JPH101791A - 鋼製品、特にステンレス鋼板ストリップの酸洗方法 - Google Patents

鋼製品、特にステンレス鋼板ストリップの酸洗方法

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JPH101791A JP9057017A JP5701797A JPH101791A JP H101791 A JPH101791 A JP H101791A JP 9057017 A JP9057017 A JP 9057017A JP 5701797 A JP5701797 A JP 5701797A JP H101791 A JPH101791 A JP H101791A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼製品、特にステンレス鋼板ストリップの酸
洗速度を速くする方法。 【解決手段】塩酸および酸洗用第一鉄イオンおよび第二
鉄イオンを含む酸洗水溶液と接触させて鋼部品、特にス
テンレス鋼の薄板ストリップを酸洗する方法であって、
酸洗中に生じるFe2+イオンを酸素化により再酸化するこ
とによってpHを1以下の塩酸溶液の酸洗力を一定に維
持し且つFe3+イオンの濃度を1g/リットル〜300 g/
リットルの値に維持し、溶液中に設置したプラチナ電極
とAg/AgCl基準電極との間で測定される酸化還元電位を
0〜800 mVの値に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋼製品、特にステン
レス鋼板ストリップの酸洗方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開昭56-171638 号には濃度10〜20重量
%の塩酸浴中で鋼ワイヤを20〜40分間酸洗することによ
って鋼ワイヤのデスケーリング (錆取り) する方法が開
示されている。酸洗を促進するために浴の酸濃度を変え
ているが、過度に高濃度の溶液を用いると煙霧が発生
し、大型の装置が必要になり、コストが上昇するという
ことが記載されている。この特許の提案する方法では、
飽和に近い濃度の一定量のFeCl2+を一定量のFeCl3+と一
緒に添加し、デスケーリング中に酸化還元電位Fe3+/Fe
2+を測定する。この電位は注入ノズルからFeCl3+を添加
して調節する。酸洗は塩酸によって鉄(II)基材を溶解
し、水素を発生させるものである。この特許には一般に
塩酸ベースの酸洗浴を用いると鋼にピンホール状の腐蝕
が生じることも記載されている。
【0003】特開平2-205692号にもステンレス鋼の酸洗
浴が開示されている。この特許では圧延後またはアニー
ル後の製品をFe3+イオンとFe2+イオンとを含む硫酸溶液
中で酸洗する。この溶液は少なくとも10g/リットルの
鉄を含み、酸洗は溶液1リットル当たり100 ml/分の割
合で空気を供給しながら行う。この種の浴では、空気の
吹き込みは溶液を攪拌するためだけのものである。事
実、硫酸媒体では鉄の酸化電位は単に空気を送って攪拌
してもFe2+イオンをFe3+へへ酸化することはできないと
いうことはよく知られている。
【0004】欧州特許第236354号に関連する実用証第FR
2551465号にはステンレス鋼ストリップの連続酸洗方法
が開示されている。この方法ではフッ化水素酸を主成分
とした第二鉄イオンを含む酸洗浴を用い、空気の注入ま
たは他の酸化剤の添加によって浴を酸化して第二鉄イオ
ン濃度を少なくとも15g/リットルに維持し、それと同
時に浴の酸化還元電位を0〜800mV の範囲内に保って鋼
ストリップを酸洗している。これらの特許が教えている
ことは、空気はFe2+イオンをFe3+イオンへ酸化する酸化
作用をし、酸洗反応では水素は発生しないということで
ある。
【0005】ステンレス鋼の酸洗では、汚染物質である
NOx 型の硝酸誘導体が発生する欠点のある従来の硝酸の
使用を回避するために、上記2〜3種類の酸の混合物よ
り成る浴を用いた酸洗方法について記載した文献が多数
報告されている。
【0006】圧延ストリップ、特にステンレス鋼のスト
リップの連続圧延製造ラインでは鋼板に下記a)〜e)の操
作が順次加えられる: a) 機械的処理、例えば引張矯正および/またはショッ
トブラスティング、 b) 一次酸洗、 c) 変形加工操作、例えば圧延、アニール操作、 d) 最終酸洗、 e) 仕上げ操作、例えば「スキンパス」型冷間圧延。
