JP3387051B2 - 溶融塩組成物およびその補給方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼など
の金属表面に生成する酸化スケールの除去などのために
用いる溶融塩組成物とその補給方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼などのＣｒを多量に含む耐
食合金は、焼鈍や熱間圧延工程で酸に溶けにくいＣｒ₂
Ｏ₃ などのＣｒ含有酸化物が表面に形成される。そこ
で、これら合金の脱スケール（デスケール）工程では、
酸浸漬や電解酸洗に加え、５００℃程度に加熱された酸
化性アルカリ溶融塩に浸漬する手法（通称「ソルト処
理」）が併用されている。例えば冷延鋼板の焼鈍後の脱
スケールは、酸化性アルカリ溶融塩に浸漬した後に、硝
酸電解あるいは硝弗酸浸漬を施すことが多い。これは、
酸に不溶な共有結合性結晶であるＣｒ₂ Ｏ₃ などが、酸
化性アルカリ溶融塩と反応して、酸に溶解可能なイオン
性結晶であるＮａ₂ ＣｒＯ₄ などに変化するためであ
る。このようなスケール改質反応を効率よく進行させる
溶融塩組成物として、従来よりＤＧＳソルトと呼ばれる
ＮａＮＯ₃ ：９〜１５％、ＮａＣｌ：５〜１５％、ＫＯ
Ｈ：８〜２０％、ＮａＯＨ：５０〜７８％より成る溶融
塩が標準的に広範囲に利用されている。

【０００３】ところで、溶融塩は酸などの水溶液に比較
して粘度が高いため、工業規模の生産では鋼材に付着し
て溶融塩が浴外に持ち出される量が多く、これを補うた
めの補給用薬液が処理コストの大半を占めている。そこ
で、溶融塩の粘度を下げ、鋼材と共に持ち出される溶融
塩の量を低減することを目的として種々の開発が進めら
れてきた。例えば特開昭５８−１２６９９３号公報に
は、ＮａＮＯ₃ ：１０〜４０％、ＫＯＨ：５〜２０％、
不純物であるＮａ₂ ＣＯ₃ を２％以下に規定した溶融塩
組成物が開示されている。また特開昭６０−１２１２８
５号公報には、ＮａＮＯ₃ ：２０〜４０％、ＮａＣｌ：
５〜１５％、ＮａＯＨ：５０〜７０％で、残部が不可避
的不純物である溶融塩組成物が開示されている。前者は
ＤＧＳソルトに対してＮａＣｌ無添加と不純物Ｎａ₂ Ｃ
Ｏ₃ 濃度の抑制で、後者はＫＯＨ無添加で、溶融塩の粘
度を低下させることを指向した技術である。

【０００４】ところが本発明者は、ＮａＯＨとＮａＮＯ
₃ の混合溶融塩にＫＯＨを添加すると、スラッジ（溶融
塩内にスケール改質反応に伴って生じる微粉状の固形
物、溶融塩内を浮遊していて、一部は堆積固化する）の
発生量が増加する傾向があること、しかもスラッジを除
去しないで放置しておくと溶融塩を入れた槽の下部に堆
積し硬く固まってしまうことを知見した。槽に堆積した
スラッジが鋼材と接触するようになると、鋼材にキズが
生じたりスケール改質反応を阻害することになり好まし
くない。また、ＮａＯＨとＮａＮＯ₃ の混合溶融塩にＮ
ａＣｌを添加すると、溶融塩を入れている普通鋼製の槽
が腐食侵食されやすくなるとを知見した。スケール改質
用の溶融塩は５００℃程度で使用しており、ポンプなど
を用いて塩を抜き取り、槽を部分補修するなどの作業は
事実上不可能であり、槽の寿命は出来るだけ長いことが
望ましい。普通鋼に変えてステンレス鋼などの耐食合金
を使用することも考えられるが、合金中のＣｒ成分が選
択溶解するため耐食合金の使用は不可能である。従っ
て、Ｃｒを含まない普通鋼を長期間利用できるような工
夫が重要となる訳である。

【０００５】ところで、鋼材に付着して持ち出された溶
融塩を補給する際には、ＮａＯＨやＮａＮＯ₃ など溶融
塩組成に調合した混合塩を予め溶融混合し、これを冷却
固化して製造したフレーク状の固体を浴に投入するのが
一般的である。しかし、ＮａＯＨを主成分とする混合ア
ルカリ塩は潮解性が高く、空気中に放置した場合、水分
を吸収しフレーク状の粒子同士がくっつくため、ホッパ
ーやフィーダーにより自動供給することは難しく、バッ
チ式の投入が広く行われている。しかし、室温の固形物
を５００℃程度の溶融塩に一時に投入すると浴温が低下
し、溶融塩浴の再加熱が必要となり、この間操業が停止
するという弊害が生じる。

