JPH04191385A - ステンレス鋼板の連続製造装置 - Google Patents

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、ステンレス鋼板の製造に係り、特に冷間圧延
ステンレス鋼板の同一ライン内での連続製造方法及び装
置に関する。

〔従来の技術〕

冷間圧延綱板は冷間圧延工程、焼鈍熱処理工程、脱スケ
ール工程、形状修正工程をへて製造される。焼鈍熱処理
は冷間圧延で生成した加工硬化層を除去する。脱スケー
ルは焼鈍熱処理で生成した酸化スケールが商品価値を損
なうた狛に行う。形状修正は焼鈍熱処理によりステンレ
ス銅板に生じた変形を修正する。冷間圧延ステンレス鋼
板の製造においては上記の工程を同一ライン内で連続し
て行う、いわゆる連続一貫製造プロセスとすることが生
産性、経済性の面から望ましい。

しかし、従来はこれが実現しなかった。それは焼鈍熱処
理でスケールが厚く生成することと、脱スケール速度が
遅いため圧延機と連結できなかった。焼鈍熱処理はバー
ナによるガスの燃焼炎で加熱していたため焼鈍炉内の雰
囲気は酸化性が強く、このためステンレス鋼板表面には
比較的厚いスケールが生成する。また、このスケールを
除去する方法として硫酸のような強酸中で電解する方法
、あるいはアルカリ溶融塩に浸漬した後、硝酸弗酸混合
溶液に浸漬する方法がある。これらの方法は、除去時間
が長い、あるいは表面が粗雑になる、あるいは取扱い難
いなどの難点がある。これらの難点を解消する方法とし
て、特公昭３Ｂ−１２１６２号公報に記載のように中性
塩水溶液中で電解後、硝酸弗酸混合溶液に浸漬する方法
、あるいは特公昭５３−１３１７３号公報に記載のよう
に、中性塩水溶液中で電解後、硝酸イオンを含む溶液中
で電解する方法が提案されている。さらに特開平２−１
２２０９９号公報に中性塩水溶液中で電解後、アルカリ
水溶液中で電解し、さらに硝酸溶液中での電解あるいは
硝酸弗酸混合溶液中に浸漬する方法が提案された。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、ステンレス鋼板の製造における部分的
な処理のみに着目したものであり、冷間圧延ステンレス
鋼板の連続一貫製造ができなかった。

本発明の目的は、冷間圧延ステンレス鋼板の同一ライン
内での連続−貫製造方法並びに装置を提供することにあ
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、本発明では、ステンレス鋼
板を、少なくとも冷間圧延工程、焼鈍冷却工程、脱スケ
ール工程及び形状修正工程を含む同一ライン内で連続的
に製造する方法において、前記焼鈍冷却工程を非酸化性
雰囲気中で行い、その雰囲気を保持した状態でステンレ
ス鋼板を脱スケール工程に導入し、脱スケール工程では
少なくとも中性塩水溶液電解、アルカリ水溶液電解、硝
酸電解又は硝酸−弗酸混合水溶液浸漬からなる２種以上
の組合せで行うことを特徴とするステンレス鋼板の連続
製造方法としたものである。

また、上記性の目的を達成するために、本発明では、少
なくとも冷間圧延機、焼鈍冷却装置、脱スケール装置、
スキンパスミル及びテンションレベラを構成要素とする
ステンレス鋼板の連続一貫製造装置において、前記焼鈍
冷却装置を非酸化性雰囲気とし、該雰囲気を脱スケール
装置まで保持する手段を設け、脱スケール装置は少なく
とも中性塩水溶液電解装置、アルカリ水溶液電解装置、
硝酸電解装置又は硝酸−弗酸混含水溶液浸漬装置からな
る２種以上の組合せからなることを特徴とするステンレ
ス鋼板の連続一貫製造装置としたものである。

すなわち、本発明は、脱スケール後の熱間圧延ステンレ
ス銅板を（ａ）冷間圧延する工程と、（ｂ）非酸化性の
雰囲気中で焼鈍熱処理し、同一雰囲気中で冷却する工程
と、（ｃ）中性塩水溶液中で陽陰極電解する工程と、（
ｄ）酸化剤を含むアルカリ水溶液で陽陰極電解する工程
と、（ｅ）硝酸溶液中で陽陰極電解する工程あるいは硝
酸弗酸混合液中に浸漬する工程と、（ｆ）形状修正する
工程、を主な工程として連結することよりなる。

