JP2778064B2 - ステンレス鋼の酸洗処理方法 - Google Patents

ステンレス鋼の酸洗処理方法

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JP2778064B2 JP63298847A JP29884788A JP2778064B2 JP 2778064 B2 JP2778064 B2 JP 2778064B2 JP 63298847 A JP63298847 A JP 63298847A JP 29884788 A JP29884788 A JP 29884788A JP 2778064 B2 JP2778064 B2 JP 2778064B2
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幸生 伊藤
洋司 土岐
和夫 柳原
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Daido Steel Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/36Regeneration of waste pickling liquors

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  • Metallurgy (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】
(産業上の利用分野) この発明は、ステンレス鋼の脱スケール処理や亀甲肌
処理などの酸洗処理を行うのに利用されるステンレス鋼
の酸洗処理方法に関するものである。 (従来の技術) 従来、ステンレス鋼の酸洗処理においては、弗酸(H
F)と硝酸(HNO3)との混合液である弗硝酸液を使用す
る方法がある。 このステンレス鋼の酸洗処理において用いられる弗硝
酸液は、酸洗処理を行うにつれてその濃度が低下する。
そこで、酸洗処理によって濃度が低下した弗硝酸液を回
収し、所定の濃度に回復させた弗硝酸液を還流しながら
一定濃度で酸洗処理を行うようにした技術も開発されて
いる。 第1図は弗硝酸液を回収する技術の一例を示すもの
で、弗硝酸液1を収容した酸洗処理槽2と、イオン交換
膜による拡散透析法を利用した酸回収装置3とを配管4
で接続し、酸回収装置3の回収液出口に接続した配管5
を酸洗処理槽2の上方に位置させたものである。 そこで、ステンレス鋼の酸洗処理によって濃度が低下
した酸洗処理槽2内の弗硝酸液1を配管4を通して酸回
収装置3内に原液として送り込むとともに、配管6を通
して水を送り込む。この酸回収装置3内では、前記原液
と水とが供給されつつイオン交換膜を用いた拡散透析法
によって酸回収処理がなされ、弗酸(HF)および硝酸
(HNO3)を回収した回収液と排弗硝酸液とが送り出さ
れ、回収液は配管5を通して酸洗処理槽2に送られ、排
弗硝酸液は配管7を通して排出され、この排弗硝酸液は
中和処理したのち廃棄していた。 (発明が解決しようとする課題) 上述したように、従来の場合には、弗酸と硝酸とを回
収した際に発生する排弗硝酸液は有効な用途がないとし
て廃棄処分としており、廃棄処分のために中和処理を行
う必要があり、排弗硝酸液の廃棄および廃棄のための中
和処理といったコスト的な損失が生ずるという課題があ
った。 (発明の目的) この発明は、上述した従来の課題に着目してなされた
もので、排弗硝酸液の廃棄および廃棄のための中和処理
などによるコスト的な損失を大幅に低減し、排弗硝酸液
の有効活用をはかることができるようにすることを目的
としているものである。
【発明の構成】
(課題を解決するための手段) この発明は、ステンレス鋼の酸洗処理に使用した弗硝
酸液(弗酸と硝酸の混合液)を回収処理した際に発生す
る鉄イオンを含む排弗硝酸液を50〜80℃に加熱してステ
ンレス鋼の脱スケール処理や亀甲肌処理などの酸洗処理
を行うようにした構成としたことを特徴としており、こ
のようなステンレス鋼の酸洗処理方法の構成を上述した
従来の課題を解決するための手段としている。 ステンレス鋼の酸洗処理においては、例えば、1.3N
(2.6%)の弗酸(HF)と、2.3N(14.5%)の硝酸(HNO
3)とを混合した弗硝酸液が用いられる。 そして、第1図に示した酸洗処理槽2内に上記弗硝酸
液1を収容してステンレス鋼の酸洗処理を行う。 この酸洗処理によって濃度が低下した弗硝酸液1は、
従来技術のところにおいてすでに述べたように、イオン
交換膜による拡散透析法を利用した酸回収装置3に原液
として送り込まれ、酸回収装置3には水も送り込まれて