【０００６】このようなバッチ投入の不都合を解決する
ため、自動連続投入技術が開発されている。例えば特開
昭５９−１１８８９０号公報には、アルカリ金属水酸化
物、アルカリ金属硝酸塩などの溶融物を構成する塩を均
一に溶解した混合水溶液を作製しておき、この水溶液を
自動供給する方法が開示されている。同じく特開平１０
−１２１２７８号公報には、溶融塩を構成する塩の内、
アルカリ金属水酸化物のみが水溶液で、それ以外の硝酸
塩や塩化物などは固体で投入する方法が開示されてい
る。

【０００７】ところで、工業薬品としてＮａＯＨとＫＯ
Ｈは水溶液状態で、ＮａＮＯ₃ とＮａＣｌはフレーク状
あるいは顆粒状の固体で市販されているのが通常であ
り、価格も安い。従って、特開昭５９−１１８８９０号
公報記載の補給方法では、図１に示すように、混合溶液
を蓄えるタンク２９や溶融塩槽への投入装置のスプレー
ノズル２以外に、ＮａＯＨとＫＯＨの受け入れタンク５
ａ，５ｂ、ＮａＮＯ₃ とＮａＣｌの受け入れホッパー２
４ａ，２４ｂ、各薬品の秤量装置２６と混合槽２７、固
体試薬の搬送装置２５、これら固体試薬を扱い装置を乾
燥させ試薬の潮解を防ぐ工夫（乾燥空気２２、乾燥雰囲
気２３、乾燥装置２１）が必要となる。

【０００８】特開平１０−１２１２７８号公報記載の補
給方法では、潮解性の高いＮａＮＯ ₃ を連続投入できる
特殊な装置や、長期保存できる乾燥機能付きのホッパー
などが必要となってくる。いずれの補給方法でも、単に
溶液タンクを設置し水溶液をポンプで搬送し浴上面で噴
霧するだけの設備ではなく、図１に示すように、固体試
薬保管、秤量、混合などの周辺装置に大きな投資が必要
となるという課題を抱えている。さらにＮａＮＯ₃ は酸
化性の危険物であり、固体で保管するには火災などに対
する安全防災管理を徹底する必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、溶
融塩組成物に関しては、ＮａＯＨとＮａＮＯ₃ の混合溶
融塩に対して、ＮａＣｌなどのアルカリ金属塩化物とＫ
ＯＨの添加濃度を制御することが溶融塩としての基本で
ある。しかし、高い脱スケール性、鋼材に付着して持ち
出される量の低減、低いスラッジ発生率、設備維持管理
の容易さに対してトータルバランスに優れる溶融塩組成
物は見出されていないのが現状である。一方、補給方法
に関しては、固体試薬の長期保管や液体試薬との混合槽
などを大規模な付帯設備を必要としない、小規模な設備
で連続自動補給が可能な方法は見出されていないのが現
状である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決すべく溶融塩浴の組成を変えたり、塩の補給方
法を種々検討した結果、溶融塩組成物に関しては、Ｎａ
ＯＨとＮａＮＯ₃ の混合溶融塩に対して、アルカリ金属
塩化物とＫＯＨの添加濃度を適切に制御することで、高
い脱スケール性、持ち出し量の低減、低いスラッジ発生
率、設備維持管理の容易さを共に達成できることと、小
規模な設備で連続自動補給方法を見出すことに成功し
た。

【００１１】本発明の要旨は、以下の通りである。 （１）質量％にて、ＫＯＨが０．２％以上５％未満、ア
ルカリ金属塩化物が０．２％以上５％未満、アルカリ金
属硝酸塩が７．５％以上５０％以下、残部がＮａＯＨお
よび不可避的不純物からなることを特徴とする溶融塩組
成物。（２）上記（１）に記載の 溶融塩組成物の補給に際し、
溶融塩を構成しているアルカリ金属水酸化物およびアル
カリ金属塩ごとに別々の水溶液を作製しておき、それぞ
れ別々の投入口から浴に添加することを特徴とする溶融
塩組成物の補給方法。 （３）アルカリ金属水酸化物の水溶液と硝酸を水溶液状
態で反応させることで、アルカリ金属硝酸塩を含む水溶
液を作製することを特徴とする上記（２）に記載の溶融
塩組成物の補給方法。 （４）溶融塩のアルカリ金属硝酸塩の補給に際して、硝
酸を溶融塩浴に直接噴霧することにより、浴内でアルカ
リ硝酸塩を生成させることを特徴とする上記（２）に記
載の溶融塩組成物の補給方法。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の範囲の限定理由
について述べる。 （溶融塩組成物の成分範囲の限定理由）アルカリ金属塩
化物は、Ｃｒ酸化物を主成分とする酸化スケールの改質
能力を高める作用と、鋼材に付着して持ち出される溶融
塩の量を低減させる作用がある。ここで酸化スケールの
改質とは、酸に溶け難いスケールが酸に溶け易くなる性
質の変化を意味している。アルカリ金属塩化物の添加量
が少ない場合、温度を高めても鋼材に付着して持ち出さ
れてしまう溶融塩の量が多くなってしまうばかりか、脱
スケール能力が低下してしまう。そこで、アルカリ金属
塩化物は０．２％以上の添加とした。一方、アルカリ金
属塩化物を過度に添加すると、脱スケール能力は高いも
のの、普通鋼への侵食作用が増し、槽を構成する普通鋼
の耐久性が低下してしまうという問題が生じる。そこ
で、アルカリ金属塩化物は５％未満の添加に限定した。

