JPH03226599A - ステンレス鋼板の脱スケール法 - 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鋼板の脱スケール法に係り、特に熱
間圧延または冷間圧延後の焼鈍などの加熱処理で鋼板表
面に生成された酸化度Ｍ（スケール）を短時間で除去し
得るステンレス鋼板の脱スケール法に関する。

〔従来の技術〕

例えば冷間圧延されたステンレス鋼鋼帯は、圧延歪みの
除去および機械的特性の向上のために仕上げ焼鈍がなさ
れる。焼鈍雰囲気としては還元性雰囲気（ＨＸもしくは
Ｈｚ　十Ｎ　ｔ　）や酸化性雰囲気（プロパン、ブタン
等の燃焼性ガス）が用いられるが、いわゆるＢＡ処理（
光輝焼鈍処理）といわれる強還元性雰囲気の場合を除き
、焼鈍過程においてステンレス鋼鋼帯表面にテンパーカ
ラーと称される酸化皮膜（スケール）が形成される。こ
れらのスケールが調帯表面に残されたままでは、外観上
の問題だけでなく製品の耐食性やプレス加工性等を劣化
させ問題となる場合が多いので、スケールを除去する必
要がある。そのため、通常は焼鈍後のステンレス鋼鋼帯
を酸洗処理して脱スケールを行い仕上げている。

従来の冷延ステンレス鋼鋼帯の焼鈍後の脱スケール法と
しては、硝酸ソーダ（ＮａＮＯｉ）、カセイソーダ（Ｎ
ａＯＨ）等を主成分とする溶融アルカリ塩中に浸漬する
ソルト処理もしくはＮａ、５Ｏ１（硫酸ソーダ）、Ｎａ
Ｃ１（塩化ナトリウム）等の中性塩電解質水溶液を用い
た電解処理等の前処理を施した後、硫酸（Ｈ，ＳＯ，）
、硝酸（ＨＮＯ，）、硝酸＋フッ酸（ＨＦ）等の混酸な
ど複数の酸水溶液中に浸漬するか、または硫酸あるいは
硝酸水溶液中で電解処理する方法が行われている。

特公昭３Ｂ−１２１６２号公報等に開示されているこれ
ら従来の脱スケール法は、鋼種や焼鈍条件の差によって
生じる脱スケールの難易度によって、使用する酸の組合
せや濃度等を使い分けるのが一般的である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これら従来の脱スケール法にあては、ス
ケールを除去するのに長時間の処理を必要とするのが普
通であり、２０〜３０ｍ／分という通常のライン通板速
度において３０〜５０ｍにも及ぶ酸洗設備を必要として
いる。したがって、更に通板速度を増速して生産性をあ
げようとすると長大な酸洗設備となるばかりでな（、酸
溶液の管理等の負荷も真人なものになってしまい、現実
には不可能で、低生産性と煩雑なライン管理という問題
点が未解決のまま残されていた。

このような従来の問題点を解決するべく、本発明者らは
硝酸中にフッ素化合物を添加した水溶液で焼鈍後のステ
ンレス鋼鋼帯を電解酸洗する方法を先に提案した（特開
昭６２−２９４２００号公報）。例えば第４図は、濃度
１００ｇ／ｌの硝酸水溶液に濃度１０ｇ／ｌのフッ酸を
添加した系におけるステンレス鋼（ＳＵＨ４０９）のア
ノード分極曲線を示したもので、電流密度は卑な電極電
位において直線的に立ち上がり１０　Ａ／ｄａ”を越え
て限界電流密度に達する。この場合、脱スケールは電位
の卑な活性溶解領域でのアノード溶解により効率的に進
行する。

また特公昭６３−４５４８０号公報には、硫酸水溶液に
フルオロケイ酸塩もしくはフルオロホウ酸塩を添加し、
更に硝酸塩、硫酸塩の１種または２種混合した酸洗溶液
で酸化膜が付着したＣｒ含有鋼板を電解酸洗する方法が
提案されている。

これらの方法によって、−液のみで高能率な脱スケール
が可能になったが、その後の検討により次のような別の
欠点があることが明らかになった。

■フッ素化合物を含むため水溶液中でフッ酸が生成され
、そのフン酸による電極材の消耗が極めて大きい。■酸
洗後の銅帯表面にフッ素が残留し易く、これが原因で耐
食性の低下をきたし易い。

