JPH064920B2 - 狭隙流式表面処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は狭隙流式表面処理装置に係り、特に圧延加工し
た鋼帯の表面に形成された酸化物フラックスを酸の狭隙
流を形成して表面処理をおこなう狭隙流式表面処理装置
に関する。

〔発明の背景〕

従来の熱間圧延加工した鋼帯の表面処理すなわち酸洗
は、曲げ伸張による前処理を行なった後酸液槽に鋼帯を
通すことによって行なわれている。この酸液槽では、鋼
帯にカテナリーを形成し、カテナリー部分が連続的に酸
液漕に導かれることによって酸洗が行われている。そし
て、曲げ伸張を行なうことによって酸液漕に行く前に鋼
帯のスケールを７０％〜８０％程除処することができ
る。

しかし、曲げ伸張による前処理を行なっても酸洗時間
は、前処理を行なわない鋼帯の場合と比較して1/2程度
までしか減縮されない。これは鋼帯のスケールが酸液槽
で溶される際に生じる生成物が鋼帯に付着して、鋼帯付
近の酸濃度の低下によるものである。したがって、この
ような酸濃度の低下を防ぐ為に、鋼帯周囲の酸液に流れ
を形成する方法が採用される。

このような被処理部材表面に処理液の流れを形成して被
処理部材の表面処理を行なう従来技術として例えば米国
特許第3975242号に記載されたゼットセルプロセスが存
在する。

この従来例は矩形断面を有する筒形容器の内側に金属帯
を連続的に走行し、処理液を容器内に走行している金属
帯と向流方向に強制的に循環させ、高速にメッキを行な
う装置である。この装置はテンションのかかった鋼帯を
案内ローラによって支持しており、鋼帯のカテナリーや
振動によって鋼帯がメッキ容器内と接触して鋼体にキズ
が生ずる事、および極と鋼帯が短絡する事を干渉板によ
って防止している構造になっている。

このようなゼットセルプロセスを鋼帯の酸洗に応用する
場合は、酸洗時間を短くする為に酸液の流れる流路を狭
隙とすることが望ましいものである。このように狭隙流
路で鋼帯の酸洗を行なうと、鋼帯と酸液の間に乱流層の
形成される割合が大きくなり、鋼帯表面での酸液の拡散
が充分に行なわれる。したがって、表面処理速度が早く
なるものである。

しかし、上記のような干渉板を有するゼットセルプロセ
スを鋼帯の酸洗に用いた場合、ゼットセルプロセスの狭
隙流路内に存在する鋼帯の処理長が長い場合には、鋼帯
のカテナリーによって鋼帯が常にゼットセルプロセス内
底部の干渉板に接触することになる。したがって、この
ような干渉板に接触することにより鋼帯の表面にキズが
つくとともに、干渉板が酸液の液流の障害となるために
処理能力の低下を生ずる虞れがある。

そこで、ゼットセルプロセスを数台直列に設置して、鋼
帯の処理長を稼ぐことも考えられるが設備費が過大にな
るという問題を生じる。また、ゼットセルプロセスを数
台つなぐ場合には一台一台のつなぎ目部分にジョイント
部を設けなければならなくなり、その分処理時間が長く
なるという問題が生ずる。すなわち、熱間圧延への連続
化などラインスピードが大きい場合に小型な処理装置で
短時間に鋼帯の酸洗を行なうことが一般に処理能力を高
める為に必要であるが、ゼットセルを数台直列に設置す
る事は、鋼帯の小型高速酸洗の要請に反する虞れがあ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は被処理部材の表面にキズを形成せず、か
つ迅速に被処理部材の表面処理を行なうことができる狭
隙流式表面処理装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明は、ほぼ平行な内壁
面で形成される狭隙路を内部に有する容器と、当該狭隙
路内に被処理部材を走行させる走行手段と、前記狭隙路
内に表面処理液の流れを形成する流れ形成手段とを備
え、前記被処理部材表面近傍の表面処理液に乱流層を生
じさせ、前記被処理部材の表面処理を行う狭隙流式表面
処理装置において、走行する前記被処理部材に対してほ
ぼ直角方向から表面処理液を噴射して、前記被処理部材
を所定の位置に保持する保持手段を設けたことを特徴と
している。

上記構成によれば、狭隙路内で被処理部材に例えばカテ
ナリーや振動が発生して、被処理部材がたわみ始めて
も、保持手段から噴射される表面処理液によって被処理
部材のたわみが阻止される。これによって、被処理部材
が狭隙路内壁に接触して傷付くことが防止され、かつ狭
隙路内の表面処理液の流れをスムーズにすることができ
る。

