JPH04165090A - ステンレス鋼の脱スケール処理法と装置 - 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の焼鈍などのための加熱後の脱ス
ケール処理法と装置に関する。

より具体的には、クローム含有鋼、特に１８クロームス
テンレス鋼、１８クローム・８ニツケルステンレス鋼を
基本とし、それらに更に各種の改良元素を添加した各種
ステンレス鋼の帯材、板材の焼鈍などの加熱の後の脱ス
ケール処理に関し、それらの材料を圧延、線引後、固溶
化焼鈍やその他の熱処理のために加熱したことにより生
ずる酸化皮膜を溶融ソルトを使用して除去するに際し、
従来のようにソルトバス中を通過させる代りに、焼鈍炉
を出て移送される鋼材を進行方向に対し斜下向きに傾斜
させて走行させる間に、アルカリ溶融塩をノズルから噴
射し処理した後水洗槽に導くことにより、ソルトバス法
では被処理材料をソルトバスの浴面下の前後に配置され
たロールを通過させて案内するため、被処理材料とロー
ルとの接触により発生が不可避であったスクラッチキズ
及び押し傷などを回避し得る処理方法と装置に関する。

［従来の技術］ ステンレス鋼の帯材、線材が建築物、車両、家庭電器、
事務用機器などに多用されるようになったのにに伴い、
それらの鋼材をユーザーの要求する種々の寸法に仕上げ
るための圧延、線引も多岐化し、それに伴う焼鈍も不可
欠となるが、焼鈍によって生じた酸化皮膜を除去する処
理も一貫した連続方式で行う必要がある。

前述した酸化皮膜は、スケールと呼ばれ、以下本明細書
でもスケールと呼ぶが、この種のスケールの除去には、
大別すると、 （１）無機強酸または中性塩を用いる電解方式と、（２
）溶融アルカリ塩中に浸漬するソルトバス方式のいずれ
かにより行われていた。

上記の２種の処理法の中でも、（２）のソルトバス方式
は、溶融塩、いわゆるソルトがスケールのみに選択的に
作用して母材金属であるステンレス鋼には作用しないこ
と、温度調節が容易であり処理時間が短く脱スケールが
完全で、しかも良好な仕上がり面が得られるなどの点か
ら現在でも多用されている。

従来のソルトバス方式は、苛性ソーダｌＮａ０旧を主剤
として、４００〜５００℃に保持した混合アルカリ溶融
塩浴中に浸漬するものであって、さらに脱スケール効果
を高めるために、他の添加剤を配合するようになったが
、添加剤の種類によりＳｏｄｉｕｍＨｙｄｒｉｄｅ法と
Ｈｏｏｋｅｒ法に大別される。

１１Ｓｏｄｉｕｉ　Ｈｙｄｒｉｄｅ法 苛性ソーダ（ＮａＯ旧に、還元剤として１．５〜２％　
′の水化ソーダ（ＮａＨｌを添加しながら３７０℃程度
のソルトバス中に浸漬すると、次に示す反応式２式％ により、ステンレス鋼表面に生じたスケール成分として
のＦｅＯ・Ｃｒ２ｅｓを、酸に可溶なＦｅとＣｒＯに変
化させ、次に水洗し、酸中に浸漬することにより脱スケ
ールする。

２１Ｈｏｏｋｅｒ法 苛性ソーダに５〜４０％の硝酸ソーダ（ＮａＮＯｘｌ　
を酸化剤として添加し、４００〜５００℃に保持したソ
ルトバス中に浸漬し、次に示す反応式 ２式％ によりスケール成分を可溶性の塩として溶出させ後続す
る酸洗により脱スケールする。

上記１）と２）の２法を改良した方法も開示されている
が、いずれもソルトバス中に浸漬させるという点で軌を
−にしている。

前述したＨｏｏｋｅｒ法によるソルトバス方式は、溶融
塩を保持した槽中に被処理ステンレス鋼材を浸漬させる
必要上、帯鋼■をロール状のまま連続移送してソルトバ
ス２４中に浸漬させるためには、第２図に示すようにソ
ルトバスの槽２４の入口側と出口側で、ソルトバスの浴
面下に配置した一対のテンションロール２６を通過させ
、さらに絞りロール２７、洗滌設備２８、酸洗設備２９
などを通過させる必要がある。

