性を切り換えて電解洗浄を行っている。
【０００３】
しかしながら、極性を切り換えると、汚れ防止、塩素付着防止と鉄粉等金属付着防止のバランスが崩れ、製品品質のバラツキ及び後工程の操業悪化をもたらすという問題がある。そこで、例えば、▲１▼特開昭６０−１１６８００号公報に記載のように、被処理金属及び不溶性対極をそれぞれ脱脂液中に浸漬し、被処理金属と不溶性対極との間に０．１ＨZ 以上の周期の高速度で負及び正の電圧を交互に印加することにより、金属表面の脱脂及び活性化を行うことが提案されている。
また、▲２▼特開昭６０−１５９２００号公報には、被研摩金属及び不溶性対極をそれぞれ電解研摩液中に浸漬し、被研摩金属と対極との間に正及び負の電圧を交互に印加すると共に、その周波数を変化させることにより不動態化が防止され、溶解が促進されるために、低濃度の研摩液及び低浴温度でも平滑鏡面が得られ、さらに正の電圧を印加した被研摩金属に対して負の電圧を印加する反転比率を変化させることにより、金属の種類を問わず金属の表面研摩を行なう電流反転電解による電解研摩方法が開示されている。
更には、▲３▼特公平５−３５２４０号公報には、正及び負の電極を複数順次配置し、電解槽３０内の電解液３１を介して鋼帯３２に間接的に給電することで、正及び負の電圧を反転して鋼帯３２を洗浄する間接通電方式の連続洗浄プロセスが開示されている（図８参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に記載の▲１▼、▲２▼の方法は、金属製品の電解洗浄を行うものであって、いずれもバッチ式の洗浄方法である。従って、製鉄所で実際に行っている連続式の洗浄ラインに対しては、洗浄対象物である鋼帯が高速（例えば、２００ｍ／ｍｉｎ）で移動するので、そのまま当てはめて適用することはできない。即ち、鋼帯を電解槽に連続的に供給し、内部に設けられている不溶性対極との間に通電して洗浄を行う場合には、不溶性対極の長さ、鋼帯の搬送速度にも密接な関係があり、これらのことについては、全く開示されていない。
▲３▼の方法では、正及び負の電解時間が電極の長さＬA 、ＬK と鋼帯３２の搬送速度（又はラインスピード）で決定されるため、ラインスピードが変化する場合には、最適な電解時間から外れ、所定の洗浄効果が得られない。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、高速で連続して供給される鋼帯の脱脂又は酸洗等の際に、鋼帯の搬送速度、電流の反転回数及び電解液の電導度にかかわらず、酸洗後の鋼帯の表面の肌荒れを抑え、初期の光沢を充分に維持可能な高速電流反転法による鋼帯の連続洗浄方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の鋼帯の連続洗浄方法は、対極を備えた酸性の電解液中に鋼帯を連続的に浸漬して、前記対極と前記鋼帯との間で電源の正負を入れ換えて通電し前記鋼帯の洗浄を行う鋼帯の連続洗浄方法であって、
前記鋼帯が前記酸性の電解液を通過する期間中に、前記対極と前記鋼帯との間で流れる電流を矩形波状とした前記電源の正負の入れ換えを２回以上１０回未満行い、かつ前記鋼帯が前記酸性の電解液を通過する期間中の通電時間を１００ｍｓｅｃ以上９００ｍｓｅｃ以下とし、
前記酸性の電解液中での前記鋼帯が正極となる陽極電解比率を０．０５以上０．３未満の範囲とした。
