JP2004269957A

JP2004269957A - 鋼帯の酸洗方法

Info

Publication number: JP2004269957A
Application number: JP2003061852A
Authority: JP
Inventors: Taro Koide; 太郎小出; Toshihiko Nonaka; 俊彦野中; Takeo Kataoka; 武雄片岡; Koichi Takeuchi; 孝一武内; Hidemi Morozumi; 英海両角
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】材質やスケール厚等の要因により異なる鋼帯の酸洗性に応じて、鋼帯毎にそれぞれ適正な濃度設定値を与え、その設定値に応じて槽内の酸濃度を制御することにより、酸液を供給される酸洗槽からの酸洗液の蒸発量を抑制しながら、酸洗の生産性を向上できる連続酸洗方法を提供する。
【解決手段】酸洗槽２ａ〜２ｅにそれぞれ収容される酸洗液に順次浸漬されることによって酸洗を行われる複数種の鋼帯１を分類する複数のグループそれぞれ毎に、酸洗槽２ａ〜２ｅにそれぞれ収容される酸洗液の温度及び／又は酸濃度の設定値を予め定めておき、複数種の鋼帯１に酸洗を順次行う際には、複数種の鋼帯１それぞれ毎に、酸洗槽２ａ〜２ｅにそれぞれ収容される酸洗液の温度及び／又は酸濃度を、設定値となるように調整することにより、鋼帯１を酸洗する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯の酸洗方法に関し、具体的には、鋼帯を酸洗する酸洗処理において、酸洗処理能力を最大限に維持しながらスケール残りや過酸洗さらには変色による歩留り落ち等の発生を確実に防止することができる鋼帯の酸洗方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延を行われた鋼帯の表面には、酸化物からなるスケールが存在する。このスケールは、一般的には鋼帯を例えば塩酸等からなる酸洗液に連続的に浸漬することにより行われる酸洗によって、除去される。通常、この酸洗は、並設された３〜５槽程度の酸洗槽を有する連続酸洗装置を用いて、行われる。
【０００３】
図１は、５槽の酸洗槽２ａ〜２ｅを有する連続酸洗装置０の一例を示す説明図である。同図に示すように、酸洗は各酸洗槽２ａ〜２ｅに順次連続的に通板させることにより行われる。各酸洗槽２ａ〜２ｅに収容される酸洗液２ａ’ 〜２ｅ’（本例では塩酸）は、鋼帯１との反応や鋼帯１による持ち出しによって徐々に減少する。そのため、この連続酸洗装置０では酸液供給装置５ｂから最終の酸洗槽２ｅに酸液を供給する。そして、酸洗槽２ｅに供給された酸液を、隣接する上流側の各酸洗槽２ｄ〜２ａへ順次オーバーフローさせる。最上流の第１槽２ａからオーバーフローした酸洗液は、回収装置（図示しない）に送られて回収され、再利用される。
【０００４】
このように、この連続酸洗装置０では酸洗液２ｅ’ 〜２ａ’ を各酸洗槽２ｅ〜２ａで循環させるため、各酸洗槽２ｅ〜２ａに収容される酸洗液の酸濃度は異なる。例えば、最終の酸洗槽２ｅにおける酸濃度は約１２％（本明細書では特にことわりがない限り「％」は「質量％」を意味するものとする）であるのに対し、第１槽２ａでは５％以下程度であり、その中間の酸洗槽２ｄ〜２ｂでは酸濃度も中間的な値となる。
【０００５】
各酸洗槽２ｅ〜２ａにはそれぞれ適正な酸濃度範囲が存在する。各酸洗槽２ｅ〜２ａににおける酸濃度が低過ぎると、スケールが完全には除去されずにスケール残りが発生し、通板速度を低下せざるを得なくなって生産能率が悪化する。一方、各酸洗槽２ｅ〜２ａにおける酸濃度が高過ぎると鋼帯１の表面のスケールが前半の酸洗槽２ａ、２ｂで早期に簡単に除去されてしまうため、後半の酸洗槽２ｃ〜２ｅにおいて鋼帯１の表面と酸洗液との接触時間が増加し、過酸洗となる。また、酸ヒュームの増加によって酸原単位が悪化するとともに、洗浄工程において変色の発生を誘発することにもつながる。
