JPH0949092A - オーステナイト系ステンレス厚鋼板の高効率酸洗方法 - Google Patents

オーステナイト系ステンレス厚鋼板の高効率酸洗方法

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JPH0949092A
JPH0949092A JP20482395A JP20482395A JPH0949092A JP H0949092 A JPH0949092 A JP H0949092A JP 20482395 A JP20482395 A JP 20482395A JP 20482395 A JP20482395 A JP 20482395A JP H0949092 A JPH0949092 A JP H0949092A
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JP
Japan
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pickling
temperature
solution
steel plate
steel sheet
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Withdrawn
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JP20482395A
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English (en)
Inventor
Masamitsu Tsuchinaga
雅光 槌永
Hidehiko Sumitomo
秀彦 住友
Kazuhiro Suetsugu
和広 末次
Kenichi Yano
憲一 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mishima Kosan Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Mishima Kosan Co Ltd
Nippon Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08Iron or steel
    • C23G1/086Iron or steel solutions containing HF

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 γ系ステンレス厚鋼板の製造で、熱延後の固
溶化熱処理を省略、或いは軽度の固溶化熱処理を実施し
た場合の高速酸洗化において、酸洗溶液の高温化を不要
にし、設備費の安価な高速酸洗法を提供する。 【解決手段】 γ系ステンレス鋼の熱延まま、或いは短
時間固溶化熱処理後の板厚4mm以上の厚鋼板を通常のメ
カニカルデスケーリングを施し、濃度50〜200g/lの HNO
3 と濃度20〜200g/lのHFの混合液より成る20〜60℃の低
温硝弗酸溶液を用いて酸洗する際に、酸洗直前に次式で
示す温度以上で、かつ、 150℃以下に鋼板を予熱し、酸
洗時に鋼板表面近傍の酸洗溶液を70℃以上の高温に30秒
以上保持できるように調節し酸洗する。 被酸洗鋼板予熱温度(℃)≧[70×(A+B/5)−(B/5×
C)]/A A:鋼板の板厚(cm) B:鋼板単位面積当りの液量(l/m2 ・分) C:硝弗酸溶液の温度(℃)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は18Cr−8Niス
テンレス鋼を代表とするオーステナイト系ステンレス鋼
(以下18Cr−8Ni型オーステナイト系ステンレス
鋼という)厚鋼板の製造方法に関するものであり、特に
本発明は上記ステンレス厚鋼板の製造にあたり、熱延後
あるいは固溶化熱処理後のスケールを除去するための高
速で安価な設備費の酸洗法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】18Cr−8Ni型オーステナイト系ス
テンレス鋼は、熱間圧延後空冷した後、温度1000℃
以上に保持された熱処理炉で長時間保持し、加工組織の
再結晶化とその粒度調整を行うと共に、炭化物を溶解
