JP5532878B2 - 水溶性加工液の機能劣化防止方法及び装置 - Google Patents
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水に溶解したときにpH9〜11のアルカリ性を示し且つ水への溶解度が0.005〜0.5g/リットルである難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子を、前記水溶性加工液に接触させる工程をもち、
前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子の粒度が、1〜50mmであり、前記難溶性マグネシウム化合物の前記水溶性加工液への接触質量を、前記水溶性加工液の容量に対して、10〜500g/Lとすることを特徴とする。
水に溶解したときにpH9〜11のアルカリ性を示し且つ水への溶解度が0.005〜0.5g/リットルである難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子を備えており、該粗粒子を前記水溶性加工液に接触させるとともに、前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子の粒度が、1〜50mmであり、前記難溶性マグネシウム化合物の前記水溶性加工液への接触質量を、前記水溶性加工液の容量に対して、10〜500g/Lとすることを特徴とすることを特徴とする。
本発明の水溶性加工液の機能劣化防止方法及び装置で使用できる難溶性マグネシウム化合物は、pH9〜11のアルカリ性を示し、かつ水への溶解度が小さいことが必要である。「難溶性」とは、水溶性加工液に溶けにくい性質をいう。水溶性加工液にまったく溶解しないのではなく、溶解の程度が微量であり、例えば、水溶性加工液に多く含まれる水に対する溶解度で具体的に規定することができる。適切な溶解度の範囲は、マグネシウム化合物のもつアルカリ性の度合いによって変わる。
上記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子を水溶性加工液と接触させる方法は、隣り合う粗粒子との間を水溶性加工液が流通できれば特に制限はない。かかる接触方法・装置としては、例えば、以下に述べるi)連続式とii)バッチ式があげられる。
例えば、難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子の流出を阻止しつつ水溶性加工液を流出させる流出部をもつ容器に粗粒子を収容し、水溶性加工液を容器内の粗粒子に流通させて流出部から流出させる方法がある。この方法は、加工液の連続的な劣化防止処理に適している。この方法は、難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子は、粗粒子の流出を阻止しつつ水溶性加工液を流出させる流出部をもつ容器に収容されており、容器は、水溶性加工液の流路に配設されている水溶性加工液の機能劣化防止装置に適用することができる。この方法及び装置は、一般に、連続して加工液を浄化できるため、連続式と称される。
容器の流出部では、難溶性マグネシウム化合物の粗粒子を容器内に留めつつ、水溶性加工液を外部に流出させる。難溶性マグネシウム化合物は粗粒子であるため、流出部は、比較的目の粗いものであっても、難溶性マグネシウム化合物を容器内部に留めることができる。また、流出部の目を大きくすることができるため、流出部で目詰まりが生じることも防止できる。
バッチ式としては、加工液を粗粒子とともに一旦液槽に貯留させる方式がある。具体的には、液槽に、水溶性加工液を、難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子とともに入れた後、所定時間経過後に液槽内の水溶性加工液の上澄みを回収する方法がある。この方法は、水溶性加工液を、難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子とともに貯留させる液槽を設けている加工液の機能劣化防止装置に適用される。この方法では、加工液を一旦液槽に貯留させて、粗粒子表面に加工液内の浮遊スラッジを凝集させて粗粒子とともに底部に沈殿させた後に、上澄みを適宜回収する。
水溶性加工液(以下、「加工液」という。)として、ポリアルキレングリコールの6%水溶液からなる鋼材用の焼入れ液を対象に、難溶性マグネシウム化合物を接触させることによる機能劣化防止効果を調査した。
クリンカーの接触質量が同じとき(例えば、100g/Lのとき)、クリンカーの粒度が10〜20mmである場合(サンプルNo.3)は、粒度が3〜5mmである場合(サンプルNo.7)よりも、1日経過時のpHの上昇率が低かった。また、サンプルNo.5は、サンプルNo.2に比べて、接触量が小さいが粒度が小さく、いずれもpHの上昇率及び生菌抑制効果はほぼ同等であった。これは、粒度が大きいクリンカーは、粒度が小さいクリンカーよりも、単位質量あたりの加工液との接触が少ないためであると考えられる。
本例の加工液の機能劣化防止装置19は、図2に示すように、第1フィルタ部1と、第2フィルタ部2とからなる。第1フィルタ部1は、容器10の中に、難溶性マグネシウム化合物からなる粒度3〜5mmの粗粒子7を充填したものである。この難溶性マグネシウム化合物は、マグネシアクリンカーである。容器10は、円筒形側のステンレス容器であり、上部の径が下部の径よりも広い。容器10の上部は、開放しており、鋼材の焼入れ装置に連結されている導入パイプ31から加工液4が流下して容器10内に導入されるようになっている。容器10の下部は、金網11(流出部)で塞がれている。金網11の目は、目開き2mmであり、粗粒子7よりも小さい。容器10の中には、容器10の内部容積の約半分の容積まで粗粒子7が充填されている。加工液4を容器10の中に導入したときには、容器内10で加工液4が粗粒子7よりも上方の高さまで貯留し、粗粒子7は、加工液4内で完全に沈降した状態で、加工液4と十分な接触機会をもつようになっている。
本例の加工液の機能劣化防止装置19は、図3に示すように、容器14の中に、粒度10〜20mmの難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子7を充填したものである。容器14は、目の大きさが目開き25μm及び100μmである濾布で有底円筒形状に形成されたバグフィルタである。容器14内には、所定量の容積の粗粒子7を充填している。
本例の加工液の機能劣化防止装置19は、図4に示すように、貯水槽3の下流側に配設されており、フィルタ部15と、沈殿分離槽5とからなる。貯水槽3の上部には、加工装置に接続した導入パイプ31が接続されており、下部には第1連結パイプ33が接続されている。フィルタ部15は、タンク17の中に網かご18を設置したものであり、網かご18の中には、粒度10〜20mmのマグネシアクリンカーからなる粗粒子7が収容されている。網かご18は、目開きが2〜3mmであり、タンク17の中の高さ方向の中央部に取付けられている。
