JPS59179800A - 効率の良いステンレス冷延鋼帯の電解脱スケ−ル方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステンレス鋼帯の表面スケールを連続的に除去
するだめの極めて高能率でかつ脱スケール後の表面が美
麓となるステンレス鋼帯の表面の連続電解脱スケール方
法に関する。

一般にステンレス鋼帯は冷間圧延された後、主に冷間圧
延による歪を除去するため焼鈍され、引き続いて焼鈍に
よってステンレス鋼帯表面に形成されたスケールを除去
するだめの脱スケール処理が行われる。

従来、ステンレス銅帯の連続脱スケール方法としては、
一般にまずＮａＯＨを主成分とする溶融アルカリ塩に浸
漬する、いわゆるソルト処理と呼はれる前処理を行った
後、硫醸、硝酩、硝弗酸（硝酸十弗化水素酸）等の水溶
液中に浸漬するか、またはこれらの水溶液中での電解処
理が行われている。

ソルト処理後に行われる各種耐液中への浸漬または電解
処理をさらに具体的に述べれば、ソルト処理に引き続い
て硫酸水溶液中への浸漬または硫酸水溶液中での電解処
理を行った後、さらにフェライト系およびマルテンサイ
ト系ステンレス鋼については硝酸水溶液中での電解処理
を、オーステナイト系ステンレス鋼については硝弗酸水
溶液中へ浸漬した後、硝酸水溶液中での電解処理を行う
プロセスが多用されている。

ステンレス鋼表面に形成されるスケールｒ＝、厚さは薄
いが非常に緻密であり、脱スケールが非常に困難である
ため、上記の如く複雑な脱スケールプロセスか採用され
ている。このような複雑なプロセスを採用しているにも
かかわらず、脱スケールに要する時間は長大であり、ス
テンレス製造工程において高能率な生産性を阻害する大
きな要因となっている。

また、一般にステンレス冷延鋼帯は装飾的価値を持つ製
品に使用される場合が多く、製品の高級化指向に伴い現
行のプロセスで製造されるより一層表面光沢のよいステ
ンレス鋼の製造法の開発が切望されている。

前記生産阻害要因を除去し、生産性を上げるには溶融ア
ルカリ塩浸漬槽、酸水溶液浸漬槽、酸水溶液電Ｍ槽など
の総長を大きくすればよいか、それには多額の設備投資
が必要となる。

本発明者らは従来多用されている脱スケールプロセス、
すなわちソルト処理→硫酸水溶液中での電解処理→必要
に応じて硝弗酸水溶液中への浸漬処理−硝酸水溶液中で
の電解処理というプロセスにおける硫酸水溶液中および
硝酸水溶液中における電解脱スケール反応を詳細に研究
した。その結果、設備を大型化することなく、また電解
に要する電気量を増大させることなく、脱スケール効率
を著しく増大させることができ、また現行よりも脱スケ
ール後のステンレス冷延鋼帯の表面光沢を著しく向上さ
せることができる、優れた電解脱スケール方法を開発し
た。

本発明の目的は、能率がよく、かつ表面仕上りの優れた
ステンレス鋼帯の連続電解脱スケール方法を提供し、ス
テンレス鋼帯の生産性向上と品質向−Ｌに寄与すること
にある。

ステンレス冷延鋼帯の連続脱スケールプロセスにおける
各種酸水溶液中での電解処理は、通常第１図の模式断面
図に示すように、ｍ水溶−ｍ槽６内に陰極１と陽極２と
を配設し、両極１，２間に直流電圧を印加してステンレ
ス鋼帯３がそれぞれの電極間を通過する際に電解処理を
受ける、いわゆる間接電解方法が採用されている。図に
おいて４はロール、５は酸水溶液、７は直流電源である
。

この方式においては、陽極２間をステンレス鋼、ｊＢ；
　３が通過する際にはステンレス銅帯３表面では陰極反
応が生じ、陰極１間をステンレス鋼帯３が通過する際に
はステンレス鋼帯３表面では陽極反応が生じる。

