JP3506127B2 - 酸洗後の表面性状に優れる熱延鋼帯の酸洗方法 - Google Patents

酸洗後の表面性状に優れる熱延鋼帯の酸洗方法

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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、冷間圧延あるいは
冷間圧延後に表面処理を施したときの表面品質が重要視
される用途に好適な熱延鋼帯(熱延鋼板を含む、以下同
じ)の酸洗方法に関し、とくに酸洗後の表面性状に優れ
る熱延鋼帯の酸洗方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱延鋼帯はそのまま各種部材として加工
されて用いられるほか、さらに冷間圧延や冷間圧延後に
表面処理されてから用いられる。熱延鋼帯が冷間圧延や
冷間圧延後に表面処理してから用いられる場合には、一
般に、熱間圧延後の鋼帯は、酸洗によって鋼帯表面に生
成した酸化スケールを除去(脱スケール)された後に、
冷間圧延され、あるいはさらに表面処理される。
【0003】ところで、普通鋼などの熱延鋼帯の酸洗方
法には、古くから、酸洗液として塩酸水溶液を用いる方
法と硫酸水溶液を用いる方法とがあるが、塩酸水溶液に
よる方が、酸洗能力が強く、酸洗仕上げ面の品質が良い
ことから、今日では、ほとんどの酸洗は塩酸酸洗により
行われている。この塩酸酸洗においては、直列配置され
た複数の酸洗槽内の塩酸水溶液に、鋼帯を連続的に浸漬
してスケールを溶解除去する、連続式酸洗法が採用され
ている。連続式酸洗技術については、設備の長大化を抑
制する観点から、酸洗能率を高めることが重要なテーマ
として取り上げられ、その研究成果が開示されている。
例えば、特開平5−33175号公報には、酸洗槽内に
おける酸洗液の噴射方向に着目した提案が、また特開平
5−24996号公報には、塩酸溶液に酸化剤を添加し
て高速酸洗を可能とする提案がある。このような酸洗方
法によって、塩酸との反応が促進され酸洗能率の改善が
図られてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の塩酸酸洗方法により脱スケールした場合
に、酸洗後の熱延鋼帯を冷間圧延する際にスリバー疵を
発生することがしばしば見受けられた。また、酸洗後の
熱延鋼帯を冷間圧延し、さらにめっきすると、めっきの
付着むらが発生することも度々であった。このような、
スリバー疵やめっきの付着むらは、その素材である熱延
鋼帯の表面性状に影響されることは知られていたが、未
だ根本的な解決策は確立されていなかった。本発明は、
このような現状に鑑み、冷間圧延やめっき処理などの後
工程で、スリバー疵やめっきの付着むらなどといった、
冷延鋼帯やめっき鋼帯における表面品質の低下を招くこ
とのない、酸洗後の表面性状に優れる熱延鋼帯の酸洗方
法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】発明者は、酸洗により脱
スケールした後の熱延鋼帯を詳細に観察したところ、ス
リバー疵やめっきの付着むらは、酸洗後の熱延鋼帯表面
に残留したAl、SiO、CaOなどの微細な酸化物
(介在物)に起因していること、これらの酸化物は塩酸
によって容易に溶解しないために、塩酸による脱スケー
ルにより熱延鋼帯表層部の鉄酸化物が溶解除去されたあ
とも、酸化物の地鉄側の約半分が鋼帯表面の凹部に埋没
した状態で取り残されものであることを確認した。そし
て、かかる埋没状態の難塩酸溶解性の前記酸化物を、熱
延鋼帯の表面から離脱させ除去するには、複数の酸洗槽
を備えた連続式酸洗設備の少なくとも最終槽の酸洗液
を、塩酸と酸化剤を含む水溶液とすることが効果的であ
ることを見いだし本発明に想到した。
【0006】すなわち、本発明は、複数の酸洗槽が直列
配置された連続式酸洗設備により、熱延鋼帯を塩酸酸洗
