JP6251753B2 - 鋼板表面処理の方法およびその装置 - Google Patents

Description

本発明は冷間圧延鋼板の後処理ラインの分野に属し、特に、鋼板表面処理の方法およびその装置に関する。高圧噴霧装置または遠心排出装置によって一定の比率の水と固体粒子との混合物をストリップ鋼の表面上に衝突させることによって、この鋼板表面処理の方法およびその装置は、一方では、鋼板の表面に一定の粗さを付与しながら表面上のグリース、スケールおよび何らかの汚染を取除き、他方では、ストリップの表面に衝突することによってストリップの機械的性質を調整し、それによってスキンパス処理が完全にまたは部分的に置き換えられる。

背景
ストリップ鋼は、冷間圧延機によって一定の厚みに圧延された後、製品の要望に依存して、いくつかの異なる後処理工程に移され、たとえば、溶融亜鉛めっき製品は連続亜鉛めっき部に移される必要があり、電気亜鉛めっき製品は連続アニールの後に連続電気亜鉛めっき部に移される必要があり、一般的な冷間製品は連続アニール処理またはバッチアニール処理によって冷間圧延製品を形成する。連続溶融亜鉛めっきまたは電気亜鉛めっき処理などのストリップ鋼コーティング処理について、ストリップの表面状態および清浄度は、連続アニールされるコーティングの品質を保証するための必要条件である。しかし、ストリップの圧延時、圧延油中の滓、冷間圧延時の残留鉄粉、蓄積した埃、またはヘッド溶接で生じた溶接スラグ等のさまざまな異物がその表面に残らないようにすることは困難である。

それゆえに、連続アニールの前にストリップを洗浄してその表面上の油汚染を完全に除去しなければならない。そうしなければ、表面上に残っているさまざまな油がアニール時に炭素質ブロッチを形成することになり、これは炉の内部の雰囲気を汚染し、脱炭の効率に影響し、復炭を生じさせることすらある。また、油汚染はストリップ表面の品質を変化させて下部圧延機上に根粒形成を引起すことよって、その表面の引っ掻き傷などの欠陥の原因となり得る。

これに鑑みて、ストリップ表面上に残留しているさまざまな異物を除去することを目的として、アニール前の連続コーティング部に濯ぎ処理が提供されており、この処理は脱脂処理とも称される。

冷間圧延製品がその直後に形成される連続アニール処理について、入ってくるストリップの表面清浄度が最終製品の表面品質を直接決定する。これに鑑みて、アルカリ洗浄、ブラシ洗浄、電解洗浄、または湯濯ぎ等の表面前処理工程が連続アニール処理ラインの入口部分に提供され、これに入るストリップの表面品質を保証する。同様に、バッチアニール処理では、バッチアニール処理ラインの前に特定の脱脂装置が配置され、これに入るストリップの表面品質を保証する。

しかし、実際的な製造工程では、取除くことができないストリップ表面上の汚染物質によって、ストリップがアニールまたはコーティングされた後に、しみ、縞、不均一なコートが表面上に発生し、製品の表面品質が影響を受けるという現象が常にある。これらを克服するため、熟練者は、アルカリ噴霧処理、ブラシ洗浄処理、脱脂剤、アルカリ液濃度、および温度などの、多くの調整および最適化を処理の局面に提供している。しかし、異なるストリップ同士の間の成分の違い、物質とストリップとの間の結合力の不一致、およびストリップの速い走行などの、汚染物質の多様性および複雑性のために、ストリップ表面上の汚染物質を製造時に完全に取除くことはいまだ不可能である。

さらに、粗さおよび次のコーティング処理についての顧客からの要求を満たすため、冷間圧延ストリップの表面は一定の粗さであることが必要であるが、圧延処理および圧延機に対する制限のため、その粗さは要求を満たすことができないことが多い。特に高強度の高強力鋼を製造する場合、圧延機の粗さ制御能力がその極度に達するとしても、その表面粗さは標準に達することができない。

これに鑑みて、スキンパスミルのみがストリップの表面粗さを制御できる冷間圧延処理後の処置時にストリップの粗さを制御することが必要である。しかし、スキンパス処理時の粗さ制御には、たとえば以下のような多くの問題がある。

１）スキンパス処理時、作業圧延機の粗さは、ストリップの表面粗さに対して最大の影響を及ぼす。作業圧延機は、作業圧延機の表面に一定の粗さを付与するために、レーザテクスチャリング、放電テクスチャリング、またはショットブラスティング等によって作業前に処理される必要がある。作業圧延機が作業する期間の開始時、圧延機表面の表面粗さは、ストリップの表面粗さを決定する重要な要因である。しかし、圧延距離の増加とともに圧延機の表面粗さが減少し、ストリップの表面粗さは顧客の要求を満たすことができなくなる。

２）スキンパス処理時、圧延機の表面粗さを制御することがストリップの粗さを制御する唯一の方法であるため、完成品の粗さが要求を満たしていないことが分かると、唯一の方法は圧延機を交換することであり、これによってその粗さを柔軟に制御できなくなる。

３）高強力鋼の要求が増加するにつれ、ストリップの強度は高くなり、その強度が一定レベルに達すると、圧延機が作業し始めたばかりであったとしても、顧客の要求をスキンパスミルによって満たすことができない場合がある。

