JPH06212462A - 鋼板の酸洗方法 - Google Patents

鋼板の酸洗方法

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JPH06212462A
JPH06212462A JP401593A JP401593A JPH06212462A JP H06212462 A JPH06212462 A JP H06212462A JP 401593 A JP401593 A JP 401593A JP 401593 A JP401593 A JP 401593A JP H06212462 A JPH06212462 A JP H06212462A
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JP
Japan
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pickling
oxide film
steel sheet
discoloration
concentration
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Pending
Application number
JP401593A
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English (en)
Inventor
Fumihiro Saida
文弘 斉田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06212462A publication Critical patent/JPH06212462A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08Iron or steel

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】特殊薬品を用いることなく、鋼板表面の酸化膜
を完全に除去するとともに、鋼板表面の変色も防止す
る。 【構成】図1に示されるように、酸化膜状態毎に前記酸
洗液濃度と酸洗液温度との関係で酸化膜除去能力を求め
ておき、生成される酸化膜状態に応じて酸洗条件を酸化
膜除去可能な下限域に逐次変更しながら酸洗いを行う。
また、前記酸洗液濃度とライン速度との関係下で変色有
りの領域に該当する場合には酸洗後の洗浄条件を増加し
て一時的に洗浄能力を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続焼鈍設備等におい
て、ヒートパターン、材質等により生成される表面酸化
膜を効率的に酸洗い除去するとともに、酸洗い後の変色
を防止する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば鋼板の焼鈍処理に関しては、従
来のバッチ式焼鈍に代えて連続焼鈍化が急ピッチで進め
られている。特に最近の連続焼鈍設備は、高強度ハイテ
ンの需要の高まりに応えるべく、冷却帯に水を使用した
急冷設備が採用されている。また、生産性向上の立場か
ら加熱帯には従来の輻射加熱方式に加えて直火加熱方式
が併用されている。しかしながら、鋼板の冷却に水を使
用すると、スプレー方式、ミストジェット方式、浸漬方
式のいずれの方式の場合であっても、鋼板表面に高温酸
化被膜が生成する。また、直火加熱方式を採用した場
合、直火バーナーの空気比の乱れや加熱温度の高温化に
より、鋼板表面に酸化膜が生成する。このため、このよ
うな加熱−冷却設備を有する焼鈍ラインでは、炉出側に
酸洗設備を設けて酸化膜の除去を行っている。
【0003】前記酸洗処理の酸洗能力は、酸濃度と浴温
で決定されるが、直火加熱による酸化と冷却時の酸化と
では酸化形態が異なり、また鋼板の材質や処理温度等の
違いによっても酸化膜厚は変化するため、酸化不良を防
止するためにはこれらの条件に応じて適切な酸洗濃度、
浴温を選択する必要が生ずる。
【0004】ここで、重要な事は、酸洗濃度と浴温を上
昇させて酸洗能力を上げた時に、酸洗後の鋼板に変色が
発生し易くなる事である。この変色は鋼板上のFeイオ
