JPH10121278A - アルカリ塩の補給方法 - Google Patents

アルカリ塩の補給方法

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JPH10121278A JP26966796A JP26966796A JPH10121278A JP H10121278 A JPH10121278 A JP H10121278A JP 26966796 A JP26966796 A JP 26966796A JP 26966796 A JP26966796 A JP 26966796A JP H10121278 A JPH10121278 A JP H10121278A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アルカリ塩を水溶液として補給するのに伴う気
化熱によるエネルギーロスをできるだけ小さくするこ
と、および人手による作業を省略し、補給装置で自動的
に安定供給できる方法を提供する。 【解決手段】金属表面の酸化スケールを除去するための
アルカリ溶融塩浴にアルカリ塩を補給する方法であっ
て、アルカリ金属水酸化物を重量%で濃度が60%以上
の水溶液にして供給すると共に、硝酸塩、塩化物、硫酸
塩の1種以上を固体状で自動補給装置により補給するこ
とを特徴とする、アルカリ塩の補給方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属表面に生成し
た酸化スケールを除去するのに用いるアルカリ溶融塩浴
にアルカリ塩を補給する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼板やチタン板の製造工程に
は、熱間圧延や焼鈍により鋼帯の表面に生成した酸化ス
ケールを除去する工程がある。冷間圧延後に焼鈍した場
合には、板厚が0.4〜2mmと薄いため、ショットブ
ラスト等の機械的な脱スケール方法を適用すると表面に
凹凸が生じるため、通常はアルカリ溶融塩浸漬法のよう
な化学的な脱スケール方法が適用される。
【0003】アルカリ溶融塩は、水酸化ナトリウムや硝
酸ナトリウム等を主成分とするもので、古くは米国コー
リン社の特公昭45−18001号公報に開示されてい
る金属の表面清浄浴剤等が知られている。アルカリ溶融
塩のステンレス鋼の酸化スケールに及ぼす作用は、下記
(1)、(2)の通りである。
【0004】 Cr23+2NaOH→2NaCrO2+H2O (1) 2NaCrO2+3NaNO3+2NaOH →2Na2CrO4+3NaNO2+H2O (2) ステンレス鋼のスケールは酸化クロム(Cr23)を主
成分とし、化学的に安定しており、緻密な構造を有する
ため、酸洗のみでは脱スケールすることができない。そ
こで、焼鈍後のステンレス鋼板をアルカリ溶融塩に浸漬
すると、スケール中の酸化クロム (Cr23)がアルカ
リ溶融塩(通常480℃程度)中の水酸化ナトリウムや
硝酸ナトリウムと反応して水溶性のクロム酸ナトリウム
となるので、これを水洗して除去すれば、スケールの緻
密さは失われ、鉄を主成分とする、酸洗の容易なものに
変化する。
【0005】図2は、工業的に利用されているアルカリ
溶融塩によるステンレス鋼帯の脱スケール方法を説明す
るための図である。アルカリ溶融塩を入れた槽1の中に
連続的に鋼帯10を送り、浸漬ロール11により溶融塩
浴に浸漬させながら通過させる。その際、溶融塩が鋼帯
に付着して槽外へ持ち出されるので、それを防ぐために
ワイパーロール12が設けられている。しかし、鋼帯に
付着した溶融塩は少しずつ槽外に持ち出されて槽中の溶
融塩が減少するのでアルカリ塩を補給する必要がある。
【0006】従来は、人手によって固形(粒状、結晶
状、粉末状、フレーク状など)の水酸化ナトリウムや硝
酸ナトリウムを補給していた。アルカリ溶融塩の主成分
の一つである水酸化ナトリウムは吸湿性が強いため、空
気中の水分を吸収しやすい。水分を含んだアルカリ塩を
高温の溶融塩浴に補給すると、水蒸気爆発を起こし溶融
塩が飛散するので、人手による補給作業は危険である。
【0007】最近は、アルカリ塩を自動的に補給する装
置も開発されている。しかし、上記のようにアルカリ溶
融塩の成分の一つである水酸化ナトリウムは吸湿性が強
く、空気中の水分を吸って潮解し易く、自動補給装置で
は安定した補給ができないという問題がある。
