JP3108629B2 - ステンレス鋼帯の電解酸洗装置ならびにステンレス鋼帯の電解酸洗方法および焼鈍、酸洗方法 - Google Patents

ステンレス鋼帯の電解酸洗装置ならびにステンレス鋼帯の電解酸洗方法および焼鈍、酸洗方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面品質の優れた
ステンレス鋼帯が得られる電解酸洗を実現する装置およ
び表面品質の優れたステンレス鋼帯を得るための焼鈍、
酸洗方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼帯は、冷間圧延後に酸化性
雰囲気で焼鈍されると、表面に酸化スケールが生成する
ため、酸洗を行うのが一般的である。このステンレス鋼
帯の酸洗方法としては、オーステナイト系ステンレス鋼
の場合、中性塩(NaSO4 )電解または溶融塩(NaOH+Na
NO3 )浸漬(以下、「前処理」と略記する)した後、水
洗して硫酸水溶液中で電解酸洗処理を行い、次いで混酸
で酸洗し、さらに水洗したのち、硝酸水溶液中で電解酸
洗処理が行われる(フェライト系ステンレス鋼の場合、
混酸が省略される)。この処理は、例えば図1に示す、
ステンレス鋼帯Sの入側から出側へ順に配置した、前処
理槽1、冷却・洗浄槽2、硫酸電解槽3、水洗・ブラシ
洗浄槽4、硝フッ酸槽5および硝酸電解槽6から成る、
電解酸洗処理ラインにて行われるのが、通例である。
【0003】この電解酸洗処理ラインの電解槽3におい
て、図2に示すように、浸漬ロール7を介して槽内に導
かれたステンレス鋼帯Sは、まずアノード電極8を介し
てアノード電解され、次いでカソード電極9を介してカ
ソード電解されて、表面の酸化被膜が還元溶解されると
ともに、表面が活性化され、引き続く硝フッ酸中で浸漬
処理を行うことにより、脱スケールが行われるのであ
る。
【0004】ところで、この電解酸洗洗浄について、特
開昭56−51599 号公報には、アノード電解およびカソー
ド電解の電解液を同一とする技術が、同様に特開平1−
168900号公報には、アノード電解槽からのオーバーフロ
ー液をカソード電解槽に導くことにより、アノード電解
時のCrイオンの沈殿除去を促進する技術が、それぞれ開
示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】発明者らの調査、研究
によれば、ステンレス鋼帯の電解酸洗処理においては、
前処理である溶融塩処理等で鋼帯表面に付着した溶融塩
成分等(以下、溶融塩成分という)が水洗時にも十分に
除去できずに硫酸電解酸洗槽中に侵入することが、新た
にわかった。そして、硫酸電解酸洗槽中に溶融塩成分が
混入すると、特に脱スケール反応である、カソード還元
反応を阻害して、反応むらを引き起こす結果、鋼帯表面
に「電解むら」と称する欠陥(表面性状の劣化)が発生
する。このように、上述の特開昭56−51599 号や特開平
1−168900号各公報などに開示の従来技術では、溶融塩
成分がカソード電解槽に侵入することを回避できないた
め、こうした欠陥を防止できない不利があった。
【0006】さて、ステンレス鋼帯に対しては、その表
面に光沢を与える必要があるある場合には、光輝焼鈍が
行われるのが普通であり、例えば特開平6−299249号公
報では、再結晶焼鈍、酸洗の後、不活性ガスや還元性ガ
ス、真空中で焼鈍を行う光輝焼鈍を施して、表面光沢の
優れたステンレス鋼帯を製造することが、提案されてい
る。
【0007】ここで、発明者らは、ステンレス鋼帯の表
面光沢には、酸洗後の表面状態が大きく影響することか
ら、上記したカソード還元反応における反応むらを回避
することができれば、表面光沢度の優れたステンレス鋼
帯が得られる可能性があると考えた。これが実現できれ
ば、従来は、光輝焼鈍を行うために、光輝焼鈍ラインを
通板する必要があったり、また、特開平6−299249号公
報のように、再結晶焼鈍の後、酸洗等を行い、さらに光
輝焼鈍を施す必要があったところ、この光輝焼鈍の省略
によって、製造コストの削減が可能となるのである。
【0008】そこで本発明は、上述した、電解酸洗処理
に関わる問題点を解消し得る電解酸洗装置を提供し、ま
たこの電解酸洗装置を使用して優れた表面光沢を有する
ステンレス鋼帯を得るための方法について提案すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわら、本発明は、冷