また、上記構成では、表面処理液は被処理部材に対して
ほぼ直角方向から被処理部材に当たるので、表面処理液
の噴射量は少量であっても被処理部材を確実に所定の位
置に保持することができる。さらに表面処理液の噴射量
が少量であれば、流れ形成手段で形成された表面処理の
流れに与える影響も殆どない。

〔発明の実施例〕

次に本発明に係る狭隙流式表面処理装置の好ましい実施
例を貼付図面に従って詳説する。

第１図および第２図は狭隙流式表面処理装置の一実施例
を示すもので、第１図はその平面断面図、第２図は第１
図のＣ−Ｃの断面図である。

本実施例では熱間圧延を行なうことにより鋼帯表面に発
生したスケールを短時間に除去できる酸洗装置に関する
ものである。

図において、狭隙路２１を介して相対向する枠体で狭隙
酸洗容器１が形成されている。この狭隙酸洗容器１の中
には平板状の鋼帯７がローラＡ，Ｂによってテンション
をかけられた状態で走行している。この鋼帯７の前記狭
隙酸洗容器１の入口側および出口側にはガイドローラ８
が設けられている。そして、前記狭隙酸洗容器１の鋼帯
７の入口側および出口側にはシール部材２が設けられて
いる。

前記狭隙酸洗容器１を形成する相対向する枠体の各々に
はアキュームレータ５が等間隔で５列設けられている。
各アキュームレータ５が前記狭隙酸洗容器１の一方の枠
体に設けられた部分には静水圧ノズル６が等間隔で５ヵ
所設けられている。

アキユームレータ５には静水圧ノズル６に接続する蓄圧
部２３が設けられ、この蓄圧部２３には配管２２からで
た配管２４が接続している。配管２２には加圧ポンプ１
２によって加圧された酸液タンク１３内に蓄積された酸
液が供給される配管２５が接続している。

上記狭隙酸洗容器１の対向面のおのおのには前記狭隙路
２１内に酸液流を形成する為の酸液供給口３が設けられ
ている。この酸液供給口３には、前記酸液タンク１３に
接続した酸液加速ポンプ１１から出た配管２６が接続し
ている。

前記狭隙酸洗容器１には前記酸液供給口から出た酸液が
酸液排出口４から排出される為のバイパス流路１２が設
けられている。酸液排出口４には前記酸液タンク１３に
酸液供給口３から供給された酸液を排出する配管２７が
設けられている。

前記狭隙酸洗容器１の酸液タンク１３側には漏出酸液受
槽９が設けられており、この漏出酸液受槽９の中心部に
は漏出酸液出口１０に接続し前記酸液タンク１３に漏出
酸液を還流する配管２８が設けられている。

前記配管２５は、前記狭隙酸洗容器１の各対向面のおの
おのに設けられたアキュームレータ５に酸液を供給する
配管２２にそれぞれ接続している。次に本実施例の動作
について説明する。

鋼帯７は入側のガイドローラー８に案内されシール部材
２を通過し、酸液供給口３および静水圧ノズル６より酸
液排出口４への流れをもつ狭隙酸洗容器１内の酸液によ
って酸洗され、出口側のガイドローラー８に案内されつ
つ出口側シール部材２を通過して狭隙酸洗容器１内から
ででくる。この際、酸液は加速ポンプ１１により加速さ
れ酸液供給口３を通して容器１内に供給される。酸液供
給口３から供給された酸液は狭隙酸洗容器の各面と鋼帯
７との間に狭隙流をそれぞれ形成する。この狭隙流の流
れは、第１図で示すとロールＡに向かうものと、ロール
Ｂに向かうものの２つが形成される。ロールＡに向った
狭隙流はバイパス路１２を通して酸液排出口４から前記
酸液タンク１３に排出される。一方、ロールＢに向かっ
た酸液も同様に酸液排出口４から排出される。

狭隙酸洗容器１内の酸液は流速をもっている為と鋼帯７
から容器壁面までの距離が少ない為に次式が成立する。

δ_ｅ：層流底層の厚さ Ｕ_ｍ：平均流速 ｄ ：管路直径又は代表長さ Ａ ：管路断面積 Ｓ ：管路内周長 Ｕ ：動粘性係数 式１から明らかなように鋼帯７から容器１壁面までの距
離が少ない為に対流による物質移動しかない層流底層と
呼ばれる層の厚みを薄くすることができ、この層流底層
の厚みに対して物質移動の盛んな乱流層を大きくするこ
とができる。

