JPH03162516A - ステンレス鋼帯の連続焼鈍方法 - 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］ この発明は、特にステンレス鋼帯の熱処理効率を向上さ
せるとともに、焼鈍炉内での酸化を防止することのでき
るステンレス鋼帯の連続焼鈍方法に関する。

〔従来の技術〕

冷間圧延後のステンレス鋼帯は、連続焼鈍酸洗ラインに
て焼なましと酸洗が施される。第７図は一般に行われて
いる上記連続焼鈍酸洗ライン（以下、ＡＰＬと称す）の
概略を示したものであって、図においてｌはペイオフリ
ール、２は入側シャー３はウエルダ、４は脱脂装置、そ
して５は人側ルーパである。６は焼鈍炉であって、加熱
部７と冷却部８とからなり、前記加熱部７は予熱帯，加
熱帯，均熱帯などから構威されている。９．１０，ｌ１
はソルトバス．中性塩電解槽．硝酸槽，硝弗酸槽などを
適宜組み合わせた複数の酸洗槽であり、１２は洗浄装置
、１３はドライア、１４は出側ルーバ、１５は分割シャ
ー、そしてｌ６はテンションリールである． このＡＰＬにおいて、先ずペイオフリール１により巻戻
された冷間圧延後のステンレス鋼帯Ｓは、入側シャー２
で先端部又は後端部を切断され、先行コイル又は後行コ
イルとウエルダ３により接続される。次に鋼帯Ｓは表面
に付着した冷間圧延油が脱脂装置４で除去された後、人
側ルーバ５を経て焼鈍炉６において所定の熱処理を施さ
れる。このとき、加熱部７内では鋼帯Ｓはアスベストロ
ール７１でカテナリー状に支持されていて、直火バーナ
ーにより熱処理を施された後、冷却部８においてエアジ
ェットによる冷却が行われる。このように直火バーナー
を用いるので（即ち、燃焼ガス雰囲気下で焼鈍されるの
で）、綱帯Ｓの表面には厚さ２００〜４０００人程度の
緻密なスケール層が形威される。そこで次に洞帯Ｓは複
数の前記酸洗槽９〜１１において脱スケールされるとと
もに不働態化処理が施される。次いでブラッシング、ス
プレーなどを行う洗浄装置ｌ２により表面が清浄にされ
、ドライア１３で乾燥されてから、出側ルーパ１４を経
て分割シャーｌ５により所定長さに切断された後、テン
ションリール１６に巻取られる． ところで、冷間圧延後のステンレス鋼帯の表面は鏡面に
近いため、熱吸収率が低い。従って焼鈍温度にまで昇温
するには長大な炉を必要とするか、もしくは通板速度を
低下しなければならないといった問題がある。それでこ
の問題を解決する方法として、例えば特公昭５６−８０
９２号公報に開示された発明がある。これは調帯の表面
に炭素，黒色染料，黒色顔料の単独物またはこれらの混
合物を塗布して連続焼鈍するもので、このような方法に
より銅帯の熱吸収を増加させている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、冷間圧延後のステンレス鋼帯の連続焼鈍に際
しては、以下に列記するような解決すべき問題がある。

すなわち、 （１）前述の特公昭５　６−８　０　９　２号公報の発
明によれば、銅帯の熱吸収率は大きくなり、焼鈍効果を
大きく高めることができる。しかしながら、同公報第２
欄３２行目にｒ塗布膜は炉内で分解する１と記載されて
いるように、焼鈍中に塗布膜は消失するので、調帯表面
は燃焼ガス雰囲気と直接に接触することになる。従って
この発明によっては炉内における酸化スケールの発生を
抑制することはできない。

（２）　　このように、焼鈍中には厚い酸化スケール層
が生戒するから、この酸化スケールが炉内のハースロー
ルに付着し、これが戒長ずる結果、ステンレス鋼帯にビ
ックアップ疵を発生させる。

従ってハースロールの頻繁な交換を余儀なくされ、生産
性．メンテナンスなどの点で問題である。

（３）更に、ステンレス鋼帯に生成する酸化スケールは
、普通鋼に比べ緻密であることから長大な酸洗設備が必
要となり、また薬液も数種類使用しなければならないこ
とから、廃酸処理も非常に厄介な問題となる。

