JPH09263979A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属ストリップ等の洗浄の際発生する泡を消
すことのできる洗浄装置を提供する。 【解決手段】 発泡性洗浄液で金属ストリップ等の物品
を洗浄する洗浄タンク２の下方に洗浄液を循環する循環
タンク１１を配置した洗浄装置において、前記洗浄タン
クから前記循環タンクに洗浄液を戻す配管の途中に濾過
材１２を収容した濾過材タンク１０を設け、洗浄液が前
記濾過材を通過するように構成した洗浄装置。また、上
記装置において濾過材タンク１０を複数設けて、交互逆
洗を行うとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属ストリップ
等の物品を洗浄する洗浄装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、冷延鋼板製造工程において、ア
ルカリ洗剤を用いて冷延鋼板を洗浄する設備は、専用ク
リーニング設備、連続焼成設備、めっき前処理設備等の
多数のラインおよび設備で採用されている。アルカリ洗
浄液は、攪拌すれば発泡するが、発泡の程度は攪拌を強
く行う程多くなる。そして、発泡の原因は種々存在する
が、例えば、ストリップが大気中から洗浄液中に侵入す
る際、ストリップ表面の空気が、ストリップの進行に随
伴して洗浄液中に巻き込まれて泡を生成するが、ストリ
ップの速度が速い程、この現象は助長される。また、洗
浄タンク内の洗浄液もストリップの進行方向にある厚さ
をもって層状に運ばれ、ストリップの速度が速い場合
は、洗浄タンクの液レベルは入側と出側で差が生じ、重
力の作用により所定のレベル差で安定する。この際、ス
トリップの進行方向に運ばれた層状の洗浄液は、タンク
出側に衝突し入側に戻され、この攪拌により泡が発生す
る。

【０００３】洗浄設備には、洗浄タンクの液面を一定に
保つためのオーバーフロー口と称する戻り口が設けられ
ており、オーバーフローした洗浄液はオーバーフロー
口、戻り配管を通って下方の循環タンクに戻される。循
環タンクに戻される液は、泡混じりの洗浄液であり、こ
の泡混じりの洗浄液がそのまま循環タンクに混入するた
め、循環タンクは泡で溢れタンク外に溢れ出る状況が発
生する。

【０００４】この循環タンクの泡発生を防止する技術と
して、特開平４−３７１５９１号が公開されている。こ
の技術は、図３に示すように、洗浄タンク２２のオーバ
ーフロー口２７と循環タンク３０を連絡する戻り管２８
の途中に、１個または複数個の上下方向に湾曲したＵ字
管２９を設けることで、Ｕ字管の堰により戻り管２８中
の洗浄液の泡２６と液２４を分離でき、泡２６が循環タ
ンク３０に入るのを抑えることができる。また、Ｕ字管
２９の堰により、オーバーフロー口２７から循環タンク
３０へ落下する洗浄液の落差が減少するので、循環タン
ク３０内で新たに泡が発生するのを抑えることができる
ものとしている。しかし、この技術では以下に述べるよ
うな問題がある。即ち、洗浄タンク２２中の洗浄液２４
は洗浄に供される時間の経過に伴い、洗浄成分の濃度低
下に加えて、鉄粉、不鹸化性油、不溶性金属石鹸、石鹸
等の不純物を多量に含むようになって洗浄力が低下する
ため、新液と入れ替える必要が生じる。このとき、新液
の補給と同時に、それまで使用してきた大量の液が泡混
じりの状態で一度に、オーバーフロー口２７から戻り管
２８に流入し、循環タンクは泡で溢れタンク外に溢れ出
る状況が発生する。

【０００５】また、この他の洗浄液の消泡に関する従来
技術としては、泡の表面に超音波を照射して音響エネル
ギーによって泡を破壊する方法、液体や気体のスプレー
を噴射して液体や気体の運動エネルギーで泡を破壊する
方法、加熱・冷却や加圧・減圧による泡中の気体の膨張
・収縮作用で泡を破壊する方法、メッシュ状の金網を通
過させる或いは、旋回羽根に衝突させることによる泡と
衝突させる物体との間に生じる剪断力によって泡を破壊
する方法があるが、いずれも消泡効率が低く、ランニン
グコストがかかり過ぎとか、装置構成が複雑になるとい
う問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】泡が循環タンクから溢
れ出ると、アルカリ洗浄液がそのまま捨てられることに
なるので不経済であり、また泡がタンク周辺に溢れ環境
上も好ましくない。そのため、ストリップの通板速度を
落として洗浄タンク内の洗浄液の攪拌を抑える方法が通
常採用されていた。通板速度を落とすことは生産性の低
下となり、洗浄設備における循環タンクの泡発生防止
は、長年の課題となっている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題を
以下の装置によって解決する。

【０００８】第１の装置は、発泡性洗浄液で金属ストリ
ップ等の物品を洗浄する洗浄タンクの下方に洗浄液を循
環する循環タンクを配置した洗浄装置において、前記洗
浄タンクから前記循環タンクに洗浄液を戻す配管の途中
に濾過材を収容した濾過材タンクを設け、洗浄液が前記
濾過材を通過するように構成した洗浄装置である。