し、固溶化する熱処理を施す工程で製造されている。こ
の固溶化熱処理は、クロム炭化物等が結晶粒界に析出し
てこの部分の耐食性を著しく劣化し、ひいてはステンレ
ス鋼を腐食しやすくするという難点を防止するために行
われていた。
【0003】このように熱間圧延後室温まで冷却し、再
び高温度に加熱する固溶化熱処理法による製造法は、莫
大な熱エネルギーと長い時間とを費やし、生産性に問題
があった。このような問題から最近では、熱間圧延後固
溶化熱処理を省略する製造法として、特開昭55−10
7729号公報、特開昭60−26619号公報、特開
昭60−197817号公報等に記載されているよう
に、熱間圧延後の高温度から急冷し、固溶化熱処理を省
略したり短時間化するオーステナイト系ステンレス鋼板
の製造技術が開発されている。
【0004】こうした固溶化熱処理を不要にしたり、軽
減したりする方法の適用率がアップすると、その生産性
は、従来の熱延鋼板の固溶化熱処理−酸洗工程におけ
る、固溶化熱処理の制約から、酸洗でのデスケーリング
速度で制約されるようになり、ステンレス鋼熱延材およ
び熱処理材の高速酸洗酸洗法が重要な問題となる。従
来、厚さ4〜80mmの厚鋼板ではこのように固溶化熱処
理制約から酸洗条件としては20〜40℃の低温硝弗酸
酸洗溶液を用い充分時間をかけバッチ酸洗を繰り返す方
法で行われ、厚鋼板に対する酸洗の高速化については充
分な検討がなされていなかった。また、酸洗溶液を高温
化すると高速酸洗化は可能になるが、酸洗槽を構成する
材料として高価な耐酸材を使用しなければならなくな
り、初期設備投資と設備維持管理費用が高くなるため、
設備費の安い酸洗法の開発が望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱延後の固
溶化熱処理を省略、あるいは軽度の固溶化熱処理を行
い、かつ、酸洗時間を短縮するとともに粒界腐食を生じ
させない酸洗法を可能ならしめ、酸洗液の温度の高温化
を不要にし、設備費や設備維持管理費用が安価にできる
酸洗法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の要旨とするところは、オーステナイト系ステ
ンレス鋼の熱延まま、あるいは短時間固溶化熱処理後の
板厚4mm以上の厚鋼板に、通常のメカニカルデスケーリ
ングを施し、濃度50〜200g/lのHNO3 と濃度
20〜200g/lのHFの混合液より成る20〜60
℃の低温硝弗酸溶液を用い、酸洗直前に(1)式で示す
温度以上かつ150℃以下に鋼板を予熱して、酸洗時に
鋼板表面近傍の酸洗溶液を70℃以上の高温に30秒以
上保持し酸洗することを特徴とするオーステナイト系ス
テンレス厚鋼板の高効率酸洗方法にある。 被酸洗鋼板予熱温度(℃)≧[70×(A+B/5)−(B/5×C)]/A ・・・・・・(1) 但し、A:被酸洗鋼板の板厚(cm) B:鋼板表面の単位面積当たりの液量(l/m2 ・分) C:硝弗酸酸洗溶液の温度(℃)
【0007】
【発明の実施の形態】本発明者等は18Cr−8Ni型
オーステナイト系ステンレス厚鋼板について通常通りメ
カニカルデスケーリングした鋼板の硝弗酸酸洗溶液中で
の酸洗開始について検討した結果、酸洗反応開始には板
厚の影響が大きいことが判明した。すなわち、50℃の
120g/lHNO3 および50g/lHFを含む硝弗
酸溶液中での浸漬酸洗実験において、板の温度がすべて
20℃の4mm厚材、30mm厚材、80mm厚材を用い、4
mm厚材では20秒、30mm厚材では50秒、80mm厚材
では90秒間は浸漬後反応が開始しないで、その後、水
素を発生して急速に酸洗が進み、反応開始後8分間で酸
洗が終了した。
【0008】次に鋼板を50℃に予熱して酸洗溶液に浸
漬すると、浸漬直後に酸洗が開始し、いずれの板厚でも
8分間で酸洗が完了した。更に鋼板を90℃に予熱して
酸洗液に浸漬すると80mm厚材は30mm厚材の半分の酸
洗時間で酸洗が完了した。このように、酸洗液温より鋼
板予熱温度を高くした時に、板厚が厚くなるにつれ酸洗
時間が短くなる原因は鋼板に蓄熱された熱容量に関連し
ており、板厚が厚いものほど著しい。
【0009】そこで、被酸洗材として4〜80mm板厚材
を用い、鋼板予熱温度を50〜200℃に変化させて、
