JPH0711080B2 - 鋼質金属の高速電解溶解法 - Google Patents
鋼質金属の高速電解溶解法Info
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- JPH0711080B2 JPH0711080B2 JP2038173A JP3817390A JPH0711080B2 JP H0711080 B2 JPH0711080 B2 JP H0711080B2 JP 2038173 A JP2038173 A JP 2038173A JP 3817390 A JP3817390 A JP 3817390A JP H0711080 B2 JPH0711080 B2 JP H0711080B2
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- anode
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- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鉄と炭素を主成分とする炭素鋼、さらにNi,Cr,
Mo,Mn等の１種または２種以上を含有した低合金鋼ある
いは特殊鋼などの鋼質金属表面の高速電解溶解法に関す
るものである。
Mo,Mn等の１種または２種以上を含有した低合金鋼ある
いは特殊鋼などの鋼質金属表面の高速電解溶解法に関す
るものである。
（従来の技術） 鋼質金属の冷間圧延による薄板製品の製造に際しては、
熱間圧延により得られるホットコイルを熱間圧延ままあ
るいは中間焼純を施した後、熱間圧延中あるいは焼純中
に表面に生成する酸化スケールを、ショットブラスト等
のメカニカルデスケール処理をした後、炭素鋼、低合金
鋼およびフェライト系ステンレス鋼では塩酸あるいは硫
酸水溶液、オーステナイト系ステンレス鋼では硝酸とふ
っ酸との混合水溶液に浸漬して、表面に残留するスケー
ルを溶解除去した後冷間圧延する製造法が行われてい
る。
熱間圧延により得られるホットコイルを熱間圧延ままあ
るいは中間焼純を施した後、熱間圧延中あるいは焼純中
に表面に生成する酸化スケールを、ショットブラスト等
のメカニカルデスケール処理をした後、炭素鋼、低合金
鋼およびフェライト系ステンレス鋼では塩酸あるいは硫
酸水溶液、オーステナイト系ステンレス鋼では硝酸とふ
っ酸との混合水溶液に浸漬して、表面に残留するスケー
ルを溶解除去した後冷間圧延する製造法が行われてい
る。
デスケール酸洗処理は、完全にスケール除去を行うのみ
ならず、鋼質金属の薄板最終製品の表面品質を向上する
観点から、熱間圧延中に発生するホットコイルの表面疵
を溶解除去するという重要な役割を有している。
ならず、鋼質金属の薄板最終製品の表面品質を向上する
観点から、熱間圧延中に発生するホットコイルの表面疵
を溶解除去するという重要な役割を有している。
したがって、デスケール酸洗能率の向上並びに酸洗表面
の平滑化という観点から高速金属溶解処理法の開発が要
求されている。かかる効率的酸洗方法として、特公昭57
-2800号公報の電解脱スケール法、特開昭64-288号公報
の硫酸と硝酸との混液中に浸漬する方法がある。
の平滑化という観点から高速金属溶解処理法の開発が要
求されている。かかる効率的酸洗方法として、特公昭57
-2800号公報の電解脱スケール法、特開昭64-288号公報
の硫酸と硝酸との混液中に浸漬する方法がある。
しかしながら、特公昭57-2800号公報の電解脱スケール
法では、陰極部より陽極部での金属溶解を主目的とした
電解酸洗研磨法および電解処理法であり、特開昭64-288
号公報では硫酸と硝酸との混酸中に電気を流さないで浸
漬する方法があるために、溶出金属イオンの妨害作用か
ら酸洗液が劣化してくると、金属の溶解が停止する問題
がある。
法では、陰極部より陽極部での金属溶解を主目的とした
電解酸洗研磨法および電解処理法であり、特開昭64-288
号公報では硫酸と硝酸との混酸中に電気を流さないで浸
漬する方法があるために、溶出金属イオンの妨害作用か
ら酸洗液が劣化してくると、金属の溶解が停止する問題
がある。
（発明が解決しようとする課題） この問題から本発明者らはデスケール酸洗能率向上並び
に酸洗表面平滑化することを目的にして、陰極と陽極の
電極組合わせについて多くの実験と検討を重ねた結果、
