JP2004052030A

JP2004052030A - 金属帯の酸洗槽および酸洗方法

Info

Publication number: JP2004052030A
Application number: JP2002209798A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Maruyama; 丸山　和雄
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】通板速度や酸液温度が変化しても過不足のない酸洗ができ、酸洗槽内の張力変動があっても被酸洗通板材に擦過疵が付かない金属帯の酸洗槽および酸洗方法を提供する。
【解決手段】槽内かつ金属帯通路１１の上下に通板方向１２に並べて昇降可能に配置された複数のロール８ａ，８ｂ　と、これら上下のロールを昇降させる昇降装置１３と、該昇降装置の動作を制御する昇降制御装置１４とを有する酸洗槽１を用い、通板する金属帯１０表面と上ロールとの間隔および同金属帯裏面と下ロールとの間隔を酸液温度Ｔと通板速度ｕに応じて適正境界層厚δａ　に一致調整する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯の酸洗槽および酸洗方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属帯例えば鋼帯（または鋼板）の酸洗に用いる塩酸による噴流酸洗設備では、例えば図２に示すように、酸洗槽１ａ，１ｂ　内に堰３を設けることで、図３に示すように境界層を薄くし、（式１）および（式２）に示されるように、鋼板１０の通板速度ｕに比例した物質伝達率、熱伝達率を向上させ、高脱スケール性が保たれる。また、噴流管４を酸洗槽内の数箇所に設置し、酸洗槽１ａ，１ｂ　内を積極的に乱流化することで、さらに境界層を薄くし、物質伝達率、熱伝達率を向上させる技術も確立されている。
【０００３】
（式１）　ｈｏ　∝　τｗ　×ｃｐ　／ｕ　∝　χ×ρ×ｕ／δ
（式２）　ｈ　∝　τｗ　／ｕ　∝　χ×ρ×ｕ／δ
ｈｏ　：物質伝達率（ｍ／ｓ　）、ｈ：熱伝達率（Ｗ／ｍ^２／Ｋ）、
τｗ　：摩擦剪断応力（Ｎ／ｍ^２）、ｃｐ　：酸液比熱（Ｊ／ｋｇ／Ｋ）、
ｕ：通板速度（ｍ／ｓ　）、χ：熱流束（Ｗ／ｍ^２）、ρ：酸液密度（ｋｇ／ｍ^３）、
δ：境界層厚（ｍ　）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、（式１）、　（式２）に示したように物質伝達率および熱伝達率が通板速度ｕと比例関係となり、通板速度が低速の場合、脱スケール性が低く、高速の場合は、高くなることになる。この結果、低速域においてアンダーピック、高速域においてオーバーピックが発生し、製品表面品質上の問題を生じていた。
【０００５】
また、低速域のアンダーピックを防止するため、酸液の温度や塩酸濃度を高くする等の対策を講じることから塩酸やその昇温用の蒸気の原単位が高くなり、生産性を悪化させるという問題もあった。一方、ラインスピード（通板速度）の加減速時に生じる酸洗槽内の張力変動により、鋼板が堰と接触し、鋼板に擦過疵が付くといった問題もあった。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決し、通板速度や酸液温度が変化しても過不足のない酸洗ができ、酸洗槽内の張力変動があっても被酸洗通板材に擦過疵が付かない金属帯の酸洗槽および酸洗方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、酸洗槽から堰を撤廃し、代わりに高さ位置可変ロールを配置したことにより前記目的を達成したものであり、その要旨は以下の通りである。
（１）金属帯の酸洗槽であって、同槽内かつ金属帯通路の上下に通板方向に並べて昇降可能に配置された複数のロールと、これら上下のロールを昇降させる昇降装置と、該昇降装置の動作を制御する昇降制御装置とを有することを特徴とする金属帯の酸洗槽。
【０００８】
（２）酸洗槽を用いる金属帯の酸洗方法であって、前記酸洗槽内かつ金属帯通路の上下に通板方向に並べて複数のロールを昇降可能に配置し、通板する金属帯表面と上ロールとの間隔および同金属帯裏面と下ロールとの間隔を酸液温度と通板速度に応じて調整することを特徴とする金属帯の酸洗方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の１実施形態を示す平面模式図（ａ）　および側面模式図（ｂ）　である。図示のように、本発明に係る酸洗槽１は、酸洗槽１内でかつ金属帯通路１１の上下の位置に複数のロール８ａ，８ｂ　を通板方向１２に並べて配置したもので、これら上下のロール８ａ，８ｂ　の軸受９は槽側壁に上下方向の移動が可能に取付けられている。各ロール８ａ，８ｂ　はそれぞれの軸受９を介して例えばシリンダからなる昇降装置１３によって上下方向の移動を駆動される。昇降装置１３の動作は昇降制御装置１４によって制御される。