焼鈍によりステンレス鋼帯３表面に形成されたスケール
はンルト処理、硫酸水溶液中での電解処理、硝弗酸水溶
液中への浸漬処理、硝酸水溶液中での電解処理を順次受
けることにより次第に除去されていくが、各処理におい
ては単に脱スケール反応のみが生ずるのではなく、スケ
ール自体の変質反応も同時に生ずる。例えばオーステナ
イト系ステンレス鋼の場合、ソルト処理を行わずに焼鈍
のままのスケールが付着しているステンレス鋼帯と、ソ
ルト処理を受けて一部スケールが除去され残存するスケ
ールが変質しているステンレス鋼帯とを同じ硫酸水溶液
中で電解処理を行っても、前者の場合は脱スケール反応
がほとんど進行しないのに対し、後者の場合は順調に脱
スケール反応が進行する。このようにステンレス鋼帯の
脱スケールプロセスを構成する個々の処理における脱ス
ケール反応を検討する場合、それまでの脱スケール処理
により変質した残存スケールについて検討することが重
要である。

本発明者らは上記の点を考慮して、硫酸水溶液中および
硝酸水溶液中での電解処理で生ずる陽極反応および陰極
反応について脱スケールと脱スケール後の表面仕上りの
観点から詳細に検討した結果以下の新事実を見い出すに
至った。

その第１は、ソルト処理を行ったフェライト系あるいは
マルテンサイト系ステンレス銅帯を硫酸水溶液中で電解
処理を行った場合、陰極間のステンレス鋼帯表面で生ず
る陽極反応において脱スケール反応以外にスケール直下
の地鉄表面の溶解反応が活発に生じ、そのため脱スケー
ル後の表面光沢が低下することである。そこで陽極反応
においてスケール直下の地鉄の溶解反応を抑制するには
、第２図の模式断面図に示すように陰極と陽極が浸漬す
る箇所を隔壁１０により分離し、陰極が浸漬する槽内に
は硫酸水溶液のかわりにＮａ２Ｓ＋０４　　、Ｎａ　Ｎ
Ｏ３等の中性塩の水溶液を用いることが有効であること
を見い出した。

その第２は、ソルト処理、陰極のみを配設した中性塩水
溶液中での電解処理、陽極のみを配設した硫酸水溶液中
での電解処理を順次行った後、（あるいはさらに硝弗酸
水溶液中への浸漬処理を行った後の）硝酸水溶液中での
電解処理における次の現象である。すなわち電解に要す
るステンレス鋼帯単位面積当りの電気量（電流音度と電
解時間との積）が−・定の条件下においては、ステンレ
ス鋼帯が陽極間を通過する際にステンレス鋼表面で起る
陰極反応の場合は、電流密度を増大させて電解時間を短
くする方が脱スケールがより進行し、一方ステンレス鋼
帯が陰極間を通過する際にステンレス鋼帯表面で起る陽
極反応の場合は逆に電流密度を小さくして電解時間を長
くする方が脱スケールがより進行するという事実である
。

本発明は」−記の新たに得られた知見に基づいて完成さ
れたものである。

本発明の要旨とするところは、溶融アルカリ塩への浸漬
処理、陰極のみを配設した中性塩水溶液中での電解処理
、陽極のみを配設した硫酸水溶液中での電解処理を順次
行い、さらに必要に応じて硝弗酸水溶液中への浸漬処理
を行った後、硝酸水溶液中での電解処理を行い、この硝
酸水溶液中ではステンレス鋼帯の進行方向の陽極板の総
長さよりも陰極板の総長さを長く配設して両極間に直流
電圧を印加することを特徴とするステンレス鋼帯の電解
脱スケール方法に存する。なお、中性塩水溶液中の陰極
と硫酸水溶液中の陽極間に直流電圧を印加する。また上
記方法において、硝酸水溶液中におけるステンレス鋼帯
の出側に最も近い電極を陰極とすることにより、表面の
美麗なステンレス銅帯を得ることができる。