ンが Fe+2HCl⇔FeCl2 +H2 FeCl2 +2H2 O⇔Fe(OH)2 +2HCl 4Fe(OH)2 +O2 ⇔4FeO・OH+2H2 O という反応でFeO・OHが生成して発生すると言われ
ており、HCl濃度が大である程FeO・OHの生成が
促進される。
【0005】一方、従来より前記変色を防止する手段に
ついて多数提案されている。たとえば、特開昭61-25338
9 号公報、特公昭63-3026 号公報(先行例1)において
は、ライン速度が遅い場合等に、酸洗後の鋼板にカルボ
ン酸系の変色防止剤、あるいは水酸化ナトリウム等のア
ルカリ液を塗布する方法が開示されている。また、特開
昭61-207588 号公報(先行例2)においては、酸洗後の
鋼板にスプレー等で水を噴霧し、ライン速度が遅くなっ
ても常に表面を湿潤状態に保ち、大気中の酸素との反応
を抑制する方法が開示されている。さらに、特公昭60-2
5505号公報(先行例3)においては、酸洗温度とHCl
濃度に応じて鋼板の空走時間、すなわち鋼板表面がほぼ
乾燥した状態の継続時間を制御する方法が開示されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記先
行例1の場合には、特に連続焼鈍設備に適用する等の場
合、冷延外販品が主体であることから、前記薬品を使用
すると客先での化成処理性等にトラブルの発生が懸念さ
れ実際上あまり実用的な方法ではない。また、先行例2
の方法の場合には、鋼板表面を湿潤状態に保っていて
も、水中の酸素との反応により変色発生する事は避けら
れず、根本的な解決策には成りえない。加えて重要な点
は、前記先行例1〜3は酸洗の本来の目的である酸化膜
除去性能を全く考慮していない点である。前述のとお
り、変色成分であるFe・OHの生成には、HCl濃
度、浴温等の酸洗条件が深く関与しており、この点につ
いて述べられているのは、先行例3の方法のみである。
しかし、先行例3の方法であっても、空走時間や浴温を
制限するといった考え方では、鋼板の焼鈍温度外れや。
酸洗不足による酸化膜残りといった問題が発生し、実操
業への適用は非常に困難である。
【0007】そこで本発明に主たる課題は、特殊薬品を
用いることなく、鋼板表面の酸化膜を完全に除去すると
ともに、鋼板表面の変色も防止し得る酸洗方法を提供す
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題は、予め、鋼板
表面に生成される酸化膜性状毎に酸洗液濃度と酸洗液温
度との関係下で酸化膜除去性能を把握するとともに、酸
洗液濃度とライン速度との関係下で後の変色の有無を把
握しておき、連続酸洗設備において、酸洗条件を鋼板表
面に生成された酸化膜状態毎に前記酸洗液濃度と酸洗液
温度との関係下における酸化膜除去可能な下限域に逐次
変更しながら酸洗いを行うとともに、前記酸洗液濃度と
ライン速度との関係下で変色有りの領域に該当する場合
には酸洗後の洗浄条件を増加して一時的に洗浄能力を高
めることで解決できる。前記酸洗条件の変更は、酸洗液
温度を一定とし酸洗液濃度のみの変更によりことが望ま
しい。
【0009】
【作用】本発明においては、酸洗条件を鋼板表面に生成
された酸化膜状態毎に前記酸洗液濃度と酸洗液温度との
関係下における酸化膜除去可能な下限域に逐次変更しな
がら酸洗いを行う。したがって、操業中に酸化膜の形
態、膜厚が変化したとしてもこれに応じて酸洗条件が変
更されるため、どのような酸化膜状態にあってもこれを
完全に除去することができる。ここで、特に「酸化膜除
去可能な下限域」に限定するのは、酸化膜除去の点のみ
を考え、むやみに酸濃度を上げると、酸化膜は除去され
るが変色が多発するため、酸化膜を除去しうる最小限度
に止め、酸化膜除去と変色防止の両方を満足させるため
である。
【0010】一方、前記酸洗条件の変更の結果、酸濃度
が高く設定された場合には、後で変色が発生するおそれ
がある。そのため、前記酸洗液濃度とライン速度との関
係下で変色有りの領域に該当する場合には酸洗後の洗浄
条件を増加して一時的に洗浄能力を高め、完全に酸液を
流し落として後の変色を防止する。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳述する。本
発明においては、先ず実操業を行う前に予め、鋼板に生
成される酸化膜状態毎に酸洗液濃度と酸洗液温度との関
係下での酸化膜除去性能、および酸洗液濃度とライン速
