JP2000282271A - 金属材料の連続酸洗設備におけるスケール付着抑制方法 - Google Patents
金属材料の連続酸洗設備におけるスケール付着抑制方法Info
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Abstract
ケールの付着を抑制することが可能な金属材料の連続酸
洗設備におけるスケール付着抑制方法の提供。 【解決手段】 好ましくはSiを2.5 wt%以上含有する珪
素鋼板である金属材料の連続酸洗設備の酸洗槽の酸洗液
に、ヒドロキシアルキリデンジホスホン酸および/また
はそれらの水溶性塩を、酸洗液中の濃度として1mg/l以
上添加する金属材料の連続酸洗設備におけるスケール付
着抑制方法。
Description
の連続酸洗設備におけるスケール付着抑制方法に関す
る。
の製造工程においては、酸洗が行われる。図2に、鋼板
の連続酸洗設備の一例を示す。なお、図2において、1
は酸洗槽、2は酸洗液、3はヘルパーロール、4は間接
熱交換器(:テフロンチューブ式熱交換器)、5は酸洗
液循環配管、6は酸洗液循環ポンプ、7は酸洗原液貯
槽、8は流量調節弁、9は弁、Sは鋼帯、f1は鋼帯Sの
通板方向、f2は酸洗液の循環方向を示す。
槽1内の酸洗液の液温、酸濃度の均一化を計るために、
酸洗液循環配管5、酸洗液循環ポンプ6によって酸洗液
を循環する。また、酸洗液加温用の間接熱交換器4とし
て、テフロンチューブ式熱交換器など、蒸気などの加熱
媒体を流通する耐酸性の樹脂チューブを用いた間接熱交
換器が使用される。
ては、酸洗槽1において、鋼帯Sは所定の液組成、液温
の酸洗液2に浸漬され酸洗が行われるが、従来、酸洗設
備の接液部へのシリカ系スケール(以下Si系スケールと
記す)の付着によって、下記(1) 〜(7) に示す種々の問
題があった。 (1) 酸洗槽1の酸洗液2中に配設された間接熱交換器4
の器壁(管外壁)にSi系スケールが固着し、熱交換器の
能力低下により蒸気原単位が増加する。
換器の能力低下によって酸洗液の液温が低下すると酸洗
液の脱スケール力が低下するため、熱交換器への蒸気供
給量を増加する必要があった。 (2) 間接熱交換器として用いるテフロンチューブ式熱交
換器に固着したSi系スケールを除去するためにラインの
停止が必要となり、連続酸洗設備の生産性が低下する。
Si系スケール除去の際に、テフロンチューブが一部破損
し、蒸気漏れおよび該チューブに接続された蒸気供給配
管(鋼製)への酸液侵入による蒸気供給配管の腐食、孔
開きが生じる。 (4) ヘルパーロール3の溝部へSi系スケールであるヘド
ロが固着し、ロール溝部へのヘドロ固着に起因する鋼帯
蛇行が生じ、その際、ラインを停止し、ヘルパーロール
を交換する必要がある。
あるヘドロの吸引、除去および酸洗槽1内の清掃に多数
の工数を必要とする。 (6) 酸洗液循環ポンプ6のメカニカルシールが破損す
る。 (7) 酸洗液循環ポンプ6がSi系スケールによって閉塞
し、酸洗槽内の液温が不均一となる。
酸洗において顕著であった。
来技術の問題点を解決し、鋼板など金属材料の連続酸洗
設備におけるスケールの付着を抑制することが可能な金
属材料の連続酸洗設備におけるスケール付着抑制方法を
提供することを目的とする。
続酸洗設備の酸洗槽の酸洗液に、ヒドロキシアルキリデ
ンジホスホン酸および/またはヒドロキシアルキリデン
ジホスホン酸の水溶性塩を、前記酸洗液中の合計濃度と
して1mg/l以上添加することを特徴とする金属材料の連
続酸洗設備におけるスケール付着抑制方法である。
液中のSi(金属シリコン)およびSi化合物のSiの合計量
(:合計濃度)がSiO2換算で50mg/l以上、より好ましく
は、前記酸洗液中のSi(金属シリコン)およびSi化合物
のSiの合計量(:合計濃度)がSiO2換算で100mg/l 以上
である金属材料の連続酸洗設備におけるスケール付着抑
制方法として適用される(本発明の好適態様)。
は、好ましくは、前記金属材料が鋼板である金属材料の
連続酸洗設備におけるスケール付着抑制方法として適用
される。また、前記した本発明、本発明の好適態様は、
さらに好ましくは、前記金属材料が、Siを2.5 wt%以上
