JPS602392B2

JPS602392B2 - ＮＯｘ発生を抑制したステンレス鋼の酸洗方法

Info

Publication number: JPS602392B2
Application number: JP21062881A
Authority: JP
Inventors: 真行肥野; 正明石川; 裕岡
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1981-12-25
Filing date: 1981-12-25
Publication date: 1985-01-21
Also published as: JPS58110682A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はステンレス鋼の酸洗方法、さらに詳しくは、硝
酸と弗化水素酸の混合水溶液（以下、硝弗酸と称する）
に添加されたスルフアミン酸の窒素酸化物（以下、Ｎ○
×と称する）発生抑制効果が低下ないし消滅した状態の
酸洗格に硝酸を投入する際、高濃度のＮ○×発生および
それに伴う酸洗格の突弗を防止する方法に関するもので
ある。

ステンレス鋼板を熱間圧延あるいは晩鈍した際に生成さ
れた酸化スケールは、ショットブラストあるいは溶融ア
ルカリ塩等による前処理後、硝券酸に浸潰してその地鉄
の溶解とともに除去される。この酸洗におけるアノード
およびカソード反応は主にそれぞれ次式で示される。Ｆ
ｅ→Ｆｅ３十十＄ …｛
１’ＮＱ‐十９日十十を→ＨＮＱ十日２０
…■カソード反応で生成された亜硝酸は酸液中に数％
までは蓄積されるが、酸洗溶解量の増加とともにやがて
過飽和となった亜硝酸は次の制式の反応に従い、一酸化
窒素および二酸化窒素ガスに分解され、酸洗槽から排出
される。

２ＨＮ０２→ＮＯ十Ｎ０２十日２０
・・・‘３’酸洗槽から排出される有害なＮＯ均ま公害
の原因となるので、Ｎ０×を含む排ガスを脱硝装置で浄
化するか、あるいは酸洗時硝弗酸液に予めスルフアミン
酸を添加してＮＯｘ発生量を抑制する方法が採用されて
いる。

ところが、第１表に示されるように、Ｎ０×処理後の残
留Ｎ○×量は排ガス税硝装置による処理においては、ス
テンレス鋼（数酸洗村）の種類によって脱硝能力が十分
とはいえない。一方、硝弗酸液にスルフアミン酸を添加
することによりＮ○×発生量を抑制する方法では第１表
から明らかな如く、ステンレス鋼の種類に関係なく絶大
な効果があるが、この方法においては長期間使用してス
ルフアミン酸の添加積算量が増してくると、酸洗された
ステンレス鋼の表面光沢が悪化してくる問題点を有して
いる。このため、スルフアミン酸添加によるＮＯは抑制
法はＮ○ｋ発生量の多い酸洗時や社会的な要請でＮＯ広
発生量を一時的により以上抑制しなければならない場合
等に応急的に用いるのが有効である。第１表しかしながら、硝弗酸液にＮ○×発生抑制効果をもつス
ルフアミン酸を添加してステンレス鋼を酸洗し、スルフ
アミン酸が有効に作用している状態Ｘから移行したスル
フアミン酸の効力が低下ないしは消滅した状態Ｙで硝酸
を投入しようとすると、第１図に示す如く。

硝酸の投入と同時に高濃度のＮ○×ガスが発生し、かつ
その急激なガス化反応により酸俗の突弗が起り、糟外に
オーバーフローしたり、酸ミストが飛散する等の危険が
あり、このためスルフアミン酸の添加された酸液をその
ままにしてスルフアミン酸によるＮ○×発生抑制法から
排ガス脱硝法への変更ができなかった。酸液の突弗ない
こ硝酸を添加するには、従釆経験上からスルフアミン酸
を添加した酸液はその全量を一旦廃棄し、新しく硝弗酸
液を蓮浴し直すか、あるいは硝酸を２０％以下に希釈し
徐々に投入する方法が採られている。

