JP2904892B2

JP2904892B2 - 迷走電流抑制方法及びその装置

Info

Publication number: JP2904892B2
Application number: JP2228186A
Authority: JP
Inventors: 慎二阿部; 一男武部; 元宮成
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1999-06-14
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JPH04110499A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、金属帯を連続的にメツキ処理や脱スケール
処理等の電解処理する装置が設置された一連の加工処理
ライン内において発生する迷走電流を抑制して、この迷
走電流による金属帯や当処理ライン内における種々の装
置や機器への被害を防止することの出来る迷走電流抑制
方法とその装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、一槽のみで構成される電解処理装置では同一の
槽内に正電極と負電極とが対称的に配置されているた
め、槽の入，出両側間の金属帯の電位差が極めて小さ
く、そのために本来の通電経路以外に流れる電流（これ
を迷走電流と言う）が殆んど発生しなかった。

また、一槽で構成されたものであっても電極配置によ
り槽の入，出両側間の金属帯の電位差が大きい電解処理
装置や、複数の槽から構成され装置の入，出両側間の金
属帯の電位差が大きい電解処理装置を有する加工処理ラ
インにおいては、金属帯と金属帯を通板する機器との間
を絶縁性物質（例えばゴム等）で電気的に絶縁すること
により迷走電流の発生を防いでいた。

しかしながら、既存の加工処理ラインで金属帯と電気
的に絶縁されていない通板装置を有するライン設備の中
に、入，出両側間の金属帯の電位差が大きい電解処理装
置を有する場合や追加設置する場合、迷走電流の発生を
防ぐことが出来ず、下記の問題点が発生していた。

（ア）加工処理ライン中に設置されているシヤーによ
り金属帯を剪断する時、シヤーと金属帯との間から火花
が発生し、金属帯の損傷，シヤー刃物の刃欠，金属帯の
剪断異常などが生じる。

（イ）当ライン中に設けられている金属ロールの表面
と金属帯の間で発生するスパークによりロール表面にス
パツタが付着し、そのスパツタにより金属帯に押込み疵
が発生する。

（ウ）金属ロールのベアリングに電流が流れ、ベアリ
ングの焼付きが発生する。

（エ）通板操作上の理由により、オペレータが金属帯
と通板設備の間に金属棒を突込んだ時に、火花が発生し
てオペレータが火傷したりする。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は前記従来技術の問題点を解消するために、金
属帯を連続的に電解処理する装置を有する一連の加工処
理ライン内における迷走電流の発生を簡単に且つ自動的
に抑制し、迷走電流によつてもたらされる金属帯や当処
理ライン内における種々の装置及び機器への被害を防止
し、金属帯や当処理ラインを安定に保護することを課題
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、電解処理装置外の迷走電流の流れる経
路において金属帯のみならず巻戻し装置や巻取り装置の
ほか通板用の金属ロールやシヤーなどの機器への迷走電
流による被害が実際に発生し又はその可能性のある機器
の位置を調べて種々検討した結果、その機器よりも電解
処理装置に近い金属帯の個所に、迷走電流が流れている
ときのその個所における電位極性とは逆電位極性の電圧
を電解処理装置の電解電源とは別の外部電源を用いて常
時印加することにより、迷走電流の発生を容易に旦つ白
動的に抑制することの出来ることを究明して本発明を完
成した。

本発明で言う電解処理装置としては、メツキ装置や脱
スケール装置があり、また装置を構成する槽も１槽のみ
の場合や複数槽の場合がある。以下に２槽式の脱スケー
ル電解処理装置を有している加工処理ラインを例として
本発明を、本発明を適用しない場合と比べて説明する
が、その他の電解処理装置を有していたり追加設置した
場合でも同様に本発明が適用される。

第１図は電解処理ラインに本発明装置を適用した場合
の１例の概略構成図、第２図は第１図の簡易等価回路
図、第３図は第１図において本発明を適用しないで電解
処理するときの迷走電流の経路の説明図、第４図は第３
図の簡易等価回路図である。

