JP2012193460A - 酸洗鋼板のリンス設備及びそのリンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スプレー方式の酸洗鋼板のリンス設備において、リンス槽１の通板方向上流側に配置されたメインノズルユニット３まで水を送水する主管４の途中、かつ該メインノズルユニットのノズル噴射口から０．５ｍ以上５ｍ以内にて、該主管４内の水に黄変防止剤を混合するための第１ミキサ８ーを設け、該第１ミキサー８の上流側の主管から枝分かれした分岐管４１を、該リンス槽１の通板方向下流側に延設し、該分岐管４１の先端に、複数の噴射ノズルを有するサブノズルユニット３１を設け、分岐管４１が枝分かれする分岐点４２より上流側の主管に、黄変防止剤を主管４内の水に混合するための第２ミキサー８１を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板の酸洗槽の後に配設される酸洗鋼板のリンス設備及びそのリンス方法に関するものである。

従来の熱延鋼板の酸洗装置においては、例えば特許文献１に示されているように、酸洗槽の後にリンス設備が配設されている。このリンス設備において、酸洗槽にて酸洗された熱延鋼板は、リンス槽内に対向して配設された噴射ノズル間を通過する途中に噴射ノズルから洗浄水が噴射されて、鋼板表面に付着している酸洗液や酸洗生成物（スマット）が除去される。しかしながら、熱延鋼板が０〜数１０ｍｐｍ程度の低速で通板されるような場合には、空気に晒される時間が長くなるので黄変と呼ばれる表面の変色が発生する。

そこで、このような黄変の発生を防止するために、図６に示すような、水に黄変防止剤を混合した洗浄液を噴射ノズルから噴射するようにしたリンス設備がある。このリンス設備においては、リンス槽１の上部には、多数の噴射ノズル２を有するノズルユニット３０が複数配設されている。ノズルユニット３０は配管４０を介して洗浄液タンク５に接続されている。洗浄液タンク５には黄変防止剤が混合された洗浄液が充填されており、その内部の洗浄液がポンプ６により配管４０を経由してノズルユニット３０まで圧送されて、噴射ノズル２から酸洗鋼板７に洗浄液が噴射される。なお、噴射ノズル２は酸洗鋼板７の表裏両面に配設されるが、図では一方の図示を省略してある。

上記リンス設備においては、高速の酸洗鋼板７が減速されて低速となる時に制御装置から洗浄液噴射指令が発せられるが、洗浄液タンク５が噴射ノズル２から離れていて配管４０が長い場合には、前記指令から洗浄液噴射まで数秒のタイムラグが生じ、このために酸洗鋼板に黄変が発生してしまう。
また、板厚９ｍｍ以上の酸洗鋼板をプッシュプル方式で通販する場合には、数１０〜１００ｍｐｍの通板速度でもタイムラグにより黄変が発生してしまう。
さらに今日では制御技術の向上により数１０〜７０ｍｐｍ／ｓｅｃという高加減速比で通板速度を変更することも可能であって、このように急激に通板速度を変更する場合にも、洗浄液噴射の対応が遅れて黄変が発生してしまうという問題がある。
これらの高速から低速への移行時のタイムラグの長さや設定する加減速比によっては、酸洗する鋼板の黄変部分が長大となってしまうため、洗浄液噴射ノズルを鋼板の進行方向に多数配置したり、さらには黄変を効率よく回避するために鋼板の進行方向に多数配置した噴射ノズルから塗布される洗浄液について、黄変防止剤濃度を鋼板の進行方向に向かって濃度勾配をつけたりする必要があった。

以上のような洗浄液噴射タイミングの遅れは洗浄液タンク５をリンス設備の至近距離に配置することによって解消することはできるが、電動機の存在などの設備上の制約、メンテナンススペース並びに黄変防止剤の搬入スペースの確保などの点から、洗浄液タンク５をリンス設備の至近に配置することははなはだ困難な場合があり、また洗浄タンク５を至近距離に配置しても、リンス設備まである程度の配管は必要で、高加減速比の場合には間に合わない場合が発生する。
また黄変防止剤噴射ノズルを鋼板の進行方向に多数配置したり、多数ある噴射ノズルから噴射される黄変防止剤について濃度勾配をつける場合には、一つの洗浄液タンクでは1種類の黄変防止剤濃度の洗浄剤しか準備できず、洗浄液の黄変防止剤濃度を切り替える場合には所定の濃度になるまで数十秒〜数分のタイムラグが生じてしまう。それを回避するために特許文献２のように常時複数の黄変防止剤濃度を準備しておくためには複数の洗浄液タンクが必要となり、この場合設備投資の増加の問題とやはり必要なスペースの確保や制約が重要な問題となる。

