JP2006176803A

JP2006176803A - 鋼材の連続酸洗方法

Info

Publication number: JP2006176803A
Application number: JP2004369094A
Authority: JP
Inventors: Eiji Matsuoka; 映史松岡; Kenichi Yamashita; 健一山下; Yuichi Sano; 裕一佐野
Original assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp
Current assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】鋼材のスケール除去をコンパクトな装置で安価に行うことができる連続酸洗方法を提供することである。
【解決手段】鋼線材Ｗを連続的に酸洗槽１に供給して硫酸溶液２中で走行させ、酸洗槽１内の上流側の所定の領域Ａで電解酸洗を行い、下流側で化学酸洗を行うことにより、下流側の化学酸洗の領域Ｂにおいても、上流側の電解酸洗で生じた第二鉄イオンの還元反応に伴って鋼線材Ｗ表面の鉄の溶解が促進され、電解酸洗と同等のスケール除去能力が得られるようにして、通常の電解酸洗装置よりも酸洗槽１を長くすることなく電極数および使用電力を減らせるようにしたのである。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼材を連続的に酸洗槽に供給して鋼材表面のスケール（酸化皮膜）を除去する連続酸洗方法に関する。

鋼線材や鋼帯等の鋼材に連続的にめっき処理等を施す連続処理ラインでは、その前処理として、鋼材を連続的に酸洗槽に供給して硫酸溶液等の酸洗液中で走行させ、熱間加工や熱処理の際に鋼材表面に生じたスケールを除去する連続酸洗処理が行われる。この酸洗処理には、鋼材を酸洗液に浸漬するだけの化学酸洗と、酸洗液中の鋼材に対向させて配置した陽極と陰極に電源を接続して間接的に鋼材に電流を流す電解酸洗（例えば、特許文献１参照）とがある。

前記化学酸洗は、鋼材表面の鉄を酸洗液中に溶解させることによりスケールを鋼材表面から剥離させて除去するものであるが、スケール除去能力が小さく、スケールを十分に除去するには鋼材を比較的長時間にわたって酸洗液に浸漬しておく必要がある。このため、連続酸洗処理の場合は、酸洗槽がかなり長くなってメンテナンスの作業負荷が大きくなる問題がある。

一方、前記電解酸洗は、間接的に鋼材に電流を流すことにより、鉄の溶解を促進して化学酸洗よりも短時間で効率よくスケール除去を行えるようにしたもので、連続酸洗処理の場合でも酸洗槽をコンパクトなものにすることができる。しかし、高価な電極を定期的に交換する必要があるうえ、多大な電力を使用するため、化学酸洗に比べて処理コストが高いという難点がある。
特開平８−１０９４９９号公報

本発明の課題は、鋼材のスケール除去をコンパクトな装置で安価に行うことができる連続酸洗方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の鋼材の連続酸洗方法は、鋼材を連続的に酸洗槽に供給して酸洗液中で走行させ、酸洗槽内の上流側の所定の領域で、鋼材に対向させて配置した陽極と陰極に電源を接続して間接的に鋼材に電流を流す電解酸洗を行い、この電解酸洗を行う領域を除いた酸洗槽内の下流側の領域で化学酸洗を行うようにした。

すなわち、酸洗槽内の上流側の所定の領域で電解酸洗を行い、下流側で化学酸洗を行うことにより、下流側の化学酸洗の領域においても、上流側の電解酸洗で生じた第二鉄イオンの還元反応に伴って鋼材表面の鉄の溶解が促進され、電解酸洗と同等のスケール除去能力が得られるようにして、通常の電解酸洗装置よりも酸洗槽を長くすることなく電極数および使用電力を減らせるようにしたのである。

本発明の鋼材の連続酸洗方法は、上述したように、酸洗槽内の上流側で電解酸洗を、下流側で化学酸洗を行うようにしたので、通常の電解酸洗装置と同程度のコンパクトな装置で、通常の電解酸洗よりも安価にスケール除去を行うことができる。従って、既設の電解酸洗装置に適用する場合は、下流側の一部の電極を取り外すだけで簡単に処理コストの大幅な削減を図ることができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、実施形態の連続酸洗方法を適用した酸洗装置の概略を示す。この酸洗装置は、熱処理（パテンティング）工程から供給される鋼線材Ｗに連続的にめっき処理を施すラインの前段に設置され、鋼線材Ｗを酸洗槽１に収容された酸洗液としての硫酸溶液２中で図中の矢印の方向に走行させて、熱処理の際に鋼線材Ｗ表面に生じたスケールを除去するものである。なお、鋼線材Ｗは直径が０．７〜２．５ｍｍのものであり、この装置では複数の鋼線材Ｗを酸洗槽１に並列に通して同時に処理できるようになっている。また、酸洗液には塩酸溶液を用いてもよい。