つづく120g/lHNO3 および50g/lHFを含
む硝弗酸酸洗液温を40℃にし、鋼板表面の単位面積当
たりの酸洗液量を15l/m2 ・分に一定化し、鋼板表
面近傍の酸洗溶液を70℃以上の高温に30秒以上保持
できる条件を調べた結果を図1に示す。図から明らかの
ように被酸洗材の板厚が厚くなるほど低温予熱で充分な
ことが判明した。また、被酸洗鋼板の板厚、被酸洗鋼板
予熱温度、硝弗酸酸洗溶液の温度、鋼板表面の単位面積
当たりの液量には鋼板表面近傍の酸洗溶液を70℃以上
の高温に30秒以上保持できる条件として、次式の関係
があることがわかり、これらの関係を満足するように被
酸洗鋼板予熱温度をコントロールすることで充分な予熱
が可能になる。 被酸洗鋼板予熱温度(℃)≧[70×(A+B/5)−
(B/5×C)]/A 但し、A:被酸洗鋼板の板厚(cm) B:鋼板表面の単位面積当たりの液量(l/m2 ・分) C:硝弗酸酸洗溶液の温度(℃) 予熱酸洗時の鋼板表面近傍の酸洗溶液温度は、70℃未
満では高速酸洗には不足で、高温ほど高速酸洗化できる
が上限については通常の酸洗温度上限である90℃以下
が望ましい。90℃を超えると過酸洗表面となる。ま
た、この保持時間については30秒未満では高速酸洗に
は不足し、長時間ほど高速酸洗可能である。
【0010】鋼板の予熱温度については、酸洗溶液と同
じ温度でも酸洗時間を短縮する効果はあるが、鋼板表面
近傍の酸洗溶液を70℃以上にする高速酸洗を狙う場合
には70℃以上の温度で効果があり高温ほど有効である
が、150℃を超えると鋼板表面の温度分布が不均一と
なり、また作用効果が飽和する。
【0011】鋼板板厚については、4mm厚未満では予熱
の効果が小さく、4mm以上では厚さが増大するほど蓄熱
量が大きくなるため効果が大きくなる。酸洗溶液である
硝弗酸の温度は60℃を超えると酸洗槽を構成する材質
が高価な材料を必要とし、設備費が大幅に高くなる。ま
た、20℃未満では予熱による昇温作用が極度に低下す
る。
【0012】鋼板表面の単位面積当たりの液量は鋼板表
面を酸洗するために表面積当たり3l/m2 ・分以上を
要し、これ未満では酸洗溶液が不足し酸洗ムラが発生す
る。均一酸洗のためには液量は多いほど良好になるが、
上記計算式での鋼板板厚、予熱温度および酸洗液温によ
り決まる液量以上に供給すると予熱酸洗時の鋼板表面近
傍の酸洗溶液温度が保たれなくなる。この酸洗法につい
ては酸洗が浸漬の場合に限らず、スプレー酸洗において
も鋼板予熱の作用効果はより顕著で、大幅な酸洗時間の
短縮が達成された。
【0013】さらに、本発明者等は18Cr−8Ni型
オーステナイト系ステンレス鋼の熱延板、あるいは短時
間固溶化熱処理後の鋼板に通常のメカニカルデスケーリ
ングを施し予熱した場合の高速酸洗液の液組成について
検討した結果、次の事実が明らかにされた。鋼板を予熱
した場合にはHNO3 −HF液中でも酸洗が極めてよく
進行し、HNO3 濃度は50〜200g/lの範囲と低
い条件で有効であり、HFも20〜200g/lで有効
である。HNO3 の濃度が200g/lを超えると酸洗
完了時間が長くなり粒界腐食を助長する。HNO3 が5
0g/l未満では酸洗速度が小さい。HFは高速酸洗に
は有効で20g/l以上で効果を発揮するが200g/
lを超えると効果が飽和する。
【0014】このような液組成ならびに鋼板予熱によっ
て溶解反応が加速される結果、酸洗後の表面に粒界腐食
は認められない。特に、熱延ままで固溶化熱処理を省略
した材料では、熱延終了後850〜550℃の範囲を急
冷した場合に粒界腐食の防止に一層効果がある。
【0015】これらの高速酸洗法においてもメカニカル
デスケーリングの作用は重要で、従来から使用されてい
るショットブラスト、黒皮冷延法、砂鉄粒を含有した高
圧水吹き付け法等の適用は有効であり、特にスケール厚
みの薄い熱延板固溶化熱処理省略材においては、従来よ
りも軽度の適用で有効である。
【0016】
【実施例】本発明の実施例を説明する。通常の方法で熱
間圧延し、1100℃で5分間固溶化熱処理するか、熱
延圧下率や熱延後の冷却法をコントロールし固溶化熱処
理を省略した熱延したままの板厚4〜80mm、巾500
〜1500mm、長さ1000〜6000mmの18%Cr
−8%Ni型オーステナイト系ステンレス鋼、および1
