JP7155401B2 - 酸液調製装置及び酸液供給装置並びに酸洗設備 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、酸液中に含まれるFe3+の濃度を所定範囲内の値に維持するために、酸液のエアレーション(曝気)を行い、酸洗時に酸液中に生じる第一鉄イオン(Fe2+)を酸化して、酸液中のFe3+濃度を増加させることが記載されている。
鋼板の酸洗に用いられる酸液の調製装置であって、
前記酸液を貯留するための密閉タンクと、
前記密閉タンクに該密閉タンクの外部から酸素含有ガスを供給するためのガス供給部と、
前記密閉タンク内のガスを外部に排出するためのパージ部と、
を備える。
ここで、図12は、酸液中の鉄イオン(Fe2+、Fe3+)の濃度比と、酸洗時間との関係の一例を示すグラフである。図12に示すように、酸液中Fe3+濃度をある程度大きくすることで、酸洗速度が増大する(すなわち、酸洗時間が短くなる)。したがって、酸液調製装置22にて酸液中のFe3+濃度を適切に調節することで、鋼板の酸洗を効率的に行うことができる。なお、酸液調製装置22の構成については後述する。
複数の酸洗槽12(12A~12C)の各々に搬送ロール16が設けられており、これらの搬送ロール16によって、複数の酸洗槽12内の酸液3に浸漬された状態で鋼板2が搬送されるようになっている。
下流側の酸洗槽12では、鋼板2表面のスケールの溶解に加えて、鋼板2の母材表面を溶解させる処理を行うことがある。このように鋼板2の母材を酸液で溶解させる場合に、酸液中のFe3+が消費される。よって、複数の酸洗槽12のうちの下流側の酸洗槽(例えば最下流の酸洗槽12C)に対して、酸液調製装置22で調製された酸液3を供給することで、効果的に鋼板の酸洗を行うことができる。
図3~図10は、それぞれ、一実施形態に係る酸液調製装置を含む酸液供給装置の概略図である。図3~図10に示すように、幾つかの実施形態に係る酸液調製装置22は、酸液3を貯留するための密閉タンク30と、ガス供給部31と、パージ部33と、を備えている。
幾つかの実施形態では、酸洗装置10(図1、図2参照)の酸洗槽12からの酸液が酸液返送ライン26を介して流入して貯留されるようになっていてもよい。
あるいは、酸素含有ガスは、大気中の酸素濃度(約20.95%)よりも高い酸素濃度を有していてもよく、例えば、20.1%以上の酸素濃度であってもよい。あるいは、酸素含有ガスは、空気等のガスを加圧して、酸素分圧を高めたものであってもよい。
図3に示す例示的な実施形態では、ガス供給管32の供給口は、密閉タンク30に貯留された酸液3(即ち液相部101)の中に設けられており、酸液3中に酸素含有ガスを吹き込むようになっている。図4~図6に示す例示的な実施形態では、ガス供給管32の一端が密閉タンク30に接続されており、ガス供給管32からの酸素含有ガスが、密閉タンク30内の気相部102に供給されるようになっている。
図7~図10に示す例示的な実施形態では、パージ管34は、後述するガス循環路50に接続されており、密閉タンク30内の気相部102のガスが、ガス循環路50の一部及びパージ管34を介して外部に排出されるようになっている。
幾つかの実施形態では、パージ管34は、一定流量のガスを連続的に排出するように構成されていてもよい。例えばパージ管34には、規定流量のガスを排出するためのオリフィスが設けられていてもよい。
なお、密閉タンク30から排出されるガスが通るパージ管34(パージ部33)におけるガス中の酸素濃度は、密閉タンク30内におけるガス中の酸素濃度とほぼ同じである。そこで、幾つかの実施形態では、濃度センサ94は、パージ部33におけるガス中の酸素濃度を計測するように構成されていてもよい。
温度調節部43は、密閉タンク30又は酸液循環路42(後述)に設けられたヒータであってもよい。
