JPH1161500A - ステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の脱スケール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 難脱スケール性ステンレス鋼帯および耐熱鋼
帯の酸化スケールを高速脱スケールする。 【解決手段】 ステンレス鋼帯１の表面に生成している
酸化スケールは、中性塩水溶液電解槽２で中性塩陽極電
解処理された後、硫酸硝酸混合水溶液電解槽３で陽極電
解処理および陰極電解処理され、さらに後続する硝酸水
溶液電解槽４で硝酸陰極電解処理されるか、または硝酸
弗酸混合水溶液浸漬槽５で浸漬処理される。酸化スケー
ルは中性塩陽極電解処理で主としてクロム酸化物が選択
溶解され、硫酸硝酸混合水溶液電解処理でクロム酸化物
および鉄酸化物が同時に溶解され、硝酸陰極電解処理ま
たは硝酸弗酸混合水溶液浸漬処理で鉄酸化物が溶解され
るので、厚いスケールを有する難脱スケール性ステンレ
ス鋼帯においても短時間で効率的に脱スケール処理をす
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼帯お
よび耐熱鋼帯の表面に生成している酸化スケールを脱ス
ケールする方法に関し、特に難脱スケール性ステンレス
鋼帯および耐熱鋼帯の脱スケール方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にステンレス鋼帯およびＪＩＳ Ｇ
４３１２に規定される耐熱鋼帯には、製造過程中に熱処
理が施される。この熱処理は、たとえば冷間圧延によっ
て加工硬化した鋼帯を再結晶させて軟化させるために行
われ、通常カテナリー炉と称される横型炉において大気
雰囲気中の直火加熱方式で行われる。これによって、ス
テンレス鋼帯の表面には酸化スケールが生成する。この
酸化スケールは、ステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の商品
価値を著しく損なうので脱スケールする必要がある。一
般に前記熱処理と脱スケールとは同一ライン内の一連の
連続焼鈍脱スケール設備で行われる。

【０００３】酸化スケールの脱スケール方法に関して、
従来から多数の先行技術が開示されている。最も広く行
われている方法は、ステンレス鋼帯および耐熱鋼帯をア
ルカリ溶融塩に浸漬した後に硝酸弗酸混合水溶液に浸漬
処理するかまたは硝酸水溶液中で電解処理する方法であ
る。この方法は脱スケール性に優れており難脱スケール
性を有するステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の酸化スケー
ルを除去することができる。

【０００４】特公平５−２７５８号公報に開示されてい
る方法は、濃度が９００〜１２５０ｇ／ｌの硫酸水溶液
中でステンレス鋼帯を陽極電解する脱スケール法であ
る。この方法は単一液による脱スケール処理であるの
で、工程が大幅に簡素化される。

【０００５】特公昭３８−１２１６２号公報に開示され
ている方法は、中性塩水溶液中で陽極電解処理した後に
亜硫酸、硝酸、弗化水素酸またはこれらの混合水溶液中
に浸漬する脱スケール法である。ステンレス鋼帯の酸化
スケールはＦｅ₃Ｏ₄を含む（Ｆｅ、Ｃｒ）₂Ｏ₃からなる
鉄、クロムスピネル型酸化物である。中性塩水溶液中で
陽極電解すると酸化スケール中のＣｒ₂Ｏ₃は酸化されて
Ｃｒ₂Ｏ₇ ^-2となって溶解し、表面には鉄酸化物を主とし
たスケールが緩められた状態で残る。この残存スケール
は酸に浸漬することによって溶解除去される。

【０００６】特公昭５３−１３１７３号公報に開示され
ている方法は、中性塩水溶液中で陽極電解処理後に硝酸
イオンを含む酸性水溶液中で陰極電解する脱スケール法
である。前述のように中性塩水溶液中で陽極電解された
ステンレス鋼の表面残存酸化スケールは主として鉄酸化
物であるので、それを硝酸イオンを含む酸性水溶液中で
陰極電解すると、鉄酸化物中の３価の鉄イオンが２価の
鉄イオンに還元される。この２価の鉄イオンは酸に溶解
しやすいので、表面残存鉄酸化物は酸性水溶液中に溶解
除去される。

【０００７】特開平２−１２２０９９号公報に開示され
ている方法は、中性塩水溶液中での陽極電解処理とアル
カリ水溶液中での陽極電解処理とを行った後、硝酸水溶
液中での陰極電解処理または硝酸弗酸混合水溶液中への
浸漬処理を行う脱スケール法である。アルカリ水溶液中
で陽極電解すると、酸化スケール中のＣｒ₂Ｏ₃は酸化さ
れてＣｒＯ₄ ^-2 となってアルカリ水溶液中に溶解する。
この方法は中性塩水溶液中での陽極電解処理とアルカリ
水溶液中での陽極電解処理との２工程でＣｒ₂Ｏ₃の溶解
が進行するので、クロム酸化物はより確実に溶解除去さ
れる。