特開平５−１２５５７３号公報 特開２００６−２８５７４号公報

本発明は、上記した従来の問題点に鑑み、タイムラグを生ずることなく洗浄液を噴射して黄変の発生を防止することができ、多数のタンク設置等の設備投資を必要とせず、かつスペース制約の少ない酸洗鋼板のリンス設備及びそのリンス方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するためになされた本発明の酸洗鋼板のリンス設備は、スプレー方式の酸洗鋼板のリンス設備において、リンス槽の通板方向上流側に配置されたメインノズルユニットまで水を送水する主管の途中かつ該メインノズルユニットのノズル噴射口から０．５ｍ以上５ｍ以内にて、該主管内の水に黄変防止剤を混合するための第１ミキサーを設け、該第１ミキサーの上流側の主管から枝分かれした分岐管を、該リンス槽の通板方向下流側に延設し、該分岐管の先端に、複数の噴射ノズルを有するサブノズルユニットを設け、分岐管が枝分かれする分岐点より上流側の主管に、黄変防止剤を主管内の水に混合するための第２ミキサーを設けたことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の酸洗鋼板のリンス設備において、リンス槽が通板方向上流側から下流側で複数に分割され、該サブノズルユニットの一部が、該分割されたリンス槽の下流側槽から上流側槽まで跨ぐ様に配置されていることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の酸洗鋼板のリンス設備を用いて、通板方向上流側において、メインノズルユニットの噴射ノズルから第２ミキサーと第１ミキサーとにより黄変防止剤が２回混合された高濃度洗浄液を噴射するとともに、通板方向下流側において、サブノズルユニットの噴射ノズルから第２ミキサーにより黄変防止剤が混合された低濃度洗浄液を噴射することを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の酸洗鋼板のリンス設備を用いて、サブノズルユニットの一部により黄変防止剤が混合された洗浄液を、上流側のリンス槽に噴射することを特徴とするものである。

請求項１に係る発明は、噴射ノズルの近傍の主管に、黄変防止剤混合用の第１ミキサーを設けたので、給水タンクから噴射ノズルまでの距離が長くなっても、タイムラグを生ずることなく洗浄液を噴射して黄変の発生を防止することができ、黄変防止剤濃度別の複数の洗浄タンクを備えなくても任意に洗浄液の黄変防止剤濃度を設定、変更できる。また、メインノズルユニットの噴射ノズルから黄変防止剤を高濃度とした洗浄液を噴射し、サブノズルユニットの噴射ノズルから黄変防止剤を低濃度として洗浄液を噴射することにより黄変防止剤濃度別の複数の洗浄タンクを備えなくても任意の複数の洗浄液の黄変防止剤濃度を設定、変更できる。

請求項２に係る発明は、黄変防止剤濃度別の複数の洗浄タンクを備えなくても小分けしたリンス槽にて任意の複数の黄変防止剤濃度の洗浄液を噴射して酸洗鋼板をリンスすることができる。

請求項３に係る発明は、黄変防止剤濃度別の複数の洗浄タンクを備えなくても通板方向上流側で黄変防止剤を高濃度に添加した洗浄液を噴射し、通板方向下流側で黄変防止剤を低濃度に添加した洗浄液を噴射して、酸洗鋼板を任意の複数の洗浄液の黄変防止剤濃度でリンスすることができる。

第１の実施形態のリンス設備の概略構成図である。 第２の実施形態のリンス設備の概略構成図である。 ｐＨ値とｂ値との関係を示すグラフである。 制御装置に接続されたリンス設備の概略構成図である。 黄変防止剤の濃度を管理した場合のｐＨ値の変化を示す説明図である。 従来のリンス設備の概略構成図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態である酸洗鋼板のリンス設備を示す図である。図において、５１は黄変防止剤が混合されていない浄水、工業用水などの給水タンクである。給水タンク５１には主管４が接続され、この主管４はリンス槽１の上部にまで延設されている。そして、この主管４の先端には、複数の噴射ノズル２を有するメインノズルユニット３が取付けられていて、ポンプ６により噴射ノズル２まで水が圧送される。メインノズルユニット３の近傍の主管４、即ち可能な限りメインノズルユニット３に近い部分の主管４には、第１ミキサー８が設けられており、黄変防止剤貯留タンク９からポンプ６１を介して黄変防止剤が圧送されて、第１ミキサー８により主管４内の水に黄変防止剤が混合される。

この実施形態のものにおいては、主管４がリンス槽１の通板方向上流側の上部にまで延設されている。主管４の先端には、複数の噴射ノズル２を有するメインノズルユニット３が取付けられており、メインノズルユニット３の至近の主管４には、第１ミキサー８が設けられている。第１ミキサー８はポンプ６１を介して黄変防止剤貯留タンク９に接続されている。そして、第１ミキサーの上流側の主管４から枝分かれして、分岐管４１がリンス槽１の通板方向下流側の上部にまで延設されている。当該分岐管４１の先端には、複数の噴射ノズル２１を有するサブノズルユニット３１が設けられている。さらに、分岐管４１が枝分かれする分岐点４２より上流側の主管４には、黄変防止剤を主管４内の水に混合するための第２ミキサー８１が設けられている。第２ミキサー８１は、ポンプ６２を介して共通の黄変防止剤貯留タンク９に接続されている。