ホットコイルをまず陰極にし、しかる後に陽極にする極
性変更を行う間接通電法で単独極の結果から、予想もで
きないような大きなデスケール酸洗能率の向上並びに酸
洗表面平滑化を達成しうるという知見をした。
に酸洗表面平滑化することを目的にして、陰極と陽極の
電極組合わせについて多くの実験と検討を重ねた結果、
ホットコイルをまず陰極にし、しかる後に陽極にする極
性変更を行う間接通電法で単独極の結果から、予想もで
きないような大きなデスケール酸洗能率の向上並びに酸
洗表面平滑化を達成しうるという知見をした。
（課題を解決するための手段） 本発明は、この知見に基づいて構成したもので、その要
旨は、50〜100℃の５〜120g/lのNO3 -イオンまたは、５
〜200g/lのCr6+イオンを含有する110〜600g/lの濃度の
硫酸水溶液中で鋼質金属をまず陰極にし、しかる後陰極
にする極性変更を基本単位として１ないし２回以上繰返
す組合わせ、かつ、陰極時は電流密度５〜200A/dm2を通
電して陰極溶解し、また陽極時は電流密度35A/dm2以下
を通電する鋼質金属の高速電解溶解法である。
旨は、50〜100℃の５〜120g/lのNO3 -イオンまたは、５
〜200g/lのCr6+イオンを含有する110〜600g/lの濃度の
硫酸水溶液中で鋼質金属をまず陰極にし、しかる後陰極
にする極性変更を基本単位として１ないし２回以上繰返
す組合わせ、かつ、陰極時は電流密度５〜200A/dm2を通
電して陰極溶解し、また陽極時は電流密度35A/dm2以下
を通電する鋼質金属の高速電解溶解法である。
以下、本発明について詳細に説明する。
鋼質金属の酸溶液中における溶解は自然浸漬（ドブ漬
け）状態では、陽極反応として金属のイオン化（Ｍ→M
n+＋ne-）と陰極反応として、水素イオンの還元（2H+＋
2e-→H2）の両反応が同時に進行する活性溶解により進
行する。この場合、金属の溶解は自然電位で進行するた
め、溶け出した金属イオンあるいはCr6+イオンやNO3 -イ
オンは腐食電位を活性溶解電位域から不働態電位域に上
昇させ、その溶解速度を著しく低下させる。
け）状態では、陽極反応として金属のイオン化（Ｍ→M
n+＋ne-）と陰極反応として、水素イオンの還元（2H+＋
2e-→H2）の両反応が同時に進行する活性溶解により進
行する。この場合、金属の溶解は自然電位で進行するた
め、溶け出した金属イオンあるいはCr6+イオンやNO3 -イ
オンは腐食電位を活性溶解電位域から不働態電位域に上
昇させ、その溶解速度を著しく低下させる。
これに対して、直流電流の通電下では、陽極での金属の
溶解は従来の電気化学理論通りファラディーの法則に従
って進行するが、Cr6+イオンやNO3 -イオンを含有する硫
酸水溶液中では、陰極部の溶解速度が陽極部のそれの数
倍に達する。
溶解は従来の電気化学理論通りファラディーの法則に従
って進行するが、Cr6+イオンやNO3 -イオンを含有する硫
酸水溶液中では、陰極部の溶解速度が陽極部のそれの数
倍に達する。
このような特性を持った陰極と陽極の電極組合わせとし
て、図は10g/lのSUS430を溶解した80℃の45g/lのNO3 -イ
オンと300g/lの硫酸を含有する水溶液中におけるSUS430
鋼の60A/dm2の電流密度で陰極電解酸洗処理を行った直
後の陽極電解酸洗時における該鋼の陰極電解時と同様の
活性溶解反応が持続する時間の陽極電流密度依存性を測
定した結果を示すものである。
て、図は10g/lのSUS430を溶解した80℃の45g/lのNO3 -イ
オンと300g/lの硫酸を含有する水溶液中におけるSUS430
鋼の60A/dm2の電流密度で陰極電解酸洗処理を行った直
後の陽極電解酸洗時における該鋼の陰極電解時と同様の
活性溶解反応が持続する時間の陽極電流密度依存性を測
定した結果を示すものである。
また、第１表は図と同じ条件で実験した溶削能力とCr欠
乏起因の粒界腐食についての測定結果を示す。
乏起因の粒界腐食についての測定結果を示す。
陽極に変わった後の活性溶解反応は、35A/dm2を越える
陽極電流密度では陽極に変わると同時に停止するが、陽
極電流密度が35A/dm2以下の場合陰極電解時と同様の活
性溶解反応が２分間以上安定的に持続する。
陽極電流密度では陽極に変わると同時に停止するが、陽
極電流密度が35A/dm2以下の場合陰極電解時と同様の活