それゆえに、ストリップの表面粗さを制御するための処理および設備を開発することが大いに必要とされている。

圧延ストリップ表面の前処理および粗さに関する問題の解決を目標として、国内外で多数の研究が行なわれている。たとえば、ストリップの表面に対する前処理について高密度電流脱脂技術が海外で開発されており、その原理は、アルカリ脱脂液を導電媒体として用いてストリップ表面上に約２００Ａ／ｄ ｍ²の高密度の電流を形成することによって、ストリップ表面上に大量の泡を一瞬で生成して表面上の油汚染の層を吹き飛ばしてストリップを洗浄するものである。この技術は高速製造に適合され得るが、従来の処理の１０倍の電気エネルギを消費することになり、その生産費が非常に高く、また、この技術は高精度であるため、その維持費も非常に高い。中国特許ＣＮ１０２３５７５４１Ａは、湯循環を用いてストリップ表面を洗う方法、およびそのシステムを開示している。その原理は、ストリップがアルカリブラシ洗浄を受ける前に、８〜１２ＭＰａの高圧および４０〜７０℃の温度を有する湯を用いてストリップの上下面に噴霧することによって、その後のアルカリブラシ洗浄および電解処置時の組合せ設備の数およびエネルギ消費を減らすものである。この方法は、従来の脱脂処理の改良版となる。湯を噴霧するこの方法は、ストリップ表面に弱く結合しているそれらの異物を洗い流すことはできるが、ストリップに堅く結合している異物、およびその凹み層に引っ込んでいる異物を完全に取除くことはできない。中国特許ＣＮ２０１２１７０１６Ｙは、ストリップ表面を洗うための超音波処理装置を開示しており、その原理は、ストリップ表面洗浄処理を超音波処理と組合せ、さらに超音波発生装置をストリップアルカリ洗浄（ピクリング）または電解アルカリ洗浄（ピクリング）シンク内に設置することによって、ストリップ表面を洗って洗浄するものである。この方法も従来の脱脂処理の改良版となり、アルカリ液の流れを改良し、すなわち、ストリップ表面の油膜の除去に明白な影響を及ぼすが、ストリップに堅く結合している異物を完全に取除くことはやはり不可能である。中国特許ＣＮ１０１５３７４３１Ａは、薄いストリップの表面粗さをオンライン予測および制御する方法を紹介しており、これは、長さの異なるストリップの粗さの値を、スキンパスミルの作業圧延機の粗さデータ、ストリップの長さ、長さの異なるストリップの圧延力、およびその伸長率によって計算し、ストリップの粗さの目標値が予測範囲内にない場合、粗さを予測し、圧延力および伸長率を調整することによって制御することを特徴とする。この方法はストリップの粗さ誤差を減少させることしかできず、従来の処理において粗さが標準に達することができないという問題を解決することはできない。特許ＣＮ１８０４７３９Ａは、スキンパスミルについての完成板の表面粗さを予測および制御する技術を紹介しており、その原理は上述の特許と同様であり、すなわち、圧延機粗さと圧延キログラムとの数学モデル、および減少率と遺伝率との数学的関係を構築することによって、かつ位置データに従って完成品粗さをオンライン予測するスキンパスミルのモデルを構築することによって、ストリップの表面粗さを予測および制御するものである。同様に、この方法はストリップの粗さ誤差を減少させることしかできず、従来の処理において粗さが標準に達することができないという問題を解決することはできない。

特許ＣＮ１０１６７５１８４Ａは、走行している鋼板を濯ぐための鋼板濯ぎ方法、および鋼板連続濯ぎ装置を開示しており、その原理は、周波数が０．８ＭＨｚ〜３ＭＨｚの超音波洗浄液を、噴霧の態様またはカーテンの態様で、鋼板の走行方向と反対方向に沿って鋼板表面に垂直な線に対して１〜８０°の角度で傾斜している鋼板表面に供給し、それによって高周波数超音波を利用して走行している鋼板の表面を濯ぎ、濯ぎ効果および濯ぎ速度を改良するものである。この方法は、鋼板上に発生するキャビテーションを採用して濯ぎの化学反応を強め、衝突力を提供することによって濯ぎ効果を高めるが、ストリップに堅く結合している異物を取除くことはやはり不可能である。日本の出願人が所有する特許ＣＮ１６２２８６９Ａは、ストリップの表面粗さの制御を目標として、金属板の表面処理施設および金属板を生産するための方法を紹介しており、これは、平均粒径が３００μｍの固体粒子を連続移動する金属板上に吹付けることによって鋼板の表面粗さを制御することを特徴とする。この発明は、ブラスト装置が内部に配置されるブラストチャンバと、金属板の表面を洗浄するためのブラストチャンバの下流に設けられる洗浄手段とで主に構成される。具体的には、金属板がブラストチャンバに入り、チャンバ内でブラスト装置が乾燥固体粒子をその表面上に衝突させ、ブラストチャンバの下流の洗浄チャンバが空気ノズルによって金属板の表面上の固体粒子を洗い流す。この発明では、ストリップ表面に衝突する媒体は乾燥固体粒子であり、この結果、ブラストチャンバに入る金属板は固体粒子の移動度を維持するために乾燥している必要があり得る。したがって、鋼板を濯いで乾燥するための装置をブラストチャンバ上に設ける必要があり、これによって各部が複雑になり得る。さらに、吹付および濯ぎ処理全体にわたって、液体が各部に接近可能であってはならず、これは装置の封止等についての高い要求であり、実際の生産では満たすことが困難である。さらに、固体粒子は金属板の表面上に直接衝突し、固体粒子の粒径は金属板の粒径よりも大きいため、固体粒子は金属板表面に埋込まれる傾向にあり、したがって、この発明では空気を噴霧することによってストリップ表面上の固体粒子を完全に取除くことができない。

概要
上述の問題を克服するため、本発明は、冷間圧延鋼板の表面を処理可能な革新的な処理を提供する。

上述の問題を克服するため、本発明は、冷間圧延鋼板の表面を処理可能な革新的な装置を提供する。当該処理および装置は、高圧研磨剤噴霧装置によって一定の比率の水と固形研磨剤との混合物を鋼板の表面に衝突させることによって、鋼板の表面を一定の粗さにし、かつ、表面上に残っているグリース、スケールおよび何らかの汚染物質を取除く。

本発明は、一方では、圧延鋼板の表面粗さを柔軟に制御し、特に顧客が要求する粗さを高強度の高強力鋼に付与し、それによって、高強力鋼の製造時の圧延処理および圧延機の材料に対する制限のためにストリップの表面粗さが標準に達することができないという問題を解決することができ、同時に他方では、本発明は、鋼板表面上に混合研磨剤を噴霧する方法によって、表面上に残っているグリース、スケールおよび何らかの汚染物質を除去し、それによって、表面前処理部分の負荷および設備長さを減少させ、その清浄度を改良する。