本発明は、以上のような従来技術の問題点にかんがみて
なされたものであって、ステンレス鋼帯表面に酸化物系
セラミックス粉末を含有する水溶液を塗布する方法を採
ることにより、上記課題を解決すること目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達戒するために、本発明にかかるステンレス
鋼帯の連続焼鈍方法は、ステンレス銅帯の表面に、少な
くとも酸化物系セラミックス粉末とケイ酸アルカリ塩と
でなる固形分を含有し、且つ当該固形分中のケイ酸アル
カリ塩の割合が５０％以上とした水溶液を、乾燥厚さが
５０μｍ以下になるように塗布し、次いで、燃焼雰囲気
内において所定の熱処理条件で焼鈍し、しかる後、この
焼鈍処理により前記水溶液から形威された前記ステンレ
ス鋼帯の焼成被膜を除去することを特徴としている。

〔作用〕

本発明では、ステンレス鋼帯の表面に、少なくともＡ　
ｌｘ　Ｏｓ＋　Ｓ　ｔ　０２１Ｔ　ｉ０２，Ｚ　ｒ　Ｏ
などの酸化物系セラミックス粉末とケイ酸アルカリ塩と
を含有する水溶液を塗布してから焼鈍するので、冷間圧
延後のステンレス鋼帯であっても熱吸収率を高めること
ができる。

また、ケイ酸アルカリ塩は、水に溶けて水ガラスとなり
、この水ガラスは酸化物系セラミックス粉末の粘着剤（
バインダー）として作用する。従って、ステンレス鋼帯
は焼鈍処理において常温から１１００゜Ｃ前後まで加熱
されるが、低温から高温にわたって燃焼ガスをステンレ
ス鋼帯表面から遮断して焼鈍炉内でのステンレス鋼帯表
面の酸化を防止し、酸化スケールの生或を防止すること
ができる。

焼鈍によりステンレス鋼帯温度が上昇するに従って、塗
布膜中の水分が消失して酸化物系セラ旦ックスの焼成被
膜が形成されるが、この被膜は次の冷却過程においてス
テンレス鋼との熱収縮率差により、銅帯表面との密着強
度が低下し剥離しやすくなるので製品としては全く問題
とはならない。

また、このように調帯表面の酸化スケールの生成が抑制
されるので、ビックアップ疵の問題も解決される。この
場合、セラミックス粉末の一部がハースロールに付着し
て戒長ずることが懸念されるが、セラミックスは熱的に
安定しているので、ロールに付着したとしてもロール母
材と反応して戒長ずることはないので、上記のおそれは
全くない。

なお、セラξツクス粉末を酸化物系に限定した？は燃焼
ガス雰囲気、すなわち高温酸化雰囲気中であっても熱的
に安定しているためである。また、ケイ酸アルカリ塩を
添加するのは前述したように水に溶けて水ガラスとなり
、セラミックス粉末の粘着剤となることの他、このケイ
酸アルカリ塩は、Ｓｉｎ．とＮａ２０などのアルカリと
を融解して得られるものであり、酸化物系セラミックス
の範晴に属するためである。

次に数値限定理由について述べる。下記第１表は、固形
分及び水分の割合をそれぞれ４５％及び５５％に固定し
た水溶液で固形分中のケイ酸アルカリ塩量を変化させた
時のＳＵＳ３０４のステンレス鋼帯に形成された焼成被
膜の剥離度について実験した結果である。なお、固形分
中には、セルロース誘導体０．５％を安定化剤として加
え、骨材としての酸化物系セラごンクスはＡｆｆｉ．０
３，Ｓｔｏ，，ＴｉＯ■，Ｚｒ○の４種類を使用した。

また、焼成被膜の剥離度はナイロン製ブラシロールを２
バスかけた後の剥離状況を計測したもので、完全に剥離
した場合を剥離度１００％とした。

第 ｌ 表 この第１表より、ケイ酸アルカリ塩が５０％未満である
場合には、何れも剥離度が低いが、５０％の場合、骨材
Ａｌ２０３で剥離度１００％になると共に、他の骨材で
も８５％以上となり、またケイ酸アルカリ塩が９０％で
は、いずれの骨材でも剥離度１００％が得られる。

以上により、固形分中のケイ酸アルカリ塩の割合を５０
％以上とする。

次にスラリー塗布厚みの限定理由について述べる。

第１図は、水溶液の塗布厚みとステンレス鋼帯の熱輻射
率の関係について調査したものである。

この図から塗布厚みが乾燥厚みで５０μｍで完全に飽和
していることがわかる。第２図は水溶液の塗布厚みと焼
鈍後に生或するスケール厚みとの関係について実験した
ものである。この図から、乾燥厚みで５０μｍ以上塗布
してもスケール層厚みはそれ以上減少しないことがわか
る。