冷間圧延は６段以上のミルによりおこなわれ、これによ
り形状性に優れた薄板が連続的につくられる。焼鈍熱処
理は、炉内の大気を排除し、窒素あるいは酸化性を制御
した気体中で、ステンレス薄銅板に電流を流して発生す
るジュール熱により加熱する通電加熱による。これによ
り板の体積にたいして通電電流量を制御でき、過焼鈍を
防ぐことができる。非酸化性雰囲気と渦焼鈍制御により
、ステンレス鋼板表面のスケールを極めて少なく制御で
き、後続の脱スケールを容易ならしめる。また加熱はレ
ーザ加熱、高周波誘導加熱、赤外線加熱などの手段を用
いても良い。

焼鈍後のステンレス鋼板は、焼鈍と同一雰囲気中で冷却
される。この雰囲気は、ステンレス鋼板が次工程の脱ス
ケール用電解液に導入されるまで保持される。この手段
として、連続溶融メツキなどで使用されるスナトウが適
当である。

これらの手段により、焼鈍後のステンレス鋼板表面に生
成するスケールを極少にする。このスケールは（ｃ）、
　（ｄ）、　（ｅ）、の工程を順次通すことにより高速
で脱スケールする。

すなわち、中性塩水溶液電解では、Ｎａ２５Ｄ、水溶液
中で間接通電により陽極電解、陰極電解を繰り返し最後
に陽極電解をする。これによりスケール中のＣｒ酸化物
を溶解する。最後に陽極電解するのは溶出物を再析出さ
せないためである。

アルカリ水溶液電解では、アルカリ金属水酸化物、アル
カリ金属酸化物、アルカリ金属過酸化物の一種以上と酸
化物からなる水溶液をもちいて、陽極電解、陰極電解を
間接通電により繰り返し最後に陽極電解する。アルカリ
金属水酸化物としてはＮａ０）１．酸化剤としては硝酸
塩が良い。しかし、これ以外の強アルカリ物質や硝酸塩
以外の酸化剤を用いても、目的を達せられることは言う
までもない。

硝酸電解は、ステンレス鋼板がフェライト系の時に適用
し、ステンレス鋼板表面に残ったＦｅ酸化物を溶解する
。ここでも間接通電により陽極電解、陰極電解を繰り返
すが、最後に陰極電解をすること、及び陰極電解の時間
比を多くすることが肝要である。

硝酸弗酸溶液浸漬は、ステンレス鋼板がオーステナイト
系の時に適用し、同じく残留するＦｅ酸化物を化学的に
溶解する。

（Ｃ）〜（ｅ）の工程によりスケールを除去した後、焼
鈍熱処理により生じた鋼板の伸び等による形状変化を修
正する。これはスキンパスミル及びテンションレベラー
により高速でおこなわれる。以上のように、（ａ）の冷
間圧延機から（ｆ）の形状修正をするテンションレベラ
ーまで連結することにより、ステンレス冷延薄鋼板を同
一ライン内で高速で連続一貫生産できる。

〔作用〕

冷間圧延工程における冷間圧延機は、熱間圧延されたス
テンレス鋼板をワークロールで連続的に圧下して薄板に
する作用をする。

焼鈍熱処理は、冷間圧延によりステンレス銅板が加工硬
化を受けているのを、再結晶温度以上の１０００〜１２
００℃の温度で１０分以内の短時間加熱して元に戻す作
用をする。非酸化性雰囲気は、ステンレス鋼板が高温に
加熱される際に、表面に生成するスケール量を減少させ
る作用を有する。すなわち、雰囲気中の酸素分圧を低下
させることにより、ステンレス表面の酸化を抑制する。

加熱手段における直接通電は、ステンレスの電気抵抗を
利用し、ジュール熱により加熱熱処理する。また、１ノ
ーザ、赤外線、高周波誘導加熱も輻射熱あるいは抵抗に
よる発熱を利用して加熱熱処理し、冷間圧延により生じ
た加工硬化を消失させる。これらの加熱手段は、ガスの
燃焼をともなわないので雰囲気中の水蒸気分圧をあげる
ことなく、ステンレス表面の酸化を抑制しながら焼鈍を
行うことができる。