したがって、物質移動距離を短かくして層流底層内の物
質移動に要する時間を短縮し、酸濃度の低下した酸液を
早く拡散させ鋼帯７表面のスケールを効率良く短時間に
除去することができる。

鋼帯７は酸液処理長が長くなった場合に鋼帯の振動やカ
テナリーによって狭隙酸洗容器１内面に接触する虞れが
ある。その為に鋼帯７表面にキズ付を起こしたり、狭隙
酸洗容器１内面の摩耗を発生させかつ酸液の流れの障害
になり鋼帯７表面の処理不足を生じることがある。

そこで、鋼帯７が振動ないしはカテナリーによってたわ
みが生じた場合に、静水圧ノズル５の吐出口６に接近す
ることにより静水圧ノズル吐出口付近の液圧がアキュム
ーレータ５の蓄圧部５内圧に近づき鋼帯７の狭隙酸洗容
器１への接触を防ぐことができる。この際、アキューム
レータ５の静水圧ノズル６から出る水量はわずかであ
り、酸液の液流に影響を与える虞れはない。

上記アキュームレータ５を狭隙酸洗容器１の鉛直方向上
側にも設けたのは、振動により鋼帯７が上方向にたわむ
場合もあるのでそれを防止する為である。

本実施例では鋼帯７を水平に走行させる場合について示
しているが、鋼帯を鉛直に走行させる場合にも同様な装
置を用いることができる。

以上説明したように本実施例によれば、鋼帯７表面にキ
ズや凹みを作る事なく設備も小型で安価に、しかも短時
間に鋼帯７のスケールを除去することが可能となる。

上記本実施例に係る狭隙流式表面処理装置を用いた酸洗
実験では、従来のカテナリー方式で複数の装置を直列に
配置して所定の酸洗を行なうのに３５秒ほどかかってい
たものが、同様な酸洗処理を行なうのに６５％短縮の１
２秒で充分となる。また、本実施例の狭隙流式表面処理
装置に鋼帯を走行させる前に前処理として曲げ伸張を行
なうことによりさらに５０％短縮の６秒とすることがで
きる。したがって、従来のカテナリー方式による酸洗設
備の約６倍の処理能力を有することになる。

なお上記本実施例では鋼帯７の表面処理として酸洗を説
明したが、電気メッキ等の表面処理にも応用することが
できる。

また、酸液槽１３内の酸液は前記狭隙酸洗容器内を循環
しているが、必要に応じてタンク１３内の酸液を更新す
ることもできる。

さらに、漏出酸液受槽９が設けられているために、必要
酸液量を少なくすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、被処理部材に対
してほぼ直角方向から表面処理液が噴射されるため、被
処理部材のたわみに対する拘束力を大きくすることがで
き、被処理部材表面に傷が付くことを完全に防止でき
る。

また、噴射される表面処理液は少量でよいから、被処理
部材を処理するための本来の表面処理液の流れを妨害す
ることがなく、表面処理を効率よくかつ迅速に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る狭隙流式表面処理装置の一実施例
を示す平面断面図、第２図は第１図のＣ−Ｃ線断面図で
ある。 １…狭隙酸洗容器、２…シール部材、３…酸液供給口、
４…酸液排出口、５…アキュムレータ、６…静水圧ノズ
ル、７…鋼帯、８…ガイドローラー、９…漏出酸液受
槽、１０…漏出酸液出口、１１…酸液加速ポンプ、１２
…加圧ポンプ、２３…蓄圧部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ平行な内壁面で形成される狭隙路を内
   部に有する容器と、当該狭隙路内に被処理部材を走行さ
   せる走行手段と、前記狭隙路内に表面処理液の流れを形
   成する流れ形成手段とを備え、前記被処理部材表面近傍
   の表面処理液に乱流層を生じさせ、前記被処理部材の表
   面処理を行う狭隙流式表面処理装置において、 走行する前記被処理部材に対してほぼ直角方向から表面
   処理液を噴射して、前記被処理部材を所定の位置に保持
   する保持手段を設けたことを特徴とする狭隙流式表面処
   理装置。
2. 【請求項２】前記保持手段は、前記狭隙路内に相対向し
   て配置された静水圧ノズルであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の狭隙流式表面処理装置。