JP2003073867A - クロム含有熱延鋼帯の塩酸酸洗方法 - Google Patents

クロム含有熱延鋼帯の塩酸酸洗方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】クロム含有熱延鋼帯に対して、廃液コストのか
かる硫酸や硝ふっ酸を用いず、より低コストの塩酸を用
いて効率的に酸洗し、かつ高い表面品質を得る方法を提
供する。 【解決手段】複数の酸洗槽が直列に配置された連続酸洗
設備を用いて、クロム熱延鋼帯を酸洗するにあたり、前
記連続酸洗設備の最も上流側の酸洗槽では、塩酸濃度8
0g/リットル以下、液温80℃未満、最も下流側の酸洗槽
では、塩酸濃度80〜200g/リットル、液温80〜95
℃の酸洗液を用い、その2つの間の酸洗槽を鋼板が浸漬
される順に酸濃度および液温を上げるように調整するこ
とを特徴とした、クロム含有熱延鋼帯の塩酸酸洗方法。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、普通鋼と比べて酸
洗によるスケール除去が困難であるクロム(Cr)含有
熱延鋼帯の酸洗方法に関し、廃液コストのかかる硫酸や
硝ふっ酸(硝酸とふっ酸の水溶液)を用いず、より低コ
ストの塩酸を用いて効率的に、かつ高い表面品質を得る
新規な酸洗方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】ステンレス鋼の代表的な鋼種であるSU
S304(18質量%Cr−8質量%Ni)は酸洗によ
るスケール除去が難しく、通常、酸洗はスケール溶解能
力の高い硝ふっ酸を用いた酸洗設備で行われる。これと
同じ酸洗設備を用いて、ステンレス鋼の中でもCr含有
量の低い低Cr鋼であるSUH409L(11質量%C
r)やSUS410L(12質量%Cr)などを酸洗す
ると、過度に酸洗され、表面品質が劣化する場合があっ
た。また、硝ふっ酸酸洗は有害な窒素酸化物(NOX
やふっ素化合物を生成するため、廃液コストがかさむと
いう問題があった。 【0003】この対策として、従来普通鋼に用いられて
いた塩酸酸洗を、低Cr鋼の酸洗に用いる方法が提案さ
れた。例えば特公昭62−61672号公報には、液温
に応じて最適な塩酸濃度を規定する酸洗方法が提案され
ている。しかしながら、この方法では、処理量が増加し
ていくにつれて、溶解したFeイオン濃度が高くなった
際に、スケール除去の効率が顕著に劣化したり、スマッ
トと呼ばれる溶解したスケールが鋼板表面に吸着して出
来る模様が鋼材の外観を悪化させる問題が生じた。ま
た、特開昭63−216986号公報には、低Cr鋼の
酸洗方法として、第1鉄イオンを第2鉄イオンに酸化す
ることにより、塩酸のスケール除去の効率を改善する方
法が記載されている。しかし、この方法では、第1鉄イ
オンから第2鉄イオンに酸化させるのに空気の吹き込み
あるいは過酸化水素水の注入が必要であり、そのコスト
がかえって大きくなる場合があった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】これら酸洗液中のFe
イオンの増加による問題は、急激なスケール溶解に伴う
ものであり、これを解決するためには、急激なスケール
溶解を抑えることが必要である。本発明の目的はクロム
含有熱延鋼帯の酸洗にあたり、低コストの塩酸を用い、
スケール除去の効率を高めることおよびスマットの発生
を防止することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、この目的
を達成すべく、Cr含有鋼の塩酸酸洗方法について詳細
に調査した結果、複数の酸洗槽を有する設備の場合に
は、下流側に位置する酸洗槽ほど、塩酸濃度および酸洗
液の液温を高くすることにより、スマットを発生するこ
となく、かつ高いスケール除去の効率が得られることが
分かった。 【0006】表1に示す化学成分の50kg鋼塊(供試
材記号A〜E)を高周波真空溶解炉で溶製し、燃焼ガス
雰囲気で1200℃×30分間加熱した後、熱間圧延に
より板厚3mmの熱延鋼帯とした。これに通常の焼なま
し熱処理を施した後、60mm×80mmのサンプルを
多数切り出した。これらを、表2に示す条件の塩酸濃
度、液温の3つの酸洗槽(実験開始時の酸洗液量各1リ
ットル)1〜3に酸洗槽1から順に30秒間ずつ浸漬し
た。各条件とも20枚のサンプルを酸洗し、最後の20
枚目の酸洗減量(酸洗によるサンプルの質量減少)と表
面性状を調べた。なお、スケール除去の効率が著しく低
下した場合は塩酸を追加した。また、実験後各槽の酸洗
液のFeイオン濃度を測定した。酸洗減量と追加の塩酸
