JPS62124232A - ステンレス鋼帯の２ｄまたは２ｂ仕上げ用連続焼鈍・酸洗方法およびその設備 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、ステンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗方法およ
びその設備に関し、とくにステンレス鋼帯の連続焼鈍・
酸洗処理能力の有利な向上を、処理ラインの効果的な短
縮化に併せ、実現しようとするものである。

（従来の技術） 冷間圧延後のステンレス鋼帯は、一般に連続焼鈍・酸洗
設備（Ａｎｅａｌｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｉｃｋｌｉｎｇ　
Ｌｉｎｅ　：　ＡＰＬ）によって連続的な焼鈍酸洗処理
が施される。

第６図に従来のＡＰＬの１例を模式的に示す。

図中番号１１はペイオフリール、１２は入側シャー、１
３はウエルダー、１４は入側ルーバ、そして１５は焼鈍
炉であって加熱部１６と冷却帯１７とからなり、さらに
加熱部１６は予熱帯、加熱帯および均熱帯に分割されて
いる。１８は第１中性塩電解槽、１９は第２中性塩電解
槽、２０は最終処理槽であり、２１はスクラバー、２２
はドライヤー、２３は出側ルーバ、２４は出側シャー、
そして２５はテンションリールである。

上記のＡＰＬにおいて、まずペイオフリール１１から巻
戻された鋼帯Ｓは、入側シャー１２で先端部または後端
部を切断されたのち、ウエルダ−１３にて溶接される。

次に鋼帯Ｓは入側ルーパ１４を経てから焼鈍炉１５へ導
かれて、所定の熱処理が施される。

このとき加熱部１６では、鋼帯Ｓはアスベストロール１
６ｒにてカテナリー支持されていて、直火バー、　ナー
で熱処理が施されたのち、冷却帯１７にて水または空気
あるいは両者によって冷却される。その後、第１中性塩
電解槽１８、第２中性塩電解槽１９ついで最終処理槽２
０において脱スケールおよび不動態化処理が施される。

ここに中性塩としてはＮａｚＳＯａが用いられ、また最
終処理槽においては、フェライト系ではＨＮＯ：Ｉ、一
方オーステナイト系ではｌｌＮ０゜とＨＦとの混酸を用
いた酸洗が施される。かかる酸洗要領をいくつかまとめ
て第７図に示す。

ついでスクラバー２１によって表面が清浄にされ、ドラ
イヤー２２にて乾燥されたのち、出側ルーパ２３を通っ
て出側シャー２４にて所定の長さに切断されてから、テ
ンションリール２５に巻取られることになる。

ところで上掲第６図に示したように、ＡＰＬの焼鈍炉と
しては、通常水平型カテナリ一式直火炉が用いられるが
、この型式の炉が一般に採用されるのは次の理由による
。

即ち、ＳＯＳ　４３０のようなフェライト系ではその焼
鈍温度は７８０〜８５０℃と普通鋼より若干高くなる程
度にすぎないが、５１１５３０４の如きオーステナイト
系では１０１０〜１１５０℃と非常に高温にしなければ
ならない。

このためステンレス鋼帯の連続焼鈍では、生産性や保全
性などの点から、加熱手段として、普通鋼の場合に一般
に使用される間接加熱タイプではなく、直火式が採用さ
れている。

しかしながらかかる直火式の加熱方式では、鋼帯表面に
酸化被膜が生成するため、焼鈍後、酸洗による脱スケー
ルが不可欠となる。

ステンレス鋼の生成する酸化被膜は、普通鋼のそれと比
べるとはるかに緻密・強固であり、しかもかかる緻密化
傾向は炉内０□濃度が零に近づくほと高まることから、
従来は、後段の酸洗工程における脱スケールク処理を容
易にするため、炉内雰囲気は０□濃度：２〜３％程度の
酸化性雰囲気とされていた。

従ってスケール生成量が多く、この酸化スケールがハー
スロールに付着、更に成長してステンレス鋼帯にいわゆ
るピックアップ疵を発生させる。

このピックアンプ疵を防止するために、ハースロールを
アスベスト製ロールとし、しかもロール本数を極力少な
くしてステンレス鋼帯をカテナリー支持しているのであ
る（特公昭５２−２６７２３号公報）。

以上のように、ＡＰＬの焼鈍炉は水平型カテナリ一式直
火炉が主流となっている。

ところで上述したように、従来のＡＰＬでは酸化スケー
ルの発生が免れ得ないが、かかる酸化スケールは、後段
の酸洗処理によって除去される。この酸洗処理は脱スケ
ールだけではなく、耐食性を高めるための不動態化処理
も兼ねており、従来は硫酸電解、硝酸電解、硝酸および
硝酸と弗酸との混酸などを組合わせて使用し、また最近
ではソルトバスや中性塩電解なども用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上に述べた従来の連続焼鈍・酸洗設備にお
いては、処理ラインが非常に長大なものとなり、しかも
その反面生産能力はさほど高くないというところに問題
を残していた。

