JPS62270213A - 鋼材の脱スケ−ル処理に用いる超音波振動付与槽 - 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】 ３、発明の詳細な説明 技術分野 本発明は鋼材表面に付着したスケールを酸洗浄とともに
超音波振動を付与して効率よく除去する脱スケール処理
に用いる超音波振動付与槽に関する。

■米共量 熱延棒鋼や鋼帯、パイプ、線材等（以下鋼材という）表
面には、酸化鉄からなるスケールが生成し、その除去法
の例として、硫酸、塩酸などの酸類に浸漬して化学的に
除去する方法、ソルト浴に浸漬して水中で急冷し表面の
スケールにクラックを生せしめクラックとともにスケー
ルを剥離する方法などが知られている。近年。

これらの方法において、処理時間の短縮とスケールの完
全除去を図るために、超音波を応用することが提案され
ているが、振動効果が稀濱で、処理時間を飛ＩＩ！的に
短縮することができないため、超音波の利用価値は少い
ものと考えられていた。

しかるところ、本発明者らの研究によれば鋼材の脱スケ
ールに際し、酸洗浄とともに超音波振動を付与すること
が極めて有効であり、しかも脱スケール剤の劣化防止に
も有効であることを見い出し、特願昭５９−２０８７１
５号として出願した。

その後、本発明者らは超音波振動を鋼材の脱スケールに
適用するために種々検討を重ねたところ、超音波振動付
与槽は酸洗浄槽もしくは脱スケール助剤の入った洗浄槽
の後段に配置されるため、初めは水であった槽内液にこ
れら前段の槽液がもち込まれ、しだいに酸度が高くなる
ため、槽本体はＦＲＰ等の樹脂で成形しなければならず
、このような樹脂槽を用いる場合に超音波振動子を槽外
壁に取り付けても超音波振動が樹脂に吸収されてしまう
ため槽内側に設けなければならないこと、そして超音波
振動子を槽内側に設ける場合には前述のように酸性化し
た液体に超音波振動が付与されるため、振動素子を配置
するボックスは通常ステンレス鋼で形成されるが激しい
二ローションに曝され、２ケ月程度の寿命しか示さず、
脱スケール処理工程が高価とならざるを得ないものであ
ること等の改善すべき問題点があることを見い出した。

■−−煎 本発明は上記の如き超音波振動付与を付加した鋼材の脱
スケール処理における問題点を改善した超音波振動付与
槽を提供することを目的とするものである。

構　　　成 本発明によれば、脱スケール助剤を用いて鋼材表面に付
着するスケールを除去する際に、該脱スケール助剤の入
った洗浄槽とは異なる鋼材が浸漬娯される液槽において
、この液槽内に超音波振動子が固着されたボックスを設
け、このボックスの材質がｃ　：　ｏ、ｉｓ％以下、Ｓ
ｉ：１．０％以下、Ｍｎ　：　２．０％以下、Ｎｉ：３
２％以上、Ｃｒ：１５〜２３％、Ｍｏ：１３−１７％で
あるもの、もしくはこれにさらにＡｌ：０．１〜２．８
％、Ｔｉ：０．１〜２．５％、　　Ｎｂ＋Ｔａ：０．１
〜１．０％、　Ｖ　：　０．１〜２．０％、ｗ’：ｏ、
ｔ〜６．０％の少くとも１種を含有するものであること
を特徴とする超音波撮動付与槽が提供される。

本発明を更に説明すると１本発明ｔよ例えば直径が１０
００〜１４００＋ｍで、コイル巾を１５００〜２０００
　ｒｔｒｎにして束ねたバンドル状の線材の脱スケール
に適用される。線材の材質としてはステンレス、耐熱鋼
、高合金鋼等が挙げられる。第１図は。

本発明の処理工程の組合わせラインを示す説明図である
。但し１本発明では処理工程順序は被処理線材のスケー
ル付着状況に応じて変更され、この図に示す順序に限定
されない。

