JPH0196398A - ステンレス冷延鋼帯の中性塩電解脱スケール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステンレス冷延鋼帯表面の酸化スケールを連続
的に除去するための効率のよい脱スケール方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

一般にステンレス冷延鋼帯は酸化性雰囲気で焼鈍や焼入
れなどの熱処理を行うと銅帯表面に酸化スケールが形成
されるため酸化スケールを除去するための脱スケール処
理が行われる。

脱スケール処理にはｌ＆酸、塩酸、硝弗酸（硝酸と弗酸
の混合酸）などを用いた酸洗が一般に用いられているが
、ステンレス冷延鋼帯に形成される酸化スケールは緻密
で強固であるので完全に脱スケールするのは仲々困難で
ある。これに対し、酸洗を容易にするための前処理法と
して、溶融アルカリ１′！１への浸漬処理（ソルト処理
）あるいは特公昭３８−１２１６２に示される中性塩水
溶液中での電解処理などが開発され実用化されている。

〔発明が解決しようとする闇題点〕

中性塩水溶液中での電解処理はンルト処理に比べ美麗な
表面性状を得やすいこと、溶液が中性のため作業環境が
優れていることなどの長所がある。しかしながら、脱ス
ケール使方が優れているソルト処理と同等の効果を得る
ためには、゛電解に多ム；ｓの電気エネルギーを必要と
すること、また長時間の電解を要することから長大な電
解槽を必要とすることなどの欠点がある。

本発明は中性塩水溶液中での電解処理について、その長
所を損なうことなく、脱スケール効率を一部げて所要電
気エネルギーを減少させ、かつ電解時間を短縮させるこ
とを目的になされたものである。

〔闇題点を解決するための手段〕

一般に第２図の模式図に示すように、ステンレス冷延鋼
帯の中性塩水溶液４中における電解は、ステンレス鋼帯
３を上下から挟む形で陽電極１と陰電極２とを電解槽５
内に鋼イ１Ｆ進行方向に配列し１両極間に直流電圧を付
加する間接電解方式が採用されている。ステンレス鋼帯
は陰電極間を通過する際、銅帯表面ではアノード反応が
生じ、陽電極間を通過する際、銅帯表面ではカソード反
応が生じ、この両者の反応を交互に受けながら、脱スケ
ール処理がなされている。

７ノ一ド反応では酸化スケールを構成している主な金属
元素であるＣｒおよびＦｅがそれぞれ６価のＣｒイオン
と３価のＦｅイオンに酸化され溶液中に溶出することに
より脱スケールが進行する。

一方、カソード反応は間接電解方式のために必然的に生
じるものであるが、従来は水素ガスの発生反応のみが生
じ、水素ガス気泡による酸化スケール除去作用が僅かな
がら期待できるものの。

脱スケールには殆ど寄与しないものと考えられていた。

本発明者らは工業的に中性塩水溶液中での電解を行った
場合のカソード反応に着目し、その反応挙動を詳細に調
査研究した結果、従来実施している電解処理条件のもと
ではカソード反応が脱スケールを大きく阻害していると
いう重大な発見をなすに至った。

すなわち工業的に脱スケール処理を行っている中性塩水
溶液中にはアノード反応で溶出したＣｒ、Ｆｅなとの金
属イオンが含まれており、このような溶液中におけるカ
ソード反応では水素ガス発生反応以外にＣｒ、Ｆｅなと
の金属イオンが還元され、銅帯表面に析出し、スケール
状の物質（Ｃｒ、Ｆｅなどの酸化物あるいは水利酸化物
と思われる）が付着する反応が生じていることを見い出
した。

従って、従来の方法ではアノード反応における脱スケー
ル反応と、カソード反応におけるスケール状の物質の析
出付着反応が交互に生じているため、脱スケールに要す
る電気エネルギーが多大となり、かつ電解時間も長時間
を要していたと言える。