【００１３】本発明では、アルカリ金属塩化物を構成す
るアルカリ金属の種類は特に規定しない。これは、金属
の種類が変わってもその作用に大差はなく、むしろＣｌ
−イオン（塩化物イオン）濃度が現象を支配しているた
めである。しかし、工業試薬としてのコスト面や取り扱
いの容易さといった観点から、ＮａＣｌあるいはＫＣｌ
の使用が望ましい。しかし、ＬｉＣｌ，ＲｂＣｌ，Ｃｓ
Ｃｌを用いることも可能である。これに対してアリカリ
土類金属や遷移金属の塩化物は、アルカリ金属塩化物に
比べて塩基性が弱く脱スケール性が低下する。このた
め、アルカリ金属の塩化物に限定した。

【００１４】ＫＯＨは、鋼材に付着して溶融塩が持ち出
される量を低減する効果がある反面、スラッジ生成を促
進する作用がある。スラッジは槽内に堆積して固化し、
鋼材を疵付けたり、鋼材に付着してスケール改質反応を
阻害することがある。従ってＫＯＨは少量の添加は好ま
しいが、過度の添加は避けるべきである。そこで、ＫＯ
Ｈは０．２％以上５％未満に規定した。また、アルカリ
金属塩化物とＫＯＨを共に０．２％以上５％未満に規制
することで、スケール改質特性向上、鋼材の溶融塩持ち
出し量の抑制、スラッジ生成量の抑制、普通鋼への侵食
抑制の各特性に優れた溶融塩を得ることができる。

【００１５】アルカリ金属硝酸塩はアルカリ溶融塩中に
おいて酸化作用を示し、スケール改質反応速度を高める
作用がある。この濃度が少ないと反応に時間がかかる。
逆に過度にアルカリ金属硝酸塩を添加すると、鋼材に付
着して持ち出される溶融塩の量が増す。そこで、７．５
％以上５０％以下に規定した。また、本発明ではアルカ
リ金属硝酸塩を構成するアルカリ金属の種類は特に規定
しない。これは、金属の種類が変わってもその作用に大
差はなく、むしろＮＯ ₃ −イオン濃度が現象を支配して
いるためである。しかし、工業試薬としてのコスト面や
取り扱いの容易さといった点から、ＮａＮＯ₃ あるいは
ＫＮＯ₃ の使用が望ましい。しかし、ＬｉＮＯ₃ ，Ｒｂ
ＮＯ₃ ，ＣｓＮＯ₃ を用いることも可能である。これに
対して、アリカリ土類金属や遷移金属の塩化物は、アル
カリ金属塩化物に比べて塩基性が弱く脱スケール性が低
下する。このため、アルカリ金属の塩化物に限定した。

【００１６】ＮａＯＨはアルカリ溶融塩の主成分であ
る。ＮａＯＨは高温溶融状態では、普通鋼は侵食しない
がＣｒ酸化物のみを優先的に改質する作用を有する。そ
こで、本発明の溶融塩はＮａＯＨを主成分とすることと
規定した。

【００１７】また、本発明でいう不可避的不純物とは、
ＮａＯＨ，ＫＯＨ，ＮａＮＯ₃ ，ＮａＣｌ，ＨＮＯ₃ な
どの工業試薬を製造する工程で不可避的に混在してしま
う無機・有機物、これら工業試薬を水溶液化する時など
に混入する物質などに加え、溶融塩が大気と反応して不
可避的に生じてしまうＮａ₂ ＣＯ₃ も含む。

