JP2001172785A - 酸洗液の浄化方法および酸洗設備 - Google Patents

酸洗液の浄化方法および酸洗設備

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JP2001172785A
JP2001172785A JP35604699A JP35604699A JP2001172785A JP 2001172785 A JP2001172785 A JP 2001172785A JP 35604699 A JP35604699 A JP 35604699A JP 35604699 A JP35604699 A JP 35604699A JP 2001172785 A JP2001172785 A JP 2001172785A
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pickling solution
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Katsumasa Tanaka
勝正 田中
Tamotsu Shozaki
保 正▲崎▼
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸洗液の寿命の延長と廃棄酸洗液の減少を達
成できる酸洗液の浄化方法を提供する。 【解決手段】 鉄鋼製品の酸洗ラインにおいて、酸洗液
中の未溶解鉄分の浮遊物を20〜500 μm のろ過孔を有す
る耐酸性に優れたフィルターにより酸洗ラインから除去
する酸洗液の浄化方法である。また、フィルターに替え
て、酸洗液中の未溶解鉄分の浮遊物を酸洗液中に浸漬し
た磁石に吸着させることにより酸洗ラインから除去する
酸洗液の浄化方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼製品の酸洗ラ
インにおいて、酸洗液中の未溶解鉄分の浮遊物を除去す
ることにより酸洗液の酸洗能力低下を抑制する酸洗液の
浄化方法の技術分野に属するものである。
【0002】
【従来の技術】以下、線材を例に説明を進める。線材の
二次加工分野においては、熱間圧延後の線材に対して、
三次の部品加工をし易くするために熱処理、酸洗、被膜
処理、冷間伸線といった一連の処理および加工が一般的
に行われている。
【0003】線材の酸洗処理工程においては、線材をコ
イル状のまま酸洗液中に浸漬させるバッチ方式が広く使
用されている。バッチ式酸洗法は図5に示すように、移
動搬送装置10のコイル掛けフック9にコイル状の線材8
を懸吊した状態で、酸洗槽2内の酸洗液1に浸漬して行
なう。また、一連の酸洗処理は、通常、図4に示すよう
な酸洗処理ラインで、塩酸または硫酸などの酸洗液によ
る酸洗(脱スケール)、シャワー、水洗、被膜処理と順
次処理が行なわれる。
【0004】図4の酸洗処理の例に示すように、酸洗槽
としては通常2槽以上設置されており、線材コイルは入
り口側から順次移動搬送装置により槽内、槽間を移動
し、各酸洗槽で所定時間酸洗され脱スケールされる。
【0005】酸洗処理を継続していくと、酸洗液の酸濃
度は酸洗処理量に反比例して低下し、鉄分(第1鉄塩)
濃度は酸洗処理量に比例して上昇する。酸濃度および鉄
分濃度とも一定の基準値を超えると、脱スケールが完全
に行われず酸洗後の線材表面にスケールが残り製品品質
に致命的な欠陥が発生する。また、後工程へも進めない
状況になり、生産工程上も非常に大きな問題となるた
め、前記基準値の管理が非常に重要である。
【0006】ここで、酸洗液中の化学反応状況を示す。
【0007】 酸洗液が硫酸液の場合 Fe+H2SO4→FeSO4+H2 (Feの溶解とH2ガスの発生) FeO+H2SO4 →FeSO4+H2O (FeO の溶解) Fe2O3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+3H2O (Fe2O3 の溶解) Fe2(SO4)3+H2→2FeSO4+H2SO4 (Fe3+のH2による還元)
【0008】 酸洗液が塩酸液の場合 Fe+HCl→FeCl2+H2 (Feの溶解とH2ガスの発生) FeO+2HCl→FeCl2+H2O (FeO の溶解) Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O (Fe2O3 の溶解) 2FeCl3+H2 →2FeCl2+2HCl (Fe3+のH2による還元)
【0009】硫酸液、塩酸液いずれの場合でも、Fe・Fe
O はそのまま溶解して第1鉄イオンFe2+の形で第1鉄塩
になり、Fe2O3 は溶解して第2鉄イオンFe3+になるが、
H2によって還元され第1鉄イオンとなり第1鉄塩の形に
なる。そして、酸洗液中の第1鉄塩は酸洗処理量ととも
に増加する。この第1鉄塩は酸腐食速度を抑制するた
め、脱スケール(酸洗)に要する時間を長くする。
【0010】酸洗液中の一般的な第1鉄塩の濃度の限度
は、硫酸液の場合約100g/l、塩酸液の場合約120g/lが目
安とされている。この濃度になるまでは硫酸または塩酸