間圧延後、焼鈍したステンレス鋼帯の脱スケール装置に
おいて、前処理槽および硫酸電解槽を有し、前記硫酸電
解槽は、カソード反応槽とアノード反応槽とを分離独立
させ、かつアノード反応槽−カソード反応槽の順に設置
て構成したことを特徴とするステンレス鋼帯の電解酸
洗装置である。
【0010】また、本発明は、冷間圧延後に焼鈍したス
テンレス鋼帯を、前処理したのち、硫酸電解槽中で酸洗
を行う電解酸洗方法において、前記硫酸電解槽をカソー
ド反応槽とアノード反応槽とに分離独立させ、アノード
反応槽−カソード反応槽の順に電解酸洗することを特徴
とするステンレス鋼帯の電解酸洗方法である。さらに、
本発明は、冷間圧延後のオーステナイト系ステンレス鋼
帯を、980 〜1100℃で仕上げ焼鈍し、次いで溶融塩浸漬
による前処理を行ったのち、アノード反応槽とカソード
反応槽とを分離独立した硫酸電解槽で、アノード反応槽
−カソード反応槽の順に電解酸洗を行うことを特徴とす
るステンレス鋼帯の焼鈍、酸洗方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】発明者らは、ステンレス鋼帯の表
面欠陥について鋭意研究したところ、いわゆる電解模様
と称される、電解反応の不均一による模様欠陥や表面荒
れは、上述のように、硫酸電解酸洗槽中に溶融塩成分が
侵入する結果、特に脱スケール反応であるカソード還元
反応が阻害されるのが一因であることが新たに判明し
た。
【0012】そこで、図3に示すように、硫酸電解酸洗
槽3をアノード反応槽10とカソード反応槽11とに分離独
立し、アノード反応槽10の酸洗液がカソード反応槽11に
混入することを防止すれば、鋼帯に付着していた溶融塩
成分がアノード反応槽10で溶解除去されたのち、カソー
ド反応槽へ侵入し、鋼帯の酸化被膜の還元溶解が溶融塩
成分によって阻害されることを防止できるのである。な
お、12はデフレクタロールである。
【0013】図4には、従来の図2に示した硫酸電解酸
洗槽と、本発明に従う図3に示した硫酸電解酸洗槽のア
ノード反応槽およびカソード反応槽とにおける、ステン
レス鋼帯の処理面積と各酸洗槽中の硝酸イオン濃度につ
いて調査した結果を示す。
【0014】なお、実験条件は、ほぼ同一のプロミック
スであるステンレス鋼帯(板厚0.2〜2.0 mm、板幅700
〜1250mm)を1ヵ月間処理した際の、各酸洗槽中での溶
融塩成分の代表成分である硝酸イオン(NO3 - )濃度を
測定したものである。
【0015】図4に示すように、硫酸電解酸洗槽をアノ
ード反応槽とカソード反応槽とに分離独立することによ
って、カソード反応槽中への反応に有害な硝酸イオンの
侵入を抑制できることが、明らかである。
【0016】また、アノード反応槽10からカソード反応
槽11に到る間で、鋼帯が乾燥するのを抑制することが好
ましい。なぜなら、鋼帯が乾燥することによって、不均
一な酸化被膜が生成され、カソード反応での溶解除去後
も、これが表面模様として残ることがあるためである。
ただし、上述のように、溶融塩成分等が混入したアノー
ド反応槽10の液がカソード反応槽11に混入することは、
極力抑制する必要がある。そこで、アノード反応槽10と
カソード反応槽11との間に、リンスおよび/またはガス
流等によるワイパーを設け、さらに鋼帯表面の乾燥を抑
制するために、ヒューム装置等を設置することが好まし
い。
【0017】さらに、冷間圧延したオーステナイト系ス
テンレス鋼帯を、980 〜1100℃で仕上げ焼鈍し、溶融塩
浸漬の後、硫酸電解酸洗し、さらにフッ酸と硝酸の混合
酸に浸漬し、硝酸電解酸洗を行うに当たり、硫酸電解酸
洗をアノード反応による電解酸洗とカソード反応による
電解酸洗を分離して行うことにより、前述した欠陥がな
くしかも光沢度に優れたステンレス鋼帯を得ることがで
きる。
【0018】というのは、仕上げ焼鈍の温度を980 〜11
00℃とすることによって、脱Cr層の成長を抑制すること
ができるので、光沢度および白色度に不利な、酸洗過程
での粒界侵食を抑制することが可能となり、また電解酸
洗でアノード反応槽とカソード反応槽とを別体とするこ
とによって、カソード反応槽への反応阻害成分(溶融塩
成分)の侵入を抑制できる。この結果、これら複合効果
によって、欠陥のない、光沢度が高いステンレス鋼帯
を、安価かつ効率的に製造することができる。
【0019】すなわち、焼鈍温度が980 ℃未満であると
再結晶が不完全になり、一方1100℃をこえると脱Cr層の