これらのテンションロール２６は、高温に保持されてい
るソルトバス２４中に配置されるため、耐食性と耐熱性
を必要とし、しかも高温浴中で被処理材と連続接触して
いるため表面に酸化被膜やキズが発生し、完全に平滑な
表面を保つことは不可能なことにより、接触の相手とな
るステンレス鋼に対して引掻きによるスクラッチキズや
押し傷などを発生させるという問題があった。

ステンレス鋼の帯材なとでは、最近での用途が建築物や
車輛などの内部または外部での表面の装飾的目的に供さ
れることが多くなったため、スクラッチキズの発生は重
大な品質欠陥とされるようになった。

（３）ソルトバス　　　しない　スケール２１）スルト
バス浸漬によらず脱スケールを行う方法として提案され
たのが、特公昭５２−４３７６６号公報に開示された脱
スケール法である。

この方法は、前述のソルトバス法で脱スケール剤として
用いた苛性ソーダ、苛性カリ等のアルカリを水に溶解さ
せて水溶液とし、ステンレス鋼などの表面を濡らし、大
気中或いは酸素を含む雰囲気中で所定の時間加熱するこ
とにより、鋼材表面に適用したアルカリ水溶液皮膜中の
水分を、高温の被処理材表面で蒸発させ、アルカリ溶融
塩皮膜に変化させ、次に大気中や酸素含有雰囲気中の酸
素を利用し、１ｏｏｋｅｒでの硝酸ソーダに相当する酸
化反応により、従来のソルトバス使用に相当する脱スケ
ールを行うものである。

この方法により、ソルトバスの設置を必要とすることな
（、スプレー、塗布などにより被処理材の表面を濡らす
だけでよいので、設備コスト、溶液の濃度調節、スクラ
ッチキズの防止に有効であるとされている。

２）上記特公昭５２−４３７６６号公報の出願人により
、前記発明の技術思想を基本とし、焼鈍された被処理鋼
材が保有している熱を有効に利用するようさらに改良さ
れた方法として、特公昭５３−３４１６７号公報による
「ステンレス鋼の処理方法と題する」方法が提案された
。

この方法では第３図に示すように被処理材Ｗを焼鈍炉ｌ
で焼鈍した後、空冷あるいは強制空冷などの冷却設備２
３°により被処理材を６００〜９００℃程度まで冷却し
、苛性ソーダなどの苛性アルカリ又はオルソ珪酸、亜硝
酸などのアルカリ塩類の水溶液をストレージタンク３４
に溜め、スプレー装置２３のノズルの先端からスプレー
処理し、ステンレス鋼の保有熱を一部利用して、その表
面上で前記のアルカリ塩を瀉融点以上の温度で所定時間
反応させた後酸化帯３７を経て洗浄設備２８により水洗
脱スケールするか、必要に応じ酸洗タンク２９により硝
酸、硫酸、弗酸等の無機強酸を用いて脱スケールし洗滌
設備３１を通過させ製品とする。上記の２方法は、それ
までは不可欠とされた脱スケールでのソルトバスが不要
になる点を特徴とする。

［発明が解決しようとする課題］ １）ソルトバスを使用する脱スケール方式では、温度の
管理が容易である反面、被処理材がソルトバスの浴面下
に設けたテンションロールと接触することにより発生す
るスクラッチキズ等が最大の問題であることは前項で述
べた。

２）一方、前記３の１）と２）によるスプレー処理方式
では、焼鈍炉から出た被処理材を所定の温度を下回らぬ
ように調整する必要があるが、板の厚さや幅により冷却
速度も異なり特に薄板では温度が低くなりやすいなど温
度調節が困難である。

