JPH03107498A - 鋼質金属の高速陰極電解溶解法 - Google Patents
鋼質金属の高速陰極電解溶解法Info
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- JPH03107498A JPH03107498A JP24347489A JP24347489A JPH03107498A JP H03107498 A JPH03107498 A JP H03107498A JP 24347489 A JP24347489 A JP 24347489A JP 24347489 A JP24347489 A JP 24347489A JP H03107498 A JPH03107498 A JP H03107498A
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- cathode
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
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- C25F3/02—Etching
- C25F3/06—Etching of iron or steel
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
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。
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、鉄と炭素を主成分とする炭素鋼、さらに旧、
Or、 No、 Mn等の1種または2種以上を含有し
た低合金鋼あるいは特殊鋼などの鋼質金属表面の高速陰
極電解溶解法に関するものである。
Or、 No、 Mn等の1種または2種以上を含有し
た低合金鋼あるいは特殊鋼などの鋼質金属表面の高速陰
極電解溶解法に関するものである。
従来の技術
鋼質金属の冷間圧延による薄板製品の製造に際しては、
熱間圧延により得られるホットコイルを熱間圧延ままあ
るいは中間焼鈍を施した後、熱間圧延中あるいは焼鈍中
に表面に生成する酸化スケールをショツトブラスト等の
メカニカルデスケール処理を施した後、炭素鋼、低合金
鋼およびフェライトステンレス鋼では塩酸あるいは硫酸
水溶液、オーステナイトステンレス鋼では硝酸とぶつ酸
との混合水溶液に浸漬して表面に残留するスケールを溶
解除去した後、冷間圧延が行われている。
熱間圧延により得られるホットコイルを熱間圧延ままあ
るいは中間焼鈍を施した後、熱間圧延中あるいは焼鈍中
に表面に生成する酸化スケールをショツトブラスト等の
メカニカルデスケール処理を施した後、炭素鋼、低合金
鋼およびフェライトステンレス鋼では塩酸あるいは硫酸
水溶液、オーステナイトステンレス鋼では硝酸とぶつ酸
との混合水溶液に浸漬して表面に残留するスケールを溶
解除去した後、冷間圧延が行われている。
デスケール酸洗処理は、完全にスケール除去を行うのみ
ならず、鋼質金属の薄板最終製品の表面品質を向上する
観点から、スラブ加熱あるいは熱間圧延中に発生するホ
ットコイルの表面疵を溶解除去するという重要な役割を
有している。
ならず、鋼質金属の薄板最終製品の表面品質を向上する
観点から、スラブ加熱あるいは熱間圧延中に発生するホ
ットコイルの表面疵を溶解除去するという重要な役割を
有している。
したがって、デスケール酸洗能率の向上並びに酸洗表面
の平滑化という観点から高速金属溶解処理法の開発が要
求されている。かかる効率的酸洗方法として、特公昭5
7−2800号公報の電解脱スケール法、特開昭Ei4
−288号公報の硫酸と硝酸との混酸中に浸漬する方法
などがある。
の平滑化という観点から高速金属溶解処理法の開発が要
求されている。かかる効率的酸洗方法として、特公昭5
7−2800号公報の電解脱スケール法、特開昭Ei4
−288号公報の硫酸と硝酸との混酸中に浸漬する方法
などがある。
しかしながら、特公昭57−2800号公報の電解脱ス
ケール法では陰極部より陽極部での金属溶解を主目的と
した電解酸洗および電解処理法であり、特開昭64−2
88号公報の硫酸と硝酸との混酸中に浸漬する方法では
、溶出金属イオンの妨害作用のため、酸洗液が劣化して
くると全く金属溶解が停止する問題点があった。
ケール法では陰極部より陽極部での金属溶解を主目的と
した電解酸洗および電解処理法であり、特開昭64−2
88号公報の硫酸と硝酸との混酸中に浸漬する方法では
、溶出金属イオンの妨害作用のため、酸洗液が劣化して
くると全く金属溶解が停止する問題点があった。
