JP3791063B2 - 鋼材の酸洗前処理用溶融塩 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼帯などの鋼材の酸洗の前処理として使用される溶融塩に係わり、特に鋼帯に連続的に焼鈍と酸洗とを施す連続焼鈍酸洗工程の酸洗の前処理に使用するのに好適な溶融塩の組成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレスの冷延鋼帯は、熱間圧延鋼帯を焼鈍し、表面に生成した酸化スケールを除去し、次いで冷間圧延を施し、焼鈍後酸洗する方法により製造される。近年、前記焼鈍と酸洗とを連続的に行う連続焼鈍酸洗ラインが工業的に広く採用されている。
【０００３】
この焼鈍工程で鋼帯の表面に生成された緻密な酸化スケールを酸洗のみで除去しようとすると非常に長い時間を要し、かつ鋼帯の表面に肌荒れが生じた製品になることが多い。
【０００４】
そのため、一般にステンレス鋼帯では、酸洗の前処理として水酸化ナトリウムと硝酸ナトリウムを主成分とした溶融塩浴中を通過させて、酸化スケール中の３価のクロム酸化物を６価に酸化せしめてから酸洗する方法が採られている。
【０００５】
溶融塩組成物として、米国特許２，４５８，６６１号公報には、鉄金属の表面を清浄にするための溶融塩浴として重量％で、アルカリ金属硝酸塩２２．２〜３８．５％、アルカリ水酸化物５０〜７３％およびアルカリ塩化物２．４〜１６．７％からなる塩浴が開示されている。
【０００６】
特公昭４５−１８００１号公報に、重量％で、硝酸ナトリウム９〜１５％、塩化カリウム８〜２０％、水酸化ナトリウム５０〜７８から成り、水酸化カリウムの水酸化ナトリウムに対する重量比が０．１以上０．４以下である実質上無水の金属表面清浄用溶剤が開示されている。
【０００７】
また、特開昭５９−１５７２８８号公報には、ステンレス鋼の冷延鋼帯を酸洗するに当たり、鋼帯を溶融塩浴に浸漬した後、中性塩水溶液にて電解処理し、次いで硝酸または硝酸とふっ酸からなる混酸にて酸洗する方法が示されている。その溶融塩浴として、苛性ソーダ、硝酸ソーダおよび塩化ナトリウムを主成分とする組成物が使用されている。
【０００８】
このような溶融塩をステンレス鋼帯の酸洗の前処理として使用すると、溶融塩は粘度が高いため塩が鋼帯表面に付着し、鋼帯を溶融塩浴から引き上げてもその表面に残る。それをそのまま酸洗すると、酸洗むらが生じたり、圧延時に塩が鋼帯表面に押し込こまれて疵になったりする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鋼材の表面に生成した酸化スケールを酸洗で除去するに際し、酸洗の前処理として用いられる溶融塩浴において、浴から鋼材を引き上げる際に鋼材が持ち出す溶融塩の量を低減することのできる溶融塩を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、溶融塩浴から鋼材を引き上げる際に鋼材が持ち出す溶融塩の量を低減する手段として、溶融塩の組成を種々変えて検討した結果、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）および水酸化カリウム（ＫＯＨ）の１種または２種を主成分とし、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ₃）および硝酸カリウム（ＫＮＯ₃）の１種または２種を含む溶融塩に、硫酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳＯ₄）および硫酸カリウム（ Ｋ₂ＳＯ₄） の１種または２種を合計で０．５〜５重量％加えることにより、浴からの鋼材の持ち出し量が激減するとの知見を得た。
【００１１】
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その要旨は、
「重量％で、硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウムの１種または２種を合計で１０〜４０％、硫酸ナトリウムおよび硫酸カリウムの１種または２種を合計で０．５〜５％、残部水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムの１種または２種と不純物からなる鋼材の酸洗前処理用溶融塩」にある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の溶融塩の組成を上述のように規定した理由および作用につき以下に説明する。なお、以下「％」は重量％で表すものとする。
【００１３】
硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ ₃ ）、硝酸カリウム（ＫＮＯ ₃ ）：
これらは、溶融塩の酸化性を高める効果があり、鋼材の酸化スケール中の３価のクロム酸化物を６価に酸化して、後工程の酸化スケールの溶解を容易にする。
ＮａＮＯ₃ 、ＫＮＯ₃ のどちらでも酸化性に差はなくいが、ＮａＮＯ₃ 、ＫＮＯ₃の一方または双方とＮａＯＨ、ＫＯＨの一方または双方がそろうことにより、はじめて酸化性を高めることができる。
【００１４】
ＮａＮＯ₃ 、ＫＮＯ₃の含有量は、これらどちらか１方または双方の合計が、１０％未満ではその効果が小さく、また４０％を超えると浴の酸化力が強すぎてかえって脱スケール性が低下する。
【００１５】
硫酸ナトリウム（Ｎａ ₂ ＳＯ ₄ ）および硫酸カリウム（ Ｋ ₂ ＳＯ ₄ ）：
これらは、鋼材の溶融塩浴からの塩の持ち出し量を削減する効果がある。その理由は必ずしも定かではないが、Ｎａ₂ＳＯ₄または Ｋ₂ＳＯ₄ を塩浴に添加すると溶融塩の融点が下がり、粘度が低下するためと考えられる。
【００１６】
Ｎａ₂ＳＯ₄、Ｋ₂ＳＯ₄のどちらでも持ち出し量に及ぼす効果は同じであり、どちらか１方または双方を含有させることができる。
【００１７】
これらの合計量が０．５％未満では効果が小さいく、５％を超えると逆に持ち出し量が増加する。したがって、Ｎａ₂ＳＯ₄、Ｋ₂ＳＯ₄は、それらの１種または２種を合計で０．５〜５％とした。好ましくは０．８〜２％である。
【００１８】
水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）および水酸化カリウム（ＫＯＨ）：
これらは、溶融塩の酸化性を高める効果があり、鋼材の酸化スケール中の３価のクロム酸化物を６価に酸化して、後工程の酸化スケールの溶解を容易にする。
ＮａＯＨ、ＫＯＨのどちらでも酸化性に差はなくいが、ＮａＯＨ、ＫＯＨの一方または双方とＮａＮＯ₃ 、ＫＮＯ₃ の一方または双方がそろうことにより、はじめて酸化性を高めることができる。
【００１９】
ＮａＯＨ、ＫＯＨの含有量は、ＮａＮＯ₃ およびＫＮＯ₃ とＮａ₂ＳＯ₄およびＫ₂ＳＯ₄と不純物の合計含有量の残部である。
【００２０】
不純物：
不純物としては、塩浴の使用中にＮａ₂ＣＯ₃、Ｃｒ₂Ｏ₃や鉄系酸化物が混入してくる。これらは鋼帯の表面への塩の付着を容易にする作用があるので、少なければ少ないほどよく１０％以下、できれば５％以下とするのが好ましい。
【００２１】
本発明の上記溶融塩の使用に当たっては、３５０〜５５０℃の浴温にすることによってその効果が発揮される。
【００２２】
なお、本発明の溶融塩は、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼や低Ｃｒ鋼等の鋼帯、棒鋼、鋼管等酸洗のみでは酸化スケールの除去が困難な鋼材の酸洗の前処理として使用できる。
【００２３】
【実施例】
表面にスケールが付着した板厚が０．５ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ３０４の冷延鋼板から、厚さ０．５ｍｍ、幅３５ｍｍ、長さ６０ｍｍの試験片を作成し、溶融塩浴に浸漬して引き上げた後、試験片が浴から持ち出した溶融塩の量を測定した。
【００２４】
表１は、本実施例で使用した溶融塩の組成を示し、溶解直後のものであるため不純物はほぼ０であった。また、溶融塩浴の温度は４３０℃、４８０℃及び５３０℃の３種とした。
【００２５】
【表１】