使用量の比で、酸洗効率を示した。その結果を表2に示
す。 【0007】 【表1】 【0008】 【表2】【0009】この結果、複数の塩酸槽で酸洗を行う場合
には、鋼板が浸漬される順に塩酸濃度および液温を上げ
ていくと、スマットのない良好な表面性状が得られ、か
つ酸洗効率が高く追加して使用する塩酸の量も少なくて
済んだ。最後の酸洗槽の塩酸濃度あるいは液温が低い場
合には、酸洗減量が低く、スケール残りが生じた。ま
た、Cr含有量が低い供試材Dは、どの酸洗槽でも酸洗
液中のFeイオン濃度が高くなり、スマットが発生し
た。Cr含有量が高い供試材Eは、酸洗減量が小さく、
スケール残りを生じた。 【0010】本発明は、これらの知見に基づくものであ
り、複数の酸洗槽が直列に配置された連続酸洗設備を用
いて、クロムを5質量%以上、17質量%以下含有する
熱延鋼帯を酸洗するにあたり、前記連続酸洗設備の最も
上流側の酸洗槽では、塩酸濃度80g/リットル以下、液温
80℃未満、最も下流側の酸洗槽では、塩酸濃度80〜
200g/リットル、液温80〜95℃の酸洗液を用い、各
酸洗槽の塩酸濃度と液温は、下記式(1)および(2)
を満たすように調整することを特徴とした、クロム含有
熱延鋼帯の塩酸酸洗方法: D1 <D2 <・・・<Dn-1 <Dn ・・・ (1) T1 <T2 <・・・<Tn-1 <Tn ・・・ (2) Dn :上流からn番目の酸洗槽の塩酸濃度(g/リットル) Tn :上流からn番目の酸洗槽の液温(℃) n :2以上の整数 である。 【0011】通常ステンレス鋼では、熱延鋼帯の酸洗前
に焼なまし熱処理が施されるが、本発明では、焼なまし
熱処理の有無によらず、顕著な効果が得られる。また、
酸洗前に、一般的に行われているショットブラスト等の
機械的なスケール除去処理を施しても全く問題ない。本
発明を用いて製造される酸洗処理を施した熱延鋼帯は、
そのまま製品として出荷し、諸用途に使うことが出来
る。もちろん、冷延鋼帯向けの素材として用いることも
可能である。 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明における諸条件の限
定理由について詳細に説明する。鋼中のCr含有量は、
17質量%を超えるとスケール除去効率が顕著に劣化
し、塩酸酸洗ではスケール除去が困難となるため、これ
を上限とする。スケール除去効率の点からは、Cr含有
量は13質量%以下が望ましい。また、5質量%未満で
は、金属鉄の溶解量が大きくなり過ぎ、スマットの発生
などにより表面性状が劣化するため、これを下限とす
る。スマット防止の点からは、Cr含有量が10質量%
以上が望ましい。本願発明に用いられる熱延鋼帯は、C
r以外の鋼成分としては、C,Si,Mn,Ni,T
i,Mo,P,S,N,Nb,Alよりなる群から選択
される少なくとも1種を、その求める特性に応じて含有
することができ、残部Feおよび不可避的不純物からな
る熱延鋼帯である。具体的な鋼種としては、SUS41
0、SUS420などのマルテンサイト系ステンレス
鋼、SUS410L、SUS430などのフェライト系
ステンレス鋼、SUH409LなどのCr含有耐熱鋼な
どがある。 【0013】最も上流側の酸洗槽については、塩酸濃度
および液温は高いほどスケール除去効率が向上するが、
高くなりすぎると、この槽のみ塩酸消耗量が顕著に大き
くなりスケール除去効率が低下するばかりでなく、スマ
ットが発生するため、塩酸濃度80g/リットル以下、液温
80℃未満とする。なお、スマット発生の点からは、液
温は65℃未満とすることが望ましい。スケール除去効
率の点からは、塩酸濃度60g/リットル以上、液温40℃
以上が望ましい。 【0014】最も下流側の酸洗槽については、塩酸濃度
および液温は高いほどスケール除去効率が向上するが、
液温が高くなりすぎると塵芥が発生するばかりでなく、
酸消耗量(塩酸使用量)が大きくなり効率が低下するた
め、それぞれの上限を塩酸濃度200g/リットル、液温9
5℃とする。スケール除去効率の点からは、塩酸濃度は
150g/リットル以下にすることが望ましい。目的とする
スケール除去効率を得るためには、塩酸濃度80g/リッ
トル以上、液温80℃以上が必要であり、これを下限とす
る。 【0015】最も上流と最も下流の槽の中間の酸洗槽が
ある場合については、先に実験結果を述べたように、下
流側のものほど塩酸濃度および液温が高くなると、スケ
ール除去効率が向上し、かつスマットが防止できるた
め、下記式(1)および(2)を満たすように調整す