第１図及び第３図に示した加工処理ラインは、２槽式
の脱スケール用の電解処理装置を有し主要装置や機器の
みを図示した脱スケール処理ラインであつて、その運転
状況は次のようである。巻戻し装置１から巻き出された
金属帯19は通板用の金属ロール２で駆動されて連続走行
し、入側電解処理装置５及び出側電解処理装置６を順次
通過して再び通板用の金属ロール２を経て巻取り装置４
に連続的に巻き取られる。入側電解処理装置５及び出側
電解処理装置６にはそれぞれ陽電極７及び陰電極８が金
属帯19の面に対向して設けられていて、電圧V,電流Ｉの
電解電源９（一般に投入電力量調節のため電流可変式で
ある）に結線されており、金属帯19が電解液の入つた各
電解処理装置5,6内を通過する際に各電極7,8に対向する
個所がそれぞれ陰電極及び陽電極に分極し回路を形成し
て、図示する方向の一点鎖線で示す電解電流12が流れる
ので、走行する金属帯19の或る一定個所に着目すれば順
次陰極電解作用及び陽極電解作用を受けて脱スケール処
理が行われ、適宜な個所でシヤー３で切断されながら巻
取り装置４で巻き取られるのである。

このような電解処理において、本来の電解電流12は前
記したように（電解電源９）→陽電極７→金属帯19→陰
電極８→（電解電源９）の電流経路を流れる。しかしな
がら、加工処理ラインには例えば電解処理装置の入，出
側にある通板用の金属ロール２や巻戻し装置1,巻取り装
置４等のような常時金属帯19と接触する部分を有する装
置や機器や、シヤー３などのように必要時に金属帯19と
接触することのある部分を有する装置や機器が設置され
ていて、これらはこれらを支持するフレームや架台によ
つて直接に或は大地を通じて電気的にそれも電気抵抗小
さく接続されており、従つて電解電源９を基点及び終点
とする例えば第３図に二点鎖線で示すような迷走電流13
経路が前記本来の通電路、すなわち電解電流12以外にい
くつも形成され得る状態にある。従つて陽電極７と陰電
極８との電位差が或る程度以上に大きい場合は、第３図
に示す電流経路方向の迷走電流13が本来の電解電流12か
ら分流して、例えば（電解電源９）→陽電極７→金属帯
19→金属ロール２→フレーム，架台，大地→金属ロール
２→金属帯19→陰電極８→（電解電源９）のように、或
は金属ロール２の代わりに又はそれに加えて巻戻し装置
１又は巻取り装置４を経て流れる。また金属帯19を剪断
するためにシヤー３が作動するときは、シヤー３も迷走
電流13の経路となり得る。そしてこの迷走電流13の経路
やその大きさは、通板する金属帯（金属の種類，鋼種，
寸法など）自体の違い、電解処理装置やこれを有する加
工処理ラインの違い、諸々の装置や機器が連なつて構成
される加工処理ライン内の構成差，構成装置や機器と加
工処理ライン全体の接地（アース）及び絶縁され方の違
い，電解処理条件（通板速度，金属帯への電解電流密
度，電解処理液の濃度や温度，金属帯の温度など）や運
転上の種々な条件によって変化する。このような迷走電
流13の簡易等価回路を示したものが第４図である。電解
電源９から出て電路抵抗14（RL₁）を受けて流れる元電
流20（Ｉ）は、Ａ点（陽電極７の上流側端部に相当す
る）で陰陽両分極間の金属帯抵抗15（Rst）を受ける電
解電流12（I₁）と迷走電路抵抗16（RA）を受ける迷走電
流13（I₂）とに分かれ、Ｂ点（陰電極８の下流側端部に
相当する）で合流し再び電路抵抗14（RL₂）を受けて電
解電流９に戻る。この迷走電流13（I₂）の大きさは、電
解処理装置の入，出両側間の電位差すなわちＡ点とＢ点
と間の電位差をＶ″とすると、となる。本発明はこのＡ点とＢ点と間の電位差Ｖ″を零
に近付ける、すなわち消去せしめようとするものであ
る。

