JPH01246385A

JPH01246385A - 高速酸洗装置

Info

Publication number: JPH01246385A
Application number: JP28509388A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Kimura; 智明木村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1989-10-02
Also published as: JPH0433869B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は熱間圧延工程によりストリップ表面に発生する
スケール等を高速で酸洗する高速酸洗装置に関する。

〔従来の技術〕

熱間圧延後のストリップ表面のスケールの除去は通常１
０〜１５％濃度で約８０℃の塩酸、硫酸等による酸洗法
によって行なわれる。従来の酸洗方法は、特開昭５３−
７６９２９号公報に示されているように、酸液を貯える
数個の酸洗槽にストリップを浸漬させながら走行させて
酸洗を行なうものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ストリップ表面のスケール等を酸洗によ
り完全に除去するには通常３０秒程度の時間が必要であ
る。ストリップの走行速度は約３００ｍ／分であるから
、必要な酸洗槽は１５０ｍもの長さが必要である。特開
昭５３−７６９２９号公報に記載のものでは、酸洗槽に
ストリップが入る前にストリップをバーナにより加熱し
て酸洗時間を短縮しようとしている。しかしながらスト
リップを加熱しても、酸洗時間は約１０％程度減少する
だけであり、酸洗槽の長さは依然として１３５ｍもの長
さが必要である。したがって極めて大きな設備スペース
を要する問題があった。

また近年省エネルギ、省資源の観点から、酸洗装置と次
工程の冷間圧延設備を結合する、設備の連続化に対する
要求が高くなっている。しかし従来は前述のように酸洗
槽が極めて長いため、設偏スペースが膨大となり、設備
の連続化が困難であった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、酸洗時間
を短くして酸洗槽を短くし、設備スペースを小さくする
ことができるとともに、冷間圧延設備との連続化が容易
な高速酸洗装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の高速酸洗装置は、
ストリップを垂直方向に折り返して走行させ、かつ該ス
トリップ間に狭い間隔を形成させるローラと、前記狭い
間隔内に酸液を供給する酸液供給手段とを備え、当該狭
い間隔内で乱流となった酸液層により前記ストリップを
酸洗することを特徴とする。

〔作用〕

上記構成によれば、ストリップをローラ間で折り返して
走行させ、ストリップとストリップとの間の狭い間隔に
酸液供給手段で酸液を供給すると、互いに対向するスト
リップは移動方向が逆であるので、ストリップ表面には
酸液の小さな渦が発生して酸液層が乱流となる。このた
めに、ストリップ表面には常に新しい酸液が供給される
ことになり、酸洗効率が向上して酸洗時間の短縮を図る
ことができる。

〔実施例〕

本発明の第１の実施例による高速酸洗装置を第１図に示
す、この高速酸洗装置は、ストリップを加熱した後酸洗
するものである。ストリップ５１はローラ３０，３１に
よりガイドされ、加熱タンク３２内に搬送される。加熱
タンク３２には、上下にパッド３５が隙間を設けて配置
されている。

これらパッド３５内にはヘッダ３３が設けられ、外部か
ら圧力の高い加熱水が供給され、この加熱水がパッド３
５に設けられたノズル３４から噴出され、ストリップ５
１を加熱する。加熱水の流出速度は０．５〜２ｍ／ｓｅ
ｃ程度である。加熱水は１００Ｔ：に近い温度にされ、
これによりストリップ５１は８０℃近傍にまで、約１程
度度で加熱される。ストリップ５１を加熱した後の加熱
水は加熱タンク３２に一時ためられ、循環パイプ（図示
せず）により熱交換器（図示せず）に送られて加熱され
、再び１００’Ｃ近くまで加熱され、加熱水として再使
用される。

このようにして約８０℃に加熱されたストリップ５１は
、ローラ３９，４０，４１によりガイドされ、酸洗槽４
８に導かれる。酸洗槽４８内には酸液４９が満たされ、
ストリップ５１はこの酸液４９中を走行し酸洗される。

酸洗槽４８内には、走行するストリップ５１の上下にエ
ンドレスベルト４３．４７を配置する。これらエンドレ
スベルト４３．４７は、ストリップ５１の表面と狭い間
隔をもって対向するように設けられており、かつローラ
４４，４５，４６，５２により外部から駆動される。エ
ンドレスベルト４３．４７は耐酸性のゴム、ビニール等
で作られる。そしてエンドレスベルト４３．４７の走行
速度は、ストリップ５１の走行速度に応じて０．５〜５
ｍ／ｓｅｅ程度に選ばれる。エンドレスベルト４３．４
７の間を通過したストリップ５１はローラ４２，５０に
よりガイドされ、次の工程に進む。