【0007】製造ライン上の各種装置間でストリップが
蓄積または滞留するのを防ぐためには、鋼の酸洗処理の
時間を大幅に短縮することが求められている。そうする
ことによって製造ラインでの中間ハンドリングおよび貯
蔵が少なくなるという利点がある。そうした製造ライン
ではストリップ製造ライン上に配置された一連の装置の
間で処理済のストリップが蓄積または集積するのを防ぐ
ために、酸洗が特に問題になり、特に短時間内に酸洗で
きるか否かが問題になる。酸洗における最も重要な課題
として酸洗速度が考慮されるようになった。すなわち、
ストリップが酸洗溶液と接触する時間を最小にするため
の酸洗方法が種々提案されてきている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、鋼部
品の酸洗、特にステンレス鋼ストリップの酸洗を極めて
短時間に行う方法、特に部品または薄板ストリップの製
造ラインに合った短時間で酸洗する酸洗方法を提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、塩酸および酸
洗用第一鉄イオンおよび第二鉄イオンを含む酸洗水溶液
と接触させて鋼部品、特にステンレス鋼の薄板ストリッ
プを酸洗する方法であって、pHを1以下の塩酸溶液の
酸洗力を一定に維持し且つFe3+イオンの濃度を1g/リ
ットル〜300 g/リットルの値に維持するために酸洗中
に生じるFe2+イオンを酸素化(oxugenation) により再酸
化(reoxidation) し、溶液中に設置したプラチナ電極と
Ag/AgCl基準電極との間で測定される酸化還元電位を0
〜800 mVの値に維持することを特徴とする方法を提供す
る。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の上記以外の特徴としては
下記a)〜g)を挙げることができる: a) 酸素化によるFe2+イオンの再酸化を酸洗溶液のエア
レーション(曝気)で行う。 b) 酸洗溶液のエアレーションを下記手段で行う:酸洗
溶液をポンプでくみ出し大気中への放出する、バブリン
グ、攪拌、酸素含有気体の注入、空気を収容した容器内
への酸洗溶液の噴霧
【0011】c) 再酸化を下記化合物を添加して行う:
過酸化物および/またはペルオキシ酸塩および好ましく
は過酸化水素(H2 2 )および/または過マンガン酸
カリウムから選択される化合物 d) 酸洗溶液の塩酸濃度を35g/リットル〜250 g/リ
ットルにする。 e) 酸洗溶液を10℃〜95℃、好ましくは65℃〜85℃の温
度で塗布する。 f) 酸洗溶液と接触させる前に被処理部品を加熱する。 g) ストリップへ酸洗溶液との接触時間を2分以下にす
る。 e) 化合物または酸化ガスを添加して酸化還元電位を0
mV〜 800mV、好ましくは400 mV〜600 mVに調節する。
【0012】本発明はさらに、鋼ストリップをライン上
で連続製造する設備で、鋼部品、特にステンレス鋼スト
リップの酸洗をより迅速に行うための本発明酸洗方法の
利用に関するものである。本発明はさらに、ストリップ
に下記a)〜f): a) 機械的処理、例えば引張矯正および/またはショッ
トブラスティング、 b) 一次酸洗、 c) 成形加工、例えば圧延、 d) アニール操作、 e) 最終酸洗、 f) 仕上げ操作、例えば「スキンパス」型の冷間圧延 の一連の操作を行う、鋼、特にステンレス鋼の圧延薄板
ストリップの連続製造ラインであって、
【0013】少なくとも1回の酸洗操作において塩酸と
酸洗用第一鉄イオンおよび第二鉄イオンとを含む酸洗水
溶液と接触させ、pHが1以下である塩酸水溶液の酸洗
力を一定に保ち且つFe3+イオン濃度を1g/リットル〜
300 g/リットルに維持するために酸洗中に生じるFe2+
イオンを酸素化して再酸化し、溶液中に設置したプラチ
ナ電極とAg/AgCl基準電極との間で測定される酸化還元
電位を0〜800 mVに維持ひることを特徴とする製造ライ
ンを提供する。
【0014】公知の各種酸洗方法の中で塩酸ベースの酸
洗浴は酸洗した部品の表面にピンホール状の腐蝕を生じ
るということは知られている。汚染のない酸洗方法で好
ましく用いられている溶液は、硫酸とフッ化水素酸を単
独または組合せて、各種濃度で含有する溶液である。ス
テンレス鋼ストリップを迅速に酸洗するための酸洗溶液
も種々検討されてきた。特に、成形装置、例えば引張り
矯正装置と圧延ミルとの間に酸洗装置が挿入された薄板