たとえば１５トン／ｈの生産能力を出すためには、約４
５ｍのカテナリー型直火炉と約５０ｍの酸洗槽つまり約
１００ｍにも及ぶ長大な設備を必要としていたのである
。

また炉内のアスベストロールは、ピックアップ疵の発生
を回避するために、毎月１〜２回程度と頻繁に交換しな
ければならず、生産性およびメンテナンスなどの点でも
問題があった。

さらに酸洗部において、異なる酸洗液を有する複数の酸
洗槽と共に、それぞれ給酸装置、酸洗液循環装置などの
付帯設備が必要であり、加えて酸による腐食などの問題
もあり、メンテナンスが極めて厄介であった。その仙薬
液管理の繁雑さという問題もあった。

またさらに環境衛生上、酸ヒユーム処理設備、廃酸処理
設備および水処理設備なども必要であった。

この発明は、上記の諸問題を有利に解決するもので、生
産性に冨むステンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗方法を、コ
ンパクトでしかもメンテナンスが容易な設備と共に提案
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわちこの発明は、鋼帯を、加熱帯から冷却帯まで順
次に搬送する間に所定の熱処理を施す連続焼鈍設備およ
び酸洗設備によってステンレス鋼帯に焼鈍処理と酸洗処
理とを連続して施すに当り、還元性雰囲気下に焼鈍を施
すと共に、引続（酸洗を少なくとも硝酸電解処理によっ
て行うことから成る、ステンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗
方法（第１発明）である。

またこの発明は、加熱帯ないし冷却帯からなる連続焼鈍
炉と酸洗設備とを併せそなえるステンレス鋼帯の連続焼
鈍・酸洗設備であって、上記焼鈍炉の各帯域がいずれも
竪型炉からなり、かつ上記酸洗設備が少なくとも硝酸電
解槽を有することから成る、ステンレス鋼帯の連続焼鈍
・酸洗設備（第２発明）および、 加熱帯ないし冷却帯からなる連続焼鈍炉と酸洗設備とを
併せそなえるステンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗設備であ
って、上記加熱帯および冷却帯をそれぞれ高温部と低温
部とに分割し、低温帯域である低温部加熱帯と低温部冷
却帯とを竪型炉、一方高温帯域とである高温部加熱帯な
いし高温部冷却帯を１パス炉にて構成し、かつ上記酸洗
設備が少なくとも硝酸電解槽を有することから成る、ス
テンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗設備（第３発明）である
。

上記第３発明において、ｌバス炉は竪型としても横型と
してもいずれでも良い。

（作　用） 第１図に、第２発明に従うステンレス鋼帯の連続焼鈍酸
洗設備の好適例を模式で示す、この例は焼鈍炉の各帯域
とも竪型炉で構成した場合である。

図中番号１は予熱帯、２は加熱帯、３は均熱帯、４は冷
却帯、５は最終冷却装置であり、６は硫酸槽、７は硝酸
電解酸洗槽である。なお、８はスプレーやブラシ、スク
ラバーなどからなる清浄装置、９はドライヤーである。

さて上記の好適例では、焼鈍炉の各帯域をいずれも竪型
炉として構成しているので、炉の上下には多数のハース
ロールが配置されて、ステンレス鋼帯Ｓはこれらのハー
スロールに順次巻は掛けられて熱処理が施されることに
なるが、炉内はＨｚ＋Ｎ２などの還元性雰囲気に保持さ
れ、ラジアントチューブなどによる間接加熱を行うので
、炉内で酸化スケールが発生することは殆んどなく、従
ってこのように多数のハースロールを使用しても酸化ス
ケールのロールへの付着成長に起因したピンクアップ疵
発生の恐れは殆んどない。

尚、雰囲気ガスとしてはＨよ：３〜１５％、Ｎ！：残が
適当である。

また、炉内はすべて竪型炉であるため、ステンレス鋼帯
の炉内通過長さを大きくとることができ、従来の直火式
加熱から間接式加熱への変更というマイナス要因をはる
かに上回って、通板速度即ち生産量を著しく向上できる
のみならず、炉長も大幅に短縮できる。

なお、上述したようにラジアントチューブ加熱は、直火
式と比べると熱効率の点では幾分劣るけれども、最近で
はラジアントチューブの材質面で種々の改良がなされて
いて、耐熱合金やセラミックス製などのラジアントチュ
ーブを使用することにより、直火式とそん色のないもの
が得られるようになった。