【０００６】
各酸洗槽２ｅ〜２ａの適正な酸濃度範囲は、主に、スケールの酸洗除去性によって決定付けられる。適正な酸濃度範囲は、スケールの酸洗除去性が良好な鋼板を酸洗する際には低濃度側へ、スケールの酸洗除去性が良好でない鋼板を酸洗する際には高濃度側へ、それぞれシフトする。そして、このスケールの酸洗除去性の良否を決定付ける大きな要素は、スケールの組成及び厚みである。
【０００７】
酸洗において問題とするスケールは、鋼の熱間仕上圧延時に主として６００〜９５０ ℃の高温域で生成したものである。５７０ ℃以上におけるスケールの構造は、内側の地鉄と接するところにウスタイト（ＦｅＯ）、中間にマグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）、大気と接する外側にはへマタイト（Ｆｅ_２Ｏ_３）の各層が存在する３層構造となる。各層の５７０ ℃以上における相対的な量は略一定であり、概略それぞれ９５％、４％、１％程度であるが、一般に温度が低くなるにつれてウスタイト（ＦｅＯ）の相対的な量は少しずつ減少する。ウスタイト（ＦｅＯ）は、脱スケールを容易にするため、工業的に重要な意味を有するが、安定存在域が５７０ ℃以上であり、この温度以下ではマグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）とα−Ｆｅとに共析的に分解する。したがって、６００ ℃以上の高温巻取り材では冷却過程においてウスタイト（ＦｅＯ）の大半がマグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）へと変態してしまい、酸洗性の悪いスケールとなり易い。また、それ以下の巻取り温度ではウスタイト（ＦｅＯ）の一部は常温まで残存し、酸洗性が良好なスケールとなり易い。スケールの厚みに関しては、仕上圧延温度が高いほど、巻取り温度が高いほど、スケールは厚く成長し、難酸洗性のスケールとなり易い。
【０００８】
以上述べてきたように、連続酸洗装置０において理想的な酸濃度管理を行うには、各々の鋼帯１の酸洗性に応じて、各鋼帯１毎に各酸洗槽における酸濃度及び温度を最適な値に制御することが望ましい。
【０００９】
この連続酸洗装置０では、酸洗槽２ｅへの酸液の供給量を決定するには、酸洗槽２ｅに収容された酸洗液２ｅ’ の実際の酸濃度を測定する必要がある。酸濃度の測定には、代表的なものとして、公知の滴定式分析計により測定する方法がある。しかし、周知のように、滴定分析法は卓上では優れた測定精度を有するものの、その装置及び分析工程の複雑さからオンラインでは信頼性及び精度が低下する。また、致命的欠点として１回の測定に長時間を有するため、時々刻々変化する各酸洗槽２ｅ〜２ａに収容された酸洗液の酸濃度２ｅ’ 〜２ａ’ の変化を連続的に測定することはできない。
【００１０】
酸洗液の酸濃度を短時間で測定できないという滴定分析計の欠点を補うために、例えば特許文献１には、酸洗液の酸濃度を測定せずに鋼帯の寸法や材質等に基づいて酸液の供給量を演算により求める発明が開示されている。また、特許文献２には、酸洗液の酸濃度を測定せずに酸洗の前後における鋼帯の板厚の測定値に基づいて酸液の供給量を演算により求める発明が開示されている。これらの従来の技術によれば、酸液を供給される酸洗槽に収容された酸洗液の酸濃度を、制御精度は±３〜５％と低いながらも、目標値の近傍に制御できる。
【００１１】
しかし、これらの従来の酸濃度制御技術では、応答性や制御精度の問題から、鋼帯の材質やスケール厚等により異なる脱スケール速度に応じた酸濃度管理を行うことは困難であった。そのため、従来は、全鋼種に対し鋼帯にスケール残りが発生しない安全な高い濃度に槽内の酸濃度を設定することが、一般的に行われていた。そのため、塩酸の使用量は必然的に必要量よりも多いものとなっていた。したがって、鋼帯の酸洗性に応じた濃度管理を実現するには、まず第一に高い制御精度を有する濃度制御装置を開発する必要があった。
