JPH07290139A - 真空アークによるデスケール方法 - Google Patents

真空アークによるデスケール方法

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JPH07290139A
JPH07290139A JP8647294A JP8647294A JPH07290139A JP H07290139 A JPH07290139 A JP H07290139A JP 8647294 A JP8647294 A JP 8647294A JP 8647294 A JP8647294 A JP 8647294A JP H07290139 A JPH07290139 A JP H07290139A
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arc
vacuum
descaling
atmosphere
arc discharge
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JP8647294A
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Eizo Okazaki
栄三 岡▼崎▲
Kiyoshi Matsuoka
潔 松岡
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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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
    • C23G5/00Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空アークによるデスケールに際して、アー
ク放電電圧を安定させ、円滑なデスケールを実現し、鋼
材製品の品質、歩留まりを向上し、合わせて消費電力、
設備コストを節約できる真空アークデスケール方法を提
供する。 【構成】 電源の正極に接続された陽極電極を、金属材
表面に近接して配設して、この陽極と陰極電極となる金
属材との間にアークを放電させ、金属材表面のスケール
を除去する真空アークによるデスケール方法において、
真空チャンバー内に、不活性ガスを供給し、雰囲気中の
不活性ガス含有量を40%以上にしてアーク放電空間を
不活性雰囲気にしてアーク放電電圧を低減、安定させる
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は真空アークによる鋼材表
面のデスケール方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、鉄鋼の分野では、鋼材表面のスケ
ールを除去する手段として、真空アークによるデスケー
ル方法が注目されている。この真空アークデスケール方
法は、例えば図6に開示されているように、真空チャン
バーa内に、直流電源bの負極に接続された通電ロール
cを介して陰極になる鋼材dを搬入し、この鋼材の表面
に近接配置され直流電源bの正極に接続された陽極電極
eと陰極となる鋼材d間に、真空(負圧)状態でアーク
を放電し、鋼材d表面のスケールを溶融飛散させてデス
ケールする方法である(特開平4−110084号公
報)。
【0003】この真空アークによるデスケールにおいて
は、アーク放電は真空チャンバー内で行われるが、この
真空チャンバー内のアーク放電空間は、一般に大気から
減圧された雰囲気で形成されており、真空度(減圧圧
力)の管理は行われていたが、雰囲気成分については、
特段の管理は行われていなかった。このため、減圧前の
大気状態によっては、所定の圧力まで減圧する時間に時
間にばらつきを生じたり、アーク放電電圧の変動や、そ
れに伴うアーク放電の不安定を生ずる場合があり、安定
したアーク放電を再現性よく行うことは困難で、異常放
電を生ずることもあり、陽極電極、陰極電極になる鋼材
の異常溶融等の不都合が生じ、円滑なデスケールが行え
ないばかりではなく、鋼材製品の品質、歩留まりを低
下、設備コスト増大の原因にもなっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、真空アーク
によるデスケールに際して、アーク放電電圧を安定さ
せ、円滑なデスケールを実現し、鋼材製品の品質、歩留
まりを向上し、合わせて消費電力、設備コストを節約で
きる真空アークデスケール方法を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、電源の正極に
接続された陽極電極を、金属材表面に近接して配設し
て、この陽極と陰極電極となる金属材との間にアークを
放電させ、金属材表面のスケールを除去する真空アーク