そこで本発明は、上記従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、電極材を大きく
消耗させ且つ脱スケール後の銅帯の耐食性を低下させる
フッ素化合物を用いない高能率なステンレス鋼板の脱ス
ケール法を擾供することにより、上記従来の問題点を解
決することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明者らは、ステンレス鋼
板の電解脱スケール法について検討をすすめた結果、電
解液中の硝酸濃度および硫酸濃度を適性範囲に規制すれ
ば、フッ素化合物を使わない電解酸洗法によっても、フ
ッ素化合物を添加した場合と同様の脱スケール能力が得
られることを見出した。また、硝酸と硫酸の濃度を適性
範囲に規制した混合液に更に適量の塩素化合物を添加す
ることにより一層脱スケール能力を向上させ得ることを
見出した０本発明は、こうした知見に基づきさらに研究
を重ねて完成されたものである。

本出願の発明は、２５ｇ／ｌ以上２５０ｇ／ｌ以下の硝
酸水溶液と５０ｇ／ｌ以上８００ｇ／ｌ以下の硫酸水溶
液とを、硫酸（ｇ／ｌ）／硝酸（ｇ／ｌ）≧２となるよ
うに混合してなる電解液を用いて電解脱スケールするこ
とを特徴とする。

また本出願の他の発明は、２５ｇ／Ｊ以上２５０ｇ／ｌ
以下の硝酸水溶液と５０ｇ／ｌ以上８（Ｌｏｇ／ｌ以下
の硫酸水溶液とを、硫酸（ｇ／ｌ）／硝酸（ｇ／ｌ）≧
２となるように混合してなる電解液に、さらに塩化物を ０．０１≦塩素（ｇ／ｌ）バ硝酸＋硫酸）（ｇ／ｌ）≦
０．１となるように添加した電解液を用いて電解脱スケ
ールすることを特徴とする。

前記塩化物としてＨＣｌ、　Ｎａ　Ｃ１，、Ｆ　ｅ　Ｃ
ｌｘ。

ＦｅＣ１ｚのうちの１種または２種以上を用いることが
できる。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明にあっては、電解液として基本的には硝酸と硫酸
との混合組成の液を用いる。その理由は、硝酸と硫酸と
の混合液を電解液とすることにより、先に述べた硝酸と
フッ酸との混合系におけると同しく（第４図参照）、活
性溶解領域でのアノード溶解による効率的な脱スケール
が達成されるからである。例えば第１図は、硝酸５０ｇ
／ｌ　と硫酸２００ｇ／ｌの混合液（混合比は硫酸／硝
酸＝４）中でのステンレス鋼のアノード分極曲線を示す
。卑な電極電位において電流密度は直線的に立ち上がり
、およそ７０Ａ／ｄａ”に達して２．に流れなくなる。

すなわちこの電極電位範囲内の領域は、通常の電解電流
密度の値である１〜５０＾／ｄ■２が充分にカバーでき
る活性溶解領域であって、効率的なアノード電解が硝酸
とフッ酸との混合系におけると同様に進行する。本発明
は、この活性溶解領域を利用するものである。

それ以上の電極電位では電流値が極めて微小となる不動
１！　領域となる。さらに責な電位の範囲になると通事
動態領域となって過早動態溶解のみが起こる。この過早
動態溶解ではアノード反応として ２Ｈ，Ｏ→Ｏ，＋４Ｈ”＋４　ｅ−による酸素（０□）
発生も競合反応として生じるので、そのふん電解効率が
低下し、脱スケール能力が落ちて効率が悪くなる。

本発明にあっては、また電解液の硝酸と硫酸との混合組
成比が重要であり、硫酸（ｇ／ｌ）／硝酸（ｇ／Ｉ）≧
２であることが必要である。第２図はアノード分極曲線
に及ぼす酸混合比の影響を表している。図から明らかな
ように、酸混合比が硫酸（ｇ／ｌ）／硝酸（ｇ／ｌ）＜
２の場合は活性溶解領域における電流密度のピーク値が
十分に大きくはならない（１０Ａ／ｄｍ”以下）。した
がって通常の電解電流密度１〜５０Ａ／ｄａ”では活性
溶解領域でのアノード電解が十分には起こらず、もっと
責な電極電位領域での過早動態溶解のみが起こり易く脱
スケール能力が低くなる。

これに対して硫酸（ｇ／ｌ）／硝酸（ｇ／ｌ）≧２とす
れば、活性溶解領域にお、ける電流密度のピーク値がＩ
ＯＡ／ｄ■２を越え、アノード電解では活性溶解が生じ
て効率の良い脱スケールがなされる。なお、硫酸（ｇ／
ｌ）　／硝酸（ｇ／Ｉ）の混合比が２以上であれば本発
明の目的とする高効率の脱スケールを達成できるので特
に混合比の上限は定めないが、過剰に硫酸骨が増えると
′ｆＡｆＩｉ単味に近づき、電解後のステンレス鋼板の
肌が荒れることから、製品の品質との関係で混合比の上
限を決めればよい。

