JPH06299382A - 真空アークデスケール方法及びその装置 - Google Patents

真空アークデスケール方法及びその装置

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JPH06299382A
JPH06299382A JP8286493A JP8286493A JPH06299382A JP H06299382 A JPH06299382 A JP H06299382A JP 8286493 A JP8286493 A JP 8286493A JP 8286493 A JP8286493 A JP 8286493A JP H06299382 A JPH06299382 A JP H06299382A
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JP
Japan
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vacuum arc
descaling
heat treatment
processed
treatment
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Withdrawn
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JP8286493A
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Jun Takeuchi
順 竹内
Koichi Takeda
紘一 武田
Masanobu Horie
正信 堀江
Shioo Nakada
潮雄 中田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、真空アークデスケール法において
アーク処理による入熱を有効に熱処理へ利用し熱処理に
よるスールの成長を防ぐと共に、熱処理後の再酸化を防
止する真空アークデスケール方法及びその装置を提供す
る。 【構成】 真空アークデスケール処理する際に、真空ア
ークによる入熱、真空アーク電流の被処理材中での通電
加熱、及び通電加熱電源による電流での通電加熱により
熱処理を行う。加熱処理後非酸化雰囲気で冷却すること
により再酸化を防止できる。例えば、被処理材をステン
レス鋼熱延板とし、熱処理を炭化クロムの溶体化処理と
することにより、従来、熱処理後酸によるデスケール処
理を行っていたところを、熱処理とデスケール処理を同
時にできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被処理材を真空アーク
デスケール処理する方法及び真空アークデスケール装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来金属のデスケーリングは酸によるケ
ミカル処理、ショットブラストやブラシ又は砥石で研磨
するメカニカル方法が知られている。これらのデスケー
ル方法では廃酸等の廃棄物の処理が必要であるが、近年
の環境保護気運の高まりから廃棄物の処理は困難になり
つつある。特開平4−110084号公報は真空アーク
を用いたデスケール方法を開示している。ここでは真空
容器の外部から被処理材を連続的に供給し真空アークデ
スケール処理し真空容器の外部に搬出する連続式真空ア
ークデスケール装置の形態が示されている。
【0003】近年工業プロセスにおいては工程の連続化
が図られている。例えばステンレス鋼熱延板のデスケー
ル工程は熱処理工程と連続化されている。すなわち、コ
イル状のステンレス鋼熱延板は巻解き装置から炉に供給
され、炉にて熱処理をされ、その後酸洗等のデスケール
処理をされ巻取り装置にてコイル状に巻取られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の熱処理工程とデ
スケール工程の順序は、必ずまず熱処理を行ってから次
にデスケールを行うものであった。なぜならば熱処理工
程では被処理材の表面にスケールが形成されるためであ
る。これは全く逆の効果を持つプロセスを前後して行っ
ていることになる。すなわち、スケールを成長させた後
スケールを除去するということである。例えばステンレ
ス鋼熱延板では元々5ミクロンの厚みのスケールを熱処
理により10ミクロンに成長させ、その後スケールを除
去するという全く非合理的なことを行っている。
【0005】真空アークを用いる真空アークデスケール
法においては被処理材はアーク処理によりデスケールさ
れると共に加熱される。しかしながらこの熱を有効に用
いることは行われていない。さらには、連続式真空アー
クデスケール処理においてはライン速度の上昇に伴い被
処理材が高温のまま大気中に搬出されるため表面が再酸
化されるという問題がある。本発明はかかる現状に鑑