前記目的に沿う請求項２記載の鋼帯の連続洗浄方法は、それぞれ対極を備えたアルカリ性の電解液中及び酸性の電解液中に鋼帯を順次浸漬して、前記それぞれの対極と前記鋼帯との間で電源の正負を入れ換えて通電し前記鋼帯の洗浄を行う鋼帯の連続洗浄方法であって、前記鋼帯が前記アルカリ性及び酸性の電解液を通過する期間中に、前記対極と前記鋼帯との間で流れる電流を矩形波状とした前記電源の正負の入れ換えを２回以上１０回未満行い、かつ前記鋼帯が前記アルカリ性及び酸性の電解液を通過する期間中の通電時間を１００ｍｓｅｃ以上９００ｍｓｅｃ以下とし、前記アルカリ性の電解液中での前記鋼帯が正極となる陽極電解比率を０．０５以上０．９５未満の範囲とし、前記酸性の電解液中での陽極電解比率を０．０５以上０．３未満とした。
ここで、陽極電解比率を０．０５以上で０．９５未満としているのは、陽極電解比率が０．０５未満では、陰極直流電解時と同等以下の鋼帯からのＦｅ溶出量となり、充分な洗浄効果が得られず、一方陽極電解比率が０．９５以上では、陽極直流電解時と同等以下の鋼帯からのＦｅ溶出量となり、充分な洗浄効果が得られないことに加え、酸洗後の鋼帯表面の肌荒れが醜く、洗浄に引き続き行なわれるめっき後の外観が著しく低下するためである。
【０００７】
また、正及び負の電圧の反転を２回以上で１０回未満としているのは、反転が２回未満では、鋼帯からのＦｅ溶出量が少ないため、充分な洗浄効果が得られず、一方反転が１０回以上では、Ｆｅ溶出量が多過ぎて酸洗後の鋼帯表面の肌荒れが醜く、洗浄に引き続き行なわれるめっき後の外観が著しく低下するためである。具体的には光沢維持率を７０％以上確保するためである。
【０００８】
請求項１、２記載の鋼帯の連続洗浄方法は、前記鋼帯が前記電解液を通過する期間中の通電時間を、１００ｍｓｅｃ以上９００ｍｓｅｃ以下とする。
ここで、正及び負の電圧の印加時間を１００ｍｓｅｃ以上で９００ｍｓｅｃ以下としているのは、印加時間（又は通電時間）が１００ｍｓｅｃ未満では、鋼帯からのＦｅ溶出量が少ないため、充分な洗浄効果が得られず、一方印加時間が９００ｍｓｅｃを超えると、Ｆｅ溶出量が多過ぎて酸洗後の鋼帯表面の肌荒れが醜く、洗浄に引き続き行なわれるめっき後の外観が著しく低下するためである。具体的には光沢維持率７０％以上を確保するためである。
請求項３記載の鋼帯の連続洗浄方法は、請求項１又は２記載の鋼帯の連続洗浄方法において、前記鋼帯が前記酸性の電解液を通過する期間中の前記電源の正負の入れ換えを２回以上で４回未満とし、更に、請求項４記載の鋼帯の連続洗浄方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼帯の連続洗浄方法において、前記鋼帯が前記酸性の電解液を通過する期間中の通電時間を、１００ｍｓｅｃ以上４００ｍｓｅｃ以下とする。
ここで、鋼帯が酸性の電解液を通過する期間中の正及び負の電圧の反転を２回以上で４回未満とし、正及び負の電圧の通電時間を１００ｍｓｅｃ以上で４００ｍｓｅｃ以下としているのは、電圧の反転が２回未満で、かつ通電時間を１００ｍｓｅｃ未満とした場合、鋼帯からのＦｅ溶出量が少ないため、充分な洗浄効果が得られず、一方電圧の反転が４回を超え、かつ通電時間が４００ｍｓｅｃを超えた場合、Ｆｅ溶出量が多過ぎて酸洗後の鋼帯表面の肌荒れが醜く、洗浄に引き続き行なわれるめっき後の外観が著しく低下するためである。具体的には光沢維持率９０％を確保するためである。
【００１０】
