JP2003119600A - 電解処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 迷走を少なくする技術を発明したことによ
り、電圧ロスが少なく、高効率で電解処理を実施するこ
とが可能な電解処理装置を提供する。 【解決手段】 電解処理槽内に対向配置された電極２の
間にストリップ３を走行させる電解処理装置において、
金属ストリップ３の両面に対向するようにアノード２ａ
とカソード２ｃを金属ストリップ３の走行方向に並設す
るとともに当該アノード２ａとカソード２ｃのストリッ
プ走行方向における間隔を金属ストリップ３とアノード
２ａまたはカソード２ｃの間隔の２０倍以下とし、当該
アノード２ａとカソード２ｃの間には絶縁を、金属スト
リップ３側に突出して設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属ストリップの
電解処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板等の金属ストリップ（以下単に
「ストリップ」という。）の電解クリーニングなどの電
解処理に用いる装置において省電力化を可能とするもの
として、本出願人は、対向配置される電極の内面に絶縁
材（スタビライザー）を突設し、絶縁材にストリップの
走行方向に沿って金属ストリップに漸進的に接近するテ
ーパ面を形成する技術を開発した（特開平３−２０４９
４号公報）。これは対向配置された電極の間にストリッ
プを通板する電解処理装置において、電極の間隔を極め
て狭くすることを可能とするものであり、処理液での電
圧ロス低減が可能である。一方、異極を近接して設けれ
ば電圧ロスは前記同様、容易に低減できるが、その反
面、ストリップを介さないで直接極間を迷走電流が流れ
ることとなり、その両立は困難であった。

【０００３】従来、電極の上下部にロールを設置し、垂
直に対向配置された電極の間にストリップを通板する垂
直パス方式では図８に示すように下りパスのアノード２
ａからストリップ３を介して上りパスのカソード２ｃに
電流を流す方式が一般的に実施されている。この方式で
は電解処理に関与していない電解処理槽底部のロール８
の部分にあるストリップ３を経由して全電流が流れるた
め、アノード２ａとカソード２ｃ間の距離が長くなって
しまい、電力の大幅なロスとなってしまう。特に板厚の
薄いストリップ３の電解処理においては、電力の大幅な
ロスとなるだけでなく、処理電圧が高くなるため高電圧
の整流器が必要となってしまう。

【０００４】水平に対向配置された電極の間にストリッ
プを通板する水平パス方式においては、図７に示すよう
に一方の電極２ａからストリップ３を介して他方の電極
２ｃに電流を流す方式が一般的に実施されている。この
方式ではアノード２ａとカソード２ｃの近接化は可能で
あるが、近づけすぎると異なった極性の電極２ａ、２ｃ
が近接した場合には電解電流がアノード２ａからストリ
ップ３を経由せずに直接カソード２ｃへ流れる迷走電流
が発生してしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】アノードとカソードを
近接し、ストリップ通電距離を短縮することにより、電
解処理電圧を低減させるとともに、アノードからストリ
ップを経由せずに直接カソードへ流れる迷走電流を防止
する装置とすることが必要である。併せて、ストリップ
とアノードまたはカソードの間隔を短縮して電解液抵抗
を低減し、電圧を低下させるとともに、狭くなった極間
内の電解処理液の攪拌および反応ガスの排出を十分に行
い、均一な処理効果が得られる装置とすることが必要で
ある。

【０００６】図８に示すような垂直パス方式電解処理装
置では電解処理に関与していないロール部分のストリッ
プの電圧ロスを防ぐことができない。ロール部分のスト
リップによる電圧ロスを防止しようとすれば、図９に示
すようにストリップ３を挟んで互いに対向する対のアノ
ード２ａおよびカソード２ｃを、ストリップ３の上下パ
スのそれぞれの処理面に並設しなければならないが、ア
ノード２ａとカソード２ｃの間隔を小さくしすぎると、
電解電流がアノード２ａからストリップを経由せずに直
接カソード２ｃに流れてしまう迷走電流の発生が問題と
なる。図７に示すような水平パス方式電解処理装置にお
いても同様に、アノード２ａとカソード２ｃの間隔を小
さくしすぎると電解電流がアノード２ａからストリップ
３を経由せずに直接カソード２ｃへ流れる迷走電流の問
題が発生する。