【００１０】
この制御では、例えば適当な周期で採取された酸液温度Ｔおよび通板速度ｕの測定データ（あるいは上位計算機からのＴ、ｕの指定値）に応じて、通板する鋼板（金属帯）１０の表面と上のロール８ａとの間隔、および同裏面と下のロール８ｂとの間隔を、Ｔおよびｕによって変わる適正境界層厚δａ　（＝過不足のない酸洗結果が得られる境界層厚）に一致させるように、昇降装置１３の動作量を設定する。ｕ、　Ｔの測定データからδａ　を決めるに必要なδａ　（ｍｍ）とｕ（ｍ／分）、Ｔ（℃）の関係は、実験等により定めることができ、例えば（式３）で表される。
【００１１】
（式３）　δａ　＝α（Ｔ）×ｕ＋β（Ｔ）
有効範囲：Ｔ＝８０〜９０℃、ｕ＝　５０　〜４００　ｍ／分、
塩酸濃度＝１０〜１６質量％
これにより、鋼板１０は、Ｔ、ｕが変化してもその変化したＴ、ｕ条件に対応する適正境界層厚で酸洗されることになるので、アンダーピックやオーバーピックが発生しなくなる。また、従来低速域でのアンダーピック防止のために講じていた酸液の温度や塩酸濃度を高くする等の対策は、本発明では一切不要となるので、塩酸やその昇温用の蒸気の原単位が改善し、生産性が向上する。また、通板速度加減速時の張力変動により鋼板１０がロール８ａ，８ｂ　に接触しても、鋼板１０がロール８ａ，８ｂ　から受ける力は、堰との接触による滑り摩擦力よりは格段に小さい転がり摩擦力程度の力にすぎないから、鋼板１０に擦過疵が付くこともない。
【００１２】
【実施例】
熱延鋼板を酸洗処理する３槽直列編成の塩酸による噴流酸洗設備を用いた操業では、従来、図２のように槽内に堰３を配置した酸洗槽を用いていたが、そこでの操業実績では、アンダーピック、オーバーピックによる製品表面不良率が約１．０　％、酸液の塩酸原単位が約３５ｋｇ／ｔｏｎであり、さらなる改善が望まれていた。
【００１３】
そこで本発明に従い、３槽全部を図１のように槽内に高さ位置可変ロールを配置したものに改造し、予備実験で定めた（式３）の関係を用いて、Ｔ、ｕの定周期実測データに応じて上ロール８ａ〜鋼板１０表面の間隔、下ロール８ｂ〜鋼板１０裏面の間隔をδａ　に一致調整しながら操業するようにした。なお、上下各ロールのロールピッチ（並び方向のロール間隔）はそれぞれ１５００ｍｍとし、配置ロール本数は１槽あたり上下それぞれ４本とした。昇降装置１３は流体圧シリンダで構成した。昇降制御装置１４としては既存のプロセスコンピュータに前記δａ　への一致調整用ソフトウエアを組込んだものを用いた。
【００１４】
これにより、製品表面不良率が０．５　％以下へと低減し、塩酸原単位が約２０ｋｇ／ｔｏｎへと低減（改善）するという良好な結果が得られた。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、通板速度、酸液温度によらず過不足のない酸洗結果が得られ、塩酸やその昇温用蒸気の原単位を節減でき、また張力変動による擦過疵付きも無くなるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示す説明図（ａ：平面透視、ｂ：側面透視）である。
【図２】従来の噴流酸洗設備の１例を示すレイアウト図である。
【図３】堰による境界層厚の低減効果を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ　酸洗槽
２　リンガーロール
３　堰
４　噴流管
５　槽間仕切り壁
６　循環ポンプ
７　酸循環タンク
８　ロール（添字ａ：上、ｂ：下）
９　軸受
１０　鋼板（鋼帯、金属帯）
１１　金属帯通路
１２　通板方向
１３　昇降装置
１４　昇降制御装置

Claims

金属帯の酸洗槽であって、同槽内かつ金属帯通路の上下に通板方向に並べて昇降可能に配置された複数のロールと、これら上下のロールを昇降させる昇降装置と、該昇降装置の動作を制御する昇降制御装置とを有することを特徴とする金属帯の酸洗槽。
酸洗槽を用いる金属帯の酸洗方法であって、前記酸洗槽内かつ金属帯通路の上下に通板方向に並べて複数のロールを昇降可能に配置し、通板する金属帯表面と上ロールとの間隔および同金属帯裏面と下ロールとの間隔を酸液温度と通板速度に応じて調整することを特徴とする金属帯の酸洗方法。