請求項５記載の鋼帯の連続洗浄装置は、鋼帯が順次浸漬される、アルカリ性の電解液を貯留する電解槽、第１のリンスタンク、酸性の電解液を貯留する電解槽、及び第２のリンスタンクと、前記アルカリ性及び酸性の電解槽の上部に配置された通電ロールを含む転回ロールと、前記それぞれの電解槽及びリンスタンクの低部に配置されて前記鋼帯の搬送方向を転向するシンクロールと、前記それぞれの電解槽内で前記転回ロールと前記シンクロールによってガイドされる前記鋼帯の表裏面から隙間を有して配置される不溶性の対極と、該対極と前記通電ロールとの間に電圧を加える電源とを有する鋼帯の連続洗浄装置において、前記電源に、前記通電ロールを介して電流が流れる前記鋼帯と、前記対極との極性を切り換えて、前記鋼帯が前記アルカリ性及び酸性の電解液を通過する期間中に、流れる電流を矩形波状とした前記電源の正負の入れ換えを２回以上１０回未満行い、更に、前記鋼帯が前記アルカリ性及び酸性の電解液を通過する期間中の通電時間を１００ｍｓｅｃ以上９００ｍｓｅｃ以下とし、しかも、前記アルカリ性の電解液中での前記鋼帯が正極となる陽極電解比率を０．０５以上０．９５未満の範囲とし、前記酸性の電解液中での陽極電解比率を０．０５以上０．３未満とする電源供給装置を用いている。
請求項６記載の鋼帯の連続洗浄装置は、請求項５記載の鋼帯の連続洗浄装置において、前記電解槽は竪型となって、前記対極は垂直方向に通過する前記鋼帯の表裏面側にそれぞれ設けられている。
【００１１】
請求項７記載の鋼帯の連続洗浄装置は、請求項５又は６記載の鋼帯の連続洗浄装置において、前記電解槽中の前記対極の実質有効長さをＬ（ｍ）とし、前記鋼帯の通板速度をＳ（ｍ／ｓｅｃ）とした場合、ＬとＳとの関係が以下の式を満足する範囲に設定している。
０．１・Ｓ  ＜  Ｌ  ＜  ４．５・Ｓ
ここで、Ｌが、０．１・Ｓ以下の場合には、電解時間が短過ぎて鋼帯からのＦｅ溶出量が少ないため、充分な洗浄効果が得られず、一方Ｌが、４．５・Ｓ以上の場合には、電解時間が長くなり過ぎて酸洗後の鋼帯表面の肌荒れが醜く、洗浄に引き続き行なわれるめっき後の外観が著しく低下するためである。具体的には光沢維持率９０％以上を確保するためである。なお、係数０．１は電圧の反転が２回で、かつ電圧の通電時間を１００ｍｓｅｃとした場合、また係数４．５は電圧の反転が１０回で、かつ電圧の通電時間を９００ｍｓｅｃとした場合で決定されている。
【００１２】
【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き説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る鋼帯の連続洗浄装置の概略構成図である。
図１に示すように、連続洗浄装置の一例である連続電解洗浄装置１０は、鋼帯１１が順次浸漬される電解槽の一例である電解脱脂タンク１２、第１のリンスタンク１３、電解槽の一例である電解酸洗タンク１４及び第２のリンスタンク１５と、それぞれのタンク１２、１３、１４、１５の低部に配置されて鋼帯１１の搬送方向を転向するシンクロール１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａと、連続電解洗浄装置１０の上流側から下流側へ鋼帯１１を順次それぞれのタンク１２、１３、１４、１５に導入又は排出するための転回ロール１２ｂ（兼通電ロール）、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃ、１４ｂ（兼通電ロール）、１４ｃ、１５ｂ、１５ｃと、電解脱脂タンク１２及び電解酸洗タンク１４内を下降及び上昇する鋼帯１１の表裏面を隙間を有して、挟んで設けられた不溶性の対極の一例である電極１２ｄ、１２ｅ、１４ｄ、１４ｅと、通電ロール１２ｂ、１４ｂと電極１２ｄ（１２ｅ）、１４ｄ（１４ｅ）との間に高速電流を反転して供給し、鋼帯１１と電極１２ｄ、１２ｅ、１４ｄ、１４ｅとの正極及び負極の極性を短時間で切り換える電源供給装置１６、１６ａとを有して構成されている。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１３】
