電気メッキ電流制御方法
【課題】被メッキ材の加減速に対して、複数のメッキセルの負荷分担率及び使用優先順位を任意に設定して、均一目付を得ることが可能な電気メッキ電流制御方法を提供する。
【解決手段】各メッキセル１３毎に負荷分担率と使用優先順位を予め決定しておき、メッキラインをメッキ槽１４を含んだ同一長さの区分領域に分割し、また被メッキ材１１を区分領域と同一長さを有する分割区間に分割して、被メッキ材１１の進行と共に分割区間毎の積算通電量を常時トラッキングし、分割区間の先頭がメッキセル１３を通過して次段のメッキセル１３が存在する区分領域の入口に到達する毎に、目標目付量と積算通電量から換算した現状目付量との差を算出し、以降のメッキセル１３毎に決定された負荷分担率及び使用優先順位に基づいて、使用するメッキセル１３の電極１３ａの数と使用する電極１３ａに流す電極電流を再計算し、求めた電極電流を使用する電極１３ａに流す。
【解決手段】各メッキセル１３毎に負荷分担率と使用優先順位を予め決定しておき、メッキラインをメッキ槽１４を含んだ同一長さの区分領域に分割し、また被メッキ材１１を区分領域と同一長さを有する分割区間に分割して、被メッキ材１１の進行と共に分割区間毎の積算通電量を常時トラッキングし、分割区間の先頭がメッキセル１３を通過して次段のメッキセル１３が存在する区分領域の入口に到達する毎に、目標目付量と積算通電量から換算した現状目付量との差を算出し、以降のメッキセル１３毎に決定された負荷分担率及び使用優先順位に基づいて、使用するメッキセル１３の電極１３ａの数と使用する電極１３ａに流す電極電流を再計算し、求めた電極電流を使用する電極１３ａに流す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電気メッキセルを有する電気メッキ設備において、被メッキ材が加減速するときの必要電流の増減に応じて、使用するメッキセル数及びメッキセルに流す電流をそれぞれ増減させる電気メッキ電流制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電気メッキセルを有するメッキラインの電気メッキ電流制御方法としては、被メッキ材の速度に比例する総電流を計算し、総電流を各メッキセルの電極の負荷分担率と使用優先順位に従って分担する方法（トータル電流制御方法）が知られている。ここで、負荷分担率とは、各電極の重み付けにあたるもので、各電極の負荷電流の相対比率を規定する。また、使用優先順位は、総電流の増減に伴い使用するメッキセル数を増減させる場合に、どのメッキセルの電極を選択するかを規定したものである。このトータル電流制御方法では、被メッキ材の速度が一定の定常状態であれば、メッキセル数の増減もなく良好な均一目付を得ることができるが、被メッキ材の加減速時にはメッキセル数の増減が発生し、過渡的に目付量に過不足が生じる欠点がある。この欠点は、メッキセル数の増減が発生する場合においても、使用される電極に流れる電流は総和が被メッキ材の速度に比例するように制御されるため、メッキセル数追加投入時においては各電極の電流は一旦低下し、またメッキセル数減少時においては各電極の電流は一旦上昇し、これにより被メッキ材の部位によっては均一な通電量が確保されないことに起因する。
【０００３】
そこで、被メッキ材の加速時に均一目付を得るための電気メッキ電流制御方法として、被メッキ材の通電履歴を基に、後段（メッキ設備の下流側）のメッキセルから順次電極を投入しながら、ライン速度比例で電流を制御する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。一方、被メッキ材の減速時に均一目付を得るための電気メッキ電流制御手法として、被メッキ材の減速に応じて各電極の電流を減少させ、予め設定した電流値まで減少した際に、最上流（最前段）側の電極の電流を遮断すると共に被メッキ材速度を保持し、遮断時に最上流側のメッキセルの入口にあった被メッキ材のポイントが次段（下流）メッキセルの入口に到達する毎に到達したメッキセルの電極に遮断した電極の分担していた電流を残りの使用電極で均等配分した分だけ加え、トラッキングポイントが最終メッキセルの入口に到達した時点で再度減速を開始し、順次被メッキ材のトラッキングと電流制御を繰り返して減速時の電気メッキ電流制御を行う方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２５４６９３４号公報
【特許文献２】特開昭６２−１８００９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明は加速時に限定するもので、特許文献２に記載された発明は減速時に限定したもので、加減速する被メッキ材に対する均一目付を同時に解決する方法ではなかった。また、特許文献１の方法では、後段セルからひとつ前段のセルを順次投入するという前提であり、これは、実操業上において使用する電極を集中させることなく、定期的にローテーションさせながら使用する要求を満足できるものではなかった。同様に、特許文献２に記載された方法についても、前段電極から順次遮断していくという前提で、電極使用の自由度を制約すると共に、電極の遮断及び被メッキ材の減速を段階的に実施するため、被メッキ材の一様な減速を制限するものであった。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、被メッキ材の加減速に対して、複数の電極の負荷分担率及び使用優先順位を任意に設定して、均一目付を得ることが可能な電気メッキ電流制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る電気メッキ電流制御方法は、メッキセルを収納するメッキ槽が隙間を有して被メッキ材の進行方向に沿って並べて配置されたメッキラインを備えたメッキ設備で、該被メッキ材が加減速するときの必要電流の増減に応じて、使用する前記メッキセルの電極の数及び使用する該電極に流す電極電流をそれぞれ増減させる電気メッキ電流制御方法において、
前記メッキセル毎に負荷分担率と使用優先順位を予め決定しておき、前記メッキラインを、前記被メッキ材の進行方向に沿って前記メッキ槽をそれぞれ含んだ同一長さの区分領域に分割し、また前記被メッキ材を前記区分領域と同一長さを有する分割区間に分割して、前記被メッキ材の進行と共に前記分割区間毎の積算通電量を常時トラッキングし、該分割区間の先頭が前記メッキセルを通過して次段の前記メッキセルが存在する前記区分領域の入口に到達する毎に、目標目付量と前記積算通電量から換算した現状目付量との差を算出し、以降の前記メッキセル毎に決定された前記負荷分担率及び前記使用優先順位に基づいて、使用する前記メッキセルの電極の数と使用する該電極に流す前記電極電流を再計算し、求めた該電極電流を使用する該電極に流す。
【０００８】
本発明に係る電気メッキ電流制御方法において、再計算後に前記被メッキ材に速度変化が生じた場合、該速度変化と同時に、以降で使用する前記電極に流す前記電極電流の値を、速度比に比例して補正することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電気メッキ電流制御方法においては、被メッキ材の分割区間毎の通電状況を管理し、分割区間の先頭が区分領域の入口に到達する毎に以降のセルで目標目付に必要な電流量を計算して、各メッキセルの負荷分担率及び使用優先順位に基づいて各電極の電流を再計算するため、被メッキ材の加減速に対しても柔軟にメッキ電流量を調整して均一な目付を得ることができ、被メッキ材の品質の安定や歩留まり向上に貢献することができる。また、使用メッキセル選択の自由度への配慮がなされており、メッキ設備及びメッキセルの状況や制約を負荷分担率や使用優先順位に反映させた運転制御が可能となる。更に、目付量設定の増減、被メッキ材の幅の増減といった仕様変化に対しても歩留まりを低減させることなく、均一な目付を得ることができる。
【００１０】
本発明に係る電気メッキ電流制御方法において、再計算後に被メッキ材に速度変化が生じた際に、速度変化と同時に、以降で使用する電極に流す電流の値を、速度比に比例して補正する場合、被メッキ材の分割区間内での均一目付が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電気メッキ電流制御方法に使用する電気メッキ設備の構成を示す説明図である。
【図２】同電気メッキ設備の運転制御を行うメッキ制御システムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る電気メッキ電流制御方法に使用される電気メッキ設備１０では、被メッキ材（鋼板）１１は、入側ブライドル１２を通過後、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、・・・、Ｎｏ．（Ｎ−１）、Ｎｏ．Ｎのメッキセル１３がそれぞれ収容され隙間を有して配置されたＮｏ．１、Ｎｏ．２、・・・、Ｎｏ．（Ｎ−１）、Ｎｏ．Ｎのメッキ槽１４を有するメッキラインを通過しながら、各メッキ槽１４内で各メッキセル１３の電極１３ａに流す電流に応じた目付がなされ、出側ブライドル１５を通って次工程へ送られる。入側ブライドル１２及び出側ブライドル１５はそれぞれ入側電動機１６、出側電動機１７により駆動され、入側電動機１６及び出側電動機１７は電動機制御装置１８（図２参照）により制御される。入側ブライドル１２又は出側ブライドル１５のいずれか一方が被メッキ材１１の速度制御を行い、他方が被メッキ材１１に加わる張力を一定とする制御を行う。被メッキ材１１に加わる張力を一定とすることにより、メッキ目付のバラツキ及びムラ、被メッキ材１１と各メッキセル１３との接触を防止している。