み、真空アークデスケール法においてアーク処理による
被処理材への入熱を有効に熱処理へ利用し熱処理による
スケールの成長を防ぐと共に、熱処理後の再酸化を防止
する真空アークデスケール方法及び真空アークデスケー
ル装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、真空アーク
デスケール法における必要電力量がスケールの厚みに比
例することを実験により確かめた。例えば、5ミクロン
の厚みのスケールを有するステンレス鋼熱延板に対し
て、10ミクロンの厚みのスケールを有するステンレス
鋼熱延板熱処理材のデスケール必要電力量が約2倍であ
ることを確かめた。ここで熱処理とは炭化クロムの溶体
化処理である。すなわち、従来の工程順序である熱処理
後のデスケール処理は電力コストの観点から不利である
ことを見い出した。
【0007】又本発明者は真空アークデスケール法にお
いて発生する熱を熱処理に利用することを実証すること
を目的として被処理材の温度を測定し熱処理条件を満た
すように真空アークデスケール処理を行った。例えば、
炭化クロムの溶体化処理が1100℃2分以上保定後空
冷であるステンレス鋼を用いて実験した。
【0008】まず真空アークデスケール処理により被処
理材を処理し、スケールが除去できた後も真空アークに
より被処理材を加熱し1100℃2分保定した後大気開
放し冷却した。すると目的とする炭化クロムの溶体化処
理はできたものの、被処理材の表面には薄い酸化被膜が
形成され干渉色を示した。そこで大気開放でなく不活性
雰囲気で一気圧にして被処理材の冷却を試みた。すると
表面の酸化を防止できかつ溶体化処理もされていた。
【0009】又本発明者はスケールが除去できた後の真
空アークによる被処理材の熱処理に代わり被処理材の通
電加熱を試みた。すなわちアーク電源とは独立な通電加
熱用の電源を用意し、真空アークデスケール処理後通電
加熱により熱処理を行った。この場合も溶体化処理され
た。
【0010】本発明は上記の実験、検討によりなされた
もので、すなわち、本発明は被処理材を真空アークによ
りデスケール処理する真空アークデスケール方法におい
て、真空アークデスケール処理による被処理材への入熱
と被処理材に流れる電流によるジュール発熱とにより被
処理材の熱処理とデスケールとを同時に行うことを特徴
とする真空アークデスケール方法である。
【0011】又請求項1の真空アークデスケール方法に
おいて、ジュール発熱に用いられる被処理材中に流れる
電流の少なくとも一部が真空アーク中を流れるアーク電
流であることを特徴とする真空アークデスケール方法、
請求項1の真空アークデスケール方法において、被処理
材がステンレス鋼であり、熱処理が炭化クロムの溶体化
処理であることを特徴とする真空アークデスケール方法
である。
【0012】さらに本発明は、被処理材を真空アークに
よりデスケール処理する真空アークデスケール装置にお
いて、真空アークデスケール処理のためのアーク電源と
は独立した通電加熱電源と通電加熱するコンダクターロ
ールを備えることを特徴とする真空アークデスケール装
置である。
【0013】又請求項4の真空アークデスケール装置に
おいて、通電加熱中の被処理材の温度を測定する手段を
備えることを特徴とする真空アークデスケール装置、及
び請求項4の真空アークデスケール装置において、被処
理材の搬出側の差動排気室を非酸化性の雰囲気に保つた
めの手段を備えることを特徴とする真空アークデスケー
ル装置である。
【0014】
【作用】図1を用いて本発明の請求項1を説明する。図
1は本発明の真空アークデスケール方法を連続式真空ア
ークデスケール装置にて実施したときの一形態である。
本装置は被処理板巻き解き機構2、被処理板巻き取り機
構3、雰囲気室21、差動排気室10、及び真空アーク
デスケール処理のための真空容器1からなる。雰囲気室
21には不活性ガス供給口22より例えば窒素等の不活
性ガスが供給され、ブロアー23にて排気され、常に不
活性雰囲気に保たれる。差動排気室10及び真空容器1
には排気系11が付帯しており内部を真空状態とする。
【0015】真空アークの電源となる直流電源12の負
極はアースと共通となっており真空容器1と接続され、
これからコンダクターロール6を介して陰極となる被処
理材20に接続される。直流電源12の正極は真空容器
1とは絶縁されて真空容器1内に導入され陽極9に接続
される。陽極9の周囲には遮蔽板8を配置し真空アーク
が飛ぶ領域を限定する。図示されていないがそれぞれの
陽極には点火装置が付帯している。陽極9、遮蔽板8及
び点火装置によりアノード系4が形成される。
【0016】被処理材巻き解き機構2から供給された被
処理材20は雰囲気室21及び差動排気室10を通り真
空容器1に搬入される。真空容器内ではまずアノード系
4−1,4−2及び4−3にてこのときの下面を真空ア
ークデスケール処理される。この後ロールにより構成さ