電解脱脂タンク１２は、一般構造用圧延鋼材製の鋼板からなる容器で、内部に電解液としてＮａＯＨ、オルソー珪酸ソーダ等を貯留している。
第１のリンスタンク１３は、一般構造用圧延鋼材製の鋼板とゴムライニングからなる容器で、内部には、電解脱脂タンク１２で処理された鋼帯１１を洗浄する水を貯留している。
電解酸洗タンク１４は、一般構造用圧延鋼材製の鋼板にゴムライニングを施した容器で、内部に電解液としてＨ2ＳＯ4等を貯留している。
第２のリンスタンク１５も、一般構造用圧延鋼材製の鋼板にゴムライニングを施した容器で、内部には、電解酸洗タンク１４で処理された鋼帯１１を洗浄する水を貯留している。
通電ロール１２ｂ、１４ｂは、一般構造用圧延鋼材にクロムめっきを施したローラーからなり、それぞれ電源供給装置１６、１６ａに接続されており、電極１２ｄ、１２ｅ、１４ｄ、１４ｅを介して電源供給装置１６、１６ａから制御された高速電流が反転されて供給される。
シンクロール１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａは、ウレタン等の一般に用いる樹脂製のローラーからなり、それぞれのタンク１２、１３、１４、１５の低部に配置されて鋼帯１１の搬送方向を下向きから上向きに転向するようになっている。
【００１４】
それぞれの転回ロール１２ｃ、１３ｂ、１３ｃ、１４ｃ、１５ｂ、１５ｃは、例えば、ウレタン樹脂製のローラーからなり、鋼帯１１をそれぞれのタンク１２、１３、１４、１５に導入又は排出するようになっている。
電極１２ｄ、１２ｅ、１４ｄ、１４ｅは白金製或いはＴｉ表面に白金コーティングされたもの等からなり、それぞれ電源供給装置１６、１６ａに接続されており、通電ロール１２ｂ、１４ｂを介して電源供給装置１６、１６ａから制御された高速電流が反転されて供給される。なお、電極１２ｄ、１２ｅ、１４ｄ、１４ｅの長さは図１に示すように、Ｌ／２とし、電解脱脂タンク１２及び電解酸洗タンク１４内にそれぞれ２個設けて、電解脱脂タンク１２及び電解酸洗タンク１４内での実質有効長さがＬとなるようにしている。
電源供給装置１６、１６ａは交流電流の極数を高速（本実施の形態では１００ｍｓｅｃ〜９００ｍｓｅｃ）で切り換えることが可能なサイリスター制御を取り入れた公知の電源制御装置からなり、電流密度が２〜１００Ａ／ｄｍ2 、正負の電圧の印加時間（即ち、鋼帯１１が電解液を通過する期間中の通電時間）を１００ｍｓｅｃ〜９００ｍｓｅｃ、正の電圧を印加する時間比率（即ち、陽極電解比率）を０〜１に調整可能な構成としている。
【００１５】
次いで、本発明の一実施の形態に係る鋼帯の連続電解洗浄装置１０を用いた鋼帯の連続洗浄方法について説明する。
板の厚みが６ｍｍ以下に圧延された鋼帯１１は連続電解洗浄装置１０に搬送されて、ＮａＯＨ、オルソー珪酸ソーダ等が貯留されている連続電解洗浄装置１０の電解脱脂タンク１２に浸漬され、通電ロール１２ｂを介して鋼帯１１及び電極１２ｄ、１２ｅに電源供給装置１６から制御された高速電流が反転されて供給される。
鋼帯１１は、高速電流が反転されて供給される正電流により表面が溶解させられ、一方負電流により間欠的に水素ガスが発生して、鋼帯１１の表面に付着している油脂類が離脱させられると共に、不動態化が防止されることによって、溶解が促進されることになる。