成長により光沢度が低下する。この焼鈍温度とは、焼鈍
時の最高到達板温度を意味する。なお、焼鈍温度が高温
であれば、再結晶が容易に行えるが、高温になるほど光
沢度が低下するため、980 〜1020℃の温度域で10〜30秒
焼鈍を行うことが好ましく、さらに10℃/s以上の速度
で加熱し、50℃/s以上の速度で冷却することが推奨さ
れる。
【0020】ここに、図5に示すように、最高到達板温
度を種々に変化させ、1000℃以上の均熱時間を調整して
焼鈍を施したのち、前述の方法により、酸洗した鋼帯を
調質圧延して得た、ステンレス鋼帯の表面光沢および白
色度について調査した。その結果を図6に示す。図6か
ら、焼鈍温度を1100℃以下としたb群のステンレス鋼帯
が表面性状に優れることがわかる。
【0021】なお、図6に示した白色度は、市販の測色
度計のLab 値を用い、光沢度は、市販の光沢度計のGs
(20°)を用いそれぞれ調査した。
【0022】
【実施例】SUS304系ステンレス鋼帯を、表1に示す種々
の条件にて再結晶焼鈍した後、溶融塩浸漬(NaOH+Na
NO3 ,440 ℃,10〜20秒)後、図3に示した電解酸洗装
置にて硫酸電解(8.0 %H2SO4 ,60℃,25c/dm2 )を行
い、さらにフッ酸:0.8 %と硝酸:6.4 %の混合酸に浸
漬し、その後、硝酸電解(10%HNO3, 25c/dm2 )にて電
解酸洗を行った。また、比較のために、電解酸洗設備に
図2に示した在来のものを使用し、硫酸電解は同一槽内
にてアノード電解酸洗およびカソード電解酸洗を行っ
た。なお、電解条件は、上記実施例と同様とした。かく
して得られたステンレス鋼帯の、再結晶状態、表面欠陥
および表面光沢度について調査した結果を、表1に併記
する。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明の電解酸洗装置を用いることによ
って、電解模様と称される電解反応の不均一による模様
欠陥や表面荒れを防止することができる。また、仕上げ
焼鈍温度を適正に制御することによって、光沢度で表面
荒れのない、優れた表面性状を有するステンレス鋼帯
を、再結晶焼鈍後に光輝度焼鈍を施さずとも得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電解酸洗ラインを示す模式図である。
【図2】従来の電解酸洗装置を示す模式図である。
【図3】本発明の電解酸洗装置を示す模式図である。
【図4】電解槽における硝酸イオン濃度の推移を示す図
である。
【図5】均熱時間と最高到達板温度との関係を示す図で
ある。
【図6】ステンレス鋼帯の表面状態を測定した結果示す
図である。
【符号の説明】
1 前処理槽 2 冷却・洗浄槽 3 硫酸電解槽 4 水洗・ブラシ洗浄槽 5 硝フッ酸槽 6 硝酸電解槽 7 浸漬ロール 8 アノード電極 9 カソード電極 10 アノード反応槽 11 カソード反応槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25F 1/06,7/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷間圧延後、焼鈍したステンレス鋼帯の
    脱スケール装置において、前処理槽および硫酸電解槽を
    有し、前記硫酸電解槽は、カソード反応槽とノード反
    応槽とを分離独立させ、かつアノード反応槽−カソード
    反応槽の順に設置して構成したことを特徴とするステン
    レス鋼帯の電解酸洗装置。
  2. 【請求項2】 冷間圧延後に焼鈍したステンレス鋼帯
    を、前処理したのち、硫酸電解槽中で酸洗を行う電解酸
    洗方法において、前記硫酸電解槽をカソード反応槽とア
    ノード反応槽とに分離独立させ、アノード反応槽−カソ
    ード反応槽の順に電解酸洗することを特徴とするステン
    レス鋼帯の電解酸洗方法。
  3. 【請求項3】 冷間圧延後のオーステナイト系ステンレ
    ス鋼帯を、980 〜1100℃で仕上げ焼鈍し、次いで溶融塩
    浸漬による前処理を行ったのち、アノード反応槽とカソ
    ード反応槽とを分離独立した硫酸電解槽で、アノード反
    応槽−カソード反応槽の順に電解酸洗を行うことを特徴
    とするステンレス鋼帯の焼鈍、酸洗方法。
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