【０００７】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、電圧ロスが少なく、迷走を防止することにより
高効率で電解処理することが可能な電解処理装置を提供
することを課題とする。これにより電力費の低減が可能
となるとともに、整流器の選定に際して従来と比較し、
低電圧型の選定ができ、イニシャルコストが低減する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電解処理装置
は、電解処理槽内に対向配置された電極の間に金属スト
リップを走行させる電解処理装置において、金属ストリ
ップの両面に対向するようにアノードとカソードが金属
ストリップの走行方向に並設されてなるとともに、当該
アノードとカソードの間には絶縁材が、金属ストリップ
側に突出して設置されていることを特徴とする。この場
合、並設したアノードとカソードのストリップ走行方向
における間隔は、前記のごとく近接化するほど効果的で
あるが製作上の難易性をも考慮し、金属ストリップとア
ノードまたはカソードの間隔の２０倍以下であることが
好ましい。例えば、ストリップとアノードまたはカソー
ドの距離を１０ｍｍとした場合、並設するアノードとカ
ソードの間隔を１００〜２００ｍｍにするように絶縁材
を取り付けるのが好ましい。また、ストリップを安定し
て走行させ、ストリップとアノードまたはカソードの間
隔を短縮することが可能なように、前記絶縁材が金属ス
トリップの走行方向に沿って、金属ストリップに漸進的
に接近することでパスが安定するテーパ面を有すること
が好ましい。さらに、処理液の攪拌、反応ガスの排出の
ために前記アノードおよびカソードに貫通孔を有するこ
とが好ましい。また、前記並設したアノードとカソード
が１組以上あることが好ましい。更に、水平パス方式電
解処理装置の対向配置された電極においては異なる極性
の電極対間に絶縁板を挿入配置することが好ましい。

【０００９】本発明の電解処理装置は電解クリーニング
装置であることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明を
説明する。図１および図２は本発明の電解処理装置を垂
直パス方式に適用した例を示す。

【００１１】図９に示すように、ストリップ３の上下パ
スにおいて、ストリップ３を挟んで互いに対向する対の
アノード２ａおよびカソード２ｃを連続的に並設した電
極面を構成して電解処理する場合、アノード２ａとカソ
ード２ｃの間に迷走電流が流れるという問題がある。

【００１２】これに対して、本発明の実施の形態を示す
図１のように、導電性の電解処理液を介しての迷走電流
を流れにくくするために、電極の対向する電解処理面２
ｓ以外の部分を絶縁材４で覆うとともに、アノード２ａ
とカソード２ｃの間に突設して絶縁材４を設けることに
より、ストリップ３と絶縁材４の間隔を小さくし、異な
る極性の極間の液抵抗を増加させることにより、迷走電
流の発生を防止することができる。この絶縁材４はアノ
ード２ａとカソード２ｃの間に隙間なく設けることが好
ましい。

【００１３】さらにこの絶縁材４を図１に示すように、
電極２の対向する電解処理面２ｓよりもストリップ３側
に突き出るように設け、かつ絶縁材４の対向面５を矢印
で示すストリップ３の走行方向に沿ってストリップ３に
接近するようなテーパ面５として設けることにより、電
解処理面２ｓとストリップ３の間隔を小さくすることが
可能となり、その間の液抵抗の低減により電圧を低減で
きる。以上のように電極を構成することにより、ストリ
ップを通じて流れる電流に対する電圧ロスを少なくする
とともに、液を通って流れる無効電流を減少させ、高効
率でストリップを電解処理することが可能となる。

【００１４】次に、図１、図２に従って絶縁材４の効果
について説明する。ストリップ３が対向するアノード２
ａの間を矢印の方向に走行する場合、ストリップ３と突
出するように設置した絶縁材４のテーパ面５との間には
ストリップ３の走行に伴って電解処理液が引き込まれ
（連行され）、それによってストリップ３とテーパ面５
との間に液膜が形成される。テーパ面５の作用によって
この液膜が揚力を発生するため、ストリップ３と絶縁材
４とは接触することがない。そのため、ストリップ３の
幅方向に反りなどを有する形状の悪いストリップ３であ
っても、上記の揚力を受けて絶縁材４に接触することな
く、走行することが可能となる。すなわち、突出した絶
縁材４を設置することにより、アノード２ａあるいはカ
ソード２ｃとストリップ３との間隔を小さくしてもスト
リップ３とアノード２ａあるいはカソード２ｃとの接触
が防止される。

【００１５】また、絶縁材４はストリップ３側に突出し
て設けられているため、ストリップ３に連行される電解
処理液（矢印ｃ）は絶縁材４に当って逆流（矢印ｂ）
し、テーパ面５内に引き込まれる直前にアノード２ａあ
るいはカソード２ｃとストリップ３の間において回動
し、連行流（矢印ｃ）と逆流（矢印ｂ）とにより攪拌さ
れる。

