JP2019214764A - 酸洗装置及び酸洗方法 - Google Patents
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Abstract
Description
鋼板を連続的に搬送しながら、前記鋼板を前記酸洗液に浸漬するパスラインと、
前記パスラインにて搬送される前記鋼板の板幅方向のパスライン端を通る鉛直面と、前記パスライン端の外側の前記酸洗槽の槽壁との間の前記酸洗槽内に配置されるエジェクタノズルと、を備え、
前記エジェクタノズルは、外部から供給された気体によって前記酸洗槽内の前記酸洗液を吸引する吸入口と、前記パスライン側に向かって前記気体および前記酸洗液からなる吐出混合物を吐出する吐出口と、を有する、酸洗装置が提供される。
まず、図1を参照して、本発明に係る技術が適用される酸洗装置及び酸洗工程について説明する。図1は、酸洗装置の一例を示した図である。酸洗装置9では、酸洗槽2に張られた酸洗液の中に、ロール4a、4bにて支持された鋼板1を酸洗装置9の長手方向に連続的に通板させることにより、スケールの除去が行われる。ロール4a、4bにて支持された鋼板1は、酸洗槽2中にて撓ったカテナリ形状となり、撓った部分が酸洗液に浸されることで鋼板1上のスケールが除去される。
以上までで、本発明の概要説明を行った。次に、本発明に係る酸洗装置に関して、図2A及び図2Bを参照しながら各構成を挙げて詳述する。
酸洗対象である鋼板は、製銑及び製鋼された鋼を板状に圧延することで形成される。鋼板は、高温状態で加工されるため、鋼板の表面には、自然酸化によって酸化鉄の被膜(すなわち、スケール)が形成される。例えば、スケールとは10〜30μmの酸化鉄である。ここで、例えば、鋼板は、圧延装置(図示せず。)によって圧延された後、コイル状に巻き取られて冷却される。そのため、コイル状に巻き取られた鋼板は、この冷却過程において、板幅方向の端部がより酸化されやすく、板端部に形成されるスケールは板中央部に形成されるスケールよりも厚い。よって該鋼板の酸洗にあたっては、酸洗完了までにより時間を要する鋼板の端部のスケールが厚い領域で、より酸洗効率を向上させることが効果的である。
酸洗槽2には、槽内に酸洗液30が貯められており、ロール4a、4bにて支持された鋼板が長手方向に搬送されている。酸洗槽2の形状は、例えば、鋼板の搬送方向に長辺を有した箱型の形状であってよい。しかしながら酸洗槽2の形状はかかる例に限定されず、酸洗槽の大きさ等もかかる例に限られない。酸洗装置では、鋼板の搬送過程にカテナリ状に懸垂する鋼板が酸洗液30に浸漬され、酸洗が行われる。酸洗液30は、例えば、塩酸、硫酸などを使用してもよい。これにより、酸洗液30は、酸洗液30に浸漬される鋼板の表面に形成されたスケールを溶解して除去できる。酸洗液30に浸漬される時間は、鋼板の搬送速度を変更することで任意に変更可能である。
配管10は、酸洗槽2内に吐出させる気体を外部より供給する配管であり、パスライン1にて搬送される鋼板の板幅方向のパスライン端を通る鉛直面と、パスライン1端の外側の酸洗槽2の槽壁との間の酸洗槽2内に配置される。配管10は、酸洗槽2内で、鋼板の搬送方向に複数設置されてもよい。配管10が複数設置されることにより、外部から供給する気体を酸洗槽2内により多く吐出でき、酸洗液の流れを発生させて鋼板1の酸洗効率を向上させることができる。配管10は、その配管長さ、配管径等は任意に変更可能である。配管10の槽内側の先端には、エジェクタノズル100が設けられる。
エジェクタノズル100は、配管10の酸洗槽底面側の先端に連結され、配管10によって外部から供給された気体を吐出する機能を有する。具体的には、エジェクタノズル100は、気体を吐出する際に、吸入口から酸洗槽2内の酸洗液を吸入し、吐出口から、該気体と吸入した該酸洗液を混合した吐出混合物を吐出する。気体及び酸洗液からなる吐出混合物は、吐出混合物がスケールに直接衝突したり、酸洗液に強い撹拌作用をもたらしたりする。このように、エジェクタノズル100は、酸洗液に対して撹拌作用をもたらすため、別途攪拌機などの装置を設置しなくとも酸洗効率を向上させることができる。
以上までで、エジェクタノズル100の構造に関して説明を行った。次に、エジェクタノズル100の配置位置に関して、図5A及び図5Bを参照して説明する。図5Aは、エジェクタノズル100の酸洗槽2内における配置の一例を示した図である。