ストリップ製造ラインを含む設備でステンレス鋼ストリ
ップを迅速に酸洗するための酸洗溶液は種々検討されて
きた。以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【0015】酸洗試験は不溶性の複合化合物の生成を防
ぐために一種類の酸を用いて行い、溶液は再循環した
(酸洗で再使用した) 。硫酸、フッ化水素酸洗または塩
酸を含む酸洗溶液の比較試験によって、高濃度塩酸溶液
が驚くべき酸洗効果を有することが見出された。下記を
比較した: 1) 合計60g/リットルの鉄を含む4N規定の硫酸の酸
洗水溶液A(196 g/リットルの酸濃度に相当) 2) 合計60g/リットルの鉄を含む4N規定のフッ化水
素酸の酸洗水溶液B(80g/リットルの酸濃度に相当) 3) 合計60g/リットルの鉄を含む4N規定の塩酸の酸
洗水溶液度C(146 g/リットルの酸濃度に相当)
【0016】使用した酸の各種濃度に相当する酸化還元
電位に調節してこれら酸洗溶液の最大効率にすることに
よって酸洗効率を調べた。酸洗溶液中での滞留時間は、
鋼の組成および除去すべき酸化物の種類に合せた。塩酸
水溶液を用いた酸洗試験では、酸化還元電位をAg/AgCl
基準電極に対して460 mVに固定し、空気の注入と過酸化
水素の追加供給とによって酸化還元電位を一定に保持し
た。各種グレードの鋼について、単位時間および単位面
積あたりの材料の重量損失(g/m2 /s)の値として
測定した各酸洗速度を下記表に示す。
【0017】
【0018】この結果から、酸洗速度の点からは塩酸溶
液での酸洗が非常に効果的である。また、酸洗時間が一
定の場合、塩酸溶液を用いた酸洗後の酸化物残留量は明
らかに少ない。さらに、塩酸水溶液を用いて酸洗したス
トリップの表面は白色の外観を有し、ピンホールは見ら
れない。これに対して硫酸水溶液を用いて酸洗したスト
リップの表面は黒色の外観をしている。この顕著な比較
に続いて、酸洗溶液を最適化するための各種パラメータ
を決定するために下記の各種の試験を行った。
【0019】塩化水素酸濃度 合計60g/リットルの鉄を含む3N〜5N規定(濃度 1
08〜180 g/リットルに相当) の塩酸水溶液Cを用いて
酸洗試験を行った。この酸洗試験では酸化還元電位をAg
/AgCl基準電極に対して460 mVに固定し、空気の吹き込
みと過酸化水素の追加供給とによって酸化還元電位を一
定に保ち、溶液温度を80℃に維持した。以上の条件下
で、酸洗速度は酸濃度と供に上昇し、AまたはBの浴で
得られる値の2〜3倍に達した。上記のような酸洗効率
を達成するためには、本発明の浴の酸化還元電位を制御
する。この制御は空気の吹き込み、さらに過酸化水素を
添加することによって行われる。そうすることによって
高い反応レベルを維持し、特に圧延ライン上で薄板スト
リップと酸洗溶液とを連続的に接触させることが可能に
なる。
【0020】鉄の合計濃度 合計30〜250 g/リットルの鉄を含有する4N規定(酸
濃度で146 g/リットルに相当) の塩酸の酸洗水溶液C
を用いて酸洗試験を行った。この酸性溶液に対する鉄の
溶解度の限界は鉄の濃度が約 250g/リットルの時であ
る。塩酸溶液を用いたこの酸洗試験では、空気の吹き込
みと過酸化水素の追加供給とによって酸化還元電位をAg
/AgCl基準電極に対して460 mVに保持し、溶液の温度を
80℃に維持した。以上の条件の下で、酸洗速度は鉄の濃
度と供に上昇し、従来型の浴AまたはBで得られる値の
3倍に達した。
【0021】温度 酸洗溶液の温度は10℃〜95℃、好ましくは65℃〜85℃で
変えることができる。酸洗速度は温度と供に上昇する。
70℃以下では酸洗速度は温度と供に緩やかに上昇し、温
度が70℃〜85℃に達すると酸洗速度は20%近く上昇す
る。ある温度以上ではわずかな蒸発が起こる危険性があ
るが、密閉した囲いを設備内に設けて、蒸発した溶液を
凝縮させ、再循環および再利用するための装置と組み合
わせることで温度85℃以上の溶液の使用も可能になると
考えられる。温度の影響を有効に利用するために、部品
または薄板ストリップを加熱して熱慣性効果を補うこと
ができる。
【0022】酸化還元電位 酸化還元電位の測定は溶液の酸洗品質を制御して、工業
設備での酸洗速度を最適化し且つ一定の酸洗効率で一定
の品質を維持するために行う。酸洗速度は酸化還元電位
を400 mV〜600 mVにした場合30%〜50%上昇する。酸洗
速度は本発明の塩酸浴に他の酸、例えばフッ化水素酸を