によるデスケール方法において、真空チャンバー内に、
不活性ガスを供給し、雰囲気中の不活性ガス含有量を4
0%以上にしてアーク放電空間を不活性雰囲気にしてア
ーク放電電圧を低減、安定させることを特徴とする真空
アークによるデスケール方法である。
【0006】
【作用】本発明は、真空チャンバー内の雰囲気中に不活
性ガスを供給して、アーク放電空間を不活性ガスを40
%以上含有させた不活性雰囲気で形成することにより、
100%大気でアーク放電空間を形成する従来の場合に
比し、 アーク放電を安定させ、アーク放電電圧を安定させる
ことができる。したがって、異常放電現象による電極の
溶融もなく、円滑なデスケールができるとともに、鋼材
製品の品質、歩留も向上でき、また設備コストの低減も
できる。 アーク放電電圧を低減することができ、消費電力を節
約することができる。本発明者等は、前記の従来におけ
るアーク放電電圧の変動の原因について種々実験を重ね
た結果、真空チャンバー内雰囲気がアーク放電電圧の変
動の一因になっていることを知見した。
【0007】そこで、真空チャンバー内にアルゴンガス
を供給して、真空チャンバー内の雰囲中の雰囲気を変化
させて、アーク放電を行って、ステンレス鋼板(SUS
304)のデスケールを繰り返し行い、その時のアーク
放電電圧の変化を調べた。ここでは、アルゴンガスの供
給量は80cc/min(at2kg/cm2 )、これ
による到達圧力は15〜20Paに維持した。
【0008】図1は、アルゴンガスの供給とデスケール
パス回数別のアーク放電電圧(平均電圧値)の関係を示
し、図2は、アルゴンガスの供給とアーク放電電圧の変
動(振れ)幅の関係を示すものである。これらの図か
ら、アルゴンガスを供給した場合、アーク放電電圧は
若干低くなる傾向があること(図1)、アルゴンガス
を供給した場合、アーク放電電圧の変動が小さくなる傾
向があること(図2)、が判る。
【0009】なお、真空チャンバー内の雰囲気中のアル
ゴンガスの有効含有量(濃度)については、電力消費量
を低減する観点では、図3に示すように、40%レベル
から有効であり、アーク電圧変動幅を小さくする観点で
も、図4に示すように、40%レベルから有効であるこ
とが判る。ここでのアルゴンガスの含有量は、真空排気
系の排気能力および真空チャンバー内圧力から算出した
ものである。
【0010】不活性ガスの導入のないときの到達圧力
および排気ポンプの性能曲線(排気量/圧力の関係)か
ら、到達圧力下での真空チャンバー外部からの外気侵入
量Aを算出。 アルゴンガスの導入量Bと外部からの外気侵入量Aの
合計が真空チャンバー内雰囲気になり、真空排気系か
ら、真空チャンバー外部に放出される。 したがって、真空チャンバー内のアルゴンガスの雰囲
気中の濃度は、次式により求められる。 B/(A+B)×100% (1) 厳密には、の時の外気侵入量Aとのときの外気侵入
量Aは若干異なる(とで真空チャンバー内圧力が少
し異なるため)。しかし、真空チャンバー内圧力は外部
圧力に比較し0.01%レベルであり、外気侵入量は内
外の圧力さで決まるため、真空チャンバー内圧が多少変
動しても外気侵入量の増減は無視できる程度のものであ
る。
【0011】
【実施例】本発明の実施例を実施装置例とともに説明す
る。図5は、この実施例におけるステンレス鋼板の真空
アークデスケール装置の概要説明図で、1は真空装置2
を接続した真空チャンバーで、この真空チャンバーに
は、不活性ガス供給源(図示省略)に接続された不活性
吹き込み管3が連結されており、真空チャンバー内の不
活性ガス濃度を調整できるようになっている。
【0012】4a,4b,4cは直流電源でその負極
は、真空チャンバー内で陰極になる鋼板5を搬送し鋼板
に通電する通電ロール6に接続されている。一方各直流
電源の正極は、真空チャンバー1内を搬送され陰極とな
る鋼板5の表面に近接配置された陽極電極7a,7b,
7cに接続され、この各陽極電極とこれに対する鋼板間
において、アーク放電が行われるようになっている。な
お、図中8はアーク放電によって溶融飛散したスケール
を回収するスケール回収装置、9は搬送ロール、10は
挟持ロール、11は真空シール構造、12は圧力計であ
る。
【0013】このように構成された真空アークデスケー
ル装置により、ステンレス鋼板5を搬送ロール9で真空
チャンバー1内に搬入し所定位置に停止させた状態で、
3列の陽極電極7a,7b,7cと陰極になるステンレ
ス鋼板5間に同時にアーク放電を行わせ、ステンレス鋼
板5表面のデスケールを実施した。ここでは、3列の陽
極電極で同時にデスケールを行うようにしているので、
ステンレス鋼板は、この範囲を1単位として搬入、停
止、デスケール、搬出(搬入)で1サイクルを構成す
る。
【0014】実施結果を、本発明の範囲外の場合ととも
に表1に示す。 デスケール条件 対象鋼材:熱延ステンレス鋼板(SUS304)の切り