【0008】このような問題を解決するための「酸化性
アルカリ溶融塩補給用脱スケール剤水溶液」が特開昭5
9−118890号公報に開示されている。これは、ア
ルカリ塩を水溶液にして補給するもので、水溶液はアル
カリ金属水酸化物と硝酸塩や塩化物を水溶液にし、溶質
濃度を10〜56.9%にしたものである。しかし、こ
の水溶液は、約43%が水であるため、水が溶融塩中に
入って蒸発する際に、大量の気化熱が塩浴から奪われの
で、浴温を所定の温度に維持するために余分なエネルギ
ーを必要とする。また、水溶液補給に伴って溶融塩を含
むミストが発生するので、これを除去するための装置も
必要となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、アルカリ塩を水溶液として補給するのに伴
う気化熱によるエネルギーロスをできるだけ小さくする
こと、および人手による作業を省略し、補給装置で自動
的に安定供給できる方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルカリ
溶融塩浴にアルカリ塩を水溶液にして補給する方法にお
いて、塩浴での補給水溶液の水の気化熱によるエネルギ
ーロスを小さくする方法につき、鋭意検討をおこなっ
た。その結果、下記の知見を得るに至った。
【0011】1)アルカリ塩浴の成分のうち吸湿性の大
きいアルカリ金属水酸化物のみを水溶液にすることによ
り、溶質濃度を高くすることができ、水分を少なくする
ことができる。
【0012】2)その他の成分である硝酸塩、塩化物お
よび硫酸塩については吸湿性が小さく、水への溶解度が
小さいので、固体のままで供給するのがよく、これらを
粉砕して、自動補給装置により補給しても潮解しないの
で安定な補給ができる。
【0013】本発明は、このような知見に基づきなされ
たもので、その要旨は、「金属表面の酸化スケールを除
去するためのアルカリ溶融塩浴にアルカリ塩を補給する
方法であって、アルカリ金属水酸化物を重量%で濃度が
60%以上の水溶液にして供給すると共に、硝酸塩、塩
化物、硫酸塩の1種以上を固体状で自動補給装置により
補給することを特徴とする、アルカリ塩の補給方法」に
ある。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の方法を実施する
ための補給装置の一例を模式的に示した図である。アル
カリ溶融塩槽1には、図示しない燃焼ガス等の加熱手段
により溶解された500℃前後の溶融塩が入っており、
図2に示すように金属帯が連続的に浴に浸漬されながら
通過する。補給槽2には、アルカリ金属水酸化物の水溶
液が入っており、その液をポンプ3によりスプレーノズ
ル4に送り補給される。 一方、硝酸塩、塩化物および
硫酸塩の1種以上が固体でミキサー5に供給、粉砕され
てスクリュウフィーダ6によりアルカリ溶融塩槽1上に
搬送され、スライドゲートを通って溶融塩浴に供給され
る。溶融塩の消費状態は、レベル計8によりアルカリ溶
融塩の浴面位置を測定することにより行われ、測定値は
制御盤9に入力される。制御盤により溶融塩の消費量を
補給するのに必要なアルカリ金属水酸化物量とその他の
成分量が演算されて溶融塩浴に補給される。
【0015】本発明の方法に用いるアルカリ金属水酸化
物は主成分であり、酸化スケールを改質し、酸洗で除去
し易いスケールに変える作用があり、水酸化ナトリウム
と水酸化カリウムが最も適しており、特に前者がコスト
面などから好ましい。例えば、水酸化ナトリウムは、ス
テンレス鋼の酸化スケール中の酸化クロムと反応して水
溶性のクロム酸ナトリウムに変える。また、アルカリ金
属水酸化物の水に対する溶解度は、温度が上昇するにつ
れて大きくなり、例えば100℃においては、水酸化ナ
トリウムが78重量%(以下%は重量%とする)、水酸
化カリウムが64%まで溶解する。工業的に本発明を実
施するには、工場の廃熱を利用して100℃程度の濃厚
水溶液を作り、これを用いて補給することによって、水
の蒸発潜熱によるエネルギーロスは最小限に抑えること
ができる。
【0016】しかし、アルカリ金属水酸化物の濃度は、
60%未満になると水の蒸発潜熱によるエネルギロスを
あまり小さくすることができないので、下限濃度を60
%とした。
【0017】一方、その他の成分、すなわち硝酸塩、塩
化物、硫酸塩は吸湿性が低いので、一般に使用されてい