の追加、あるいは温度を上げるなどの処置をとれば、酸
洗を継続して行うことができる。しかし、これ以上の濃
度になれば、新しい酸を追加しても脱スケール効果がな
いばかりか、溶解していた第1鉄イオンFe2+がそれぞれ
FeSO4・7H2O(硫酸第1鉄)、 FeCl2・4H2O(塩化第1
鉄)の結晶となって析出し、線材や槽壁に付着して水洗
程度では除去できなくなるという問題が生じてくる。
【0011】そこで、近年、酸洗工場の自動化が進む中
でこのバッチ式酸洗方法において、酸洗液の安定な品質
を得るために各槽の経時変化が少ない方が望ましく、酸
洗液を有効に使用し、安定な品質を得るための技術とし
て酸洗液建浴システムが確立されている。このシステム
では、入り口側のNo.1槽は最も酸洗液の汚れ、消耗が激
しく、これに比較して、No.2槽は劣化度合いがやや緩や
かであることを利用して、基準値を超えたNo.1槽の酸洗
液を屋外ピット等へ全量移し、空になったNo.1槽へNo.2
槽の酸洗液を移し酸濃度等を調整する。そしてNo.2槽は
新しい酸洗液により酸濃度等を調整し、No.1槽およびN
o.2槽の酸洗液を更新する。酸洗槽が3個以上有れば、
前記の手順を各槽について順次行うことによって、各酸
洗槽の酸洗液を更新することができる。なお、屋外ピッ
ト等へ移された廃棄酸洗液は中和処理等を行った上、処
分される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の酸洗液
建浴システムでは、汚れと消耗の激しい酸洗液を順次取
り替えて、酸洗液の品質を安定的に維持する方法ではあ
るが、酸洗液の汚れと消耗を積極的に抑制して、酸洗液
の寿命を延長させ、廃棄酸洗液の減少を行うものではな
い。
【0013】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、酸洗によって、鉄鋼製品の表面から分
離したスケール(FeO 、Fe2O3 )を未溶解の浮遊物の状
態で酸洗液から除去することにより酸洗液の寿命の延長
と廃棄酸洗液の減少を達成できる酸洗液の浄化方法を提
供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】その要旨は、鉄鋼製品の
酸洗ラインにおいて、酸洗液中の未溶解鉄分の浮遊物を
20〜500 μm のろ過孔を有する耐酸性に優れたフィルタ
ーにより酸洗ラインから除去する酸洗液の浄化方法であ
る。
【0015】鉄鋼製品の酸洗設備において、20〜500 μ
m のろ過孔を有し、耐酸性の材料からなるフィルターを
備えた酸洗設備である。
【0016】また、鉄鋼製品の酸洗ラインにおいて、酸
洗液中の未溶解鉄分の浮遊物を酸洗液中に浸漬した磁石
に吸着させることにより酸洗ラインから除去する酸洗液
の浄化方法である。
【0017】
【発明の実施の形態】酸洗液中の酸濃度は、酸洗液の種
類、温度との関係もあり一概にはいえないが、一般的に
は、10%〜25%程度であり、消耗が進み 3%〜 5%程度
になると廃棄される。そこで、酸洗液の酸濃度維持のた
めの手段としては、酸の無駄な消費を抑えることにより
酸洗液濃度の低下を極力抑える。具体的には、酸洗液中
に浮遊している未溶解鉄分(FeO 、Fe2O3 )を速やかに
除去することである。
【0018】酸洗液中の鉄分は、酸洗液の種類によって
その上限は異なる。既述のように、一般的に塩酸液の場
合は、120g/l、硫酸液の場合は、100g/lである。この値
以上では、酸洗液の脱スケール性が悪くなり、廃棄の目
安になっている。
【0019】このため、酸洗ライン中の酸洗液を20〜50
0 μm のろ過孔を有する耐酸性に優れたフィルターを通
過させ酸洗液中の未溶解鉄分を除去する。フィルターの
ろ過孔の大きさは、小さい程、未溶解鉄分除去効率は高
くなる反面、すぐにろ過孔の目詰まりを起こし、ろ過孔
が小さい分、洗浄も不可能となる。従って、ろ過孔大き
さの下限は20μm に限定した。また、ろ過孔大きさの上
限は、操業ラインでの未溶解鉄分の粒度分布の実績値か
ら 500μm に限定した。また、メッシュフィルターにつ
いては、酸洗液に耐えるものであればよく、例えば、樹
脂系であればフッ素樹脂、ナイロン等、鉄系であればス
テンレス鋼等が使用できる。
【0020】酸洗液中の未溶解鉄分の除去には、鉄分が
磁石に吸着されることを利用して、酸洗液中に磁石を浸
漬して、この磁石に鉄分を吸着させた後、磁石に吸着し
た鉄分を磁石から取り除くことによって、酸洗液中の未
溶解鉄分を除去する。酸洗液に浸漬するため、磁石の表
面は耐酸性の樹脂塗料や非磁性の材料(ステンレス鋼)
で被覆しておくことが望ましい。
【0021】酸洗液中の未溶解鉄分の除去方法の一例を
示すと、図2に示すように、酸洗液槽2の酸洗液1をポ
ンプPで浄化槽3に送り、浄化槽内に設けたメッシュフ
ィルター4でろ過し、ろ過された浄化槽3内の酸洗液を
ポンプPで再び元の酸洗液槽2に戻す方法で行う。図中
の矢印は酸洗液の流れ方向を示す。図3(a) は浄化槽3
内にロール状のメッシュフィルター4を設けた例で、酸