また、従来のようにアスベストロールのような高価なロ
ールをあえて使用する必要はなく、耐熱鋳鋼ＳＣ８２２
などで充分に事足りる。

さらにこの発明によれば、従来のＡＰＬと比べ、はるか
に高速での熱処理が可能であり、従って、高速走行の場
合にはステンレス鋼帯の蛇行が懸念されるが、この点に
ついては適正なりラウンをハースロールに付与すること
により容易に解決できる。

次に第２図および第３図に、第３発明に従う連続焼鈍・
酸洗設備の好適例をそれぞれ模式で示す。

上記好適例はいずれも、加熱帯２と冷却帯４とをそれぞ
れ高温部と低温部とに分割し、低温帯域である低温部加
熱帯２ａと低温部冷却帯４ａとを竪型炉、一方高温帯域
である高温部加熱帯２ｂと高温部冷却帯４ｂとを１パス
炉工Ｏにて構成したもので、第２図は、かかる１パス炉
が横型１０ａの場合、また第３図は竪型１０ｂの場合に
ついて示したものである。

冷延ステンレス鋼帯には、焼鈍前にすでに大気中でわず
かではあるが酸化スケールが発生している場合があり、
また低温部加熱帯ではたとえ還元性雰囲気に保持したと
してもシール部から微量のエアーが侵入してきて酸化さ
れる場合もあり、かような場合には高温部で微細なピッ
クアップ疵の発生が懸念される。この点上記好適例のよ
うに高温帯域についてはいわゆる竪型炉ではなく巻付は
タイプのハースロールを廃した１パス炉とすることによ
って上記の懸念が解消されるのである。

なお１パス炉を横型とした場合に、従来どおり、アスベ
スト製ハースロールによるカテナリー支持タイプとして
ピックアップ疵の発生防止を図っても勿論よいが、鋼帯
の下面側に気体浮揚装置を設けて非接触状態でのカテナ
リー支持とすることが、ピックアップ疵の防止の上で一
層効果的である。

ところで高温帯域における加熱手段としては、ガスジェ
ット加熱およびラジアントチューブによる加熱が好適で
ある。

また高温部冷却帯における冷却手段としては、ピックア
ップ疵防止の点からガスジェットによる冷却が好ましく
、一方低温冷却帯ではガスジェット冷却、ロール冷却な
どいずれを用いてもよい。

なお、前述したように、ステンレス鋼帯の蛇行を防止す
るためにハースロールにクラウンを付与することが好ま
しいが、高温帯域ではステンレス鋼帯の強度が低下する
ために、逆にロールクラウンによりバンクリングが発生
するおそれがある。

この場合には、高温帯域ではハースロールのクラウンを
小さくする必要が生じるが、第２，３図の焼鈍炉であれ
ば、高温帯域は巻付はタイプのハースロールを廃してい
るのでヒートバックルの発生するおそれはない。

以上のようにして、加熱、均熱、ついで冷却してテンパ
ーカラーの発生しない温度（約２５０℃）まで冷却した
あとは、鋼帯を炉外に導き、冷却水による浸漬冷却を施
すことが有利である。

次にこの発明に従う酸洗処理について述べる。

第４図に、硝酸電解によって酸洗処理した場合の所要時
間と電流密度との関係について調べた結果の一例を実線
で示す。ＳＵＳ　４３０では濃度１０％、温度５０℃の
ＨＮＯ，液を、一方ＳＯＳ　３０４では濃度１５％、温
度５５℃の）ＨＮＯ３液を用いた。

同図に示したところにおいて、各曲線の上方が酸洗が良
好な領域であり、一方下方は酸洗不足領域である。

同図から明らかなように、電流密度が比較的高い場合に
は２〜３秒で、また電流密度が低い場合でも１０〜２０
秒で酸洗処理を完了できた。

また一点鎖線は濃度２０％、温度７０℃のＨｚＳＯｎ液
に１５秒浸漬させた後に、上述のＨＮＯ，液で電解酸洗
を行った場合の電流密度と酸洗時間との関係を示したも
ので、その効果がはっきり表われることがわかる。

次に第５図ａ、ｂにはそれぞれ、ＨＮＯ，濃度が５％お
よび１０％の場合において良好な酸洗を達成し得る電流
密度と液温との関係について調べた結果を示す。なお電
解時間はいずれも２秒間とした。