すなわち、本発明の一つは通板される金属帯の長さ方
向に沿つてこれと対向して配置された電極を経て電解電
源から間接通電される電解処理装置及び通板される金属
帯に常時接触する部分及び／又は接触することのある部
分を有する装置や機器が設置されている加工処理ライン
に金属帯を連続的に通板し、電解処理装置の入，出両側
の金属帯及び上記装置や機器を電流経路の一部とする迷
走電流の発生を伴いながら電解処理するに際し、電解処
理装置のライン上流側及び下流側において迷走電流から
の保護を図るべき装置や機器よりも電解処理装置に近い
位置に金属帯の電位差検出点をそれぞれ設定して、金属
帯上の両検出点間の電位差とその電位極性とを連続的に
検出し、上記両検出点の何れか一方の近傍に該一方の検
出点で検出されるのとは逆電位極性でほぼ等量に制御さ
れた電圧を、電解電源とは異なる外部電源から常時印加
して金属帯上の前記両検出点間の電位差を低減させるこ
とにより迷走電流の発生を抑制することを特徴とする迷
走電流抑制方法である。

また本発明の他の一つは、通板される金属帯の長さ方
向に沿つてこれと対向して配置された電極を経て電解電
源から間接通電される電解処理装置及び通板される金属
帯に常時接触する部分及び／又は接触することのある部
分を有する装置や機器が設置されている加工処理ライン
に金属帯を連続的に通板し、電解処理装置の入，出両側
の金属帯及び上記装置や機器を電流経路の一部とする迷
走電流の発生を伴いながら電解処理する場合における上
記迷走電流の発生を抑制する装置であって、（ｉ）電解処理装置のライン上流側及び下流側におい
て迷走電流からの保護を図るべき装置や機器よりも電解
処理装置に近い位置に設定される金属帯の電位差検出点
にそれぞれ常時接触可能に設置される電位差検出用の接
触子と、上記両検出点間の電位差と電位極性とを連続的
に検出する迷走電路電位差検出用アンプとから成る迷走
電路電位差検出器、（ii）電解電源とは異なる電源であつて電圧制御可能
な外部電源、（iii）前記両電位差検出点の何れか一方の近傍に金
属帯と接触可能に設置される給電装置、（iv）前記迷走電路電位差検出用アンプを有する検出
器で検出される電位差とその電位極性とを入力信号と
し、これらを零に近付ける、すなわち消去せしめるため
の電位制御信号を外部電源に出力する外部電源電圧制御
用アンプ、とから成り、給電装置が設置される側の電位差検出点と
は逆電位極性の外部電源の端子と給電装置とが接続され
ており、外部電源の他方の端子は電解処理装置の電解電
源の電極のうち上記他方の端子と同じ電位極性であつて
給電装置に最も近い電極に接続されていることを特徴と
する迷走電流抑制装置である。

本発明の原理を第２図の簡易等価回路図により説明す
る。本発明においては、迷走電路上に選択したＣ点（後
述する給電装置18の位置に相当する）と電解電源９との
間に外部電源10とを有する回路を設ける。第４図の迷走
電路の電路抵抗16（RA）は第２図ではＣ点で迷走電路抵
抗16′（RA′）と金属帯抵抗15′（Rst′）とに分かれ
ており、電路抵抗14′（RL₃）は外部電源10とＣ点にお
ける電解電源９による電位極性とは逆の電圧Ｖ′をＣ点
に印加するように結線されている。このような第２図の
回路において付加した外部電源10を含む回路がないもの
とした場合は、迷走電流13（I₂）は第４図と殆んど変る
ことはなく、Ａ点，迷走電路抵抗16′（RA′）,C点，金
属帯抵抗15′（Rst′）,B点を順次経て電解電源９に戻
る。しかしながら、外部電源10を作動させＣ点に逆電位
極性の電圧を印加すると、第２図に示すように迷走電流
抑制電流21（I₃）が矢印方向に流れてＡ点とＣ点との間
の電位差は小さくなり、従つて迷走電流13（I₂）はそれ
だけ小さくなる。外部電源電圧制御用アンプ11から出力
する電位制御信号により外部電源10から金属帯19のＣ点
に印加する逆の電圧Ｖ′を制御してＡ点とＣ点との間の
電位差を零に近付ける程、そして零にすれば、迷走電読
13（I₂）の大きさは段々小さくなり遂に消去せしめるこ
とができる。