【０００８】特開平８−２７６００号公報に開示されて
いる方法は、ステンレス鋼帯を中性塩水溶液中で陽極電
解した後に、硫酸水溶液中で陽極電解し、さらに硝酸水
溶液中での陰極電解処理または硝酸弗酸混合水溶液中で
の浸漬処理を行う脱スケール法である。硫酸水溶液中で
陽極電解すると、酸化スケール中のＣｒ₂Ｏ₃は酸化され
てＣｒ₂Ｏ₇ ^-2となって溶解する。また酸化スケール中の
鉄酸化物も硫酸水溶液中に溶解する。この方法は、中性
塩水溶液中での陽極電解処理と硫酸水溶液中での陽極電
解処理との２段階にわたってＣｒ₂Ｏ₃の溶解が進行する
ので、クロム酸化物は確実に溶解除去される。またこの
方法は、硫酸水溶液中での陽極電解処理と硝酸水溶液中
での陰極電解処理または硝酸弗酸混合水溶液中での浸漬
処理との２段階にわたって鉄酸化物の溶解が進行するの
で、鉄酸化物も確実に溶解除去される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記先行技術のうち、
アルカリ溶融塩を用いる方法には、次のような問題があ
る。 （ａ）アルカリ溶融塩の溶融温度が４００〜５００℃と
高いので、作業性が悪く、ヒュームの発生によって環境
が悪化する。 （ｂ）アルカリ溶融塩は粘性が高いので、ステンレス鋼
帯および耐熱鋼帯に付着してアルカリ溶融塩槽外へ持ち
出される。前記付着溶融塩は、ワイピング装置によって
ステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の表面から完全に除去す
ることが困難であるので、同一ライン内あるいは次工程
ライン内の種々のロールによってステンレス鋼帯および
耐熱鋼帯の表面に押し込まれ、ロール押し込み疵を発生
させる。 （ｃ）アルカリ溶融塩の消耗量が多くなるので、コスト
高となる。 （ｄ）排水に含まれるアルカリの量が増大するので、排
水処理費用が増加する。 （ｅ）前記（ａ）〜（ｄ）の問題点はステンレス鋼帯
の通板速度を増大させるほど悪化するので、脱スケール
の高速化が困難となる。

【００１０】前記特公平５−２７５８号公報に開示され
ている方法は、高濃度硫酸を使用するので、ステンレス
鋼帯および耐熱鋼帯の表面が荒れやすいという問題があ
る。特公昭３８−１２１６２号公報、特公昭５３−１３
１７３号公報および特開平２−１２２０９９号公報に開
示されている方法は、前述のように優れた脱スケール性
を有しているけれども、酸化スケールが厚くて脱スケー
ル性の悪い難脱スケール性ステンレス鋼帯および耐熱鋼
帯に対しては脱スケール能力が充分でないという問題が
ある。したがって、その場合には通板速度を低速にして
対応する必要があり、能率や生産性が大幅に低下すると
いう問題がある。

【００１１】特開平８−２７６００号公報に開示されて
いる方法は、他の先行技術よりも優れた脱スケール性を
有しているけれども、さらに脱スケール速度を高速化し
て生産性の向上を図りたいときには、特に難脱スケール
性ステンレス鋼帯および耐熱鋼帯に対して脱スケール能
力が充分でないという問題がある。

【００１２】本発明の目的は、前記先行技術の問題を解
決し、難脱スケール性ステンレス鋼帯および耐熱鋼帯で
あっても高速脱スケールを可能とし生産性を向上させ得
るステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の脱スケール方法を提
供することにある。

【００１３】

【発明を解決するための手段】本発明は、ステンレス鋼
帯および耐熱鋼帯を中性塩水溶液中で陽極電解した後
に、硫酸硝酸混合水溶液中で陽極電解および陰極電解す
ることを特徴とするステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の脱
スケール方法である。

【００１４】本発明に従えば、ステンレス鋼帯および耐
熱鋼帯は中性塩水溶液中で陽極電解された後に、硫酸硝
酸混合水溶液中で陽極電解および陰極電解される。クロ
ム酸化物と鉄酸化物とからなる酸化スケール中のクロム
酸化物は、中性塩水溶液中の陽極電解によって酸化され
て溶解しやすいクロム酸イオンに変化する。したがっ
て、酸化スケール中のクロム酸化物は選択的に中性塩水
溶液中に溶解する。また、硫酸硝酸混合水溶液中におけ
る陽極電解によって酸化スケール中のクロム酸化物は酸
化されて溶解しやすいクロム酸イオンに変化し、硫酸硝
酸混合水溶液中における陰極電解によって酸化スケール
中の鉄酸化物は還元されて溶解しやすい２価の鉄イオン
に変化する。これによって、硫酸硝酸混合水溶液中にお
いてはクロム酸化物と鉄酸化物とが同時に溶解する。こ
のようにクロム酸化物は２段階にわたって溶解が進行す
るので、ほぼ完全に溶解除去され、鉄酸化物はクロム酸
化物の溶解除去によって緩められた脱スケールしやすい
状態で部分的に残存する。

【００１５】また本発明は、前記硫酸硝酸混合水溶液中
で陽極電解および陰極電解した後に、硝酸水溶液中で陰
極電解処理することを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、硝酸水溶液中での陰極電
解によってステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の表面に残存
していた鉄酸化物が還元されて溶解しやすい２価の鉄イ
オンに変化するので、鉄酸化物は完全に除去される。こ
れによって厚い酸化スケールを有する難脱スケール性ス
テンレス鋼帯および耐熱鋼帯においても、酸化スケール
は短時間で完全に脱スケールされる。

【００１７】また本発明は、前記硫酸硝酸混合水溶液中
で陽極電解および陰極電解した後に、硝酸弗酸混合水溶
液中に浸漬処理することを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、硝酸弗酸混合水溶液中へ
の浸漬処理によってステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の表
面に残存していた鉄酸化物が完全に除去されるので、厚
い酸化スケールを有する難脱スケール性ステンレス鋼帯
および耐熱鋼帯においても酸化スケールは短時間で完全
に脱スケールされる。

【００１９】また本発明は、前記中性塩水溶液として、
Ｎａ₂ＳＯ₄濃度を１００〜４００ｇ／ｌ、ｐＨを６〜
８、液温を７０〜９０℃、クロム酸イオン濃度を１５ｇ
／ｌ以下、スラッジ濃度を５ｇ／ｌ以下とする水溶液を
使用することを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、中性塩水溶液は最適条件
に保持されて使用されるので、ピッティングを発生させ
ないでクロム酸化物を効率的に溶解することができる。

