JPH04182020A - ステンレス鋼板の脱スケール方法 - 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】 〈産業上の利用分舒〉 本発明は、焼鈍時に発生したステンレス鋼板表面のスケ
ール層を効率良く除去するステンレス鋼板の脱スケール
方法に関する。

〈従来の技術〉 ステンレス鋼を冷却圧延して、圧延硬化を除去するため
に焼鈍を行う際に、該ステンレス鋼の表面には酸化物ス
ケール（例えばクロム酸化物）の層が生成する。ここで
生成した酸化物スケール層は硬度が高く、機械加工時に
問題を生じるため、除去する必要がある。

従来におけろこのスケール層を除去する方法としては、
例えば塩浴法、中性塩電解法等が挙げられる。

この従来の塩浴法の一例を第５図に示す。

同図に示すように、ステンレス鋼板１００の搬送方向上
流鍔間から塩浴槽１０１．硫酸又（よ硝酸の電解１１１
１０２　、硝フッ酸浸漬槽１０３とが、各々水洗層１０
４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを介して順に配設されてし）
る。そして、搬送すした表面ニスケールを有するステン
レス鋼板Ｚｏｏば、先ず、４００〜５００℃に加熱され
溶融塩となったアルカリ　（ＮａＯＨ，ＮａＮ０３）が
保持されている塩浴槽１０１に入り、ここで表面のスケ
ールにアルカリが付着し、スケール中の硬く除去し無い
クロム酸化物ζよ４００〜５００℃の温度のアルカリと
反応して、除去し易い可溶性の塩になる。

次に、ステンレス鋼板１００を水洗槽１０４ａて水洗し
た後、硫酸又は硝酸の電解槽１０２中で電気分解し、ス
ケール除去を行う。この酸液中で電解することは、スケ
ールを溶解することと、電解による発生気泡による機械
的剥離により１スケールをステンレス鋼板１００の表面
より脱離させる作用をもたらすものである。

その後、水洗層１０４ｂで水洗し、硝フッｍ液（ＨＦ・
ＨＮへ水溶液）の浸漬嘴１０３１こ浸漬し、仕上げのス
ケール溶解と鋼板１００の表面の不動態化処理を行った
後、水洗槽１０４ｃで水洗し、一連の脱スケール処理を
終了する。

次に、一方の中性塩電解法の一例を第６図に示す。同図
に示すように、ステンレス鋼板１００の搬送方向上流鍔
間から下流側但）へ向って、中性塩電解槽１１０．水洗
槽１１１　ａ。

硝フッ酸の浸漬槽１１２及び水洗槽１１１ｂが順に配設
されており、該ステンレス鋼板１００は先ず中性塩電解
槽１１０に入り、硫酸ナトリウムの水溶液中で電解され
、表面のスケールが溶解、除去される。次に、水洗槽１
１１ａで水洗後、硝’７ツ酸液（ＨＦ　−ＨＮＯ３水溶
液）の浸漬槽１１２に浸漬し、仕上げの溶解と表面の不
動態化処理を行った後水洗槽１１１ｂで水洗し、一連の
脱スケール処理を終了する。

以上説明した処理法は、主としてオーステナイＰ系（ｓ
ｔｙｓ　　３０４材など）に関する処理であるが、他の
ＳＵＳ　４３０．ＳＵＳ　４１０材などに対しても、酸
の種類を他のものを用いることで、はぼ同様の処理が行
なわれろ。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前述した従来技術に係る塩浴法を用いた
脱スケール法には息下に示すような問題点がある。

■　第５図に示すように、塩浴法では、塩浴槽１０１に
おいて、鋼板１００が金属又はセラミックス製の硬いロ
ール１０１ａと接するため、鋼板１００とロール１０１
ａとが接触すると、鋼板１００の表面にキズが発生する
。

■　このキズ発生はライン速度が早くなるほど起り易く
なるため、ラインの速度が制限される。

■　また、一方ライン速度が早くなると鋼板１００が持
ち出す塩の量も増え、塩の消費量が増大する。

■　この結果、塩浴法ではライン速度を上げろことがで
きず、生産量を増大することができないという問題があ
る。

また一方の中性塩電解法を用いた脱スケール法に【よ、
以下に示すような問題がある。

■　第６図に示すように、中性塩電解槽１１０において
電解に要する時間が長いため、進光方向に互って長い電
解槽が必要となり、しかも内部で使用する電解に必要な
多数の電源設備と多量の電力が必要となり、設備費及び
運転費が大きくなるという問題がある。