電解脱脂タンク１２において電解脱脂処理された鋼帯１１は、第１のリンスタンク１３に導入されて、鋼帯１１の表面に付着している油脂及び脱脂液類が水洗される。
【００１６】
第１のリンスタンク１３から排出された鋼帯１１は、次いで硫酸が貯留されている電解酸洗タンク１４に浸漬され、通電ロール１４ｂを介して鋼帯１１及び電極１４ｄ、１４ｅに電源供給装置１６ａから制御された高速電流が反転されて供給される。
高速電流が反転されて短時間で供給される正電流により鋼帯１１の表面が溶解させられ、一方負電流により間欠的に水素ガスが発生して、鋼帯１１の表面に付着している油脂及びスケール類及びＳｉ、Ｍｎを含む鋼中成分の濃化層が離脱させられると共に、不動態化が防止されることによって、溶解が促進されることになる。
電解酸洗タンク１４において電解処理された鋼帯１１は、第２のリンスタンク１５に導入されて、鋼帯１１の表面に付着している油脂、スケール及び酸洗液類が水洗された後、焼鈍又はめっき処理の為に、連続電解洗浄装置１０の下流側に搬送される。
【００１７】
したがって、本発明の一実施の形態に係る鋼帯の連続電解洗浄装置１０においては、搬送中の鋼帯１１に、通電ロール１４ｂ及び電極１４ｄ、１４ｅを介して電源供給装置１６ａにより電解液中に高速電流を反転して供給しているので、
▲１▼対象物の違いによって洗浄効果を最大にする最適な電流反転の周期及び比率の値が設定ができ、
▲２▼正及び負の電解時間が電極の長さや鋼帯のラインスピードと関係なく決定できるので、ラインスピードが変化しても、最適な電解時間に調整できるため、所定の洗浄効果が得られ、引き続き行なわれるめっきの光沢性が向上する。
▲３▼たとえラインスピードが速く、電解時間が短くなる場合でも、電源供給装置によって簡単に最適な条件に設定できるので、設備スペースが小さくて済む。
【００１８】
図５は本発明の一実施の形態に係る鋼帯の連続洗浄装置の他の例である連続電解洗浄装置２０（連続洗浄装置の一例）の概略構成図である。
連続電解洗浄装置２０においては、鋼帯１１はアルカリ電解液２１を貯留した電解槽２２に入り、対極する電極２３、２３ａとの間に電解電流を流すが、電解電流は、電源２４から電極２３、２３ａを通じて鋼帯１１に供給され、通電ロール（兼転回ロール）２５、２５ａから電源２４に戻るように構成されている。なお、符号２６、２６ａは転回ロールを表している。また電源２４は、パルス電源でも又は高速電流反転電源でもよい。なお、電極２３、２３ａの長さはＬとしている。
次に、連続電解洗浄装置２０を用いた鋼帯の連続洗浄方法について図５を参照しながら説明する。
鋼帯１１は、電解槽２２中のオルソ珪酸ソーダ、苛性ソーダ等のアルカリ電解液２１に連続的に搬送、浸漬されながら、通電ロール２５を介して鋼帯１１及び電極２３、２３ａに電源２４から電圧が短時間に正と負で交互に切り換わる矩形波状の電流が供給される。
従って、電極２３、２３ａの表面では、水の電気分解による酸素、水素が発生すると共に、正に帯電しているシリカ等や負に帯電している圧延油成分等が吸着するが、電圧が短時間に正と負で交互に切り換わるため、厚く堆積することはない。この結果、電極２３、２３ａの表面の電気抵抗はほとんど上昇しない。
【００１９】
【実施例】
本発明の一実施の形態に係る鋼帯の連続洗浄装置を用いて実施した鋼帯の連続洗浄方法の実施例の結果について説明する。
連続電解洗浄装置１０を用いて行った実施例における前提条件は以下の通りとした。