洗槽2からの酸洗液を上方からロール状のメッシュフィ
ルター4に注ぎ、酸洗液をろ過する。メッシュフィルタ
ー上の残渣(未溶解鉄分6)は、メッシュフィルター4
をロール7に巻き取ることによって連続的に浄化槽3外
に排出される。
【0022】一方、図3(b) は、酸洗液中の未溶解鉄分
を磁石に吸着させて除去する方法である。未溶解鉄分を
磁石に吸着させ、連続的に浄化槽3外に排出するために
は、市販のマグネットコンベア5を利用することができ
る。また、マグネットローラを2セット用意し、浄化槽
3に設置した1セット目のマグネットローラの表面に未
溶解鉄分を吸着させ、吸着力が低下した時点で、1セッ
ト目のマグネットローラを2セット目のマグネットロー
ラと交換して、継続して酸洗液中の未溶解鉄分を2セッ
ト目のマグネットローラ表面に吸着させ酸洗液の浄化を
行う。この間に、交換した1セット目のマグネットロー
ラ表面に吸着している未溶解鉄分を除去して、次の交換
に備える。この場合も、酸洗槽2からの酸洗液を上方か
らマグネットコンベア5またはマグネットローラに注
ぎ、酸洗液中の未溶解鉄分6をマグネットコンベア5ま
たはマグネットローラのロール(磁石)に吸着させて除
去する。ただし、マグネットコンベア5およびマグネッ
トローラの耐酸性については十分な配慮が必要である。
【0023】
【実施例】以下に、本発明のビーカーテストの結果につ
いて説明する。酸洗材はJIS 冷間圧造用炭素鋼線材 SWR
CH25K 直径18mm、長さ0.3mで、これを一回の酸洗で10本
ずつ処理した。浸漬時間は一回あたり30分である。酸洗
液は建浴時の条件で、液濃度:塩酸15%、液温度:30
℃、鉄分濃度:0g/lである。
【0024】本発明例は、一回の酸洗毎に 100μm メッ
シュのナイロン製フィルターで酸洗液をろ過した。一
方、比較例はろ過せずに酸洗を継続した。その結果を図
1に示す。酸洗処理回数は20回である。
【0025】図1に示すように、酸洗液をろ過すること
によって、未溶解鉄分が除去されるため、酸洗液の劣化
が抑制され、使用期間(寿命)が延長された。本実施例
では、ろ過しない比較例に対して、約2倍以上の酸洗処
理が可能となる。従って、酸洗処理量に対する廃棄酸洗
液も減少することができる。
【0026】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、酸洗によって鉄鋼製品の表面から分離
したスケール(FeO 、Fe2O3 )を未溶解の浮遊物の状態
で、酸洗ライン中で酸洗液から除去するため、酸洗液の
寿命の延長が可能となり、その結果、廃棄酸洗液の減少
を達成することができる。従って、本発明の酸洗液の浄
化方法および酸洗設備は環境汚染防止に対してもも有用
な方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における酸洗液の酸濃度変化と酸洗液中
の鉄分変化を示す図である。
【図2】本発明における酸洗液中の未溶解鉄分除去方法
の例を示す図である。
【図3】本発明における酸洗液中の鉄分除去方法の例を
示す図で、(a) は浄化槽内にメッシュフィルターを、
(b) は浄化槽内にマグネットコンベアを設けた例を示す
図である。
【図4】通常の酸洗処理ラインの一例を示す図である。
【図5】バッチ式酸洗法の一例を示す図である。
【符号の説明】
1…酸洗液、2…酸洗槽、3…浄化槽、4…メッシュフ
ィルター、5…マグネットコンベア、6…鉄分、7…ロ
ール、8…コイル状の線材、9…コイル掛けフック、1
0…移動搬送装置、P…ポンプ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄鋼製品の酸洗ラインにおいて、酸洗液
    中の未溶解鉄分の浮遊物を20〜500 μm のろ過孔を有す
    る耐酸性に優れたフィルターにより酸洗ラインから除去
    することを特徴とする酸洗液の浄化方法。
  2. 【請求項2】 鉄鋼製品の酸洗設備において、20〜500
    μm のろ過孔を有し、耐酸性の材料からなるフィルター
    を備えたことを特徴とする酸洗設備
  3. 【請求項3】 鉄鋼製品の酸洗ラインにおいて、酸洗液
    中の未溶解鉄分の浮遊物を酸洗液中に浸漬した磁石に吸
    着させることにより酸洗ラインから除去することを特徴
    とする酸洗液の浄化方法。
JP35604699A 1999-12-15 1999-12-15 酸洗液の浄化方法および酸洗設備 Pending JP2001172785A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007162106A (ja) * 2005-12-16 2007-06-28 Sanyo Special Steel Co Ltd 塩酸酸洗浴の管理方法
KR102203251B1 (ko) * 2020-06-24 2021-01-14 주식회사 두원 도금작업 시스템 및 이를 이용한 도금작업방법

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