【００１６】また、アノード２ａおよび図示しないがカ
ソード２ｃには、それぞれ内外両面に貫通する貫通孔６
が穿設されており、ストリップ３に連行される電解処理
液は絶縁材４に当って貫通孔６から反応ガスとともに外
面側に排出され（矢印ｄ）、電解処理液は他方の貫通孔
６から内面側に流入し、循環するように形成されてい
る。貫通孔６は、図６においては円形断面のものが穿設
されているが、楕円、長円、正方形、長方形等の断面の
ものであってもよいし、また、アノードおよびカソード
を格子状の形状としてもよい。

【００１７】図３から図５は本発明の電解処理装置を水
平パス方式に適用した例を示す。

【００１８】本実施の形態は水平パス方式の基本構成を
示しており、水平に走行する金属ストリップ３の上下位
置において、アノード２ａとカソード２ｃとを金属スト
リップ３の走行方向（図５において左右方向）に並設
し、更に当該アノード２ａとカソード２ｃのストリップ
３の走行方向における間隔を、ストリップ３とアノード
２ａまたはカソード２ｃの間隔の２０倍以下となるよう
にしている。更に、極性が異なるアノード２ａとカソー
ド２ｃとの中間位置には適宜の厚さを有する絶縁板７が
両電極を隔てるように挿入配置されており、ストリップ
３は絶縁板７の中心部に開設された貫通孔８を挿通して
走行可能とされている。図５に示すように、この貫通孔
８の部分においては絶縁板７はアノード２ａおよびカソ
ード２ｃよりストリップ３側に突出させられている。本
実施の形態によれば、アノード２ａとカソード２ｃとの
間を隔てる絶縁板７が、ストリップ３を経由しないで貫
通孔等よりアノード２ａからカソード２ｃへ直接流れよ
うとする迷走電流をも遮断することができる。

【００１９】

【実施例】垂直パス方式の電解クリーニング処理装置と
して、図６に示す構造の電極２を作製した。この電極２
は上部と下部で反対の極性（アノード２ａまたはカソー
ド２ｃ）に分かれた電解処理面２ｓを有しており、ブス
バー接続部７で直流電源の陽極または陰極のブスバーと
接続した。電極２の電解処理面２ｓおよびブスバー接続
部７以外は全てＦＲＰライニングにより絶縁した。ま
た、図１に示すように、電極２の上部と下部（すなわち
アノード２ａとカソード２ｃ、またはカソード２ｃとア
ノード２ａ）を仕切る部分を含めた３ヶ所に、エポキシ
樹脂製の絶縁材４をストリップ３に向かって突き出るよ
うに設置した。絶縁材４にはストリップ３に対向する部
分にテーパ面５を形成し、テーパ面５はストリップ３の
走行方向に沿って、電極２側からストリップ３側に向か
って接近するように形成した。電極２の電解処理面２ｓ
には内外両面電解処理液の循環用および反応ガスの排出
用として、複数個の貫通孔６を穿設した。

【００２０】上記のように製作した２対の電極２を図１
に示すように、電解処理槽内に垂直方向に対向して設置
した。一方の対向する電極２の対の間にストリップ３を
下向に走行させ、ロール８で迂回させた後、他方の電極
２の対の間を上向に走行させるようにした。

【００２１】次に、図９に示す構成の従来の電解処理装
置と図１および図２に示す構成の本発明の電解処理装置
を用いて、冷間圧延を終えた後の冷延鋼板のストリップ
の電解クリーニング処理を下記の条件にて実施した。 ［電解条件］ 電極１面の長さ ： １６００ｍｍ（本発明は８００＋ ８００ｍｍ） 絶縁材の長さ ： １００ｍｍ 電極とストリップの間隔 ： １２ｍｍ（本発明装置のみ） ３５ｍｍ（従来装置） 電極の貫通孔 ： φ７ｍｍ×１００個／面（本発明装 置のみ） 絶縁材の突設端とストリップの間隔 ： ２ｍｍ（本発明装置のみ） ストリップの厚さ ： ０．１０ｍｍ ストリップの走行速度 ： ４００ｍｐｍ 電気量 ： ２０Ｃ／ｄｍ² 電解処理液 ： 苛性ソーダ２．３％水溶液（液温８ ５℃） 上記の条件で電解クリーニング処理を実施したところ、
従来の電解処理装置を用いた場合は処理電圧が２９Ｖで
消費電力が３８０ｋＷｈであるのに対し、本発明の電解
処理装置を用いた場合は処理電圧が７Ｖで消費電力が９
２ｋＷｈであった。すなわち、本発明の電解処理装置を
用いて電解クリーニング処理した場合は、迷走電流を防
止し、電極２とストリップ３の間隔を短縮するととも
に、電解処理槽底部のロール８部のストリップ３による
電圧ロスを抑制したことにより、低電圧で良好なクリー
ニング状態が得られ、高効率で電解処理することが可能
であった。