連続電解洗浄装置１０の電解脱脂タンク１２の条件として、ＮａＯＨの温度は７０℃、電源供給装置１６の条件として、電流密度は１０Ａ／ｄｍ2、正の電圧を印加する時間比率（即ち、陽極電解比率＝陽極電解時間／（陽極電解時間＋陰極電解時間））は０．０５〜０．９５、周波数は３０ＨZ、電解時間（電流印加時間）は１００〜１０００ｍｓｅｃとし、さらに電極１２ｄ、１２ｅは白金製でサイズは幅８０ｍｍ、長さ１．５ｍ、厚さ２０ｍｍとした。
また、電解酸洗タンク１４の条件として、硫酸の温度は５０℃、電源供給装置１６ａの条件として、電流密度は１０Ａ／ｄｍ2、陽極電解比率は０．０５〜０．９５、周波数は３０ＨZ、電解時間（電流印加時間）は１００〜１０００ｍｓｅｃとし、さらに電極１４ｄ、１４ｅは白金製でサイズは幅８０ｍｍ、長さ１．５ｍ、厚さ２０ｍｍとした。
第１のリンスタンク１３及び第２のリンスタンク１５の水は純水を使用した。
処理した鋼帯１１は、普通鋼（又はステンレス鋼）で、ラインスピードは５００ｍｐｍであった。
【００２０】
以上の条件で実施した結果を図２〜図４及び表１に示す。
図２は、反転する正負の電圧の陽極電解比率と酸洗時の鋼帯の溶解能力（Ｆｅ溶出量）との関係を示すグラフである。
図２に示すように、鋼帯１１の電解酸洗時の陽極電解比率を増加させることにより、Ｆｅ溶出量（単位はｍｇ／ｄｍ2 ）が増加していくことが判る。しかし、陽極電解比率が０．９５以上になると、酸洗後の鋼帯表面が荒れ、光沢が著しく低下するため、陽極電解比率は０．９５未満とする必要がある。
また、図２中のＦｅ溶出量が０の線は陰極直流電解時のＦｅ溶出量を基準として示しており、陽極電解比率が０．０５未満では陰極直流電解時と同等以下のＦｅ溶出量となるため充分な洗浄効果が得られない。
【００２１】
図３、図４は鋼帯１１をアルカリ脱脂後、高速電流反転電解法にて電解酸洗処理を実施した場合の酸洗前後の鋼帯１１の光沢度の変化を示す図である。
図３は電流反転回数と光沢維持率との関係を示す図であり、図に示すように、１つの対極との間の電解における正負の電圧の反転を、２回以上で１０回未満とすることで、酸洗後も初期光沢の８０％を確保できる、すなわち酸洗時の肌荒れの防止が可能となることが判る。なお、光沢維持率＝（初期光沢−｜初期光沢−酸洗後光沢｜）／初期光沢×１００％である。
特に、電圧の反転を２回以上で４回未満とすると、全く光沢が低下しない酸洗処理が行なえることから、１つの対極との間の電解における反転回数は２回以上で４回未満とすることが望ましい。
図４は電流印加時間と光沢維持率との関係を示す図であり、図に示すように、電流の印加時間を１００ｍｓｅｃ〜９００ｍｓｅｃとすることで、充分な光沢の維持が可能となる。
さらに、電流の印加時間を１００ｍｓｅｃ〜４００ｍｓｅｃと限定することで、全く光沢が低下しない酸洗処理が行なえることが判る。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１は連続電解洗浄後の処理にめっきを施す場合の陽極電解比率と酸洗後及び電気めっき後の鋼帯の表面状態の関係を示す表である。電気めっきのような薄いめっき皮膜では酸洗後の鋼帯の表面状態がめっき後にも残留するため、特に酸洗後に高い光沢維持率を確保する必要があり、陽極電解比率を０．３未満として、光沢維持率を９０％以上とする必要がある。
また、陽極電解比率が０．０５未満では陰極直流電解時と同等以下のＦｅ溶出量となり、充分な洗浄効果が得られない。
さらに、鋼帯の通板速度をＳ（ｍ／ｓｅｃ）とした場合、前記対極の実質有効長さＬ（ｍ）は０．１・Ｓ以下では、洗浄時間が短く充分な洗浄効果が得られず、４．５・Ｓ以上では、Ｆｅ溶出量が増大し、酸洗後鋼帯１１の表面が肌荒れを起こし、初期の光沢を維持できなくなる。