するにあたり、前記酸洗設備の、少なくとも最終の酸洗
槽では、塩酸濃度:3〜10質量%、酸化剤濃度:0.05
〜5質量%未満の水溶液を用い、最先の酸洗槽を含む残
りの酸洗槽では、塩酸濃度:3〜10質量%、酸化剤濃
度:0.05質量%未満の水溶液を用いて酸洗することを特
徴とする酸洗後の表面性状に優れる熱延鋼帯の酸洗方法
である。そして、上記方法においては、水溶液の温度を
85〜99℃とするのが好ましい。また、これらの方法
における酸化剤としては、過酸化水素、過マンガン酸カ
リウム、重クロム酸塩、硝酸、硝酸塩、亜硝酸塩、過塩
素酸、過塩素酸塩から選ばれたものが好適である。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、本発明法で使用するに適
した連続式酸洗設備の一例を模式的に示すものである。
この連続式酸洗設備1には4つの酸洗槽1a〜1dが直
列配置されている。図1において、熱延鋼帯2は、その
入側に位置する酸洗槽(最先槽という)1aに導かれ、
次いで酸洗槽1b、1c、および鋼帯出側に位置する酸
洗槽(最終槽という)1dを経るにしたがい順次酸洗さ
れて、最終槽で脱スケールを終える。上記の連続式酸洗
設備により塩酸酸洗するに当たって、本発明では、酸洗
設備の、少なくとも最終の酸洗槽では、塩酸濃度を3〜
10質量%、酸化剤濃度を0.05〜5質量%未満とする水
溶液を用いるとともに、最先の酸洗槽を含む残りの酸洗
槽では、塩酸濃度を3〜10質量%、酸化剤濃度を0.05
質量%未満とする水溶液を用いて酸洗することを特徴と
している。ここで、酸洗設備の少なくとも最終の酸洗槽
の酸化剤濃度を上記範囲に調整するには、例えば、図示
するように、最終槽1dに塩酸水溶液とともに酸化剤
(図1の例示では過酸化水素水溶液) を供給するように
すればよい。
【0008】このような酸洗液構成とすることにより、
熱延鋼帯表面に残留しやすい微細な難塩酸溶解性の酸化
物を容易に鋼帯表面から取り除くことができるようにな
る。従来は熱延鋼帯表面に取り残されていた難塩酸溶解
性の酸化物を、本発明では溶解除去でき、酸洗後の表面
性状に優れた熱延鋼帯が得られる理由は次のように考え
られる。すなわち、酸洗設備の前段では塩酸酸洗が行わ
れて、鋼帯表面の鉄酸化物主体のスケール層は殆ど溶解
除去されるが、前述したように、難塩酸溶解性の酸化物
は地鉄表面に半埋没状態で取り残される。しかし、本発
明においては、少なくとも最終槽の酸洗液を、酸化剤濃
度の高い塩酸水溶液にするために、難塩酸溶解性の酸化
物を取り巻く周辺の地鉄部分が酸化されて、易塩酸溶解
性の鉄酸化物が生成されるので、この易塩酸溶解性の鉄
酸化物とともに難塩酸溶解性の酸化物も随伴的に同時に
取り去られる。
【0009】このような効果を得るための、酸洗液の組
成は、酸洗設備の少なくとも最終の酸洗槽では、塩酸濃
度:3〜10質量%、酸化剤濃度:0.05〜5質量%未満
の水溶液を用いる。というのは、塩酸濃度が3質量%未
満では、酸洗時間が長くなり過ぎて生産性を阻害するう
え、脱スケール効果が弱くなるため、スケール残り等に
よる表面品質上の問題が懸念されるほか、酸化剤によっ
て酸化された易塩酸溶解性酸化物を充分に溶解できない
ため、難塩酸溶解性の酸化物の溶解除去効果が充分では
ない一方、10質量%を超える濃度では、酸洗反応が激
しすぎ、HClのミストの発生が周辺設備の腐食等の問
題を起こすことがあるからである。また、酸化剤濃度が
0.05質量%未満では、上記難塩酸溶解性の酸化物の溶解
除去効果が充分ではなく、5質量%以上になると地鉄の
酸化減量が多くなり過ぎ歩留低下を招くからである。な
お、酸化剤濃度の好ましい範囲は 0.5〜3質量%であ
る。
【0010】また、最先の酸洗槽を含む残りの酸洗槽で
は、塩酸濃度:3〜10質量%、酸化剤濃度:0.05質量
%未満の水溶液とする。このような濃度に定めた理由