る: D1 <D2 <・・・<Dn-1 <Dn ・・・ (1) T1 <T2 <・・・<Tn-1 <Tn ・・・ (2) Dn :上流からn番目の酸洗槽の塩酸濃度(g/リットル) Tn :上流からn番目の酸洗槽の液温(℃) n :2以上の整数。 【0016】酸洗槽数nは、好ましくは3〜6である。
3より少ないと各酸洗槽のスケール除去量を多くする必
要があり、酸洗液の調整頻度が高くなり作業効率が低下
する。6より多いと、各酸洗槽の負担は少ないが、設備
の管理コストが高くなる。より好ましくは4〜5であ
る。これらの酸洗槽間には、必要に応じて水洗、乾燥等
の工程を入れることもできる。また、スケール除去効率
が向上し、スマットの発生を防止できることから、 Dn −Dn-1 ≧10(g/リットル) Tn −Tn-1 ≧ 5(℃) を満たすように各酸洗槽の塩酸濃度および液温を調整す
ることが好ましい。 【0017】また、酸洗時間は、長いほど高い酸洗減量
が得られるが、長すぎるとスケール除去効率は飽和する
ばかりか、粒界侵食により表面性状を劣化させるため、
1槽あたり60秒以下が望ましい。また、スケール除去
を完全に行うという点からは、1槽あたり10秒以上と
するのが望ましい。 【0018】 【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を挙げ、
本発明をより具体的に説明する。板厚3mmのSUH4
09L(0.01質量%C−11質量%Cr−0.25
質量%Ti鋼)熱延コイル(質量13トン/コイル)を
通常の方法に従って製造し、バッチ式炉で焼なまし熱処
理を施して熱延鋼帯を得た。次に、5つの直列酸洗槽を
有する連続酸洗設備で、表3に示す種々の条件で酸洗槽
1から5の順に前記熱延鋼帯を20秒間ずつ浸漬して酸
洗を行った。連続して10コイルの塩酸酸洗を行い、最
後の10コイル目の酸洗後の表面性状(スケール残りお
よびスマットの有無)を調べた。なお、塩酸の補充は行
わなかった。表3に示したように、本発明に従った場
合、スケール残りおよびスマットのない表面性状が良好
な酸洗処理を施した熱延鋼帯が得られた。 【0019】 【表3】【0020】 【発明の効果】本発明によれば、廃液コストのかかる硫
酸や硝ふっ酸を用いずに、より低コストの塩酸を用い、
効率的に、かつスマットの発生を抑えながらクロム含有
熱延鋼帯を酸洗することが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇城 工 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 古君 修 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 杉中 智洋 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 山崎 伸次 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Fターム(参考) 4K053 PA02 PA05 PA12 RA19 SA06 TA02 TA04 XA38 YA02 YA03 ZA10

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】複数の酸洗槽が直列に配置された連続酸洗
    設備を用いて、クロムを5質量%以上、17質量%以下
    含有する熱延鋼帯を酸洗するにあたり、前記連続酸洗設
    備の最も上流側の酸洗槽では、塩酸濃度80g/リットル以
    下、液温80℃未満、最も下流側の酸洗槽では、塩酸濃
    度80〜200g/リットル、液温80〜95℃の酸洗液を
    用い、各酸洗槽の塩酸濃度と液温は、下記式(1)およ
    び(2)を満たすように調整することを特徴とした、ク
    ロム含有熱延鋼帯の塩酸酸洗方法: D1 <D2 <・・・<Dn-1 <Dn ・・・ (1) T1 <T2 <・・・<Tn-1 <Tn ・・・ (2) Dn :上流からn番目の酸洗槽の塩酸濃度(g/リットル) Tn :上流からn番目の酸洗槽の液温(℃) n :2以上の整数。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112095112A (zh) * 2020-03-24 2020-12-18 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种用于高牌号无取向硅钢生产的酸洗装置及其使用方法

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