含有する珪素鋼板である金属材料の連続酸洗設備におけ
るスケール付着抑制方法として適用される。
する。前記したように、鋼板などの金属材料、特にSiを
含有する珪素鋼板の連続酸洗設備においては、酸洗槽に
おけるヘドロ状のSi系スケールによる種々の問題が発生
し、その都度、連続酸洗設備の操業を停止し、付設装置
の保守、交換を行い、さらにはこれらの問題に対処する
ために、ヘドロ状のSi系スケールの吸引、除去および酸
洗槽内の清掃を行う必要があった。
ために鋭意検討した結果、金属材料の連続酸洗設備の酸
洗槽の酸洗液に、ヒドロキシアルキリデンジホスホン酸
および/またはヒドロキシアルキリデンジホスホン酸の
水溶性塩を、上記酸洗液中の合計濃度として1mg/l以上
添加することによって、連続酸洗設備におけるスケール
の付着を大幅に抑制し、前記した種々の問題のいずれを
も解決することが可能であることを見出した。
ホスホン酸は、下記一般式(1) で示され、該ヒドロキシ
アルキリデンジホスホン酸としては、1−ヒドロキシエ
チリデン−1,1−ジホスホン酸(:1−ヒドロキシエ
タン−1,1−ジホスホン酸)が例示される。
のアルキル基を示す。また、一般式(1) で示されるヒド
ロキシアルキリデンジホスホン酸の水溶性塩としては、
ヒドロキシアルキリデンジホスホン酸のアルカリ金属
塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウムアミン塩、アン
モニウム塩および低級アルカノールアミン塩などから選
ばれる1種または2種以上が好ましい。
Na塩および/またはK塩が好ましく、アルカリ土類金属
塩としてはCa塩および/またはMg塩が好ましい。また、
本発明においては、好ましくは、ヒドロキシアルキリデ
ンジホスホン酸および/またはヒドロキシアルキリデン
ジホスホン酸の水溶性塩を、金属材料の連続酸洗設備の
酸洗槽の酸洗液に、該酸洗液中の合計濃度として1mg/l
以上、より好ましくは1〜20mg/lとなるように添加す
る。
ル付着抑制効果が低く、逆に20mg/lを超える場合は、ス
ケール付着抑制効果が実用上飽和し、経済的でない。本
発明においては、酸洗槽の酸洗液へのヒドロキシアルキ
リデンジホスホン酸および/またはヒドロキシアルキリ
デンジホスホン酸の水溶性塩の添加は、図2に示す酸洗
液補給のための酸洗液貯槽7への供給、酸洗槽の酸洗液
への直接供給もしくは図1に示すように酸洗液循環配管
5中の酸洗液への供給によって行うことができる。
となる金属材料の組成によって異なるが、塩酸水溶液、
硫酸水溶液、硝酸水溶液、塩酸および硫酸を含む水溶
液、硝酸および弗酸を含む水溶液、硝酸および塩酸を含
む水溶液が例示される。また、本発明は、好ましくは、
酸洗液中のSi(金属シリコン)およびSi化合物のSiの合
計Si量(:合計Si濃度)がSiO2換算で50mg/l以上、より
好ましくは、酸洗液中のSiおよびSi化合物のSiの合計Si
量(:合計Si濃度)がSiO2換算で100mg/l 以上である金
属材料の連続酸洗設備におけるスケール付着抑制方法と
して適用される。
の合計Si量(:合計Si濃度)がSiO2換算で50mg/l以上の
場合、さらには100mg/l 以上の場合、金属材料の連続酸
洗設備における前記した種々の問題が生じ、本発明によ
ってこれらの問題を解決できるためである。なお、酸洗
液中のSiおよびSi化合物のSiの合計Si量(:合計Si濃
度)がSiO2換算で1000mg/lを超える場合、スケール付着
を抑制することが困難となるため、本発明においては、
酸洗液中のSiおよびSi化合物のSiの合計Si量(:合計Si
濃度)はSiO2換算で1000mg/l以下であることが望まし
い。
%以上の珪素鋼板、さらに好ましくはSi含有量が2.5 〜
4.5wt %の珪素鋼板の、好ましくは塩酸水溶液による酸
洗もしくは塩酸−硫酸混酸水溶液による酸洗におけるス
ケール付着抑制方法として好適に適用される。これは、
Si含有量が2.5wt %以上の珪素鋼板の塩酸酸洗もしくは
塩酸−硫酸混酸酸洗において特に前記した種々の問題が
顕在化し、上記珪素鋼板の酸洗に本発明を適用すること
によって前記した種々の問題を全て基本的に大幅に解決
できるためである。