【００１３】
各メッキ槽１４内には、メッキ電解液が入っており、各電極１３ａ、メッキ電解液、被メッキ材１１、コンダクターロール１９に電流が流れ、被メッキ材１１に各メッキセル１３の物質あるいは電解液中に含まれるメッキ物質がメッキされる。なお、コンダクターロール１９は、Ｎｏ．１のメッキ槽１４の入側、Ｎｏ．Ｎのメッキ槽１４の出側、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．Ｎの各メッキ槽１４の間に設けられ、各コンダクターロール１９間の距離は等しい。従って、各コンダクターロール１９の位置に合わせてメッキラインを分割すると、隣合うコンダクターロール１９で挟まれた部分がメッキラインの区分領域となる。
【００１４】
図２は、電気メッキ設備１０のメッキ槽１４の一部分と、電気メッキ設備１０の運転制御を行うメッキ制御システム２０を概念的に示したもので、図中の点線矢印の方向にメッキ電流が流れ、この電流が流れることにより被メッキ材１１に連続的にメッキがなされる。なお、図中、電気メッキ設備１０は一部省略して記載している。ここで、各メッキセル１３には、被メッキ材１１の表面、裏面共にメッキできるように、被メッキ材１１の表、裏面にそれぞれ対向して電極１３ａが設けられ、図２では被メッキ材１１の両面メッキをしている状態を示している。
【００１５】
メッキ制御システム２０は、目標目付量の設定を行う目付量設定器２１と、被メッキ材１１の速度の設定を行う速度設定器２２と、目付量設定器２１から入力される目標目付量及び速度設定器２２から入力される速度に基づいて各メッキセル１３に流すメッキセル電流値を決定する電流指令、被メッキ材１１の速度指令、及び被メッキ材１１の張力指令を出力するメッキ制御装置２３と、電流指令に基づいて各メッキセル１３に流すメッキセル電流値を制御する電流制御装置２４と、被メッキ材１１の速度指令及び張力指令に基づいて入側電動機１６及び出側電動機１７の運転を制御する電動機制御装置１８とを有している。なお、電動機制御装置１８は、被メッキ材１１の移動速度を検出する速度検出器２５の検出値を使用して、被メッキ材１１が与えられた張力の下で、与えられた速度で移動するように入側電動機１６、出側電動機１７の運転を制御する。
【００１６】
次に、本発明の一実施の形態に係る電気メッキ電流制御方法について説明する。
（１）メッキセル電流は、被メッキ材１１に対し単位面積当りの通電量を一定にするため、ライン速度（被メッキ材１１の速度）に比例した通電制御を行う。しかしながら、メッキセル及び電流制御装置の定格、使用効率並びに電流密度制約等により、単一のメッキセルに流せる電流には上、下限制約があるため、図１に示すように、メッキセル１３を収納したメッキ槽１４を複数準備し、メッキセル１３毎に負荷分担率と使用優先順位を予め決定しておく。
【００１７】
（２）次いで、目付量設定器２１を介して目標目付量、速度設定器２２を介して被メッキ材１１の速度をそれぞれメッキ制御装置２３に入力する。これによって、メッキ制御装置２３では、使用するメッキセル数と使用するメッキセル１３に流すメッキセル電流の総和が計算され、これに基づいて、使用する各メッキセル１３に流すメッキセル電流値の電流指令が各電流制御装置２４に、被メッキ材１１の速度指令及び張力指令が電動機制御装置１８にそれぞれ出力される。
【００１８】
（３）そして、被メッキ材１１を、メッキラインの区分領域と同一長さ（隣合うコンダクターロール１９間の距離と同一長さ）を有する分割区間に分割し、被メッキ材１１の進行と共に分割区間毎の積算通電量（通電履歴）を常時トラッキングする。このとき、被メッキ材１１の各分割区間の先頭（一つ先の分割区間の尾端）がメッキセル１３を通過して次段のメッキセル１３が存在する区分領域の入口（区分領域の入側のコンダクターロール１９）に到達する毎に、次段以降の各メッキセル１３に対して次の（４）、（５）の処理を行う。
【００１９】
（４）被メッキ材１１が次段のメッキセル１３が存在する区分領域の入口に到達した時点での通電履歴からその時点での現状目付量を計算し、目標目付量との差を計算し、その時点での被メッキ材１１の速度から以降で必要な電流量を計算する。
【００２０】
（５）必要な電流量が求まると、メッキセル１３の負荷分担率と使用優先順位に基づいて次段以降で使用するメッキセル１３の数と当該メッキセル１３に流すメッキセル電流を再計算する。ここで、計算後に被メッキ材１１に速度変化が生じた場合、速度変化と同時に、メッキセル電流を速度比（変化後の速度／変化前の速度）に比例させて変化させる。これにより、被メッキ材１１での分割区間内での均一目付を確保する。
【００２１】
ここで、被メッキ材をメッキしながらライン速度を上げていく際の電気メッキ電流制御方法について、５つのメッキ槽を有する電気メッキ設備を例にして説明する。
なお、本実施例では、被メッキ材が最上流側のメッキ槽に進入して最下流側のメッキ槽から出てくるまでに、５０００Ｃ／ｍ２の通電（目付量と等価）を施すものとし、電極の長さを２ｍ、被メッキ材の分割区間長を４ｍ、被メッキ材の幅を１ｍと設定した。また、使用優先順位は、表１の使用優先順位欄に記入された数値の小さい数値から優先的に使用されるものとし、負荷分担率は、表１の負荷分担率欄の数値によって与えられるものとする。表１では、被メッキ材の速度が２００ｍ／ｍｉｎ（２００ｍｐｍ）の定常状態における各メッキセルの電流、メッキセル入側での通電履歴、該メッキセルを通過後の予定通電履歴を表している。
【００２２】
【表１】
【００２３】
ここで、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍのとき、５０００Ｃ／ｍ２を目付するのに必要な総電流は１６６６７Ａのため、負荷分担率より、Ｎｏ．１メッキセルの電流（Ａ）は、１６６６７×８０／（８０＋８５＋７０）＝５６７４、Ｎｏ．３メッキセルの電流（Ａ）は、１６６６７×８５／（８０＋８５＋７０）＝６０２８、Ｎｏ．５メッキセルの電流は１６６６７×７０／（８０＋８５＋７０）＝４９６５として求めることができる。また、各メッキセルでの積算通電量（Ｃ／ｍ２）は、メッキセル電流と、被メッキ材が長さ２ｍの電極を通過する時間と、電極に投影される被メッキ材の面積、すなわち電極長×被メッキ材の幅で規定される面積により決まる。例えば、Ｎｏ．１メッキセルでは、５６７４（Ａ）×（２（ｍ）／（２００（ｍｐｍ）／６０（ｓｅｃ））／（２ｍ×１ｍ）＝１７０２（Ｃ／ｍ２）となる。同様に、Ｎｏ．３メッキセルでは、６０２８（Ａ）×（２（ｍ）／（２００（ｍｐｍ）／６０（ｓｅｃ））／（２ｍ×１ｍ）＝１８０９（Ｃ／ｍ２）であり、Ｎｏ．３メッキセル入側での積算通電量１７０２（Ｃ／ｍ２）を加算して、出側での積算通電量は３５１１（Ｃ／ｍ２）、同様にＮｏ．５メッキセル出側での積算通電量は５０００（Ｃ／ｍ２）となり、目標通電量を達成できている。Ｎｏ．２、Ｎｏ．４メッキセルでは通電電流が零のため、入側と出側の積算通電量は変化がない。
【００２４】
単一のメッキセルに流せる電流の上、下限は、設備により異なるが、例えば、単一のメッキセルに流れる電流が４０００（Ａ）から７０００（Ａ）の範囲となるように、被メッキ材の各分割区間の先頭が次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した時点で、単一のメッキセルにそれぞれ流れる電流が所望範囲に入るように、使用するメッキセルの個数を増加あるいは減少させる。以下に、メッキセル数の増加あるいは減少させる場合について説明する。
【００２５】
被メッキ材の速度が２００ｍｐｍから２５０ｍｐｍに上昇したとき、本発明では、速度比（速度変化量）に比例させて各メッキセル電流を上昇させる。各メッキセルが存在する区分領域の入口に到達した時点での被メッキ材の速度をＶ０とし、そのＶ０に従って計算されたメッキセル電流をＩ０とする。その後、次の計算タイミングに至るまでに速度がＶ１に変化したとき、そのときのメッキセル電流をＩ１とすると、Ｉ１はＩ１＝（Ｖ１／Ｖ０）×Ｉ０により与えられる。計算結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】
Ｎｏ．１、３、５メッキセルの電流は初期定常状態に比べ２５０／２００＝１．２５倍となっている。ライン速度の増加に伴い、単一のメッキセルに流れるメッキセル電流が７０００（Ａ）を超えるものがあるため、その後、被メッキ材の分割区分の先頭が次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した時点で、使用するメッキセルの個数及びメッキセル電流は再計算され、各単一のメッキセルに流れるメッキセル電流が７０００（Ａ）を超えないようにするため、使用するメッキセルの個数を３から４に増加する。メッキセルの個数を４にした場合の、再計算後の状態を表３に示す。
【００２８】
【表３】