焼鈍後の冷却は同じ非酸化性の雰囲気で行ない、冷却温
度は電解液の温度に合わせてそれより若干高い温度で投
入するようにする。その結果、液温の保持ができる。

この酸化を抑制することにより脱スケールの１００ｍ／
分以上のより高速化が図れるので、冷間圧延と脱スケー
ルとの一貫生産が可能となる。

中性塩水溶液電解は、スケール最外層のＣｒ酸化物を溶
解除去する。すなわぢ、不溶性のＣｒ、０３をＮａ２５
Ｏ−水溶液中で陽極電解することで、溶解性の６価Ｃｒ
として溶解される。陰極電解はスケール溶解には作用し
ないが、間接通電電解の性質上必然的におこなわれる。

アルカリ水溶液電解では、Ｎ　ａ　Ｄ　ｌ（の如きアル
カリ金属水酸化物と硝酸ナトリウムの如き酸化剤の混合
水溶液が実用的である。ここでの作用は、中性塩電解と
同様のＣｒ酸化物を溶解とＭｎ及びＦｅを含むＣｒ酸化
物を溶解し、ステンレス表面近傍のＦｅ酸化物を露出さ
せて表面を活性にする作用をする。これにより、後続の
硝酸電解でＦｅ酸化物が溶解されやすくなる。アルカリ
水溶液電解においても、陰極電解は直接スケールの溶解
には作用せず、陽極電解が効果を示す。

硝酸電解では、中性塩水溶液電解及びアルカリ水溶液電
解でスケール中のＣｒ酸化物及びＭｎ。

Ｆｅ、　Ｃｒ複合酸化物を除去した後、ステンレス表面
に残留するＲｅ酸化物を溶解する。この場合は前二者と
異なり、陰極電解がスケール溶解作用を示す。すなわち
、スケール中のＦｅ酸化物はＦｅ３０−であり、３価の
Ｆｅと２価のＦｅが混在しており、酸溶液中への溶解速
度はＦｅ（ＩＩ）＞Ｆｅ（Ｉ［Ｉ）である。陰極電解で
はスケール中に電子を付与して還元溶解させる作用によ
り、硝酸中にＦａ（ＩＩ）として溶解させる。この硝酸
電解はステンレス鋼がフェライト系に用い、光沢の高い
美麗な表面かえられる。

一方、硝酸弗酸混合水溶液はオーステナイト系のステン
レス鋼に用いられ、Ｃｒ酸化物及びＭｎ。

Ｆｅ、　［ｌ：ｒ複合酸化物を除去して、表面に残留し
たＦｅ酸化物を溶解する作用をする。オーステナイト系
ステンレス鋼は、焼鈍により素地表面近傍にＣｒ欠乏層
が生成し、耐食性を阻害するた杓、素地表面近傍まで溶
解しＣｒ欠乏層を除去する必要があり、硝酸弗酸混合溶
液が使用される。

以上述べた非酸化性雰囲気による焼鈍の後、中性塩水溶
液電解、アルカリ水溶液電解、硝酸電解あるいは硝酸弗
酸混合溶液浸漬により、高速でスケールを溶解できる。

なお、アルカリ水溶液電解では、Ｎａ叶、ＮａＮＯ３の
組合せを述べたが、これ以外のアルカリ金属水酸化物、
アルカリ金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属過酸
化物及び硝酸塩以外の過塩素酸塩、過マンガン酸塩等の
酸化剤を用いても目的が達せられる。

形状修正は、焼鈍時にテンションが付加された状態で加
熱されて、軟化した際に生じた部分的な伸びによる変形
を修正する作用をする。すなわち、スキンパスミルによ
り軽圧延し、テンションレベラにより曲げ伸びをあたえ
て、部分的な伸びを矯正して平坦度の高いステンレス鋼
板とする。

なお、説明では記載しなかったが、各工程間では水洗、
乾燥などの手段が併用されるのはステンレス鋼板の連続
製造においては自明である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されない。

実施例１ 第１図は、本発明になるステンレス鋼板の連続一貫製造
方法の一実施形態である装置を示す。

熱間圧延されてスケールを除去されたフェライト系ステ
ンレス鋼帯１は、ペイオフリール２から連続的に送り出
されて、冷間圧延機３に入リ、所定の板厚に圧延される
。圧延されて加工硬化したステンレス薄板１は、焼鈍炉
４に導入されて熱処理される。焼鈍炉４内は、窒素雰囲
気で満たされ非酸化性を保持し、ステンレス鋼帯１は通
電ローラ兼ターンローラ５，６により搬送方向が変えら
れるとともに、ローラ５が正極、ローラ６が負極となる
ように配置されており通電する。これによりステンレス
銅帯１内に電流が流れて、ジュール熱が発生しステンレ
ス鋼帯１が加熱され、焼鈍される。次いで、冷却炉７を
通り低温の窒素ガスにより所定の温度まで冷却される。