本発明は以上述べた事情に鑑み、ライン速度の向上を図
り、しかも設備費及び運転費を低減化させ得ろステンレ
ス鋼板の脱スケール方法を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 前記目的を達成する本発明に係る第１のステンレス鋼板
の脱スケール方法は、圧延後ノステンレス鋼板を焼鈍し
た際に該鋼板の表面に生成したスケール層に、レーザー
光を照射して該スケール層を溶融、蒸発させて除去する
ことを特徴とする。

本発明に係る第２のステンレス鋼板の脱スケール方法は
、圧延後のステンレス鋼板を焼鈍した際に該鋼板の表面
に生成したスケール層に、レーザー光を照射して該スケ
ール層を溶融、蒸発させて除去した後、硝酸あるいは硝
フッ酸に浸漬することを特徴とする。

本発明に係る第３のステンレスｍ板の脱スケール方法は
、圧延後のステンレス鋼板を焼鈍した際に該鋼板の表面
に生成したスケール層に、レーザー光を照射して該スケ
ール層を溶融、蒸発させて除去した後、硫酸、硝酸又は
中性塩溶液中で電解し、さらに硝酸あるいは硝フッ酸に
浸漬することを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

ここで、本発明でステンレス鋼板表面のスケール層を脱
スケール化するレーザー光とは、同一の波長を持つエネ
ルギーの高い光であり、例えば炭酸ガスレーザー、エキ
ンマレーザーなど公知のレーザー光が挙げられろ。

コルレーザー光を照射してステンレス鋼板の表面に付着
したスケールを溶融、蒸発して除去する概略を第４図に
示す。同図に示すように、レーザー光４１はステンレス
鋼板４２の表面４３に付着した酸化物スケール層４４（
厚さ０．２μｍ）の部分にエネルギーを与え、該酸化物
スケール層４４を瞬間的に溶融、蒸発し除去することと
なる。

このように、レーザー光の照射は、固体表面のみに作用
する特性が優れており、ステンレス鋼板の脱スケールに
最も適したもので、極めて効率的なスケール除去を可能
とする。

レーザー光の照射によ゛ろ説スケール試験の結果、０．
５〜ＩＪ／ｄのエネルギーを与えることにより、スケー
ルを除去することが可能である。

このようにレーザー光の照射をステンレス鋼板の脱スケ
ールに適用することにより、短時間の脱スケール化が可
能となり、またエネルギー効率の良好な脱スケールプロ
セスが実現できる。

また、レーザー光の照射後の脱スケールされたステンレ
ス鋼板は、短時間の酸化浸漬により、脱スケールをさら
に完全に完了させることができ、従来の方法と比べ、設
備の簡略化また短縮化を可能とする。

次に本発明に係る脱スケール法を説明する。

本発明の第１の脱スケール方法としては、スケールが付
着しているステンレス鋼板にレーザー光を照射して脱ス
ケール化を図るものである。

本方法では、スケールが付着しているステンレス鋼板に
レーザー光を照射することにより、表面のスケールにレ
ーザー光のエネルギーが集中し、その結果、スケール層
部分のみが溶融し、蒸発する。これにより、鋼板表面の
スケール層はほぼレーザー照射のみで除去可能となる。

尚、レーザー光の照射面積（よ鋼板表面の面積に比べて
広いので鋼板を全幅面に亙って照射するためには、レー
ザー光照射位置を走査して行う必要があるが、照射によ
るスケール除去は、時間的に行なわれるので、脱スケー
ル操作は従来の方法に比べ、極めて短時間で行なわれる
。

本発明の第２の脱スケール方法としては、スケールが付
着しているステンレス鋼板にレーザー光を照射した後、
硝酸あるいζま硝フッ酸の水溶液に浸漬することにより
、完全な脱スケール化を図るものである。