【００１８】また、本発明では溶融塩の温度は特に規定
しないが、脱スケール性と鋼材による溶融塩の持ち出し
量を低減するという点で、４１０℃以上での使用が望ま
しく、４８０〜５１０℃が最も好適である。５１０℃を
超えると、脱スケール性は向上するものの溶融塩の分解
が起こり、塩の劣化が起こるため好ましくない。

【００１９】（溶融塩補充方法の限定理由）溶融塩組成
物の補給に際し、溶融塩を構成しているアルカリ金属水
酸化物およびアルカリ金属塩ごとに別々の水溶液を作製
しておき、それぞれを別々の投入口から浴に添加するこ
とにより、固体試薬の長期保管や試薬同士の混合を行う
槽を必要としない補給装置を設備化することが可能とな
る。すなわち本発明によれば、液体試薬はそれぞれ専用
のタンクに受け入れる。購入する試薬の濃度を決めてお
けば、受け入れ後に濃度調整を行う必要はない。一方、
固体試薬はホッパーにて受け入れ後、潮解し取り扱いが
困難になる前にタンクに投入して所定量の水と混合すれ
ば、目的とする濃度の水溶液を作製することができる。
すでに水溶液が入っているタンクに固体試薬と所定量の
水を追加することも可能である。そして、水溶液状態の
薬剤をポンプにて搬送し、溶融塩浴の上方から、それぞ
れの薬剤ごとに別々の投入口から浴に添加することによ
り、混合槽に加え固体試薬の長期保管を必要としない小
規模な設備とすることが可能である。仮に、溶融塩組成
と同じモル比で各塩を含む均一水溶液を作製し、溶融塩
浴に混合水溶液を補充する方法では、常に各試薬を別々
に貯蔵しておく必要があり、各試薬を所定濃度に混ぜる
混合槽に加え、貯蔵タンクや潮解性固体の長期保存が可
能な乾燥機能付きのホッパーなどが必要となる。

【００２０】また、溶融塩を構成する成分を別々に水溶
液化しておくことにより、これら水溶液が保管中に劣化
し濃度が変化した際にも、その劣化シロを見込んで多め
に噴霧することで、溶融塩の組成は常に一定に保つこと
が可能となる。溶液の劣化としては、アルカリ塩や水酸
化物は、 ２ＮａＯＨ＋ＣＯ₂ → Ｎａ₂ ＣＯ₃ ＋Ｈ₂ Ｏ のように空気中の炭酸ガスの影響で中和され、有効アル
カリ濃度が低下する可能性がある。同様に、融解状態の
溶融塩も水溶液と同様に、上記の反応式でアルカリ水酸
化物が選択的に消費される可能性がある。溶融塩を構成
する成分を別々に水溶液化しておき、別々の投入口から
添加することで、このような特定の成分だけの消費を補
うことが可能となる。

【００２１】ところで、ＮａＮＯ₃ などのアルカリ金属
硝酸塩は潮解性が強く、たとえ受け入れ後すぐに水に溶
解するとしても、取り扱い機器は定期的な清掃や乾燥機
能が必要となる。そこで、アルカリ金属水酸化物の水溶
液と硝酸を原料として受け入れ、それらを水溶液状態で
反応させることで、アルカリ金属硝酸塩を含む水溶液を
直接作製することにより、潮解性のあるアルカリ金属硝
酸塩を全く扱わなくなるため、上述の製造や乾燥などの
付帯作業や設備をなくすことが可能である。本発明の方
法を、アルカリ金属水酸化をＮａＯＨとして考えると、 ＮａＯＨ＋ＨＮＯ₃ →ＮａＮＯ₃ ＋Ｈ₂ Ｏ の反応により、水溶液状態のＮａＯＨ水溶液と硝酸（Ｈ
ＮＯ₃ ）から、ＮａＮＯ ₃ 水溶液を直接製造することが
できる訳である。このように本発明の方法によれば、固
体のアルカリ硝酸塩試薬を受け入れることなく、アルカ
リ金属硝酸塩の水溶液を得ることができる。さらに、溶
融塩の硝酸塩の補給に際して硝酸を溶融塩浴に直接噴霧
することにより、浴内でアルカリ硝酸塩を生成させるこ
とで、上記のアルカリ金属水酸化物と硝酸の貯蔵タンク
や混合反応槽を省略し設備を小規模化できる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。 （実施例１）溶融塩組成物についての実施例を示す。表
１（表１〜３）に示す組成の溶融塩を作製し、スケー
ル改質特性、鋼材の溶融塩持ち出し量、スラッジ生
成量、普通鋼への侵食特性、を調査した。Ｎｏ．の欄
に＊を付けたものが本発明の実施例であり、それ以外が
比較例である。なおこの表において、 No.７と４３、N
o.１０と３２、 No.２１と２９は同じ試験の結果である
が、表１（表１〜３）内での相互比較を見やすくする意
味で２重に記載した。同じく No.１８、４０、５９も同
じ試験結果である。溶融塩は市販の固体試薬を秤量混合
し、縦７５mm×横７５mm×深さ１５０mmの普通鋼製の容
器に入れ、電気炉で５００℃に加熱・溶解した。スケー
ル改質特性は、幅４５mm×長さ４５mm×厚さ１mmのＳＵ
Ｓ３０４大気焼鈍板（１１５０℃×３０秒、空冷）を、
溶融塩に６０秒浸漬した後に１９０ｇ／ＬのＨＣｌ（０
℃）に３００秒浸漬した際の、溶融塩浴とＨＣｌ浴での
合計の質量変化を溶削量に換算して評価した。質量変化
を溶削量に換算する際には、スケールが溶解や剥離して
質量変化が生じた場合であっても、比重７．８５として
計算した。