３）ステンレス鋼には、オーステナイト系、フェライト
系、マルテンサイト系、析出硬化系などの多くの鋼種が
ある。

そのため、熱処理も多岐にわたり、ＪＩＳ鉄鋼規格によ
り、オーステナイト系については固溶化処理後急冷、フ
ェライト系では焼きなまし後急冷または徐冷、マルテン
サイト系では焼きなまし後は急冷または徐冷であるが、
焼き入れの際は加熱後急冷、析出硬化系では固溶化処理
の際には所定温度に保持された炉中から急冷し、その後
の析出硬化熱処理では所定の冷却速度で冷却するなど細
部にわたり規定されている。

このような鋼種によって異なる冷却条件により保持温度
から急冷を要する熱処理に対しては、前記の特公昭５３
−３４１６７号による焼鈍材の保有熱を利用する方法は
適用できないという問題があった。

４）また、前記公報の請求項２のようにアルカリ水溶液
スプレー後に、さらに酸化帯を設は脱スケールする方法
では、処理ラインの長さの増大を伴うという難点があっ
た。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、前項で述べたソルトバスによる場合にテン
ションロールとの接触によるスクラ・ンチキズや押し傷
の発生、アルカリ水溶液スプレーによる場合に、被処理
材の温度を所定範囲に保持することの困難性、溶体化処
理など加熱後の急冷を必要とする鋼種への適用不能など
の種々の課題を解決する手段として、焼鈍炉などから出
された被処理材を、進行方向に下向に傾斜した経路に沿
ってツルトスプレーゾーン内を進行させ、その間に３５
０〜４８０℃に保持したソルト供給タンクから、溶融ソ
ルトをパイプで送り、３３０〜４６０℃に保持されたス
プレーノズルから溶融ソルトとしてスプレーした後、少
なくとも１回水洗槽を通過させて、脱スケールするとい
う手段を採用して課題を解決した。

［作　用１ 焼鈍炉から出された被処理材は、ツルトスブレーゾーン
に送られ鋼材の温度の低下の程度に関係なく、はぼ３３
０〜４６０℃の温度でスプレーされる溶融ソルトによっ
て該ソルトと同一温度にされ、被処理材の表面が溶融ソ
ルトに十分濡らされた状態で、所定の時間移送される間
に脱スケールに必要な反応物質が形成され、余剰のソル
トは表面から下方に落下し、被処理材の表面に付着した
反応物質は水洗槽、スチーム、水などのスプレー処理に
より被処理材の表面から脱落し脱スケールが完了する。

［実施例］ 第１図を参照して本発明の詳細な説明する。

符号Ｗは被処理材で、この実施例ではＪＩＳＧ４３０７
のＳＵＳ　４３０ステンレス鋼帯を使用した。

被処理材を焼鈍炉ｌを通過させ８２０″Ｇに加熱した後
、炉外で大気中冷却しながらツルトスブレーゾーン２に
送り、この中では矢印Ａで示す進行方向に約３０度の角
度に傾斜した経路に沿って進行させ、その間被処理材の
上下両面を挟んで被処理材に平行に配置され４２０６Ｃ
に保持されたツルトスブレーノズル５から溶融状態のソ
ルトＳを被処理材Ｗの上下両面に吹き付けた。

この溶融ソルトＳは、４５０°Ｃに保持されたソルト供
給タンク７から配管７゛を経て、ポンプＰ２により圧送
される。

ツルトスブレーノズル５は、ツルトスプレーゾーン２の
入り口近くにスプレーゾーン２の全長の約４分の１長さ
で傾斜して延在し、その直下の床１１は被処理材の経路
と同じ方向に、かつ、より緩い角度で傾斜し、被処理材
の表面から落下したソルトＳが温度の低下に伴って一時
的に凝固し集積することもあるが、後述する第１水洗槽
３からポンプＰＩにより汲み上げられてスプレーゾーン
２の入り口直下の床面１１の高い部分に加えられるソル
ト水溶液により渚解され、傾斜した床面の低い方（図で
右側）へ移動するようになっている。