冷却炉７にはスナウト８が設けられており、これにより
非酸化性雰囲気をステンレス鋼帯１が、中性塩水溶液中
に導入されるまで保持する。

次いで、ステンレス鋼帯１は中性塩水溶液電解槽９に導
入される。中性塩水溶液電解槽９には、２０％濃度でｐ
Ｈ６，５，８０℃のＮａ、Ｓ０４水溶液が満たされてい
る。ステンレス鋼帯１の上下には一対の正電極１０が設
けられ、正の電圧が印加されるとともに、両サイドには
上下一対の負電極１０′が設けられており、電流は正電
極１０からステンレス鋼帯１を通って負電極１０′に流
れる。この電流にともなって、スケール中のＣｒ酸化物
がＣｒ２Ｏ？’−となって溶解する。次いでステンレス
鋼帯１は、水洗槽１１で表面に残留するＮａｚｓＯ４を
洗浄し、続いてリンガローラ１２で洗滌水をしぼり取る
。

次いでステンレス鋼帯１は、アルカリ水溶液電解槽１３
に導入される。アルカリ水溶液電解槽１３には、７０℃
の３０％濃度のＮａＯＨと１０％濃度のＮａＮＯ３水溶
液が満たされ、ステンレス鋼帯１に対向して設けられた
上下一対の正電極１４により正電圧が印加され、電流は
ステンレス鋼帯１を通って負電極１４′に流れる。この
時に流れる電流により、スケール中のＣｒ酸化物及びＭ
ｎ、　Ｆｅ、　Ｄｒ複合酸化物がＣｒＬ２−、ＭｎＬ’
−＋ＦｅＬ”−等となって溶解する。これによりステン
レス鋼帯１表面には、スケール中のＦｅ酸化物が残留す
る。次いでステンレス鋼帯１は水洗槽１５で洗浄され、
表面に残留するアルカリが除去され、次いでリンガロー
ラ１６により洗浄水がしぼりとられる。

次いでステンレス鋼帯１は硝酸電解槽１７に導入される
。硝酸電解槽１７には５０℃、１０％濃度の硝酸が満た
され、ステンレス鋼帯１に対向して正電極１８と負電極
１８′が設けられている。正・電極１８には正の電圧が
印加され、電流はステンレス鋼帯１を通って負電極１８
′に流れる。ステンレス鋼帯１はカソードに分極される
ためＦｅ酸化物は還元溶解し、前述のようにＦｅ（Ｉ［
Ｉ）がＦｅ（ＩＩ）となり、硝酸中にＦｅ２＋となって
溶出する。

以上の３電解処理によりステンレス鋼帯１上のスケール
は高速で除去される。ステンレス鋼帯１は水洗槽２２で
表面上の残留物を洗浄し、次いで乾燥機２３で乾燥され
る。表面のスケールが除去され清浄となったステンレス
鋼帯１は、スキンパスミル２４で軽圧延され、次いでテ
ンションレベラーを通って耳伸び等の形状を矯正されて
、平坦なステンレス鋼帯となりテンションリール２６に
コイル状に巻き取られる。

以上は本発明になるステンレス鋼板（フェライト系）の
連続−貫製造方法及び装置について説明した。

実施例２ 第１図を用いて、オーステナイト系ステンレス鋼板の実
施例について説明する。

オーステナイト系ステンレス鋼帯１は、実施例１と同様
な処理を行いアルカリ水溶液電解までを行い、スケール
中のＣｒ酸化物、Ｍｎ、　Ｆｅ、　Ｃｒ複合酸化物を除
去され、表面にＰｅ酸化物が残留した状態で硝酸電解槽
１７に導入されるが、ここでは電解を行わず、硝酸液中
に単に浸漬されて次の硝酸弗酸混合溶液槽２１に導入さ
れるか、あるいは槽から硝酸を抜取り、ステンレス鋼帯
１は直接硝酸弗酸混合溶液中に導入される。硝酸弗酸混
合溶液槽２１には６０℃の１０％濃度硝酸と１　％濃度
弗酸が満たされており、これにステンレス鋼帯１は浸漬
されて表面に残留しているＲｅ酸化物が化学的に溶解除
去される。次いでステンレス鋼帯ｌは水洗槽２２で表面
の残留物を洗浄除去され、乾燥機２３で乾燥される３次
いで実施例１と同様にスキンパスミル及びテンションレ
ベラーにより形状を矯正されて、製品としてテンション
リール２６に巻き取られる、実施例１及び実施例２のい
ずれの場合にも、電解槽の電極は不溶性電極あるいは溶
解性電極のいずれも使用できるが、生産件、経済性の面
から不溶性電極が実用的である。また電極数は生産能力
により任意に変更できる。

