JPH083797A

JPH083797A - 鋼板の洗浄装置及びそれを使用した変色防止方法

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Publication number: JPH083797A
Application number: JP14052494A
Authority: JP
Inventors: Shogo Nasu; 省吾那須; Osamu Yoshioka; 修吉岡; Naoki Souden; 直樹宗伝; Kazuo Yamamoto; 一男山本
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1996-01-09

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼板を連続的に洗浄する電解洗浄装置におい
て、品質及び経済的にも問題のない優れた鋼板の変色防
止方法を提供する。【構成】鋼板３０を連続的に洗浄する電解洗浄装置に
おいて、電解槽３の電極７に近接して洗浄液吐出装置８
を設けたことを特徴とする電解洗浄装置。電解洗浄装置
における鋼板３０の変色防止方法において、鋼板停止時
に電解槽３の電極７の近傍から鋼板表面に向けて洗浄液
を吐出することを特徴とする、鋼板の変色防止方法。本
発明により、表面が活性化された鋼板の変色を防止する
ことができ、製品の品質及び歩留を向上させると共に、
変色防止剤の経済性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板表面に変色を発生
させない電解洗浄装置、及びアルカリ洗浄、またはアル
カリ電解洗浄した後の鋼板の変色を防止する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】鋼板を製造する工程において、鋼板の表
面を清洗する目的で、アルカリ洗浄、アルカリ電解洗浄
などが施される。図６(a) は、このようなアルカリ電解
洗浄の横型電解洗浄装置の例である。図６(a) におい
て、３は電解槽、４は入側デフレクターロール、５は入
側浸漬ロール、６は水溶液、７は電極、１１は出側浸漬
ロール、１２は出側デフレクターロール、３０は鋼帯で
ある。本装置においては、電解槽３の中にアルカリクリ
ーニング液を溶かした水溶液６を満たし、入側デフレク
ターロール４および入側浸漬ロール５により、鋼帯３０
を電解槽３に導き入れる。そして、鋼帯３０のパスライ
ンの上下に、パスラインに近接かつ対面して配置された
複数対の電極７の間に、鋼帯３０を通している。電極７
を通電した場合、水溶液中の水が電気分解され、アルカ
リ電解洗浄が行われる。

【０００３】このような横型電解洗浄装置は、鋼板が電
解洗浄装置中に浸漬された状態で停止されることがあ
る。このような時には、電解整流器をオフにして横型電
解洗浄装置中に電解電圧がかからないようにしている
が、実際には残留電圧が電極間に残り、Ｏ₂が発生して
鋼板の表面に付着し、鋼板が変色する。

【０００４】このような鋼板の変色を防止する方法とし
ては、特公昭６２−２３６号公報に記載されている様な
ものがあった。この方法は、残留電圧と同電位の逆電圧
を電極に印加することでテンパーカラーなどの鋼板の変
色発生を防止する方法である。

【０００５】一方、アルカリ洗浄およびアルカリ電解洗
浄後に、鋼板に付着している不純物を除去するために、
洗浄水により水洗（リンス）を行うが、アルカリ洗浄お
よびアルカリ電解洗浄後の鋼板は、表面が活性化されて
いるため、次コイルとのコイル継ぎの溶接等でラインが
停止した場合や、鋼板表面の検査等でライン速度が低下
した場合に鋼板の表面に変色が発生することがある。こ
のような鋼板の変色を防止する方法としては、従来、特
開平２−３０５９８５号公報に記載されているようなも
のが提案されている。図６(b) はこのような従来の変色
防止方法の実施例を示す図である。図６(b) において、
１３はブラシロールで板表面を研磨するスクラバー部、
１４は洗浄水、３１は導管、３２はポンプ、３３は給水
管、３４はリンスディップ槽である。鋼板３０はアルカ
リ電解槽で洗浄され、更にスクラバー部１３で表面をブ
ラシロールで洗浄された後、リンスディップ槽３４で水
洗される。リンスディップ槽３４には、変色防止材が添
加された洗浄水１４が給水管３３から連続的に給水され
る。この洗浄水１４は、ライン停止時にポンプ３２によ
り導管３１から連続的に排出されてスクラバー部１３、
及びリンスディップ槽３４で鋼板３０を水洗している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来技術には以下の様な問題点があった。

【０００７】特公昭６２−２３６号公報に記載される技
術では、ライン停止時、電解残留電圧によるテンパーカ
ラー対策として残留電圧と同電位の逆電圧を電極に印加
することでテンパーカラーなどの鋼板の変色を防止する
ことは有効であるが、液の汚れ分の付着による鋼板の変
色を防止することが難しいという問題があった。