【００２３】鋼材による溶融塩持ち出し量は、上述した
試験片を溶融塩から引き上げた際の質量と、水で溶融塩
を洗い流した際の質量の差から求めた。スラッジ生成量
は、上述した試験片を２５枚浸漬処理した後に、溶融塩
を冷却固化させて、これを７０℃の水に溶解・濾過した
際の水に溶けなかった沈殿物の重さで評価した。なお２
５枚の浸漬処理は１枚づつ行い、１枚の試験片の浸漬時
間は３分とした。普通鋼への侵食特性は、溶融塩にＳＳ
４００の板（縦１００mm×幅３５mm）を半浸漬し、１ヶ
月（３０日）間放置した後の質量変化から算出した。こ
の腐食試験のみ、溶融塩を６５０℃に加熱した加速試験
を実施した。なお質量変化は、沸騰２０％クエン酸アン
モニウム水溶液に浸漬して酸化スケールを除去した後に
行った。通常、溶融塩槽の穴あき腐食は、バーナーチュ
ーブは排気ダクトなどで加熱されている部分でのみ起こ
る。このため溶融塩の常用温度ではなく、より高温の６
５０℃で試験を実施した。高温での試験のため溶融塩の
分解反応が起こるが、本実施例の結果はこれも加味した
実使用状態に近い結果である。

【００２４】まず図２に、デスケール性に及ぼすＮａＮ
Ｏ₃ 濃度の影響を示す。この図から分かるように、Ｎａ
ＮＯ₃ 添加と共に溶削量が向上し、脱スケール性が増
す。特に、ＮａＮＯ₃ 無添加に比較して顕著に溶削量が
向上するのは、７．５％以上のＮａＮＯ₃ 濃度の場合で
ある。また、表１（表１〜３）の No.５９〜６３に示す
ように、ＮａＮＯ₃ に変えてＫＮＯ₃ ，ＬｉＮＯ₃ を使
用しても、 No.５９のＮａＮＯ₃ の場合とほぼ同様の溶
削量を得ることができている。このことから、アルカリ
金属硝酸塩の添加により脱スケール性を確保できること
が分かる。従って以上の結果を総合すると、溶融塩とし
てはアルカリ金属硝酸塩を７．５％以上添加する必要の
あることが分かる。

【００２５】図３に、溶削量と溶融塩の持ち出し量に及
ぼすＮａＣｌ濃度の影響を整理した結果を示す。脱スケ
ール性はＮａＣｌ濃度と共に向上することが分かる。ま
た、持ち出し量はＮａＣｌ濃度と共に少なくなる。特
に、ＮａＣｌを０．２％以上添加することにより、無添
加浴に比較して、格段に脱スケール性と溶融塩持ち出し
特性に優れる溶融塩となることが分かる。

【００２６】図４に、スラッジ発生量と普通鋼の腐食速
度に及ぼすＮａＣｌ濃度の影響を整理した結果を示す。
ＮａＣｌ濃度が高くなるほどスラッジ発生量、腐食量共
に増加している。しかし腐食速度に着目すると、５％を
超えると腐食が極めて激しくなっており、普通鋼製の溶
融塩浴の耐久性を確保するには、ＮａＣｌ濃度を５％未
満に規制する必要があることが分かる。また、表１（表
１〜３）の No.５９〜６３に示したように、ＮａＣｌに
変えてＫＣｌ，ＬｉＣｌを使用しても、 No.５９のＮａ
Ｃｌの場合と溶削量、持ち出し量、スラッジ生成量、腐
食速度のいずれもがほぼ同様の値である。このことか
ら、アルカリ金属塩化物の添加により上記のＮａＣｌ添
加と同様の効果を得ることが可能であることが分かる。
以上より、デスケール性に優れ、溶融塩の持ち出し
が少なく、普通鋼への侵食が少ない溶融塩組成として
は、アルカリ金属塩化物の濃度が０．２％以上５％未
満、アルカリ金属硝酸塩の濃度が７．５％以上とする必
要のあることが分かる。