本方法では、上述した第１の脱スケール化を図った後の
鋼板表面のより完全な脱スケール化を図るため、硝酸あ
るいは硝フッ酸水容液の浸漬槽に浸漬させ、スケール除
去の仕上げと不動態化処理とを行うものである。

本発明の第３の脱スケール方法としては、スケールが付
着しているステンレス鋼板にレーザー光を照射した後、
硫酸、硝酸または中性基溶液中で電解し、さらに、硝酸
あるいは硝フッ酸の水溶液に浸漬することにより、脱ス
ケール後の表面の仕上り状態をさらに良好とするもので
ある。

尚、レーザー光の照射を鋼材のスケール除去に適用した
例として例えば特開昭６１−９５７１８号公報を挙げる
ことができるが、この先行技術では、レーザー照射はス
ケールとその母材とを加熱するためにのみ用いており、
この加熱の結果両者を熱膨張させてスケールの剥離を生
じさせ、その後、例えばショツトブラスト法により、剥
離したスケールを除去することが開示されているのみで
、本発明のように直接レーザー光を照射して溶融。

蒸発させ脱スケール化を図るものではない。

すなわち、従来技術の方法を本発明の対象である焼鈍に
より発生したステンレス表面のスケール層の脱スケール
化に適用することは次の点で困難がある。

■　ステンレス鋼板の焼鈍時に生成するスケール層ば厚
さが薄く緻密でしかも母材との密着性が強いため、レー
ザーによる加熱による熱膨張で剥離することはない。

＠　また、製品として表面の平滑さが要求されるため、
加熱後に施されろショツトブラスト等を使用することも
適切ではない。

く実　施　例〉 以下、本発明の好適な実施例について図面を参照して説
明する。

第１図に、本発明に係る第１の脱スケール方法の一実施
例の概略を示す。同方法は、ステンレス鋼板にレーザー
光の照射のみを行って脱スケール化を図るようにしたも
のであり、図面中、１１はステンレス鋼板、１２はレー
ザー光、１３はレーザー発振装置、１４ａは水洗槽を各
々図示する。同図において、表面にスケールの付着した
ステンレス鋼板１１は、上流側（５）より設備に入り、
レーザー発振装置１３からのレーザー光１２の照射を両
面に受け、表面のスケールが溶融、蒸発する結果、スケ
ール除去がなされろ。

上記レーザー照射において、レーザー光１２の照射範囲
はステンレス鋼板１１の表面積に較べて狭いので、必要
に応じレーザー発振装置を１台あるいは複数台用い、レ
ーザー光１２を操走査してステンレス鋼板１１の全面に
亙ってレーザー光の照射が行なわれろようにしている。

上記レーザー光の照射後の脱スケール化が図られたステ
ンレス鋼板１１は、水洗槽１４ａが水洗後、下流６！１
８より設備を出る。

第２図に、本発明に係る第２の脱スケール方法の一実施
例の概略を示す。同方法は、ステンレス鋼板にレーザー
光を照射して脱スケール化を図った後、硝フッ酸浸漬槽
に浸漬して脱スケールの仕上げと不動態化処理とを行う
ものである。図面中、１１はステンレス鋼板、１２はレ
ーザー光、１３はレーザー発振装置、１４ａ、１４ｂは
水洗槽、１５は硝フッ酸（ＨＦ−ＨＮＯ３）水溶液１６
を入れた浸漬槽を各々図示する。同図において、表面に
スケールの付着したステンレス鋼板１１は、上流測置よ
り設備に入り、レーザー発振装置１３からのレーザー光
１２の照射を両面に受け、表面のスケールが溶融、蒸発
される結果、スケール除去がなされる。その後、スケー
ル除去された鋼板１１は水洗槽１４ａで水洗し、硝フッ
酸水溶液を入れた浸漬槽１５中に浸漬し、脱スケール化
の仕上げと、不動態化処理とを行い、次いで水洗槽１４
ｂで水洗後、下流側向より設備を出る。

第３図に、本発明に係る第３の脱スケール方法の一実施
例の概略を示す。同方法は、ステンレス鋼板にレーザー
光を照射して脱スケール化を図った後、硫酸又は硝酸の
電解槽で電解し、さらに脱スケール化の向上を図った後
、硝フッ酸の浸漬槽に浸漬して脱スケールの仕上げと不
動態化処理を行うものである。