【００１２】
なお、鋼帯の化学組成、熱間圧延時の巻取り温度およびスケール厚はいずれも脱スケール性に影響を及ぼす因子であるため、これらのうちの何れか一つを鋼帯のグループ分類、および酸洗液の濃度設定に反映させることが望ましい。また、板厚、コイル長、進行速度はいずれも酸洗時間に影響を及ぼす因子であるため、これらのうちの何れか一つを鋼帯のグループ分類、および酸洗液の濃度設定に反映させることが望ましい。
【００１３】
従って、より好ましくは、鋼帯の化学組成、熱間圧延時の巻取り温度およびスケール厚のうちの何れか一つ、板厚、コイル長、進行速度のうちの何れか一つ、及び酸洗前処理工程を通板時の伸び率、の三つを鋼帯のグループ分類、および酸洗液の濃度設定に反映させることで、本発明の効果を最大限発揮することができる。
【００１４】
そこで、本発明者らは、まず酸濃度制御精度上の問題を解決すべく、先に特許文献３により連続酸洗装置にかかる発明を開示した。この連続酸洗装置は、連続酸洗装置を構成する複数の酸洗槽のうちの２つ以上の酸洗槽と、２つ以上の酸洗槽へそれぞれ酸液を供給する酸液供給系と、２つ以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度をそれぞれ連続的に測定する酸濃度連続測定装置と、２つ以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸洗時における酸消費量の予測値を、酸洗時の酸洗条件からそれぞれ算出し、算出した予測値に基づいて酸液供給量を決定して酸液供給系へ酸液供給信号を出力するとともに、酸液供給系から２つ以上の酸洗槽へ酸液が供給された後に酸濃度連続測定装置から出力される酸濃度の連続的な測定値に基づいて、２つ以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度がいずれも目標値に一致するように、酸液供給系へ酸液供給信号を出力する制御装置とを組み合わせて備える。
【００１５】
この提案にかかる連続酸洗装置は、連続酸洗装置を構成する複数の酸洗槽のうちの２つ以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸洗時における酸消費量の予測値を、酸洗時の酸洗条件に基づいて算出し、算出した予測値に基づいて２つ以上の酸洗槽それぞれへの酸液供給量を決定して酸液を供給し、酸液を供給された２つ以上の酸洗槽にそれぞれ収容される酸洗液の酸濃度を連続的に測定し、測定された酸濃度の連続的な測定値に基づいて、２つ以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度がいずれも目標値に一致するように、２つ以上の酸洗槽への酸液供給量を制御する。
【００１６】
この連続酸洗装置は、各酸洗槽からの酸洗液の蒸発量をできるだけ抑制しながら、各酸洗槽に収容された酸洗液の酸濃度を、いずれも従来よりも大幅に目標値に近づけることができる。
【００１７】
このため、この装置によれば、既存の連続酸洗設備に対する改造をできるだけ抑制しながら、この連続酸洗設備を用いた酸洗の生産性を高めることができる。
【００１８】
【特許文献１】特開昭５７−１７４４７３号公報
【特許文献２】特開平７−５４１７５号公報
【特許文献３】特開２０００−２９７３９０号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来の発明により、各酸洗槽の濃度は±１％程度の精度で制御可能となり、使用する酸の原単位も大きく向上した。
【００２０】