【００２７】図５に、脱スケール性と溶融塩持ち出し特
性に及ぼすＫＯＨ添加量の影響を整理した結果を示す。
ＫＯＨの添加に伴い脱スケール性は殆ど変わらないもの
の、溶融塩の持ち出しが軽減することが分かる。特に、
ＫＯＨ無添加のものに比べて、０．２％以上のＫＯＨ添
加で持ち出し量を極めて低減できることが分かる。図６
に、スラッジ生成量と普通鋼への侵食性に及ぼすＫＯＨ
添加量の影響を整理した結果を示す。腐食速度はＫＯＨ
濃度に殆ど依存しないものの、スラッジ生成量はＫＯＨ
濃度が５％を超えると著しく増加することが分かる。以
上より、脱スケール性に優れ、溶融塩の持ち出しが
少なく、スラッジ生成量が少ない溶融塩組成として
は、ＫＯＨ濃度が０．２％以上５％未満、アルカリ金属
硝酸塩の濃度が７．５％以上とする必要のあることが分
かる。

【００２８】図７〜１０は、それぞれ溶削量、持ち出し
量、スラッジ量、腐食量に及ぼすＮａＣｌとＫＯＨ濃度
の影響を整理した結果である。まず図７より、溶削量は
ＫＯＨ濃度にはあまり依存せず、ＮａＣｌ濃度を高める
ことで増加することが分かる。ＮａＣｌ無添加の場合に
比べて溶削量を顕著に向上させるには、０．２％以上Ｎ
ａＣｌを添加させることが必要である。図８より、持ち
出し量を低減するには、ＫＯＨとＮａＣｌを共に増加す
ることが好ましく、これらが無添加の場合に比べて持ち
出し量を顕著に低減するには、ＫＯＨとＮａＣｌを共に
０．２％以上添加する必要がある。また図９より、ＫＯ
Ｈ添加量が５％を超えるとスラッジ生成が顕著になり、
好ましくないことが分かる。さらに図１０より、ＮａＣ
ｌ濃度が５％を超えると普通鋼への侵食性が増し、溶融
塩槽の耐久性を著しく損なうことが分かる。

【００２９】また、先に述べたようにＮａＣｌに変えて
アルカリ金属塩化物でも、ＮａＣｌと同じ効果を得るこ
とができる。従って以上より、デスケール性に優れ、
溶融塩の持ち出しが少なく、スラッジ生成量が少な
く、しかも普通鋼製の溶融塩槽の耐久性を確保できる
溶融塩組成としては、アルカリ金属塩化物の濃度が０．
２％以上５％未満、ＫＯＨ濃度が０．２％以上５％未
満、アルカリ金属硝酸塩の濃度が７．５％以上とする必
要のあることが分かる。

【００３０】（実施例２）溶融塩補充方法の実施例を、
図１１を参照しながら説明する。溶融塩が入っている普
通鋼ＳＳ４００製の溶融塩槽１の上方に、添加するアル
カリ水酸化物およびアルカリ金属塩の数だけスプレーノ
ズル２を用意した。本実施例では、ＮａＯＨを主成分と
して、ＫＯＨ，ＮａＣｌ，ＮａＮＯ₃ を混合した溶融塩
を使用するため、スプレーノズル２は４本で、それぞれ
がＮａＯＨ，ＫＯＨ，ＮａＣｌ，ＮａＮＯ₃ 専用であ
る。タンクローリで運搬されてきた市販のＮａＯＨ水溶
液は、液体タンク５ａに受け入れ、ポンプ４ａ、流量計
３ａを経て、スプレーノズル２から溶融塩浴に噴霧し
た。同様に、タンクローリで運搬されてきた市販のＫＯ
Ｈ水溶液は、液体タンク５ｂに受け入れ、ポンプ４ｂ、
流量計３ｂを経てスプレーノズル２から溶融塩浴１に噴
霧した。