【００２６】
試験片の上部に直径４ｍｍの穴をあけ、針金をひっかけて吊した状態で溶融塩浴に５秒浸漬した後、０．９ｍｍ／分の速度で引き上げた。引き上げ速度を遅くしたのは、試験片が小さいので引き上げ時のエッジなどの影響を除外するためである。引き上げて冷却した後、各試験片の溶融塩の持ち出し量を測定した。持ち出し量は、浸漬前後の重量差から持ち出し量を求めた。測定結果を表１に示す。
図１は、表１のＮａ₂ＳＯ₄ の含有量を変化させたＮｏ.１〜６の測定結果を図にしたものである。同図から明らかなように、Ｎａ₂ＳＯ₄を含む溶融塩の場合、含まない溶融塩に比べ何れの温度でも大幅に持ち出し量が削減されてる。４８０℃の場合、Ｎａ₂ＳＯ₄を１％含有する場合、含有しない場合に比べ約３割も持ち出し量が削減されてる。また、表１から分かるように、Ｋ₂ＳＯ₄を含む溶融塩の場合もＮａ₂ＳＯ₄を含む溶融塩の場合と同様に、試験片に溶融塩の持ち出し量が少ない。。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の溶融塩を用いて酸洗の前処理をおこなうと、鋼材の溶融塩の持ち出し量が非常に少なくなるため、溶融塩のロスが少なくなり、脱スケールの低コスト化が達成でき、かつ表面の良好な製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｎａ₂ＳＯ₄の含有量と鋼板の溶融塩の持ち出し量との関係を示す図である。

Claims (1)

1. 重量％で、硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウムの１種または２種を合計で１０〜４０％、硫酸ナトリウムおよび硫酸カリウムの１種または２種を合計で０．５〜５％、残部水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムの１種または２種と不純物からなる鋼材の酸洗前処理用溶融塩。

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