以上のことから、酸化物系セラミックス粉末を含有する
スラリーの塗布厚みは乾燥厚みで５０μｍ以下とすぺき
である。

また、塗布厚みを乾燥厚みで５０μｍ以上とすると、炉
内での剥離が多くなり、この点からも５０μｍ以下とす
るのがよい。

なお、第２図から明らかなように、酸化スケール層の厚
みを２００人以下に低減できるので、脱スケールは軽度
の酸洗で充分となる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面を参照して説明する。第３図〜第６
図は本発明に係る実施例を説明する図である。

この実施例においては、第３図に示すように、入側ルー
バ５と焼鈍炉６との間に、塗布剤をステンレス鋼帯Ｓの
表面に塗布するための塗布剤塗布装置２ｌが介在されて
いると共に、焼鈍炉６の出側に、焼鈍時に焼成された被
膜を除去する焼成被膜除去装置３ｌが配設され、この焼
成被膜除去装置３Ｉの後段に第７図における複数の酸洗
槽９〜１１に代えて１つの硝酸槽又は硝酸電解槽４１が
配設されていることを除いては第７図と同様の構？を有
し、第７図との対応部分には同一符号を付してその詳細
説明はこれを省略する。

塗布剤塗布装置２１の詳細は、第４図に示すように、タ
ンク゛２２内に、ＡｆｚＯ＊．Ｓ　ｉ　Ｏｚ．Ｔ　ｉＯ
■，ＺｒＯ等の酸化物系セラミックス粉末とケイ酸アル
カリ塩とでなる固形分を含有し、且つ固形分中のケイ酸
アルカリ塩の“割合が５０％以上とした水溶液でなる塗
布剤２３を収納し、この塗布剤２３にデフレククロール
２５．２５によって案内して洞帯Ｓを浸漬させ、塗布剤
２３から引き上げられた鋼帯Ｓにこれを挟んで対向する
一対の絞りロール２４．２４を押付けて、水溶液の塗布
厚みを乾燥状態で５０μｍ以下となるように調節する。

また、焼戒被膜の除去装置３１は、第３図に示したよう
に、ステンレス鋼帯Ｓを挟んだ上下一対のナイロン製ブ
ラシロール３２を２セット配置したもので、これらのブ
ラシロールはステンレス鋼帯Ｓの進行方向とは逆の方向
に回転駆動されている。また、調帯表面から剥離した被
膜は図示しない水スプレー等によって洗い流されるよう
になっている。

さらに、硝酸槽又は硝酸電解槽４１は、ステンレス鋼帯
Ｓに前述した塗布剤２３を塗布することにより、焼鈍時
に生或する酸化スケールが非常に少ないので第７図に示
したように酸洗槽を複数とすることなく、単槽でも充分
に脱スケールと不働態化処理ができる。

なお、前記塗布剤塗布装置２１は、本実施例のような浸
漬方式に限るものではなく、ロールコー夕方式やスプレ
一方式などいずれの態様でもよく、また前記被膜除去装
置３ｌはブラシロールではなく、ペンディングロールを
用いて曲げ加工により被膜を破壊してもよく、ピンチロ
ールにより圧壊してもよく、更には化学的処理により除
去してもよい。

したがって、ペイオフリール１から巻戻された冷間圧延
後のステンレス鋼帯Ｓは、人側シャー２によって先端部
及び後端部を切断され、次いでウエルダ３によって先行
するステンレス鋼帯の後端に接続される。次いで、鋼帯
Ｓの表面に付着した冷間圧延油が脱脂装置４で除去され
た後、人側ルーバ５を経て塗布剤塗布装置２１に送られ
、この塗布剤塗布装置２１によって表面に、酸化物系セ
ラミックス粉末とケイ酸アルカリ塩を含有した水溶液で
なる前記塗布剤２３が乾燥厚さ５０μｍ以下に塗布され
てから焼鈍炉６で所定の熱処理が施される。このとき、
ステンレス鋼帯Ｓの表面に酸化物系セラξツクス粉末を
含有した塗布剤２３による塗布膜が形威されているので
、加熱部７による燃焼ガスを遮断することができ、酸化
スケールの生戒を防止することができる。そして、焼鈍
後のステンレス鋼帯Ｓは、焼成被膜除去装置３１でブラ
シロール３２によって焼鈍時に塗布剤２３の水分が消失
することにより形威される酸化物セラミックスの焼戒被
膜を除去する。このとき、塗布剤２３の固形分の５０％
以上がケイ酸アルカリ塩であるので、焼戒被膜の剥離度
が極めて高く、焼戒被膜の剥離を容易に行うことができ
′る。次いで、焼成被膜が剥離されたステンレス鋼帯Ｓ
は、単槽の硝酸槽又は硝酸電解槽４１で脱スケールと不
動態処理とが施され、次いで洗浄装置１２により表面が
洗浄された後、ドライア■３で乾燥されてから出側ルー
パ１４を経て分割シャー１５により所定長さに切断され
てテンションリール１６に巻取られる。