実験2では、上記実施例1〜3の機能劣化防止装置について、実験1と同様に、pH、浮遊スラッジの有無、生菌数、真菌数、冷却特性を測定した。サンプルNo.11、12は、実施例1の装置を用い、サンプルNo.13,14は実施例2の装置を用い、サンプルNo.15は実施例3の装置を用いて、加工液の機能劣化防止処理を施した。各サンプルでは、表2に示すように、各装置で用いるマグネシアクリンカーの接触量及び粒径と、バグフィルターの目開きと、加工液の温度及び流量とを変えた。
実験1のサンプルNo.3とNo.7は、マグネシアクリンカーの接触質量がいずれも100g/リットルであり、粒度が相違している。この2つのサンプルを実施例1の機能劣化防止装置19に用いて、容器10内を流通する加工液の流通速度を測定した。その結果、粒度が10〜20mmのサンプルNo.3を充填した容器の方が、粒度が3〜5mmのサンプルNo.3を充填した容器よりも、加工液の流通速度が速かった。
粒度が0.5mm以上1mm未満の小粒子のマグネシアクリンカーと、粒度が50mmを超えて大きく70mm以下の大粒子のマグネシアクリンカーとを、それぞれ実施例1の機能劣化防止装置の第1フィルタ部1の容器10の中に充填して、加工液を流通させた。その結果、小粒子のクリンカーでは、容器内で加工液の目詰まりが生じてしまい、連続的に加工液を流通させることができなかった。一方、大粒子のクリンカーでは、加工液との接触面積が小さいため、pHの上昇に時間がかかった。また、スラッジの回収にも時間がかかり、第2フィルタ部2への負荷が大きくなった。また、浮遊スラッジが付着しにくく、容器10から白濁した加工液が流出してきた。
Claims (16)
- アルカリ性を示す水溶性加工液の機能の劣化を防止する方法であって、
水に溶解したときにpH9〜11のアルカリ性を示し且つ水への溶解度が0.005〜0.5g/リットルである難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子を、前記水溶性加工液に接触させる工程をもち、
前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子の粒度が、1〜50mmであり、前記難溶性マグネシウム化合物の前記水溶性加工液への接触質量を、前記水溶性加工液の容量に対して、10〜500g/Lとすることを特徴とする水溶性加工液の機能劣化防止方法。 - 前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子の粒度が、2〜40mmであることを特徴とする請求項1記載の水溶性加工液の機能劣化防止方法。
- 前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子の粒度が、5〜30mmであることを特徴とする請求項1記載の水溶性加工液の機能劣化防止方法。
- 前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子が、焼結もしくは電融法で作られたクリンカー、または天然鉱物の砕石であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の水溶性加工液の機能劣化防止方法。
- 前記水溶性加工液が、焼入れ液であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の水溶性加工液の機能劣化防止方法。
- 前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子の流出を阻止しつつ前記水溶性加工液を流出させる流出部をもつ容器に該粗粒子を収容し、該水溶性加工液を該容器内の該粗粒子に流通させて該流出部から流出させることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の水溶性加工液の機能劣化防止方法。
- 前記容器の前記流出部は、メッシュから構成されていることを特徴とする請求項6記載の水溶性加工液の機能劣化防止方法。
- 前記容器から流出した前記水溶性加工液を沈殿分離槽に貯留させることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の水溶性加工液の機能劣化防止方法。
- 液槽に、前記水溶性加工液を、前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子とともに入れた後、所定時間経過後に該液槽内の該水溶性加工液の上澄みを回収することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の水溶性加工液の機能劣化防止方法。
- アルカリ性を示す水溶性加工液の機能の劣化を防止する装置であって、
水に溶解したときにpH9〜11のアルカリ性を示し且つ水への溶解度が0.005〜0.5g/リットルである難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子を備えており、該粗粒子を前記水溶性加工液に接触させるとともに、前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子の粒度が、1〜50mmであり、前記難溶性マグネシウム化合物の前記水溶性加工液への接触質量を、前記水溶性加工液の容量に対して、10〜500g/Lとすることを特徴とする水溶性加工液の機能劣化防止装置。 - 前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子は、該粗粒子の流出を阻止しつつ前記水溶性加工液を流出させる流出部をもつ容器に収容されており、該容器は、前記水溶性加工液の流路に配設されていることを特徴とする請求項10記載の水溶性加工液の機能劣化防止装置。
- 前記容器の前記流出部は、メッシュから構成されていることを特徴とする請求項11記載の水溶性加工液の機能劣化防止装置。
- 前記容器は、バグフィルタであることを特徴とする請求項11記載の水溶性加工液の機能劣化防止装置。
- 前記容器の下流側には、フィルタが設けられていることを特徴とする請求項10乃至請求項13のいずれか1項に記載の水溶性加工液の機能劣化防止装置。
- 前記容器の下流側には、該容器から流出した前記水溶性加工液を貯留させる沈殿分離槽が配設されていることを特徴とする請求項10乃至請求項14のいずれか1項に記載の水溶性加工液の機能劣化防止装置。
- 前記水溶性加工液を、前記前記難溶性マグネシウム化合物からなる粗粒子とともに貯留させる液槽を設けていることを特徴とする請求項10記載の水溶性加工液の機能劣化防止装置。
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