また、本発明の装置および処理は仕上げ処理に提供され、固形研磨剤と水との混合物をストリップ表面上に衝突させることによってストリップの機械的性質を調整し、それによってスキンパスミルが完全にまたは部分的に置き換えられる。

本発明の鋼板表面処理方法が、連続溶融亜鉛めっき、連続電気亜鉛めっき、連続アニールおよび連続脱脂の生産ラインの入口部分に提供される場合、当該方法は、混合固形研磨剤をストリップ表面上に衝突させることによってストリップの表面粗さをオンラインで柔軟に制御するとともに、当該表面を処理するために、表面上に残っているグリース、スケール等の汚染を取除く。本発明の鋼板表面処理方法が仕上げ処理ラインに提供される場合、当該方法は、混合固形研磨剤をストリップ表面上に衝突させることによってストリップの表面粗さを制御するとともに、ストリップの機械的性質を改良し、それによってスキンパスミルが完全にまたは部分的に置き換えられる。

本発明の技術的解決策は以下の通りである。
鋼板表面処理の方法であって、
方法は順次、
高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２を用いて構成されるストリップ表面処理部１を含み、
高圧噴霧装置１−１および遠心排出装置１−２の一方または両方が配置されてもよく、
高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２は、固形研磨剤と水との混合物、すなわちスラリーをストリップ表面上に噴霧し、方法はさらに、
ストリップ表面濯ぎ部２と、
ストリップ表面乾燥部３とを含み、
さらに、鋼板表面処理の方法は、
高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２を用いて構成される鋼板表面処理部１にスラリーを供給する、スラリー供給部４と、
研磨剤リサイクル部５とを含む。

本発明の装置が実際の生産ラインに適用されている図３から図９を参照する。
本発明が冷間圧延ストリップの後処理生産ラインの入口部分に適用される場合、具体的な実現を以下に説明する。冷間圧延ストリップは、圧延油およびその中の油滓、圧延処理時に発生した鉄粉、蓄積した埃、または溶接で発生した溶接スラグ等を含むさまざまな汚染物質がストリップ表面上に残っている状態で、鋼板表面処理装置１に入る。それらの汚染物質は、その後の処置および製品によって表面品質に対する要求を満たすために完全に取除かれなければならない。さらに、圧延ストリップの表面粗さは、顧客の要求をまだ満たせていない。複数のグループの高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２が、製品ラインの速度および製品の要望に応じて、ストリップの走行方向に沿って、および／またはその幅方向の方向に沿ってストリップ表面処理装置内に設けられる。固形研磨剤と水との混合物が高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２からストリップ表面上に均一に噴霧されると、ストリップ表面に付着している汚染物質が固形研磨剤および水の衝突影響下でストリップから分離し、水によって運び去られ、それによって、ストリップ表面上の汚染物質を取除くという目的が達成される。さらに、ストリップ表面に衝突する固体粒子は一定の速度およびエネルギを有しており、固体粒子の硬度はストリップの硬度よりも大きいため、固体粒子がストリップ表面上に衝突すると、ストリップ表面上で塑性および弾性変形が起こり、固体粒子が抜けた後、ランダムな配置の一連の小さな窪みがその表面上に形成されるため、ストリップの表面粗さを制御するという目的が達成される。ストリップの表面粗さは、製品に対する特定の要求に従って柔軟に構成され得るストリップの移動速度、ならびにストリップ表面に衝突する固体粒子の速度およびエネルギなどの要因に依存する。このように処理されたストリップはその表面上に汚染物質をまったくまたはほとんど有さず、その表面粗さはその後の処置の要求を満たすことができる。噴霧された研磨剤と水との混合物はストリップ表面処理部１の下に積み重なり、研磨剤リサイクル装置５によって処理された後、研磨剤供給装置４に環状に移動する。したがって、一定量の研磨剤がストリップ表面処理装置１によって処理されたストリップ上に残り、ストリップ表面処理部１の下流に設けられた表面濯ぎ部２によって取除かれ得る。表面濯ぎ部２は、一定圧力の純水を用いてストリップ表面を濯ぐ。濯がれたストリップは、その表面上に固体粒子が残っておらず、ストリップ表面乾燥部３によって乾燥された後、その後の処置に入る。

本発明が冷間圧延ストリップの後処理生産ラインの仕上げ部分に適用される場合、具体的な実現を以下に説明する。熱処理または表面コーティングを受けたストリップは鋼板表面処理部に入り、ここでは圧延ストリップの表面粗さは顧客の要求をまだ満たせていない。ストリップ６は、製品ラインの速度および製品の要望に従って複数のグループの高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２がストリップの走行方向に沿って、および／またはその幅方向に沿って内部に設けられているストリップ表面処理部１に入る。固形研磨剤と水との混合物が、高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２からストリップ表面上に均一に噴霧される。固形研磨剤と水との衝突影響下で、一連の小さな窪みがその表面上に形成され、ストリップの表面粗さを制御するという目的が達成される。さらに、アニールされたストリップを目的として、衝突エネルギおよびスラリーの速度が一定レベルに達すると、スラリーの衝突影響下でストリップの機械的性質が変化し、降伏プラットフォームが消滅するため、スタンピングなどの処理の要求が満たされ、それによってスキンパス処置が完全にまたは部分的に置き換えられる。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、ストリップ表面に衝突する固体粒子と水との混合物の混合比は１０〜９５％であり、固形研磨剤は、砂鉄、鋼ショット、またはカットワイヤショット等から選択されてもよく、固体粒子の粒径は２０から１００メッシュであり、好ましくは６０から８０メッシュである。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、ストリップ表面に衝突する固体粒子と水との混合物の混合比は１０〜３０％である。