酸回収処理がなされる。そして、ここで酸回収処理され
た回収液は配管5を通して酸洗処理槽2内に戻される。 一方、従来廃棄処分の対象となっていた酸回収装置3
からの排液(鉄イオンを含む排弗硝酸液)は、原液中の
弗酸(HF)および硝酸(HNO3)がすでに回収液中に回収
されていることから少ないものとなっている。そして、
この鉄イオンを含む排弗硝酸液中において、通常は弗酸
が0.15N以下、硝酸も0.15N以下と低い濃度レベルのもの
となっているが、鉄分は多量に含有されており、水溶液
中にFeイオンが0.3〜1.0N程度含まれていて、このFeイ
オンの分率は3価のFeイオンであるFe3+が約50〜80%、
2価のFeイオンであるFe2+が約20〜50%となっているこ
とが判明した。 そして、さらに種々の実験・研究を行ったところ、上
記の鉄イオンを含む排弗硝酸液を再度50〜80℃に加熱す
ると、鉄素地に対するアタック力が大きい3価のFeイオ
ン(Fe3+)が硝酸に近い脱スケール能力を発揮し、排酸
液であっても適度な脱スケール能力を有することが認め
られた。また、鉄素地に対するアタック力が3価のFeイ
オンに比べて小さい2価のFeイオン(Fe2+)が存在する
と、その分だけ脱スケール能力は低下するが、2価のFe
イオンがもつ鉄素地に対する適度のアタック力によって
亀甲肌処理に対して適したものとなり、亀甲肌の生成に
よって伸線性の向上に有効であることが認められた。 したがって、Feイオン中のFe3+とFe2+の分率を制御
し、Fe3+の分率をより多くして脱スケール処理により一
層適したものとしたり、Fe2+の分率をより多くして亀甲
肌処理により一層適したものとしたりするというよう
に、適宜調整することが望ましい。 この亀甲肌処理は、結晶粒界におけるイオン化傾向が
他の部分に比べて大きいことを利用し、粒界部分を負極
としかつ粒界以外の部分を正極とする局部電池が形成さ
れることにより粒界での選択腐食の部分を生じさせるよ
うにするものであって、弗酸および硝酸の濃度が高い場
合には素地Feの溶解量が大きくなって粒界だけの選択腐
食を生じさせることができず、このようなことからも酸
根が少なくかつFeイオンの多い排弗硝酸液を再利用する
ことによって亀甲肌処理が良好に行われる。 この場合、排弗硝酸液の加熱温度が50℃よりも低いと
脱スケール能力や亀甲肌生成能力などの酸洗能力が十分
でないため好ましくなく、反対に80℃を超えると加熱に
要するエネルギー消費量が多くなるとともに蒸発損失が
多くなるので好ましくない。 (発明の作用) この発明に係るステンレス鋼の酸洗処理方法では、ス
テンレス鋼の酸洗処理に使用した弗硝酸液を回収処理し
た際に発生する鉄イオンを含む排弗硝酸液を50〜80℃に
加熱して再利用するようにしているので、排弗硝酸液中
に含まれる3価の鉄イオンが鉄素地に対するアタック力
が強いことから有効な脱スケール能力を発揮し、同じく
排弗硝酸液中に含まれる2価の鉄イオンが鉄素地に対す
るアタック力が適度に強いことから粒界のみを選択腐食
させる亀甲肌の生成に適したものとなっており、ステン
レス鋼の酸洗処理に使用した弗硝酸を回収処理した際に
発生する排弗硝酸液であっても、この排弗硝酸液を50〜
80℃に加熱することによって脱スケール処理や亀甲肌処
理などの酸洗処理に再利用されるものとなる。 (実施例) 実施例1 ステンレス鋼の酸洗処理において使用した弗硝酸液
(1.3N−HF,2.3N−HNO3の混合液)をイオン交換膜によ
る拡散透析法によって処理し、この弗硝酸液から弗酸と
硝酸とを回収した際に発生する排弗硝酸液を使用した。 この排弗硝酸液の組成は、HFが0.07N,HNO3が0.10N,Fe
が0.57Nの水溶液であり、Feイオンの分率はFe3+が約70
%、Fe2+が約30%であった。 次に、この鉄イオンを含む排弗硝酸液を80℃に加熱
し、圧延のまま(R)および溶体化処理(ST)したSUS3
04ステンレス鋼線材、圧延のまま(R)および溶体化処
理(ST)したSUS316ステンレス鋼線材、ならびに圧延の
まま(R)および焼なまし処理(A)したSUS430ステン
レス鋼線材の脱スケール処理を行い、その後、感能テス
トによりスケール残量を調べた。 この結果は第2図に示すとおりであり、ステンレス鋼
の脱スケール処理をごく短時間のうちに行うことが可能
であることが確かめられた。 実施例2 ステンレス鋼の酸洗処理において使用した弗硝酸液
(1.3N−HF,2,3N−HNO3の混合液)をイオン交換膜によ
る拡散透析法によって処理し、この弗硝酸液から弗酸と
硝酸とを回収した際に発生する排弗硝酸液を使用した。 この排硝酸液の組成は、HFが0.07N,HNO3が0.10N,Feが
