JPH0247299A - ステンレス鋼のスケール除去方法 - 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１ 本発明の目的は、ステンレス鋼冷延焼鈍鋼帯の表面酸化
スケールを短時間に除去し、かつ同時に当該ステンレス
鋼の耐食性を向上させるための極めて効果的な方法に関
するものである。

〔従来の技術１ 従来、ステンレス鋼の冷延焼鈍後に表面酸化スケールを
除去する方法としては、アルカリ溶融塩浸漬処理（いわ
ゆるソルト処理）、中性塩（Ｎ　ａ２　Ｓ　０４等）電
解質水溶液中電解処理を行い、それに続いて硫酸、硝酸
、硝弗酸等の酸中での浸漬または電解処理を行う方法が
、鋼種に応じて適宜組合せて用いるのが一般的であった
。

また、最近では生産ラインの高速化に対処すべく、硝酸
中に鉄塩化物（ＦｅＣＩ２３）を添加した系でのスケー
ル除去法が開示されている（特公昭５Ｂ−４２７７７）
。

しかしながら、これら従来技術では達成されずに残され
たままとなっている問題がある。

すなわち、近年客先からはスケール除去された表面の耐
食性（耐初期錆性）の向上が求められているが、上記の
従来技術はスケール除去を目的とする技術であるので、
このような要求に対してはスケール除去後、別工程とし
て耐食性付与処理を行わねばならない結果となっている
。これは生産効率的にも設備的にも大きなマイナス要因
となっている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこのような問題点を解決し、完全なスケール除
去性を確保すると共に、同一処理槽内での同一工程とし
て耐食性向上化処理をも達成するという従来技術に欠け
ていた領域をカバーすることができる画期的なスケール
除去方法を提案するもので、短時間でスケール除去と耐
食性付与を同時に完了することを目的とする技術を提供
するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らはステンレス鋼焼鈍材の硝酸中でのスケール
除去法ならびにスケール除去面の耐食性向上化処理法に
ついて鋭意実験を重ねながら詳細に検討を重ねた結果、
硝酸中に溶存する塩素濃度ｙ　（ｇ／ｌ）と硝酸濃度ｘ
（ｇ／ｌ）が、−０，０１ｘ＋３．８≦ｙ≦−０，０５
ｘ＋２１５０≦ｘ≦３００ なる関係を満足し、かつ当該硝酸液中に、Ｚｎ。

Ｓｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｄの塩化物のうち１
種単独あるいは２種以上を硝酸液中での溶存金属濃度（
ｇ／ｌが合計量で５　ｇ　／　１２以上となるような濃
度範囲で添加し、この処理液中でステンレス鋼が陽、陰
両極性をとり、電解槽出側での最終極性が陰極性となる
ように電解処理することによって、極めて短時間にスケ
ール除去ができると共に、耐初期錆性の向上をも達成す
ることができることを見出した。

〔作用〕

以下に本発明の作用について説明する。

硝酸はステンレス鋼の酸洗において最も一般的に用いら
れる処理液である。これは硝酸が酸化性の酸であるため
、スケール除去されたステンレス鋼表面がスケール除去
後、直ちに酸化されてステンレス鋼の特質である不働態
酸化皮膜による耐食性を発揮することを利用するからで
ある。

本発明においても硝酸のもつ、この特質を活用するもの
である。すなわち、硝酸以外の酸、例えば硫酸や塩酸等
の場合には、酸が非酸化性であるためスケール除去はさ
れても、上で述べたような不１′９ｈ態皮膜の形成はな
（、良好な耐食性は得られないのである。

電解酸洗の処理液としての硝酸の濃度は５０（ｇ／ｌ）
以上３００（ｇ／ｌ）以下の範囲とする。硝酸の濃度が
５０　（ｇ／ｌ）未満では硝酸単味ではもちろん後述す
る金属を添加した場合でも、効率よく、短時間でスケー
ルを除去することができない、一方、硝酸の濃度が３０
０　ｇ／ｌを超えると電解酸洗時にステンレス鋼との反
応によるＮＯｘの発生が非常に大きくなり、作業性また
は生産性を著しく低下させるので適正ではないのである
。

次に上で述べた硝酸に添加する金属について述べる０本
発明の目的を達成するには金属としてＺｎ、Ｓｎ、Ｃｒ
、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｄが用いられる。これらは何れ
も水溶液中で単体金属状態あるいは共析状態で還元析出
される金属で、かつ耐食性を示すものである。本発明は
このような性質に気付き、活用するものである。これら
の金属の添加は純金属、塩化物等どんな化合物の形で行
っても構わないが、酸の管理あるいは硝酸中への溶解性
等の点から純金属または塩化物あるいは硝酸塩として添
加することが望ましい。