ツルトスプレーノズル５を通過した被処理材Ｗは、さら
に送られて前記の床１１に隣接して配置された第１水洗
槽３に導かれて水中に浸漬され、付着しているソルトを
脱落させるが、水中に浸漬される直前にスチームノズル
６から高温の蒸気が吹き付けられ水中に浸漬される以前
にソルトが脱落しやすいようにされている。

第１水洗槽３の床面１３は、前記のツルトスプレーゾー
ン２の床１１の傾斜よりも傾斜がやや急にされ、更に床
１１の床面１３に近い部分には仕切り１２が設けられて
いる。

第１水洗槽３内で水中に浸漬されてソルトが除去された
被処理材Ｗは、ローラ１４により送り方向が上向きに変
えられて水面から離れ、第１水洗槽３の出口部に向うが
、中間に第２のスチーム（または水）ノズル６°が設け
られている。

第１水洗槽３から出された被処理材Ｗは、更に第２水洗
槽４に導かれるが第１水洗槽３と第２のスチーム（また
は水）ノズル６°によるソルトの脱落が十分な場合は第
２水洗槽４は省略できる。

第１水洗槽３内の水には、被処理材Ｗから脱落あるいは
除去されたソルト成分が溶解されて、ソルトの水溶液に
なっているので、ポンプＰ４により水溶液をソルト回収
タンク８まで汲み上げ、補充用ソルトとして貯留してお
き、ソルト供給タンク７内のソルトが消耗して不足した
場合にポンプＰ３によりソルト供給タンク７まで汲み上
げ水溶液の状態で補給する。

［効果］ １）本発明では、焼鈍炉などを出た被処理材にはは３３
０〜４６０°Ｃに保持されたツルトスブレーノズルから
溶融状態のソルトが被処理材の上下両面に吹き付けられ
るので、被処理材が室温程度にまで冷却された状態でも
、又ある程度高温に保持されている状態でも適用できる
ので、ステンレス鋼の各種の鋼種や各種熱処理のための
加熱後の脱スケールに対しても広く適用可能である。

２）また、ソルトの水溶液でなく溶融状態のソルトを使
用する方法でありながら、ソルトバスを使用せず、被処
理材を傾斜した経路に沿って移送する間に３３０〜４６
０°Ｃに保持されたツルトスブレーノズルから溶融状態
のソルトをスプレーするため、ソルトバスの浴面下をロ
ールで案内する必要がなく、ロールと被処理材の接触摩
擦によるスクラッチキズや押し傷等の発生を回避できる
。

３）溶融状態のソルトを供給するため４５０〜４８０℃
に保持したソルト供給タンクを使用するので、ソルト回
収タンク内のソルト水溶液をそのままの状態でソルト供
給タンクに少量ずつ滴下して補充することができる。

４）以上の特徴に加え、装置全体を比較的狭いスペース
内に効率よく配置できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の脱スケール装置を示す概略側面図、
第２図は、従来技術のソルトバス脱スケール装置を示す
概略側面図、第３図は、従来技術の水渚液ソルトによる
脱スケール装置を示す概略側面図である。 図面中の符号 １：焼鈍炉、　　　　２：ツルトスプレーゾーン、３：
第１水洗槽、　４：第２水洗槽、 ５：ツルトスブレーノズル、 ６：スチームノズル、６°ニスチーム（水）ノズル７：
ソルト供給タンク、８：ソルト回収タンク、１１：床面
、１２：仕切り、１３：第１水洗槽の床面、１４：ロー
ル、Ｓ：ソルト、Ｗ：被処理材、Ｐｌ、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ
４：ポンプ。 代理人　弁理士　　藤　本　　礒 代理人　弁理士　　後　藤　武　夫

