JP3225880B2 - ステンレス鋼の酸洗方法 - Google Patents
ステンレス鋼の酸洗方法Info
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Description
洗方法であって、特に、鉄分濃度によって弗酸と硝酸の
濃度を管理することにより酸洗後の優れた表面性状を得
ることができる硝弗酸浴によるステンレス鋼の酸洗方法
に関する。
イト系またはフェライト系ステンレス冷延鋼帯は、焼鈍
と酸洗を連続して行う。焼鈍は冷延鋼帯が圧延により加
工硬化しているため、これを軟化および再結晶化するこ
とを目的として行われる。そして、酸洗はかかる焼鈍に
より鋼帯の表面に発生した酸化スケールを除去すること
を目的として行われる。
う方法と、水素ガスと窒素ガスの混合ガス雰囲気中で行
う方法がある。水素ガスと窒素ガスの混合ガス雰囲気中
で焼鈍した場合には、ステンレス鋼帯の表面に発生する
酸化スケールはごく薄いために焼鈍処理後の酸洗処理に
は大きな設備を必要としない。しかし、水素ガスは爆発
の危険性があるために保守管理が面倒であったり、作業
安全性を要したり、そして水素ガスが高価であるなどの
条件がある。
気中で行う方法が多く実施されている。しかし、この方
法ではステンレス鋼帯の表面に発生する酸化スケールは
厚く、このままの表面状態では商品として出荷できない
ので、この酸化スケールを除去するために大きな酸洗設
備が必要となる。
レス冷延鋼帯の酸化スケールを除去する酸洗方法には、
従来からはNaOH、NaNO3 を主成分とする溶融アルカリ塩
浴に浸漬するソルト処理を行い、次にNa2SO4水溶液中に
て陽極電解処理をする中性塩電解を行い、そして仕上げ
処理として硝酸と弗酸を含む硝弗酸浴に浸漬する方法を
採用している。また、最近では上述のようなソルト処理
を省略して中性塩電解と硝弗酸浴に浸漬する方法が用い
られている。このようにステンレス鋼帯の仕上げ酸洗方
法として硝弗酸浴に浸漬する方法が現在最も一般的に用
いられている方法である。
肌荒れ (孔食) を防止するため、硝弗酸浴中の硝酸の濃
度をもとに弗酸の限界濃度を把握する方法や、特開昭54
−69526 号公報では、遊離弗酸の濃度を測定し、酸洗液
の濃度を管理する方法が提案されている。これらの方法
は、スケールを除去するために弗酸の濃度を管理すると
いう点では優れているが、表面品質、不働態化を考えて
硝酸濃度も同時に管理する点までは含まれていない。
ンレス鋼の延べ処理表面積と溶存鉄量の関係を調べ、溶
存鉄量の増加率をもとに硝酸、弗酸各々の補給量を決定
する方法が提案されている。この方法は硝弗酸浴中の溶
存鉄量の増加率により硝酸、弗酸を適量補給することに
より、酸洗不良品の発生を防止する点では優れている
が、本発明のように比較的高い濃度範囲を対象とする場
合には不十分であるといった問題点があった。
弗素イオン、第2鉄イオンの濃度を自動的に分析する方
法が提案されており、この点においては優れているが、
具体的に適切に管理する濃度範囲が示されていない。
性状や光沢を有するステンレス冷延鋼帯を得るための仕
上げ酸洗の技術を確立することが目的である。本発明の
具体的な目的は、優れた表面性状となるような硝酸と弗
酸の濃度を鉄分濃度によって設定できる硝弗酸浴による
酸洗方法を提供することにある。
ナイト系ステンレス冷延鋼帯の硝弗酸浴浸漬処理におけ
る硝酸と弗酸の濃度条件について詳しく検討を重ねた結
果、優れた表面性状を得るための硝酸と弗酸の濃度条件
は硝弗酸浴に溶解している鉄濃度によって大きく影響さ
れ、鉄濃度に応じた最適条件が存在することを知り、本
発明に至った。
と3.0 〜7.0 %の硝酸を含む硝弗酸浴を用いるステンレ
ス鋼の酸洗方法であって、下記(1) 式で示される条件下
で硝弗酸浴を使って行う酸洗において、該硝弗酸中に存
在する鉄分濃度の増加に応じて、硝酸濃度および弗酸濃
度を下記の(2) 式を満足する条件下で酸洗を行い、鉄分
濃度が4%を越えたとき、浴を更新することを特徴とす
るステンレス鋼の酸洗方法である。
濃度および弗酸濃度ならびに鉄濃度を下記手順で求めて
もよい。
の検量線を求めること。 (ii)硝弗酸浴の水素イオン濃度および未解離弗酸濃度を
上記検量線によって求めること。 (iii) 水素イオン濃度から弗酸濃度を除することで遊離
硝酸濃度を求めること。
線によって求めること。 (v) 求めた鉄濃度に応じて、上記硝酸濃度および弗酸濃
度が前記(1) 、(2) 式を満足するか否を確認し、満足し