【００２１】また本発明は、前記硫酸硝酸混合水溶液と
して、硫酸濃度を２５〜２５０ｇ／ｌ、硝酸濃度を２５
〜２５０ｇ／ｌ、溶解鉄イオン濃度を１０ｇ／ｌ以下、
液温を２０〜９０℃、スラッジ濃度を５ｇ／ｌ以下とす
る水溶液を使用することを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、硫酸硝酸混合水溶液は最
適条件に保持されて使用されるので、ピッティングを発
生させないで、鉄酸化物とクロム酸化物とを同時に効率
的に溶解することができる。

【００２３】また本発明は、前記中性塩水溶液中で行う
陽極電解の陽極電流密度を１〜１０Ａ／ｄｍ²とするこ
とを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、中性塩水溶液中での陽極
電解は適正な電流密度で行われるので、ピッティングを
発生させないでクロム酸化物の溶解を短時間で行うこと
ができる。

【００２５】また本発明は、前記硫酸硝酸混合水溶液中
で行う陽極電解および陰極電解の電流密度を１〜１５Ａ
／ｄｍ²とすることを特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、硫酸硝酸水溶液中での陽
極電解が適正な電流密度で行われるので、ピッティング
を発生させないで鉄酸化物およびクロム酸化物の溶解を
同時に短時間で行うことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を好適に実施する
ことのできる脱スケール装置の構成を簡略化して示す系
統図である。脱スケール装置は、中性塩水溶液電解槽２
と、硫酸硝酸混合水溶液電解槽３と、硝酸水溶液電解槽
４と、硝酸弗酸混合水溶液浸漬槽５とを含んで構成され
る。前記各槽２〜５は上流側からこの順序で直列に配設
されており、各槽間および硝酸弗酸混合水溶液浸漬槽５
の出側には、上流側より洗浄ノズル１０および回転ブラ
シ装置１１がそれぞれ配設されている。さらに各槽の前
後面には、デフレクタロール９がそれぞれ配設されてお
り、各槽内の入側と出側とにはシンクロール８がそれぞ
れ配設されている。

【００２８】前記脱スケール装置は、ステンレス鋼帯お
よびＪＩＳ Ｇ ４３１２に規定される耐熱鋼帯の酸化
スケールを好適に脱スケールすることができる。前記酸
化スケールは、前記脱スケール装置の上流側に配置され
ている熱処理炉（図示せず）において形成されるもので
あり、クロム酸化物と鉄酸化物とを含んで構成される。
前記酸化スケールは、熱処理温度が高くなる程厚くな
り、酸化スケールが厚くなる程脱スケール性が悪くな
る。また、ＡｌやＭｎなどの含有率の高いステンレス鋼
帯および耐熱鋼帯には、脱スケール性の悪い酸化スケー
ルが形成される。なお、前記脱スケール性の悪い酸化ス
ケールを有するステンレス鋼帯および耐熱鋼帯は、難脱
スケール性ステンレス鋼帯および耐熱鋼帯と呼ばれてい
る。本実施の形態では、以後ステンレス鋼帯を対象に脱
スケール方法を説明する。

【００２９】ステンレス鋼帯１は、デフレクタロール９
を介して中性塩水溶液電解槽２に通板される。中性塩水
溶液電解槽２内には、槽内の入側と出側とにシンクロー
ル８が配設され、シンクロール８間に陰電極６と陽電極
７とが配設されている。陰電極６と陽電極７とはステン
レス鋼帯１の表裏面に対向設置され、上下一対の陰電極
６と上下一対の陽電極７とがステンレス鋼帯１の走行方
向に交互に並んで配設されている。図１には、上流側か
ら上下一対の陰電極６と上下一対の陽電極７と、上下一
対の陰電極６とが交互に配設されている状態を示してい
る。ステンレス鋼帯１はシンクロール８によって中性塩
水溶液１２中に浸漬されたまま通板される。両電極間に
直流電圧を印加すれば、ステンレス鋼帯１は中性塩水溶
液１２を介して間接電解される。連続的に走行するステ
ンレス鋼帯１は、上下一対の陰電極６間においては陽極
に分極されて陽極電解され、上下一対の陽電極７間にお
いては陰極に分極されて陰極電解される。陽極電解領域
においては、ステンレス鋼帯１の酸化スケール中のクロ
ム酸化物は下記（１）式の反応により酸化され、Ｃｒ₂
Ｏ₇ ^-2に変化して選択的に溶解する。

【００３０】 Ｃｒ₂Ｏ₃＋４Ｈ₂Ｏ → Ｃｒ₂Ｏ₇ ^-2＋８Ｈ⁺＋６ｅ^- …（１） 一方間接電解のため、必然的に生じる陰極電解領域にお
いては、水素発生反応と、鉄酸化物の還元反応とが生じ
るけれども、脱スケールにはほとんど寄与しない。また
中性塩は、上記反応には関与しないけれども、水溶液の
電気伝導度を向上させる電解質として硫酸、硝酸のナト
リウム塩等が使用されている。中性塩水溶液電解槽２に
おける反応は、陽極電解反応に好適な条件設定がされて
いるので、全体的には陽極電解反応が支配的であり、主
としてクロム酸化物が溶解される。