る固形物の自動補給装置を用いても安定供給が可能とな
る。自動補給装置としては、どのような装置でもよく、
例えば、図1に示したようなミキサーにより固体のアル
カリ塩を粉砕して粒状にし、スクリュウフィーダーにて
溶融塩浴に補給づる方式の装置が望ましい。
【0018】硝酸塩は、アルカリ金属水酸化物と共存す
ることにより、ステンレス鋼の酸化スケールを改質し、
酸洗で除去し易いスケールに変える作用がある。また、
塩化物および硫酸塩は共に、塩浴からの溶融塩の持ち出
し量を少なくする作用があり、1種または2以上用い
る。なお、アルカリ溶融塩の浴組成は、一般に用いられ
ているものでよく、アルカリ金属水酸化物は、50〜8
0%、その他の成分が15〜30%程度である。したが
って、アルカリ塩の補給は前記の組成になるようにおこ
なう。
【0019】
【実施例】図1に示す装置を用い、アルカリ溶融塩槽に
下記組成のアルカリ溶融塩を満たし、焼鈍後のオーステ
ナイト系ステンレス鋼 SUS 304の冷延鋼帯(板厚
0.8mm)の脱スケール処理を実施した。最初に溶解
したアルカリ溶融塩の量は24m3 で、溶融塩槽を天然
液化ガス(LPG)により加熱してアルカリ溶融塩浴を
480℃に保持した。
【0020】 水酸化ナトリウム(NaOH) : 59% 硝酸ナトリウム(NaNO3) : 30% 硫酸ナトリウム(Na2SO4) : 1% このアルカリ溶融塩浴により、1ヶ月間で前記ステンレ
ス鋼帯6000トンの脱スケール処理をおこなった。脱
スケール中常時超音波レベル計により溶融塩浴面を測定
し、浴面が一定のレベルを維持するように、表1に示す
三方法によりアルカリ塩を上記溶融塩浴組成になるよう
に補給した。補給は、図1に示すようにアルカリ金属水
酸化物はスプレーノズルから、その他の固体状の塩は、
ミキサーで粉砕して粒状にし、スクリュウフィーダによ
りおこなった。
【0021】各補給方法でそれぞれ6000トンの脱ス
ケールを終了した後で、溶融塩浴の保温に要したLPG
の量を求めた。その結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】表1から明かなように、アルカリ金属水酸
化物の濃度が60%以上と高濃度の液体として補給した
No.1、2の場合は、PLGの使用量が少なくなってい
る。
【0024】それに対し、アルカリ金属水酸化物の濃度
が50%と低い場合は、多量の気化熱による塩浴からの
抜熱でLPGの使用量が多い。
【0025】No.1〜3の方法では、NaNO3とNa2
SO4はアルカリ金属水酸化物とは別にして固体状で自
動補給装置により補給したので、空気中の吸湿が少なく
安定供給ができた。
【0026】なお、アルカリ金属水酸化物を固体で補給
したNo.4の場合は、LPGの使用量が最も少ないが、
人手によるものであり、省力化や危険性の観点から好ま
しくない。
【0027】
【発明の効果】本発明の方法は、補給用アルカリ塩の溶
解に必要なエネルギーが大幅に節約でき、かつ人手によ
る作業も省くことが可能となるなど工業的価値は極めて
大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】アルカリ溶融塩槽と溶融塩の補給装置を模式的
に示す図である。
【図2】ステンレス鋼帯を連続的にアルカリ溶融塩浸漬
処理する方法を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1 アルカリ溶融塩槽 2 補給液槽 3 ポンプ 4 スプレーノズル 5 ミキサー 6 スクリュウフィーダー 7 スライドゲイト 8 レベル計 9 制御盤 10 鋼帯 11 浸漬ロール 12 ワイパーロール

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属表面の酸化スケールを除去するための
    アルカリ溶融塩浴にアルカリ塩を補給する方法であっ
    て、アルカリ金属水酸化物を重量%で濃度が60%以上
    の水溶液にして補給すると共に、硝酸塩、塩化物、硫酸
    塩の1種以上を固体状で自動補給装置により補給するこ
    とを特徴とするアルカリ塩の補給方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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