【００２４】
次に、連続電解洗浄装置２０を用いて行った実施例について、図６及び図７を参照して説明する。図６は本実施例に使用した実験装置３０の概略構成図、図７は鋼板に負の電圧を印加する時間比率と電解洗浄１０分経過後の電解電圧の上昇との関係を説明するグラフである。
実験装置３０においては、アルカリ電解液２１を貯留した電解槽３１内に、鋼板３２と電極３３とを対極させて、鋼板３２及び電極３３に電源３４から電圧が短時間に正と負で交互に切り換わる電流が供給される。鋼板３２と電極３３との間の電圧は電圧計３５によって測定した。
実施例における前提条件は以下の通りとした。
アルカリ電解液２１として、鋼帯の電解洗浄ラインで１万トン程度の鋼帯を洗浄した液（仕込み時には、オルソ珪酸ソーダ２％）を使用し、温度は８０℃で一定とした。電流密度は２３Ａ／ｄｍ2 、鋼板３２に負の電圧を印加する時間比率は０〜１．０、周波数は３０Ｈｚ、電解時間は１０分、洗浄した鋼板３２は普通鋼で板幅は１００ｍｍ、長さは２００ｍｍ、厚さは１．０ｍｍとした。
【００２５】
以上の条件で実施した結果について図７に示す。鋼板３２に負の電圧を印加する時間比率とは、（負の電圧を印加する時間）／（負の電圧を印加する時間＋正の電圧を印加する時間）である。
図７に示すように、負の電圧を印加する時間比率が０．０５から０．９５の範囲では電解電圧の上昇が小さく、０．０５未満又は０．９５を超えると電解電圧が上昇し、その結果、実験終了後の電極３３及び鋼板３２に油分やシリカ等が付着し、電気抵抗の高い状態になる。特に、負の電圧を印加する時間比率が０．４〜０．６の範囲では電解電圧の上昇が１Ｖと極めて小さいことが判る。
従って、本実施の形態に係る鋼帯の連続洗浄方法においては、電極表面に付着する電気絶縁体である油脂成分やシリカ等を減少させて、電解電圧の上昇を防止することができるので、極性切り換えによる製品の品質や後工程の操業性の悪化を防止することができると共に、極性切り換え中の電解洗浄の生産性の低下を防止することができる。
【００２６】
前記実施の形態に係る連続電解洗浄装置おいては、電解脱脂タンク及び電解酸洗タンクに設けられる電極は竪型としているが、設置スペースに余裕があれば、横型とすることもできる。
特に、竪型の電極の場合は、鋼帯の電解の際に発生するガスの電極への滞留による電解の不均一化を防止できると共に、ラインの高速化に伴って前記の傾向がより顕著となることを防止できることから、好ましい結果が得られる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１〜４記載の鋼帯の連続洗浄方法においては、電源の正負の入換えを短時間に行って、流れる電流を矩形波状とし、酸性の電解液中での鋼帯が正極となる陽極電解比率を０．０５以上０．３未満の範囲としているので、充分な洗浄効果が得られると共に、酸洗後の鋼帯表面の光沢度が維持できる。
そして、鋼帯が電解液を通過する期間中の正極及び負極の電圧の反転を２回以上で１０回未満とするので、さらに充分な洗浄効果が得られ、光沢維持率が７０％以上を確保できる。
【００２８】
また、鋼帯が電解液を通過する期間中の通電時間を、１００ｍｓｅｃ以上９００ｍｓｅｃ以下とするので、さらに充分な洗浄効果が得られ、光沢維持率が７０％以上を確保できる。
請求項３記載の鋼帯の連続洗浄方法は、鋼帯が酸性の電解液を通過する期間中の正極及び負極の電圧の反転を２回以上で４回未満とし、更に、請求項４記載の鋼帯の連続洗浄方法は、鋼帯が酸性の電解液を通過する期間中の通電時間を、１００ｍｓｅｃ以上４００ｍｓｅｃ以下とするので、さらに充分な洗浄効果が得られ、光沢維持率９０％以上を確保できる。