しかしながら、酸液を全量更新することは酸液の損失が
甚しく、又希釈した硝酸を投入する方法では酸濃度が薄
くなり、新酸の補充を必要とし、一方酸液が過剰となる
等の欠点がある。硝酸投入前の酸液中には第１鉄イオン
と第２鉄イオンが共存するが、硝酸投入によりＮ○×が
異常発生したあとでは殆んど第２鉄イオンに変化してい
ることから、Ｎ○×の異常発生現象が硝酸による鉄イオ
ンの酸化反応と密接していると考え、硝酸に各種薬剤を
添加する実験を重ねた結果、少量の過酸化水素を硝酸に
添加しておけばＮＯ広の著しい発生や酸格の突兼が抑制
されることを見し、出した。

第２図は、硝酸に過酸化水素（１００％純分換算）を０
．１〜５重量％の範囲で種々変化させて添加した後、ス
ルフアミン酸のＮ○×発生抑制効果の低下した一定の硝
弗酸液に投入し、酸洗槽から排出されるＮＯ広量を連続
的に記録した結果を示したものである。

第２図から、硝酸に添加する過酸化水素が０．５重量％
未満では酸洗格に投入時のＮＯ広の異常発生を完全に防
止できないが、０．５重量％以上であればＮ○×の異常
発生に対して抑制効果があり、安全に硝酸を投入できる
ことが判明した。本発明は以上の知見に基づくものであ
り、その要旨とするところは、硝弗酸にＮ○ｋの発生を
抑制する効果をもつスルフアミン酸を添加してステンレ
ス鋼を酸洗し、スルフアミン酸の効力が低下ないいま完
全に消滅した状況下で、酸濃度調整のために投入される
硝酸の中に過酸化水素を０．５重量％以上添加したこと
にある。

本発明によれば、Ｎ０×の発生を抑制するスルフアミン
酸を添加した硝※酸をその効力が低下した後も酸液をそ
のまま使用できることから、排ガス脱硝法から一時的に
スルフアミン酸によるＮ○ｋ発生抑制法の採用が可能と
なり、ひいてはステンレス鋼酸洗におけるＮ○ｋ公害の
低減に大きく寄与することができる。

本発明における過酸化水素の作用については次のように
考えられる。

スルフアミン酸を含む硝弗酸中でのステンレス鋼酸洗時
の化学反応としては、次式に示すようにスルフアミン酸
は亜硝酸と反応して硝酸となり、その結果地鉄の溶解反
応で第１鉄と第２鉄が生成される。Ｎ馬Ｓ０３日十日Ｎ
０２→日２Ｓ０４十Ｎ２↑十日２０・・・‘４ー坪
ｅ＋１が州０３十日夕０４一岬ｅ（Ｎ０３）３十Ｆｅ
Ｓ〇４十句ＨＮ〇２十母日２〇十日２ ‐
‐‐（５１ステンレス鋼の駿洗溶解量が増大し、やがて
スルフアミン酸が消耗されると、酸洗浴内には函硝酸が
蓄積濃化されてくる。

このような状況下で硝酸を投入すると、次の‘６｝式に
示すように第１鉄が第２鉄に酸化されると同時に水素ガ
スが生成され、そして亜硝酸はその水素によって瞬時に
｛７’式に従って分解され、一時的に多量のＮＯ広を発
生する。餌ｅＳ０４十組Ｎ０３一がｅ２（Ｓ０４）３
十がｅ（ＮＱ）３十が２・・・■
山ＨＮ０２十比→細２０十洲０十Ｎ０２・・
・‘７）しかし、この際硝酸に過酸化水素を添加してお
くと、■式に示すように硝酸が第１鉄と反応しても水素
ガスが生成されないので、亜硝酸の分解反応が生起せず
、Ｎ○×の異常発生に対して抑制効果を発揮する。

餌ｅＳ０４十母ＨＮ０３十９日２０２→ がｅ２（Ｓ０４）３十がｅ（Ｎ０３）３十母ＬＯ
…■なお、過酸化水素は予め硝酸に添加しておくことが
肝要であり、例えば過酸化水素を先ず酸洗格に投入した
後硝酸を投入しても、Ｎ○×の異常発生に対して全く有
効でないばかりか、過酸化水素投入時に酸液が激し〈突
弗し、重大な危険が伴うので注意が必要である。

