JPS63203780A - 熱間圧延鋼板のデスケーリング方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱間圧延鋼板のデスケーリングに係シ、特に
スケールを高速で酸洗するのに好適な酸洗液に関する。

〔従来の技術〕

熱間圧延鋼板は高温下の圧延時にその表面に酸化鉄から
なるスケールが生じる。このスケールは後続の冷間圧延
工程でスケールの素地への押込みなどによる傷など表面
損傷の原因になるため、事前に除去（デスケーリング）
する必要がある。

スケールの除去は機械的な破壊や化学的な溶解によシ行
うことができる′。従来、行なわれてきたデスケーリン
グ方法は塩酸溶液に鋼板を連続的に浸漬してスケールを
溶解する、いわゆる連続酸洗法である。この連続酸洗方
式では酸洗速度が遅いため酸洗設備が長大になる問題点
があった。

この問題を解決する手段として、鋼板面に砥粒などを噴
射して機械的にスケールを削シ取る方法（特開昭Ｇｏ−
１８７４２０）、あるいは鋼板に曲げ　。

応力を加えてスケールに多数のクラックを発生させた後
に酸洗する方法（特開昭６Ｏ−２１３３０９）、あるい
は酸洗液を強制流動させてスケールの溶解を促進する方
法などが提案されている。しかし、機械的な方法ではス
ケールの完全除去が難しく、完全に除去するためには素
地鉄まで研削されるため鉄の損失が大となるなど問題点
がある。また。

鋼板に曲げ応力を負荷してスクールにクラックを生じさ
せて、酸洗液とスクールの接触面積を増す方法は、かな
シの酸洗速度向上効果が認められるものの、必らずしも
十分ではない、また、酸洗液を鋼板面上で強制流動させ
る方法は酸洗速度の重要な支配因子である酸洗液成分の
濃度勾配を減少させるべく拡散を促進させるため、酸洗
速度向上の効果は認められるが、これとても十分ではな
い。

すなわち、１ｍ洗設備は冷間圧延設備と連結して。

−貫設備とすることによシ高い生産性が得られる訳であ
るが、上記の改良の方式でも、なお冷間圧延設備の処理
速度には、もう−歩追いつかない。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記、従来技術は１機械的にスケールを削シ取ること、
あるいはスケールにクラックを生ぜしめて酸液との接触
面積を増すこと、あるいは酸液を強制流動させることに
より酸液成分の拡散を促進して酸洗時間を短縮させるこ
と等の手段を利用するものであるが、酸洗の基本となる
酸溶液組成については配慮されていなかりた。すなわち
、従来の改善はスクールを溶解除去すると云う化学反応
にもかかわらず、改善のポイントが機械的な面に重点が
置かれていた。このため改善の効果が必らずしも十分で
はなく、圧延設備の処理速度にマツチするまでの酸洗速
度が得られなかった。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
高速酸洗が可能なデスケーリング用酸洗液を提供するこ
とＫある。

〔問題点を解決するため、の手段〕

上記目的は、塩酸を主体とする酸洗液に金属の酸化反応
を促進する酸化剤と、金属に吸着してその溶解を制御す
るインヒビタを添加することによシ達成される。

すなわち、熱間圧延鋼板のデスケーリングにおいて、酸
洗液中におけるスケールの溶解反応は酸化還元反応であ
ることから、酸洗液の主体である塩酸溶液に酸化剤ある
いは還元剤を添加することによシ、スケールの溶解が促
進される。ｔたスフ−“が部分的に溶解されて一部素地
鉄が酸洗液と接触すれば鉄が溶解するが、これは、素地
鉄の損失につながるため極力、これを抑制してなお且つ
スケールを溶解する必要がある。素地鉄の溶解を抑制す
るためには鋼板表面を酸洗液と遮断すればよいが、これ
ではスケールの溶解が妨げられる。

したがって酸化物スケールへの遮蔽効果が小さく。

活性な鉄への遮蔽効果が大きく且つ酸化鉄の溶解反応を
妨げないインヒビタ物質を酸洗液に添加するのがよい。

この目的のためには分子中にＮ、８．０などの原子を含
む有機化合物を用いるのがよい。

〔作用〕

本発明による熱間圧延鋼板の酸洗液は、液中に塩酸、酸
化剤及び水溶性有機化合物よルなるインヒビタを含む。

これらの酸洗液成分は各々１次のような作用を有して熱
間圧延鋼板に作用して酸洗速度を向上するものである。

すなわち、酸洗液中の塩酸は以下の反応式によシ、スケ
ール成分であるＦ＠２０３及びＦｅ３Ｏ４などの酸化鉄
を溶解する。

ｒｅ２０．＋６ＨＣＡ→２Ｆ・ＣＡ５＋　３Ｈ２０Ｆ・
３０４　＋　８ＨＣｔ−＋Ｆ＠ＣＬ２＋　２ＦＩＣ！、
　＋　４Ｈ２０塩酸によるスクールの溶解には塩酸濃度
を適切に確保すること、さらに溶解生成物を鋼板表面か
ら出来るだけ早く除去することが肝要である。しかし、
これらは酸洗液組成の改善には直接な関係はなく、塩酸
の作用は従来と同一である。