前記原理を更に具体的に構成したのが本発明装置であ
る。

〔実施例〕

本発明装置を第１図に示す実施例により具体的に説明
する。

電解処理装置5,6の入，出（ライン上流，下流と同
じ）の両側に金属帯上の電位差検出点を設定するに当つ
て、上記入又は出側に迷走電流13からの保護を図るべき
装置や機器を実情調査したり予想したりして定める。そ
のような装置や機器が複数個存在するときは、これらを
含んで迷走電流低減必要区間として把握する。本例にお
いては迷走電流13からの保護を図るべきものを金属ロー
ル２及びシヤー３の機器とする。従つて本例では第１図
に示すように、ライン上流，下流何れの側でも金属ロー
ル２よりも電解処理装置側に近い位置に金属帯19の電位
差検出点をそれぞれ設定し、その両検出点の位置に第１
図に示すように電位差検出用接触子17,17を設置すると
共に、それから入力する信号により両検出点の間の電位
差と共にその電位極性をも検出し出力する迷走電路電位
差検出用アンプ22を設置する。この場合、迷走電流13か
らの保護を図るべき装置や機器が格別ないときには、電
解処理装置5,6の入，出の両側直近の位置に両検出点を
設定し、この両検出点の位置に電位差検出用接触子17,1
7を設置してもよいのである。そして上記電位差検出点
の何れか一方従つて電位差検出用接触子17,17の何れか
一方の近傍に、例えば接触式の金属製給電ロールなどの
給電装置18を設置する。一般に給電装置18の取付位置を
電解処理装置5,6に近く設置すると、迷走電流を抑制す
る区間を長くすることが出来るが、迷走電流抑制するた
めの外部電源10が大容量のものを必要とする。逆に、給
電装置18の取付位置を電解処理装置5,6から遠く離すと
外部電源10は小容量のもので済むが、迷走電流を抑制す
る区間が短くなる。総合して迷走電流13の通過の低減を
図る必要がある装置や機器よりも電解処理装置側で且つ
その装置や機器に近い位置が好ましい。また、ラインの
上流，下流何れの側の電位差検出用接触子17,17の近傍
とするかは限定されないが、上記の観点から電解処理装
置からの距離の長い方が好ましい。本例はライン下流側
の電位差検出用接触子17を選択したものである。若しラ
イン上流側の電位差検出用接触子17を選んだとすれば、
印加する電圧の電位極性等は後記する本例の電位極性と
は逆になる。

また、電解電源９の電圧を検出する電解電源電圧検出
器23,外部電源10及び外部電源電圧制御用アンプ11をそ
れぞれ設置する。この外部電源電圧制御用アンプ11は、
オフセツトをなくすように比例・積分型のものを用いる
のが好ましく、迷走電路電位差検出アンプ22で検出し出
力する電位差とその電位極性とを低減尚且つ消失せしめ
るような電位制御信号を外部電源10に出力させるのであ
る。また、この外部電源電圧制御用アンプ11に電解電源
電圧検出器23により検出される電解電源電圧を入力して
いるのは、迷走電路電位差検出用アンプ22で検出される
電位差がこの電解電源電圧Ｖの値に近いので、万が一迷
走電路電位差検出用アンプ22が故障して検出した電位差
が不定となつた時でも瞬時に制御系が異常となるのを防
ぐべく安定した基準電圧となり得るからである。