しかし、鋼種やスケール厚によって異なる脱スケール速度に対応するため、例えば熱間圧延工程において高温巻き取りを行った鋼種等のように脱スケール速度が遅い鋼種に関しては、大幅に通板速度を低下せざるを得なかった。一方、厚物材のように、入側溶接サイクルタイムによって通板速度が規制されるコイル長の短い鋼種に関しては、上流槽内でスケールが早期に除去されてしまい、下流域で過酸洗になるという問題も生じていた。
【００２１】
特に、特許文献３により開示された連続酸洗装置にかかる発明による酸消費量の予測値は、鋼種を酸洗完了時間（鋼板を浸漬後、酸洗が完了するまでの時間を示し、酸洗ラインで酸洗が完了する範囲で、最も早い通板速度に逆比例する）とスケール厚さより分類して、さらに精度を向上させることができる。また、別の分類方法の一つとして、熱間圧延時の巻取り温度及び鋼の化学組成を基に、酸洗完了時間とスケール厚さを近似的に表し、分類する方法もある。しかし、これらの方法は、いずれも酸消費量の予測値を算出するための方法、すなわち各槽の給酸量を決定するための方法であり、特に厚物材の過酸洗を防止するためには効果がない。
【００２２】
本発明の目的は、材質やスケール厚等の要因により異なる鋼帯の酸洗性に応じて、鋼帯毎にそれぞれ適正な濃度設定値を与え、その設定値に応じて槽内の酸濃度を制御することにより、酸液を供給される酸洗槽からの酸洗液の蒸発量をできるだけ抑制しながら、酸洗の生産性を向上することができる連続酸洗方法を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の酸洗槽にそれぞれ収容される酸洗液に順次浸漬されることによって酸洗を行われる複数種の鋼帯を分類する複数のグループそれぞれ毎に、複数の酸洗槽にそれぞれ収容される酸洗液の温度及び酸濃度の一方又は双方の設定値を予め定めておき、複数種の鋼帯に酸洗を順次行う際には、これら複数種の鋼帯それぞれ毎に、複数の酸洗槽にそれぞれ収容される酸洗液の温度及び酸濃度の一方又は双方を、予め定めた設定値となるように調整しておくことを特徴とする鋼帯の酸洗方法である。
【００２４】
この本発明に係る鋼帯の酸洗方法では、複数種の鋼帯が、鋼帯の化学組成、熱間圧延時の巻取り温度、表面のスケール厚、板厚、コイル長、進行速度、及び酸洗前処理工程を通板中の伸び率のうちの少なくとも１つによって、複数のグループに分類されることが、望ましい。
【００２５】
これらの本発明に係る鋼帯の酸洗方法では、酸洗液の温度及び酸濃度の一方又は双方の設定値が、鋼帯の化学組成、熱間圧延時の巻取り温度、表面のスケール厚、板厚、コイル長、進行速度、及び酸洗前処理工程を通板中の伸び率のうちの少なくとも１つを用いた計算によって、予め定められることが、望ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る鋼帯の酸洗方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、近年は鋼帯の酸洗方法として塩酸による酸洗が主流となっているため、以降の説明は酸洗液として塩酸を用いた場合を例にとる。
【００２７】
本実施の形態では、上述した図１に示す連続酸洗装置０を用いて、本発明に係る鋼帯の酸洗方法を行った。
本実施の形態では、５槽からなる酸洗槽２ａ〜２ｅの第３槽２ｃ及び第５槽２ｅに、高応答性を有する連続式酸濃度計３ａ、３ｂを設置した。この連続式酸濃度計３ａ、３ｂは、本出願人が特願２０００−５１９６３号により開示した酸濃度測定装置に係るものであって、酸液のサンプリングから測定までを１分間以内で行うことができ、測定後の酸液サンプルは第３槽２ｃ及び第５槽２ｅそれぞれに戻されるため、測定に伴う酸洗液２ｃ’ 、２ｅ’ のロス分が殆どないという特徴を有する。さらに、酸洗液２ｃ’ 、２ｅ’ のサンプリングは連続的に行われるため、略連続的に測定できる。図１に示すように、連続式酸濃度計３ａを設置した第３槽２ｃには酸液供給装置５ａを設けるとともに、連続式酸濃度計３ｂを設置した第５槽２ｅには酸液供給装置５ｂを設けた。