〔発明の効果〕

以上により、焼鈍時のスケール抑制と高速脱スケールに
よりステンレス薄板の同一ライン内での連続一貫製造が
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明になるステンレス薄板の連続一貫製造
法の一実施例を示す構成図である。 ■・・・ステンレスａ帯、２・・・ペイオフリール、３
・・・冷間圧延機、４・・・焼鈍炉、５，６・・・通電
ローラ、７・・・冷却炉、８・・・スナウト、９・・・
中性塩水溶液電解槽、１０−・・正電極、１０’・・・
負電極１、　１１・・・水洗槽、１２・・・リンガロー
ラ、１３・・・アルカリ水溶液電解槽、１４・・・正電
極、１４′・。 負電極、１５・・・水洗槽、１６・・・リンガローラ１
、１７・・・硝酸電解槽、１８・・・正電極、１８′・
・負電極、１９・・・水洗槽、２０・・・リンガローラ
、２１・・・硝酸弗酸混合溶液槽、２２−・・水洗槽、
２３・・・乾Ｒｍ、２４・・・スキンパスミル、２５・
・テンションレベラー、２６・・・テンションリール特
許出願人　　株式会社日立製作所

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．ステンレス鋼板を、少なくとも冷間圧延工程、焼鈍
   冷却工程、脱スケール工程及び形状修正工程を含む同一
   ライン内で連続的に製造する方法において、前記焼鈍冷
   却工程を非酸化性雰囲気中で行い、その雰囲気を保持し
   た状態でステンレス鋼板を脱スケール工程に導入し、脱
   スケール工程では少なくとも中性塩水溶液電解、アルカ
   リ水溶液電解、硝酸電解又は硝酸−弗酸混合水溶液浸漬
   からなる２種以上の組合せで行うことを特徴とするステ
   ンレス鋼板の連続製造方法。
2. ２．前記焼鈍冷却工程において、焼鈍熱処理は、通電加
   熱、レーザ加熱、高周波誘導加熱、赤外線加熱のいずれ
   かの手段により行うことを特徴とする請求項１記載のス
   テンレス鋼板の連続製造方法。
3. ３．前記脱スケール工程において、アルカリ水溶液電解
   は、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属過酸化物、アル
   カリ金属水酸化物の一種以上と酸化剤を溶解した水溶液
   中で、間接通電あるいは直接通電により少なくとも陽極
   電解、陰極電解の一種により行うことを特徴とする請求
   項１記載のステンレス鋼板の連続製造方法。
4. ４．脱スケール工程は、フェライト系ステンレス鋼板の
   処理においては、中性塩水溶液電解、アルカリ水溶液電
   解、硝酸電解の組合せで行うことを特徴とする請求項１
   記載のステンレス鋼板の連続製造方法。
5. ５．脱スケール工程は、オーステナイト系ステンレス鋼
   板の処理においては、中性塩水溶液電解、アルカリ水溶
   液電解、硝酸−弗酸混合水溶液浸漬の組合せで行うこと
   を特徴とする請求項１記載のステンレス鋼板の連続製造
   方法。
6. ６．少なくとも冷間圧延機、焼鈍冷却装置、脱スケール
   装置、スキンパスミル及びテンションレベラを構成要素
   とするステンレス鋼板の連続一貫製造装置において、前
   記焼鈍冷却装置を非酸化性雰囲気とし、該雰囲気を脱ス
   ケール装置まで保持する手段を設け、脱スケール装置は
   少なくとも中性塩水溶液電解装置、アルカリ水溶液電解
   装置、硝酸電解装置又は硝酸一弗酸混合水溶液浸漬装置
   からなる２種以上の装置の組合せからなることを特徴と
   するステンレス鋼板の連続一貫製造装置。