【００３１】固体試薬で市販されているＮａＮＯ₃ はフ
レーク状のものを受け入れて、液体タンク６ａ上部に設
けた投入口７ａから直ちにタンクに投入し、水を加え水
溶液化した。同様に、固体試薬で市販されているＮａＣ
ｌは、顆粒状のものを受け入れて、液体タンク６ａ，６
ｂ上部に設けた固体試薬投入口７ａ，７ｂから直ちにタ
ンクに投入し、水を加え水溶液化した。それぞれのＮａ
ＮＯ₃ ，ＮａＣｌ水溶液は、ポンプ４ｃ，４ｄと流量計
３ｃ，３ｄを経て、スプレーノズル２から溶融塩浴１に
添加した。尚、スプレーノズル２から添加する各水溶液
の量は、液体タンク内の各試薬の濃度と溶融塩の組成と
の関係から所定の流量を算出して、その流量になるのよ
うに制御した。このように、溶融塩組成物の補給に際し
て、溶融塩を構成しているアルカリ金属水酸化物および
アルカリ金属塩ごとに別々の水溶液を作製しておき、そ
れぞれ別々の投入口から浴に添加することにより、図１
に示す従来法に比較して乾燥装置や混合槽を必要とせ
ず、設備を小規模化できることが分かる。

【００３２】（実施例３）固体のアルカリ硝酸塩を全く
扱わない溶融塩補充方法の実施例を、図１２を参照しな
がら説明する。まず、溶融塩が入っている普通鋼ＳＳ４
００製の溶融塩槽１の上方に、添加するアルカリ水酸化
物およびアルカリ金属塩の数だけスプレーノズル２を用
意した。本実施例では、ＮａＯＨを主成分として、ＫＯ
Ｈ，ＮａＣｌ，ＮａＮＯ₃ を混合した溶融塩を使用する
ため、スプレーノズル２は４本で、それぞれがＮａＯ
Ｈ，ＫＯＨ，ＮａＣｌ，ＮａＮＯ₃ 専用である。実施例
２と同様に、タンクローリで運搬されてきた市販のＮａ
ＯＨ水溶液は、液体タンク５ａに受け入れ、ポンプ４
ａ、流量計３ａを経てスプレーノズル２から溶融塩浴に
噴霧した。同様に、タンクローリで運搬されてきた市販
のＫＯＨ水溶液は、液体タンク５ｂに受け入れ、ポンプ
４ｂ、流量計３ｂを経てスプレーノズル２から溶融塩浴
に噴霧した。また、固体試薬で市販されているＮａＣｌ
は、顆粒状のものを受け入れて、液体タンク６ｂ上部に
設けた固体投入口７から直ちにタンクに投入し、水を加
え水溶液化し、ポンプ４ｄと流量計３ｄを経て、スプレ
ーノズル２から溶融塩浴１に添加した。

【００３３】次いで、ＮａＮＯ₃ 水溶液を作製する原料
として、タンクローリで運搬されてきた市販のＨＮＯ₃
（水溶液）を、液体タンク８に受け入れ、ポンプ４ｅ、
流量計３ｅを経て反応タンク９に導入した。一方、タン
ク５ａからＮａＯＨ水溶液をポンプ４ｆ、流量計３ｆを
経て反応タンク９に導入し、ＨＮＯ₃ と反応させＮａＮ
Ｏ₃ 水溶液を作製した。混合はＮａＯＨとＨＮＯ₃が等
モルづつ反応するように、流量を制御して行った。この
ようにして作製したＮａＮＯ₃ 水溶液を、ポンプ４ｃ、
流量計３ｃを経てスプレーノズル２から溶融塩浴１に添
加した。尚、スプレーノズル２から添加する各水溶液の
量は、液体タンク内の各試薬の濃度と溶融塩の組成との
関係から所定の流量を算出して、その流量になるように
制御した。

【００３４】このように、溶融塩組成物の補給に際し
て、溶融塩を構成しているアルカリ金属水酸化物および
アルカリ金属塩ごとに別々の水溶液を作製しておき、そ
れぞれ別々の投入口から浴に添加する方法において、ア
ルカリ金属水酸化物の水溶液と硝酸を水溶液状態で反応
させることで、アルカリ金属硝酸塩の水溶液を作製する
ことにより、潮解性の強い固体ＮａＮＯ₃ を扱う必要が
なくなり、乾燥装置を必要とせず設備を小規模化できる
ことが分かる。さらに、ＮａＮＯ₃ は酸化性が強く火災
時には爆発の危険性があるが、そのような危険な固体を
扱う作業からも解放される利点がある。

【００３５】さらに図１３に示すように、硝酸（ＨＮＯ
₃ ）を溶融塩浴に直接噴霧すること、溶融塩浴内でアル
カリ硝酸塩を生成させることが可能となり、図１２のＮ
ａＯＨとＨＮＯ₃ を反応させる装置類（ポンプ４ｆ，４
ｃ、流量計３ｆ，３ｃ、反応タンク９）が不要となり、
さらに設備を小規模化できることが分かる。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】