度との関係下での後の変色の有無を調べておく。以下、
具体例に沿って詳述すると、連続焼鈍ラインにおいて
は、代表的に表1に示される3種類の酸化膜の生成が予
想される。したがって、それぞれについての酸洗条件を
調べる。表1中、タイプAの酸化膜は、通常の操業状態
で生じる極薄い酸化膜であり、タイプBは炉内の酸素濃
度や露点の高い場合に生成する厚い酸化膜で、青色を呈
するものである。またタイプCの酸化膜は、さらに加熱
中に高温下で生成した酸化膜上にさらにタイプA、タイ
プBの酸化膜が積層したものであり、酸化膜の除去は3
種類中最も困難である。
【0012】
【表1】
【0013】以上3種の酸化膜に対して、塩酸濃度と塩
酸浴温度とを種々変化させながら酸洗いを行い、酸洗い
後の表面状態を観察して、酸化膜の除去性能を調べた。
その結果、図1に示されるHCl濃度−HCl浴温の関
係下における酸化膜除去性能グラフ、および図2に示さ
れるHCl濃度−ライン速度の関係下における変色の有
無のグラフとを得る。
【0014】図1は横軸にHCl濃度を取り、縦軸にH
Cl浴温を取って、試験を行った塩酸濃度座標位置と塩
酸浴温座標位置にプロットするとともに、酸化膜除去状
態が良好である場合には白抜き印とし、不良の場合には
黒塗り印とし、良好と不良との境界線を引いたものであ
る。ラインの右上側が酸化膜除去状態良好域であり、ラ
インより左下側が酸化膜除去状態不良域となる。本発明
における酸洗条件は酸化膜除去可能な下限域、つまり各
ラインの右側近傍位置に設定される。
【0015】一方、図2は横軸にHCl濃度を取り、縦
軸にライン速度を取り、酸化膜タイプA〜Cについて酸
濃度とライン速度とを変化させて試験を行い、変色無し
の場合には○印、変色有りの場合には×印をプロットし
たものである。なお、HCl浴温との関係で変色の有無
を試験することも可能であるが、操業中に浴温を変化さ
せることは熱慣性の点から遅れ時間が大きく制御が困難
であることから、ここでは浴温度を65℃に固定し、H
Cl濃度とライン速度の関係を調べた。
【0016】以上の試験結果より、通常HCl浴温は6
5℃として操業を行っていることから、酸洗設備におけ
る最適な酸洗条件は表2とされる。なお、浴温度を60
〜70℃として操業を行うことも可能である。
【0017】
【表2】
【0018】ところで、図2に示す塩酸濃度とライン速
度との関係より、タイプCの場合にHCl濃度を5%と
した場合、変色させないためにはライン速度を180mpm以
上としなければならないこととなるが、ライン速度を18
0mpm以上には種々の制約よりできないため、この場合に
は本発明に従って酸洗後の洗浄設備におけるリンス条件
が制御されることとなる。具体的には、リンス水のスプ
レー量の増水を図り、洗浄能力を一時的に高める。
【0019】以上のように、酸洗条件を酸化膜状態に応
じて逐次変化させることにより、鋼板表面の酸化膜を完
全に除去し得るとともに、後の変色を防止することがで
きるようになる。
【0020】前記塩酸濃度と酸化膜除去の因果関係、お
よびライン速度との因果関係を実操業において立証する
ため、以下に示す簡単な試験を行った。その結果を表3
に示す。
【0021】
【表3】
【0022】表3は、ライン速度150mpm、 HCl濃度2.1
%の場合(No1)は酸化膜残り、変色共に問題が無かった
が、炉内の酸素濃度を上昇させて酸化膜をタイプBにし
た場合には、ライン速度150mpm、 HCl濃度 2.0%の(No
2) の酸洗条件では酸化膜残りが発生した。そこで、 HC
l濃度を3.0% (No3)または4.1% (No4)に上げたら酸
化膜残りもなくなり良好な状態にすることができた。し
かし、この状態からライン速度を130mpmに下げた場合
(No5)には変色が発生した。次いで、直火バーナーの空
気比に乱れを起こし酸化膜をタイプCにした場合には、
ライン速度150mpm、HCl濃度4.0 % (No6)の条件の下で
は酸化膜残りが発生した。さらに、酸化膜を除去するた
めにHCl 濃度を5.0 %に上げた場合 (No7)には変色が発
生したことを示している。前記の結果は、図1および図
2をそのまま反映するものとなっている。
【0023】〔実施例1〕図3に本発明を適用した連続
焼鈍ラインの酸洗設備レイアウトを示す。連続焼鈍炉で
焼鈍された鋼板Sは、塩酸浴1内に浸漬された後、水洗