性溶解反応が２分間以上安定的に持続する。
溶削能力は35A/dm2を越える陽極電流密度にくらべ35A/d
m2以下では４倍程度溶削量が大きい。また、鋭敏化した
材料では陽極酸洗のみでは冷延するとゴールドダストと
呼ばれる微少ヘゲ疵となる粒界腐食が生じ、陰極酸洗の
みでは平滑な表面が得られるが、鋭敏化した材料で上記
の陰極と陽極の電極組合わせで酸洗すると、35A/dm2を
越える陽極電流密度で粒界腐食が生じ陽極酸洗のみと同
じ結果となるが、35A/dm2以下では粒界腐食は生じず同
一酸洗時間で溶削能力についても酸洗表面の平滑化につ
いても非常に有効な効果が得られる。
m2以下では４倍程度溶削量が大きい。また、鋭敏化した
材料では陽極酸洗のみでは冷延するとゴールドダストと
呼ばれる微少ヘゲ疵となる粒界腐食が生じ、陰極酸洗の
みでは平滑な表面が得られるが、鋭敏化した材料で上記
の陰極と陽極の電極組合わせで酸洗すると、35A/dm2を
越える陽極電流密度で粒界腐食が生じ陽極酸洗のみと同
じ結果となるが、35A/dm2以下では粒界腐食は生じず同
一酸洗時間で溶削能力についても酸洗表面の平滑化につ
いても非常に有効な効果が得られる。
さらに、SUS304や高Cr材においても、炭素鋼、低合金鋼
あるいはSUS430鋼の溶削速度のそれに比して低減する傾
向が認められるが、酸洗むらのない良好な酸洗表面が得
られる。
あるいはSUS430鋼の溶削速度のそれに比して低減する傾
向が認められるが、酸洗むらのない良好な酸洗表面が得
られる。
陽極電流密度35A/dm2以下の酸洗後の表面には活性溶解
表面特有の酸洗生成物であるスマットが観察され、35A/
dm2を越える電流密度では全く見られないことからも陰
極電界と同じように活性溶解反応が続いたと考えられ
る。
表面特有の酸洗生成物であるスマットが観察され、35A/
dm2を越える電流密度では全く見られないことからも陰
極電界と同じように活性溶解反応が続いたと考えられ
る。
このような陰極と陽極の組合わせは特に鋼質金属の被酸
洗金属面に対向して陽極、陰極の１対または２対以上の
電極板を配置し、該両極間に直流電流を通電しながら前
記鋼質金属の被酸洗金属面を溶解する間接通電方式の場
合に特に有効である。
洗金属面に対向して陽極、陰極の１対または２対以上の
電極板を配置し、該両極間に直流電流を通電しながら前
記鋼質金属の被酸洗金属面を溶解する間接通電方式の場
合に特に有効である。
なお、本発明における陽極部で、陰極電界と同じような
活性溶解反応が続く現象は従来の電気化学的基礎知見か
らは説明が困難であるが、陰極溶解表面における反応生
成物であるスマットが触媒として作用し、陽極部に移行
しても金属の活性溶解が続くものと考えられる。
活性溶解反応が続く現象は従来の電気化学的基礎知見か
らは説明が困難であるが、陰極溶解表面における反応生
成物であるスマットが触媒として作用し、陽極部に移行
しても金属の活性溶解が続くものと考えられる。
硫酸の濃度については110g/l未満の薄い濃度では陰極部
で充分な効果が得られず、しかも安定した溶解能力を持
続させることができず、また600g/lを越える濃度では過
度に溶解して、鋼表面は孔食状の不均一溶解が進行し、
均質な表面品質を得ることが困難になるとともに、コス
トアップ要因となるので110〜600g/lとした。
で充分な効果が得られず、しかも安定した溶解能力を持
続させることができず、また600g/lを越える濃度では過
度に溶解して、鋼表面は孔食状の不均一溶解が進行し、
均質な表面品質を得ることが困難になるとともに、コス
トアップ要因となるので110〜600g/lとした。
NO3 -イオン濃度は鋼質金属の表面について短時間に顕著
な溶削作用が得られる範囲であって、5g/l未満の濃度ま
た120g/lを超える濃い濃度ではその種の効果が望めな
い。Cr6+イオン濃度はやはり短時間に顕著な溶削作用が
得られる範囲であって、5g/l未満の濃度また、200g/lを
超える濃い濃度ではその種の効果が望めない。
な溶削作用が得られる範囲であって、5g/l未満の濃度ま
た120g/lを超える濃い濃度ではその種の効果が望めな
い。Cr6+イオン濃度はやはり短時間に顕著な溶削作用が
得られる範囲であって、5g/l未満の濃度また、200g/lを
超える濃い濃度ではその種の効果が望めない。
温度は低温で溶削能力が小さくなり高温ほど望ましい