【００２９】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでのメッキセル電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍのときに５０００（Ｃ／ｍ２）を目付するのに必要なトータル電流が２０８３３（Ａ）のため、使用優先順位４のメッキセルが投入されことを前提にして、使用するメッキセルの負荷分担率より、２０８３３×８０／（８０＋８５＋７５＋７０）＝５３７６（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルは、使用優先順位が５番目のため投入しない。仮に投入した場合について考察しておくと、Ｎｏ．２メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで５０００−１７０２＝３２９８（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りの４つのメッキセルでのトータル電流は１３７４１（Ａ）が必要となる。これをＮｏ．２、３、４、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．２メッキセルで流す電流は、１３７４１×７０／（７０＋８５＋７５＋７０）＝３２０６（Ａ）となる。これは、電流の下限４０００（Ａ）を下回るため、投入の必要がないことを確認できる。Ｎｏ．３メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで５０００−１７０２＝３２９８（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りのメッキセルでのトータル電流は１３７４１（Ａ）が必要となる。これを、Ｎｏ．３、４、５メッキセルで分担するとすると、Ｎｏ．３メッキセルでの電流は１３７４１×８５／（８５＋７５＋７０）＝５０７８（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで５０００−３５１１＝１４８９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りセルでのトータル電流は６２０５（Ａ）が必要となる。これを、使用優先順位の高いＮｏ．５メッキセル単体で負担することができるため、この時点では投入しない。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−３５１１＝１４８９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は６２０６（Ａ）となる。
【００３０】
被メッキ材のライン速度が２５０ｍｐｍのまま、次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した状態を表４に示す。
【００３１】
【表４】
【００３２】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍのときに５０００（Ｃ／ｍ２）を目付するのに必要なトータル電流が２０８３３（Ａ）のため、前回計算と同様に２０８３３×８０／（８０＋８５＋７５＋７０）＝５３７６（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルは、使用優先順位が５番目のためここでも投入しない。Ｎｏ．３メッキセル電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−１７０２＝３２９６（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りセルでのトータル電流は１３７４１（Ａ）が必要となる。これを、Ｎｏ．３、４、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．３メッキセルでの電流は１３７４１×８５／（８５＋７５＋７０）＝５０７８（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度２５０ｍｐｍで残り５０００−２９２１＝２０７９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流は８６６３（Ａ）となる。これを、Ｎｏ．４、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．４メッキセルでの通電電流は８６６３×７５／（７５＋７０）＝４４８１（Ａ）となる。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−３５１１＝１４８９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は６２０６Ａとなる。
【００３３】
被メッキ材のライン速度が２５０ｍｐｍのまま、更に次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した状態を表５に示す。
【００３４】
【表５】
【００３５】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでのメッキセル電流は、前回計算と同様に５３７６（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルはここでも投入の必要はない。Ｎｏ．３メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度２５０ｍｐｍで残り５０００−１２９０＝３７１０（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流は１５４５７（Ａ）が必要となる。これを、Ｎｏ．３、４、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．３メッキセルでの通電電流は１５４５７×８５／（８５＋７５＋７０）＝５７１２（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−２９２１＝２０７９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が８６６３（Ａ）となる。これをNo．４、５メッキセルで分担すると、No.４メッキセルでの通電電流は８６６３×７５／（７５＋７０）＝４４８１（A）となる。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−３９９６＝１００４（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は４１８２（Ａ）となる。
【００３６】
同様に被メッキ材の進行を繰り返していくと、被メッキ材の速度変化直後の再計算でＮｏ．１メッキセルが存在する区分領域の入口に位置していた被メッキ材の分割区間の先頭が、Ｎｏ．５メッキセルが存在する区分領域の入口に到達した時点では表６に示すようになる。
【００３７】
【表６】
【００３８】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでの電流は、前回計算と同様に５３７６（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルは投入の必要がない。Ｎｏ．３メッキセルでのメッキセル電流についても、前回計算と同様に５７１２（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−２６６１＝２２３９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が９７４５（Ａ）となる。これをNo．４、５メッキセルで分担すると、９７４５×７５／（７５＋７０）＝５０４０（A）となる。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り１１２０（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は４７０４（Ａ）となる。本状態は、使用優先順位、負荷分担率前提でのライン速度２５０ｍｐｍにおける定常状態となり、速度変化が生じない場合はこの状態を維持する。
【００３９】
続いて、被メッキ材の速度が減少する場合について説明する。
ライン速度２５０ｍｐｍの定常状態からライン速度２００ｍｐｍに速度が低下した場合、各メッキセルの電流Ｉ１は、Ｉ１＝（Ｖ１／Ｖ０）×Ｉ０に従い２００／２５０＝０．８倍となる。計算結果を表７に示す。
【００４０】
【表７】
【００４１】
被メッキ材の速度減少に伴い、Ｎｏ．５メッキセルに流れる電流が電流範囲下限の４０００（Ａ）を下回るため、更にその後、被メッキ材が進行して次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した際に、使用するメッキセルの個数、各メッキセルのメッキセル電流が再計算され、単一のメッキセルに流れるメッキセル電流が所望範囲となるように、使用するメッキセルの個数を４から３に減少させる。表８に再計算結果を示す。
【００４２】
【表８】