浄装置2によりリンスされ、さらに後処理装置3を経た
後再び水洗浄装置4によりリンスされた後、調質圧延さ
れて製品となる。
【0024】前記酸洗設備においては、通常の状態で
は、鋼板の酸化膜はタイプAであるため、酸洗条件は図
1に基づき決定された表3中に示される条件の下で操
業が行われる。この場合、ライン速度は150mpmであり図
2の条件より変色危険域に入ることもなく、酸化膜除去
状態および後の変色とも全く問題なく操業が行われてい
る。
【0025】次に、ライン停止後の立ち上げ時には、焼
鈍炉内の露点が高く、酸化膜は厚くなり、酸化膜状態は
タイプBとなる。したがって、図1の酸化膜タイプBの
ラインに基づき決定される酸洗条件に変更される。具体
的には表3中の酸洗条件とする。この操業条件の下
で、酸化膜除去状態を炉内監視用モニターで監視した結
果、酸化膜の残りもなく良好な状態に維持することがで
きた。なお、HCl 濃度とライン速度との関係も、ライン
速度が150mpmであることより図2に示す変色危険域に入
ることもなく、高品質の鋼板を得ることができた。
【0026】次いで、直火加熱バーナーの空気火の乱れ
によると思われる酸化膜タイプCの酸化膜が生成された
場合には、図1の酸化膜タイプCのラインに基づき決定
された酸洗条件、具体的には表3中の酸洗条件に変更
される。この場合も、適合するHCl 濃度への変更によ
り、酸化膜の残りは未然に防止されるが、ライン速度を
160mpmに上げても図2より変色危険域に入るため、後の
変色が予想される。そのため、水洗浄装置2のウォータ
スプレー2A〜2Cのリンス流量を400l/min→60
0l/min に変更することにより洗浄能力を一時的に高め
変色防止を図っている。その結果、酸化膜タイプCの場
合であっても、酸化膜を完全に除去するとともに、後の
変色も防止することができた。
【0027】
【表4】
【0028】
【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、特
殊薬品を用いることなく、鋼板表面の酸化膜を完全に除
去するとともに、鋼板表面の変色も防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】酸化膜性状別の塩酸濃度と塩酸浴温との関係を
示す図である。
【図2】塩酸濃度とライン速度との関係における変色の
有無を示す図である。
【図3】実施例における酸洗設備のレイアウトを示す図
である。
【符号の説明】
1…塩酸浴、2…水洗浄装置、3…後処理装置、4…水
洗浄装置、S…鋼板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予め、鋼板表面に生成される酸化膜性状毎
    に酸洗液濃度と酸洗液温度との関係下で酸化膜除去性能
    を把握するとともに、酸洗液濃度とライン速度との関係
    下で後の変色の有無を把握しておき、 連続酸洗設備において、酸洗条件を鋼板表面に生成され
    た酸化膜状態毎に前記酸洗液濃度と酸洗液温度との関係
    下における酸化膜除去可能な下限域に逐次変更しながら
    酸洗いを行うとともに、前記酸洗液濃度とライン速度と
    の関係下で変色有りの領域に該当する場合には酸洗後の
    洗浄条件を増加して一時的に洗浄能力を高めることを特
    徴とする鋼板の酸洗方法。
  2. 【請求項2】酸洗条件の変更は、酸洗液温度を一定とし
    酸洗液濃度のみの変更により行う請求項1記載の鋼板の
    酸洗方法。
JP401593A 1993-01-13 1993-01-13 鋼板の酸洗方法 Pending JPH06212462A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6096137A (en) * 1997-03-03 2000-08-01 Hitachi, Ltd. Pickling plant and method of controlling the same
JP2009167465A (ja) * 2008-01-16 2009-07-30 Nisshin Steel Co Ltd ステンレス冷間圧延鋼帯の酸洗方法および酸洗装置

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