バンドル状の被処理線材１は、酸洗シャワー、または水
洗等を行う予備処理槽２で予備処理され、ホイストのよ
うな移送設備により、ソルト？６３に送られる。ソルト
浴３中には５例えばＮａＯＨ８０％（ｆｆｉ量％、以下
同じ）、ＮａＮ０＝　２０％からなり、約４００〜４３
０℃に加熱された溶融状のソルトが満されている。被処
理線材１を、この中に所要特開浸漬し、ついで、約９０
°Ｃの温湯を満した湯洗槽４に浸漬して急冷し、被処理
線材１の表面の酸化スケールにクラックを生ぜしぬ、ス
ケールを剥離させる。湯洗Ｗ！４から引上げた被処理線
材１は次に、酸洗浄槽５に浸漬したのち二次の酸洗を行
う別の酸洗浄槽６に浸漬する。洗浄槽６から引上げた被
処理線材１は。

次に、水を満し超音波振動子を内装した超音波振動付与
槽７に浸漬し、超音波振動を付与させて、超音波振動子
に面した被処理線材１の両側表面にイ」着残存するスケ
ールを除去した後、被処理線材１を槽内にて９０°回転
させ再び超音波振動を付与させ、被処理線材１の残余の
部分の表面に付着残存するスケールを除去することによ
り被処理線材１の全表面に超音波＠シＪを付与する。超
音波撮動付与槽７から引上げた被処理線材１は必要に応
じて、さらに次の酸洗浄槽７′または脱スケールライン
８に繰返し配置される酸洗冷漕、湯洗槽等に循環浸漬し
脱スケールを行う。本発明は、このような脱スケール処
理の脱スケール助剤例えば、］ＩＦ／ＨＮ○、を用いる
酸洗工程において、緩和な処理条件下に不完全な脱スケ
ールを行い、これら酸類の劣化を防止すると共に、次の
超音波振動付与槽７での超音波振動付与を被処理線材１
の全面に亘って付与するものである。

第２図は超音波振動付与槽７の一実施例を示すものであ
り、この第２図において、超音波振動付与槽７はＦＲＰ
で形成された槽本体９と。

槽内の対向する両側壁に支持部材１０により支持固定さ
れたボックス１１と、この各ボックス１１の対向面上に
複数設けられた超音波振動子１２と、槽底部に傾斜台１
３とを有するものである。このような超音波振動付与槽
７内にはバンドル状の被処理線材１を吊下げるためのバ
ー１４と吊下げ捧１５により被処理線材１が両側のボッ
クス１１のほぼ中央に浸漬される。またこのような超音
波振動付与槽７は所定の超音波振動を被処理線材１に付
与した後、吊下げ捧１５およびその端部に設けられたバ
ー１４を下降せしめることにより被処理線材１は傾斜台
１３にそって回動し１元の位置から９０°回動した時点
で再び吊下げ捧１５およびバー１４を現位置にもどすこ
とにより、被処理線材ｌを槽内のほぼ中央位置で元の位
置とは９０＠回動した状態となし得るようになっている
。

なお、第１図に示したようなラインに従って脱スケール
処理を繰返し実施していくと、初めは水であった超音波
振動付与槽７内の液に、前段の酸洗浄槽５およびＨＦ　
／　ｆｉ　Ｎ　Ｏ、洗浄槽６の酸がもち込まれ、槽液の
酸性度が次第に上昇するため、このような酸性液中での
超音波振１）Ｊによる激しい条件下での二ローションに
耐え得るようボックス１１は耐酸性でしかも耐二ローシ
ョン性を有する高耐食性材料で形成することが必要とな
る。このため本発明では、ボックス１１の材質としてＣ
：０．１５％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ　：　２
．０％以下、Ｎｉ：３２％以上、Ｃｒ　：　１．５〜２
３％、Ｍｏ：３〜１７％からなるもの、あるいはこれに
さらにＡｌ：０．１〜２．８％、Ｔｉ：０．１〜２．５
％、Ｎｂ＋Ｔａ：０．１〜１．０％、　Ｖ　：　０．Ｌ
−２，０％、Ｗ：０．１〜６．０％の少くとも１種を含
有したもの（いずれも重量％）を用いるようにする。ボ
ックス材質は実際には３米ＮＭＣ６０等の材料が好適に
使用し得るものである。しかしながら、このような高耐
食性材料を用いる場合でも槽内液がその酸性度があまり
に高くなりすぎると、超音波振動によるエロージョンど
相撲って多少の腐食、損耗が生ずるため、ｐＨ２以上に
抑えることが好ましい。すなわちｐＨ２に近づいた槽内
液はこれを一部廃棄し、新たな木と交換するようにする
。