また、カソード反応におけるＣｒ、Ｆｅなとの金属イオ
ンの還元析出はそのほどんどがＣｒイオンによって生じ
ていることも明らかとなった。

そこで本発明者らはカソード反応における脱スケール阻
害反応を軽減させる方法について研究した結果、特定の
電解順序と中性塩水溶液中の６価のＣｒイオン量の限定
および中性塩水溶液のｐＨ値の限定とを組合わせること
により、カソード反応における脱スケール阻害反応を大
幅に軽減させ得ることを見い出した。

本発明は前述の新たに得られた知見に基づいて構成され
たものである。

即ち、中性塩水溶液中での間接電解によりステンレス冷
延鋼帯の脱スケール処理を行うに当り、最初に銅帯表面
にカソード反応のみを１回または複数回生じさせ１次い
で銅帯表面に７ノ一ド反応のみを１回または複数回生じ
させる電解順序をとり、かつ中性塩水溶液中の６価Ｃｒ
イオン濃度を８ｇ／文以下とし、中性塩水溶液のｐＨ＆
ｊを２以七６以下とすることを特徴とするステンレス冷
延鋼帯の脱スケール方法である。

〔作用〕

電解順序を本発明のようにした理由は。

■　表面が緻密な酸化スケールで覆われた状ｆｆ、でカ
ソード反応を受け、Ｃｒを主体とした金属イオンが還元
され、酸化スケールの上にスケール状の物質が析出付着
した場合は１次のアノード反応で比較的容易に酸化スケ
ールと共に除去される。

■　アノード反応を受けて酸化スケールがかなり除去さ
れ、酸化スケール下の地鉄の一部が露出した状態でカソ
ード反応を受は地鉄表面にスケール状の物質が析出付若
した場合は次のアノード反応で除去が非常に困難になる
。

という新しい知見によるものである。

すなわち−旦アノード反応を受けた後にはカソード反応
を受けさせないことが本発明の重要なポイントである０
本発明の電解順序を実現する電極配列の一例を模式的に
第１図に示す。

陰電極２および陽電極１の寸法、本数は本発明では特に
限定しない。それらは脱スケール設備の生産規模、対象
鋼種、通板速度、電解回路抵抗などを考慮して適切に設
定すれば良い、要は酸化スケールの付いたステンレス鋼
帯３に対し、電解槽５内でまずカソード反応を生じさせ
１次いでアノード反応を生じさせ、アノード反応の後に
はカソード反応を生じさせないことが重要である。

中性塩水溶液４中の６価のＣｒイオン濃度を８ｇ／ｌ以
下に限定したのは８ｇ／ｌを越えると本発明の電解順序
を採用してもカソード反応におけるスケール状物質の析
出が過大となること、およびアノード反応における脱ス
ケール反応が抑制されることにより、第３図に示すごと
く、脱スケール能力が大幅に低下するためである。

第３図は後述の実施例第２表のＮ’ｏ、７の条件の内、
６価Ｃｒイオン濃度を変化させた場合の脱スケール状況
を示したものである。縦軸の脱スケール指数１．２，３
．４はそれぞれスケール残り大、スケール残り中、スケ
ール残り小、完全に脱スケールを表わす指数である。

中性塩水溶液中のＣｒ以外のＦｅ、’Ｎｉ、Ｍｎ笠の金
属イオン濃度も低いに越したことはないが、溶解績も少
ないため、６価Ｃｒイオンに比べ影響は軽微であるので
特に限定はしない。

中性塩水溶液のＰＨ値上限を６としたのは６を越えると
６価Ｃｒ６＋イオン濃度が８ｇ／文を越えた場合と同様
な理由で第４図に示すように脱スケール能力が大幅に低
下するためである。