素鋼板のSi含有量の好適上限値は4.5wt %であり、これ
はSi含有量が4.5wt %超えの場合、珪素鋼板の加工が困
難となるためである。また、上記した珪素鋼板の塩酸酸
洗もしくは塩酸−硫酸混酸酸洗における酸濃度の好適範
囲は、塩酸酸洗の場合、塩酸濃度が2〜20wt%であり、
塩酸−硫酸混酸酸洗の場合、塩酸および硫酸の合計濃度
が2〜40wt%である。
記一般式(1) で示されるヒドロキシアルキリデンジホス
ホン酸および/またはヒドロキシアルキリデンジホスホ
ン酸の水溶性塩に加えて、その他のスケール防止剤、ス
ケール分散剤、防食剤を添加してもよい。以上、本発明
について説明したが、本発明によれば、後記の実施例に
示すように、鋼帯などの金属材料、特に珪素鋼板の連続
酸洗設備におけるSi系スケールの生成に伴う(1) 酸洗液
加温用の熱交換器における使用エネルギーの増加、(2)
耐酸性熱交換器に用いられる樹脂製のチューブ保守時の
破損、(3) 金属帯の蛇行に伴うラインの停止、(4) 金属
帯の蛇行に伴うロールの交換、(5) ヘドロの除去作業、
(6) 酸洗液循環ポンプの破損、(7) 酸洗液循環ポンプの
閉塞に伴う酸洗槽内の液温の不均一化などの問題を全て
大幅に解決することが可能となった。
的に説明する。 (実施例1)図1に示す連続酸洗設備において、Si含有
量が3wt%の方向性電磁鋼板(珪素鋼板)の塩酸酸洗を
行った。
槽10から、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホス
ホン酸(:1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン
酸)の濃厚水溶液を、定量ポンプ11によって酸洗液循環
配管5中の酸洗液へ供給し、酸洗槽1内の酸洗液中の上
記1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸の
濃度を10mg/lに維持した(本発明例1)。
に示す。なお、酸洗液の液温は、80℃とした。試験結果
を、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸
無添加時の結果(比較例)と併せて表2に示す。また、
1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸無添
加時に間接熱交換器4のテフロンチューブに固着したス
ケールの分析結果を表3に示す。
面保護性の指標である酸洗減量(Pickling-Loss) は比較
例に対してほとんど変化せず、過酸洗は生ぜず、また製
造された珪素鋼板へホルステライト皮膜を形成せしめた
際の皮膜の目付量も比較例に対してほとんど変化せず、
本発明による酸洗方法を用いても良好な品質の珪素鋼板
が得られることが分かった。
いて、前記した本発明例1において、添加する薬剤を代
えた以外は本発明例1と同様の条件で、Si含有量が3wt
%の方向性電磁鋼板(珪素鋼板)の塩酸酸洗を行った。
すなわち、前記した本発明例1において、1−ヒドロキ
シエチリデン−1,1−ジホスホン酸に代えて、1−ヒ
ドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸(:1−ヒ
ドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸)のNa塩を本発
明例1と同様の方法で、酸洗槽1内の酸洗液中に供給
し、酸洗槽1内の酸洗液中の上記Na塩の濃度を10mg/lに
維持した(本発明例2)。
されるように、本発明によれば、組成が例えばFe2O3 :
18.7wt%、SiO2:41.0wt%である、硬質で緻密なSi系ス
ケールの酸洗設備の接液部への付着を抑制し、下記の種
々の優れた効果を得ることができ、前記した従来技術の
問題点を全て大幅に解決することが可能となった。
なり、鋼帯の酸洗設備における生産性の向上を達成する
ことができた。 (2) 鋼帯の蛇行によるライン停止が皆無となり、ロール
交換に要する工数が0となった。 (3) 熱交換器における蒸気などの加熱媒体の使用量を削
減することが可能となり、省エネルギーに寄与すること
ができる。
り、鋼帯の酸洗設備における生産性の向上に寄与するこ