本発明のストリップ表面処理部１には、複数のグループの高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２が設けられ、高圧噴霧装置１−１は一定圧力の高圧水を用いて固体粒子をストリップ表面に衝突させ、遠心排出装置１−２はブレードを用いて一定の混合比のスラリーを高速で振り落してストリップ表面に衝突させ、高圧噴霧装置１−１および遠心排出装置１−２の各グループは異なる衝突エネルギおよび速度に設定可能である。

本発明では、高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２の噴霧速度またはエネルギ、および噴霧スラリーの混合比、研磨剤の粒径等は、処理すべきストリップの強度、各部の運転速度、および顧客が要求する粗さなどの要因に依存する。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、本発明のストリップ表面処理部１内に、５〜３０グループの高圧噴霧装置が鋼板の幅に沿って配置され、各グループの噴霧装置は、７００〜１４００ｍｍであるストリップの幅の５０〜１００ｍｍをカバーし得る。

さらに、好ましくは、２〜８行の高圧噴霧装置１−１がストリップの走行方向に沿って配置されてもよい。この数は、各部の運転速度に依存して増減し得る。遠心排出装置１−２については、１から２グループの遠心排出装置１−２が鋼板の幅に沿って配置され、排出角度を調整することによって鋼板の全幅の噴霧をカバーする。同様に、２〜８グループの遠心排出装置１−２がストリップの走行方向に沿ってさらに配置される。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、本発明のストリップ表面処理部１には高圧噴霧装置１−１および遠心排出装置１−２の一方または両方が設けられてもよく、遠心排出装置１−２は好ましくはストリップの中心部上に噴霧するために使用され、高圧噴霧装置１−１は好ましくはストリップの端縁部上に噴霧するために使用される。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、ストリップの表面粗さは０．５μｍから５μｍに制御される。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、スラリー供給装置４は、高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２の各グループに、固体粒径および混合比が異なる研磨剤を有するスラリーを供給してもよい。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、フィルタリサイクル装置５を使用して固形研磨剤をリサイクルする。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、ストリップ表面処理部２は、圧力が５〜３０ＭＰａの純水でストリップ表面を濯ぎ、ストリップ表面乾燥部３は熱風でストリップ表面を乾燥する。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、ストリップ表面上に衝突する固形研磨剤および水の速度は３０ｍ／ｓ〜３００ｍ／ｓの範囲内にある。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、ストリップ表面上に衝突する固形研磨剤および水の速度は４０ｍ／ｓ〜８０ｍ／ｓの範囲内にある。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、本発明は別個の脱脂部において行なわれてもよい。

図３に示されるように、元の各部内の前洗浄、ブラシ洗浄、電解洗浄、濯ぎのための装置が置き換えられてもよい。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、本発明は連続アニール部のアニール炉および入口ループの前に行なわれてもよい。

ゆえに、図４に示されるように、従来の連続アニール処理におけるアルカリ洗浄、ブラシ洗浄、電解洗浄、湯濯ぎのための装置が置き換えられてもよい。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、本発明は溶融亜鉛めっき部のアニール炉の前に行なわれてもよい。

ゆえに、図５に示されるように、従来の溶融亜鉛めっき処理における濯ぎ処理が置き換えられてもよい。

本発明に係る鋼板表面処理方法では、本発明は電気亜鉛めっきシンクの前、および電気亜鉛めっき部の入口ループの後に行なわれてもよい。

ゆえに、図６に示されるように、従来の電気亜鉛めっき処理における脱脂、ピクリングなどの処理が置き換えられてもよい。

本発明は、スキンパス部の下流で行なわれてもよい。
ゆえに、スキンパスされたストリップの表面粗さが顧客の要求を満たすことができない場合、図７に示されるように、それは鋼板の表面粗さを正確に制御するための粗さ制御処理として働き、これは、ストリップが高強度であり、顧客による表面粗さに対する要求をスキンパス処理によって満たすことができない場合に特に好適である。

さらに、本発明によると、図８に示されるように、本発明は連続アニール部およびスキンパス部を有する仕上げ処置のスキンパス処理の下流に配置されてストリップの表面粗さを正確に制御することができ、アニール部は溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、連続アニールなどの処理を含む。

さらに、本発明によると、本発明は連続アニール部を有する仕上げ処置に配置されて元のスキンパス処理の機能を置き換えることができ、すなわち、図９に示されるように、本発明に係るストリップ表面に衝突する方法は、ストリップの機械的性質を改良し、その表面粗さを制御するために利用される。

鋼板表面処理装置の技術的解決策は以下の通りである。
鋼板表面処理装置であって、装置は少なくとも、高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２を用いて構成される１つのストリップ表面処理部１と、ストリップ表面処理部の下流のストリップ表面濯ぎ部２と、濯ぎ部２の下流のストリップ表面乾燥部３と、研磨剤供給装置４と、研磨剤リサイクル装置５とを含む。

本発明の装置が実際の生産ラインに適用されている図３から図９を参照する。
本発明に係る鋼板表面処理装置では、ストリップ表面に衝突する媒体は、混合比が１０〜９５％、好ましくは１０〜３０％の固体粒子と水との混合物であり、固形研磨剤は、砂鉄、鋼ショット、カットワイヤショット等であってもよく、固体粒子の粒径は２０から１００メッシュであり、好ましくは６０から８０メッシュである。

本発明に係る鋼板表面処理装置では、ストリップ表面処理部１には複数のグループの高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２が鋼板の幅方向に沿って設けられ、５〜３０グループの高圧噴霧装置１−１が鋼板の幅方向に沿って配置され、各グループの高圧噴霧装置１−１は、７００〜１４００ｍｍであるストリップの幅の５０〜１００ｍｍをカバーし得る。

２〜８行の高圧噴霧装置１−１がストリップの走行方向に沿って配置されてもよい。遠心排出装置１−２については、１〜２グループの遠心排出装置１−２が鋼板の幅に沿って配置され、排出角度を調整することによって鋼板の全幅の噴霧をカバーする。同様に、２〜８行の遠心排出装置１−２がストリップが走行方向に沿ってさらに配置される。

本発明に係る鋼板表面処理装置では、本発明は別個の脱脂部内に配置されてもよい。
ゆえに、図３に示されるように、元の各部内の前洗浄、ブラシ洗浄、電解洗浄、濯ぎのための装置が置き換えられてもよい。