発明が解決しようとする課題
木発軒者らは溶出金属イオンによる溶解速度の低下を防
止して、長時間の連続酸洗操業を安定的に行う陰極電解
溶解処理法を開発する目的で多くの実験と検討を重ねた
結果、硝酸を添加した硫酸水溶液中で陰極電解処理する
ことによって所期の目的が達成されることを知見した。
止して、長時間の連続酸洗操業を安定的に行う陰極電解
溶解処理法を開発する目的で多くの実験と検討を重ねた
結果、硝酸を添加した硫酸水溶液中で陰極電解処理する
ことによって所期の目的が達成されることを知見した。
本発明は、この知見に基づいて完成したものである。
課題を解決するための手段および作用
本発明は、温度が50〜100℃で且つ5〜120 g
elのNO3−イオンを含有する100〜800 ge
lの濃度の硫酸水溶液中で、鋼質金属を陰極とし、該陰
極に対向して設けられた陽極との間に電流密度5〜20
0 A/da2を通電して、陰極溶解することを特徴と
する鋼質金属の高速陰極電解溶解法である。
elのNO3−イオンを含有する100〜800 ge
lの濃度の硫酸水溶液中で、鋼質金属を陰極とし、該陰
極に対向して設けられた陽極との間に電流密度5〜20
0 A/da2を通電して、陰極溶解することを特徴と
する鋼質金属の高速陰極電解溶解法である。
以下、本発明について詳細に説明する。
鋼質金属の厳溶液中における溶解は、自然浸漬(ドブ漬
け)状態では、陽極反応として金属のイオン化(M→M
″“+ne−)と、陰極反応として水素イオンの還元(
2H++2e−→H2)の再反応が同時に進行する活性
溶解により進行する。この場合、金属の溶解は自然電位
で進行するため、溶は出した金属イオンあるいはNO3
−イオンは腐食電位を活性溶解電位域から不働態電位域
に上昇させ、その溶解速度を著しく低下させる。これに
対して、直流電流の通電下では、陽極での金属の溶解は
従来の電気化学理論通りファラデイーの法則に従って進
行するが、NO3−イオンを含有する硫酸水溶液中では
、陰極部の溶解速度が陽極部のそれの数倍に達する。
け)状態では、陽極反応として金属のイオン化(M→M
″“+ne−)と、陰極反応として水素イオンの還元(
2H++2e−→H2)の再反応が同時に進行する活性
溶解により進行する。この場合、金属の溶解は自然電位
で進行するため、溶は出した金属イオンあるいはNO3
−イオンは腐食電位を活性溶解電位域から不働態電位域
に上昇させ、その溶解速度を著しく低下させる。これに
対して、直流電流の通電下では、陽極での金属の溶解は
従来の電気化学理論通りファラデイーの法則に従って進
行するが、NO3−イオンを含有する硫酸水溶液中では
、陰極部の溶解速度が陽極部のそれの数倍に達する。
第1図は25g1文の5US430を溶解した300g
/lの硫酸水溶液中(80℃)で、5US430鋼の自
然浸漬条件下と80A/d+a2の電流密度で電解酸洗
処理を行った場合における、該鋼の1分間当りの陽極部
と陰極部とにおける溶解深さの硝酸含有量依存性を測定
した結果を示すものである。自然浸漬条件下においては
金属の溶解は全く観察されない。
/lの硫酸水溶液中(80℃)で、5US430鋼の自
然浸漬条件下と80A/d+a2の電流密度で電解酸洗
処理を行った場合における、該鋼の1分間当りの陽極部
と陰極部とにおける溶解深さの硝酸含有量依存性を測定
した結果を示すものである。自然浸漬条件下においては
金属の溶解は全く観察されない。
方、陽極部における溶解深さは硝酸含有量に全く依存し
ないが、陰極部では、硝酸含有量とともに上昇し、約7
5g1文の硝酸含有量では陽極部のそれのほぼ4倍に達
した後、急速に低下し、約120g/lの硝酸含有量の
ところで陽極部のそれと同程度となる。このような陰極
部における溶解速度の著しい上昇に対しては、硝酸のみ
ならず硝酸ナトリウムのような硝酸塩を添加しても全く
同様な効果が得られる。
ないが、陰極部では、硝酸含有量とともに上昇し、約7
5g1文の硝酸含有量では陽極部のそれのほぼ4倍に達
した後、急速に低下し、約120g/lの硝酸含有量の
ところで陽極部のそれと同程度となる。このような陰極
部における溶解速度の著しい上昇に対しては、硝酸のみ
ならず硝酸ナトリウムのような硝酸塩を添加しても全く
同様な効果が得られる。
一方、かかる陰極電解溶解法を実用プロセスとするため
には、初期の溶解速度を長時間保持することが必須であ
る。−船釣に鋼質金属の酸洗プロセスでは、金属の溶解
に伴い酸沈溶液中の酸濃度の低下にその溶解能力を低下
するため酸濃度の制御を厳密に行っているが、溶出金属
イオンの妨害作用による溶解速度の低下は回避し難い。
には、初期の溶解速度を長時間保持することが必須であ