ここで、改めて、ボックス材質の成分組成についてこの
限定理由を示せば次のようである。

Ｃ：Ｃは強度の確保のために必要であるが、０．１５％
を超えると耐食性が低下するようになる。

Ｓｉ二Ｓｉは脱酸剤として使用するものであるが、１．
０％を超えると靭性が低下するようになる。

〜１ｐ　：　Ｍｎ−ｔ＋　Ｓｉと同様に脱酸剤であり、
２．０％を超えると靭性が低下するようになる。

Ｎｉ：Ｎｉは」ん地をオーステティｌ−組織にして耐酸
腐食性を高めるもので、そのためには３２％以上とする
ことが必要である。

Ｃｒ：Ｃｒは耐酸腐食性を高めるものであり、そのため
には１５％以上必要であるが２３％を超えると熱間、冷
間の加工性が低下するようになる。

Ｍｏ：Ｍｏは耐酸腐食性を向上させるとともに超音波ｍ
勤王の耐二ローション性の向上に特に有効なものであり
、そのためには３％以上とするが、１７％を超えると熱
間、冷間の加工性が低下する。

Ａｌ　、　Ｔ　ｉ　、　Ｎ　ｂ　、　Ｖ　、　Ｗ　：こ
れらの元素はそれぞれの添加範囲により強度を高めるこ
とにより耐二ローション性を高めるものである。

特にＡ　Ｑｒ　Ｔ　１は金属間化合物の析出により、　
また、Ｎｂ、Ｖ、Ｗは炭化物の析出により、強度と耐エ
ロージヨン性を高めるものである。

本発明ではこのような超音波振動付与１１．’？　７を
用いるため、被処理線材１への超音波振動付与が全体に
満遍無く行きわたり、脱スケール処理効果がＲ２？＋１
的に向上するとともに、ボックス１１の寿命が大幅に向
上するようになる。

以下に実施例を示す。

実施例 第′Ｌ図のように配列した脱スケール装置によって、第
１表に示すΔ、Ｂ、およびＣの３つの鋼種からなる試料
について、脱スケール処理を行った。即ち、予備処理槽
２で酸洗処理し、スケールの荒取りを行った直径１３０
Ｏｎ＊ｎ、コイル巾１０１０００ｎのバンドル状線材試
料を約４００℃の溶融ソルト（配合割合、ＮａＯＨ８０
％、ＮａＮＯ２２０％）を満したソルト溶中に浸漬して
から引上げ、直ちに、約９０℃の温水を入れた湯洗槽に
浸漬して急冷した。試料に直接付着するスケールの一部
が湯洗槽中に脱落除去された。湯洗槽から引上げた残存
スケールの除去されていない試料を、第１洗浄槽ＨＦ　
／　ＨＮ　Ｏ、洗浄槽に浸漬した。

この時の浸漬時間は３分、温度５０〜８０℃であす浸漬
方法はドブ漬けとした。

次にＨＦ　／　ＨＮ○、洗浄槽から引上げた試料を次い
で超音波振動付与槽に入れ、対向する超音波振動子によ
り超音波振動を約１分間付与した後、試料を９０°回動
させ、同時間超音波振動付与を行い脱スケールを行った
。その後、試料を第２酸洗浄槽にて脱スケールを行った
（１００％脱スケール）。この時の洗浄時間は３分間°
とし。

浸漬方法はドブ漬により常温（６０〜８０°Ｃ）で行っ
た。

酸洗浄後における脱スケール度、用いられたＴＩＦ／Ｈ
Ｎ０．の負荷低減率を第１表に示す。

第１表 なお、脱スケール度は５ＵＮＸ社製のイメージセンサ−
を用い試料の反年１率比較によって測定した。またＨ　
Ｆ　／　Ｉ−Ｉ　Ｎ　Ｏ、負荷低減率は超音波振動付与
による脱スケール度である。