さらに、本発明に係る鋼板表面処理装置では、装置は連続アニール部のアニール炉および入口ループの前に配置されてもよい。

したがって、図４に示されるように、従来の連続アニール処理におけるアルカリ洗浄、ブラシ洗浄、電解洗浄、湯濯ぎのための装置が置き換えられてもよい。

さらに、本発明に係る鋼板表面処理装置では、装置は溶融亜鉛めっき部のアニール炉の前に配置されてもよい。

したがって、図５に示されるように、従来の溶融亜鉛めっき処理における濯ぎ処理が置き換えられてもよい。

さらに、本発明に係る鋼板表面処理装置では、装置は電気亜鉛めっきシンクの前、および電気亜鉛めっき部の入口ループの後に配置されてもよい。

したがって、図６に示されるように、従来の電気亜鉛めっき処理における脱脂、ピクリングなどの処理が置き換えられてもよい。

さらに、本発明に係る鋼板表面処理装置では、本発明はスキンパス部の下流に配置されてもよい。

スキンパスされたストリップの表面粗さが顧客の要求を満たすことができない場合、図７に示されるように、それは鋼板の表面粗さを正確に制御するための粗さ制御処理として働き、これは、ストリップが高強度であり、顧客による表面粗さに対する要求をスキンパス処理によって満たすことができない場合に特に好適である。

本発明に係る鋼板表面処理装置では、装置は連続アニール部およびスキンパス部を有する仕上げ処置のスキンパス処理の下流に配置されてもよい。

ゆえに、ストリップの表面粗さが正確に制御される。連続アニール部は、図８に示されるように、溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、連続アニールなどの処理を含む。

本発明に係る鋼板表面処理装置では、装置は連続アニール部を有する仕上げ処置に配置されてもよい。

ゆえに、元のスキンパス処理の機能を置き換えることができ、すなわち、図９に示されるように、本発明に係るストリップ表面に衝突する方法は、ストリップの機械的性質を改良し、その表面粗さを制御するために利用される。

先行技術に対する本発明の利点には以下の局面が含まれる。
１）本発明では、ストリップの表面粗さは、ストリップ表面上に噴霧される研磨粒子の粒径、噴霧距離、および噴霧圧力等の要因に依存し、これらの関連パラメータは粗さに対する顧客の要望として柔軟に制御され得るため、ストリップの表面粗さをオンラインで制御することができる。特に高強度のストリップについて、本発明の方法は、圧延およびスキンパス処理、圧延機の材料等の要因に対する制限のためにストリップ粗さが顧客の要求を満たすことが困難であるという従来の製造工程における問題を解決し得る。

２）従来の処理では、ストリップの表面品質の必要性を満たすために、ストリップ表面上に残っているグリース、スケールなどの汚染物質をストリップをアニールする前に完全に取除かなければならない。したがって、ストリップがアニールされる前に長さの異なるストリップ表面前処理部が設けられ、この運転モードによって大量のリサイクル不可能な廃アルカリが発生する場合があり、エネルギの大量消費が起こる。本発明の方法では、混合研磨剤がストリップ表面上に噴霧されて、グリース、酸化スケール等の表面上の異物を取除くことによって、従来の処理における前処理工程に完全にまたは部分的に置き換わり、産業性廃アルカリの排出量を減らし、設備の処置部の長さを縮小し、エネルギ消費を減少させる。

３）ストリップ前処理部に入るストリップの表面は、たとえば、ストリップ表面とその上の異物との間にボンディングが延在する、異物の具体的内容が異なる、さらには、ストリップ鋼の中には処理スタイルのため表面処理工程に入る前に長時間配置されなければならないものもあるなど、さまざまな状態を呈するため、従来の処理を用いてストリップを製造する場合、ストリップ表面上の異物を完全に取除くことができない。本発明では、ストリップ表面上の異物を、固体混合粒子を表面に噴霧する物理的方法によって取除くことができるため、ストリップの表面上に異物が残らないことを保証し、表面品質を保証することができる。

４）本発明では、ストリップの機械的性質は、ストリップ表面上に衝突するスラリーのエネルギおよび衝突速度によって調整され、スキンパスミルのプレスダウンシステムの設備能力およびストリップの強度に対する制限がないため、従来のスキンパス処理の無能力の問題を解決し、ストリップの別個の用法に従ってストリップの機械的性質を柔軟に改良する。

５）本発明では、ストリップの機械的性質は、固形研磨剤と水との混合物をストリップ表面に衝突させることによって調整され、これはスキンパス処置に置き換わることができ、全処理費が実質的に削減される。

６）本発明は、上述の処理に入るストリップの表面を前処理するために、連続溶融亜鉛めっき生産ライン、連続電気亜鉛めっき生産ライン、連続アニール生産ライン、および連続脱脂処置に提供されてもよく、さらに上述の処理の仕上げ処置に提供されてもよいため、元のスキンパス処理完全にまたは部分的にに置き換わり、製品および処理の要望に鑑みて柔軟に構成される。

７）固体粒子はリサイクル可能であり、したがって低価格である。
８）本発明におけるストリップ表面に衝突する媒体は固体粒子と水との混合物であり、処理すべきストリップの表面状態に対する特定の要求がないため、単純な運転および低維持費が提供される。

図中、参照番号１はストリップ表面処理部、１−１は高圧噴霧装置、１−２は遠心排出装置、２はストリップ表面洗浄部、３はストリップ表面乾燥部、４はスラリー供給部、５は研磨剤リサイクル部、６はストリップ、７はアンコイラ、８は溶融機、９はコイラ、１１はアニール出口ループ、１０は入口ループ、１２はアニール炉、１３はスキンパスミル、１４はアニール部、１５は亜鉛ポットを示す。