ない場合には、硝酸濃度および/または弗酸濃度を変更
すること。
付図面を参照しながら、ステンレス鋼としてオーステナ
イト系ステンレス鋼を例にとって説明するが、他のステ
ンレス鋼についても同様である。なお、本明細書におい
て「%」は特にことわりがない限り「重量%」である。
弗酸 0.5〜2.0 %、硝酸 3.0〜7.0%である。すなわ
ち、弗酸について、0.5 %未満の場合、スケール不良が
見られ、一方2.0 %超では過酸洗による肌荒れが見られ
る。好ましくは、1.0 〜1.9 %である。
ケール不良が見られ、7.0 %超の場合には操業効率の低
下が生じる。好ましくは、3.5 〜6.0 %である。鉄濃度
によって、好適酸洗条件が大きく異なっていることが分
かる。しかも、鉄濃度は絶えず変化しており、それに伴
って酸洗条件を常に最適条件に調整しておく必要があ
る。
弗酸浴浸漬による酸洗方法において、鋼帯表面に優れた
表面性状と光沢性を持たせる仕上げ酸洗の条件として、
上述の式(1) を採用するとともに、そのような硝酸と弗
酸の濃度をさらに鉄分濃度変化に追随してさらに限定す
るのである。
ト系ステンレス冷延鋼帯を上記(1)式の範囲外での硝酸
および弗酸の濃度の硝弗酸浴に浸漬した場合には、次の
ような現象が考えられる。
くした場合には、脱スケールが速く進むが母材まで侵さ
れるために表面に肌荒れを生じ、また不働態化が十分に
促進されない。弗酸濃度を低くし硝酸濃度を高くした場
合には、高価な弗酸を節約でき作業費を安くできるが、
脱スケールを促進することができず、また硝酸濃度が高
いために不働態化が進み、脱スケールが行われにくい状
況となる。
の濃度を設定することにより脱スケールおよび不働態化
を共に促進させることが可能となる。本発明において
は、しかしながら、このようにしてオーステナイト系ス
テンレス冷延鋼帯を酸洗した際に生じる断えず増加する
鉄分により酸洗が妨げられるので、これを防止するため
に鉄分濃度に応じて硝酸および弗酸の濃度を順次設定す
るのである。
上の管理を考えて、0〜1%、1〜2%、2〜3%そし
て3〜4%の範囲に分けて酸洗条件を規定する。すなわ
ち、(2) 式に示すように、鉄分濃度に応じて、酸洗最適
条件が大きく変化するのである。
す。図1(a) ないし (d)は、それぞれ、 0<[Fe]≦1のときn=1.22 1<[Fe]≦2のときn=2.27 2<[Fe]≦3のときn=2.57 3<[Fe]≦4のときn=3.09 のときの本発明において使用する硝弗酸浴中の硝酸濃度
および弗酸濃度条件、つまり先述の(1) および(2) 式の
範囲を示すグラフである。なお、[Fe]>4のときには硝
弗酸酸洗液を更新するが、通常は1/4 廃酸によりFe分の
除去を同時に行うことから、そのような更新は2回/年
だけ行えばよい。
してどのように求め、それにより得られた濃度をもって
如何に上述のような酸洗条件の制御を行うかについて説
明する。本発明の好適実施態様にあっては、上記酸浴中
の硝弗酸ならびに鉄濃度を下記手順で求める。
るための装置の概略図であり、図中、連続して設けられ
た二つの酸洗槽2には所定の硝弗酸浴が準備されてお
り、それぞれ硝弗酸リザーブタンクに接続されていて、
絶えず補給が行われる。ステンレス鋼帯1はリンガーロ
ール4を経て槽内への出入りが規制され、シンクロール
3によって酸洗浴への浸漬が制御される。
装置が設けられており、絶えず硝酸濃度、弗酸濃度、さ
らには鉄濃度がモニターされており、そのときの鉄濃度
に応じた最適条件が設定されるようになっている。な
お、図示していないが、硝酸濃度、弗酸濃度の調整はそ
れぞれの酸の投入、蒸留水による希釈によって行うこと
ができる。
液A (HNO3:1.570%、HF:0.500%) を1ml入れる。ここ
で、水素イオン電極と比較電極の電位差EH +を、水素イ
オン電極と弗化物イオン電極の電位差EHFを測定する。
ml、校正液B(HNO3:17.320%、HF:5.500%) を1ml入
れ、上記と同様にEH + 、EHFを測定する。 (c) (a) (b) の測定結果より、EH + と水素イオン濃
度、EHFと未解離弗酸濃度の関係から水素イオン濃度と
未解離弗酸濃度の検量線を引く (図3参照) 。
を1ml入れて、EH +とEHFを測定する。測定数値を先の
検量線に挿入し水素イオン濃度、未解離弗酸濃度に換算
する。 (3) 遊離硝酸濃度は水素イオン濃度から弗酸濃度を除し
た値とする。
nmで吸光度を測定する。 (b) 同様に校正液C[Fe(NO3)3・9H2O:Fe分4%、HF:2.