同図中、１１はステンレス鋼板、１２はレーザー光、１
３はレーザー発振装置、１４ａ。

１４ｂ、１４ｃば水洗槽、１５（ま硝７ツ酸（ＨＦ　−
ＨＮＯ，）水溶液１６を入れた。浸漬槽１７（よＨ２Ｓ
Ｏ４又はＨＮＯ７溶液１８を入れた電解槽を各々図示す
る。同図において、表面にスケールの付着したステンレ
ス鋼板１１は上流側より設備に入り、レーザー発振装置
１３からのレーザー光１２の照射を両面に受け、表面の
スケールが溶融、蒸発されろ結果、スケール除去がなさ
れろ。その後、脱スケール化された鋼板１１は水洗槽１
４ａで水洗し、Ｈ２ＳＯ。

又はＨＮＯ３水溶？！！１８を入れた電解槽１７中で電
気分解し、さらなるスケール除去を行い、スケールを完
全に除去し、次いで水洗槽１４ｂで水洗した後、ＨＦ−
ＨＮ０体溶液１６を入れた浸漬槽１５で前述した実施例
と同様に処理して、脱スケール化の仕上げと不動態化処
理とを行い、水洗槽１４ｃで水洗後、下流側向より設備
を出ろ。

〈発明の効果〉 以上、実施例と共に詳しく述べたように、本発明に係る
ステンレス鋼板の脱スケール方法によれば以下の効果を
奏する。

■　レーザー光照射を行って脱スケール化を図るため、
鋼板表面のスケール層を瞬間的に溶融、蒸発して除去す
ることができ、処理時間が短くなると共に、必要とする
ライン長も数ｍ程度で済む。

■　レーザー光照射に係る電力は少ないので、従来に比
べ脱スケール化の省コスト化が図れる。

■　レーザー光の照射後に、電解を行う場合も、従来法
に比べ大幅に時間が短縮化され、場合によっては電解を
省略することも可能である。

■　電解に必要な設備が大幅に縮少され、またこれに伴
う電気量の低減化も図ることができる。

■　よって、脱スケール設備のライン長が大幅に短縮さ
れ、設備が簡略化されることで、設備費の縮少が大とな
る。

■　また、運転に必要な電力も低減され、運転コストも
従来と比べて縮少化される。

■　ライン速度においても、従来のような制限はなく生
産量を増加するために、ライン速度を上げることに特に
制限はない。

以上■〜■に述べたように、本発明がもたらす設備的、
経済的効果は非常に大きいものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は各々本発明の一実施例に係る脱スケー
ル工程図、第４図は脱スケール処理の概念図、第５図、
第６図は各々従来技術に係る脱スケール工程図である。 図　　面　　中、 １１はステンレス鋼板、 １２はレーザー光、 １３はレーザー発振装置、 １４ａ〜１４ｃは水洗槽、 １５は浸漬槽、 １６はＨＦ　−ＨＮＯ体溶液、 １７は電解槽、 １８はＨ２ＳＯ４又！：ｆＨＮ　Ｏ３水溶液である。 特　　許　　出　　願　　人 三菱重工業株式会社 代　　　　理　　　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）圧延後のステンレス鋼板を焼鈍した際に該鋼板の表
   面に生成したスケール層に、レーザー光を照射して該ス
   ケール層を溶融，蒸発させて除去することを特徴とする
   ステンレス鋼板の脱スケール方法。 ２）圧延後のステンレス鋼板を焼鈍した際に該鋼板の表
   面に生成したスケール層に、レーザー光を照射して該ス
   ケール層を溶融，蒸発させて除去した後、硝酸あるいは
   硝フッ酸に浸漬することを特徴とするステンレス鋼板の
   脱スケール方法。 ３）圧延後のステンレス鋼板を焼鈍した際に該鋼板の表
   面に生成したスケール層に、レーザー光を照射して該ス
   ケール層を溶融，蒸発させて除去した後、硫酸，硝酸又
   は中性塩溶液中で電解し、さらに硝酸あるいは硝フッ酸
   に浸漬することを特徴とするステンレス鋼板の脱スケー
   ル方法。