【０００８】特開平２−３０５９８５号公報に記載され
る技術では、以下の様な問題があった。リンスディップ槽の濃度を一定に制御することが難
しい。ライン停止時に鋼板の変色を防止するために、リン
スディップ槽内の洗浄水をスクラバー部及びリンスディ
ップ槽入出口部から使用するので、リンスディップ槽内
の洗浄レベルが大幅に低下する。このため、その低下し
たレベル分の給水補給を行う必要があるが、給水補給に
伴って変色防止剤の補給もまた必要となり、ランニング
コストが高くなる。リンスディップ槽を長時間継続使用すると、変色防
止剤の液が汚染され、鋼板の表面性状などに影響を与
え、化成処理性に問題が発生する。リンスディップ槽を使用するために、変色防止剤を
必要としない鋼板にも変色防止剤を塗布しなければなら
ず、ランニングコストが高くなる。

【０００９】本発明は、上記の事態に鑑みて成されたも
のであり、品質及び経済的にも問題のない優れた鋼板の
変色防止方法を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は以下の手段に
より解決される。鋼板を連続的に洗浄する電解洗浄装置において、電
解槽の電極に近接して洗浄液吐出装置を設けたことを特
徴とする電解洗浄装置。電解洗浄装置における鋼板の変色防止方法におい
て、鋼板停止時に電解槽の電極の近傍から鋼板表面に向
けて洗浄液を吐出することを特徴とする、鋼板の変色防
止方法。

【００１１】

【作用】本発明によれば、洗浄液に浸漬した電極間に鋼
板通路を設けて、鋼板を連続的に洗浄する電解洗浄装置
において、前記鋼板通路の電極に近接して洗浄液吐出装
置を配置しており、鋼板が停止したときには、前記洗浄
液吐出装置から洗浄液を鋼板表面に吐出することによ
り、鋼板表面に付着しようとするＯ₂や、他の変色の原
因となるものを洗い流している。従って、鋼板に変色が
発生することはない。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面にもとづいて説明す
る。

【００１３】図１は本発明の実施例を示す図であり、電
解洗浄装置の主要部分を構成する電解タンクと、それ以
降の工程で発生する鋼板の変色防止を行う変色防止装置
と、その変色防止剤の塗布方法及びタイミングを示して
いる。以下の図において図６と同一部分には同一符号を
付し、説明を省略する。図１において、１は電解洗浄前
コイル、２はアルカリ洗浄槽、８は洗浄液吐出装置、９
は洗浄液吐出ポンプ、１０は配管、１５は給水される洗
浄水、１６は変色防止剤ポンプ、１７は変色防止剤の原
液タンク、１８はスタディックミキサー、１９は洗浄水
供給自動開閉バルブ、２０は変色防止剤の自動開閉バル
ブ、２１はオーバーフロー弁である。

【００１４】図１において、横型電解タンク３の中には
アルカリクリーニング液（オルソ硫酸ソーダ2Na₂OSiO₂,
またはカセイソーダNaOH) 等を溶かした水溶液が満たさ
れている。鋼板３０は入側デフレクターロール４及び入
側浸漬ロール５により、電解タンク３に導き入れる。そ
して、鋼板３０のパスラインの上下にパスラインに近接
かつ対面して配置した複数対の電極７を通過し、出側浸
漬ロール１１及び出側デフレクターロール１２を介して
スクラバー部１３に搬出される。この電解タンク３には
鋼板通路の電極７に近接して洗浄液吐出装置８を複数配
置している。そして、ポンプ９より電解タンクから配管
１０を介して洗浄液を前記洗浄吐出装置に供給するよう
にしている。

【００１５】次にスクラバー部１３に搬出された鋼板表
面に対して、変色防止剤の原液定量ポンプ１６により、
一定量の原液が供給される。スタディックミキサー１８
で変色防止剤と洗浄水がミキシングされている。洗浄水
供給自動開閉バルブ１９は洗浄水のリンスディップ槽３
４への供給を自動的に開閉し、変色防止剤の自動開閉バ
ルブ２０で変色防止剤の洗浄水への供給を自動的に開閉
する。オーバーフロー弁２１はリンスディップ槽の洗浄
水の液面を一定に保っている。