る。−船釣に鋼質金属の酸洗プロセスでは、金属の溶解
に伴い酸沈溶液中の酸濃度の低下にその溶解能力を低下
するため酸濃度の制御を厳密に行っているが、溶出金属
イオンの妨害作用による溶解速度の低下は回避し難い。
これに対して、本発明による硝酸イオンを含有する硫酸
水溶液中における陰極電解溶解法では、通常硫酸酸洗溶
液を更新する溶出金属量の目安とされている溶出金属量
85g/lにおいても、新液の80%以上の溶解能力を
保持することが出来る。
水溶液中における陰極電解溶解法では、通常硫酸酸洗溶
液を更新する溶出金属量の目安とされている溶出金属量
85g/lにおいても、新液の80%以上の溶解能力を
保持することが出来る。
第2図は90℃のBog/lの硝酸を含有する300g
/立の濃度の硫酸水溶液中における、BOA/da2の
電流密度で電解酸洗を行った場合の5US430鋼の溶
液中金属イオン量と80sec当りの溶解深さとの関係
を測定したものである。陰極部における高い溶解速度は
、85g/lの金属イオンを含有しても20%程度の能
力低下に止まっている。第2図には直流電流を通電しな
い自然浸漬(ドブ漬け)条件下の溶解深さも併示してい
るが、新液では陰極部のそれより若干高い溶解性を示し
ているが、わずか数gelの金属イオンの溶は込みによ
り該金属の溶解は完全に停止する。
/立の濃度の硫酸水溶液中における、BOA/da2の
電流密度で電解酸洗を行った場合の5US430鋼の溶
液中金属イオン量と80sec当りの溶解深さとの関係
を測定したものである。陰極部における高い溶解速度は
、85g/lの金属イオンを含有しても20%程度の能
力低下に止まっている。第2図には直流電流を通電しな
い自然浸漬(ドブ漬け)条件下の溶解深さも併示してい
るが、新液では陰極部のそれより若干高い溶解性を示し
ているが、わずか数gelの金属イオンの溶は込みによ
り該金属の溶解は完全に停止する。
なお本発明における陰極部での金属の溶解反応は以下の
qとくである。
qとくである。
金属の溶解反応 M+M” + n e −電子の消費
反応 2H”+2e +H2および No3− +2H” +e− →NO2+ H2O 硝酸イオンの添加により金属の溶解が促進される理由と
して、NO3−が還元されNO2ガスが発生するが、そ
の還元反応で電子を消費することにより金属が金属イオ
ンとなる溶解反応を促進するものと考えられる。すなわ
ち、No3−イオンは還元反応の結果NO2ガスとして
浴外に放出され、妨害イオンとして残留しない特徴を有
する。
反応 2H”+2e +H2および No3− +2H” +e− →NO2+ H2O 硝酸イオンの添加により金属の溶解が促進される理由と
して、NO3−が還元されNO2ガスが発生するが、そ
の還元反応で電子を消費することにより金属が金属イオ
ンとなる溶解反応を促進するものと考えられる。すなわ
ち、No3−イオンは還元反応の結果NO2ガスとして
浴外に放出され、妨害イオンとして残留しない特徴を有
する。
なお、本発明において電解溶解溶液の温度は、50℃以
下では陰極電解溶解速度が陽極におけるそれと同レベル
であり、溶液温度は高いほど溶解速度は上昇するが10
0℃以上ではタンクあるいは配管材料の劣化が著しいこ
とから、実用的観点から50〜100℃とした。
下では陰極電解溶解速度が陽極におけるそれと同レベル
であり、溶液温度は高いほど溶解速度は上昇するが10
0℃以上ではタンクあるいは配管材料の劣化が著しいこ
とから、実用的観点から50〜100℃とした。
さらに、NO3−イオン濃度については、第1図から明
らかなごとく、40〜90g/iの濃度で陰極電解溶解
速度は最大となるが、5g/l未渦の濃度ではその添加
効果が十分でなく、 120g/41超の濃度では陰極
電解溶解速度が陽極におけるそれと同レベルとなること
から、5〜120g/iの濃度範囲とした。
らかなごとく、40〜90g/iの濃度で陰極電解溶解
速度は最大となるが、5g/l未渦の濃度ではその添加
効果が十分でなく、 120g/41超の濃度では陰極
電解溶解速度が陽極におけるそれと同レベルとなること
から、5〜120g/iの濃度範囲とした。
この場合の硫酸水溶液の濃度については100g/l未
溝の薄い濃度では陰極電解処理部が陽極電解処理部を越
える溶解深さが得られず、また800g/lを越える濃
度では過度に溶解して鋼表面は孔食状の不均一溶解が進
行し、均質な表面品質を得ることが困難になるとともに
コストアップ要因ともなる。したがって、本発明におい
て鋼質金属表面を溶剤し、孔食状の不均一溶解を防止し
て均質な表面性状を得るために硫酸水溶液の濃度を10
0〜600g/又とした。
溝の薄い濃度では陰極電解処理部が陽極電解処理部を越