そして上記各装置，機器は次のように結線し接続す
る。給電装置18はそれが設置された側（従つて本例では
ライン下流側）の電位差検出点とは逆電位極性でほぼ等
量の電圧が外部電源10によつて印加されるように、従つ
て本例では第１図に示すように外部電源10のプラス端子
（＋端子）に結線し、外部電源10の他の端子すなわちマ
イナス端子（−端子）は電解処理装置5,6の電解電源９
のうち外部電源10の上記他の端子と同じ電位極性すなわ
ち陰電極であって給電装置18に最も近い電極（本例では
単純化しているため一つの負電極となつている）に結線
し接続する。迷走電路電位差検出用アンプ22は外部電源
電圧制御用アンプ11にその検出信号を入力出来るよう
に、また電解電源電圧検出器23も電解電源９から検出信
号（電圧）を取り出して外部電源電圧制御用アンプ11に
入力出来るように結線して、外部電源電圧制御用アンプ
11からその出力（電位制御信号）を外部電源10に入力出
来るように結線し接続する。このようにして第１図に示
すように本発明装置が構成されているのである。

次に、前記各装置や機器を使用して本発明方法を実施
する場合をそれらの作用と共に説明する。許容される金
属の種類，鋼種，寸拡等の範囲にある金属帯19を先ず通
常通り連続的に通板しながら加工処理ライン内における
電解処理装置で電解処理する。そして接触子17,17間の
電位差とその電位極性は迷走電路電位差検出用アンプ22
で検出されて外部電源電圧制御用アンプ11に入力される
から、この電位差とその電位極性を連続的に検出しなが
らこれらを零又は零に近付けるように電圧可変式の外部
電源10の電圧を制御する。この外部電源10は前記したよ
うに電位差検出点（接触子17,17と同位置）における電
解電源９による電解電流12の電位極性とは逆向きの電圧
を給電装置18に印加するようになつているから、前記の
ように接触子17,17間の電位差とその電位極性を零又は
零に近付ける、すなわち消去せしめることが出来るので
ある。このような消去作用を発現出来る本発明方法は第
１図により説明したような本発明装置によって自動的に
行われるのである。

このような本発明方法の実施により電位差検出点間の
電位差を零又は零に近付け得ることは、すなわち迷走電
流経路のうち電解処理装置から電位差検出点よりも外側
にある金属帯19を経由する迷走電流13を零又は零に近付
け得ることを意味し、従って電位差検出点よりも外側に
ある金属ロール２やシヤー３を流れる迷走電流13を零又
は零に近く低減尚且つ消去させることが出来るのであ
る。また何かの事情で接触子17,17間の電位差の信号が
外部電源電圧制御用アンプ11に入らなくなつたときでも
電解電源９の電圧が電解電源電圧検出器23により検出さ
れて入力していることにより直ちに異常な運転とならず
に、対策を採ることが可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明は電解処理装置の入，出
側の金属帯電位差が大きい電解処理装置が設置されてお
り、且つ金属帯を通板する装置と金属帯が電気的に絶縁
されていない設備による金属帯の連続処理において、迷
走電流から保護すべき装置や機器よりも電解処理装置に
近い金属帯の個所に迷走電流が流れているときの電位極
性とは逆向きの電圧を外部電源により印加するように構
成したことにより以下に述べる効果を有する。