同図より、電流密度を低めにした場合には液温を幾分上
昇させることが、酸洗性の向上に有効であることがわか
る。

これに対し、従来法に従い酸洗を施して良好な表面性状
を得るには、処理条件の一例を次表１に示すとおり、酸
液が異なる複数の酸洗槽が必要なだけでなく、硝酸電解
処理においては高い電流密度を必要とし、しかも酸洗処
理に要する時間も長かった。

勿論、更に硝酸電解酸洗における酸洗時の電流密度を下
げたい場合には、第４図に一点鎖線で示したように別の
酸洗と組合わせることもできる。

上述したように、この発明では、連続焼鈍を還元性雰囲
気中で行うので、その後の酸洗処理は硝酸電解処理だけ
でも充分であり、しかも電流密度はＩＯＡ／ｄａ＋”以
下でかつ１５秒以下程度の短い縁洗時間で良好な酸洗面
が得られるのである。

尚、以上述べたことから明らかなように、この発明によ
る焼鈍炉は一般冷延鋼帯用としてもそのまま使用するこ
とができるので、ステンレス調帯と一般鋼帯の兼用ライ
ンとして大きな威力を発揮できる。

（実施例） 第１図に示した設備を用いて、厚み：０．８ｍ、幅：　
１０１５鶴のＳＵＳ　４３０冷延鋼帯に、下表２の条件
で連続焼鈍・酸洗処理した。

ここで表中Ａは硝酸電解酸洗のみ、Ｂは硫酸酸洗と硝酸
電解酸洗の両方を施した場合である。

また、第２図に示した設備を用いて、厚み：０．８鴎、
幅：１０１５ｍｍのＳＯＳ　３０４冷延鋼帯に表３の条
件で連続焼鈍・酸洗処理を施した。

かくして、得られた鋼帯には、ビ、７クアツプ疵やテン
パーカラーの発生ならびに酸洗残りは全くなく、良好な
表面性状を呈していた。また所定の機械的性質も得られ
ていた。

なお第１図および第２図に示した処理設備の長さはそれ
ぞれ約６０ｍ、５０ｍであり、従来設備と比較するとラ
イン長を約１７２〜２／３に短縮できた。

（発明の効果） この発明の効果は、次のとおりに要約される。

（１）処理能力が格段に向上すると共に、設備長さを大
幅に短縮できる。

（２）焼鈍炉の炉内雰囲気を還元性雰囲気にすると共に
、高温帯域を非接触状態とすることにより、ビックアン
プ疵の発生を皆無にすることができる。

（３）　　アスベストロールを使用する必要がないので
、ロールの交換作業が不要となり、またコスト低減にも
役立つ。

（４）酸化スケールがほとんどなくなるので、スケール
ロスによる歩留りの低下を防止できる。

（５）酸洗槽が少なくて済むので、薬液管理が極めて簡
便になり、薬品代も削減できる。

（６）給酸、廃酸、循環、ヒユーム処理および水処理設
備など、酸洗付帯設備を大幅に削減でき、作業環境を向
上し得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は、この発明に従うステンレス鋼帯の連続焼
鈍・酸洗設備の模式図、 第４図は、この発明に従う硝酸電解処理における処理時
間と電流密度との関係を示したグラフ、第５図ａ、ｂは
それぞれ、ＨＮＯ３濃度が５％、１０％の場合において
良好な酸洗面を得るための電流密度と液温との関係を示
したグラフ、 第６図は、従来設備の模式図、 第７図は、従来法に従う酸洗要領を示したブロック図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼帯を、加熱帯から冷却帯まで順次に搬送する間に
   所定の熱処理を施す連続焼鈍設備および酸洗設備によっ
   てステンレス鋼帯に焼鈍処理と酸洗処理とを連続して施
   すに当り、還元性雰囲気下に焼鈍を施すと共に、引続く
   酸洗を少なくとも硝酸電解処理によって行うことを特徴
   とするステンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗方法。 ２、加熱帯ないし冷却帯からなる連続焼鈍炉と酸洗設備
   とを併せそなえるステンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗設備
   であって、上記焼鈍炉の各帯域がいずれも竪型炉からな
   り、かつ上記酸洗設備が少なくとも硝酸電解槽を有する
   ことを特徴とするステンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗設備
   。 ３、加熱帯ないし冷却帯からなる連続焼鈍炉と酸洗設備
   とを併せそなえるステンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗設備
   であって、上記加熱帯および冷却帯をそれぞれ高温部と
   低温部とに分割し、低温帯域である低温部加熱帯と低温
   部冷却帯とを竪型炉、一方高温帯域とである高温部加熱
   帯ないし高温部冷却帯を１パス炉にて構成し、かつ上記
   酸洗設備が少なくとも硝酸電解槽を有することを特徴と
   するステンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗設備。