は、塩酸濃度が3質量%未満では、酸洗時間が長くなり
過ぎて生産性を阻害するうえ、脱スケール効果が弱くな
るため、スケール残り等による表面品質上の問題が懸念
される。一方、10質量%を超える濃度では、酸洗反応
が激しすぎ、HClのミストの発生が周辺設備の腐食等
の問題を起こすことがあるからである。また、すべての
槽の酸化剤濃度が0.05質量%以上では、酸洗反応が速す
ぎ、酸洗減量が大きくなって荒れた表面性状となる。
【0011】上記酸洗液に添加する酸化剤としては、過
酸化水素、過マンガン酸カリウム、重クロム酸塩、硝
酸、硝酸塩、亜硝酸塩、過塩素酸または過塩素酸塩など
が好適であり、特に酸化力が強く、処理時間の短縮の点
から、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、重クロム酸
塩、硝酸または過塩素酸を用いるのが好都合である。ま
た、酸洗槽の酸洗水溶液の温度を85〜99℃とするの
が好ましい。というのは、85℃に満たない温度では、
酸洗時間が長くなり過ぎて生産性を阻害するうえ、脱ス
ケール効果が弱くなるため、スケール残り等による表面
品質上の問題が懸念され、一方、99℃を超えるとHC
lや酸化物のミストの発生が周辺設備の腐食等の問題を
起こすことがあるからである。
【0012】
【実施例】成分組成がC:0.04質量%、Si:0.01質量
%、Mn:0.25質量%、残部Feおよび不可避的不純物で、
板厚が 2.5mmの熱延鋼帯を、図1に示す連続式酸洗設
備を用い、表1に示す酸洗条件で酸洗して脱スケールし
た。その結果、本発明法では、脱スケール後の表面に微
細な難塩酸溶解性の酸化物は極めて少なく、冷間圧延に
おけるスリバー疵欠陥、表面処理における不めっき欠
陥、めっきむら欠陥とも皆無であった。これに対し、酸
洗槽に酸化剤を添加しなかった従来法では、上記表面欠
陥の発生がしばしば見られた。また4槽すべてに酸化剤
を添加した比較法では、酸洗減量が大きく、荒れた表面
性状となった。
【0013】
【表1】
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
酸洗後の熱延鋼帯における難塩酸溶解性の酸化物が残留
せず、表面性状に優れた塩酸酸洗が可能になる。したが
って、本発明法により酸洗した熱延鋼帯を、冷間圧延や
表面処理などを施しても、酸化物に起因するスリバー疵
やめっきの付着むらなどが解消でき、また冷延鋼帯やめ
っき鋼帯を用いてプレス加工などを行った製品の歩留り
向上も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明法で使用するに適した連続式酸洗設備の
一例を示す模式図である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の酸洗槽が直列配置された連続式酸洗
    設備により、熱延鋼帯を塩酸酸洗するにあたり、前記酸
    洗設備の、少なくとも最終の酸洗槽では、塩酸濃度:3
    〜10質量%、酸化剤濃度:0.05〜5質量%未満の水溶
    液を用い、最先の酸洗槽を含む残りの酸洗槽では、塩酸
    濃度:3〜10質量%、酸化剤濃度:0.05質量%未満の
    水溶液を用いて酸洗することを特徴とする酸洗後の表面
    性状に優れる熱延鋼帯の酸洗方法。
  2. 【請求項2】前記水溶液の温度を85〜99℃として酸
    洗することを特徴とする請求項1に記載の熱延鋼帯の酸
    洗方法。
  3. 【請求項3】前記酸化剤が、過酸化水素、過マンガン酸
    カリウム、重クロム酸塩、硝酸、硝酸塩、亜硝酸塩、過
    塩素酸、過塩素酸塩のいずれかから選ばれた1種または
    2種以上であることを特徴とする請求項1または2に記
    載の熱延鋼帯の酸洗方法。
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