7%Cr−12%Ni−2%Mo型オーステナイト系ス
テンレス鋼の厚鋼板を、通常条件でショットブラストあ
るいは砂鉄粒を含んだ高圧水吹き付けによりメカニカル
デスケーリングを実施した。次いで、メカニカルデスケ
ーリング後の厚鋼板を酸洗ラインで酸洗槽を使用し温水
あるいは中性塩を含有した高温の水溶液、さらには水蒸
気を用いて温度を上げ、表1〜表3の通り1〜5分間で
これらの鋼板の中心部まで予熱温度に昇温した後、HN
3 −HFのスプレー酸洗およびHNO3 −HFの攪拌
を強化した浸漬酸洗を実施し、酸洗完了までの時間を測
定し、更に酸洗後の鋼板表面の粒界腐食を調査した。比
較法としては予熱を省略して酸洗を実施した結果を示し
ている。
【0017】なお、鋼板表面近傍の酸洗溶液温度は、鋼
板表面に熱電対をスポット溶接し、樹脂系被覆材で被覆
し、鋼板表面の温度を測定した。このようにして酸洗開
始後30秒後に熱電対の表示温度が70℃,80℃,9
0℃である場合を鋼板表面近傍酸洗溶液温度70℃,8
0℃,90℃として表わした。
【0018】こうして予熱のない場合の5〜20分間を
要する酸洗と比較して、鋼板表面近傍の酸洗溶液が70
℃の場合2分間程度で、80℃や90℃の場合1分以内
に酸洗が完了し、しかも粒界腐食が発生しないことが判
明し、本発明の優れた高速酸洗法が確認された。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】
【発明の効果】本発明はオーステナイト系ステンレス鋼
厚鋼板を製造するに際し、高価な耐酸材料を用いた酸洗
装置を必要とせず従来の低温酸洗用の酸洗装置を用い、
単に鋼板予熱と酸洗液量をコントロールすることで、実
際の酸洗温度を高め高速酸洗処理を可能ならしめたもの
で、設備費が安く、生産性が高く、かつ優れた製品を提
供できるので、その工業的効果は甚大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】被酸洗材として4〜80mm板厚材を用い、鋼板
予熱温度を50〜200℃で変化させて、つづく120
g/lHNO3 および50g/lHFを含む硝弗酸酸洗
の溶液温度を40℃にし、鋼板表面の単位面積当たりの
酸洗液量を15l/m2・分に一定化し、鋼板表面近傍
の酸洗溶液を70℃以上の高温に30秒以上保持できる
条件を調べた被酸洗鋼板の板厚と被酸洗鋼板予熱温度の
関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住友 秀彦 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 末次 和広 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 矢野 憲一 福岡県北九州市八幡東区枝光2丁目1番15 号 三島光産株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オーステナイト系ステンレス鋼の熱延ま
    ま、あるいは短時間固溶化熱処理後の板厚4mm以上の厚
    鋼板に、通常のメカニカルデスケーリングを施し、濃度
    50〜200g/lのHNO3 と濃度20〜200g/
    lのHFの混合液より成る20〜60℃の低温硝弗酸溶
    液を用い、酸洗直前に(1)式で示す温度以上かつ15
    0℃以下に鋼板を予熱して、酸洗時に鋼板表面近傍の酸
    洗溶液を70℃以上の高温に30秒以上保持し酸洗する
    ことを特徴とするオーステナイト系ステンレス厚鋼板の
    高効率酸洗方法。 被酸洗鋼板予熱温度(℃)≧[70×(A+B/5)−(B/5×C)]/A ・・・・・・(1) 但し、A:被酸洗鋼板の板厚(cm) B:鋼板表面の単位面積当たりの液量(l/m2 ・分) C:硝弗酸酸洗溶液の温度(℃)
JP20482395A 1995-08-10 1995-08-10 オーステナイト系ステンレス厚鋼板の高効率酸洗方法 Withdrawn JPH0949092A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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