以上のリンス設備においては、高速通板時にはポンプ６が運転されて噴射ノズル２、２１から水が酸洗鋼板に噴射される。通板速度が１０〜数１０ｍｐｍ程度の低速に減速されたような場合には、図示しない制御装置がポンプ６１を起動することにより、第１ミキサー８を介して主管４内の水に黄変防止剤が添加されるとともに、第２ミキサー８１を介して主管４内の水に黄変防止剤が添加される。第１ミキサー８はメインノズルユニット３の至近に配設されているので、時間遅れを生ずることなく噴射ノズル２から黄変防止剤が混合された洗浄液を噴射することができる。よって、酸洗鋼板に黄変が発生することはない。

第１の実施形態のリンス設備においては、メインノズルユニット３には、主管４内の水に第２ミキサー８１と第１ミキサー８とにより黄変防止剤が２回混合された高濃度洗浄液が圧送され、この高濃度洗浄液が噴射ノズル２から噴射される。通板方向下流側のサブノズルユニット３１には、第２ミキサー８１のみにより黄変防止剤が混合された低濃度洗浄液が圧送され、この低濃度洗浄液が噴射ノズル２１から噴射される。このように、通板方向上流側で黄変防止剤の濃度を高め、下流側で濃度を低めて噴射することにより、黄変防止剤の使用量を必要最小限にして確実に黄変の発生を防止することができる。

図２に、第２の実施形態である酸洗鋼板のリンス設備を示す。
このリンス設備においてリンス槽１は、複数のリンス槽１１、１２、１３に分割されている。主管４は通板方向上流側のリンス槽１１の上部まで延設され、その先端には複数の噴射ノズル２を有するメインノズルユニット３が取付けられており、メインノズルユニット３の至近の主管４には、黄変防止剤貯留タンク９に接続された第１ミキサー８が配設されている。

そして、第１ミキサー８の上流側の主管４から枝分かれして、分岐管４１が、通板方向下流側のリンス槽１２の上部にまで延設され、分岐管４１の先端には、複数の噴射ノズル２１を有するサブノズルユニット３１が設けられている。分岐管４１が枝分かれする分岐点４２より上流側の主管４には、黄変防止剤を主管４内の水に混合するための第２ミキサー８１が設けられている。第２ミキサー８１は、ポンプ６２を介して共通の黄変防止剤貯留タンク９に接続されている。

上記第２の実施形態のリンス設備においては、通板方向上流側のメインノズルユニット３の噴射ノズル２には、主管４内の水に第１ミキサー８により黄変防止剤が混合された洗浄液が圧送される。通板方向下流側のサブノズルユニット３１の噴射ノズル２１には、第２ミキサー８１により黄変防止剤が混合された洗浄液が圧送される。ポンプ６２をポンプ６１より小型のものとするなどして、ポンプ６２の黄変防止剤送出量をポンプ６１より少量とすることによって、通板方向上流側で高濃度の洗浄液を噴射し、下流側で低濃度の洗浄液を噴射するころができる。これによって、黄変防止剤の使用量を節約して確実に黄変の発生を防止することができる。

図２に示す第２の実施形態のリンス設備においては、サブノズルユニット３１を、リンス槽１１、１２を跨ぐように配設したが、それぞれのリンス槽１１、１２にメインノズルユニット３、サブノズルユニット３１を配設したり、
メインノズルユニット３を、リンス槽１１、１２を跨ぐように配設することもできる。このようにリンス設備を構成することによって、それぞれのリンス槽１１、１２において最適な黄変防止対策を講ずることができる。

以上のように、リンス設備を構成した場合においても、第１ミキサー８や第２ミキサー８１からメインノズルユニット３、サブノズルユニット３１までの距離や、主管４、分岐管４１の圧損、黄変防止剤自体の使用頻度、噴射停止中の噴射ノズル２、２１からの洗浄液の漏洩、ポンプ６１、６２、第１ミキサー８、第２ミキサー８１の応答性などにより、洗浄液噴射開始初期に黄変防止剤濃度に変動を来たすことがある。そこで、このような問題を解消するために、コンピュータなどの制御装置を用いて黄変防止剤の濃度を調整するのが望ましい。