える溶解深さが得られず、また800g/lを越える濃
度では過度に溶解して鋼表面は孔食状の不均一溶解が進
行し、均質な表面品質を得ることが困難になるとともに
コストアップ要因ともなる。したがって、本発明におい
て鋼質金属表面を溶剤し、孔食状の不均一溶解を防止し
て均質な表面性状を得るために硫酸水溶液の濃度を10
0〜600g/又とした。
さらにこの場合の電流密度については、5A/da2未
満の小電流密度では十分な陰極溶剤効果を得ることがで
きず、また200 A/dm2を越える過剰な大電流密
度では溶液抵抗のため液温急上昇を生起するとともに、
陰極溶剤量も飽和してくる。
満の小電流密度では十分な陰極溶剤効果を得ることがで
きず、また200 A/dm2を越える過剰な大電流密
度では溶液抵抗のため液温急上昇を生起するとともに、
陰極溶剤量も飽和してくる。
したがって、陰極電解処理を効果的に行うとともに電解
溶液の温度制御を行う上から電流密度を5〜200A/
d+a2とした。
溶液の温度制御を行う上から電流密度を5〜200A/
d+a2とした。
上記のような本発明の鋼質金属の陰極′電解溶解法は、
溶は込み金属イオンの妨害作用を最低限にすることが出
来、長時間の連続高速酸洗を工業的規模で安価に達成さ
れる。
溶は込み金属イオンの妨害作用を最低限にすることが出
来、長時間の連続高速酸洗を工業的規模で安価に達成さ
れる。
実施例
炭素鋼、Crを約17%含有する5US430、Crを
約23%含有する高Crフェライトステンレス鋼および
オーステナイトステンレス鋼の5US304のそれぞれ
について、90℃で60秒間陰極溶解を行った場合の溶
解深さを、50g/lの5US430鋼を溶解した8g
/lNO3−イオン−150g/見硫酸、20g/見N
O3イオンー 150g/見硫酸について第1表と第2
表、80g/lの5US430鋼を溶解した8g/すN
O3−イオン−300g/見硫酸、35g/見NO3−
イオンー300g/又硫酸、Bog/ l N O3−
イオン−300gel硫酸について第3表、第4表と第
5表および50g/ lの5US304鋼を溶解した1
5g1文NO3−イオン−550g1文硫酸、85g/
fLN O3−イオン−550g/l硫酸について第
6表と第7表に示す。
約23%含有する高Crフェライトステンレス鋼および
オーステナイトステンレス鋼の5US304のそれぞれ
について、90℃で60秒間陰極溶解を行った場合の溶
解深さを、50g/lの5US430鋼を溶解した8g
/lNO3−イオン−150g/見硫酸、20g/見N
O3イオンー 150g/見硫酸について第1表と第2
表、80g/lの5US430鋼を溶解した8g/すN
O3−イオン−300g/見硫酸、35g/見NO3−
イオンー300g/又硫酸、Bog/ l N O3−
イオン−300gel硫酸について第3表、第4表と第
5表および50g/ lの5US304鋼を溶解した1
5g1文NO3−イオン−550g1文硫酸、85g/
fLN O3−イオン−550g/l硫酸について第
6表と第7表に示す。
従来の陰極通電を施さない単純浸漬では、使用中劣化に
より相当量の溶は込み金属イオンが共存する場合、炭素
鋼以外のステンレス鋼では金属の溶解速度は著しく小さ
いが、本発明法によればいずれの鋼種とも高い溶解速度
を示す。
より相当量の溶は込み金属イオンが共存する場合、炭素
鋼以外のステンレス鋼では金属の溶解速度は著しく小さ
いが、本発明法によればいずれの鋼種とも高い溶解速度
を示す。
(以下余白)
0
第
1
表
1
第
表
2
第
表
3
第
表
4
第
5
表
5
第
表
6
第
表
7
発明の効果
本発明によれば、炭素鋼からフェライトステンレス鋼お
よびオーステナイトステンレス鋼まですべての鋼質金属
の脱スケール処理を、同一酸洗槽、同一酸洗浴で実施す
ることが出来るとともに、単純浸漬処理に比して3〜5
倍の高速溶剤が可能なことから、酸洗の前工程で発生し
た各種の表面疵の除去を溶剤量制御条件で行うことが出
来る。
よびオーステナイトステンレス鋼まですべての鋼質金属
の脱スケール処理を、同一酸洗槽、同一酸洗浴で実施す
ることが出来るとともに、単純浸漬処理に比して3〜5
倍の高速溶剤が可能なことから、酸洗の前工程で発生し
た各種の表面疵の除去を溶剤量制御条件で行うことが出
来る。
さらに、脱スケール酸洗時に酸洗溶液中に溶は込んで酸
洗能力を低下させる妨害金属イオンの悪影響も20%以
下にし、安定的に効能率な酸洗作業を継続することが出
来る。なお、#洗表面性状も繊めて平滑である。
洗能力を低下させる妨害金属イオンの悪影響も20%以
下にし、安定的に効能率な酸洗作業を継続することが出