【００３１】中性塩水溶液１２は、Ｎａ₂ＳＯ₄濃度を１
００〜４００ｇ／ｌ、クロム酸イオン濃度を１５ｇ／ｌ
以下、スラッジ濃度を５ｇ／ｌ以下、ｐＨを６〜８、液
温を７０〜９０℃に調製維持されることが好ましい。Ｎ
ａ₂ＳＯ₄の濃度を１００〜４００ｇ／ｌに限定したの
は、濃度が１００ｇ／ｌ未満では水溶液の電気伝導度が
低下して、電解電力の増加や脱スケール性の低下を招
き、濃度が４００ｇ／ｌを超えるとＮａ₂ＳＯ₄が水に溶
解しないおそれが生ずるためである。クロム酸イオン濃
度を１５ｇ／ｌ以下に限定したのは、濃度が１５ｇ／ｌ
を超えると前記反応式の反応速度が低下し、脱スケール
反応が起こり難くなり、脱スケール不良が発生し易くな
ることによるものである。スラッジ濃度を５ｇ／ｌ以下
に限定したのは、スラッジ濃度が５ｇ／ｌを超えると中
性塩水溶液１２の劣化が著しくなり、脱スケール不良が
発生し易くなることによるものであり、さらに中性塩電
解槽２内のシンクロール８にスラッジが巻き込まれてス
テンレス鋼帯１に押し込み疵を発生させ易くなることに
よるものである。中性塩水溶液のｐＨを６〜８に限定し
たのは、ｐＨが６未満ではピッティングが発生し、ｐＨ
が８を超えると脱スケール不良が発生し易くなることに
よるものである。ｐＨ調製は必要に応じて硫酸やＮａＯ
Ｈを用いて行われる。中性塩水溶液の液温を７０〜９０
℃に限定したのは、液温が７０℃未満では反応速度が低
下して脱スケール不良が発生し易くなり、液温が９０℃
を超えると中性塩水溶液中の水分蒸発が大きくなり、濃
度維持が困難になることによるものである。なお、特に
好ましい液温は８０℃である。

【００３２】中性塩陽極電解の陽極電流密度は、１〜１
０Ａ／ｄｍ² の範囲に管理されることが好ましい。陽極
電流密度が上記範囲に限定されるのは、１Ａ／ｄｍ² 未
満では脱スケール不良が発生し易くなり、１０Ａ／ｄｍ
² を超えるとピッティングが発生し易くなるからであ
る。中性塩陽極電解処理後、ステンレス鋼帯１は中性塩
水溶液電解槽２の下流側に配設された洗浄ノズル１０お
よび回転ブラシ装置１１に通板される。ステンレス鋼帯
１は洗浄ノズル１０から噴射される水によって洗浄され
た後、回転ブラシによって表面の付着物が除去される。

【００３３】ステンレス鋼帯１は、洗浄後、デフレクタ
ロール９を介して硫酸硝酸混合水溶液電解槽３に通板さ
れる。硫酸硝酸混合水溶液電解槽３には、槽内の入側と
出側とにシンクロール８が配設され、シンクロール８間
に上流側から上下一対の陰電極６と上下一対の陽電極７
と上下一対の陰電極６とが交互に配設されている。シン
クロール８、陰電極６および陽電極７の構成は中性塩水
溶液電解槽２と全く同一である。ステンレス鋼帯１は、
シンクロール８によって硫酸水溶液中に浸漬されたまま
通板され、上下一対の陰電極６間では陽極電解され、上
下一対の陽極７間では陰極電解される。陽極電解領域に
おいては、クロム酸化物は前記（１）式の反応により酸
化され、Ｃｒ₂Ｏ₇ ^-2に変化して溶解する。このため、厚
い酸化スケールを有する難脱スケールステンレス鋼帯に
おいて、前記中性塩陽極電解処理後にクロム酸化物が残
存していても硫酸硝酸混合水溶液電解処理によってクロ
ム酸化物は完全に溶解する。陰極電解領域においては、
鉄酸化物が還元されて酸に溶解し易い二価の鉄イオンに
変化するので、鉄酸化物の溶解が進行する。硫酸硝酸水
溶液電解槽３における反応は、陽極および陰極電解反応
に好適な条件設定がされているので、クロム酸化物と鉄
酸化物とが同時に溶解される。硫酸硝酸混合水溶液電解
処理（以後、硫酸硝酸両極電解処理と呼ぶことがある）
後、ステンレス鋼帯１の表面に残存する酸化スケールは
鉄酸化物であり、それはクロム酸化物の選択溶解によっ
て脱スケールし易い状態になっている。

【００３４】硫酸硝酸混合水溶液１３は硫酸濃度を２５
〜２５０ｇ／ｌ、硝酸濃度を２５〜２５０ｇ／ｌ以下、
溶解鉄イオン濃度を１０ｇ／ｌ以下、液温を２０〜９０
℃、スラッジ濃度を５ｇ／ｌ以下に調製維持されること
が好ましい。図２は、脱スケール特性に及ぼす硫酸硝酸
混合水溶液の硫酸濃度および硝酸濃度の影響を示すグラ
フである。図２において使用したステンレス鋼帯１の鋼
種は、難脱スケール性ステンレス鋼帯であるＳＵＳ４４
４である。

【００３５】ステンレス鋼帯１は、中性塩陽極電解処
理、硫酸硝酸両極電解処理、硝酸陰極電解処理を連続的
に施された後、表面観察によって脱スケール性の評価が
行われる。中性塩陽極電解処理条件は、Ｎａ₂ＳＯ₄濃度
２００ｇ／ｌ、電流密度５Ａ／ｄｍ² であり、硝酸陰極
電解処理条件は硝酸濃度１００ｇ／ｌ、電流密度２Ａ／
ｄｍ²である。また、硫酸硝酸両極電解処理条件は電流
密度５Ａ／ｄｍ²であり、硫酸濃度および硝酸濃度は図
２中に示す濃度である。図２において、○印は光学顕微
鏡の倍率４００倍の視野に残存酸化スケールが認められ
ない脱スケール性良好の評価を示す記号であり、×印は
前記視野に残存酸化スケールが１０点を超えて認められ
る脱スケール性不良の評価を示す記号であり、△印は脱
スケール性は良好であるがピッティングが発生すること
を示す記号である。したがって、○印を実線で結んだ範
囲内が脱スケール性の良好な領域である。図２から、硫
酸硝酸混合水溶液の適正濃度は硫酸濃度：２５〜２５０
ｇ／ｌ、硝酸濃度：２５〜２５０ｇ／ｌであることが判
る。