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．ロール状に巻かれた状態で焼鈍炉などの冶金炉を通
   過して加熱され、表面に酸化被膜が形成された帯状のス
   テンレス鋼の被処理処材を溶融状態のアルカリ性の塩に
   より前記の酸化被膜を除去する脱スケール処理法におい
   て、 供給タンク内に溶融塩を３５０〜４８０℃に保持し、前
   記被処理材を進行方向に対し下向きに傾斜した状態で移
   送している間に、前記供給タンクから溶融ソルトを送り
   ３３０〜４６０℃の温度で、ノズルから前記被処理材の
   表面にスプレーして溶融塩の膜を形成して所定の時間反
   応させ、 反応の終った被処理材を少なくとも一つの水洗槽を通過
   させて急冷し、脱スケールすることを特徴とするステン
   レス鋼の脱スケール方法。
2. ２．請求項１記載の方法において、前記被処理材の表面
   に溶融塩の膜が形成された後、水洗槽を通過させる前に
   空気、スチームまたは水により予冷させることを特徴と
   するステンレス鋼の脱スケール方法。
3. ３．請求項１または２記載の方法において、前記被処理
   材が溶融塩の膜による所定の反応の終った後、第１の水
   洗槽を通過させ、さらに前記被処理材を第２の水洗槽を
   通過させ脱スケールすることを特徴とするステンレス鋼
   の脱スケール方法。
4. ４．請求項１から３までのいずれかに記載の方法におい
   て、被処理材にスプレーされた溶融塩の余剰分をノズル
   の下方に落下させ、前記水洗槽内の水に、前記水洗槽で
   のスケール除去処理により除去した成分と、前記ノズル
   の下方に落下した溶融塩の余剰分とを溶解させ、前記の
   溶融塩を溶解した水洗槽内の水溶液を供給タンク内に補
   給することを特徴とするステンレス鋼の脱スケール方法
   。
5. ５．ロール状に巻かれた状態で焼鈍炉などの冶金炉を通
   過して加熱され、表面に酸化被膜が形成された帯状のス
   テンレス鋼の被処理処材をアルカリ性の溶融塩により前
   記の酸化被膜を除去する脱スケール処理装置において、 前記帯状のステンレス鋼の被処理処材を進行方向に対し
   下向きに傾斜した状態で移送する移送ラインと、 前記溶融塩を３５０〜４８０℃に保持するタンクと、前
   記供給タンクから溶融ソルトを供給されて、３３０〜４
   ６０℃の温度に保持し、前記被処理材が前記移送ライン
   内を下向きに傾斜して移送されている間に、前記被処理
   材の表面に溶融塩をスプレーして溶融塩の膜を形成させ
   るノズルと、 反応の終った被処理材を通過させて、スチーム又は水に
   より予冷する予冷装置と、 脱スケールのための少くとも一つの水洗槽と、を備えて
   成ることを特徴とするステンレス鋼の脱スケール装置。
6. ６．請求項５記載の脱スケール装置において、前記の移
   送ラインと、スプレーノズルと、一つの水洗槽とが１つ
   のスプレーゾーン内に配置されて、前記スプレーノズル
   は前記スプレーゾーンの入り口近くに、下向きに傾斜し
   て移送される被処理材に平行に、その上下両面に溶融塩
   を所定量だけスプレー可能な長さに配置され、 前記スプレーゾーン内の前記スプレーノズルよりも下流
   側には、被処理材が水洗槽の浴面中に浸漬される位置の
   前、または後の少なくとも一方の位置に、被処理材にス
   チームまたは水をスプレーするノズルが設けられ、 前記スプレーゾーンの前記スプレーノズルの下方の床面
   は、前記被処理材の表面にスプレーされた後、被処理材
   の表面から落下した余剰の溶融塩を貯留するとともに、
   水洗槽から加えられる溶融塩の水溶液に溶解されて前記
   水洗槽内に流入可能な緩い傾斜面にされ、 前記スプレーゾーンの前記スプレーノズルより下流側の
   床面は、前記スプレーノズルの下方の緩い傾斜の床面に
   連続してさらに一層傾斜されて前記水洗槽の床面を形成
   し、 前記水洗槽と保持タンクとの間には、水洗槽内の溶融塩
   の水溶液を前記保持タンク内に水溶液の状態で補給する
   ための配管などの輸送手段が設けられていることを特徴
   とするステンレス鋼の脱スケール装置。