本実施例では、ストリップ５１とエンドレスベルト４３
．４７の間の隙間を狭くして、この隙間内の酸液に乱流
を生じさセ、酸洗時間を短縮している。この酸洗時間が
短縮される理由について以下詳述する。

従来の酸洗装置では、広い酸液槽内をストリップが走行
する。すると、ストリップ５１近傍の酸液４９が、粘性
により、第３図に示すような速度分布をなし、厚さａの
境界層を生ずる。ストリップ５１の走行速度をＶ”／ｓ
ｅｅとすると、ストリップ５１より距離ａ以上離れたと
ころでは、ストリップ５１と酸液４９の相対速度はＶ”
／ｓｅｃであるが、ストリップ５１表面では粘性により
相対速度が０′″／ｓｅｃになる。このため、従来はス
トリップ５１表面のスケールを化学反応により酸洗した
後の酸液４９が、そのままストリップ５１表面に付着し
たまま、ストリップ５１とともに走行することになる。

したがって新しい酸液がストリップ５１表面に供給され
ず、酸洗時間が長くなる。すなわち、酸洗時間を短くす
るには、常に新しい酸液がストリップ表面に供給される
ようにすればよし）。

本実施例では、第４図に示すように、ストリップ５１の
表面に形成される厚さａの境界層より小さい距離δのと
ころに、エンドレスベルト４３゜４７の面を設けている
。このようにすると、エンドレスベルト４３．４７によ
り、境界層が切断されるので、この部分に小さな渦７３
が発生し、酸液層が乱流となる。レイノルズ数Ｒｅが４
０００を超える流れでは、隙間δの酸液層全体に渦７３
を生じ乱流となる。すなわち、ストリップ５１の走行に
より酸液に与えられるエネルギのすべてが。

狭い隙間内の酸液に与えられ、乱流となることがわかる
。

このように乱流を生ずるためのδの大きさとストリップ
の流速ｖ０について考察する。レイノルズ数Ｒｅは、平
均流速をＶ”／ｓｅｅ、動粘性係数をν（＝０．０３５
Ｘ１０−’ｒｒｒ／５ｅｃ）とすると、次式の如くなる
。

Ｒｅ＝２δＶ／ν　　　　　　　　　　　・・・　（１
）δが小さい場合には隙間内の流速分布は、乱流となる
前にはほぼ簡約分布をしているので、平均流速Ｖは、ス
トリップの移動速度ｖ０の半分である。

そしてストリップの表面の境界層の厚さａは、通常１５
１程度であるから、δを１０ｍｍとすれば、平均速度■
は、となる、したがってストリップ５１の速度■。は、Ｖ、
　＝　２　Ｖ　＝　０　、１４　”／　ｓｅｃ以上必要
である。実際のストリップの走行速度は０．５〜５′″
／　３ｅＣであり、乱流を生ずるのに十分であることが
わかる。

酸液が乱流となると、新しい酸液がストリップ表面に常
に供給されることになり、酸洗効率が高まり、酸洗時間
が短縮される。

本実施例では、ストリップ５１に対向してエンドレスベ
ルト４３．４７を設けるだけでなく、エンドレスベルト
４３．４７を、ストリップ５１の走行方向と反対方向に
走行させている。このようにすると、狭い隙間の酸液に
さらに大きなエネルギが与えられ、第５図に示すように
さらに激しい乱流が形成される。したがって酸液の撹拌
効果が増し、酸洗時間がより短くなる。さらに、本実施
例では、エンドレスベルト４３．４７がストリップ５１
の両面に設けられていることがら、ストリップの両面が
均一に酸洗される。

第６図に、酸液層の厚さδ＝１０ｍの場合の。

酸液平均速度Ｖと酸洗時間との間の関係を示す。

酸洗時間はｖ＝０．すなわち従来の酸洗方法の場合を１
００としてあられしである。これによると、平均速度Ｖ
が大きくなければ酸洗時間は短縮されるが、Ｖ＝５”／
ｓｅｔ以上では飽和してしまうことがわかる。したがっ
てｖ＝５′″／ｓｅｃ程度にするのが最も効率がよい。

なお、隙間δはｉｏａｍ程度が望ましいが、境界層の厚
さである１５ｍｍ以下であれば、かなりの効果が期待で
きる。またストリップに対向するエンドレスベルトを反
対方向に走行させる場合には。