【００２８】
連続式酸濃度計３ａ、３ｂの濃度検出部では、サンプリングした酸の温度、密度及び導電率が測定される。測定されたこれらのデータは、連続的に酸濃度制御装置６に入力され、この酸濃度制御装置６により塩酸の酸濃度に変換される。
【００２９】
本実施の形態では、各酸洗槽２ａ〜２ｅにそれぞれ収容される酸洗液２ａ’ 〜２ｅ’ に順次浸漬されることによって酸洗を行われる複数種の鋼帯１を複数のグループに分類しておき、複数のグループそれぞれ毎に、酸洗液２ａ’ 〜２ｅ’ の酸濃度の設定値を予め定めておく。そこで、これらの設定値の事前設定について以下に説明する。
【００３０】
図２は、酸洗において脱スケール時間（秒）すなわち脱スケール速度に及ぼす塩酸濃度（質量％）の影響を示すグラフである。また、図３は、塩酸蒸気圧（ｍｍＨｇ）に及ぼす塩酸濃度（質量％）の影響を示すグラフである。
【００３１】
図２に示すグラフから、酸洗の生産性を向上するためには、脱スケール速度の上昇を図るために塩酸濃度を高めればよいことがわかる。しかしながら、塩酸濃度を上げ過ぎると、図３にグラフで示すように、塩酸蒸気圧が高まって塩酸蒸発量が増加し、酸液の原単位の低下を招き、さらに塩酸ヒュームによる変色、錆といった問題が発生する。
【００３２】
すなわち、酸洗の際の各酸洗槽２ａ〜２ｅにそれぞれ収容される酸洗液（塩酸）２ａ’〜２ｅ’ の濃度は、必要な脱スケール速度が得られる範囲内で最小の値に設定することが、酸洗の生産性を阻害することなく、高品位の表面肌を得ることができ、かつ酸液を供給される酸洗槽２ｃ、２ｅからの酸洗液２ｃ’ 、２ｅ’ の蒸発量をできるだけ抑制することができるために、望ましい。
【００３３】
なお、本実施の形態とは異なり、各酸洗槽２ａ〜２ｅに収容された酸洗液２ａ’ 〜２ｅ’ の温度を制御しても、本実施の形態と同様の効果が奏されるが、本実施の形態のように酸濃度を制御する場合に比較すると制御の変動が非常に緩やかで応答性が悪く、鋼帯１の酸洗のように小ロット単位で鋼種が短時間で変動する制御対象には、制御の追従性が芳しくなく、不向きである。
【００３４】
次に、酸洗時の脱スケール速度に影響を及ぼす因子▲１▼、▲２▼について説明する。
▲１▼仕上圧延温度、巻取り温度
上述したように、スケールが厚いほど、また冷却過程におけるウスタイトのマグネタイトへの共析変態率が高いほど、難酸洗性のスケールが生成し易い。このため、例えば仕上圧延温度が高い極低炭素鋼や６００ ℃を超える高温巻取り材などは、通板速度を通常よりも遅くする。したがって、難酸洗性のスケールが生成し易いこれらの鋼種の鋼帯を酸洗する際は、スケール残りを防止するために通板速度を低下するか、又は酸濃度を高める必要がある。
【００３５】
▲２▼スケールブレーキング
酸洗前のスケールブレーキング工程も通板速度に大きく影響する。酸洗による脱スケールは、酸による溶解過程と物理的剥離過程との複合現象であることが広く知られている。剥離過程で支配的な因子は、スケールブレーキング工程において導入されるスケール中の亀裂の密度である。これは、スケール中の亀裂から母材である鋼帯との界面へ侵入した酸がスケールおよび母材の界面を侵食することによってスケールの剥離が進行するからである。したがって、スケールの亀裂密度が高い程スケール及び母材の界面への酸の侵入は活発になり、スケールの剥離が促進される。一般にスケールブレーキング工程における伸び率が高いほど亀裂密度が高くなり、脱スケール速度が速くなることが知られている。
【００３６】
これらの因子▲１▼、▲２▼は、いずれも、脱スケール速度を決定付ける因子であるため、これらの因子▲１▼、▲２▼を考慮して、操業上の通板速度を決定する。しかしながら、実際の操業の中では逆に操業上の制約からまず通板速度が決定されることもある。例えば厚物材のように単尺のコイルでは、酸洗槽の入側での溶接サイクルタイムがネックとなり、酸洗槽の通板速度が制約される。酸洗槽の入側がネックとなる場合の槽内の平均通板速度は、単純に、槽内平均通板速度＝コイル長／入側サイクルタイムとして与えられる。