来る。なお、#洗表面性状も繊めて平滑である。
第1図は5O3430鋼の80℃の25g/lの金属イ
オンを含有する300g/lの濃度の硫酸水溶液中にお
ける、自然浸漬および直流電流密度80A/d112の
通電下の陽極および陰極における60秒当りの金属溶解
深さの硝酸濃度依存性を示す図である。 第2図は5US430鋼の80℃の60g1文お硝酸を
含有8 する300g/iの濃度の硫酸水溶液中における自然浸
漬および直流電流密度BOA / da2の通電下の陽
極および陰極における60秒当りの金属溶解深さの溶出
金属イオン濃度依存性を示す図である。
オンを含有する300g/lの濃度の硫酸水溶液中にお
ける、自然浸漬および直流電流密度80A/d112の
通電下の陽極および陰極における60秒当りの金属溶解
深さの硝酸濃度依存性を示す図である。 第2図は5US430鋼の80℃の60g1文お硝酸を
含有8 する300g/iの濃度の硫酸水溶液中における自然浸
漬および直流電流密度BOA / da2の通電下の陽
極および陰極における60秒当りの金属溶解深さの溶出
金属イオン濃度依存性を示す図である。
Claims (1)
- 温度が50〜100℃で且つ5〜120g/lのNO_
3^−イオンを含有する100〜600g/lの濃度の
硫酸水溶液中で、鋼質金属を陰極とし、該陰極に対向し
て設けられた陽極との間に電流密度5〜200A/dm
^2を通電して、陰極溶解することを特徴とする鋼質金
属の高速陰極電解溶解法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243474A JPH0711079B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | 鋼質金属の高速陰極電解溶解法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243474A JPH0711079B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | 鋼質金属の高速陰極電解溶解法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03107498A true JPH03107498A (ja) | 1991-05-07 |
| JPH0711079B2 JPH0711079B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=17104427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1243474A Expired - Lifetime JPH0711079B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | 鋼質金属の高速陰極電解溶解法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711079B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5959899A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-05 | Kawasaki Steel Corp | ステンレス鋼帯の電解脱スケ−ル方法 |
| JPH01165800A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-29 | Nippon Steel Corp | 高速電解酸洗研磨法 |
-
1989
- 1989-09-21 JP JP1243474A patent/JPH0711079B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5959899A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-05 | Kawasaki Steel Corp | ステンレス鋼帯の電解脱スケ−ル方法 |
| JPH01165800A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-29 | Nippon Steel Corp | 高速電解酸洗研磨法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0711079B2 (ja) | 1995-02-08 |
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