即ち、図３に示すように、酸洗鋼板表面のｐＨ値が４〜６、特に５の近傍で黄変性指数であるｂ値が非常に高く黄変が発生しやすいので、この領域を短時間で通過させる必要がある。そこで、図４、５に示すように、制御装置１０をポンプ６１、６２に接続して、噴射開始初期に黄変防止剤の供給量を高めて、ｐＨ値を急激に７とするのが望ましい。このように黄変防止剤の供給量を高めたことにより、図７のケース３に示すようにｐＨ４〜６の黄変しやすい領域を短時間で通過させて黄変を防止することができた。なお、ケース３は、通板時上流側での洗浄液濃度を下流側より高めた実施例、ケース２は、通板時上流側と下流側との洗浄液濃度を同じとした実施例、ケース１は、黄変防止剤を用いていない場合の比較例である。ケース１においては、ｐＨ４〜６の領域を通過する時間が長いので黄変が発生しやすい。

なお、黄変防止剤の初期添加量は定常時の２〜５倍とし、その添加時間は５〜１０秒とするのが望ましい。添加量が２倍未満では黄変防止剤増量の効果が顕在化しない。一方、５倍超とすると洗浄液の濃度が定常状態に戻るまで安定しないからである。また、添加時間が５秒未満では黄変防止剤添加の効果が薄く、一方、１０秒を超えるとやはり洗浄液の濃度が安定しないからである。
以上のように洗浄液中の黄変防止剤の濃度を管理することによって、黄変防止剤の使用量を節約して黄変を発生させることなく酸洗鋼板７をリンスすることができる。
尚、リンス設備の至近、ノズルユニット近傍とは、ノズルの噴射口から０．５ｍ以上５０ｍ以内を目安とする。０．５ｍ未満だと通板される酸洗鋼板の板幅が通常０．５ｍ〜２ｍ超であることから鋼板全幅に足りず、５０ｍ超であれば噴射ノズルに到達する時間がかかり過ぎ効果が出ない。３０ｍ以下であればなお好ましく、５ｍ以内であれば問題ない。
給水タンク５１は本発明では１つあれば十分であるが、黄変防止剤等を添加しない浄水、工業用水のみを酸洗鋼板に噴射する必要がある場合には給水タンク５１を複数準備して一部を水噴射専用としても構わない。また給水量や給水圧等が安定確保可能であれば給水タンク５１を介せずに直接給水源より水をミキサーに供給しても構わない。
また黄変防止剤貯留タンク９の内部に貯蔵する黄変防止剤は製造元から輸送されてくる原液状態にて貯留するが、予め水等で希釈して濃度調整しやすい濃度にて貯留しておいても構わない。本発明では黄変防止剤貯留タンク９は１つあれば十分であるが、複数の種類の黄変防止剤を使用する場合、あるいは別の添加剤も用いる場合には、黄変防止剤貯留タンク９に相当するタンクを複数備えても構わない。

１ リンス槽
２ 噴射ノズル
３ メインノズルユニット
３１ サブノズルユニット
４ 主管
４１ 分岐管
８ 第１ミキサー
８１ 第２ミキサー
９ 黄変防止剤貯留タンク
５１ 給水タンク
６１ ポンプ

Claims (4)

1. スプレー方式の酸洗鋼板のリンス設備において、リンス槽の通板方向上流側に配置されたメインノズルユニットまで水を送水する主管の途中かつ該メインノズルユニットのノズル噴射口から０．５ｍ以上５ｍ以内にて、該主管内の水に黄変防止剤を混合するための第１ミキサーを設け、該第１ミキサーの上流側の主管から枝分かれした分岐管を、該リンス槽の通板方向下流側に延設し、該分岐管の先端に、複数の噴射ノズルを有するサブノズルユニットを設け、
   分岐管が枝分かれする分岐点より上流側の主管に、黄変防止剤を主管内の水に混合するための第２ミキサーを設けたことを特徴とする酸洗鋼板のリンス設備。
2. リンス槽が通板方向上流側から下流側で複数に分割され、該サブノズルユニットの一部が、該分割されたリンス槽の下流側槽から上流側槽まで跨ぐ様に配置されていることを特徴とする請求項１記載の酸洗鋼板のリンス設備。
3. 請求項１記載の酸洗鋼板のリンス設備を用いて、通板方向上流側において、メインノズルユニットの噴射ノズルから第２ミキサーと第１ミキサーとにより黄変防止剤が２回混合された高濃度洗浄液を噴射するとともに、通板方向下流側において、サブノズルユニットの噴射ノズルから第２ミキサーにより黄変防止剤が混合された低濃度洗浄液を噴射することを特徴とする酸洗鋼板のリンス方法。
4. 請求項２記載の酸洗鋼板のリンス設備を用いて、サブノズルユニットの一部により黄変防止剤が混合された洗浄液を、上流側のリンス槽に噴射することを特徴とする酸洗鋼板のリンス方法。