【００４３】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでのメッキセル電流は、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍのときに５０００（Ｃ／ｍ２）を目付するのに必要なトータル電流が１６６６７（Ａ）で、Ｎｏ．５メッキセルが電流範囲の下限値である４０００（Ａ）を下回るため使用優先順位４のＮｏ．４メッキセルを投入しないことを前提に、使用するメッキセルの負荷分担率より、１６６６７×８０／（８０＋８５＋７０）＝５６７４（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルは、ここでも投入の必要はない。Ｎｏ．３メッキセルでのメッキセル電流は、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−１２９０＝３７１０（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流は１２３６６（Ａ）となる。これを、使用優先順位４のNｏ．４メッキセルは使用しない前提で、Ｎｏ．３、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．３メッキセルでの通電電流は１２３６６×８５／（８５＋７０）＝６７８１（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−２６８１＝２３３９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が７７９６（Ａ）となる。これは各メッキセルの電流上限値７０００（Ａ）を超えるため、Ｎｏ．４，５メッキセルで分担することとなり、そのときの電流は７７９６×７５／（７５＋７０）＝４０３２（Ａ）となる。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３８７１＝１１２９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は３７６３（Ａ）となる。これは下限４０００（Ａ）を下回るが、トータル５０００（Ｃ／ｍ２）を確保のため３７６３Ａを流すこととなる。
【００４４】
被メッキ材ライン速度が２００ｍｐｍのまま、次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した状態を表９に示す。
【００４５】
【表９】
【００４６】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでの電流は、前回計算と同様に５６７４（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルでのメッキセル電流も前回同様に投入しない。Ｎｏ．３メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−１２９０＝３３２５（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が１２３６６（Ａ）となる。これを、Ｎｏ．３、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．３メッキセルでの通電電流は１２３６６×８５／（８５＋７０）＝６７８１（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３３２５＝１６７５（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が５５８５（Ａ）となる。これは、使用優先順位の高いＮｏ．５メッキセルで負担することができるためＮｏ．４メッキセルは投入しない。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３８７１＝１１２９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は３７６３（Ａ）となる。ここでも下限４０００（Ａ）を下回るが、トータル５０００（Ｃ／ｍ２）を確保のため３７６３（Ａ）を流すこととなる。
【００４７】
被メッキ材のライン速度が２００ｍｐｍのまま、更に次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した状態を表１０に示す。
【００４８】
【表１０】
【００４９】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでのメッキセル電流は、前回計算と同様に５６７４（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルでの電流も前回同様に投入しない。Ｎｏ．３メッキセルでのメッキセル電流は、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−１７０２＝３２９８（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が１０９９３（Ａ）となる。これを、Ｎｏ．３、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．３メッキセルでの通電電流は１０９３３×８５／（８５＋７０）＝６０２８（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３３２５＝１６７５（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が５５８５（Ａ）となる。これは、使用優先順位の高いＮｏ．５セルで負担することができるためＮｏ．４メッキセルは投入しない。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３３２５＝１６７５（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は５５８５（Ａ）
となる。
【００５０】
同様に被メッキ材の進行を繰り返していくと、被メッキ材の速度変化直後の再計算でＮｏ．１メッキセルが存在する区分領域の入口に位置していた被メッキ材の分割区間の先頭が、Ｎｏ．５メッキセルが存在する区分領域の入口に到達した時点では表１１に示すようになる。
【００５１】
【表１１】
【００５２】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでのメッキセル電流は、前回計算と同様に５６７４（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルでの電流についても前回同様に投入しない。Ｎｏ．３メッキセルについても前回計算と同様で、６０２８（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３５１１＝１４８９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が４９６５（Ａ）となる。これは、使用優先順位の高いＮｏ．５メッキセルで負担することができるため、Ｎｏ．４メッキセルは使用しない。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３５１１＝１４８９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は４９６５（Ａ）となる。本状態は、使用優先順位、負荷分担率前提でのライン速度２００ｍｐｍにおける定常状態となり、本実施例の最初の定常状態と同じ状態に戻っており、速度変化が生じない場合はこの状態を維持する。
【００５３】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、本実施の形態では、電流値０Ａのセルが存在しているが、セルに電流を流さないとセルにメッキされる懸念がある場合は、強制的に少量の電流を流してもよい。
なお、「通電するメッキセルの電極の増減」と「使用するメッキセル数の増減」、「メッキセルの投入あるいは電極の投入」と「メッキセルの電極に通電すること」、「メッキセルの電極に流す電極電流」と「メッキセル電流」とはそれぞれ同じ意味である。また、本発明の実施例では、１つのメッキセルの中には、上下一対の電極を１つ有する場合で説明したが、１つのメッキセルの中に、上あるいは下の１つの電極のみを有する場合にも適用可能であるし、１つのメッキセルの中に、上下一対の電極を複数有する場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１０：電気メッキ設備、１１：被メッキ材、１２：入側ブライドル、１３：メッキセル、１３ａ：電極、１４：メッキ槽、１５：出側ブライドル、１６：入側電動機、１７：出側電動機、１８：電動機制御装置、１９：コンダクターロール、２０：メッキ制御システム、２１：目付量設定器、２２：速度設定器、２３：メッキ制御装置、２４：電流制御装置、２５：速度検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電気メッキセルを有する電気メッキ設備において、被メッキ材が加減速するときの必要電流の増減に応じて、使用するメッキセル数及びメッキセルに流す電流をそれぞれ増減させる電気メッキ電流制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電気メッキセルを有するメッキラインの電気メッキ電流制御方法としては、被メッキ材の速度に比例する総電流を計算し、総電流を各メッキセルの電極の負荷分担率と使用優先順位に従って分担する方法（トータル電流制御方法）が知られている。ここで、負荷分担率とは、各電極の重み付けにあたるもので、各電極の負荷電流の相対比率を規定する。また、使用優先順位は、総電流の増減に伴い使用するメッキセル数を増減させる場合に、どのメッキセルの電極を選択するかを規定したものである。このトータル電流制御方法では、被メッキ材の速度が一定の定常状態であれば、メッキセル数の増減もなく良好な均一目付を得ることができるが、被メッキ材の加減速時にはメッキセル数の増減が発生し、過渡的に目付量に過不足が生じる欠点がある。この欠点は、メッキセル数の増減が発生する場合においても、使用される電極に流れる電流は総和が被メッキ材の速度に比例するように制御されるため、メッキセル数追加投入時においては各電極の電流は一旦低下し、またメッキセル数減少時においては各電極の電流は一旦上昇し、これにより被メッキ材の部位によっては均一な通電量が確保されないことに起因する。