【００１６】鋼板３０はアルカリ洗浄槽２でアルカリ洗
浄され、次にアルカリ電解洗浄槽３でアルカリ電解洗浄
され、さらにスクラバー部１３で洗浄水１５によりスプ
レー洗浄される。ここで、ライン速度が50m/min を超え
る場合には、洗浄水１５には変色防止剤は含まれない。

【００１７】鋼板のコイル継ぎの溶接等でラインが停止
した場合、または鋼板の表面検査等でライン速度が50m/
min 以下となった場合には、鋼板に変色が発生する。こ
の場合には、自動的に洗浄水供給自動開閉バルブ１９を
閉止し、変色防止剤自動開閉バルブ２０を開放して変色
防止剤をスタディックミキサー１８で洗浄水１５に混合
させ、スクラバー部１３のヘッダーノズルで変色防止剤
を鋼板に塗布する。またライン停止時にライン停止後１
分以上経過すると変色防止剤のスプレーを停止させるこ
とで、変色防止剤のコスト低減効果が図れる。

【００１８】またライン停止時、又はライン速度が50m/
min 以下の場合に、リンスディップ槽３４で鋼板３０が
洗浄水１５に浸り続けると、洗浄水１５には変色防止剤
が混入されていないので、鋼板３０に変色が発生するよ
うになる。そこで、オーバーフロー弁２１の位置を鋼板
通過位置より下に設定することにより、鋼板３０が洗浄
水１５に浸らないようにしている。このように本発明で
は、鋼板３０が洗浄中に中断してライン停止、または鋼
板洗浄中でのライン速度50m/min 以下の表面検査の場合
でも、洗浄水１５と変色防止剤を自動的に切り替えるこ
とにより、鋼板３０の変色を防止することができる。

【００１９】図１の洗浄装置は、従来の商品製造ライン
と兼用ラインとしているので、リンスディップ槽３４の
水をあらかじめ下げておくことで兼用設備化される。こ
の場合において、洗浄効果と変色防止効果を相互に兼ね
備える為には、洗浄水の流量は15〜40m³/hであることが
好ましい。15m³/h未満では変色防止効果が少なく、40m³
/hを超えると経済的に不利である。

【００２０】図２はスクラバー部がリンス温水洗浄を兼
ねた装置の実施例を示す図である。以下の図において、
図１と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図２において、ライン速度が50m/min を超えると、洗浄
水１５よりスプレー洗浄され、ライン速度が50m/min 以
下の場合はスクラバーはそのままで１５で洗浄され、リ
ンス部のみに変色防止剤を塗布する。更に、ラインが停
止した場合は、洗浄水１５が自動的に停止し、スクラバ
ー部、及びリンス部へ変色防止剤を自動的に、この洗浄
水系統とは別系統の変色防止塗布装置で、変色防止剤又
は洗浄水に混入した変色防止剤を自動的にスプレーす
る。この場合のスプレー方式は噴霧状で 1〜10L/min と
することが好ましい。1 L/min 未満では変色防止の効果
が少なく、10L/min を超えると経済的に不利である。ま
た、専用ラインの場合、スクラバー部13のみ、あるいは
ブラシのない単純スプレーリンス槽のみで変色防止剤を
スプレーしても良い。

【００２１】なお、図１及び図２の洗浄装置は、従来の
商品製造ラインと兼用ラインとしているので、リンスデ
ィップ槽３４の洗浄水をあらかじめ下げておくことで、
兼用設備化しているが、専用ラインの場合、リンスディ
ップ槽３４の洗浄水をあらかじめ下げておくことが出来
ない設備においては、リンスディップのスクラバーへの
循環スプレーポンプを自動的に停止し、この洗浄水とは
別系統の変色防止装置で変色防止剤を自動的に噴霧状で
1〜10L/min を、空気と接触している鋼板にスプレーす
る。図３は、このような専用ラインの実施例を示した図
である。ここで、ラインスピードが50m/min 以下となっ
た場合、スクラバーはそのまま洗浄水がスプレーされ、
リンスへの洗浄水１５は停止される。この時に、バルブ
３１が閉となり、変色防止剤はリンスタンクのリンスデ
ィップ槽以外の空気と接触している鋼板にスプレーさ
れ、鋼板の変色が防止出来る。