【００３６】図３は、硫酸硝酸混合水溶液中の電解処理
と硫酸水溶液中の電解処理とにおけるステンレス鋼帯の
脱スケール性を対比して示すグラフである。図３の縦軸
には、ステンレス鋼帯の酸洗減量が示されており、横軸
には電解処理時間が示されている。図中の□印は硫酸濃
度１００ｇ／ｌ，硝酸濃度１００ｇ／ｌである硫酸硝酸
混合水溶液を表す記号であり、○印は硫酸濃度１００ｇ
／ｌである硫酸水溶液を表す記号であり、△印は硫酸濃
度２５ｇ／ｌ，硝酸濃度２５ｇ／ｌである硫酸硝酸混合
水溶液を表す記号であり、×印は硫酸濃度２５ｇ／ｌで
ある硫酸水溶液を表す記号である。また図３における各
水溶液の液温は６０℃であり、電解処理の電流密度は５
Ａ／ｄｍ² である。図３から、硫酸硝酸混合水溶液電解
処理の酸洗減量は、同一硫酸濃度の硫酸水溶液電解処理
の酸洗減量よりも大きいこと、電解処理時間が長くなる
ほど各処理液の酸洗減量が大きくなることなどが判る。

【００３７】前述のように硫酸硝酸混合水溶液１３中の
溶解鉄イオン濃度を１０ｇ／ｌ以下に限定したのは、濃
度が１０ｇ／ｌを超えると鉄酸化物の溶解反応速度が低
下し、脱スケール不良が発生し易くなることによるもの
である。硫酸硝酸混合水溶液１３中のスラッジ濃度を５
ｇ／ｌ以下に限定したのは、中性塩水溶液１２のスラッ
ジ濃度限定と全く同一の理由によるものである。硫酸硝
酸混合水溶液１３の液温を前記範囲に限定したのは、液
温が２０℃未満では脱スケール不良が発生し易くなるか
らであり、液温が９０℃を超えるとピッティングが発生
し易くなるからである。なお、特に好ましい液温は６０
℃である。また硫酸硝酸両極電解の電流密度は、１〜１
５Ａ／ｄｍ² の範囲に管理されることが好ましい。電流
密度が上記範囲に限定されるのは、１Ａ／ｄｍ² 未満で
は脱スケール不良が発生し易くなり、１５Ａ／ｄｍ² を
超えるとピッティングが発生し易くなるからである。

【００３８】硫酸硝酸両極電解処理後、ステンレス鋼帯
１は硫酸硝酸混合水溶液電解槽３の下流側に配設された
洗浄ノズル１０および回転ブラシ装置１１に通板され、
水洗ならびにスマット除去が行われる。

【００３９】ステンレス鋼帯１は洗浄後、デフレクタロ
ール１０を介して硝酸水溶液電解槽４に通板される。硝
酸水溶液電解槽４には、槽内の入側と出側とにシンクロ
ール８が配設され、シンクロール８間に上流側から上下
一対の陽電極７と上下一対の陰電極６と上下一対の陽電
極７とが交互に配設されている。ステンレス鋼帯１はシ
ンクロール８によって硝酸水溶液１４中に浸漬通板さ
れ、上下一対の陽電極７間では陰極電解され、上下一対
の陰電極６間では陽極電解される。陽極電解領域におい
ては、酸化溶解反応により鉄酸化物の溶解と鋼素地の溶
解が進行する。陰極電解においては、鉄酸化物が還元さ
れ酸に溶解し易い二価の鉄イオンに変化するので、鉄酸
化物の溶解が進行する。陰極電解領域においては、鋼素
地の溶解は生じない。硝酸水溶液電解槽４における反応
は、陰極電解反応に好適な条件設定がされているので、
全体的には陰極電解反応が支配的であり、主として鉄酸
化物が溶解され、鋼素地の溶解はほとんど生じない。前
述のように、ステンレス鋼帯１の表面に残存している鉄
酸化物は脱スケールし易い状態になっているので、硝酸
陰極電解処理によって完全に脱スケールされる。また鋼
素地の溶解はほとんど生じないので、ステンレス鋼帯１
の表面は平滑で光沢のある美麗な鏡面を呈する。硝酸陰
極電解処理は、陰極電解反応に好適な一般的な条件、た
とえば硝酸水溶液の硝酸濃度１００ｇ／ｌ、電流密度２
Ａ／ｄｍ² で行われる。硝酸陰極電解処理後、ステンレ
ス鋼帯１は硝酸陰極電解槽４の下流側に配設された洗浄
ノズル１０および回転ブラシ装置１１に通板され、水洗
ならびにスマット除去が行われる。