従来多用されている脱スケールプロセスの工程［）を第
３図（ａ）に、本発明か適用される脱スケールプロセス
の工程図を第３図（ｂ）に、硝酸水溶液の電解槽におけ
る本発明方法による電極の配置の例を第４図（ａ）〜（
ｄ）に示す。

第３図（ａ）に示すンルト処理後の硫酸水溶液中での電
解方法を、第３図（ｂ）のように、陰極側と陽極側との
間に隔壁を設けて陰極側の溶液を中性塩水溶油に変える
ことにより、特にフェライト系およびマルテンサイト系
ステンレス鋼の表面光沢が向−ヒする。これは、ンルト
処理を受けたステンレス銅帯はスケールが薄くなってお
り、硫酸水溶液かスケール直下の地鉄表面まで浸透する
ため陰極間でステンレス銅帯に生ずる陽極反応により地
鉄の活性溶解がおこるのに対し、中性塩水溶液の場合は
地鉄の溶解反応よりも酸素カスの発生反応の方が優先し
て生ずるためと考えられる。

また、第４図に示すような硝酸水溶液中の電極配置をと
ることにより、従来の陽電極と陰電極とのステンレス鋼
帯進行方向の総長さが等しい場合に比べ、ステンレス鋼
帯が電解処理により受ける陽極反応は密度が小さく、電
解時間が長くなり、陰極反応は電流密度が大きく、電解
時間は短くなり、硝酸水溶液中での電解脱スケールに関
し本発明者らが新たに得た知見を具現する設備となる。

’ｉｆ流密度と電解時間の積すなわち単位１ｍ積当りの
電気量が一定の条件の下では、陽極反応の場合は電流密
度を小さくして電解時間を長くした方が脱スケール性が
よく、陰極反応の場合は逆に電流密度を大きくして電解
時間を短くした方が脱スケール性が良いという理由は完
全には明らかではないが、以下のように考えられる。

ス、テンレス＃４帯表面で起る陽極反応では、スケール
の溶解反応、地鉄の溶解反応、酸素カスの発生反応など
があるが、この中ではスケールの溶解反応が脱スケール
に最も効果的であり、低電流音度の場合はこの反応が主
に起るが高電流密度になると脱スケールには効果の低い
反応の起る割合が増加する。陰極反応では、スケールの
還元反応、水素ガスの発生反応、溶液中の全屈イオンの
析出などが起るが、この陰極反応における脱スケールは
１．として水素カスの発生圧力による機械的な剥離除去
が支配的であり、その場合には短詩間であっても高電流
密度にして単位時間当りのガス発生−１を大きくした力
が、低電流冨度にして中位時間当りのガス発生量を小さ
くして時間を長くするよりも脱スケールには効果がある
と考えられる。

またｆｌ酸水溶液の電解槽においてステンレス鋼帯の出
側に最も近い電極を陰極にした方が脱スケール後の表面
の美麗さが優れたものになるのは、陽極間でステンレス
鋼帯表面に起る陰極反応の一部に硝酸水溶液中に溶解し
ている金属イオンの析出が起るため陽極を最後にすると
ステンレス鋼帯表面に金属イオンが刺着した状態で仕上
ることになるため美麗さが損われるか、陰極を最後に行
うと表面に析出した金属イオンを酸化溶解させて除去す
るため美麗な仕上り表面が得られるものと考えられる。

本発明において使用する中性塩の種類は特に限定しない
が脱スケール性能、価格、使い易さの点でＮａ２ＳＯ４
またはＮａ　ＮＯ３あるいはそれらを混合したものが好
ましい。また中性塩水溶液、硫酸水溶液、硝弗酸水溶液
、硝酸水溶液のａ度および温度も特に限定しないが以下
の条件が好ましい。