境界層が２倍となるから、これに応じてδを２倍にしで
も十分な効果がある。δをあまり小さくすると、酸液濃
度が低下するので、少なくともＩＩ程度以上は必要であ
る。

本発明の第１の実施例−では、エンドレスベルト４３．
４７を動かすことができるので、ストリップの走行速度
が変化しても、エンドレスベルトの走行速度を変化させ
れば、平均速度Ｖ　（＝（Ｖ、＋Ｖ工）／２）を５′″
／ｓｅｃの最適速度にあねせることも可能である。

本発明の第１の実施例による高速酸洗装置のエンドレス
ベルトの変形例を第２図に示す。これはエンドレスベル
ト４３．４７の表面を凹凸にしたものである。ローラ５
２，４６と接触する方の面は平らである。このようにエ
ンドレスベルト４３゜４７の表面に凹凸を設けると、酸
液４９が隙間に十分移送され、新しい酸液４９が供給さ
れるので、酸洗時間がさらに短縮される。なお凹凸部の
形状は、溝状、円形状、四角状等の形状でもよい。また
この凹凸の溝部分が貫通していてもよい。

本発明の第２の実施例による高速酸洗装置を第７図に示
す。ストリップ１はローラ２によりガイドされ、加熱タ
ンク３に入る。ストリップ１は加熱タンク３上で屈曲ロ
ーラ５，１１で折り返すように曲げられ、図に示すよう
に、長い垂直部分を有するように構成される。この垂直
のストリップ１の両面と対向してエンドレスベルト７．
２７が、狭い間隔をもって設けられる。エンドレスベル
ト７はローラ６．８に巻きつけられ、エンドレスベルト
２７は、ローラ１２，１４に巻きつけられる。

ストリップ１とエンドレスベルト７．２７とで形成する
狭い隙間の上には、加熱水を供給するヘッド９，１３が
設けられている。エンドレスベルト７．２７はストリッ
プ１の走行方向とは逆方向に走行するように駆動される
。このようにして供給された加熱水によりストリップ１
は約８０℃まで加熱され、次の酸洗槽２４に、ローラ１
５をガイドとして送られる。

酸洗槽２４においても、加熱タンク３の場合と同様、ス
トリップ１を屈曲ローラ１６，２２により折り返し、長
い垂直部分を有するように構成される。このストリップ
１の垂直部分の両面に対向してエンドレスベルト４，２
９が設けられている。

エンドレスベルト４，２９とストリップ１との隙間は狭
く形成されているｂこれらエンドレスベルト４，２９は
それぞれ、ローラ１７，１８，２２゜２３に巻きつけら
れており、ストリップ１の走行方向と反対方向に走行す
るように駆動される。ストリップ１とエンドレスベルト
４，２９との間の狭い隙間に酸液を供給するために、ヘ
ッダ１９゜２１が設けられている。ヘッダ１９．２１か
ら供給された酸液は、エンドレスベルト４，２９および
ストリップ１の移動力または重力により下方に流下し、
酸洗槽２４内に貯えられる。酸洗槽２４内の酸液は循環
ポンプ（図示せず）により再びヘッダ１９．２１から供
給される。酸洗後のストリップ１はガイドローラ２６に
より次の工程に送られる。

本実施例によれば、重力により酸液の流下が助けられる
ので、より短い酸洗時間が実施できる。

また垂直型なので、酸洗長さに比べて設置スペースを小
さくすることができる。

本願筒２の発明の第１の実施例による高速酸洗装置を第
８図に示す。この高速酸洗装置はストリップ自身をエン
ドレスベルトの代わりにしたものである。ストリップ９
ｏはガイドローラ９１により酸洗槽９２に導かれる。次
にローラ９３，９４゜９５．９’６．９７．９８により
ストリップ９０を折り返す。このときストリップ９０の
表面が互いに狭い隙間を形成するように折り返すところ
に本実施例の特徴がある。この狭い隙間に酸液を供給す
るためヘッダ１００が設けられている。対向するストリ
ップ９０は互いに反対方向に走行するので、激しい乱流
となり、重力の作用も加わり、ヘッダ［００からの酸液
は下降し、酸洗槽９２に貯えられる。この酸液は循環ポ
ンプ（図示せず）により再びヘッダ１００から供給され
る。

本実施例ではストリップ自身が対向面を有する帯状体を
構成するため、エンドレスベルト等が不要であり、構成
が簡単である。

本願筒２の発明の第２の実施例による高速酸洗装置を第
９図に示す。ストリップ１１１は入側テンションローラ
１０１と出側テンションローラ１０５間で張力を与えら
れる。これらテンションローラ１０５間にストリップ１
１１のスケールにクラックを与えるスケールブレーカロ
ーラ１０２が配置される。これによりストリップ１１１
は約３．５〜１０％の曲げ伸張され、スケールにクラッ
クが与えられるとともにスケールが除去され易くする。