【０００３】
そこで、被メッキ材の加速時に均一目付を得るための電気メッキ電流制御方法として、被メッキ材の通電履歴を基に、後段（メッキ設備の下流側）のメッキセルから順次電極を投入しながら、ライン速度比例で電流を制御する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。一方、被メッキ材の減速時に均一目付を得るための電気メッキ電流制御手法として、被メッキ材の減速に応じて各電極の電流を減少させ、予め設定した電流値まで減少した際に、最上流（最前段）側の電極の電流を遮断すると共に被メッキ材速度を保持し、遮断時に最上流側のメッキセルの入口にあった被メッキ材のポイントが次段（下流）メッキセルの入口に到達する毎に到達したメッキセルの電極に遮断した電極の分担していた電流を残りの使用電極で均等配分した分だけ加え、トラッキングポイントが最終メッキセルの入口に到達した時点で再度減速を開始し、順次被メッキ材のトラッキングと電流制御を繰り返して減速時の電気メッキ電流制御を行う方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２５４６９３４号公報
【特許文献２】特開昭６２−１８００９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明は加速時に限定するもので、特許文献２に記載された発明は減速時に限定したもので、加減速する被メッキ材に対する均一目付を同時に解決する方法ではなかった。また、特許文献１の方法では、後段セルからひとつ前段のセルを順次投入するという前提であり、これは、実操業上において使用する電極を集中させることなく、定期的にローテーションさせながら使用する要求を満足できるものではなかった。同様に、特許文献２に記載された方法についても、前段電極から順次遮断していくという前提で、電極使用の自由度を制約すると共に、電極の遮断及び被メッキ材の減速を段階的に実施するため、被メッキ材の一様な減速を制限するものであった。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、被メッキ材の加減速に対して、複数の電極の負荷分担率及び使用優先順位を任意に設定して、均一目付を得ることが可能な電気メッキ電流制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る電気メッキ電流制御方法は、メッキセルを収納するメッキ槽が隙間を有して被メッキ材の進行方向に沿って並べて配置されたメッキラインを備えたメッキ設備で、該被メッキ材が加減速するときの必要電流の増減に応じて、使用する前記メッキセルの電極の数及び使用する該電極に流す電極電流をそれぞれ増減させる電気メッキ電流制御方法において、
前記メッキセル毎に負荷分担率と使用優先順位を予め決定しておき、前記メッキラインを、前記被メッキ材の進行方向に沿って前記メッキ槽をそれぞれ含んだ同一長さの区分領域に分割し、また前記被メッキ材を前記区分領域と同一長さを有する分割区間に分割して、前記被メッキ材の進行と共に前記分割区間毎の積算通電量を常時トラッキングし、該分割区間の先頭が前記メッキセルを通過して次段の前記メッキセルが存在する前記区分領域の入口に到達する毎に、目標目付量と前記積算通電量から換算した現状目付量との差を算出し、以降の前記メッキセル毎に決定された前記負荷分担率及び前記使用優先順位に基づいて、使用する前記メッキセルの電極の数と使用する該電極に流す前記電極電流を再計算し、求めた該電極電流を使用する該電極に流す。
【０００８】
本発明に係る電気メッキ電流制御方法において、再計算後に前記被メッキ材に速度変化が生じた場合、該速度変化と同時に、以降で使用する前記電極に流す前記電極電流の値を、速度比に比例して補正することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電気メッキ電流制御方法においては、被メッキ材の分割区間毎の通電状況を管理し、分割区間の先頭が区分領域の入口に到達する毎に以降のセルで目標目付に必要な電流量を計算して、各メッキセルの負荷分担率及び使用優先順位に基づいて各電極の電流を再計算するため、被メッキ材の加減速に対しても柔軟にメッキ電流量を調整して均一な目付を得ることができ、被メッキ材の品質の安定や歩留まり向上に貢献することができる。また、使用メッキセル選択の自由度への配慮がなされており、メッキ設備及びメッキセルの状況や制約を負荷分担率や使用優先順位に反映させた運転制御が可能となる。更に、目付量設定の増減、被メッキ材の幅の増減といった仕様変化に対しても歩留まりを低減させることなく、均一な目付を得ることができる。
【００１０】
本発明に係る電気メッキ電流制御方法において、再計算後に被メッキ材に速度変化が生じた際に、速度変化と同時に、以降で使用する電極に流す電流の値を、速度比に比例して補正する場合、被メッキ材の分割区間内での均一目付が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電気メッキ電流制御方法に使用する電気メッキ設備の構成を示す説明図である。
【図２】同電気メッキ設備の運転制御を行うメッキ制御システムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る電気メッキ電流制御方法に使用される電気メッキ設備１０では、被メッキ材（鋼板）１１は、入側ブライドル１２を通過後、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、・・・、Ｎｏ．（Ｎ−１）、Ｎｏ．Ｎのメッキセル１３がそれぞれ収容され隙間を有して配置されたＮｏ．１、Ｎｏ．２、・・・、Ｎｏ．（Ｎ−１）、Ｎｏ．Ｎのメッキ槽１４を有するメッキラインを通過しながら、各メッキ槽１４内で各メッキセル１３の電極１３ａに流す電流に応じた目付がなされ、出側ブライドル１５を通って次工程へ送られる。入側ブライドル１２及び出側ブライドル１５はそれぞれ入側電動機１６、出側電動機１７により駆動され、入側電動機１６及び出側電動機１７は電動機制御装置１８（図２参照）により制御される。入側ブライドル１２又は出側ブライドル１５のいずれか一方が被メッキ材１１の速度制御を行い、他方が被メッキ材１１に加わる張力を一定とする制御を行う。被メッキ材１１に加わる張力を一定とすることにより、メッキ目付のバラツキ及びムラ、被メッキ材１１と各メッキセル１３との接触を防止している。
【００１３】
各メッキ槽１４内には、メッキ電解液が入っており、各電極１３ａ、メッキ電解液、被メッキ材１１、コンダクターロール１９に電流が流れ、被メッキ材１１に各メッキセル１３の物質あるいは電解液中に含まれるメッキ物質がメッキされる。なお、コンダクターロール１９は、Ｎｏ．１のメッキ槽１４の入側、Ｎｏ．Ｎのメッキ槽１４の出側、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．Ｎの各メッキ槽１４の間に設けられ、各コンダクターロール１９間の距離は等しい。従って、各コンダクターロール１９の位置に合わせてメッキラインを分割すると、隣合うコンダクターロール１９で挟まれた部分がメッキラインの区分領域となる。
【００１４】
図２は、電気メッキ設備１０のメッキ槽１４の一部分と、電気メッキ設備１０の運転制御を行うメッキ制御システム２０を概念的に示したもので、図中の点線矢印の方向にメッキ電流が流れ、この電流が流れることにより被メッキ材１１に連続的にメッキがなされる。なお、図中、電気メッキ設備１０は一部省略して記載している。ここで、各メッキセル１３には、被メッキ材１１の表面、裏面共にメッキできるように、被メッキ材１１の表、裏面にそれぞれ対向して電極１３ａが設けられ、図２では被メッキ材１１の両面メッキをしている状態を示している。
【００１５】
メッキ制御システム２０は、目標目付量の設定を行う目付量設定器２１と、被メッキ材１１の速度の設定を行う速度設定器２２と、目付量設定器２１から入力される目標目付量及び速度設定器２２から入力される速度に基づいて各メッキセル１３に流すメッキセル電流値を決定する電流指令、被メッキ材１１の速度指令、及び被メッキ材１１の張力指令を出力するメッキ制御装置２３と、電流指令に基づいて各メッキセル１３に流すメッキセル電流値を制御する電流制御装置２４と、被メッキ材１１の速度指令及び張力指令に基づいて入側電動機１６及び出側電動機１７の運転を制御する電動機制御装置１８とを有している。なお、電動機制御装置１８は、被メッキ材１１の移動速度を検出する速度検出器２５の検出値を使用して、被メッキ材１１が与えられた張力の下で、与えられた速度で移動するように入側電動機１６、出側電動機１７の運転を制御する。
【００１６】