【０００９】第２の装置は、第１の装置において、濾過
材タンクを複数設けた装置である。

【００１０】「作用」 第１の装置：洗浄液が濾過材を通過するとき、泡と洗浄
液の比重の違いにより気液分離されるとともに、泡と濾
過材表面との接触による剪断力の作用で泡が破壊され
る。

【００１１】第２の装置：濾過材タンクを複数設け、一
定時間間隔で洗浄液を通過させるタンクと逆洗を行うタ
ンクを交互に切り替えることにより、濾過および気液分
離能力を維持しながら、効果的に泡を破壊（消泡）する
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて以下に説明する。図１は、本発明装置の実施の形態
を示す構成図、図２は、図１のＡ部の拡大縦断面図であ
る。図１、２において、１は鋼帯等の金属ストリップ、
２は洗浄タンク、３は洗浄タンク内のシンクロール、４
は洗浄タンク内の電極である。５は洗浄タンク２内のア
ルカリ洗浄液、７は洗浄タンクの液面６上に形成された
泡である。８は洗浄タンク２の液面６を一定レベルに保
つためのオーバーフロー口である。オーバーフローした
泡混じりの洗浄液５は、オーバーフロー口８から戻り管
９を通って下方の循環タンク１１に落下する。

【００１３】本発明では、戻り管９の途中に、濾過材１
２を収容した一対の濾過材タンク１０ａ，１０ｂを設け
ている。濾過材タンクの上流側において、戻り管９は、
分岐管９ａ，９ｂに分岐され、分岐管９ａは濾過材タン
ク１０ａに、分岐管９ｂは濾過材タンク１０ｂに接続さ
れている。分岐管の下端部は分岐した複数の排出口を有
しており、分岐管９ａ，９ｂの下端部は、それぞれの濾
過材タンクの濾過材１２ａ、１２ｂ中に位置している。
濾過材タンクの下流側において、濾過材タンク１０ａは
分岐管９ｃに、濾過材タンク１０ｂは分岐管９ｄに接続
し、これらの分岐管は下流側戻り管９に集合している。
濾過材タンクは、その中央部分に濾過材を収容し、濾過
材の上方および下方は空間となっている。濾過材タンク
１０ａ，１０ｂは、その上部空間に連通する排気管１
４、１４を有しており、排気管１４、１４は途中には弁
１５、１５が設けられている。なお、図１には、分岐管
の下端部が、濾過材の中に設けた例を示したが、分岐管
の下端部を濾過材タンクの上部空間に位置させてもよ
い。

【００１４】逆洗配管１３、１３が、下流側の分岐管９
ｃ，９ｄおよび上流側の分岐管９ａ，９ｂに接続されて
いる。各逆洗配管は、途中に弁を有している。逆洗水
は、下流側逆洗配管１３から下流側分岐管を介して濾過
材タンクに流入し、上流側分岐管を介して上流側逆洗配
管１３に排出される。

【００１５】泡混じりの洗浄液は、上流側戻り管９を流
下し、分岐管９ａ，９ｂを介して濾過材タンク１０ａ，
１０ｂの濾過材１２ａ，１２ｂ中に流入する。濾過材を
通過する間に泡混じりの洗浄液の泡が破壊されるととも
に気液分離され、気体は濾過材タンクの上部空間に溜ま
り、分離された洗浄液は、分岐管９ｃ，９ｄおよび下流
の戻り管９を経由して循環タンク１１に流下する。循環
タンク１１の洗浄液は、再び循環ポンプ１４により洗浄
タンク２に戻される。濾過材タンクの上部空間に溜まっ
た空気を主成分とする気体は、溜め過ぎると再び、泡発
生の原因となるので、一定時間毎に大気中に放散され
る。

【００１６】濾過材は、洗浄液の濾過を継続している
と、洗浄液中の鉄粉、不鹸化性油、不溶性金属石鹸、石
鹸等の不純物が濾過材の表面に付着し、洗浄液の通過量
が減少してくる。洗浄液の通過量を下限値以上に維持す
るため、一定時間間隔で濾過材の逆洗を行う。この逆洗
は、一方の濾過材タンク１０ａを逆洗している間、他方
の濾過材タンク１０ｂで洗浄液の濾過を行い、濾過材タ
ンク１０ａの逆洗が完了したら、濾過材タンク１０ａで
洗浄液の濾過を行い、他方の濾過材タンク１０ｂを逆洗
するというように交互逆洗を行い、両濾過材タンクの逆
洗が完了したら、両濾過材タンクで洗浄液の濾過を行
う。

【００１７】この交互逆洗のとき、洗浄液を通している
濾過材タンクでは、一定の気液分離性能および一定の濾
過時間を確保するため、洗浄液の空塔速度を小さくする
こと、即ち洗浄液の通過流速を遅くさせているので、液
体の下降流と泡の上昇流の違いによって気液分離が促進
されるとともに、消泡効果も向上する。