【００４０】ステンレス鋼帯１は洗浄後、デフレクタロ
ール９を介して硝酸弗酸混合水溶液浸漬槽５に通板され
る。硝酸弗酸混合水溶液浸漬槽５には、槽内の入側と出
側とに昇降可能なシンクロール８が配設されている。シ
ンクロール８を上昇させれば、ステンレス鋼帯１は硝酸
弗酸混合水溶液１５中に浸漬されることなくバイパス通
板される。シンクロール８を下降させれば、ステンレス
鋼帯１は硝酸弗酸混合水溶液１５に浸漬通板される。ス
テンレス鋼帯１には通常脱スケールの最終処理として前
記硝酸陰極電解処理または硝酸弗酸混合水溶液浸漬処理
が行われる。前記硝酸陰極電解処理を脱スケールの最終
処理として行う場合、ステンレス鋼帯１はシンクロール
８を上昇させて硝酸弗酸混合水溶液浸漬槽５をバイパス
通板させる。硝酸弗酸混合水溶液浸漬処理を脱スケール
の最終処理として行う場合、ステンレス鋼帯１はシンク
ロール８を下降させて硝酸弗酸混合水溶液１５中に浸漬
通板される。この場合前記硝酸水溶液電解槽４において
は通電が行われないのでステンレス鋼帯１は電解されな
いで硝酸水溶液１４中に浸漬通板される。ステンレス鋼
帯１の表面に残存している鉄酸化物は脱スケールし易い
状態になっているので、硝酸弗酸混合水溶液中への浸漬
通板によって完全に脱スケールされる。硝酸弗酸混合水
溶液の濃度は一般的な濃度、たとえば硝酸濃度１００ｇ
／ｌ、弗酸濃度１０ｇ／ｌが選定される。

【００４１】脱スケールの最終処理はステンレス鋼帯１
の表面仕上げによって選定される。硝酸陰極電解処理
は、たとえばＮｏ．２Ｂ仕上げステンレス鋼帯に対して
適用され、硝酸弗酸混合水溶液浸漬処理は、たとえばＮ
ｏ．２Ｄ仕上げステンレス鋼帯に対して適用される。な
お硝酸陰極電解処理と硝酸弗酸混合水溶液浸漬処理とを
連続して行うこともできる。硝酸弗酸混合水溶液浸漬処
理後、ステンレス鋼帯１は硝酸弗酸混合水溶液浸漬槽５
の出側に配設された洗浄ノズル１０および回転ブラシ装
置１１に通板され、水洗ならびにスマット除去が行われ
る。

【００４２】本発明は、以上述べたように各処理槽とも
全て扱いやすい水溶液を用いて脱スケールを行ってい
る。したがって前述のアルカリ溶融塩を用いる場合のよ
うに高温作業がなく、熱やヒュームが発生しないので安
全性が確保され、それに伴う環境問題も解消される。さ
らに本発明で用いている水溶液は、ワイピング性に問題
のあるアルカリ溶融塩に比べて、ワイピングによって容
易に除去できるので、ステンレス鋼帯表面に付着して持
ち去られることも殆んどなくなる。このため、高速脱ス
ケールが可能となり、能率および生産性を大幅に向上す
ることができる。なお、前記耐熱鋼帯に対してもステン
レス鋼帯１と同様に脱スケールを行うことができる。

【００４３】（実施例１）実施例１は、表１に示すよう
に本発明法の脱スケール性と先行技術の脱スケール性と
を比較したものである。先行技術としては、特開平２−
１２２０９９号公報に開示されているアルカリ陽極電解
処理を含む脱スケール法を用いた。実施例１において使
用したステンレス鋼帯１は、板厚１．０ｍｍの冷延済ス
テンレス鋼帯であり、鋼種はＳＵＳ４４４である。熱処
理は、大気開放型の直火熱処理炉で行われ、熱処理条件
は材料温度１０００℃、在炉時間９０秒であった。本発
明法は図１に示す脱スケール装置を用いて実施され、先
行技術による脱スケール法は本発明法の硫酸硝酸混合水
溶液をＮａＯＨ水溶液に交換して実施された。脱スケー
ルの最終処理は、硝酸陰極電解処理が実施された。表１
に脱スケール条件および脱スケール性評価結果を示す。
脱スケール性評価は、最終処理後光学顕微鏡を用いて行
った。表１に示す脱スケール性評価において、○印およ
び×印は図２におけるそれらと同一の内容を表す記号で
ある。表１より、先行技術による脱スケール法を適用し
た比較例１〜４では、いずれも脱スケール性不良の評価
であるのに対して、本発明法を適用した発明例１〜４で
はいずれも脱スケール性良好の評価であることが判る。
すなわち本発明法は先行技術による脱スケール法に比
べ、難脱スケール性ステンレス鋼帯に対しても短時間で
効率的な脱スケールを行うことができる。

【００４４】（実施例２）実施例２は、表２に示すよう
に硫酸硝酸混合水溶液中の鉄イオン濃度およびスラッジ
濃度に関して、本発明法の濃度条件を満たす発明例の脱
スケール性と本発明法の濃度条件を外れる比較例の脱ス
ケール性とを比較したものである。実施例２におけるス
テンレス鋼帯１の鋼種、板厚および熱処理条件は実施例
１と同一である。実施例２は、図１に示す脱スケール装
置を用いて実施され、脱スケールの最終処理としては硝
酸陰極電解処理が行われた。表２に脱スケール条件およ
び脱スケール評価結果を示す。脱スケール性評価は、実
施例１と同様の方法で行った。表２に示す脱スケール性
評価において、△印は光学顕微鏡の倍率４００倍の視野
に残存酸化スケールが１０点以下認められる脱スケール
性がやや不良の評価を示す記号である。前記本発明法の
濃度条件は、鉄イオン濃度１０ｇ／ｌ以下、スラッジ濃
度５ｇ／ｌ以下であるので、表２に示すように比較例は
いずれも本発明法の濃度条件から外れている。表２から
本発明法の濃度条件を外れる比較例５〜８の脱スケール
性は、いずれも脱スケール性不良または脱スケール性や
や不良の評価であるのに対して、本発明法の濃度条件を
満たす発明例５〜８の脱スケール性はいずれも脱スケー
ル性良好の評価であることが判る。すなわち本発明法
は、難脱スケール性ステンレス鋼帯に対しても効率的な
脱スケールが可能な優れた脱スケール法である。