例えば図7~図10に示す例示的な実施形態では、ガス供給管32(ガス供給部31)がガス循環路50に接続されており、ガス供給管32からの酸素含有ガスは、ガス循環路50の一部を介して、ガス混入部46(図9、図10の場合)又はガス吹込み部52(図7、図8の場合)に供給されるようになっている。
この点、上述の実施形態では、ガス供給部31からの比較的高濃度の酸素含有ガスを、比較的低濃度の密閉タンク30内の気相部102を経由せずにガス混入部46又はガス吹込み部52に供給することができる。よって、ガス混入部46又はガス吹込み部52にて、酸素ガスの酸液3への溶解をより一層促進させることができる。これにより、酸液3中の溶存酸素濃度を増大させることができるため、密閉タンク30内の酸液3中での鉄イオンの酸化還元反応速度、及び、Fe3+濃度を調節しやすくなる。
図11に示す酸液供給装置20の構成は、基本的には図1に示す酸洗設備1に含まれる酸液供給装置20と同様であるが、さらに、以下に説明する特徴を有する。
図11に示す酸液供給装置20は、上述した酸液調製装置22と、該酸液調製装置22の密閉タンク30に貯留された酸液3を酸洗装置10(図1参照)に供給するための酸液供給ライン24と、酸液供給ライン24に設けられたガス回収容器27及び減圧弁23と、を備えている。減圧弁23は、酸液供給ライン24においてガス回収容器27よりも上流側に設けられている。
鋼板の酸洗に用いられる酸液の調製装置であって、
前記酸液を貯留するための密閉タンクと、
前記密閉タンクに該密閉タンクの外部から酸素含有ガスを供給するためのガス供給部と、
前記密閉タンク内のガスを外部に排出するためのパージ部と、
を備える。
前記ガス供給部は、酸素分圧が0.022MPaよりも大きい前記酸素含有ガスを前記密閉タンクに供給するように構成される。
前記ガス供給部は、
前記密閉タンクに供給される前記酸素含有ガスが流れるガス供給管と、
前記ガス供給管に設けられ、該ガス供給管の圧力を調節するための第1バルブと、を含む。
前記酸液調製装置は、
前記密閉タンク内の圧力を計測するための圧力センサをさらに備え、
前記第1バルブは、前記圧力センサの計測結果に基づいて開度調節されるように構成される。
前記パージ部は、
前記密閉タンクから排出される前記ガスが流れるパージ管と、
前記パージ管に設けられ、前記パージ管を介して前記密閉タンクから排出されるガスの流量を調節するための第2バルブと、を含む。
前記酸液調製装置は、
前記密閉タンク内の気相中の酸素濃度を計測するための濃度センサをさらに備え、
前記第2バルブは、前記濃度センサの計測結果に基づいて開度調節されるように構成される。
前記酸液調製装置は、
空気よりも酸素濃度が高いガスを生成するための酸素ガス発生装置をさらに備え、
前記ガス供給部は、前記酸素ガス発生装置で生成されたガスを前記酸素含有ガスとして前記密閉タンクに供給するように構成される。
前記酸液調製装置は、
前記密閉タンクに供給される前記酸素含有ガスを昇圧させるための加圧部をさらに備える。
前記酸液調製装置は、
前記密閉タンクに貯留された前記酸液の温度を調節するための温度調節部をさらに備える。
前記酸液調製装置は、
前記密閉タンクに貯留された前記酸液を抜き出して、該酸液を循環させて前記密閉タンクに戻すための酸液循環路と、
前記酸液循環路に設けられた循環ポンプと、
をさらに備える。
前記酸液循環路は、前記酸液を循環させて前記密閉タンクの気相部に戻すように構成され、
前記酸液循環路を介して前記気相部に戻された前記酸液を前記気相部内で噴射するように構成された噴射部をさらに備える。
前記酸液調製装置は、
前記酸液循環路を介して前記密閉タンクから抜き出された前記酸液が供給され、供給された該酸液に前記酸素含有ガスを混入させるためのガス混入部をさらに備え、
前記ガス混入部からの前記酸液が前記密閉タンクに貯留されるように構成される。
前記ガス混入部は、前記密閉タンクの外部に設けられる。
前記酸液調製装置は、
前記酸素含有ガスを前記密閉タンクに貯留された前記酸液の中に吹き込むためのガス吹込み部をさらに備える。
前記酸液調製装置は、