【００３７】
これからも理解されるように、通板速度は、材質やスケール厚には無関係に一義的にコイル長さによって決められる。このような場合、通常、槽内通過時間は脱スケール時間を大幅に上回るため、脱スケールは上流側の酸洗槽を通過した時点で早期に完了し、その後長時間にわたって酸洗液が接触する状態となる。このため、厚物材では過酸洗気味になることもしばしばある。このような場合、通板速度の制約を受けるために通板速度を上げることはできないため、過酸洗を防止するためには酸濃度を下げることが最も効果的である。
【００３８】
さらに、酸洗変色を防止するために酸濃度の設定値が制約を受ける場合もある。酸洗工程では、最終の酸洗槽の直下流に水洗浄工程を有するが、水洗浄の際に鋼板の表面に残存する酸によって遊離した鉄イオンと水、酸素とが反応して変色を発生させることがある。変色は、水洗浄が不十分な状態で長時間経過した際に出易く、実操業上では通板速度の遅い厚物通板時に発生し易い。また、厚物は上述したように過酸洗になり易いため、ピットに入り込んだ酸が水洗除去され難く、変色反応の進行を助長する。さらに、鋼板の温度が下がり難いことも変色発生の一因となる。したがって、こうした変色の発生し易い材料に対しては、酸濃度を下げることにより過酸洗を防止できるとともに、ヒューム低減による変色防止効果も期待できる。
【００３９】
以上説明したように、鋼帯の酸洗では、鋼帯１本毎に酸濃度の適正な範囲が存在し、主として脱スケール速度により決定される。脱スケール速度に影響する因子としては、鋼帯の化学組成、熱間圧延時の巻取り温度、表面のスケール厚、板厚、コイル長、進行速度及び酸洗前処理工程を通板中の伸び率等がある。また、コイル寸法によっては通板速度の制約を受けるものもあり、この場合にはコイルの品質劣化を防止するためには、酸濃度を適正化することが重要である。
【００４０】
そこで、本実施の形態では、脱スケール速度、もしくは通板速度制約に応じて鋼種を大きく３つに分類し、各々最適な濃度設定を検討した。分類は、▲１▼熱間圧延工程における巻取り温度が６００ ℃を超える高温巻き取り材、▲２▼コイル全長が短いため入側ネックとなり最高通板速度が１８０ｍｐｍ以下となる、板厚が５ｍｍ以上の厚物材、▲３▼それ以外の一般材の３分類とした。
【００４１】
各分類毎に、スケール残りが発生しない塩酸の濃度の範囲を求めた結果を表１にまとめた。表１に示すように、鋼種によってスケール残りが発生しない最小の塩酸濃度には大きな違いがある。
【００４２】
【表１】

【００４３】
図１において、酸濃度制御装置６では、上位プロセスコンピュータ８から酸洗ライン制御装置７を介して送られるこの鋼帯１についての設定濃度と、測定された実測濃度とを比較し、適正給酸量を算出し、算出結果に基づいて、各槽２ａ〜２ｅの新酸供給バルブ５へ開度指令を送る。
【００４４】
同時に、酸濃度制御装置６では、時々刻々、酸洗槽２ａ〜２ｅ内へ導入される鋼帯１のスケール量を板幅情報及び通板速度実績から算出し、消費される塩酸の量を予測計算して給酸指令を出す予測制御もあわせて行う。これにより、定常状態では設定値に対して±１％の制御精度を確保することができる。
【００４５】
そして、本実施の形態では、複数種の鋼帯１に酸洗を順次行う際には、これら複数種の鋼帯それぞれ毎に、複数の酸洗槽２ａ〜２ｅにそれぞれ収容される酸洗液２ａ’ 〜２ｅ’ の酸濃度を、予め定めた設定値となるように調整しておくことにより、鋼帯１の酸洗を行う。
【００４６】
このように、本実施の形態によれば、材質やスケール厚等の要因により異なる鋼帯１の酸洗性に応じて、鋼帯１毎にそれぞれ適正な濃度設定値を与え、その設定値に応じて酸洗槽２ｃ、２ｅに収容された酸洗液２ｃ’ 、２ｅ’ の酸濃度を制御することにより、酸洗液２ｃ’ 、２ｅ’ を供給される酸洗槽２ｃ、２ｅからの酸洗液２ｃ’ 、２ｅ’ の蒸発量をできるだけ抑制しながら、酸洗の生産性を向上することができる。
