JPH0577752B2

JPH0577752B2 -

Info

Publication number: JPH0577752B2
Application number: JP1154946A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Nakane; Hideo Tatemichi; Shohei Tanaka; Kazusato Tanaka; Fumio Tomimatsu; Takeshi Takahashi; Hideaki Yoshimura
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1993-10-27
Also published as: JPH0320487A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は長尺金属材料の酸洗処理法に関し、た
とえば鋼板を酸洗処理して脱スケールを行なう様
な場合に、脱スケールを効率良く遂行し得る様に
改善された方法に関するものである。尚本発明は
連続的に走行させながら処理することのできる
種々の長尺金属材料の酸洗処理法として広く活用
することができるが、以下の説明では鋼帯を連続
的に酸洗処理して脱スケールを行なう場合を代表
的にとり上げて説明する。

［従来の技術］鋼帯の連続生産に当たつては、熱間圧延や冷間
圧延工程あるいは歪取り焼鈍工程等で生成する表
面のスケールを除去して洗浄化するため、最終工
程で酸洗による脱スケール処理が行なわれる。こ
の脱スケール処理法として現在汎用されているの
は、濃度が15〜20％程度の加熱塩酸（85〜95℃程
度）を酸洗液とする方法であり、連続処理の具体
的な方法としては、加熱塩酸の装入された複数
の酸洗槽に鋼帯を浸漬させながら連続的に走行さ
せるデイピング法（酸洗槽を浅めにした
SHALOW法ものこ方法に含まれる）と、走行
する鋼帯の両面に加熱塩酸を噴射するスプレー法
があるが、この中でも現在のところは前者の浸漬
法が主流となつている。

第２図はこの浸漬法を例示する概念図であり、
鋼帯１の走行方向に沿つて酸洗槽２ａ，２ｂ，…
…２ｙ，２ｚが直列に配置されており、最下流側
の酸洗槽２ｚに酸洗液供給ポンプ３から酸洗液を
供給し、該酸洗槽２ｚからオーバーフローした酸
洗液は中間槽４を経た後送給ポンプ５によつてそ
の上流側の酸洗槽２ｙへ送り、同様にして酸洗液
は順次上流側の酸洗槽へ送られた後、最上流側の
酸洗槽２ａから排出される。そして鋼帯１はガイ
ドロール６によつて酸洗槽２ａ，２ｂ……２ｙ，
２ｚの順に浸漬走行し、この間に鋼帯表面の酸化
物は熱塩酸により除去される。最下流側の酸洗槽
２ｚを出た鋼帯１はリンス装置（図示せず）によ
り酸洗液を除去した後乾燥して巻取られる。

［発明が解決しようとする課題］ところが図示した様なデイツピング法は、脱ス
ケール速度の点で必ずしも満足し得るものではな
く、十分な脱スケールを達成するには鋼帯の走行
速度を落とすか、あるいは酸洗槽の数を増やした
り個々の酸洗槽を長尺にしなければならず、それ
に伴つて生産性が低下し、あるいは酸洗設備が長
くなるという問題が生じてくる。そこでこうした
問題を回避し脱スケール速度を高める為の手段と
して、酸洗前の鋼帯を予備加熱しておく方法、
あるいは鋼帯にメカニカルデスケラー処理、テ
ンシヨン付与、スキンパス処理等を施してスケー
ルに亀裂を生ぜしめ、その後の脱スケールを容易
にする方法が実施されている。しかしこれらの方
法では、鋼帯の予熱あるいは脱スケール促進の為
の予備処理（デスケラー処理等）に特別の設備が
必要になるので、設備費が高くなるばかりでな
く、工程管理も煩雑になる。

そこでデイツピング法の改善法として後述する
様なターブランス（Turbulance）方式の酸洗法
が開発されたが、この方式でも期待される程の洗
浄力向上効果は得られていない。

本発明はこの様な事情に着目してなされたもの
であつて、その目的は、ターブランス方式の酸洗
処理法を改善し、簡単な設備および公定で一段と
優れた酸洗効率を得ることのできる方法を提供し
ようとするものである。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決することのできた本発明に係る
酸洗処理法の構成は、長尺金属材料をターブラン
ス方式により酸洗処理する方法において、酸洗槽
内に酸洗液を加圧導入し、該酸洗槽内の全域に液
圧を作用させることにより全体の酸洗液に乱流状
態を形成した状態で任意部位より該酸洗を系外へ
放出させる様に制御しつつ、該酸洗槽内に長尺金
属材料を高速走行させるところに要旨を有するも
のである。