前記密閉タンク内の前記酸液を循環させるための酸液循環路内の前記酸液に前記酸素含有ガスを混入させるためのガス混入部、または、前記酸素含有ガスを前記密閉タンクに貯留された前記酸液の中に吹き込むためのガス吹込み部の少なくとも一方を備え、
前記ガス混入部又は前記ガス吹込み部の前記少なくとも一方は、前記酸液中に前記酸素含有ガスのマイクロバブルを生成するように構成される。
前記酸液調製装置は、
前記密閉タンク内の前記酸液を循環させるための酸液循環路内の前記酸液に前記酸素含有ガスを混入させるためのガス混入部、または、前記酸素含有ガスを前記密閉タンクに貯留された前記酸液の中に吹き込むためのガス吹込み部の少なくとも一方を備え、
前記ガス供給部からの前記酸素含有ガスが、前記密閉タンク内の気相部を経由せずに前記ガス混入部又は前記ガス吹込み部の前記少なくとも一方に供給されるように構成される。
前記密閉タンク内の前記酸液を前記密閉タンクの外部に抜き出して、該酸液を循環させて前記密閉タンクに戻すための酸液循環路内の前記酸液に前記酸素含有ガスを混入させるためのガス混入部、または、前記酸素含有ガスを前記密閉タンクに貯留された前記酸液の中に吹き込むためのガス吹込み部の少なくとも一方と、
前記密閉タンク内の気相部のガスを抜き出して、該ガスを循環させて前記密閉タンクに戻すためのガス循環路と、を備え、
前記ガス混入部又は前記ガス吹込み部の前記少なくとも一方には、前記ガス循環路からの前記ガスが供給される。
前記ガス供給部は、前記ガス循環路に接続されたガス供給管を含み、前記ガス循環路と前記ガス混入部又は前記ガス吹込み部の前記少なくとも一方とを介して前記密閉タンクに前記酸素含有ガスを供給するように構成される。
前記パージ部は、前記ガス循環路に接続されたパージ管を含み、前記ガス循環路を介して、前記密閉タンク内の前記ガスを外部に排出するように構成される。
上記(1)乃至(16)の何れか一項に記載の酸液調製装置と、
前記密閉タンクに貯留された前記酸液を前記酸洗装置に供給するための酸液供給ラインと、
前記酸液供給ラインに設けられたガス回収容器と、
前記酸液供給ラインにおいて前記ガス回収容器よりも上流側に設けられた減圧弁と、
を備える。
酸液を用いて鋼板の酸洗をするための酸洗装置と、
前記酸洗装置に前記酸液を供給するように構成された上記(17)に記載の酸液供給装置と、
を備える。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
2 鋼板
3 酸液
10 酸洗装置
12,12A~12C 酸洗槽
16 搬送ロール
18 酸液供給部
19 酸液排出部
20 酸液供給装置
22 酸液調製装置
23 減圧弁
24 酸液供給ライン
26 酸液返送ライン
27 ガス回収容器
28 返送ライン
29 返送ポンプ
30 密閉タンク
31 ガス供給部
32 ガス供給管
33 パージ部
34 パージ管
35 第1バルブ
36 酸素ガス供給ライン
37 第2バルブ
38 酸素ガス発生装置
40 加圧部
42 酸液循環路
43 温度調節部
44 循環ポンプ
46 ガス混入部
46a ガス取り込み部
47 接続部
48 噴射部
50 ガス循環路
52 ガス吹込み部
52a 酸液取り込み部
90 コントローラ
92 圧力センサ
94 濃度センサ
101 液相部
102 気相部
104 気泡
106 液滴
107 液相部
108 酸素ガス
Claims (18)
- 鋼板の酸洗に用いられる酸液の調製装置であって、
前記酸液を貯留するための密閉タンクと、
前記密閉タンクに該密閉タンクの外部から酸素含有ガスを供給するためのガス供給部と、
前記密閉タンク内のガスを外部に排出するためのパージ部と、
を備える酸液調製装置。 - 前記ガス供給部は、酸素分圧が0.022MPaよりも大きい前記酸素含有ガスを前記密閉タンクに供給するように構成された
請求項1に記載の酸液調製装置。 - 前記ガス供給部は、
前記密閉タンクに供給される前記酸素含有ガスが流れるガス供給管と、
前記ガス供給管に設けられ、該ガス供給管の圧力を調節するための第1バルブと、を含む