本発明の電解液における硝酸濃度は、２５ｇ／ｌ以上２
５０ｇ／ｌ以下が適当である。硝酸濃度が２５ｇ／ｌ未
満では電解液としての機能が十分ではない、一方、２５
０ｇ／ｌを越えると酸化性が強くなってステンレス鋼板
面に不動態が形成され、その結果活性溶解領域での電流
密度のピーク値が大きくならず、過早動態溶解となって
脱スケール能力が低下する。

また、硫酸濃度は５０ｇ／ｌ以上８００ｇ／ｌ以下が適
当である。硫酸濃度が５０ｇ／ｌ未満では活性溶解領域
での電流密度のピーク値が十分大きくならず、脱スケー
ル能力が不十分である。一方、８００ｇ／ｌを越えると
電解後のステンレス鋼板の肌荒れが激しくなると共に電
極材の消耗も大きくなる。

本発明の電解籠は、硝酸と硫酸との混合系に更に塩化物
を添加して構成することができる。塩化物は電解脱スケ
ール能力の向上に寄与する。その機構は、添加した塩化
物から遊離した塩素（Ｃ１）がステンレス鋼板表面のス
ケール層を破壊し、電解液である酸との反応性を改善す
るためであることが、本発明者らの詳細な研究により明
らかになった。

塩化物の添加量は、塩素として ０．０１≦塩素（ｇ／ｌ）／（硝酸＋硫酸）輸／ｌ）≦
０．１となる範囲である。塩素（ｇ／ｌ）バ硝酸十硫酸
）軸／Ｉ）が０．０１未満の場合は塩素添加による活性
溶解領域での電流密度のピーク値の成長は殆ど認められ
ず、脱スケール能力の改善は得られない。一方、塩素（
ｇ／ｌ）バ硝酸十硫酸）（ｇ／ｌ）が０．１を越えると
、活性溶解領域での電流密度のピーク値は大きくなるが
、この電位領域での電解によりステンレス鋼板表面にお
けるピッチング状の浸食の成長のみが選択的に生して、
その結果脱スケール能力は低下する。

第３図に塩化物添加の効果を示す。

上記塩化物としては、ＨＣｌ、ＮａＣ１，ＦｅＣ１ｚ、
ＦｅＣ１：＋の１種または２種以上を用いるのが適当で
ある。本発明者らの研究によれば、上記以外に金属塩化
物（ＡＩＣＩ：＋、５ｎＣＩｚ、ＴｉＣＩ　ｚ、　Ｃｕ
　Ｃｌ　２．　Ｍ　ｏ　Ｃ］　３．　Ｚ　ｎ　Ｃ１２等
）でも本発明の効果を示すことが明らかになっている。

しかし、これらの金属塩化物は上記４種の塩化物ＨＣＩ
、ＮａＣ１，ＦｅＣ１ｚ、ＦｅＣ１５と比べて、同様の
添加効果を得るのにコストが高くなったり或いは十分な
効果が得られなかったりするので実用的ではない。

本発明の電解液の液温度は、特に規定しないが４０’Ｃ
以上９０°Ｃ以下とすることが望ましい、４０°Ｃ未満
では、活性溶解領域での電流密度のピーク値の成長が小
さくて脱スケール能力が低い。−方、９０℃を越えると
反応性は大きくなるが窒素酸化物（Ｎｏ、）の発生量が
非常に多くなり、公害防止設備費用の増加を来す。

本発明の電解時の電流密度は、通常の脱スケール所要電
流密度である１〜５０　Ａ／ｄａ”でよい、ＩＡ／ｄ＋
ｍ”未満では脱スケール所要時間が大きくなる。

一方、５０　Ａ／ｄａ”を越えると脱スケール所要時間
は短縮できるが電源設備の大容量化が必要でコストアッ
プの要因となる。但し、これらは本発明の作用を根本的
に左右するものではないから特に限定はしない。

（実施例１） 冷間圧延後のステンレス鋼鋼帯（ＳＵＨ４０９，１、Ｏ
閣ｔＸ１２３０閣コイル）をブタンガス燃焼雰囲気下で
連続焼鈍した材料を供試材とし、実験用酸洗ラインで電
解液として種々の濃度の硝酸と硫酸との混合液を用いた
本発明による電解脱スケールと従来技術等による脱スケ
ールとを行い、脱スケール所要時間を調べた。その結果
を表１に示す。