次に、本発明の一実施の形態に係る電気メッキ電流制御方法について説明する。
（１）メッキセル電流は、被メッキ材１１に対し単位面積当りの通電量を一定にするため、ライン速度（被メッキ材１１の速度）に比例した通電制御を行う。しかしながら、メッキセル及び電流制御装置の定格、使用効率並びに電流密度制約等により、単一のメッキセルに流せる電流には上、下限制約があるため、図１に示すように、メッキセル１３を収納したメッキ槽１４を複数準備し、メッキセル１３毎に負荷分担率と使用優先順位を予め決定しておく。
【００１７】
（２）次いで、目付量設定器２１を介して目標目付量、速度設定器２２を介して被メッキ材１１の速度をそれぞれメッキ制御装置２３に入力する。これによって、メッキ制御装置２３では、使用するメッキセル数と使用するメッキセル１３に流すメッキセル電流の総和が計算され、これに基づいて、使用する各メッキセル１３に流すメッキセル電流値の電流指令が各電流制御装置２４に、被メッキ材１１の速度指令及び張力指令が電動機制御装置１８にそれぞれ出力される。
【００１８】
（３）そして、被メッキ材１１を、メッキラインの区分領域と同一長さ（隣合うコンダクターロール１９間の距離と同一長さ）を有する分割区間に分割し、被メッキ材１１の進行と共に分割区間毎の積算通電量（通電履歴）を常時トラッキングする。このとき、被メッキ材１１の各分割区間の先頭（一つ先の分割区間の尾端）がメッキセル１３を通過して次段のメッキセル１３が存在する区分領域の入口（区分領域の入側のコンダクターロール１９）に到達する毎に、次段以降の各メッキセル１３に対して次の（４）、（５）の処理を行う。
【００１９】
（４）被メッキ材１１が次段のメッキセル１３が存在する区分領域の入口に到達した時点での通電履歴からその時点での現状目付量を計算し、目標目付量との差を計算し、その時点での被メッキ材１１の速度から以降で必要な電流量を計算する。
【００２０】
（５）必要な電流量が求まると、メッキセル１３の負荷分担率と使用優先順位に基づいて次段以降で使用するメッキセル１３の数と当該メッキセル１３に流すメッキセル電流を再計算する。ここで、計算後に被メッキ材１１に速度変化が生じた場合、速度変化と同時に、メッキセル電流を速度比（変化後の速度／変化前の速度）に比例させて変化させる。これにより、被メッキ材１１での分割区間内での均一目付を確保する。
【００２１】
ここで、被メッキ材をメッキしながらライン速度を上げていく際の電気メッキ電流制御方法について、５つのメッキ槽を有する電気メッキ設備を例にして説明する。
なお、本実施例では、被メッキ材が最上流側のメッキ槽に進入して最下流側のメッキ槽から出てくるまでに、５０００Ｃ／ｍ２の通電（目付量と等価）を施すものとし、電極の長さを２ｍ、被メッキ材の分割区間長を４ｍ、被メッキ材の幅を１ｍと設定した。また、使用優先順位は、表１の使用優先順位欄に記入された数値の小さい数値から優先的に使用されるものとし、負荷分担率は、表１の負荷分担率欄の数値によって与えられるものとする。表１では、被メッキ材の速度が２００ｍ／ｍｉｎ（２００ｍｐｍ）の定常状態における各メッキセルの電流、メッキセル入側での通電履歴、該メッキセルを通過後の予定通電履歴を表している。
【００２２】
【表１】
【００２３】
ここで、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍのとき、５０００Ｃ／ｍ２を目付するのに必要な総電流は１６６６７Ａのため、負荷分担率より、Ｎｏ．１メッキセルの電流（Ａ）は、１６６６７×８０／（８０＋８５＋７０）＝５６７４、Ｎｏ．３メッキセルの電流（Ａ）は、１６６６７×８５／（８０＋８５＋７０）＝６０２８、Ｎｏ．５メッキセルの電流は１６６６７×７０／（８０＋８５＋７０）＝４９６５として求めることができる。また、各メッキセルでの積算通電量（Ｃ／ｍ２）は、メッキセル電流と、被メッキ材が長さ２ｍの電極を通過する時間と、電極に投影される被メッキ材の面積、すなわち電極長×被メッキ材の幅で規定される面積により決まる。例えば、Ｎｏ．１メッキセルでは、５６７４（Ａ）×（２（ｍ）／（２００（ｍｐｍ）／６０（ｓｅｃ））／（２ｍ×１ｍ）＝１７０２（Ｃ／ｍ２）となる。同様に、Ｎｏ．３メッキセルでは、６０２８（Ａ）×（２（ｍ）／（２００（ｍｐｍ）／６０（ｓｅｃ））／（２ｍ×１ｍ）＝１８０９（Ｃ／ｍ２）であり、Ｎｏ．３メッキセル入側での積算通電量１７０２（Ｃ／ｍ２）を加算して、出側での積算通電量は３５１１（Ｃ／ｍ２）、同様にＮｏ．５メッキセル出側での積算通電量は５０００（Ｃ／ｍ２）となり、目標通電量を達成できている。Ｎｏ．２、Ｎｏ．４メッキセルでは通電電流が零のため、入側と出側の積算通電量は変化がない。
【００２４】
単一のメッキセルに流せる電流の上、下限は、設備により異なるが、例えば、単一のメッキセルに流れる電流が４０００（Ａ）から７０００（Ａ）の範囲となるように、被メッキ材の各分割区間の先頭が次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した時点で、単一のメッキセルにそれぞれ流れる電流が所望範囲に入るように、使用するメッキセルの個数を増加あるいは減少させる。以下に、メッキセル数の増加あるいは減少させる場合について説明する。
【００２５】
被メッキ材の速度が２００ｍｐｍから２５０ｍｐｍに上昇したとき、本発明では、速度比（速度変化量）に比例させて各メッキセル電流を上昇させる。各メッキセルが存在する区分領域の入口に到達した時点での被メッキ材の速度をＶ０とし、そのＶ０に従って計算されたメッキセル電流をＩ０とする。その後、次の計算タイミングに至るまでに速度がＶ１に変化したとき、そのときのメッキセル電流をＩ１とすると、Ｉ１はＩ１＝（Ｖ１／Ｖ０）×Ｉ０により与えられる。計算結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】
Ｎｏ．１、３、５メッキセルの電流は初期定常状態に比べ２５０／２００＝１．２５倍となっている。ライン速度の増加に伴い、単一のメッキセルに流れるメッキセル電流が７０００（Ａ）を超えるものがあるため、その後、被メッキ材の分割区分の先頭が次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した時点で、使用するメッキセルの個数及びメッキセル電流は再計算され、各単一のメッキセルに流れるメッキセル電流が７０００（Ａ）を超えないようにするため、使用するメッキセルの個数を３から４に増加する。メッキセルの個数を４にした場合の、再計算後の状態を表３に示す。
【００２８】
【表３】
【００２９】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでのメッキセル電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍのときに５０００（Ｃ／ｍ２）を目付するのに必要なトータル電流が２０８３３（Ａ）のため、使用優先順位４のメッキセルが投入されことを前提にして、使用するメッキセルの負荷分担率より、２０８３３×８０／（８０＋８５＋７５＋７０）＝５３７６（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルは、使用優先順位が５番目のため投入しない。仮に投入した場合について考察しておくと、Ｎｏ．２メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで５０００−１７０２＝３２９８（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りの４つのメッキセルでのトータル電流は１３７４１（Ａ）が必要となる。これをＮｏ．２、３、４、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．２メッキセルで流す電流は、１３７４１×７０／（７０＋８５＋７５＋７０）＝３２０６（Ａ）となる。これは、電流の下限４０００（Ａ）を下回るため、投入の必要がないことを確認できる。Ｎｏ．３メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで５０００−１７０２＝３２９８（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りのメッキセルでのトータル電流は１３７４１（Ａ）が必要となる。これを、Ｎｏ．３、４、５メッキセルで分担するとすると、Ｎｏ．３メッキセルでの電流は１３７４１×８５／（８５＋７５＋７０）＝５０７８（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで５０００−３５１１＝１４８９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りセルでのトータル電流は６２０５（Ａ）が必要となる。これを、使用優先順位の高いＮｏ．５メッキセル単体で負担することができるため、この時点では投入しない。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−３５１１＝１４８９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は６２０６（Ａ）となる。
【００３０】
被メッキ材のライン速度が２５０ｍｐｍのまま、次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した状態を表４に示す。