【００４７】
【実施例】
次に、本発明を実施例を参照しながら具体的に説明する。
（実施例１）
まず、図１に示す連続酸洗装置０を流れる全ての鋼帯１を表２に示すように、▲１▼巻取温度≧６００ ℃、▲２▼板厚≧５ｍｍ、及び▲３▼一般材（▲１▼、▲２▼以外）と３つのグループに分類し、各々のグループに対する各酸洗槽２ａ〜２ｅに収容される酸洗液２ａ’ 〜２ｅ’ の濃度設定値を表１の結果に基づいて設定した。
【００４８】
【表２】

【００４９】
そして、図１に示す連続酸洗装置０を用いて、表３に示す２２種の鋼帯（低炭素鋼鋼帯及び極低炭素鋼帯）を連続酸洗した。
【００５０】
【表３】

【００５１】
この連続酸洗の際に、第３槽２ｃ及び第５槽２ｅの酸濃度の実績値の推移を、設定値とともに図４にグラフで示す。また、比較のため、表３に示したスケジュールを表２の▲３▼に示す酸洗条件に固定して、連続酸洗を行った。なお、本実施例では濃度設定値はオペレータの手入力で切替えた。結果を表４に示す。
【００５２】
【表４】

【００５３】
本発明に係る酸洗方法（実施例）によれば、全ての鋼帯に対して、スケール残りや、過酸洗及び過酸洗による変色を発生させることなく、高品位の酸洗鋼帯を製造することができ、かつ酸洗能率も大幅に向上させることができた。
【００５４】
一方、比較例では、巻取温度≧６００ ℃の鋼帯でスケール残りが発生し、通板速度を落として操業せざるを得なかった。また、板厚≧５ｍｍの材料では通板速度が入側サイクルタイムによって規制されているため遅く、過酸洗気味となり、一部の材料では酸洗変色も発生した。
【００５５】
（実施例２）
実施例１で用いた連続酸洗装置０を用いて酸洗を行った。連続式酸濃度計３ａ、３ｂ及び酸液供給装置５ａ、５ｂが設置された第３槽２ｃ及び第５槽２ｅの濃度設定値（Ｃｓ）は、演算式Ｃｓ＝Ｃｏ＋α＋β・（Ｃｘ−Ｃｍ）＋γ・（Ｔｘ−Ｔｍ）＋δ・Ｅにより求めた。
【００５６】
ここで、Ｃｏは第３槽２ｃ及び第５槽２ｅの基準濃度設定値であり、αは鋼帯１の材質に基づいて設定される定数であり、βは熱間圧延時の巻取り温度の酸洗性への影響係数であり、Ｃｘは巻取り温度の実績値であり、Ｃｍは巻取り温度が酸洗性に影響し始める最小温度であり（本例では６００ ℃としたが、Ｃｘ＜Ｃｍの場合はＣｘ＝Ｃｍとする）、γは板厚の酸洗性への影響係数であり、Ｔｘは鋼帯１の板厚であり、Ｔｍは板厚が酸洗性に影響し始める最小値であり（本例では５．０ｍｍとしたが、Ｔｘ＜Ｔｍの場合はＴｘ＝Ｔｍとする）、δは酸洗前処理工程における伸び率の酸洗性への影響係数であり、さらに、Ｅは酸洗前処理工程におけるトータル伸び率である。
【００５７】
実施例１と同じスケジュールに対して上記の式により設定濃度を算出した結果を表５に示す。
【００５８】
【表５】

【００５９】
本実施例では、図１の酸濃度制御装置６に、上記式における各係数を記憶させ、１コイル毎に設定濃度を自動計算させた。表５に示した濃度設定条件にて酸洗を実施した際の第３槽２ｃ及び第５槽２ｅの酸濃度の推移を図５にグラフで示す。
【００６０】
本実施例においても、実施例１と同様、スケール残りや過酸洗および過酸洗による変色を発生させることなく、高品位の酸洗板を製造でき、かつ酸洗能率も大幅に向上させることができた。
【００６１】
なお、実施例１及び２では、設定濃度が大きく下がる際には第１槽２ａ〜第５槽２ｅ全てに設置された給水配管（図１には図示していない）から水を投入することにより下降方向の濃度の追従性を向上させた。
【００６２】
しかし、より効率的に本発明に係る連続酸洗方法を行うには、例えば実施例２において自動スケジューリング機能等により酸洗順を決定する際、１コイル毎の設定濃度の変化が、例えば第３槽２ｃで±０．５％以内になるよう制限すれば、水を投入することなく良好な濃度の設定値への追従性が得られる。