中性塩水溶液：濃度５０〜２５０ｇ／文温度５０〜９０
°Ｃ 硫酸水溶液：ａ度２０〜１００ｇ／交 温度３０〜８０°Ｃ 硝弗酸水溶液：温度３０〜８０’Ｃ 硝酸濃度２０〜１−００ｇ／立 弗醇濃度２〜５０ｇ／文 硝酸水溶液：濃度２０〜２００　ｇ／文湿温度３０〜８
０° Ｃ発明では、陰極と陽極のステンレス鋼帯進行方向総長
さの比は特に限定しないが陰極の総長ｙが陽極の総長さ
の１５倍以上になると脱スケール効率の向上が明確に現
れてくる。

以上詳述したように、本発明方法により、格別の大規模
な設備投資を要せずに、ステンレス鋼イ１２のあ１ε鈍
後の表［ｒ１１スケールを極めて能率よく連続除去する
ことかでき、脱スケール後の表ｉｍの美麗さも向１−さ
せることかできる。

実施例 供試材として５ＵＳ４３０および５ＵＳ３０４ステンレ
ス鋼のン名延焼鈍板を用いて連続脱スケールモデル槽を
用いて脱スケールした本発明の実施例を比較例ど共に第
１表〜第３表に示す。　下記実施例における中性塩水溶
液、硫酸水溶液、硝耐水溶最の濃度、温度はそれぞれ２
００　ｇ／文。

８０℃、５０ｇ／す、５０°Ｃ；ｌｏＯｇ／文。

６０°Ｃである。また硝弗酸水溶液は、温度６０’（！
で硝酪濃度４５ｇ／交、弗酸濃度５ｇ／文である。また
中性塩としてＮａ２ＳＯ４を使用した。

本発明の実施例Ｎｏ、ｌ　、　Ｎｏ、５は比較例Ｎｏ。

２　、　Ｎｏ、３　、　Ｎｏ、４　、　Ｎｏ、６に比し
優れた脱スケールおよび表面光沢、色調を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般に行われている酸水溶液中での間接電解方
法を模式的に示す断面図、第２図は硫酸水溶液中での電
解において陰極側と陽極側の溶液を隔壁により分離して
陰極側の溶液を中性塩水溶液とする電解方法を模式的に
示す断面図、第３図（ａ）は従来多用されている脱スケ
ールプロセスを示す工程図、第３図（ｂ）は本発明方法
による脱スケールプロセスを示す工程図、第４１司（ａ
）〜（ｄ）は本発明による硝酸水溶液中の′１ＴＩＩｌ
１１１！における電極配列の例を示す電解槽の模式断面
図である。 １・・・陰極 ２・・・陽極 ３・・・ステンレス鋼帯 ４　・・・　ロ　−ル ５・・・酸水溶液 ６・・・槽 ７・・・直流電源 ８・・・中性塩水溶液 ９・・・硫酸水溶液 ｌＯ・・・隔壁 １１・・・溶融アルカリ塩浸漬槽 １２・・・硫酸水溶液電解槽 １３・・・硝弗酸水溶液浸漬槽 １４・・・硝酸水溶液電解槽 １５・・・中性塩水溶液電解槽 出願人　　川崎製鉄株式会社 代理人　　ゴｆ理士　　小杉佳男 第１図 第２図 ７ 第３図 第４ Δ （ｄ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶融アルカリ塩中への浸漬処理、陰極板のみを設置
   した中性塩水溶液中での電解処理、陽極板のみを設置し
   た硫酸水溶液中での電解処理を順次行った後、硝酸水溶
   液中での電解処理を行い、この硝酸水溶液中では、銅帯
   の進行方向の陽極板の総長よりも陰極板の総長を長く配
   置、して両極間に直流電圧を印加することを特徴とする
   ステンレス鋼帯の゛電解脱スケール方法。 ２　硝酸水溶液中におけるステンレス銅帯の出側に最も
   近い電極を陰極とした特許請求の範囲第１項に記載のス
   テンレス鋼帯の電解脱スケール方法。