板 サイズ:厚み3mm×幅300mm×長さ900mm アーク放電条件 陽極電極−陰極電極間距離:10mm 電流:300A 真空チャンバー真空度:2×10-2Torr 温度:室温 アルゴンガス濃度:20〜70%
【表1】
【0015】表1に示すように、真空チャンバー内雰囲
気中にアルゴンガスを吹き込み、雰囲気中のアルゴン濃
度を40〜70%にした本発明の場合(1)〜(4)
は、スケール除去率は100%で、真空チャンバー内に
アルゴンガスを吹き込まない、従来例の場合(6)〜
(7)に比し、アーク放電電圧の変動幅は小さく、電力
消費量が格段に少ない。なお、真空チャンバー内雰囲気
中のアルゴン濃度を18%にした比較例の場合(5)で
は、アーク放電電圧変動、電力消費量とも従来例に比較
して顕著な改善効果は見られなかった。このことから、
真空チャンバー内雰囲気中のアルゴン濃度が40%以上
である本発明が有効であることが確認できた。
【0016】なお、本実施例は、ステンレス鋼板につい
て、停止状態で真空アークデスケールを行った例である
が、本発明は、一般の炭素鋼板、薄スラブ鋳片等の鋼材
を対象とした真空アークデスケールにも適用できる。ま
た、停止状態に限らず、相対走行状態での真空アークデ
スケールにおいても適用できる。またこの実施例では、
デスケール方向に3列の陽極電極を配列しているが、幅
方向も含めて単列、多列いずれにしてもよく、この場合
直流電源は共用、独立いずれでもよい。さらに、この実
施例は片面デスケールの例であるが、両面デスケールの
場合にも本発明は有効である。
【0017】
【発明の効果】本発明は、真空チャンバー内の雰囲気中
に不活性ガスを供給して、アーク放電空間を不活性ガス
を40%以上含有させた不活性雰囲気で形成することに
より、100%大気でアーク放電空間を形成する従来の
場合に比し、アーク放電を安定させ、アーク放電電圧
を安定させることができる。したがって、異常放電現象
による電極の溶融もなく、円滑なデスケールができると
ともに、鋼材製品の品質、歩留も向上でき、また設備コ
ストの低減もできる。アーク放電電圧を低減すること
ができ、消費電力を節約することができる。等の効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】真空チャンバーにアルゴンガス吹き込みの有無
とアーク放電電圧との関係を示す説明図。
【図2】真空チャンバーにアルゴンガス吹き込みの有無
とアーク放電電圧変動の関係を示す説明図。
【図3】真空チャンバー内雰囲気中のアルゴンガス含有
量と電力消費量(処理電力)との関係を示す説明図。
【図4】真空チャンバー内雰囲気中のアルゴンガス含有
量とアーク放電電圧変動幅との関係を示す説明図。
【図5】本発明の実施例における真空アークデケール装
置例の側断面概要説明図。
【図6】公知の真空アークデスケール装置例の側断面概
念説明図。
【符号の説明】
1 真空チャンバー 2 真空装置 3 不活性ガス吹き込み管 4a,4b,4c 直流電源 5 ステンレス鋼板 6 通電ロール 7a,7b,7c 陽極電極 8 スケール回収装置 9 搬送ロール 10 挟持ロール 11 真空シール構造 12 圧力計

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源の正極に接続された陽極電極を、金
    属材表面に近接して配設して、この陽極と陰極電極とな
    る金属材との間にアークを放電させ、金属材表面のスケ
    ールを除去する真空アークによるデスケール方法におい
    て、真空チャンバー内に、不活性ガスを供給し、雰囲気
    中の不活性ガス含有量を40%以上にしてアーク放電空
    間を不活性雰囲気にしてアーク放電電圧を低減、安定さ
    せることを特徴とする真空アークによるデスケール方
    法。
JP8647294A 1994-04-25 1994-04-25 真空アークによるデスケール方法 Withdrawn JPH07290139A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210033601A (ko) * 2019-09-18 2021-03-29 부경대학교 산학협력단 산화피막 클리닝 장치 및 방법
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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KR20210033601A (ko) * 2019-09-18 2021-03-29 부경대학교 산학협력단 산화피막 클리닝 장치 및 방법
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Effective date: 20010703