【００２２】本発明に係る焼鈍工程を経由しないで調質
圧延を行う未焼鈍材、又は再調質材では、洗浄時におけ
る変色防止が不可欠であり、本発明による鋼板の変色防
止方法は、このような工程を通る鋼板の変色防止に適し
ている。また、本発明に使用される変色防止剤として
は、通常の鋼板に対して使用される水溶性変色防止剤で
あれば特に制限はない。また、この変色防止剤を混入す
る洗浄水は通常10〜90℃で好ましくは40〜80℃の水を用
いる。尚、この変色防止剤の濃度は1000〜2000mg/lが好
ましい。1000mg/l未満では変色防止効果が少なく、2000
mg/lを超えると経済的に不利である。

【００２３】図４は、電解洗浄装置の洗浄液吐出装置を
使用した、鋼板の変色を防止する電解洗浄方法を示した
図である。図４において、２２はモーター、２３は電
源、２４はスイッチ、２５は駆動モーター、２６はパル
スゼネレーター、２７は極性切替スイッチ、２８はブラ
イドルロールの速度調整器、２９は整流器である。ポン
プ９のモーター２２の電源２３からの電気の供給をオン
オフするスイッチ２４には、ブライドルロールの駆動モ
ーター２５に直結したパルスゼネレーター２６からの信
号が常時送られるようになっている。そして、パルスゼ
ネレーター２６からの信号が０になった時、即ち、ライ
ン停止した時、前記スイッチ２４がオンして、ポンプ９
が駆動し洗浄液が電解タンク３から配管１０を介して洗
浄液吐出装置８に送られ、洗浄液が鋼板３０の表面に向
けて吐出され、鋼板３０の表面に付着して変色の発生原
因となるＯ₂等を洗い出す。そしてブライドルロール駆
動モーター２５からの信号が０回転より大きくなると前
記スイッチ２４がオフとなり、ポンプ９が停止する。
尚、ライン停止時には、電極７の極性を極性切替スイッ
チ２７により切替えるようにしているが、この極性切替
スイッチ２７に対する切替指令も前記パルスゼネレータ
ー２６からの信号と同期して行うようにしている。

【００２４】図５は洗浄液のと吐出装置を示した図であ
る。ここで、ノズルギャップは 3〜10mmが好ましい。3m
m より小さいと、鋼板に接触する恐れがあり、10mmより
大きいと洗浄効果が低下する。又、ノズルの角度は15〜
45℃が好ましい。15℃より小さいか、45℃より大きい
と、洗浄効果が低下する。又、吐出流速は0.3 〜1.2m/s
ec程度あれば良い。0.3m/secより小さいと洗浄効果が低
下し、1.2m/secより大きいと経済的に不利である。

【００２５】表１は、本発明により極性（８極）をライ
ン停止毎に切替えて、洗浄液吐出装置を使用した場合
（実施例）と、従来の洗浄液装置のない場合（比較例）
とを比較して、鋼板の変色を以下の基準で評価した結果
である。

【００２６】

【表１】

【００２７】◎ ── 非常に優れている（発錆、変色
は全くない。） ○ ── 優れている（発錆、変色は殆どない。） × ── 劣る（発錆、変色が顕著である。）

【００２８】ここで試験片は冷延鋼板(JIS-G3141-SPCC,
1200mm幅×0.8mm 厚) で、厚板の素地はダル仕上のもの
を用いている。また、ここでの調査は、洗浄液の吐出条
件を以下のように行っている。ノズルギャップ 3mm ノズル角度 15° 流速 1.2m/sec ノズルの吐出方向は、鋼板の進行方向とは逆方向で
スプレーアルカリ液 (オルソ硫酸ソーダー) 電極電圧 40V 電極、電流密度 10.9A/dm²

【００２９】実施例、比較例とも、鋼板の変色発生状況
の目視観察を基準に評価している。表１から、本発明に
より、鋼板の変色が防止されていることがわかる。尚、
本発明では、アルカリ液の種類（オルソ硫酸ソーダ、カ
セイソーダ等）、又は電極の極性の組合せパターン、あ
るいは電極の電流密度等によっては、洗浄液吐出装置の
効果が軽減することはないことが確認されている。

【００３０】図７は吐出装置のノズルギャップによる電
極間のアルカリ液対流での流速状況を調査した結果であ
る。ここで試験片は冷延鋼板(JIS-G3141-SPCC,1800mm幅
×1.0mm 厚) で、厚板の素地はダル仕上のものを用いて
いる。又、電極 (グリッド)の寸法は上下共に、2200mm
幅×1300mm長さ、のものを用いている。