本発明において用いる過酸化水素の純度は特に高純度で
ある必要がなく、工業薬品純度程度のもので良く、又そ
の濃度についても通常市販されている日２０２分が３０
〜９の重量％程度のものをそのまま使用するか、あるい
は適宜水で希釈したものでも効果に大差がない。

要するに、実質的に比０２分として０．５重量％以上の
過酸化水素が硝酸に均一に混合されていれば良い。しか
し、過酸化水素水を不必要に硝酸に添加することは徒ら
にコスト上昇を招くので、最大で日２０２として５重量
％程度とするのが好ましい。酸濃度調整のために投入さ
れる硝酸は酸珠液の濃度を不必要に希釈せず、一方本発
明の効果としてＮ０×の異常発生を抑制するという点か
ら高濃度の物で良く、ＨＮ０３として聡重量％程度の発
煙硝酸等が使用できる。以下、本発明を実施例を挙げて
具体的に説明する。実施例次に示す組成、温度の酸洗液を調合し、蛾鈍後ショット
プラストで予備脱スケールされたステンレス鋼熱延板を
酸洗処理した。

酸洗液弗化水素酸（ＨＦ）１．５〜２．の重量％
硝酸（ＨＮ０３）１２〜１亀重量％ス
ルフアミン酸（ＮはＳ０３Ｈ）３重量％液温
５５〜６０℃酸洗槽の上部
にはフードを設け、酸洗時真空ポンプで櫓内の排ガスを
大量の空気とともに吸引し、その一部を採取してＮ○×
発生量を測定した。

酸洗中、弗化水素酸および硝酸の濃度が上記範囲内に管
理されるように適宜酸液の分析および新酸の補給を行っ
た。ただし、スルフアミン酸は酸洗途中での追加は一切
行わなかった。酸洗中のＮＯ広ガスの発生状況は第３図
に示す如く、酸洗量の比較的少ない間はスルフアミン酸
の効力によりＮ０ｘは袷んど検出されないが、スルフア
ミン酸が消耗されると、漸次Ｎ○×が検出されるように
なり、さらに酸洗量を増していくとＮ○×発生量は高濃
度のほぼ一定した値を示すようになる。第３図のＡ，Ｂ
，Ｃの各点における酸液を採取し、直ちに酸洗処理を開
始すると同時に第２表に示す条件の硝酸を一定量投入し
、その際のＮ０×発生量および酸俗の突弗状況を調べた
。その結果は、第２表に示す如く、本発明におけるよう
に０．５重量％以上の過酸化水素を添加した硝酸の場合
には投入によるＮ○×ガスの発生が殆んどなく、かつ鞍
格の突弗現象も全く見られなかった。しかし、過酸化水
素を添加しても０．５重量％未満の場合は第２表のＮｏ
．１４、１５、１７、１８の如く、ＮＯ広発生量の著し
い増加および酸格の突弗を防止できなかった。本発明方
法は、ステンレス鋼以外の例えば銅、アルミニウム等の
非鉄材料および各種合金鋼にあっても硝酸を含有する酸
液中で脱スケールあるいは化学研磨する場合に広く適用
することができる。

第２表註）ＨＮ０３および日２０２の解はすべて重量そである
。

【図面の簡単な説明】

第１図はスルフアミン酸含有硝弗酸液が老化した状態で
硝酸を投入した時のＮ０×発生状況を示すグラフ、第２
図は同様な酸液に種々の量の過酸化水素を添加した硝酸
を投入した時のＮ○×発生状況を示すグラフ、第３図は
スルファミン酸の消耗とともにステンレス鋼酸洗時のＮ
０×発生量が変化する状況を示すグラフである。簾１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１硝酸と弗化水素酸の混酸に窒素酸化物（ＮＯｘ）の
発生を抑制する効果をもつスルフアミンを添加してステ
ンレス鋼を酸洗するに際し、前記スルフアミン酸の効力
が低下ないしは完全に消滅した状況下で、硝酸を追加投
入する場合、過酸化水素を０．５重量％以上添加した硝
酸を使用することを特徴とするＮＯｘ発生を抑制したス
テンレス鋼の酸洗方法。