が、能率と設備耐性の点から50〜100℃とした。
が、能率と設備耐性の点から50〜100℃とした。
組合わせの中の陰極部の電流密度については、5A/dm2未
満の小電流密度では充分な陰極溶削効果を得ることがで
きず、また200A/dm2を越える過剰な電流密度では、溶液
抵抗のために液温急上昇を生じるとともに陰極溶削量も
飽和してくる。
満の小電流密度では充分な陰極溶削効果を得ることがで
きず、また200A/dm2を越える過剰な電流密度では、溶液
抵抗のために液温急上昇を生じるとともに陰極溶削量も
飽和してくる。
したがって陰極電解処理を効果的に行うとともに、電解
溶液の温度制御を行う上から電流密度を５〜200A/dm2と
した。
溶液の温度制御を行う上から電流密度を５〜200A/dm2と
した。
なお、陰極部と陽極部の電流密度の制御は、対極の電極
の長さを変化することにより、ホットコイルの陽極部の
電流密度を35A/dm2以下に容易に制御することが可能で
ある。
の長さを変化することにより、ホットコイルの陽極部の
電流密度を35A/dm2以下に容易に制御することが可能で
ある。
上記のような本発明の鋼質金属の高速電界溶解法は、酸
洗能率の向上並びに酸洗表面の平滑化ができ、連続高速
酸洗を工業的規模で安価に達成させる。
洗能率の向上並びに酸洗表面の平滑化ができ、連続高速
酸洗を工業的規模で安価に達成させる。
（実施例） 炭素鋼、Crを約17％含有するSUS430、Crを約23％含有す
る高Crフェライトステンレス鋼およびオーステナイトス
テンレス鋼のSUS304について焼鈍を省略したホットコイ
ルを、メカデスケした10tコイルを用いて、80℃で20g/l
のSUS430鋼を溶解した。30g/lNO3 -イオン−350g/l硫酸
について、陰極と陽極の電極組合わせを変更して電界酸
洗を行った場合の溶解深さと、表面の粒界腐食の有無を
直接通電して実験を行なった。
る高Crフェライトステンレス鋼およびオーステナイトス
テンレス鋼のSUS304について焼鈍を省略したホットコイ
ルを、メカデスケした10tコイルを用いて、80℃で20g/l
のSUS430鋼を溶解した。30g/lNO3 -イオン−350g/l硫酸
について、陰極と陽極の電極組合わせを変更して電界酸
洗を行った場合の溶解深さと、表面の粒界腐食の有無を
直接通電して実験を行なった。
結果を第２表、第３表に示す。
また、間接通電した結果を第４表、第５表に示す。
さらに、90℃で10g/lのSUS430鋼を溶解した40g/lCr6+イ
オン400g/l硫酸について、陰極と陽極の電極組合わせを
変更して実験を行った間接通電の結果を第６表、第７表
に示す。
オン400g/l硫酸について、陰極と陽極の電極組合わせを
変更して実験を行った間接通電の結果を第６表、第７表
に示す。
本発明法によればいずれの鋼種とも高い溶解速度を示し
デスケール酸洗能率の向上ができるとともに、酸洗表面
を平滑化することができる。
デスケール酸洗能率の向上ができるとともに、酸洗表面
を平滑化することができる。
（発明の効果） 本発明によれば、炭素鋼からフェライトステンレス鋼お
よびオーステナイトステンレス鋼まですべての鋼質金属
の脱スケール処理を同一酸洗槽、同一酸洗浴で実施する
ことができ、高速溶削が可能なことから酸洗の前工程で
発生した各種の表面疵の除去を溶削量制御条件で行うこ
とができる。
よびオーステナイトステンレス鋼まですべての鋼質金属
の脱スケール処理を同一酸洗槽、同一酸洗浴で実施する
ことができ、高速溶削が可能なことから酸洗の前工程で
発生した各種の表面疵の除去を溶削量制御条件で行うこ
とができる。
さらに、酸洗表面性状も極めて平滑であることから鋼質
金属製造におけるその工業的意義はきわめて大きい。
金属製造におけるその工業的意義はきわめて大きい。
第１図は80℃の10g/lのSUS430を含有する45g/lNO3 -イオ
ン−300g/l硫酸水溶液中におけるSUS430鋼の陰極60A/dm
212sec活性溶解後の陽極０〜70A/dm2120secにおける陽
極に極性変更後の活性溶解持続時間と陽極電流密度の依
存性を示す図表である。
ン−300g/l硫酸水溶液中におけるSUS430鋼の陰極60A/dm
212sec活性溶解後の陽極０〜70A/dm2120secにおける陽
極に極性変更後の活性溶解持続時間と陽極電流密度の依