【００３１】
【表４】
【００３２】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍのときに５０００（Ｃ／ｍ２）を目付するのに必要なトータル電流が２０８３３（Ａ）のため、前回計算と同様に２０８３３×８０／（８０＋８５＋７５＋７０）＝５３７６（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルは、使用優先順位が５番目のためここでも投入しない。Ｎｏ．３メッキセル電流は、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−１７０２＝３２９６（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りセルでのトータル電流は１３７４１（Ａ）が必要となる。これを、Ｎｏ．３、４、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．３メッキセルでの電流は１３７４１×８５／（８５＋７５＋７０）＝５０７８（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度２５０ｍｐｍで残り５０００−２９２１＝２０７９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流は８６６３（Ａ）となる。これを、Ｎｏ．４、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．４メッキセルでの通電電流は８６６３×７５／（７５＋７０）＝４４８１（Ａ）となる。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−３５１１＝１４８９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は６２０６Ａとなる。
【００３３】
被メッキ材のライン速度が２５０ｍｐｍのまま、更に次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した状態を表５に示す。
【００３４】
【表５】
【００３５】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでのメッキセル電流は、前回計算と同様に５３７６（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルはここでも投入の必要はない。Ｎｏ．３メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度２５０ｍｐｍで残り５０００−１２９０＝３７１０（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流は１５４５７（Ａ）が必要となる。これを、Ｎｏ．３、４、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．３メッキセルでの通電電流は１５４５７×８５／（８５＋７５＋７０）＝５７１２（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−２９２１＝２０７９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が８６６３（Ａ）となる。これをNo．４、５メッキセルで分担すると、No.４メッキセルでの通電電流は８６６３×７５／（７５＋７０）＝４４８１（A）となる。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−３９９６＝１００４（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は４１８２（Ａ）となる。
【００３６】
同様に被メッキ材の進行を繰り返していくと、被メッキ材の速度変化直後の再計算でＮｏ．１メッキセルが存在する区分領域の入口に位置していた被メッキ材の分割区間の先頭が、Ｎｏ．５メッキセルが存在する区分領域の入口に到達した時点では表６に示すようになる。
【００３７】
【表６】
【００３８】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでの電流は、前回計算と同様に５３７６（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルは投入の必要がない。Ｎｏ．３メッキセルでのメッキセル電流についても、前回計算と同様に５７１２（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り５０００−２６６１＝２２３９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が９７４５（Ａ）となる。これをNo．４、５メッキセルで分担すると、９７４５×７５／（７５＋７０）＝５０４０（A）となる。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２５０ｍｐｍで残り１１２０（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は４７０４（Ａ）となる。本状態は、使用優先順位、負荷分担率前提でのライン速度２５０ｍｐｍにおける定常状態となり、速度変化が生じない場合はこの状態を維持する。
【００３９】
続いて、被メッキ材の速度が減少する場合について説明する。
ライン速度２５０ｍｐｍの定常状態からライン速度２００ｍｐｍに速度が低下した場合、各メッキセルの電流Ｉ１は、Ｉ１＝（Ｖ１／Ｖ０）×Ｉ０に従い２００／２５０＝０．８倍となる。計算結果を表７に示す。
【００４０】
【表７】
【００４１】
被メッキ材の速度減少に伴い、Ｎｏ．５メッキセルに流れる電流が電流範囲下限の４０００（Ａ）を下回るため、更にその後、被メッキ材が進行して次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した際に、使用するメッキセルの個数、各メッキセルのメッキセル電流が再計算され、単一のメッキセルに流れるメッキセル電流が所望範囲となるように、使用するメッキセルの個数を４から３に減少させる。表８に再計算結果を示す。
【００４２】
【表８】
【００４３】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでのメッキセル電流は、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍのときに５０００（Ｃ／ｍ２）を目付するのに必要なトータル電流が１６６６７（Ａ）で、Ｎｏ．５メッキセルが電流範囲の下限値である４０００（Ａ）を下回るため使用優先順位４のＮｏ．４メッキセルを投入しないことを前提に、使用するメッキセルの負荷分担率より、１６６６７×８０／（８０＋８５＋７０）＝５６７４（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルは、ここでも投入の必要はない。Ｎｏ．３メッキセルでのメッキセル電流は、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−１２９０＝３７１０（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流は１２３６６（Ａ）となる。これを、使用優先順位４のNｏ．４メッキセルは使用しない前提で、Ｎｏ．３、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．３メッキセルでの通電電流は１２３６６×８５／（８５＋７０）＝６７８１（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−２６８１＝２３３９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が７７９６（Ａ）となる。これは各メッキセルの電流上限値７０００（Ａ）を超えるため、Ｎｏ．４，５メッキセルで分担することとなり、そのときの電流は７７９６×７５／（７５＋７０）＝４０３２（Ａ）となる。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３８７１＝１１２９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は３７６３（Ａ）となる。これは下限４０００（Ａ）を下回るが、トータル５０００（Ｃ／ｍ２）を確保のため３７６３Ａを流すこととなる。
【００４４】
被メッキ材ライン速度が２００ｍｐｍのまま、次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した状態を表９に示す。
【００４５】
【表９】