れる折り返し機構13−1及び13−2により走行方向
19を逆転すると共に、被処理板20の上面と下面を逆
転する。この後アノード系4−4,4−5及び4−6に
よりこのときの下面を真空アークデスケール処理され
る。この後ロールにて構成される折り返し機構13−3
及び13−4により走行方向19を逆転される。通電加
熱電源16−1に接続されるコンダクターロール6−9
及び6−10の間の被処理材20に通電され加熱され
る。
【0017】同様に折り返し機構13−5及び13−6
により走行方向19を逆転され、通電加熱電源16−2
により通電加熱される。最後に差動排気室10及び雰囲
気室21を通り真空容器1から搬出され被処理材巻き取
り機構3によりコイル状に巻き取られる。なお、アノー
ド系4−1,4−2及び4−3で発生した蒸着物の落下
粉体は蒸着物溜14に溜められる。又アノード系4−
4,4−5及び4−6で発生した蒸気の通電ラインへの
侵入は遮蔽板15により防がれる。
【0018】図1に示される真空アークデスケール方法
では、真空アークによる被処理材20の加熱、真空アー
ク電流による被処理材20の加熱及び通電加熱電源16
による被処理材20の加熱を行っている。すなわち、真
空アークによる被処理材20の加熱とは遮蔽板8により
限定される領域で真空アークが陰極である被処理材20
と陽極9との間で発生し被処理材が加熱される。
【0019】又、真空アーク電流による被処理材20の
加熱とは遮蔽板8により限定される真空アーク領域から
コンダクターロール6までの間をアーク電流が被処理材
20の中を流れることにより発生するジュール熱であ
る。例えば、コンダクターロール6−6や6−7を電気
的に絶縁することにより、アノード系4−5に流れるア
ーク電流はコンダクターロール6−5や6−8を通して
アーク電源12−5との回路をつくる。これによりコン
ダクターロール6−6や6−7が共通カソードであるア
ースと接続されているときに比して、アーク電流が被処
理材20の中を流れることにより発生するジュール熱は
増大する。
【0020】このようにして同じアーク電流条件でも真
空アーク電流による被処理材20の加熱は増減できる。
最後に通電加熱電源16による被処理材20の加熱と
は、一例を示すと、通電加熱電源16−1からコンダク
ターロール6−10、被処理材20、コンダクターロー
ル6−9、共通カソードである真空容器1を通り通電加
熱電源16−1により構成される回路に流れる電流によ
りコンダクターロール6−10と6−9の間の非処理物
20中で発生するジュール熱である。
【0021】本発明の真空アークデスケール方法では上
記真空アークによる被処理材20の加熱に加え、真空ア
ーク電流による被処理材20の加熱又は通電加熱電源1
6による被処理材20の加熱を行う必要がある。同じく
図1を用いて本発明の請求項2を説明する。図1に示さ
れる真空アークデスケール装置では、真空アークによる
被処理材20の加熱、真空アーク電流による被処理材2
0の加熱及び通電加熱電流16による被処理材20の加
熱を行っている。
【0022】本発明の真空アークデスケール方法では上
記真空アークによる被処理材20の加熱に加え、少なく
とも真空アーク電流による被処理材20の加熱を行う必
要がある。同じく図1を用いて本発明の請求項3を説明
する。本発明の真空アークデスケール方法では被処理材
20はステンレス鋼である。炭化クロムの溶体化処理と
は鋼種にもよるが、代表的一例では、1100℃2分以
上保定後空冷である。すなわち、溶体化処理条件は保定
温度、保定時間及び冷却条件からなる。保定温度は温度
センサー18からの信号を温度計17により読み取り、
通電加熱電源16の出力を制御することで満たすことが
できる。又、保定時間は通電加熱ラインの長さが既知で
あるのでライン速度を制御することで満たすことができ
る。
【0023】さらに冷却条件は雰囲気室21内の出口近
傍に置かれた温度センサー18−3より温度計17−3
で被処理材20の温度を測定しつつ雰囲気室21へのガ
ス供給速度を制御する等で満たすことが可能である。酸
化を防止するためには雰囲気室21の出口近傍での被処
理材20の温度は200℃以下にする必要がある。
【0024】同じく図1を用いて本発明の請求項4を説
明する。本発明の真空アークデスケール装置ではアーク
用直流電源12とは独立した通電加熱用電源16により
被処理材20を通電加熱する。同じく図1を用いて本発
明の請求項5を説明する。本発明の真空アークデスケー
ル装置では温度センサー18と温度計17を備え、通電
加熱中の被処理材20の温度を測定することが可能であ
る。
【0025】同じく図1を用いて本発明の請求項6を説
明する。本発明の真空アークデスケール装置では雰囲気
室21、ガス供給口22及びブロワーからなる被処理材
の搬出側の差動排気室が非酸化性の雰囲気に保つための
手段を備える。例えば窒素等の非酸化性ガスをガス供給