ストリップ表面処理装置の概略図１である。 ストリップ表面処理装置の概略図２である。 実施形態１のストリップ表面前処理工程の概略図である。 実施形態２のストリップ表面前処理工程の概略図である。 実施形態３のストリップ表面前処理工程の概略図である。 実施形態４のストリップ表面前処理工程の概略図である。 実施形態５のストリップ表面前処理工程の概略図である。 実施形態６のストリップ表面前処理工程の概略図である。 実施形態７のストリップ表面前処理工程の概略図である。 実施形態１におけるストリップの表面粗さの分布を示す図である。 実施形態７におけるストリップの機械的性質の変化を示す比較図である。

詳細な説明
実施形態１
本発明において別個の脱脂部にストリップ表面処理装置が設けられる処理を例にとり、図３を参照して、詳細な実施形態は以下の通りである。

本実施形態のストリップは、幅が７００〜１３００ｍｍで厚みが０．２〜３ｍｍの冷間圧延ストリップである。この時点で、圧延油およびその中の油滓、圧延処理時に発生した鉄粉、蓄積した埃、または溶接時に発生した溶接スラグ等の、圧延処理時に発生したさまざまな汚染物質がストリップ表面上に残っている。冷間圧延後のストリップの表面粗さは０．７〜０．８μｍであり、顧客が要求する表面粗さは１．５μｍである。

アンコイラ７によって巻解かれたストリップは溶接機８によって溶接された後、テンションローラを介して、図１に示されるように高圧噴霧装置１−１または遠心排出装置１−２を有して構成され得る鋼板表面処理装置１に入る。高圧噴霧装置１−１が構成される場合、粒径が８０〜１００メッシュの鋼ショットが固形研磨剤として使用され、鋼ショットと水との混合比は５０％に制御され、鋼ショットと水との混合物がストリップ表面に衝突する速度は７０〜９０ｍ／分である。遠心排出装置１−２が鋼板表面処理装置１内に構成される場合、粒径が８０〜１００メッシュの鋼ショットが固形研磨剤として使用され、鋼ショットと水との混合比は７０％であり、鋼ショットと水との混合物がストリップ表面に衝突する速度は７０〜９０ｍ／分である。このように処理されたストリップ表面上の汚染物質に固形研磨剤および水が衝突し、ストリップ表面に懸濁液が残るため、汚染物質を取除くという目的が達成される。さらに、ストリップ表面に衝突する固体粒子は一定のエネルギおよび速度を有し、固体粒子の粒径はストリップの粒径よりも大きいため、その表面上に無秩序な窪みが形成され、ストリップの表面粗さを制御するという目的が達成される。そのように処理されたストリップの表面粗さは１．４〜１．５μｍに達し得る。鋼板表面処理装置１によって処理されたストリップはストリップ表面洗浄部２に入り、洗浄部２において、圧力が２０ＭＰａの純水がストリップの表面を濯ぐことによって、固形研磨剤は表面から分離して鋼板表面処理装置１の下部に入った後、濾過リサイクル装置５によってリサイクルされる。そのように処理されたストリップの表面上には固体粒子が存在せず、ストリップはその後、ストリップ表面乾燥部３によって１００℃の熱風で乾燥され、コイラ９によって巻付けられる。

板の幅に沿ってこのように処理されたストリップの表面粗さの分布を図１０に示す。
実施形態２
本発明において連続アニール部にストリップ表面処理装置が設けられる処理を例にとり、図４を参照して、詳細な実施形態は以下の通りである。

本実施形態のストリップは、幅が７００〜１３００ｍｍで厚みが０．２〜３ｍｍの冷間圧延ストリップである。この時点で、圧延油およびその中の油滓、圧延処理時に発生した鉄粉、蓄積した埃、または溶接時に発生した溶接スラグ等の、圧延処理時に発生したさまざまな汚染物質がストリップ表面上に残っている。冷間圧延後のストリップの表面粗さは０．７〜０．８μｍであり、顧客が要求する表面粗さは１．５μｍである。

アンコイラ７によって巻解かれたストリップは溶接機８によって溶接された後、鋼板表面処理装置１に入り、装置１での処理は実施形態１と同じである。そのように処理されたストリップは入口ループ１０に入り、その後、アニール炉１２によってアニールされる。その後、ストリップは平坦化され、レベリングされ、最終的にコイラによって巻付けられることによって、アニール処理全体が完了する。

実施形態３
本発明において連続溶融亜鉛めっき部にストリップ表面処理装置が設けられる処理を例にとり、図５を参照して、詳細な実施形態は以下の通りである。

アンコイラ７によって巻解かれたストリップは溶接機８によって溶接された後、入口ループ１０に入り、続いて鋼板表面処理装置１に入り、装置１での処理は実施形態１と同様である。鋼板表面処理装置１によって処理されたストリップはアニール炉１２によってアニールされた後、溶融亜鉛めっきされることによって、溶融亜鉛めっき処理全体が完了する。

実施形態４
本発明において連続電気亜鉛めっき部にストリップ表面処理装置が設けられる処理を例にとり、図５を参照して、詳細な実施形態は以下の通りである。

アンコイラ７によって巻解かれたストリップは溶接機８によって溶接された後、入口ループ１０に入り、続いて鋼板表面処理装置１に入り、装置１での処理は実施形態１と同様である。鋼板表面処理装置１によって処理されたストリップは続いて電気めっきされ、リン酸で処理され、コーティングされるなどして、電気亜鉛めっき処理全体が完了する。

実施形態５
スキンパス処置の後に追加される図７の本発明の方法の処理レイアウトを例にとり、図１および図２を参照して、詳細な実施形態は以下の通りである。

本実施形態では、厚みが０．３〜０．８ｍｍで幅が８００〜１２００ｍｍの冷間圧延鋼板が使用され、これは平坦化されると、その伸長率は０．８％である。スキンパスミルに平滑ローラが設けられ、要求されるストリップの粗さは１．５μｍである。