【００２２】なお、本発明は前記実施の形態並びに実施
例に限定されるものではなく、必要に応じて変更するこ
とができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の電解処理装置は、アノードとカ
ソードの間に突設して絶縁材を設けることにより、電解
電流がアノードからストリップを経由せずにカソードへ
流れることを防止できる。すなわち迷走電流を小さくで
き、電流の処理効率が向上する。

【００２４】また、絶縁材の対向面をストリップの走行
方向に沿ったテーパ面とすることにより、電解処理液の
流れを安定化させ、ストリップとアノードおよびカソー
ドの接触を生ずることなく両者の間隔を小さくすること
ができる。さらにアノードおよびカソードに設けた貫通
孔により、電極の内外に電解処理液および反応ガスが流
通できるようになる。また、アノードとカソードの間隔
を金属ストリップとアノードまたはカソードの間隔の２
０倍以下とすることにより、処理に関与しないロール部
ストリップの抵抗による大きな電圧ロスを抑えることが
可能となる。さらにストリップと電極との接触のおそれ
がなく安全に高電流密度で電解クリーニング処理を実施
でき、ストリップの処理速度を向上させることが可能で
ある。また、付帯的な効果として、垂直パス方式の上下
パスのいずれか一方のみの片パス処理およびストリップ
の片面のみの処理も効率よく行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電解処理装置の垂直パス方式の一例
を示す断面図

【図２】 本発明の電解処理装置における電解処理液の
流れを示す断面図

【図３】 本発明の電解処理装置の水平パス方式の一例
を示す斜視図

【図４】 図３の４−４線に沿った断面図

【図５】 図３の５−５線に沿った断面図

【図６】 本発明の電解処理装置に使う電極の一例を示
す正面図

【図７】 従来の水平パス方式の電解処理装置の一例を
示す断面図

【図８】 従来の垂直パス方式の電解処理装置の一例を
示す断面図

【図９】 従来の垂直パス方式の電解処理装置の他の一
例を示す断面図

【符号の説明】

２ ： 電極 ２ａ： アノード ２ｃ： カソード ２ｓ： 電解処理面 ３ ： ストリップ ４ ： 絶縁材 ５ ： テーパ面 ６ ： 貫通孔 ７ ： 絶縁板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡橋 良行 山口県下松市東豊井1302番地 東洋鋼鈑株 式会社下松工場内 (72)発明者 佐古 英俊 山口県下松市東豊井1302番地 東洋鋼鈑株 式会社下松工場内 (72)発明者 三奈木 昭宏 山口県下松市東豊井1302番地 東洋鋼鈑株 式会社下松工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解処理層内に対向配置された電極の間
   に金属ストリップを走行させる電解処理装置において、
   金属ストリップの両面に対向するようにアノードとカソ
   ードが金属ストリップの走行方向に並設されてなるとと
   もに、当該アノードとカソードの間には絶縁材が、金属
   ストリップ側に突出して設置されていることを特徴とす
   る電解処理装置。
2. 【請求項２】 並設したアノードとカソードのストリッ
   プ走行方向における間隔が、金属ストリップとアノード
   またはカソードの間隔の２０倍以下であることを特徴と
   する請求項１に記載の電解処理装置。
3. 【請求項３】 前記絶縁材が金属ストリップの走行方向
   に沿って、金属ストリップに漸進的に接近するテーパ面
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載の電解処理装置。
4. 【請求項４】 前記電極が貫通孔を有することを特徴と
   する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電解
   処理装置。
5. 【請求項５】 前記並設したアノードとカソードが１組
   以上あることを特徴とする請求項１から請求項４のいず
   れか１項に記載の電解処理装置。
6. 【請求項６】 水平パス方式電解処理装置の対向配置さ
   れた前記電極において、異なる極性の電極対間に絶縁板
   を挿入配置したことを特徴とする請求項１から請求項５
   のいずれか１項に記載の電解処理装置。
7. 【請求項７】 電解処理装置が電解クリーニング装置で
   あることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか
   １項に記載の電解処理装置。