40g/l以下の割合で加えることによって変えることが
できる。
フロントページの続き (72)発明者 マルタン ロヴェルニュ フランス国 71130 グーニョン ルート ドゥシャシー 61

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩酸および酸洗用第一鉄イオンおよび第
    二鉄イオンを含む酸洗水溶液と接触させて鋼部品、特に
    ステンレス鋼の薄板ストリップを酸洗する方法であっ
    て、酸洗中に生じるFe2+イオンを酸素化により再酸化す
    ることによってpHを1以下の塩酸溶液の酸洗力を一定
    に維持し且つFe3+イオンの濃度を1g/リットル〜300
    g/リットルの値に維持し、溶液中に設置したプラチナ
    電極とAg/AgCl基準電極との間で測定される酸化還元電
    位を0〜800 mVの値に維持することを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 酸素化によるFe2+イオンの再酸化を酸洗
    溶液のエアレーションで行う請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 酸洗溶液のエアレーションを、酸洗溶液
    をポンプ輸送し大気中へ放出して行うか、バブリング、
    攪拌、酸素含有気体の注入で行うか、空気を収容した容
    器内へ酸洗溶液をスプレーして行う請求項1または2に
    記載の方法。
  4. 【請求項4】 再酸化を過酸化物および/またはペルオ
    キシ酸塩、過酸化水素(H2 2 )および/または過マ
    ンガン酸カリウム(KMnO4)の中から選択される化合物
    を添加して行う請求項1〜3のいずれか一項に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 酸洗溶液の塩酸濃度が35g/リットル〜
    250 g/リットルにする請求項1〜4のいずれか一項に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】 酸洗溶液を10℃〜95℃、好ましくは65℃
    〜85℃の温度にする請求項1〜5のいずれか一項に記載
    の方法。
  7. 【請求項7】 酸洗溶液を接触する前に被処理部品を加
    熱する請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 ストリップへ酸洗溶液との接触時間を2
    分以下にする請求項1〜7のいずれか一項に記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 酸化還元電位を400 mV〜600 mVにする請
    求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 ストリップをライン上で連続製造する
    設備における鋼部品、特にステンレス鋼ストリップの酸
    洗を迅速に行うための請求項1〜9のいずれか一項に記
    載の酸洗方法の利用。
  11. 【請求項11】 請求項1〜10のいずれか一項に記載の
    酸洗方法を用いて、ストリップに下記a)〜f): a) 機械的処理、例えば引張矯正および/またはショッ
    トブラスティング、 b) 一次酸洗、 c) 成形加工、例えば圧延、 d) アニール操作、 e) 最終酸洗、 f) 仕上げ操作、例えば「スキンパス」型の冷間圧延 の一連の操作を行う、鋼、特にステンレス鋼の圧延薄板
    ストリップの連続製造ラインであって、 少なくとも1回の酸洗操作において塩酸と酸洗用第一鉄
    イオンおよび第二鉄イオンとを含む酸洗水溶液と接触さ
    せ、pHが1以下である塩酸水溶液の酸洗力を一定に保
    ち且つFe3+イオン濃度を1g/リットル〜300 g/リッ
    トルに維持するために酸洗中に生じるFe2+イオンを酸素
    化して再酸化し、溶液中に設置したプラチナ電極とAg/
    AgCl基準電極との間で測定される酸化還元電位を0〜80
    0 mVに維持することを特徴とする製造ライン。
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Cited By (5)

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