【００２９】
請求項５〜７記載の鋼帯の連続洗浄装置においては、電源に、通電ロールを介して電流が流れる鋼帯と、対極との正極及び負極の極性を短時間で切り換えて、流れる電流を矩形波状とする電源供給装置を用いている。
従って、従来の間接通電方式の場合には、正及び負の電解時間が電極の長さと鋼帯の搬送速度（又はラインスピード）で決定されるため、ラインスピードが変化する場合には、最適な電解時間から外れ、所定の洗浄効果が得られなかったり、また、電流の反転回数が電極の数で決定されるため、反転回数を増やす場合には、設備投資費用が高くなったが、本実施の形態では、電解槽の上流側に設置した通電ロールと対極との間に正及び負の電圧を短時間で交互に印加する電源供給装置を設けているので、上述の問題を解決することができる。
特に、請求項６記載の鋼帯の連続洗浄装置においては、電解槽は竪型となって、対極は垂直方向に通過する鋼帯の表裏面側にそれぞれ設けられているので、鋼帯の電解時に発生するガスの電極面への滞留を防止できるため、電解の安定化が図れると共に、設置スペースが小さくて済み、設備費が低減できる。
請求項７記載の鋼帯の連続洗浄装置においては、電解槽中の対極の実質有効長さを所定の範囲に設定しているので、充分な洗浄効果が得られ、光沢維持率を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鋼帯の連続洗浄装置の一例である連続電解洗浄装置の概略構成図である。
【図２】反転する正及び負の電圧の陽極電解比率と酸洗時の鋼帯の溶解能力（Ｆｅ溶出量）との関係を示すグラフである。
【図３】電流反転回数と光沢維持率との関係を示す図である。
【図４】電流印加時間と光沢維持率との関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る鋼帯の連続洗浄装置の他の例である連続電解洗浄装置の概略構成図である。
【図６】同連続電解洗浄装置の実施例に使用した実験装置の概略構成図である。
【図７】鋼板に負の電圧を印加する時間比率と電解電圧の上昇との関係を説明するグラフである。
【図８】従来例に係る間接通電方式の連続洗浄プロセスの説明図である。
【符号の説明】
１０：連続電解洗浄装置（連続洗浄装置）、１１：鋼帯、１２：電解脱脂タンク（電解槽）、１２ａ：シンクロール、１２ｂ：通電ロール（兼転回ロール）、１２ｃ：転回ロール、１２ｄ：電極、１２ｅ：電極、１３：第１のリンスタンク、１３ａ：シンクロール、１３ｂ：転回ロール、１３ｃ：転回ロール、１４：電解酸洗タンク（電解槽）、１４ａ：シンクロール、１４ｂ：通電ロール（兼転回ロール）、１４ｃ：転回ロール、１４ｄ：電極、１４ｅ：電極、１５：第２のリンスタンク、１５ａ：シンクロール、１５ｂ：転回ロール、１５ｃ：転回ロール、１６：電源供給装置、１６ａ：電源供給装置、２０：連続電解洗浄装置（連続洗浄装置）、２１：アルカリ電解液、２２：電解槽、２３：電極、２３ａ：電極、２４：電源、２５：通電ロール（兼転回ロール）、２５ａ：通電ロール（兼転回ロール）、２６：転回ロール、２６ａ：転回ロール、３０：実験装置、３１：電解槽、３２：鋼板、３３：電極、３４：電源、３５：電圧計
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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