存性を示す図表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−165800（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−316500（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−107800（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107498（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】50〜100℃の５〜120g/lのNO3 -イオンまた
は５〜200g/lのCr6+イオンを含有する110〜600g/lの濃
度の硫酸水溶液中で鋼質金属をまず陰極にし、しかる後
陽極にする極性変更を基本単位とし、１ないし２回以上
繰返す組合わせかつ陰極時は電流密度５〜200A/dm2を通
電して陰極溶解し、また陽極時は電流密度35A/dm2以下
を、通電して陽極溶解することを特徴とする鋼質金属の
高速電解溶解法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038173A JPH0711080B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 鋼質金属の高速電解溶解法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038173A JPH0711080B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 鋼質金属の高速電解溶解法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243799A JPH03243799A (ja) | 1991-10-30 |
| JPH0711080B2 true JPH0711080B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=12517998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2038173A Expired - Lifetime JPH0711080B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 鋼質金属の高速電解溶解法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711080B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9718867D0 (en) * | 1997-09-06 | 1997-11-12 | British Nuclear Fuels Plc | Dissolution of nuclear fuel |
| DE10155791C1 (de) * | 2001-11-14 | 2003-07-17 | Starck H C Gmbh | Verfahren zum elektrochemischen Aufschluss von Superlegierungen |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01165800A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-29 | Nippon Steel Corp | 高速電解酸洗研磨法 |
| JPH01316500A (ja) * | 1988-06-16 | 1989-12-21 | Nippon Steel Corp | 鋼質金属の陰極電解処理法 |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP2038173A patent/JPH0711080B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03243799A (ja) | 1991-10-30 |
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