ここで、図6及び図7を参照して本発明にかかる酸洗装置の比較例の説明を行う。図6は、比較例にかかる酸洗装置を示す一例である。酸洗装置8aは、酸洗槽2に酸洗液3が貯められており、熱交換器5がパスライン1を挟んで、酸洗槽2の板幅方向両側に備えられている。パスライン1で、鋼板が連続的に搬送されることで、鋼板が酸洗される。この酸洗装置8aでは、熱交換器5等が備えられるだけであり、酸洗液3内で流れが発生することはなく、酸洗槽2内の乱流による酸洗効率の向上効果は見込めない。
本発明の一実施形態に係る酸洗装置における酸洗効率に寄与する鋼板端部の流速に関する検証結果を説明する。本検証では、鋼板には巻き取り温度700℃で巻き取りを行った低炭鋼を用いて、酸洗装置に該鋼板を通板することで酸洗し、鋼板端部の流速を確認した。該低炭鋼は板幅1000mm、板厚2mmであった。通板速度は、100mpmにて通板を行った。酸洗液の温度は、90℃であった。
次に、本発明の一実施形態に係る酸洗方法において酸洗効率に関する検証結果を説明する。鋼板端部の流速比較試験における実施例1及び比較例1に対して、鋼板端部の酸洗速度の評価を行った。熱間圧延巻き取り温度が750℃の鋼板を比較例1のノズルがセットされた酸洗装置に通板させた。通板速度を50mpmから10mpm刻みで増速させていったところ100mpmでスケール残りが発生した。そこから比較例1のノズルを実施例1のノズルに変更すると100mpmではスケール残りが発生しなかった。そこから同様に10mpm刻みで増速させていった所、130mpmでスケール残りが発生した。この実機試験結果から実施例1のノズルで1.4倍に通板可能速度が増加したことが判明した。
さらに、角度θを任意に変更して、エジェクタノズル及び単孔ノズルの配置位置の変化による、酸洗速度の比較試験を実施した。比較試験の結果を図9及び表1に示す。本試験では、エジェクタノズル及び単孔ノズルは、パスライン端から水平方向に500mmの位置に配置され、垂直方向に任意の距離Yだけ離れた位置で、気体を酸洗槽内に噴射した。該噴射気体は90℃の水蒸気であり、130kg/hrの流量で噴射させた。この条件は本試験で角度θを変化させる全条件に対して同一とした。図9の結果を出すために用いた酸洗速度は、鋼板の通板速度を徐々に上昇させて、スケールが残存する直前の速度を用いて算出した。
103 酸洗液
107 気体
120 吐出混合物
130 吐出口
140 吸入口
150 連結部
Claims (5)
- 酸洗液を貯える酸洗槽と、
鋼板を連続的に搬送しながら、前記鋼板を前記酸洗液に浸漬するパスラインと、
前記パスラインにて搬送される前記鋼板の板幅方向のパスライン端を通る鉛直面と、前記パスライン端の外側の前記酸洗槽の槽壁との間の前記酸洗槽内に配置されるエジェクタノズルと、を備え、
前記エジェクタノズルは、外部から供給された気体によって前記酸洗槽内の前記酸洗液を吸引する吸入口と、前記パスライン側に向かって前記気体および前記酸洗液からなる吐出混合物を吐出する吐出口と、を有する、酸洗装置。 - 前記吐出混合物の吐出方向、及び鉛直方向で定義される鉛直面と、パスライン端と、が交わる点を原点として、
前記鉛直面において、前記原点が含まれる水平線を基準として前記酸洗槽の底面側を負の方向、前記酸洗液の液面側を正の方向とすると、
前記原点及び前記エジェクタノズルの吐出口の先端を結ぶ直線と、前記水平線と、がなす角θは、−70°≦θ≦25°である、請求項1に記載の酸洗装置。 - 前記気体は、水蒸気または圧縮空気のいずれかを少なくとも含む、請求項1または2に記載の酸洗装置。
- 前記気体の温度は、前記酸洗液の温度以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の酸洗装置。
- 鋼板を連続的に搬送しながら、酸洗槽に貯えられた酸洗液に前記鋼板を浸漬するステップと、
外部から供給された気体を用いて前記酸洗槽内の前記酸洗液を吸引するエジェクタノズルによって、前記鋼板が搬送されるパスライン側に向かって前記気体および前記酸洗液からなる吐出混合物を吐出するステップと、
を含み、
前記エジェクタノズルは、前記鋼板が搬送される前記パスラインの板幅方向端を通る鉛直面と、前記板幅方向端の外側の前記酸洗槽の槽壁との間の前記酸洗槽内に配置される、酸洗方法。
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