［作用］本発明者らは前述の様な従来技術の問題点に鑑
み、デイツピング法による脱スケール処理効率が
期待されるほど上がらない理由を明確にしようと
して色々検討を行なつた。その結果、酸洗槽にお
ける鋼帯の走行状態の酸洗液の流動状態により酸
洗効果（即ち脱スケール効果）に顕著な違いが生
じてくることが確認された。即ち第３図は、従来
のデイツピング法を採用したときの１つの酸洗槽
２内における鋼帯１と酸洗液Ｌの流れ状況を示す
模式図であり、鋼帯１は酸洗槽２内の酸洗液Ｌ中
を白抜き矢印方向へ高速走行しながら酸洗される
ものとする。

今、鋼帯１が酸洗液Ｌ中を高速で走行すると、
開放された酸洗槽２内の粘性を持つた酸洗液Ｌ
は、鋼帯１の走行に伴なつて随伴流を形成し、鋼
帯１の走行方向に沿つて流動する。その結果、酸
洗液Ｌは層流に近い流動状態を示すことになる。

そして鋼帯１に近接して流動する酸洗液Ｌは、
脱スケール反応（Fe₂O₃＋6HCl→2FeCl₃＋3H₂O
またはFeO＋2HCl→FeCl₂＋H₂O）により洗浄活
性が低下し、あるいは洗浄活性を失つた後もその
まま鋼帯１付近を流動することになり、鋼帯１か
ら離れた位置に存在する新鮮な（洗浄活性を持つ
た）洗浄液が鋼帯１付近へ流入してくるのを妨げ
ることになり、脱スケール効果が徐々に低下して
くるものと思われる。またこの様に新鮮な洗浄液
が鋼帯１付近へ移行しにくくなるということは、
加熱された洗浄液により鋼帯１の表面を加熱して
洗浄力を高めようとする場合の熱伝達も阻害され
ることになり、洗浄効率は更に低下してくる。

これに対してターブランス（Turbulance）方
式の酸洗法は、たとえば第４図に略示する如く酸
洗槽２を浅めに構成すると共に、上蓋７によつて
酸洗槽２の上部を封鎖したものであり、この場合
酸洗液Ｌは第３図で説明したのと同様の随伴流を
形成するが、上蓋７により随伴流が乱されるた
め、第２図の例に比べると酸洗液Ｌが拡散し易く
なり、酸洗効果は若干高められる。

即ち本例では酸洗槽２が浅めに構成されてお
り、上蓋７が鋼帯１からあまり離れておらず、ま
た高速走行する鋼帯１に対し上蓋７は静止してい
る。その為、上蓋７付近の随伴流は該上蓋７の壁
面抵抗を受けて鋼帯１付近の随伴流よりも遅くな
り、それにより随伴流が乱されて乱流気味の流れ
を生ずるためと考えられる。

ところがこのターブランス方式でも当初期待し
たほどの洗浄効果は得られず、その原因として次
の様な事実が確認された。

即ちこの方式では比較的狭い酸洗槽２内を通し
て鋼帯１を高速走行させるため、酸洗液Ｌは随伴
流によつて鋼帯１の走行方向へ押しやられ、たと
えば第５図に示す如く酸洗槽２における鋼帯１の
走行方向上流側に空〓Ｓができる。そしてこの空
〓Ｓに面した酸洗液Ｌの液面は上蓋７の壁面抵抗
を受けないので、この部分における酸洗液Ｌの随
伴流はあまり乱されず、この部分は準層流状態と
なつて酸洗液Ｌの拡散が不十分となり、第３図で
説明したのと同様の理由で洗浄効果が上がらなく
なるものと思われた。

そこで本発明らはターブランス方式に見られる
上記空〓Ｓができない様にすれば、酸洗槽２の長
手方向全域で酸洗液Ｌの拡散が十分に行なわれ、
酸洗効果が高められるという確信を持つて更に研
究を進めた結果、前記本発明の構成に想到したも
のである。

即ち本発明では、前述の如くターブランス方式
による酸洗槽内に酸洗液を加圧導入し、該酸洗槽
内の全域に液圧を形成することによつて、前記第
５図に示した様な空〓Ｓができない様にし、それ
より酸洗槽内の長手方向全体に酸洗液の随伴流に
対する壁面抵抗を作用させることによつて乱流状
態とする。その結果、酸洗液Ｌは酸洗槽の長手方
向全域で酸洗液Ｌの拡散が十分に進行し、また熱
伝達も効率良く進行することとなり、酸洗効率は
大幅に高められる。

第１図Ａ〜Ｃは本発明で使用する酸洗装置を例
示する概略説明図であり、第１図Ａは縦断面図、
第１図Ｂは上蓋７を取り外した状態の平面図、第
１図Ｃは第１図ＡのＣ−Ｃ線縦断面相当図であ
り、この装置はたてば３〜８ｍ程度の長尺なもの
として製作される。図中１は鋼帯、２は酸洗槽、
７は上蓋、８ａ，８ｂは酸洗液Ｌ圧入用スリツト
ノズル、９は排液口、１０は千鳥状に配置された
スキツトを夫々示す。