このようにすると、酸洗時間は約５０％の短縮が可能で
ある。次にストリップ１１１は矯正機１０３により平坦
にレベリングされ、ブラシローラ１０４によりスケール
を除去される。しかしこれによりスケールの完全除去は
困難であり、最終的には酸洗装置によりスケールが除去
される。

ストリップ１１１が出側テンションローラ１０５を出る
と、加熱装置１０６に導かれる。この加熱装置１０６は
第１図と同様の加熱パッド１１２が垂直に設置されてい
る。この加熱装置１０６によりストリップ１１１は約８
０℃前後に加熱される。

次にストリップ１１１は高速酸洗装置１０７に送られる
。この高速酸洗装置１０７は第８図に示したものが用い
られている。酸洗後、ストリップ１１．１は洗浄装置１
０８に送られ、洗浄ノズル１１３により酸液が除去され
る。次にテンションローラ１０９により張力が与えられ
、連続結合された冷間圧延装置１１０に導かれ、最終製
品が製造される。

本実施例によれば、スケールブレーカとブラシを用いて
いるので、酸洗時間が半減され、さらに高速酸洗装置に
より酸洗時間が１／３に短縮され、従来は３０秒必要で
あった酸洗時間が、３〜５秒になった。なお、この場合
のストリップの板厚は２．５〜５ｎ１１、板＠７００〜
１６５０１ｍ、走行速度５０〜３００ｍ／分である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本願筒１の発明によればエンドレス
ベルトを用いて乱流した酸液層を形成できるため、コン
パクトな設備でストリップの酸洗時間を短くできる結果
、酸洗槽を短くできる。したがって設備スペースを小さ
くすることができるとともに、冷間圧延装置を極めて容
易に連続結合することができる。

また、本願筒２の発明によれば、上記効果に加えて、ス
トリップが垂直に配置され、かつストリップ自身がエン
ドレスベルトの作用を持つため、エンドレスベルト等が
不用となり、さらに構成が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による高速酸洗装置を示
す図、第２図は同高速酸洗装置のエンドレスベルトの変
形例を示す図、第３図、第４図。第５図は同高速酸洗装置の酸液の流れを示す図、第６図
は同高速酸洗装置の酸液の平均速度と酸洗時間との関係
を示す図、第７図は本発明の第２の実施例による高速酸
洗装置を示す図、第８図は本願筒２の発明の第１の実施
例による高速酸洗装置を示す図、第９図はその第２の実
施例による高速酸洗装置を示す図である。１・・・ストリップ、２，１５，２６・・・ガイドロー
ラ、３・・・加熱タンク、４，７．２７．２９・・・エ
ンドレスベルト、５，１１，１３，２２・・・屈曲ロー
ラ、６，８゜１２．１４，１７，１８，２１，２３・・
・ローラ、９゜１３・・・ヘッダ、１９．２１・・・ヘ
ッダ、２４・・・酸液槽、３０，３１，３９，４０，４
１，４２．５０・・・ガイドローラ、３２・・・加熱タ
ンク、３３・・・ヘッダ、３４・・・ノズル、３５・・
・パッド、３８・・・加熱水、４３．４７・・・エンド
レスベルト、４４，４５，４６゜５２・・・ローラ、４
８・・・酸液槽、４９・・・酸液、５１・・・ストリッ
プ、９０・・・ストリップ、９１．９９・・・ガイドロ
ーラ、９２・・・酸洗槽、９３，９４，９５゜９６．９
７．９８・・・ローラ、１００・・・ヘッダ、１０１．
１０５，１０９・・・テンションローラ、１０２・・・
スケールブレーカローラ、１０３・・・矯正機、１０４
・・・ブラシローラ、１０６・・・加熱装置、１０７・
・・高速酸洗装置、１０８・・・洗浄装置、１１０・・
・冷間圧延装置、１１１・・・ストリップ、１１２・・
・加熱パッド、１１３・・・洗浄ノズル。代理人　弁理士　　鵜　沼　辰　之竿２Ｉ２］４ｑ ′６３回第４ｍ −１＝η遠度シ（ル々Ｃす第８図

Claims

【特許請求の範囲】

１、ストリップを垂直方向に折り返して走行させ、かつ
該ストリップ間に狭い間隔を形成させるローラと、前記
狭い間隔内に酸液を供給する酸液供給手段とを備え、当
該狭い間隔内で乱流となった酸液層により前記ストリッ
プを酸洗することを特徴とする高速酸洗装置。