請求項1又は2に記載の酸液調製装置。 - 前記密閉タンク内の圧力を計測するための圧力センサをさらに備え、
前記第1バルブは、前記圧力センサの計測結果に基づいて開度調節されるように構成された
請求項3に記載の酸液調製装置。 - 前記パージ部は、
前記密閉タンクから排出される前記ガスが流れるパージ管と、
前記パージ管に設けられ、前記パージ管を介して前記密閉タンクから排出されるガスの流量を調節するための第2バルブと、を含む
請求項1乃至4の何れか一項に記載の酸液調製装置。 - 前記密閉タンク内の気相中の酸素濃度を計測するための濃度センサをさらに備え、
前記第2バルブは、前記濃度センサの計測結果に基づいて開度調節されるように構成された
請求項5に記載の酸液調製装置。 - 空気よりも酸素濃度が高いガスを生成するための酸素ガス発生装置をさらに備え、
前記ガス供給部は、前記酸素ガス発生装置で生成されたガスを前記酸素含有ガスとして前記密閉タンクに供給するように構成された
請求項1乃至6の何れか一項に記載の酸液調製装置。 - 前記密閉タンクに供給される前記酸素含有ガスを昇圧させるための加圧部をさらに備える
請求項1乃至7の何れか一項に記載の酸液調製装置。 - 前記密閉タンクに貯留された前記酸液の温度を調節するための温度調節部をさらに備える
請求項1乃至8の何れか一項に記載の酸液調製装置。 - 前記密閉タンクに貯留された前記酸液を抜き出して、該酸液を循環させて前記密閉タンクに戻すための酸液循環路と、
前記酸液循環路に設けられた循環ポンプと、
をさらに備える
請求項1乃至9の何れか一項に記載の酸液調製装置。 - 前記酸液循環路は、前記酸液を循環させて前記密閉タンクの気相部に戻すように構成され、
前記酸液循環路を介して前記気相部に戻された前記酸液を前記気相部内で噴射するように構成された噴射部をさらに備える
請求項10に記載の酸液調製装置。 - 前記酸液循環路を介して前記密閉タンクから抜き出された前記酸液が供給され、供給された該酸液に前記酸素含有ガスを混入させるためのガス混入部をさらに備え、
前記ガス混入部からの前記酸液が前記密閉タンクに貯留されるように構成された
請求項10又は11に記載の酸液調製装置。 - 前記ガス混入部は、前記密閉タンクの外部に設けられた
請求項12に記載の酸液調製装置。 - 前記酸素含有ガスを前記密閉タンクに貯留された前記酸液の中に吹き込むためのガス吹込み部をさらに備える
請求項1乃至13の何れか一項に記載の酸液調製装置。 - 前記密閉タンク内の前記酸液を前記密閉タンクの外部に抜き出して、該酸液を循環させて前記密閉タンクに戻すための酸液循環路内の前記酸液に前記酸素含有ガスを混入させるためのガス混入部、または、前記酸素含有ガスを前記密閉タンクに貯留された前記酸液の中に吹き込むためのガス吹込み部の少なくとも一方と、
前記密閉タンク内の気相部のガスを抜き出して、該ガスを循環させて前記密閉タンクに戻すためのガス循環路と、を備え、
前記ガス混入部又は前記ガス吹込み部の前記少なくとも一方には、前記ガス循環路からの前記ガスが供給されるように構成された
請求項1乃至11の何れか一項に記載の酸液調製装置。 - 前記パージ部は、前記ガス循環路に接続されたパージ管を含み、前記ガス循環路を介して、前記密閉タンク内の前記ガスを外部に排出するように構成された
請求項15に記載の酸液調製装置。 - 請求項1乃至16の何れか一項に記載の酸液調製装置と、
前記密閉タンクに貯留された前記酸液を酸洗装置に供給するための酸液供給ラインと、
前記酸液供給ラインに設けられたガス回収容器と、
前記酸液供給ラインにおいて前記ガス回収容器よりも上流側に設けられた減圧弁と、
を備える酸液供給装置。 - 酸液を用いて鋼板の酸洗をするための酸洗装置と、
前記酸洗装置に前記酸液を供給するように構成された請求項17に記載の酸液供給装置と、
を備える酸洗設備。
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