とができ、また熱交換器チューブの交換に要する工数が
0となった。 (5) 循環ポンプの破損、閉塞による循環ポンプの交換頻
度が減少し、循環ポンプの交換に要する工数を削減でき
ると共に、酸洗液循環ポンプの閉塞に伴う酸洗槽内の液
温の不均一化時のトラブルを減少できる。
に付着、固着するスケールの除去および酸洗槽底部に堆
積するヘドロの清掃に要する時間を短縮することがで
き、鋼帯の酸洗設備における生産性の向上を達成するこ
とができた。
種々の優れた効果が得られ、珪素鋼帯などの金属帯の連
続酸洗設備の生産性が大幅に向上すると共に、省エネル
ギーおよび省力化が達成でき、さらには安全に寄与する
ことができ、本発明は工業上極めて有用である。
上:金属帯の蛇行によるライン停止、保守および熱交換
器チューブ交換が不要となると共に、酸洗設備における
付着、固着スケール、堆積スケールの除去、清掃に要す
る時間を短縮することができ、金属帯の連続酸洗設備に
おける生産性の向上を達成することができる。
ける蒸気使用を削減することが可能となり、省エネルギ
ーに寄与することができる。 (3) 省力化の達成、安全への寄与:スケールの除去、清
掃に要する時間の短縮、ロール交換頻度の減少、酸洗液
循環ポンプの交換頻度の減少、熱交換器チューブの交換
の不要化などによって、省力化を達成することができ
る。
作業が軽減されるため安全に寄与することができる。
説明図(側断面図)である。
説明図(側断面図)である。
Claims (3)
- 【請求項1】 金属材料の連続酸洗設備の酸洗槽の酸洗
液に、ヒドロキシアルキリデンジホスホン酸および/ま
たはヒドロキシアルキリデンジホスホン酸の水溶性塩
を、前記酸洗液中の合計濃度として1mg/l以上添加する
ことを特徴とする金属材料の連続酸洗設備におけるスケ
ール付着抑制方法。 - 【請求項2】 前記酸洗液中のSiおよびSi化合物のSiの
合計量がSiO2換算で50mg/l以上であることを特徴とする
請求項1記載の金属材料の連続酸洗設備におけるスケー
ル付着抑制方法。 - 【請求項3】 前記金属材料が、Siを2.5 wt%以上含有
する珪素鋼板であることを特徴とする請求項1または2
記載の金属材料の連続酸洗設備におけるスケール付着抑
制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11087600A JP2000282271A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 金属材料の連続酸洗設備におけるスケール付着抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11087600A JP2000282271A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 金属材料の連続酸洗設備におけるスケール付着抑制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000282271A true JP2000282271A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=13919487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11087600A Pending JP2000282271A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 金属材料の連続酸洗設備におけるスケール付着抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000282271A (ja) |
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-
1999
- 1999-03-30 JP JP11087600A patent/JP2000282271A/ja active Pending
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