前記酸洗槽１は、全長が５ｍで、槽１内の上流側の所定の領域Ａに複数の陽極板３および陰極板４が鋼線材Ｗと対向するように配置され、これらの各電極板３、４に整流器が組み込まれた電源５が接続されている。

また、前記硫酸溶液２は、貯液槽６からポンプ７で送り配管８を通して酸洗槽１へ送られ、酸洗槽１から戻り配管９を通って貯液槽６に戻るようになっている。

そして、各電極板３、４に電流を流して、鋼線材Ｗの陰極板４と対向する部分をプラスに、陽極板３と対向する部分をマイナスに帯電させ、間接的に鋼線材Ｗに通電することにより、上流側領域Ａで電解酸洗が行われる。一方、電解酸洗を行う領域Ａを除いた槽１内の下流側の領域Ｂでは、化学酸洗が行われる。

このように、酸洗槽１内の上流側で電解酸洗を、下流側で化学酸洗を行うことにより、化学酸洗の領域Ｂにおいても、電解酸洗で生じた第二鉄イオンの還元反応に伴って鋼線材Ｗ表面の鉄の溶解が促進され、スケール除去が通常の化学酸洗よりも効率よく行われる。ただし、この化学酸洗領域Ｂのスケール除去能力を十分に向上させるには、第二鉄イオンの還元反応が活発に行われるように、電解酸洗領域Ａの長さをある程度以上に設定する必要がある。

そこで、この実施形態では、以下の実験を行って電解酸洗領域Ａの長さを決定した。実験は、まず、第二鉄イオンの還元反応が活発に行われる硫酸溶液の条件を求めるために、初期の鉄分濃度が一定で（第一鉄イオン：１５０ｇ／Ｌ、第二鉄イオン：２０ｇ／Ｌ）、濃度および温度の異なる４種類の硫酸溶液に、鋼線材を一定時間（１分間または５分間）浸漬して、硫酸溶液中の第一鉄イオンおよび第二鉄イオンの増減量を比較した。その結果を表１に示す。

表１から、浸漬時間によらず、通常の電解酸洗条件の範囲内で硫酸溶液の濃度および温度が高いほど、第二鉄イオンの還元反応が活発に行われることがわかる。

次に、図１に示した酸洗装置において、下記の実験条件のように、硫酸溶液２の濃度および温度を表１中の最も良好な条件（Ｎｏ．４、Ｎｏ．８）に設定するとともに、硫酸溶液２中の鉄分濃度および各電極板３、４に流す電流は通常の電解酸洗が効果的に行われる値に設定し、電解酸洗領域Ａの長さを変えて実際の酸洗作業を行った。各酸洗領域Ａ、Ｂの長さの条件と、これらの各条件でスケール除去能力および処理コストを比較した結果を併せて表２に示す。なお、表２中のスケール除去能力の評価は、酸洗槽１出側において走行している鋼線材Ｗを白いろ紙で１秒間挟み、ろ紙の汚れの状態を見て、汚れなしを○、わずかな汚れがあるものを△、汚れの多いものを×とした。
（実験条件）
・硫酸溶液：濃度２５％、温度５０℃、鉄分濃度４０ｇ／Ｌ
・電解酸洗電流値：全電流値で６０００Ａ以上
・鋼線材走行速度：１００〜２００ｍｐｍ

表２から明らかなように、図１に示した酸洗装置においては、全長５ｍの酸洗槽１に対して電解酸洗領域Ａの長さを３ｍに設定することにより（Ｎｏ．２）、十分なスケール除去能力を確保しつつ、電力および電極のコストを大幅に削減することができた。

なお、本発明の連続酸洗方法は、実施形態のような鋼線材を対象とするものに限らず、鋼帯の連続酸洗処理にももちろん適用できる。

実施形態の連続酸洗方法を適用した酸洗装置の概略図

符号の説明

１酸洗槽
２硫酸溶液
３陽極板
４陰極板
５電源
６貯液槽
７ポンプ
８、９配管
Ｗ鋼線材

Claims

鋼材を連続的に酸洗槽に供給して酸洗液中で走行させ、酸洗槽内の上流側の所定の領域で、鋼材に対向させて配置した陽極と陰極に電源を接続して間接的に鋼材に電流を流す電解酸洗を行い、この電解酸洗を行う領域を除いた酸洗槽内の下流側の領域で化学酸洗を行うようにした鋼材の連続酸洗方法。