【００３１】図７において、実施例Ａ〜Ｃは吐出装置の
ノズルギャップを 3〜10mmとし、ノズル角度15°とした
ものであり、比較例Ｄはノズルギャップを12mmとし、ノ
ズル角度15°とした場合である。ここで、実施例と比較
例についての評価は、電極の入口〜出口迄のある一定の
場所より流速を測定し、対流状態を以下の基準で評価し
ている。 ◎ ── 非常に良い ○ ── 良い △ ── やや劣る × ── 劣る（対流不充分）

【００３２】図７より、本発明によるノズルギャップは
3〜10mm (より好ましくは 3〜5mm)が良いことがわか
る。

【００３３】表２は、本発明によりライン停止１分間
後、変色防止剤を停止した場合の変色防止剤の濃度が変
色防止効果に及ぼす影響を調べた試験の結果である。試
験片は冷延鋼板(JIS-G3141-SPCC,1200mm幅×1.0mm 厚)
で、原板の素地はダル仕上のものを用いている。表中の
実施例Ｎｏ１〜３は変色防止剤の濃度を変えてあり、比
較例Ｎｏ４は変色防止剤を使用しない洗浄水のみの場合
である。実施例と比較例について、変色の発生状況の目
視観察を以下の基準にて評価した。 ◎ ── 非常に優れている（発錆、変色は全くな
い。） ○ ── 優れている（発錆、変色は殆どない。） △ ── やや劣る（発錆、変色が若干ある。） × ── 劣る（発錆、変色が顕著である。）

【００３４】

【表２】

【００３５】表２より本発明によって、鋼板の変色が防
止されていることがわかる。本発明により、ライン停止
時又はライン速度が50m/min 以下の場合で、変色剤をス
クラバー部より塗布する場合は、リンスディップ槽での
洗浄水による洗浄を中断するために、変色防止剤が最終
リンス洗浄を兼ねている。表３はこの場合における、鋼
板の化成処理性に及ぼす影響を調べた試験の結果であ
る。試験片は冷延鋼板(JIS-G3141-SPCC,1200mm幅×1.0m
m 厚) で、原板の素地はダル仕上のものを用いている。
表中の実施例Ｎｏ１〜３は変色防止剤の濃度を変えてあ
り、比較例Ｎｏ４は変色防止剤を使用しない洗浄水のみ
の場合である。ここで、化成処理条件は以下の通りであ
る。脱脂：ファインクリーナー4826TA（商品名）を用
い、50℃で18g/l 、１分間処理した。表面調整：PL-ZMS（商品名）を用い、20℃で1g/l、
20秒処理した。リン酸塩処理：PB-3030M（商品名）を用い、51℃で
50g/l 、２分間浸漬処理した。

【００３６】実施例と比較例についての化成処理性を以
下の方法で評価した。化成皮膜の付着量を重量法により
求め、化成処理性については、Ｐ付着量（鋼板に付着し
た金属の量）で表し、以下の基準で判定した。 ◎ ── 非常に良好（Ｐ付着量 2.5 〜3.2g/m²） ○ ── 良好（Ｐ付着量 1.1 〜2.4g/m²） × ── 不良（Ｐ付着量 1.0g/m²以下又は3.3g/m²
以上）

【００３７】

【表３】

【００３８】表３から本発明により、化成処理性が良好
なことがわかる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明によればアルカリ
洗浄又はアルカリ電解洗浄で発生していた鋼板の変色が
防止でき、更にそれ以降のリンス洗浄を行った鋼板に、
変色防止剤を必要に応じて効果的に対象材に塗布する方
法により、表面が活性化された鋼板の変色を防止するこ
とができ、製品の品質及び歩留を向上させると共に、変
色防止剤の経済性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す系統図。

【図２】本発明の図１とは異なる実施例を示す系統図。

【図３】本発明の図１及び図２とは異なる実施例を示す
系統図。

【図４】本発明の洗浄液のと吐出装置を示す系統図。

【図５】アルカリ洗浄吐出装置のノズルと電極との位置
関係を示す図。

【図６】従来の変色防止方法の洗浄工程を示す図。

【図７】吐出装置のノズルギャップによるアルカリ液で
の流速状況を示す図。

【符号の説明】

３電解槽７電極８洗浄液吐出装置３０鋼板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本一男東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板を連続的に洗浄する電解洗浄装置に
おいて、電解槽の電極に近接して洗浄液吐出装置を設け
たことを特徴とする電解洗浄装置。
【請求項２】電解洗浄装置における鋼板の変色防止方
法において、鋼板停止時に電解槽の電極の近傍から鋼板
表面に向けて洗浄液を吐出することを特徴とする、鋼板
の変色防止方法。