次に第３図及び第４図に示す設備を使用して下記条件で
ステンレス鋼帯の焼鈍を行った結果について述べる。

対象材　鋼　　厚　ＳＵＳ３０４ 板　厚１．０印 焼鈍温度　１ｌ２０゜Ｃ（炉温１１３０゜Ｃ）第５図は
このときの昇温カーブを示す。図中、○印が塗布剤２３
を塗布したものであり、比較のため無塗布のものを●印
で示した。

この表から明らかなように、無塗布材に比べて塗布材の
方が加熱温度１１２０″Ｃまでの時間は約４５％短縮さ
れることが判る。このことはすなわち、炉長を４５％短
くできるか、もしくは炉内での通板速度を約１．８倍に
上げることができることを意味する。

第６図は、同じく焼鈍後のステンレス鋼帯表面のＦｅと
○を、Ｇ　Ｄ　Ｓ　（Ｇｌｏｗ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　
ａｔｏｍｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏ
ｐｙ　）で測定した結果である。

同図（ａ）が無塗布材、同図（ｂ）が塗布材の場合であ
る。

これによりスケール層の厚みは無塗布材では２０００人
、塗布材では約８０人であり、本発明によればスケール
層の厚みが約１／２５に低減できることがわかる。

以上は、冷間圧延後のステンレス鋼帯について説明した
が、熱間圧延後のステンレス鋼帯を連続焼鈍酸洗するＡ
ＰＬにも適用できるのはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、熱吸収率が高く
、また炉内での鋼帯の酸化を抑制することのできる酸化
物系セラミックス粉末及びケイ酸アルカリ塩を含有する
水溶液でなる塗布剤を焼鈍炉の入側でＥ帯に塗布し、出
側で除去することにより、以下に示すような種々の効果
が得られる。

（１）焼鈍時間の短縮、もしくは炉長の短縮を図ること
ができる。

（２）炉内での銅帯の酸化を抑制できる。

（３）ハースロールによるピックアップ疵発生の防止。

（４）焼鈍時にステンレス鋼帯に生或する焼成被膜の剥
離度を高めることができ、焼鈍後の焼成被膜の剥離を容
易に行うことができる。

（５）脱スケールのための酸洗が軽度で済み、従って酸
洗速度の上昇、酸洗槽長さの短縮、酸原単位の低減、廃
酸処理設備のランニングコストの低減などが可能。

（６）塗布剤の塗布厚みは非常に薄くてよいので、焼鈍
，酸洗コストを大幅に低減できることから、全体として
非常に安価にステンレス鋼帯を処理できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における塗布剤の塗布厚み（乾燥後）と
ステンレス鋼帯の熱輻射率との関係を示すグラフ、第２
図は本発明における塗布剤の塗布厚みとスケール厚みと
の関係を示すグラフ、第３図は本発明の実施例を示す概
要構或図、第４図は塗布剤塗布装置の一例を示す断面図
、第５図は塗布剤を塗布した鋼帯と無塗布の調帯との焼
鈍温度に達するまでの加熱時間を比較したグラフ、第６
図（ａ）及び（ｂ）は夫々焼鈍後の塗布剤無塗布材及び
塗布材におけるステンレス鋼帯表面のＦｅ及びＯをＧＤ
Ｓで測定したスペクトル強度を示すグラフ、第７図は従
来例を示す概要構戒図である。 図中、Ｓはステンレス鋼帯、６は焼鈍炉、２ｌは塗布材
塗布装置、２３は塗布材、２４は絞りロール、３１は焼
成被膜除去装置、３２はブラシロール、４ｌは硝酸槽又
は硝酸電解槽である。 第　６ （０） 図 累，豐＠材 第　６ （ｂ） 図 塗布廿

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステンレス鋼帯の表面に、少なくとも酸化物系セ
   ラミックス粉末とケイ酸アルカリ塩とでなる固形分を含
   有し、且つ当該固形分中のケイ酸アルカリ塩の割合が５
   ０％以上とした水溶液を、乾燥厚さが５０μｍ以下にな
   るように塗布し、次いで、燃焼雰囲気内において所定の
   熱処理条件で焼鈍し、しかる後、この焼鈍処理により前
   記水溶液から形成された前記ステンレス鋼帯の焼成被膜
   を除去することを特徴とするステンレス鋼帯の連続焼鈍
   方法。