【００４５】（実施例３）実施例３は、表３に示すよう
に本発明法の脱スケール性と先行技術の脱スケール性と
を脱スケール時間を評価基準として比較したものであ
る。先行技術としては、実施例１と同一のアルカリ陽極
電解処理を含む脱スケール法を用いた。実施例３におい
て使用したステンレス鋼帯１は、板厚１．０ｍｍの冷延
済ステンレス鋼帯であり、鋼種はＳＵＳ４３０である。
熱処理は、大気開放型の直火熱処理炉で行われ、熱処理
条件は材料温度８５０℃、在炉時間９０秒であった。実
施例３における脱スケール装置、脱スケール方法、脱ス
ケール評価方法は実施例１と同一である。表３に脱スケ
ール条件および脱スケール性評価結果を示す。表３から
本発明の発明例９〜１２は、先行技術の比較例９〜１２
と比べて短時間で脱スケールが可能であることが判る。
すなわち本発明法は、先行技術よりも高速処理に適した
脱スケール法である。

【００４６】（実施例４）実施例４は、表４に示すよう
に本発明法の脱スケール性ならびに脱スケール面の表面
光沢と、先行技術の脱スケール性ならびに脱スケール面
の表面光沢とを比較したものである。先行技術として
は、実施例１と同一のアルカリ陽極電解処理を含む脱ス
ケール法を用いた。実施例４において使用したステンレ
ス鋼帯１は、板厚１．０ｍｍの冷延済ステンレス鋼帯で
あり、鋼種はＳＵＳ３０４である。熱処理は大気開放型
の直火熱処理炉で行われ、熱処理条件は材料温度１０５
０℃、在炉時間９０秒であった。実施例４における脱ス
ケール装置および脱スケール性評価方法は、実施例１と
同一である。脱スケールの最終処理としては、硝酸弗酸
混合水溶液浸漬処理が実施された。表４に脱スケール条
件、脱スケール性評価結果および光沢評価結果を示す。
光沢評価は、目視観察で行った。硝酸および弗酸濃度
は、先行技術を適用した比較例１３〜１６の方が本発明
法を適用した発明例１３〜１６よりも高濃度に設定され
ている。脱スケール時間は、発明例Ｎｏ．１６および比
較例Ｎｏ．１６が他の実施例および比較例よりも短時間
に設定されている。表４から本発明法は、先行技術によ
る脱スケール法と比べて光沢の優れた脱スケール面が得
られ、かつ硝酸および弗酸濃度を低減しても短時間で脱
スケールが可能な優れた脱スケール法であることが判
る。

【００４７】（実施例５）実施例５は、表５に示すよう
に本発明法の脱スケール性と先行技術の脱スケール性と
を比較したものである。先行技術としては特開平８−２
７６００号公報に開示されている硫酸陽極電解処理を含
む脱スケール法を用いた。実施例５において使用したス
テンレス鋼帯１の板厚、鋼種、熱処理条件は実施例３と
同一である。実施例５は図１に示す脱スケール装置を用
いて実施され、脱スケール性評価方法は実施例１と同一
である。脱スケールの最終処理としては、硝酸陰極電解
処理が実施された。表５に脱スケール条件および脱スケ
ール性評価結果を示す。

【００４８】表５から、本発明の発明例１７〜２０は先
行技術の比較例１７〜２０に比べて、最終の硝酸陰極電
解時間を短くしても脱スケール性良好の評価が得られる
ことが判る。これは、本発明では硫酸硝酸混合水溶液中
で陽極電解処理および陰極電解処理がともに行われるの
で、酸化スケール中のクロム酸化物と鉄酸化物との溶解
が同時に進行し、最終の硝酸陰極電解処理における鉄酸
化物の溶解負荷を大幅に軽減することができるからであ
る。すなわち本発明法は先行技術よりも高速脱スケール
の可能な脱スケール法である。

【００４９】（実施例６）実施例６は、表６に示すよう
に本発明法の脱スケール性と先行技術の脱スケール性と
を比較したものである。先行技術としては、特開平８−
２７６００号公報に開示されている硫酸陽極電解処理を
含む脱スケール法を用いた。実施例６において使用した
ステンレス鋼帯１は、板厚１．０ｍｍの冷延済ステンレ
ス鋼帯であり、鋼種は耐熱鋼帯のＳＵＨ４０９である。
熱処理は、大気開放型の直火熱処理炉で行われ、熱処理
条件は材料温度８５０℃、在炉時間６０秒であった。実
施例６における脱スケール装置、脱スケール方法、脱ス
ケール評価方法は実施例５と同一である。表６に脱スケ
ール条件および脱スケール性評価結果を示す。

【００５０】表６から、本発明の発明例２１〜２４は、
先行技術の比較例２１〜２４に比べて最終処理工程の硝
酸陰極電解時間を短くしても、脱スケール性良好の評価
が得られることが判る。これに対して、比較例２１〜２
４はいずれも脱スケール性評価が悪く、酸化スケールが
残存することが判る。この理由は、実施例５と同一であ
る。したがって、本発明法は先行技術よりも高速脱スケ
ールの可能な脱スケール法である。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】

【表４】

【００５５】

【表５】

【００５６】

【表６】

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、中性塩水
溶液中の陽極電解によってステンレス鋼帯および耐熱鋼
帯の酸化スケール中のクロム酸化物が選択的に溶解され
た後に、硫酸硝酸混合水溶液中の陽極電解および陰極電
解によって前記酸化スケール中の鉄酸化物とクロム酸化
物とが同時に溶解されるので、クロム酸化物が完全に除
去され、ステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の表面には鉄酸
化物が脱スケールし易い状態で部分的に残存する。この
ため、厚い酸化スケールを有する難脱スケール性ステン
レス鋼帯および耐熱鋼帯であっても、後続する処理で残
存スケールを容易に脱スケールすることができる。