174 %] 0.5ml 、呈色液 (硝酸アルミニウム、スルホサ
リチル酸、硫酸)150mlを入れて、吸光光度計にて波長52
0 nmで吸光度を測定する。 (c) 上記の測定結果より、吸光度と鉄分濃度の関係から
検量線を引く( 図3参照) 。
吸光光度計にて波長 520nmで吸光度を測定し、測定数値
を先の検量線に挿入し鉄分濃度に換算する。ここに、水
素イオン、弗酸、鉄分の濃度演算式は次の通りである。
サンプリングした10点のイオン電位 (HF、H+ 、Fe+ )
の最大値、最小値を除いた8点より平均を求めて代表値
として、以下の演算式に代入する。
一連の酸洗方法の仕上げ酸洗の段階に行ってもよい。ま
た、本発明にかかる硝弗酸処理だけを行ってもよい。
( 板厚1.0 mm、SUS304) を大気焼鈍炉によって在炉時間
70秒、鋼板温度1100℃で連続焼鈍を行い、酸化スケール
に被われた鋼帯を供試料とした。
解処理をする中性塩電解を行い、次に図2に示すステン
レス鋼帯の脱スケール装置で、鉄分濃度によって硝酸と
弗酸の濃度を管理している硝弗酸浴に浸漬し脱スケール
性を評価した。
示す。なお、各図中における脱スケール判定結果は、完
全に脱スケールが完了した代表サンプルと対比した目視
判定の結果である。図中の記号は、次の判定基準による
ものである。
<[Fe]≦1、1<[Fe]≦2、2<[Fe]≦3、3<[Fe]≦
4のときに相当する。
が大幅に変わることが分かる。いずれの場合にも、本発
明にかかる(1) および(2) 式を満足する範囲においては
良好な結果が得られる。参考までに従来技術における代
表的管理値を図中「*」印で示す。
延鋼帯に優れた表面性状と光沢性を持たせるための酸洗
条件、すなわち硝酸と弗酸の濃度を設定できるもので、
かつ酸洗を阻害する鉄分濃度によって最適な硝酸と弗酸
の濃度を設定できる。
た場合には、弗酸、硝酸の濃度を高くする方向で補給し
ていたのが、本発明によれば、鉄分濃度との相関より弗
酸、硝酸の濃度を調整するようにしてからは、酸の原単
位が改善されている。上記の実施例から明らかなよう
に、本発明により次のような効果をあげることができ
た。
酸濃度の設定が、従来法に比べ確実になった。 (ロ) 酸洗を妨げる鉄分の濃度により、最適な硝酸濃度と
弗酸濃度が設定でき、スケール残りの発生を防止し、優
れた表面性状と光沢性を有するステンレス鋼を得ること
ができる。
度と弗酸濃度の設定範囲が大きく変化することを示すグ
ラフである。
ある。
明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 0.5 〜2.0 %の弗酸と3.0 〜7.0 %の硝
酸を含む硝弗酸浴を用いるステンレス鋼の酸洗方法であ
って、下記(1) 式で示される条件下で硝弗酸浴を使って
行う酸洗において、該硝弗酸中に存在する鉄分濃度の増
加に応じて、硝酸濃度および弗酸濃度を下記の(2) 式を
満足する条件下で酸洗を行い、鉄分濃度が4%を越えた
とき、浴を更新することを特徴とするステンレス鋼の酸
洗方法。 [HF]=0.163 ×[HNO3]+m (0<m<0.98) ・・・・・(1) [HF] :硝弗酸浴中の弗化水素酸の濃度 (%) [HNO3]:硝弗酸浴中の硝酸の濃度 (%) m :可変定数 [HF]>−0.24×[HNO3]+n ・・・・・(2) 0<[Fe]≦1のときn=1.22 1<[Fe]≦2のときn=2.27 2<[Fe]≦3のときn=2.57 3<[Fe]≦4のときn=3.09 [Fe]:硝弗酸浴中の溶存鉄分濃度 (%)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05344297A JP3225880B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | ステンレス鋼の酸洗方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP05344297A JP3225880B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | ステンレス鋼の酸洗方法 |
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JPH10245687A JPH10245687A (ja) | 1998-09-14 |
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---|---|---|---|
JP05344297A Expired - Lifetime JP3225880B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | ステンレス鋼の酸洗方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3225880B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3321394A4 (en) * | 2015-07-08 | 2018-05-16 | JFE Steel Corporation | Process and equipment for producing cold-rolled steel strip |
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---|---|---|---|---|
JP6041079B1 (ja) * | 2015-07-08 | 2016-12-07 | Jfeスチール株式会社 | 冷延鋼帯の製造方法及び製造設備 |
-
1997
- 1997-03-07 JP JP05344297A patent/JP3225880B2/ja not_active Expired - Lifetime
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