【００１８】洗浄液５の濾過材１２への通液方法は、洗
浄液の発泡性を考慮して、洗浄液が均等に濾過材層に浸
透し且つ流速が遅くなるように管末端部を多数分岐して
配置したり、管径を末広がりにすることが望ましい。但
し、曲管部を増やすことは管内の洗浄液の流れを乱し、
より発泡を促進させる恐れもあるので、曲率を大きくす
ることが望ましい。さらに、上記末端部の位置を濾過材
層の内部に配置すれば、泡は末端部から流出した瞬間か
ら濾過材層に浸透して行くのに対し、濾過材上方の空間
に末端部を配置する場合は、濾過材の上面の泡が滞留
し、濾過材に浸透する速度が小さい。従って、末端部の
位置を濾過材層の内部に配置す方が、濾過材上方の空間
に末端部を配置する場合に比べて、消泡効果を高めるこ
とができる。また、濾過材を加熱、冷却する手段を付加
すれば、泡中の気体の膨張、収縮作用で泡の破壊が促進
され、より一層消泡効果を高めることができる。

【００１９】濾過材タンク１０の数は、洗浄液の発泡状
況に応じて決められ、例えば、発泡状況が顕著でなけれ
ば、１個の濾過材タンクに通液し、濾過サイクルと逆洗
サイクルとを交互に切り替えるようにし、発泡状況が顕
著であれば、濾過材タンク１０の数を増やすとよい。

【００２０】また、濾過材タンク１０の濾過サイクルと
逆洗サイクルの切り替え時間間隔は、図示しないサイク
ル切替装置に切替時間設定タイマ、或いは、濾過材タン
ク１０内の濾過材１２の上面に泡が滞留する場合を想定
し、濾過材タンク１０の上方空間に、液および泡に応答
する超高感度の電極式レベル計と液にしか応答しない通
常の電極式レベル計とを組み合わせて設けることによ
り、濾過材タンク１０内の泡の滞留状況を検知して、例
えば、超高感度の電極式レベル計が泡を検知したとき
に、濾過サイクルにある濾過材タンク１０の濾過材１２
の消泡、濾過能力が限界に達したとみなして、逆洗サイ
クルへの切替指令を発信するようにすることが、望まし
い。

【００２１】本発明装置に使用する濾過材としては、泡
との接触によるせん断力の作用で泡の破壊を行うため
に、粒状のものが望ましく、また、逆洗サイクル中に濾
過材タンクから濾過材が流出するのを防ぐために、見掛
け比重（濾過材間の空間は水が満たされていると仮定）
が、約１．０〜２．０である物質が望ましい。

【００２２】これらの条件を満足するものとしては、サ
ンドと呼ばれる砂やグラベルと呼ばれる砂利等があり、
さらに、洗浄液中の鉄粉、不鹸化性油、不溶性金属石
鹸、石鹸等の不純物を除去し、濾過材タンク以降の清浄
度を高く保つためには、アンスラサイトと呼ばれる石炭
を前記の濾過材と組み合わせて使用してもよい。なお、
液の濾過材通過平均流速は、１ｃｍ／ｓｅｃ程度が望ま
しいので、例えば、濾過する洗浄液の量が６０ｍ³ ／ｈ
の場合、濾過材の断面積は、１．４ｍ² となる。

【００２３】

【発明の効果】本発明装置は、戻り配管の途中に濾過材
を収納した濾過材タンクを設け、泡混じりの洗浄液を濾
過するようにしたから、濾過材タンクで、泡が効果的に
破壊されるとともに、気液分離が完全に行われる。ま
た、濾過材タンクを複数設け、一定時間間隔で交互逆洗
を行うことにより、濾過、気液分離能力を維持し、消泡
効率の高い洗浄装置を得ることができる。

【００２４】また、濾過材の濾過作用により、洗浄液中
の鉄粉、不鹸化性油、不溶性金属石鹸、石鹸等の不純物
を除去するので、濾過材タンク以降の戻り配管内部に前
記不純物が堆積、付着することによる配管詰まりを防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の実施の形態を示す構成図である。

【図２】図１のＡ部の拡大縦断面図である。

【図３】従来装置の構成図である。

【符号の説明】

２ 洗浄タンク ５ 洗浄液 ７ 泡 ８ オーバーフロー口 ９ 戻り管 ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ 戻り管の分岐管 １０，１０ａ，１０ｂ 濾過材タンク １１ 循環タンク １２，１２ａ，１２ｂ 濾過材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡性洗浄液で金属ストリップ等の物品
   を洗浄する洗浄タンクの下方に洗浄液を循環する循環タ
   ンクを配置した洗浄装置において、前記洗浄タンクから
   前記循環タンクに洗浄液を戻す配管の途中に濾過材を収
   容した濾過材タンクを設け、洗浄液が前記濾過材を通過
   するように構成したことを特徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】 濾過材タンクを複数設けた請求項１記載
   の洗浄装置。