第４図は後述の実施例第２表のＮ００７の条件の内、溶
液のｐＨ値を変化させた場合の脱スケール状況を示した
ものである。またＰＨ値の下限を２としたのは２以下に
なると特にフェライト系およびマルテンサイト系のステ
ンレス表面の平滑度が悪くなり脱スケール後の表面の美
麗さが失われるためである。

溶液中の６価Ｃｒイオン濃度を本発明の上限値以下に調
節する方法は自由であるが、例えば脱スケール処理量の
増加により６価Ｃｒイオン量の高くなった溶液の一部を
排出して新液を投入する方法や、還元剤を投入して３価
Ｃｒイオンに還元し沈殿物を除去する方法などを適用す
ることができる。なお従来の中性塩水溶液中での電解に
おいては溶液中の６価のＣｒイオン量の影響が知られて
いなかったため、公知の値はないが、本発明者らが測定
した所、定常状態ではほぼｌ　Ｏｇ／１以上の値を示し
ていた。

また溶液のｐＨ値の調節は硫酸または水酸化ナトリウム
を用いて行うのが好ましい。

中性塩水溶液中での電解処理において、上記の電解順序
、水溶液中の６価Ｃｒイオン濃度、溶液のｐＨ値の限定
により、カソード反応における脱スケール抑制作用を大
幅に軽減させ、アノード反応における脱スケール反応を
促進させる効果が発揮され、脱スケールス敵力が大きく
向、ヒする。

中性塩の種類、中性塩水溶液の濃度と温度、電流密度な
どの他の諸条件は従来の条件が本発明にも適用される。

中性塩は硫酸、硝酸、塩酸などのＮａ塩、Ｋ塩を単独ま
たは複合して使用することができるが、経済性、表面仕
上りの点から硫酸ナトリウムの使用が適している。中性
ｎ工水溶液の濃度と温度はそれぞれ１００〜３００　ｇ
／見、７０７９０℃が適正である。

電流密度はアノード反応電流密度、カソード反応電流密
度ともに２〜１５Ａ／ｄｒｎ’が適正である。

比較的脱スケール性の良いステンレス鋼の場合は、中性
塩水溶液中での電解だけで脱スケールが町１七であるが
、不十分な場合は引続いて酸洗処理を行うことにより完
全に脱スケールすることが可能となる。

中性塩水溶液中の電解処理後の酸洗は従来と同様の処理
、すなわちフェライト系、マルテンサイト系のステンレ
スに対しては主として硝＃浸漬または硝酸電解が適用さ
れ、オーステナイト系ステンレスに対しては主として硝
弗酸浸漬が適用される。

〔実施例〕

酸化性雰囲気で焼鈍を行った板厚０．８　ｍ　ｍの５Ｕ
Ｓ４１０，５ＵＳ４３０およびＳＵＳ　３０４について
、種々の条件の中性塩水溶液中の電解とそれに引続いた
酸洗処理を脱スケール実験装置を用いて行い、脱スケー
ル状況の観察を行った。

なお、５ＵＳ４１０については酸洗処理を省略した場合
も調査した。

中性塩水溶液中での電解順序は、従来例については第２
図の電極配列とし、実施例および比較例については第１
図の電極配列を想定してそれぞれ実施した。カソード反
応電流密度は全て１２Ａ／ｄｒｒ！′、アノード反応電
流密度は全て６Ａ／ｄｒｎ’−定とした。

中性塩水溶液としてはＮａ２ＳＯ４の水溶液を使用し、
中性塩の濃度は約２００　ｇ／１．溶液温度は８５°Ｃ
一定とし、ｐＨの調整にはＨ２ＳＯ４およびＮａＯＨを
使用した。

実施例−１ ＳＵＳ４１０について得られた結果を第１表に示す。

第２図の電極配列を用いた従来のＮｏ、１は電解時間総
合計３６秒、電気量１４４クーロン／ｄゴの中性塩水溶
液電解と硝酸侵情処理で脱スケールがｕｆ能であったΦ それに対し本発明の電解順序で６価Ｃｒイオン濃度と溶
液のｐＨ値を本発ＩＪ１の範囲内にある実施例のＮ００
３は電解時間総合計１２秒、電気量４８クーロン／ｄｍ
’の中性塩水溶液電解のみで酸洗を必要とすることもな
く脱スケールが可能であった。