【発明の効果】本発明の溶融塩組成物によれば、高い
脱スケールおよびスケール改質特性、少ない溶融塩の
持ち出し、少ないスラッジ発生量、普通鋼製の溶融
塩槽の耐久性確保、を共に達成することが可能であり、
工業規模の鋼材生産工程において、高い生産性と低コス
ト化を達成することが可能となる。また、本発明の溶融
塩補給方法によれば、潮解性のある固体試薬（特にＮａ
ＮＯ₃ ）の長期保管の必要がなくなり、これらを連続投
入するために不可欠な乾燥装置などの付帯設備が不要と
なる。さらに、固体と液体試薬の混合槽なども不要とな
り、初期投資と維持管理費を低減した小規模設備での溶
融塩を連続自動補給することが可能となり、低コストで
高効率な生産を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶融塩組成物とほぼ同一モル比の混合水溶液を
作製し噴霧する溶融塩補給装置の概略図。

【図２】溶削量の変化に及ぼすＮａＮＯ₃ 濃度の影響を
整理した図。

【図３】溶削量と溶融塩持ち出し量に及ぼすＮａＣｌ濃
度の影響を整理した図。

【図４】スラッジ生成量と普通鋼の腐食速度に及ぼすＮ
ａＣｌ濃度の影響を整理した図。

【図５】溶削量と溶融塩持ち出し量に及ぼすＫＯＨ濃度
の影響を整理した図。

【図６】スラッジ生成量と普通鋼の腐食速度に及ぼすＫ
ＯＨ濃度の影響を整理した図。

【図７】溶削量に及ぼすＮａＣｌとＫＯＨ濃度の影響を
整理した図。

【図８】溶融塩持ち出し量に及ぼすＮａＣｌとＫＯＨ濃
度の影響を整理した図。

【図９】スラッジ生成量に及ぼすＮａＣｌとＫＯＨ濃度
の影響を整理した図。

【図１０】普通鋼の腐食速度に及ぼすＮａＣｌとＫＯＨ
濃度の影響を整理した図。

【図１１】溶融塩組成物を構成するアルカリ金属水酸化
物およびアルカリ金属塩の水溶液を別々に作製し、これ
らを別々のノズルから供給する溶融塩補給装置の概略
図。

【図１２】アルカリ金属水酸化物と硝酸を反応させて作
製したアルカリ金属硝酸塩と、これ以外の溶融塩構成成
分の水溶液を別々のスプレーノズルから供給する溶融塩
補給装置の概略図。

【図１３】硝酸およびこれ以外の溶融塩構成成分の水溶
液を別々に作製、別々のスプレーノズルから供給する溶
融塩補給装置の概略図。

【符号の説明】

１：溶融塩槽 ２：スプレーノズル ３ａ〜３ｆ：ポンプ ４ａ〜４ｈ：流量計 ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ：液体タンク ７：固体試薬投入口 ８：ＨＮＯ₃ タンク ９：反応タンク ２１：乾燥装置 ２２：乾燥空気 ２３：乾燥雰囲気 ２４ａ，２４ｂ：固体体試薬用ホパー ２５：固体試薬搬送装置 ２６：秤量機 ２７：混合槽 ２８：撹拌装置 ２９：タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖森 麻佑巳 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式 会社 光製鐵所内 (72)発明者 寺前 昭 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式 会社 光製鐵所内 (72)発明者 天藤 恭太郎 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式 会社 光製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭60−262985（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−324986（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23G 1/32 C11D 7/06 C11D 7/10 C11D 7/60

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量％にて、ＫＯＨが０．２％以上５％
   未満、アルカリ金属塩化物が０．２％以上５％未満、ア
   ルカリ金属硝酸塩が７．５％以上５０％以下、残部がＮ
   ａＯＨおよび不可避的不純物からなることを特徴とする
   溶融塩組成物。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の溶融塩組成物の補給に
   際し、溶融塩を構成しているアルカリ金属水酸化物およ
   びアルカリ金属塩ごとに別々の水溶液を作製しておき、
   それぞれ別々の投入口から浴に添加することを特徴とす
   る溶融塩組成物の補給方法。
3. 【請求項３】 アルカリ金属水酸化物の水溶液と硝酸を
   水溶液状態で反応させることで、アルカリ金属硝酸塩を
   含む水溶液を作製することを特徴とする請求項２記載の
   溶融塩組成物の補給方法。
4. 【請求項４】 溶融塩のアルカリ金属硝酸塩の補給に際
   して、硝酸を溶融塩浴に直接噴霧することにより、浴内
   でアルカリ硝酸塩を生成させることを特徴とする請求項
   ２記載の溶融塩組成物の補給方法。