【００４６】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでの電流は、前回計算と同様に５６７４（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルでのメッキセル電流も前回同様に投入しない。Ｎｏ．３メッキセルでの電流は、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−１２９０＝３３２５（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が１２３６６（Ａ）となる。これを、Ｎｏ．３、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．３メッキセルでの通電電流は１２３６６×８５／（８５＋７０）＝６７８１（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３３２５＝１６７５（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が５５８５（Ａ）となる。これは、使用優先順位の高いＮｏ．５メッキセルで負担することができるためＮｏ．４メッキセルは投入しない。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３８７１＝１１２９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は３７６３（Ａ）となる。ここでも下限４０００（Ａ）を下回るが、トータル５０００（Ｃ／ｍ２）を確保のため３７６３（Ａ）を流すこととなる。
【００４７】
被メッキ材のライン速度が２００ｍｐｍのまま、更に次のメッキセルが存在する区分領域の入口に到達した状態を表１０に示す。
【００４８】
【表１０】
【００４９】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでのメッキセル電流は、前回計算と同様に５６７４（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルでの電流も前回同様に投入しない。Ｎｏ．３メッキセルでのメッキセル電流は、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−１７０２＝３２９８（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が１０９９３（Ａ）となる。これを、Ｎｏ．３、５メッキセルで分担すると、Ｎｏ．３メッキセルでの通電電流は１０９３３×８５／（８５＋７０）＝６０２８（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３３２５＝１６７５（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が５５８５（Ａ）となる。これは、使用優先順位の高いＮｏ．５セルで負担することができるためＮｏ．４メッキセルは投入しない。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３３２５＝１６７５（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は５５８５（Ａ）
となる。
【００５０】
同様に被メッキ材の進行を繰り返していくと、被メッキ材の速度変化直後の再計算でＮｏ．１メッキセルが存在する区分領域の入口に位置していた被メッキ材の分割区間の先頭が、Ｎｏ．５メッキセルが存在する区分領域の入口に到達した時点では表１１に示すようになる。
【００５１】
【表１１】
【００５２】
ここで、Ｎｏ．１メッキセルでのメッキセル電流は、前回計算と同様に５６７４（Ａ）となる。Ｎｏ．２メッキセルでの電流についても前回同様に投入しない。Ｎｏ．３メッキセルについても前回計算と同様で、６０２８（Ａ）となる。Ｎｏ．４メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３５１１＝１４８９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、残りメッキセルでのトータル電流が４９６５（Ａ）となる。これは、使用優先順位の高いＮｏ．５メッキセルで負担することができるため、Ｎｏ．４メッキセルは使用しない。Ｎｏ．５メッキセルでは、被メッキ材の速度が２００ｍｐｍで残り５０００−３５１１＝１４８９（Ｃ／ｍ２）を通電する必要があり、必要電流は４９６５（Ａ）となる。本状態は、使用優先順位、負荷分担率前提でのライン速度２００ｍｐｍにおける定常状態となり、本実施例の最初の定常状態と同じ状態に戻っており、速度変化が生じない場合はこの状態を維持する。
【００５３】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、本実施の形態では、電流値０Ａのセルが存在しているが、セルに電流を流さないとセルにメッキされる懸念がある場合は、強制的に少量の電流を流してもよい。
なお、「通電するメッキセルの電極の増減」と「使用するメッキセル数の増減」、「メッキセルの投入あるいは電極の投入」と「メッキセルの電極に通電すること」、「メッキセルの電極に流す電極電流」と「メッキセル電流」とはそれぞれ同じ意味である。また、本発明の実施例では、１つのメッキセルの中には、上下一対の電極を１つ有する場合で説明したが、１つのメッキセルの中に、上あるいは下の１つの電極のみを有する場合にも適用可能であるし、１つのメッキセルの中に、上下一対の電極を複数有する場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１０：電気メッキ設備、１１：被メッキ材、１２：入側ブライドル、１３：メッキセル、１３ａ：電極、１４：メッキ槽、１５：出側ブライドル、１６：入側電動機、１７：出側電動機、１８：電動機制御装置、１９：コンダクターロール、２０：メッキ制御システム、２１：目付量設定器、２２：速度設定器、２３：メッキ制御装置、２４：電流制御装置、２５：速度検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッキセルを収納するメッキ槽が隙間を有して被メッキ材の進行方向に沿って並べて配置されたメッキラインを備えたメッキ設備で、該被メッキ材が加減速するときの必要電流の増減に応じて、使用する前記メッキセルの電極の数及び使用する該電極に流す電極電流をそれぞれ増減させる電気メッキ電流制御方法において、
前記メッキセル毎に負荷分担率と使用優先順位を予め決定しておき、前記メッキラインを、前記被メッキ材の進行方向に沿って前記メッキ槽をそれぞれ含んだ同一長さの区分領域に分割し、また前記被メッキ材を前記区分領域と同一長さを有する分割区間に分割して、前記被メッキ材の進行と共に前記分割区間毎の積算通電量を常時トラッキングし、該分割区間の先頭が前記メッキセルを通過して次段の前記メッキセルが存在する前記区分領域の入口に到達する毎に、目標目付量と前記積算通電量から換算した現状目付量との差を算出し、以降の前記メッキセル毎に決定された前記負荷分担率及び前記使用優先順位に基づいて、使用する前記メッキセルの電極の数と使用する該電極に流す前記電極電流を再計算し、求めた該電極電流を使用する該電極に流すことを特徴とする電気メッキ電流制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の電気メッキ電流制御方法において、再計算後に前記被メッキ材に速度変化が生じた場合、該速度変化と同時に、以降で使用する前記電極に流す前記電極電流の値を、速度比に比例して補正することを特徴とする電気メッキ電流制御方法。
【請求項１】
メッキセルを収納するメッキ槽が隙間を有して被メッキ材の進行方向に沿って並べて配置されたメッキラインを備えたメッキ設備で、該被メッキ材が加減速するときの必要電流の増減に応じて、使用する前記メッキセルの電極の数及び使用する該電極に流す電極電流をそれぞれ増減させる電気メッキ電流制御方法において、
前記メッキセル毎に負荷分担率と使用優先順位を予め決定しておき、前記メッキラインを、前記被メッキ材の進行方向に沿って前記メッキ槽をそれぞれ含んだ同一長さの区分領域に分割し、また前記被メッキ材を前記区分領域と同一長さを有する分割区間に分割して、前記被メッキ材の進行と共に前記分割区間毎の積算通電量を常時トラッキングし、該分割区間の先頭が前記メッキセルを通過して次段の前記メッキセルが存在する前記区分領域の入口に到達する毎に、目標目付量と前記積算通電量から換算した現状目付量との差を算出し、以降の前記メッキセル毎に決定された前記負荷分担率及び前記使用優先順位に基づいて、使用する前記メッキセルの電極の数と使用する該電極に流す前記電極電流を再計算し、求めた該電極電流を使用する該電極に流すことを特徴とする電気メッキ電流制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の電気メッキ電流制御方法において、再計算後に前記被メッキ材に速度変化が生じた場合、該速度変化と同時に、以降で使用する前記電極に流す前記電極電流の値を、速度比に比例して補正することを特徴とする電気メッキ電流制御方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２０２９５０（Ｐ２０１０−２０２９５０Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２１２０（Ｐ２００９−５２１２０）
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
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