この装置を用いて酸洗を行なうに当たつては、
酸洗槽２内にスリツトノズル８ａ，８ｂから酸洗
液Ｌを加圧導入し、酸洗槽２の全域に液圧を形成
することによつて、酸洗槽２内に第５図で説明し
た様な空〓Ｓが形成されるのを防止しつつ、鋼帯
１を高速走行させる。そうすると、酸洗液Ｌは鋼
帯１の走行方向に随伴流を形成するが、酸洗槽２
は狭小に構成されており、鋼帯１の走行位置に対
し壁面が近い位置に存在するので、壁面側の随伴
流は抵抗を受けて流速が抑えられ、前記第４図で
説明したのと同様の理由で酸洗液Ｌは乱流状態と
なる。

その結果、鋼帯１付近の酸洗液Ｌは常に新鮮な
ものと置き代えられことになり、酸洗による前述
の脱スケール反応は効率良く進行する。しかも本
発明では、酸洗液Ｌの加圧導入により酸洗槽２内
全域に液圧が加えらるので、前記第５図で説明し
た様な空〓Ｓが酸洗槽２内にできることもなく、
酸洗槽２内の全域に乱流状態が与えられることに
なり、全長に亘つて酸洗を効率良く進めることが
可能になる。尚、図示例では酸洗液Ｌを酸洗槽２
の前後端に設けたスリツトノズル８ａ，８ｂから
圧入する例を示したが、圧入位置は勿論この例に
限定される訳ではなく、上蓋７や底面の適所から
圧入することも可能であり、要は酸洗槽２全域に
液圧を作用させて空〓を作らない限りどの様な圧
入手段を採用してもよい。

また酸洗液Ｌは、底面や側壁の適所に設けた排
液口９から随時排出することにより、酸洗液Ｌの
酸洗力を高位に保持する。尚上蓋７には、酸洗液
Ｌの流れを阻害しない程度で邪魔板を取り付けて
酸洗液の乱流を促進することも有効である。尚酸
洗槽内の酸洗液に生ずる液圧は鋼帯の走行速度に
よつて代わつてくるので、この圧力に打ち勝つだ
けの圧力で酸洗液を導入することにより酸洗槽内
に前述の様な空〓Ｓができるのを防止することが
できる。

第１図Ａ〜Ｃに示した装置は本発明で使用され
る好ましい装置の１例を示しただけのものであつ
て、もとより本発明を制限する性格のものではな
く、要は狭小な酸洗槽内の全域に酸洗液の液圧が
作用する様に酸洗液Ｌを加圧導入しつつ、鋼帯１
を高速走行させ得るものであれば、装置の具体的
な構成は任意に設計変更することができる。

［実施例］次に本発明の効果を確認するため次の様な実験
を行なつた。

即ち第１図Ａ〜Ｃに示した様な酸洗槽（幅：
300mm、鋼帯走行位置と上蓋下面間のギヤツプ：
150mm）を使用し、幅200mm×厚み２mmの鋼帯
（CAL材：連続焼鈍向け材）を脱スケールするこ
ととし、そのときの塩酸濃度、酸洗時間、温度等
を代えた場合の脱スケール効果を、従来のデイツ
ピング方式を採用したときの脱スケール効果と比
較した。

まず第６図Ａ〜Ｄは、酸洗温度を85℃に設定
し、脱スケール促進のためテンシヨンレベラーに
よつて鋼帯に加えられる伸び率を０％、１％、３
％、５％に代えた場合について、酸洗時間および
塩酸濃度と脱スケール所要時間（鋼帯表面の黒い
スケールが肉眼観察できなくなるまでの時間）の
関係を示したものである。

第６図Ａ〜Ｄからも明らかな様に、本発明法と
従来のデイツピング法を比較すると、本発明法は
特に塩酸濃度の低い領域で優れた脱スケール効果
を示しており、塩酸濃度をかなり下げた場合でも
十分な脱スケール効果を享受し得ることが分か
る。

次に第７図Ａ，Ｂは上記方法に準拠し、脱スケ
ール促進のためテンシヨンレベラーより酸洗前の
鋼帯に与えられる伸び率を変えた場合の効果を、
本発明法と従来のデイツピング法につき対比して
示したグラフである。

このグラフからも明らかである様に、本発明法
［第７図Ａ］では伸び率を変えた場合でも脱スケ
ール所要時間は殆ど変わつていないのに対し、従
来のデイツピング法［第７図Ｂ］の場合は伸び率
によつて脱スケール所要時間はかなり異つてきて
おり、この傾向は塩酸濃度を下げたときに顕著に
表われている。即ちこれらの結果より、本発明を
採用すれば、脱スケール促進の為の予備処理（ス
ケール膜に亀裂を与える為の処理）を省略した場
合でも優れた脱スケール効果を享受し得ることが
分かる。