【００６３】
なお、本実施例２では、材質（化学組成）、巻取り温度、板厚及び酸洗前処理工程における伸び率をもとに酸洗液の濃度測定を行ったが、例えば材質及び巻取り温度の替わりにスケール厚を、又は板厚の替わりにコイル長を用いても同様の効果が得られることはいうまでもない。その場合は、スケール厚やコイル長が必要酸濃度に及ぼす影響係数をテストにより求めておき、演算式Ｃｓ＝Ｃｏ＋α＋β・（Ｃｘ−Ｃｍ）＋γ・（Ｔｘ−Ｔｍ）＋δ・Ｅの右辺を変形させて用いればよい。
【００６４】
より簡易的には、酸洗前処理工程を通板時の伸び率もしくは巻取り温度等の、一つのパラメータだけを考慮しても良好な結果が得られるが、本発明の効果を最大限発揮するには、脱スケール性、酸洗時間及び酸洗前処理工程における伸び率の三つの影響を考慮することが望ましい。
【００６５】
（変形形態）
なお、本発明の酸洗方法は塩酸酸洗に限らず、硫酸やその他のあらゆる酸による酸洗に対しても適用することができる。また、±１％の制御精度を有するものであれば、様々なタイプの濃度制御装置を有する酸洗工程の全てに対しても適用することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の酸洗方法によれば、材質やスケール厚等の要因により異なる鋼帯の酸洗性に応じて、鋼帯毎にそれぞれ適正な濃度設定値を与え、その設定値に応じて槽内の酸濃度を制御することにより、酸液を供給される酸洗槽からの酸洗液の蒸発量をできるだけ抑制しながら、酸洗の生産性を向上することができ、これにより、酸洗槽内の少なくとも２つ以上の槽に酸濃度制御装置を配置し、かつ被酸洗材の脱スケール性に応じて酸洗槽内の塩酸濃度設定値を変更することにより、スケール残り、過酸洗を効果的に防止することができ、さらに酸洗能率を大幅に向上することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】５槽の酸洗槽を有する連続酸洗装置の一例を示す説明図である。
【図２】酸洗において脱スケール時間（秒）すなわち脱スケール速度に及ぼす塩酸濃度（質量％）の影響を示すグラフである。
【図３】塩酸蒸気圧（ｍｍＨｇ）に及ぼす塩酸濃度（質量％）の影響を示すグラフである。
【図４】実施例１における第３槽及び第５槽の酸濃度の実績値の推移を、設定値とともに示すグラフである。
【図５】実施例２における第３槽及び第５槽の酸濃度の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
０連続酸洗装置
１鋼帯
２酸洗層
３連続酸濃度計
４給酸流量調整弁
５給酸配管
６酸濃度制御装置
７酸洗ライン制御装置
８プロセスコンピュータ

Claims

複数の酸洗槽にそれぞれ収容される酸洗液に順次浸漬されることによって酸洗を行われる複数種の鋼帯を分類する複数のグループそれぞれ毎に、前記複数の酸洗槽にそれぞれ収容される酸洗液の酸濃度及び／又は温度の設定値を予め定めておき、
複数種の鋼帯に前記酸洗を順次行う際には、該複数種の鋼帯それぞれ毎に、前記複数の酸洗槽にそれぞれ収容される酸洗液の酸濃度及び／又は温度を、前記設定値となるように調整しておくこと
を特徴とする鋼帯の酸洗方法。
前記複数種の鋼帯は、該鋼帯の化学組成、熱間圧延時の巻取り温度、表面のスケール厚、板厚、コイル長、進行速度、及び酸洗前処理工程を通板中の伸び率のうちの少なくとも１つによって、前記複数のグループに分類される請求項１に記載された鋼帯の酸洗方法。
前記酸洗液の温度及び／又は酸濃度の設定値は、前記鋼帯の化学組成、熱間圧延時の巻取り温度、表面のスケール厚、板厚、コイル長、進行速度、及び酸洗前処理工程を通板中の伸び率のうちの少なくとも１つを用いた計算によって、予め定められる請求項１又は請求項２に記載された鋼帯の酸洗方法。