図７の処理レイアウトを例にとり、アンコイラ７によって巻解かれたストリップ６はテンションローラを通った後、スキンパスミル１３に入る。スキンパスミルは０．８％の伸長率で鋼板を平坦化し、ストリップの機械的性質および形状を改良する。平坦化されたストリップはテンションローラを通った後、研磨剤供給装置４を用いて構成されるストリップ表面処理部１に入る。装置４では、粒径が６０メッシュの鋼ショットが固形研磨剤として使用され、固形研磨剤と水との混合比は７０％である。研磨剤供給装置４は、上述の混合比を有するスラリーを高圧噴霧装置１−１に供給し、装置１−１はスラリーにエネルギを与えて、スラリーを１２０ｍ／ｓの速度でストリップ表面上に衝突させる。ストリップ表面に衝突する媒体は固体粒子と水との混合物であるため、少量のスラリーが表面上に残ることがあり、スラリーの大部分はテーパ状シンクの下に積み重なることになる。スラリーが衝突したストリップはストリップ濯ぎ部２に入り、濯ぎ部２は２０ＭＰａの純水を用いてストリップの上下面を濯ぎ、表面上の残留固体粒子を取除く。その後、ストリップは乾燥装置３に入り、装置３は１００℃の温度の高温気体で鋼板を乾燥することによって、巻付けなどのその後の処置の要求を満たす。その後、ストリップはテンションローラを通り、コイラ９によって巻付けられる。

鋼板表面処理装置１が遠心排出装置１−２を使用する場合、固体粒子と水との混合比は６０％であり、遠心排出装置１−２はブレードによってスラリーに衝突エネルギを与え、ストリップ表面上の衝突速度は１２０ｍ／ｓであり、衝突密度は単位面積当たり２ｋｇ／ｍ²である。他の段階は上述の段階と同様である。

実施形態６
連続アニール処理のスキンパス処置の後に追加される図８の本発明の方法の処理レイアウトを例にとり、図１および図２を参照して、詳細な実施形態は以下の通りである。

本実施形態では、厚みが０．３〜０．８ｍｍで幅が８００〜１２００ｍｍの冷間圧延鋼板が使用され、これは平坦化されると、その伸長率は０．６％である。スキンパスミルに平滑ローラが設けられ、要求されるストリップの粗さは１．２μｍである。

アンコイラ７によって巻解かれたストリップ６は鋼板切断および溶接部８に入った後、入口ループ１０を通り、連続アニール部１４に入る。このように処理されたストリップの機械的性質には降伏プラットフォームがあり、これはストリップの成形に影響する。アニールされたストリップはアニール出口ループを通り、スキンパスミル部１３に入る。スキンパスミル部の上流および下流の両方にテンション装置が設けられる。スキンパス処理時、アニールされたストリップに存在する降伏プラットフォームを無くしてストリップの形状を改良するために、鋼板は０．６％の伸長率で平坦化される。平坦化されたストリップは、図１に示されるように高圧噴霧装置１−１を用いて構成されるストリップ表面処理部１に入る。装置１−１では、粒径が８０メッシュの鋼ショットが研磨剤として使用され、固形研磨剤と水との混合比は６０％である。鋼板表面処理装置１が図２に示されるように遠心排出装置１−２を用いて構成される場合、スラリーは１００ｍ／ｓの速度でストリップ表面上に衝突する。装置１−２では、粒径が８０メッシュの鋼ショットが固形研磨剤として使用され、固体粒子と水との混合比は５０％であり、スラリーは１００ｍ／ｓの速度でストリップ表面上に衝突する。このように処理されたストリップは、その処理が実施形態５と同じである濯ぎ装置２および乾燥装置３に入り、テンションローラ部を通り、レベリング部に入ってストリップの形状をさらに改良してから、コイラ９によって巻付けられる。

実施形態７
連続アニール処理のスキンパス処置の後に追加される図９の本発明の方法の処理レイアウトを例にとり、図１および図２を参照して、詳細な実施形態は以下の通りである。

本実施形態では、厚みが０．３〜０．８ｍｍで幅が８００〜１２００ｍｍの冷間圧延鋼板が使用され、要求されるストリップの粗さは１．２μｍである。

アンコイラ７によって巻解かれたストリップ６はストリップ切断および溶接部８に入った後、入口ループ１０を通り、アニール部１４に入る。その後、アニールされたストリップはアニール出口ループ１１を通り、ストリップ表面処理部１に直接入る。ストリップ表面処理部には、その上流および下流の両方にテンションローラ部が設けられ、かつ複数のグループの高圧噴霧装置１−１が設けられる。ストリップが装置１−１に入った後、グループ１，２の装置１−１がまずストリップの表面に噴霧し、衝突する研磨剤の粒径は３０メッシュであり、スラリーの混合比は７０％であり、ストリップ表面上に衝突する研磨剤の速度は１５０ｍ／ｓである。上述の処理によってストリップの機械的性質を変化させることができ、アニールされたストリップに存在する降伏プラットフォームが消滅し得る。このようにして、ストリップはグループ３，４の高圧噴霧装置に入り、当該装置では、衝突する研磨剤の粒径は８０メッシュであり、スラリーの混合比は６０％であり、ストリップ表面上に衝突する研磨剤の速度は１００ｍ／ｓである。上述のように処理されたストリップの表面粗さは顧客の要求に達しており、その後のストリップは表面濯ぎ装置２に入り、装置２は２０ＭＰａの純水を用いてストリップの上下面を洗う。その後、ストリップは乾燥部３に入り、乾燥部３は１００℃の温度の圧縮空気でストリップ表面を乾燥することによって、冷却処理等の要求を満たす。

鋼板表面処理装置１が図２に示されるように遠心排出装置１−２を用いて構成される場合、実施形態は上述と同様であるが、グループ１，２の遠心排出装置１−２によって噴霧されるスラリーの衝突速度は１５０ｍ／ｓであり、固体粒子の研磨剤粒径は３０メッシュであり、固体粒子と水との混合比は６０％であり、グループ３，４の遠心排出装置によって噴霧される研磨剤の衝突速度は１００ｍ／ｓであり、固体粒子の研磨剤粒径は８０メッシュであり、固体粒子と水との混合比は６０％である。