第８図は、塩酸濃度を3.0％、温度を85℃、テ
ンシヨンレベラーによつて加えられる伸び率を５
％、酸洗槽のギヤツプを60mm、槽内における塩酸
の流速を1.0ｍ／secに設定した他は前述の方法と
同様にして、鋼帯を予備加熱（85℃）した場合と
予備加熱しなかつた場合について酸洗時間と脱ス
ケール率の関係を調べた結果を示したものであ
る。

この図からも明らかである様に、本発明を採用
した場合でも、酸洗時間の短いとき（即ち脱スケ
ールの初期段階）には、予備加熱により脱スケー
ル率が若干高くなつているが、酸洗時間の末期
（脱スケールの後半）になると予備加熱の有無を
による脱スケール率の差は全くなくなつている。
即ちこの図より、本発明によれば、通常の酸洗時
間を採用する限り鋼帯の予熱をせずとも十分な脱
スケール効果が得られることを確認できる。

次に第９図は、塩酸濃度を3.0％、温度を85℃、
テンシヨンレベラーによる伸び率を３％、鋼帯の
予熱なし、の条件を設定し、塩酸の導入圧力を調
整して酸洗槽内を満水状態にした場合（本発明
法）と、第５図に示した様な酸性槽の上流側に空
〓Ｓを形成した場合（比較例）について、酸洗時
間を脱スケール率の関係を調べた結果を示したも
のである。

この図からも明らかである様に、酸洗槽内に空
〓Ｓができるか否かによつて脱スケール効果は著
しく変わり、酸洗槽内の液圧を略大気圧状態にし
て空〓Ｓができる様な条件（比較例）の場合の脱
スケール効果はかなり低いのに対し、酸洗槽内の
液圧を高めて空〓Ｓができない様にしたとき（本
発明）の脱スケール効果は非常に優れたもである
ことが分かる。

［発明の効果］本発明は以上の様に構成されており、ターブラ
ンス方式による狭小な酸洗槽内に酸洗液を加圧導
入し、該槽内に空〓ができない様な条件で鋼帯を
高速走行させて酸洗を行なうことにより、脱スケ
ールを極めて効率良く遂行することができる。し
かもこの方法を採用すれば、脱スケール促進の為
の予備処理（テンシヨンレベラーによる延伸やデ
スケラー処理等）が不用になるばかりでなく、鋼
帯の予熱も不要となり、更には酸洗の為の酸濃度
も下げることができ、工程を簡潔化すると共に酸
消費量も少なくすることができる。

また本発明は、先に説明した様に洗浄層内に生
ずる洗浄液の随伴流を乱して乱流状態とし、槽内
における洗浄液の拡散をよくすることによつて前
述の様な効果を発揮させるものであり、種々の長
尺金属材料の酸洗処理法として極めて有効に活用
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｃは本発明で使用されるターブラン
ス方式の酸洗装置を例示するもので、第１図Ａは
概略縦断面図、第１図Ｂは上蓋を開放して示す概
略平面図、第１図Ｃは第１図ＡにおけるＣ−Ｃ線
縦断面相当図である。第２図は従来のデイツピン
グ式酸洗法を示す概念図、第３図は該デイツピン
グ式酸洗法を採用したときの酸洗状況を示す説明
図、第４，５図はターブランス方式の酸洗状況を
示す説明図、第６図Ａ〜Ｄは本発明法とデイツピ
イング法を採用した場合の塩酸濃度と酸洗時間の
関係を対比して示すグラフ、第７図Ａ，Ｂは本発
明法とデイツピング法を採用したときの伸び率と
酸洗時間の関係を示すグラフ、第８図は酸洗前の
予備加熱の有無と脱スケール率の関係を示すグラ
フ、第９図は酸洗槽内における空〓Ｓの有無が脱
スケール率に及ぼす影響を示すグラフである。１……鋼帯、２……酸洗槽、７……上蓋、８
ａ，８ｂ……スリツトノズル、９……排液口、１
０……スキツト、Ｌ……酸洗液。

Claims

【特許請求の範囲】

１長尺金属材料をターブランス方式により酸洗
処理する方法において、酸洗槽内に酸洗液を加圧
導入し、該酸洗槽内の全域に液圧を作用させるこ
とにより全体の酸洗液に乱流状態を形成した状態
で任意部位より該酸洗液を系外へ放出させる様に
制御しつつ、該酸洗槽内に長尺金属材料を高速走
行させることを特徴とする長尺金属材料の酸洗処
理法。