第１表の結果から明らかなとおり、本発明方法により超
音波振動付与槽における脱スケール処理により、酸液中
での、脱スケール比率を落せば、！−ＩＰ／ＨＮ０．の
負荷低減率が小さくなり、かつ超音波振動付与後の酸液
槽中の剥離スケールは少くなり酸洗浄剤の寿命が長くな
って、生産コストの低；賊をはかることができる６尚。

脱スケール困雅なステンレス、耐熱鋼及び高合金鋼では
、ＨＦ／ＨＮ０．処理後に超音波振動付与処理をおこな
うのが最も効果的である。また本実施例では、線材をバ
ンドル状に結束した状態のものを脱スケールした例を示
したが、線材を例えば、酸洗浄槽−超音波振動付与槽一
酸洗浄槽等に連続的に通して処理してもよい。

また第２図の如き超音波振動付与槽のボックス材質を第
２表の如く変えて、ボックス材質の耐用寿命を試験した
。その結果も第２表に示す。

なお、供試材Ｎα１〜Ｎα４が本発明に係るボックス材
質であり、Ｎα５〜ＮＱ７が比較例である。特にＮａ　
５はＳ　ＴＪ　Ｓ：Ｈ６，Ｎａ　６はＳ　Ｕ　Ｓ　３１
０．　Ｎａ　７は本発明材質がらＭｏを除いた材質を示
すものである。

第２表の結果から明らかなとおり、本発明に係るボック
ス材質は比較例に比べて大幅に耐用寿命が延びることが
わかる。ただし、液の［）Ｈは２以上とすべきであるこ
とも同時に理解されよう。

（以下余白） 勤ニーー米 以上のような本発明によれば、鋼材の脱スケール処理に
おいて、各種脱スケール処理工程中に超音波振動（＝Ｉ
与を行い、しかもその超音波振動付与が鋼材の全体に満
遍無く付与されるため脱スケールが酸液の必要以上の消
費をきたすことなくほぼ完全に実施し得る処理方法が提
供されるとともに、このような脱スケール処理に用い、
効率のよい超音波振動付与を行え、しかも長期間に亘り
ａ続して使用し得る超音波振動付与槽が毘供され、その
効果は当業界において極めて大きいものといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法における脱スケール処理工程の一例
の組み合せサーキットを示す説明図である。 第２図は本発明方法に用いる超音波振動付与槽の一例を
示す概Ｉ［ＩＰｉ説明図である。 ｌ・・被処理線材　　　３・ソルト浴 ４・・湯洗槽　　　　５・・・酸洗序槽６・・・ｌ−Ｉ
　Ｆ　／　ＨＮ　Ｏ、洗浄槽７・・超音波洗浄槽　　８
・・・サーキットライン９・・槽本体　　　　１０・・
支持部材１ト・・ボックス　　　　１２・・超音波振動
子１３・・・１項斜台　　１４・・・バー１５・吊下げ
棒

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、脱スケール助剤を用いて鋼材表面に付着するスケー
   ルを除去する際に、該脱スケール助剤の入った洗浄槽と
   は異なる鋼材が浸漬される液槽において、この液槽内に
   超音波振動子が固着されたボックスを設け、このボック
   スの材質がＣ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．０％以下、
   Ｍｎ：２．０％以下、Ｎｉ：３２％以上、Ｃｒ：１５〜
   ２３％、Ｍｏ：１３〜１７％であることを特徴とする鋼
   材の脱スケール処理に用いる超音波振動付与槽。 ２、ボックスの材質として、さらにＡｌ：０．１〜２．
   ８％、Ｔｉ：０．１〜２．５％、Ｎｂ＋Ｔａ：０．１〜
   １．０％、Ｖ：０．１〜２．０％、Ｗ：０．１〜６．０
   ％の少くとも１種を含有するものである特許請求の範囲
   第１項記載の超音波振動付与槽。