また本発明法と同一の電解時間総合計と電気量の条件で
上記従来法で処理したＮｏ、２　（比較例）はかなりの
スケール残りが発生した。

実施例−２ ＳＵＳ４３０について得られた結果を第２表に示す。

従来例のＮｏ、４は電解時間総合計４３．２秒、電気量
１７２．８クーロン、／　ｄ　ｒｒｒ’の中性塩水溶液
電解と硝酸浸漬処理で脱スケールが可能であった。

それに対し実施例の電解順序で６価のＣｒイオン濃度と
溶液のｐＨ値を本発明の範囲内で種々変化させた実施例
Ｎｏ、６、Ｎｏ、７、Ｎ００８は電解時間総合計１６．
８秒以内、電気量６７．２ク一ロン／ｄｍ’以内の中性
塩水溶液電解と硝酸浸漬処理で脱スケールが可能であっ
た。

一方、実施例Ｎ０１６と同一の電解時間総合計と電気量
の条件で従来法で処理した比較例Ｎ０６５はかなりのス
ケール残りが発生した。

また溶液のｐＨ値が本発明の下限を下回った比較例Ｎ０
９９はスケール残りは発生しなかったが脱スケール後の
表面光沢が本発明法、従来法に比べて劣っていた・ 実施例−３ ＳＵＳ　３０４について得られた結果を第３表に示す。

従来例のＮｏ、１０は電解時間総合計２８．８秒、電気
量１１．５−２クーロン／ｄｒｒ？の中性塩水溶液電解
と硝弗酸浸漬で脱スケールが可能であった。

それに対し本発明の電解順序で６価のＣｒイオン濃度と
溶液のｐＨ値を本発明の範囲内とした実施例Ｎｏ、１２
は電解時間総合計１２秒、電気量４８クーロン／ｄｍ′
の中性塩水溶液電解と硝弗酸浸漬で脱スケールが可能で
あった。

また本発明と同一の電解総時間と電気量の条件で従来法
で処理した比較例Ｎｏ、１１はスケール残りが発生した
。

〔発明の効果〕

本発明のスレンレス冷延鋼帯の脱スケール方法を適用す
ることにより、従来よりも脱スケール処理（Ｈ＋ｊ間の
大幅な′Ｊ８Ｃｉ縮による生産性の大幅な陶土と使用電
気エネルギーの大幅な低減による経済効果を得ることが
可能となる。

また本発明の脱スケール方法はフェライト系。

マルテンサイト系、オーステナイト系、２相系のいずれ
のステンレス鋼にも適用することができるという汎用性
も備えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の中性塩水溶液電解方法を具現する装置
の例を模式的に示した図、第２図は従来の中性塩水溶液
電解処理装置の代表的な例を模式的に示した図、第３図
は本発明の電解順序を使用して脱スケールを行った場合
の中性塩水溶液中の６価のＣｒイオン濃度の影響を示し
たグラフであり、第４図は中性塩水溶液のｐＨ値の影響
を示したグラフである。 ｌ・・・陽電極 ２・・・陰電極 ３・・・ステンレス冷延鋼帯 ４・・・中性塩水溶液 ５・・・電解槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　中性塩水溶液中での間接電解によりステンレス冷延
   鋼帯を脱スケールするに当り、該電解における鋼帯表面
   の反応を最初にカソード反応、次いでアノード反応で終
   結させるとともに、該中性塩水溶液の６価Ｃｒイオン濃
   度を８ｇ／ｌ以下、ｐＨ値を２〜６とすることを特徴と
   するステンレス冷延鋼帯の脱スケール方法。