次に上記の濃度範囲における硝酸中での塩化物の添加量
（濃度）について説明する。

第１図は硝酸中に塩酸の形で塩素（Ｃ２）を添加した処
理液系での硝酸濃度（ｇ／Ｉ２）、塩素濃度（ｇ／ｊ？
）とステンレス鋼の短時間電解によるスケール除去性を
調べた結果を示す図である。スケール除去性の良好な塩
素濃度は下限が、−Ｏ，ＯＬｘ［硝酸濃度（ｇ／ｌ）　
］　＋３．８上限が、 −０，０５ｘ［硝酸濃度（ｇ／ε）］＋２１ただし硝酸
濃度は前述したように、 ５０（ｇ／ｌ）≦ｘ≦３００（ｇ／ｆ２）で示される領
域となる。

本発明者らの詳細な検討によれば、このような硝酸およ
び塩素の濃度とスケール除去性の関係は、塩素源が塩酸
でも金属の塩化物でも変わらないことが分った。すなわ
ち、本発明においては硝酸中に添加すべき塩化物の濃度
は硝酸中に溶存する塩素濃度が第１図の上限、下限の間
に入るような濃度となるように決められる必要があるの
である。添加する塩化物濃度が第１図の上限よりも高け
れば高い塩素濃度により、ステンレス鋼表面は肌荒れ状
となり、スケール除去性は低下する。また下限よりも低
い場合には短時間でのスケール除去が不能となる。

次に添加する金属の濃度について述べる。ここで金属の
添加は上でも述べたように脱スケール面の耐食性を向上
させることにある。この際、添加は純金属あるいは何ら
かの金属塩の形でなされて構わないのであるが、塩化物
の形で添加される場合には、上で述べた硝酸濃度と塩素
濃度の関係を満足する添加濃度とすることが必要となる
。

第１表に亜鉛およびカドミウムを純金属および塩化物の
形で添加した例を示すように、何れの純金属あるいは金
属塩化物の場合でも、硝酸中に溶存する金属濃度が５　
ｇ　／　１２以上となると脱スケール面の耐食性は著し
く向上される。この結果は他の金属の場合にも効果に殆
ど差がな（、同様であることが本発明者の詳細な検討に
より明らかになった。上限については、添加濃度が高く
なるにつれて、耐食性向上の効果は大きくなるので、本
発明では特に定めるものではないが、上でも繰返し述べ
た。ように塩化物として添加する場合には、脱スケール
性の面から、塩素濃度の点から上限が決められる。また
、純金属として添加した場合でも過度に添加しても効果
は飽和してしまう結果となるので、経済性等を考慮して
適正濃度を各金属ごとに設定することが望ましい、また
、言うまでもなく塩酸との複合添加は有効な方法である
。

また、後で実施例について説明するが、添加される金属
は１種のみならず、２種以上を同時に用いることができ
る。すなわち後の実施例でも示すように、例えばＺｎ−
Ｎｉ系のように共析する金属の組合わせであれば本発明
の目的を十分に達成することができる。従って、１種の
金属だけでなく、適当な系であれば２ｆ！！以上の複合
添加とすることができるのである。

次に本発明を完成するために必要な電解条件について説
明する。

本発明では電解時のステンレス鋼の極性として、少なく
とも一度は陽極、陰極の両方の極性をとるようにされな
ければならないと共に、電解槽出側での最終の極性は陰
極性とされなければ目的の十分な達成効果は得られない
。

すなわち、硝酸系処理液中でスケール除去されるのはス
テンレス鋼が陽極性となる時である６方、金属が解離し
た金属イオンが還元され、ステンレス鋼の表面に析出す
るのはステンレス鋼が陰極性の時である。このようにス
ケール除去と耐食性の向上を共に目的とする本発明では
、陽極時の反応、陰極時の反応の何れもが重要で省略さ
せられないので、先に述べたように、少なくとも一度は
陽、陰両極性を取る必要がある。また、電解槽出側の最
終極性はステンレス鋼の表面に金属を析出させたままと
するため、陰極性とする必要がある。これらの理由から
、本発明では電解時の極性を規定するものである。

なお、電解時の他の条件としては、従来技術と同様の条
件が用いられる。すなわち硝酸−塩化物処理液の液温は
室温から９０℃程度の間で用いられるが、４０℃未満で
はステンレス鋼との反応性が乏しく、スケール除去に長
時間を必要とするので効率が低い、また一方、８０℃を
超えると反応性が高すぎ、ＮＯｘ等の発生量が大きくな
るので作業性が低下する。これらのことから４０℃以上
８０℃以下とすることが望ましい。

電解時の電流密度は５　Ａ／ｄｒｒ？以上、３０Ａ／ｄ
ｒｎ”以下が望しい。５Ａ／ｄｒｎ’未満ではスケール
除去性が低く、長時間の電解処理を要し、生産効率が低
下する。一方、３０Ａ／ｄｒｎ’を超えると表面の肌荒
れ等の過酸洗の状況が生じ易くなり、品質の低下に繋る
と共に、設備的にも大規模な設備となり、膨大な設備費
を要することになるので望ましいものではない。