【００５８】また本発明によれば、ステンレス鋼帯およ
び耐熱鋼帯は最終処理として硝酸水溶液中で陰極電解さ
れる。これによって、難脱スケール性ステンレス鋼帯お
よび耐熱鋼帯であっても、その表面の残存スケールは短
時間で完全脱スケールされる。このため脱スケール処理
の通板速度を増大することができ、能率および生産性が
向上する。また硝酸水溶液中の陰極電解においては、鋼
素地の溶解がほとんど生じないので、脱スケール処理後
のステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の表面は平滑で光沢の
ある美麗な鏡面を呈す。

【００５９】また本発明によれば、ステンレス鋼帯およ
び耐熱鋼帯は最終処理として硝酸弗酸混合水溶液中に浸
漬される。これによって、難脱スケール性ステンレス鋼
帯および耐熱鋼帯であっても、その表面の残存スケール
は短時間で完全脱スケールされる。このため脱スケール
処理の通板速度を増大することができ、能率および生産
性が大幅に向上する。また硝酸および弗酸の濃度を低下
させることができる。

【００６０】また本発明によれば、中性塩水溶液は最適
条件に保持されて使用されるのでピッティングを発生さ
せないで、クロム酸化物の溶解を高速で行うことができ
る。これによって、難脱スケール性ステンレス鋼帯およ
び耐熱鋼帯であっても脱スケール処理の通板速度を増大
することができ、能率および生産性が大幅に向上する。

【００６１】また本発明によれば、硫酸硝酸混合水溶液
は最適条件に保持されて使用されるので、ピッティング
を発生させないで鉄酸化物とクロム酸化物の溶解を高速
で行うことができる。これによって、難脱スケール性ス
テンレス鋼帯および耐熱鋼帯であっても脱スケール処理
の通板速度を増大することができるので、能率および生
産性が大幅に向上する。

【００６２】また本発明によれば、中性塩水溶液中での
陽極電解は、最適電流密度で行われるので、ピッティン
グを発生させないでクロム酸化物の溶解を高速で行うこ
とができる。これによって脱スケール処理の通板速度を
増大することができるので、能率および生産性が大幅に
向上する。

【００６３】また本発明によれば、硫酸硝酸混合水溶液
中での陽極電解および陰極電解は、最適電流密度で行わ
れるので、ピッティングを発生させないで、鉄酸化物お
よびクロム酸化物の溶解を高速で行うことができる。こ
れによって脱スケール処理の通板速度を増大することが
できるので、能率および生産性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を好適に実施することのできる脱スケー
ル装置の構成を簡略化して示す系統図である。

【図２】脱スケール特性に及ぼす硫酸硝酸混合水溶液の
硫酸濃度および硝酸濃度の影響を示すグラフである。

【図３】硫酸硝酸混合水溶液中の電解処理と硫酸水溶液
中の電解処理とにおけるステンレス鋼帯の脱スケール性
を対比して示すグラフである。

【符号の説明】

１ ステンレス鋼帯 ２ 中性塩水溶液電解槽 ３ 硫酸硝酸混合水溶液電解槽 ４ 硝酸水溶液電解槽 ５ 硝酸弗酸混合水溶液浸漬槽 ６ 陰電極 ７ 陽電極 ８ シンクロール ９ デフレクタロール １０ 洗浄ノズル １１ 回転ブラシ装置 １２ 中性塩水溶液 １３ 硫酸硝酸混合水溶液 １４ 硝酸水溶液 １５ 硝酸弗酸混合水溶液

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステンレス鋼帯および耐熱鋼帯を中性塩
   水溶液中で陽極電解した後に、硫酸硝酸混合水溶液中で
   陽極電解および陰極電解することを特徴とするステンレ
   ス鋼帯および耐熱鋼帯の脱スケール方法。
2. 【請求項２】 前記硫酸硝酸混合水溶液中で陽極電解お
   よび陰極電解した後に、硝酸水溶液中で陰極電解処理す
   ることを特徴とする請求項１記載のステンレス鋼帯およ
   び耐熱鋼帯の脱スケール方法。
3. 【請求項３】 前記硫酸硝酸混合水溶液中で陽極電解お
   よび陰極電解した後に、硝酸弗酸混合水溶液中に浸漬処
   理することを特徴とする請求項１記載のステンレス鋼帯
   および耐熱鋼帯の脱スケール方法。
4. 【請求項４】 前記中性塩水溶液として、Ｎａ₂ＳＯ₄濃
   度を１００〜４００ｇ／ｌ、ｐＨを６〜８、液温を７０
   〜９０℃、クロム酸イオン濃度を１５ｇ／ｌ以下、スラ
   ッジ濃度を５ｇ／ｌ以下とする水溶液を使用することを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のステンレス
   鋼帯および耐熱鋼帯の脱スケール方法。
5. 【請求項５】 前記硫酸硝酸混合水溶液として、硫酸濃
   度を２５〜２５０ｇ／ｌ、硝酸濃度を２５〜２５０ｇ／
   ｌ、溶解鉄イオン濃度を１０ｇ／ｌ以下、液温を２０〜
   ９０℃、スラッジ濃度を５ｇ／ｌ以下とする水溶液を使
   用することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
   のステンレス鋼帯および耐熱鋼帯の脱スケール方法。
6. 【請求項６】 前記中性塩水溶液中で行う陽極電解の陽
   極電流密度を１〜１０Ａ／ｄｍ²とすることを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれかに記載のステンレス鋼帯およ
   び耐熱鋼帯の脱スケール方法。
7. 【請求項７】 前記硫酸硝酸混合水溶液中で行う陽極電
   解および陰極電解の電流密度を１〜１５Ａ／ｄｍ²とす
   ることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のス
   テンレス鋼帯および耐熱鋼帯の脱スケール方法。