（ｉ）一連の加工処理ライン内における迷走電流の発
生を容易に且つ自動的に抑制する事が出来る。これによ
り以下の効果をもたらすことが可能である。

（ii）シヤーにて金属帯を剪断する時、シヤーと金属
帯の間から発生する火花を防止し、金属帯自身の損傷，
シヤー刃物の刃欠け，金属帯の剪断異常などを防ぐ。

（iii）金属ロールの表面と金属帯の間で発生する小ス
パークがなくなり、ロールに付着したスパツタが金属帯
表面へ疵を付けることがなくなる。

（iv）金属ロールのベアリングに流れる電流がなくな
り、ベアリングの焼付きを防げる。

（ｖ）金属帯と通板装置の間に金属棒を突込んでも火
花が発生せず、人体に影響を与える事がない。

（vi）このように連続通板する金属帯自体のみならず
電解処理装置以外の種々装置や機器から構成される加工
処理ラインを保護し安定に維持することが出来て、金属
帯の品質・歩留面の向上，当処理ラインの能率・生産性
の向上及びメンテナンス費用の節減などに非常に有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電解処理ラインに本発明装置を適用した場合の
１例の概略構成図、第２図は第１図の簡易等価回路図、
第３図は第１図において本発明を適用しないで電解処理
するときの迷走電流の経路の説明図、第４図は第３図の
簡易等価回路図である。図面中１……巻戻し装置２……通板用の金属ロール３……シヤー４……巻取り装置５……入側電解処理装置６……出側電解処理装置７……陽電極８……陰電極９……電解電源 10……外部電源 11……外部電源電圧制御用アンプ 12……電解電流 13……迷走電流 14,14′……電路抵抗 15,15′……金属帯抵抗 16,16′……迷走電流電路抵抗 17……電位差検出用の接触子 18……給電装置 19……金属帯 20……元電流 21……迷走電流抑制電流 22……電位差検出用アンプ 23……電解電源電圧検出器 I₁，I₂，I₃……電流 RA,RA′……迷走電流抵抗 RL₁，RL₂，RL₃……電路抵抗 RSt,RSt′……金属帯抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C25D 21/00 - 21/12 C25D 7/06 C25F 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】通板される金属帯（19）の長さ方向に沿つ
てこれと対向して配置された電極を経て電解電源（９）
から間接通電される電解処理装置及び通板される金属帯
（19）に常時接触する部分及び／又は接触することのあ
る部分を有する装置や機器が設置されている加工処理ラ
インに金属帯（19）を連続的に通板し、電解処理装置の
入，出両側の金属帯（19）及び上記装置や機器を電流経
路の一部とする迷走電流（13）の発生を伴いながら電解
処理するに際し、電解処理装置のライン上流側及び下流
側において迷走電流（13）からの保護を図るべき装置や
機器よりも電解処理装置に近い位置に金属帯（19）の電
位差検出点をそれぞれ設定して金属帯（19）上の両検出
点間の電位差とその電位極性とを連続的に検出し、上記
両検出点の何れかー方の近傍に該一方の検出点で検出さ
れるのとは逆電位極性の電圧を電解電源（９）とは異な
る外部電源（10）から常時印加して金属帯（19）の前記
両検出点間の電位差を低減させることにより迷走電流
（13）の発生を抑制することを特徴とする迷走電流抑制
方法。
【請求項２】通板される金属帯（19）の長さ方向に沿つ
てこれと対向して配置された電極を経て電解電源（９）
から間接通電される電解処理装置及び通板される金属帯
（19）に常時接触する部分及び／又は接触することのあ
る部分を有する装置や機器が設置されている加工処理ラ
インに金属帯（19）を連続的に通板し、電解処理装置の
入，出両側の金属帯（19）及び上記装置や機器を電流経
路の一部とする迷走電流（13）の発生を伴いながら電解
処理する場合における上記迷走電流（13）の発生を抑制
する装置であつて、（ｉ）電解処理装置のライン上流側及び下流側におい
て迷走電流（13）からの保護を図るべき装置や機器より
も電解処理装置に近い位置に設定された金属帯（19）の
電位差検出点にそれぞれ常時接触可能に設置される電位
差検出用の接触子（17），（17）と、上記両検出点間の
電位差とその電位極性とを連続的に検出する迷走電路電
位差検出用アンプ（22）とから成る迷走電路電位差検出
器、（ii）電解電源（９）とは異なる電源であつて電圧制
御可能な外部電源（10）、（iii）前記両電位差検出点の何れか一方の近傍に金
属帯（19）と接触可能に設置される給電装置（18）、（iv）電解電源電圧検出器（23）で検出される電解電
源電圧と迷走電路電位差検出用アンプ（22）で検出され
る電位差とその電位極性とを入力信号とし、迷走電路電
位差検出用アンプ（22）で検出される電位差とその電位
極性とを消去せしめるための電位制御信号を外部電源
（10）に出力する外部電源電圧制御用アンプ（11）、とから成り、給電装置（18）が設置される側の電位差検
出点とは逆電位極性の外部電源（10）の端子と給電装置
（18）とが接続されており、外部電源（10）の他方の端
子は電解処理装置（5,6）の電解電源（９）のうち上記
他方の端子と同じ電位極性であつて給電装置（18）に最
も近い電極に接続されていることを特徴とする迷走電流
抑制装置。