口22から供給しつつブロワーにて排気することで、雰
囲気室21及び差動排気室10を非酸化性の雰囲気に保
つことが可能である。
【0026】
【実施例】
(実施例1)図1に示した本発明の連続式真空アークデ
スケール装置で真空アークデスケールを行った。被処理
板20は炭化クロムの溶体化熱処理が行われていないス
テンレス鋼熱延板であり、5ミクロン厚のスケールを有
する。アーク投入電力は3kWh/m2 となるようにした。
熱処理条件は保定温度1100℃、保定時間2分及び空
冷であり、雰囲気室に窒素を用い温度計測しながら通電
加熱量、処理速度、窒素供給速度を制御して処理を行っ
た。この結果被処理板20上のスケールは除去されかつ
炭化クロムの溶体化処理が同時に行えた。
【0027】
【発明の効果】本発明により、真空アークデスケール法
においてアーク処理による被処理材への入熱を有効に熱
処理へ利用し熱処理によるスケールの成長を防ぐと共
に、熱処理後の再酸化を防止する真空アークデスケール
方法及び真空アークデスケール装置を提供され、これを
工業的に用いることができるようになり、この結果本発
明は産業上の発展に貢献するところ極めて大となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の真空アークデスケール装置の概略側面
断面図である。
【符号の説明】
1 真空容器 2 被処理板巻き解き機構 3 被処理板巻き取り機構 4 アノード系 6 コンダクターロール 8 遮蔽板 9 電極(陽極) 10 差動排気室 11 排気系 12 直流電源 13 折り返し機構 14 蒸着物溜 15 遮蔽板 16 通電加熱電源 17 温度計 18 温度センサー 19 走行方向 20 被処理材(陰極) 21 雰囲気室 22 ガス供給口 23 ブロワー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 潮雄 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理材を真空アークによりデスケール
    処理する真空アークデスケール方法において、真空アー
    クデスケール処理による被処理材への入熱と被処理材に
    流れる電流によるジュール発熱とにより、被処理材の熱
    処理とデスケールとを同時に行うことを特徴とする真空
    アークデスケール方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の真空アークデスケール方
    法において、ジュール発熱に用いられる被処理材中に流
    れる電流の少なくとも一部が真空アーク中を流れるアー
    ク電流であることを特徴とする真空アークデスケール方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の真空アークデスケール方
    法において、被処理材がステンレス鋼であり、熱処理が
    炭化クロムの溶体化処理であることを特徴とする真空ア
    ークデスケール方法。
  4. 【請求項4】 被処理材を真空アークによりデスケール
    処理する真空アークデスケール装置において、真空アー
    クデスケール処理のためのアーク電源とは独立した通電
    加熱電源と通電加熱するコンダクターロールを備えるこ
    とを特徴とする真空アークデスケール装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の真空アークデスケール装
    置において、通電加熱中の被処理材の温度を測定する手
    段を備えることを特徴とする真空アークデスケール装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の真空アークデスケール装
    置において、被処理材の搬出側の差動排気室を非酸化性
    の雰囲気に保つための手段を備えることを特徴とする真
    空アークデスケール装置。
JP8286493A 1993-04-09 1993-04-09 真空アークデスケール方法及びその装置 Withdrawn JPH06299382A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115369415A (zh) * 2022-08-19 2022-11-22 北京首钢吉泰安新材料有限公司 一种去除铁铬铝表面氧化皮的方法及装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115369415A (zh) * 2022-08-19 2022-11-22 北京首钢吉泰安新材料有限公司 一种去除铁铬铝表面氧化皮的方法及装置

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