0.57Nの水溶液であり、Feイオンの分率はFe3+が約70
%、Fe2+が約30%であった。 次に、この鉄イオンを含む排弗硝酸液を80℃に加熱
し、圧延のまま(R)および溶体化処理(ST)したSUS3
04ステンレス鋼線材、圧延のまま(R)および溶体化処
理(ST)したSUS316ステンレス鋼線材、ならびに圧延の
まま(R)および焼なまし処理(A)したSUS430ステン
レス鋼線材の亀甲肌処理を行い、その後、亀甲肌状況を
調べた。 この結果は第3図に示すとおりであり、溶体化処理し
たステンレス鋼線材(ST)に対する亀甲肌処理は浸漬時
間に関係なく十分良好に行われることが確かめられ、ス
テンレス鋼線材の伸線性の向上にとって有効であること
が認められた。また、圧延のまま(R)のステンレス鋼
線材に対する亀甲肌処理は1分程度の短時間処理におい
て良好に行われるが、浸漬時間を長くした場合に亀甲肌
の生成状況は弱いものとなっており、焼なまし処理
(A)したSUS430ステンレス鋼線材に対する亀甲肌処理
はあまり良くないものであることが確かめられた。
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によるステンレス
鋼の酸洗処理方法によれば、ステンレス鋼の酸洗処理に
使用した弗硝酸液を回収処理した際に発生する鉄イオン
を含む排弗硝酸液を50〜80℃に加熱してステンレス鋼の
脱スケール処理や亀甲肌処理などの酸洗処理を行うよう
にしたから、従来適当な用途がなく廃棄処分とされてい
たFeイオンを多量に含む排弗硝酸液を使用することによ
って、ステンレス鋼の脱スケールや亀甲肌処理などの酸
洗処理を良好に行うことが可能であり、排弗硝酸液中に
含まれるFeイオンの分率を調整し、Feイオン中のFe3+
オン分率をより多くすることによって脱スケール処理を
より一層効率的に行うようにしたり、Feイオン中のFe2+
イオン分率をより多くすることによって亀甲肌処理をよ
り一層効率的に行うようにしたりすることが可能であ
り、従来廃棄処分とされていた排弗硝酸液の有効活用を
はかることができるとともに、廃棄のための中和処理を
軽減することができるようになるという著しく優れた効
果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はステンレス鋼の酸洗処理に使用した弗硝酸を回
収処理する際に用いられる処理系統の概要を示す説明
図、第2図は実施例1において脱スケール処理を行った
結果を示すグラフ、第3図は実施例2において亀甲肌処
理を行った結果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23G 1/00 - 5/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステンレス鋼の酸洗処理に使用した弗硝酸
    液を回収処理した際に発生する鉄イオンを含む排弗硝酸
    液を50〜80℃に加熱してステンレス鋼の脱スケール処理
    や亀甲肌処理などの酸洗処理を行うことを特徴とするス
    テンレス鋼の酸洗処理方法。
  2. 【請求項2】ステンレス鋼の酸洗処理に使用した弗硝酸
    液を回収処理する方法が、イオン交換膜による拡散透析
    法であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に
    記載のステンレス鋼の酸洗処理方法。
  3. 【請求項3】弗硝酸液を回収処理した際に発生する鉄イ
    オンを含む排弗硝酸液は、HF:0.15N以下、HNO3:0.15N以
    下、Fe:0.3〜1.0Nの水溶液であることを特徴とする特許
    請求の範囲第(1)項または第(2)項に記載のステン
    レス鋼の酸洗処理方法。
  4. 【請求項4】Fe中のFeイオン分率が、Fe3+:50〜80%,Fe
    2+:20〜50%であることを特徴とする特許請求の範囲第
    (3)項に記載のステンレス鋼の酸洗処理方法。
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JPS6035995A (ja) * 1983-08-08 1985-02-23 Secoh Giken Inc 負荷の移動装置
JPS6191003A (ja) * 1984-10-06 1986-05-09 Tokuyama Soda Co Ltd 弗酸の回収方法

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