表１から、本発明の電解脱スケール法によれば、従来技
術等による場合に比べて脱スケール所要時間を大幅に短
縮できて高い生産性が得られることが明らかである。な
お、脱スケール処理した供試材の耐食性に関し、ＪＩＳ
　　Ｚ−２３７１に準じて３５°Ｃ，４Ｈｒｓの塩水噴
霧試験を行った所、全ての供試試料について良好な結果
が得られた。

（実施例２） 冷間圧延後のステンレス鋼鋼帯（ＳＵＨ４３０，０，８
閣ｔＸ１０９０閣コイル）をプロパンガス燃焼雰囲気下
で連続焼鈍した材料を供試材とし、実験用酸洗ラインで
電解液として種々の濃度の硝酸と硫酸との混合液を用い
た本発明による電解脱スケールと従来技術等による脱ス
ケールとを行い、脱スケール所要時間を調べた。その結
果を表２に示す。　表２から、本発明の電解脱スケール
法によれば、従来技術等による場合に比べて脱スケール
所要時間を大幅に短縮できて高い生産性が得られること
が明らかである。

（実施例３） 実施例１と同じ供試材について、種々の濃度の硝酸と硫
酸との混合液に更に塩化物を添加した電解液を用いた本
発明範囲内による電解脱スケールと本発明範囲外による
電解脱スケールとを行い、脱スケール所要時間を調べた
。その結果を表３に示す。

表３から、本発明範囲内の電解脱スケール法によれば、
本発明範囲外による場合に比べて脱スケール所要時間を
大幅に短縮できて高い生産性が得られることが明らかで
ある。

（実施例４） 実施例２と同じ供試材について、種々の濃度の硝酸と硫
酸との混合液に更に塩化物を添加した電解液を用いた本
発明範囲内による電解脱スケールと本発明範囲外による
電解脱スケールとを行い、脱スケール所要時間を調べた
。その結果を表４に示す。

表４から、本発明範囲内の電解脱スケール法によれば、
本発明範囲外による場合に比べて脱スケール所要時間を
大幅に短縮できて高い生産性が得られることが明らかで
ある。

なお、本発明のステンレス鋼板の脱スケール法は、冷間
圧延ステンレス鋼の焼鈍後における脱スケールのみなら
ず、熱間圧延ステンレス鋼の脱スケールにも有効に適用
できる。

また、本発明のステンレス調板の脱スケール法は、従来
のステンレス鋼板の酸洗技術と組合せて適用することも
可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のステンレス鋼板の脱スケ
ール法によれば、所定濃度の硝酸と硫酸とを所定比率に
混合してなる電解液または該電解液に更に塩化物を添加
してなる電解液を用いて電解脱スケールするものとした
から、被処理材の表面品質を低下させたり電極材を大き
く消耗させるフ、素化合物を用いることなく、脱スケー
ル能力が大幅に改善されて生産性の飛躍的な向上を達成
できるようになった。また、脱スケール能力が改善され
たから長大な酸洗設備は不要となり、酸溶液の管理等の
負荷も低減できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電解液として硝酸と硫酸との混合液を
用いた場合のアノード分極曲線を表す図、第２図は同じ
く電解液として硝酸と硫酸との混合液を用いた場合のア
ノード分極曲線に及ぼす酸混合比の影響を表す図、第３
図は硝酸と硫酸との混合電解液に対する塩化物の添加が
アノード分極曲線に及ぼす影響を表す図、第４図は従来
の硝酸にフン酸を添加してなる電解液を用いた場合のス
テンレス鋼のアノード分極曲線を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）２５ｇ／ｌ以上２５０ｇ／ｌ以下の硝酸水溶液と
   ５０ｇ／ｌ以上８００ｇ／ｌ以下の硫酸水溶液とを、硫
   酸（ｇ／ｌ）／硝酸（ｇ／ｌ）≧２となるように混合し
   てなる電解液を用いて電解脱スケールすることを特徴と
   するステンレス鋼板の脱スケール法。 （２）２５ｇ／ｌ以上２５０ｇ／ｌ以下の硝酸水溶液と
   ５０ｇ／ｌ以上８００ｇ／ｌ以下の硫酸水溶液とを、硫
   酸（ｇ／ｌ）／硝酸（ｇ／ｌ）≧２となるように混合し
   てなる電解液に、さらに塩化物を ０．０１≦塩素（ｇ／ｌ）／（硝酸＋硫酸）（ｇ／ｌ）
   ≦０．１となるように添加した電解液を用いて電解脱ス
   ケールすることを特徴とするステンレス鋼板の脱スケー
   ル法。 （３）塩化物としてＨＣｌ、ＮａＣｌ、ＦｅＣｌ＿２、
   ＦｅＣｌ＿３のうちの１種または２種以上を用いること
   を特徴とする請求項（２）記載のステンレス鋼板の脱ス
   ケール法。