このように処理されたストリップと処理前のストリップとの機械的性質の比較を図１１に示す。

本発明によると、固体混合研磨剤を使用してストリップ表面上に衝突させる方法によって、表面粗さを柔軟にオンライン制御することができ、ストリップ表面上に残留しているグリース、スケールなどの汚染物質を取除くことができる。さらに、本方法は、スキンパス処置を完全にまたは部分的に置き換えることができる。本特許の技術は成熟しており容易に実現されるため、広範な用途が利用可能である。さらに、本特許は、設備の無能力のために表面粗さを改良することができないという問題を良好に解決することができ、製品拡大および製品品質の改良に極めて有益である。したがって、本発明は、鋼板表面処理の分野に適用される際に幅広い可能性を有する。

Claims (11)

1. 冷間圧延鋼板の表面に０．５μｍから１．５μｍの粗さを付与するための方法であって、
   前記方法は順次、
   高圧噴霧装置（１−１）または遠心排出装置（１−２）を用いて構成されるストリップ表面処理部（１）を備え、
   前記高圧噴霧装置（１−１）および前記遠心排出装置（１−２）の一方または両方が配置され、
   前記高圧噴霧装置（１−１）または前記遠心排出装置（１−２）は、鋼ショットと水との混合物、すなわちスラリーを前記ストリップ表面上に噴霧し、鋼ショットと水との前記混合物の混合比は１０〜９５％であり、前記鋼ショットの粒径は２０から１００メッシュであり、前記ストリップ表面に衝突する前記混合物の速度は１００ｍ／ｓ〜３００ｍ／ｓの範囲であり、前記方法はさらに、
   ストリップ表面濯ぎ部（２）と、
   ストリップ表面乾燥部（３）とを備え、
   さらに、前記方法は、
   前記高圧噴霧装置（１−１）または前記遠心排出装置（１−２）を用いて構成される前記ストリップ表面処理部（１）にスラリーを供給する、スラリー供給部（４）と、
   研磨剤リサイクル部（５）とを備える、方法。
2. 鋼ショットと水との前記混合物の混合比は１０〜３０％であり、前記鋼ショットの粒径は６０から８０メッシュである、請求項１に記載の方法。
3. 前記ストリップ表面処理部（１）には、複数のグループの高圧噴霧装置（１−１）が前記鋼板の幅方向に沿って設けられ、５〜３０グループの高圧噴霧装置（１−１）が前記鋼板の幅方向に沿って設けられてもよく、各グループの前記高圧噴霧装置（１−１）は、７００〜１４００ｍｍである前記ストリップの幅の５０〜１００ｍｍをカバーすることによって、前記ストリップの全幅の噴霧をカバーし、
   さらに、２〜８行の高圧噴霧装置（１−１）が前記ストリップの走行方向に沿ってさらに設けられる、請求項１に記載の方法。
4. 前記ストリップの表面粗さは０．５μｍから１．２μｍに制御される、請求項１に記載の方法。
5. 前記スラリー供給装置（４）は、各グループの前記高圧噴霧装置（１−１）または遠心排出装置（１−２）に、固体粒径および混合比が異なる研磨剤を有するスラリーを供給する、請求項１に記載の方法。
6. 前記ストリップ表面処理部（２）は、圧力が５〜３０ＭＰａの純水で前記ストリップ表面を濯ぎ、前記ストリップ表面乾燥部（３）は熱風で前記ストリップ表面を乾燥する、請求項１に記載の方法。
7. 前記ストリップ表面上に衝突する前記混合物の速度は１００ｍ／ｓ〜１５０ｍ／ｓの範囲内にある、請求項１に記載の方法。
8. 冷間圧延鋼板の表面に０．５μｍから１．５μｍの粗さを付与するための装置であって、前記装置は少なくとも、高圧噴霧装置（１−１）または遠心排出装置（１−２）を用いて構成される１つのストリップ表面処理部（１）と、前記ストリップ表面処理部装置の下流のストリップ表面濯ぎ部（２）と、前記濯ぎ部（２）の下流のストリップ表面乾燥部（３）と、研磨剤供給装置（４）と、研磨剤リサイクル装置（５）とを備え、前記研磨剤供給装置（４）は鋼ショットと水との混合物、すなわちスラリーを前記高圧噴霧装置（１−１）および前記遠心排出装置（１−２）に供給し、前記高圧噴霧装置（１−１）または前記遠心排出装置（１−２）は、１００ｍ／ｓ〜３００ｍ／ｓの範囲の速度で前記混合物を噴霧することができ、鋼ショットと水との前記混合物の混合比は１０〜９５％であり、前記鋼ショットの粒径は２０から１００メッシュである、装置。
9. 鋼ショットと水との前記混合物の混合比は１０〜３０％であり、前記鋼ショットの粒径は６０から８０メッシュである、請求項８に記載の装置。
10. 前記ストリップ表面処理部（１）には、複数のグループの高圧噴霧装置（１−１）または遠心排出装置（１−２）が前記鋼板の幅方向に沿って設けられ、５〜３０グループの高圧噴霧装置（１−１）が前記鋼板の幅方向に沿って配置され、各グループの噴霧装置（１−１）は、幅が７００〜１４００ｍｍのストリップの幅の５０〜１００ｍｍをカバーし、２〜８行の高圧噴霧装置（１−１）が前記ストリップの走行方向に沿って配置され、前記遠心排出装置（１−２）については、１〜２グループの前記遠心排出装置（１−２）が前記鋼板の幅方向に沿って配置され、排出角度を調整することによって前記鋼板の全幅をカバーし、同様に、２〜８行の遠心排出装置（１−２）が前記ストリップの走行方向に沿ってさらに配置される、請求項８に記載の装置。
11. 前記ストリップ表面処理部（１）には高圧噴霧装置（１−１）および遠心排出装置（１−２）の一方または両方が設けられ、前記遠心排出装置（１−２）は前記ストリップの中心部上に噴霧するために使用され、前記高圧噴霧装置（１−１）は前記ストリップの端縁部上に噴霧するために使用される、請求項８に記載の装置。