電解時間としては、陽、陰極両極性ともそれぞれ１〜２
０秒間とすることで本発明の目的を達成することができ
る。

なお、以上述べたような形態をとることを特徴とする本
発明は通常よく用いられているステンレス鋼のスケール
除去方法と組み合わせると、その効果が一層有効となる
ものである。

［実施例］ 以下本発明の実施例について説明する。

実施例１ 冷間圧延後、連続焼鈍炉で通常条件で焼鈍された５ＵＳ
４３０鋼帯に対して、純亜鉛または塩化亜鉛（ＺｎＣＱ
２）を単独で、あるいは塩酸と複合で添加した硝酸を用
いて電解処理した後、塩水噴霧試験（ＪｒＳＺ２３７１
）を実施し、スケール除去性と耐食性を調べた。その結
果を第２表に示す。この結果から本発明法の電解処理に
より短時間でステンレス鋼のスケール除去が達成される
と共に耐食性の向上も得られることが分る６実施例２ 冷間圧延後、連続焼鈍された５ＵＨ４０９鋼帯に対して
金属錫あるいは塩化錫（ＳｎＣＩ２２）および金属カド
ミウムまたは塩化カドミウム（ＣｄＣｆｆ２）をそれぞ
れ単独および複合で、またさらに塩酸と複合で添加した
硝酸を用いて電解処理した後、実施例１と同様に調べた
結果を第３表に示す。

この結果から本発明法の電解処理により、短時間でステ
ンレス鋼のスケール除去ができ、同時に耐食性の向上が
達成されることが分る。

実施例３ 冷間圧延後、ベル焼鈍された５ＵＳ３０４鋼帯に対して
金属クロム、塩化クロム（ＣｒＣＩ２３）あるいは硝酸
クロム（Ｃｒ　（ＮＯ３）　３）を複合で、またさらに
塩酸と共に添加した硝酸を用いて電解処理した後、実施
例１と同様にして調べた結果を第４表に示す。

この結果から、本発明法の電解処理により、短時間でス
テンレス鋼のスケール除去ができると共に、同時に耐食
性の向上が達成されることが分る。

実施例４ 冷間圧延後、連続焼鈍された５ＵＳ４３０鋼帯に対して
金属コバルトまたは塩化コバルト（ＣｏＣｆｆ２）、金
属ニッケルまたは塩化ニッケル（Ｎ　ｉ　Ｃβ２）、金
属チタンまたは塩化チタン（ＴｉＣｇ４）を各々複合な
いし塩酸と共に、また、塩化ニッケルのみ、塩化亜鉛と
複合で添加した硝酸を用いて電解処理した後、実施例１
と同様にして調べた結果を第５表に示す。

この結果から本発明法の電解処理により、短時間でステ
ンレス鋼のスケール除去ができると共に、同時に耐食性
の向上が達成されることが分る。

［発明の効果］ 以上、実施例において説明したように、本発明はステン
レス鋼冷延、焼鈍鋼帯を電解処理し、スケール除去する
に当たっての画期的な新技術を提供するものであり、以
下の如くの有益な効果を発揮できるものである。

すなわち、 （１）　　本発明方法によって、極めて短時間にスケー
ル除去ができると同時に、耐食性の向上（改善）化が同
一工程で可能となる。

このことから高速焼鈍−酸洗ラインへの適用が可能とな
る。

（２１１−液一工程の簡便な処理法であり、設備コスト
的に安価で、かつ生産性の大幅なアップ、生産コス１−
のダウンを図ることができる。

等の効果が得られ、産業界への貢献度は非常に大きなも
のとなる６ また、本発明法が従来からの焼鈍−酸洗工程に応用され
ることは、生産効率アップの面で極めて有効な手段であ
ることは言うまでもなく、本発明法の活用の場は非常に
広いと言える。

【図面の簡単な説明】 第１図は塩化物を添加した硝酸において、硝酸濃度（ｇ
／ｉり　、硝酸中塩素濃度（ｇ／ｌ）とステンレス鋼の
スケール除去性の関係を表わすグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ステンレス鋼冷延焼鈍鋼帯を硝酸を用いてスケール
   除去する際、硝酸濃度ｘ（ｇ／ｌ）と硝酸に溶存する塩
   素濃度ｙ（ｇ／ｌ）が下記範囲、 −０．０１ｘ＋３．８≦ｙ≦−０．０５ｘ＋２１５０≦
   ｘ≦３００ を満足し、かつ当該硝酸液中に、Ｚｎ、 Ｓｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｄのうち１種または
   ２種以上を、当該硝酸中での溶存金属濃度（ｇ／ｌ）が
   合計量で５ｇ／ｌ以上となるように添加した硝酸水溶液
   系処理液を用い、当該ステンレス鋼を少なくとも一度は
   陽、陰両極性とし、電解槽出側での最終極性を陰極性と
   する電解処理を行うことを特徴とするステンレス鋼のス
   ケール除去方法。