次に１酸化剤はスクールの溶解に次のような作用を及ぼ
す、前記の酸化鉄の溶解反応では酸化鉄中の鉄の原子価
に着目すれば、溶解前後でその価数は変らない、すなわ
ち酸化剤を加え【も溶解は促進されない、これに対し鉄
の溶解反応は次式のように酸化反応である。

Ｆ・→Ｆ・　＋２６ し７ヒかって塩酸中に酸化剤が存在すれば上式の反応は
促進される。しかるに熱間圧延鋼板のスクールは無欠陥
なものはなく、圧延あるいは鋼板の巻取シ、巻戻し等に
よシ鋼板に変形作用がかかるためスケールには多少のク
ラックが生じており、そのクラックは素地面まで達して
いるのが多い。塩酸溶液中に酸化剤が存在する酸洗液は
、スケール中のクラックを介して素地面に達する。これ
によシ上式の反応が上述の如く酸化剤によシ促進される
ため、スクールと素地鉄の界面における鉄が溶解されて
スケールが脱落しやすくなり、その結果、デスク−リン
グ時間すなわち酸洗時間が短縮される。

この場合、塩酸溶液中に添加する酸化剤の選択が肝要で
ある。上述したように酸化剤は鉄の溶解を促進するため
、酸化力が余シに強いと素地鉄の溶解量が増して経済的
に不利である。これには、過マンガン酸カリウムなどが
該当する。また、反対に酸化力か弱すぎると酸洗時間の
短縮効果が小さい。

次にインヒビタの作用であるが、これは金属イオンの溶
出を抑制する。これは金属あるいは酸化物表面にインヒ
ビタ化合物が吸着して塩ｒＲ浴溶液金属面の障壁となる
ためである。

インヒビタは従来、非常に多種多様の物質が知られてお
り、各々金属イオンの溶出抑制作用を有するが、ここで
肝要なことは酸化物の溶解には出来るだけ影響を及ぼさ
ず、しかも金属の溶解を抑制する物質を選択することで
ある。さらに、酸溶液に添加される有機化合物よシなる
インヒビタは長時間の酸洗によりその濃度が低下する。

このことから可能な限シ添加濃度を高くしておくことが
補充などの手間を考慮すれば経済的に得策である。

したがりて、添加濃度の変動による酸洗速度への影響が
できるだけ小さな物質が望しい。

以上、述べた如く、本発明になる酸洗液では、塩酸の溶
解作用を酸化剤が促進して酸洗時間を短縮し、同時に添
加されているインヒビタが鉄素地の溶解による損失を最
小限に抑えるため、経済的で且つ高速酸洗ができる。こ
の目的を達成するための酸化剤としては過マンガン酸塩
、塩化第２鉄、過酸化水素、硝酸、硝酸塩、亜硝酸塩、
クロム酸、過酸素酸塩、塩素酸塩、次亜塩素酸塩などが
あるが、この中で経済性、危険性、公害、価格などの実
用上の問題を考慮すると硝酸塩あるいは亜硝酸塩が適当
である。また、インヒビタとしては水溶性で且つ分子構
造中にＮ、８．０の原子の少なくとも１種以上を含有す
る有機化合物が適当である。この中で酸洗速度に対する
濃度依存性の小さい尿素あるいはチオ尿素が最も実用的
である。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１ 塩酸溶液に酸化剤を添加し九酸洗液により熱間正弧鋼板
スクールが完全に除去されるまでの酸洗時間を調べた。

酸洗条件は次の如くである。

１、　試験片：３０ｍＸ３０■Ｘ２．５−の熱間圧延炭
素鋼（スクール量５０ｇ／イ） ２、酸洗液温度＝４０℃ ３、酸洗液の攪拌：なし ４、酸洗液の塩酸濃度：４％ 第１図に結果を示す。図から明らかなようＫ、塩酸のみ
の酸洗液すなわち比較例では酸洗時間が９１秒であるの
に対し、本発明の実施例になる酸化剤を添加した酸洗液
では酸洗時間が３８〜５０秒であり、中でも硝酸ナトリ
ウム、亜硝酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、過酸
化水素などは５０秒以下であ〕、酸洗時間短縮率は約４
６％になシ効来が顕著であることがわかる。

実施例２ 実施例１の条件から、４％塩酸に酸化剤として硝酸ナト
リウムを添加し含酸洗液を用い、これに本発明の実施例
としてチオ尿素、尿素よりなるインヒビタを添加し、ま
た比較例として市販のアミン系インヒビタＡ、Ｂを添加
して、酸洗終了時までの酸洗時間における素地鉄の溶解
による損失量を調べた。酸洗条件は次の如くである。

酸洗液：４％ＨＣｔ＋１％ＮａＮ０，５酸洗液温度：４
０℃ 酸洗時間＝５０秒 試験片寸法：　３０　Ｍ＋１１Ｘ　３０　”Ｘ　２．５
　Ｋｍ第２図に結果を示す。図から明らかなように比較
例であるアミン系インヒビタＡ、Ｂを添加Ｌ７Ｔｈ場合
に比らべて、チオ尿素、尿素を添加し−ｆＩ：、場合で
は素地鉄からの鉄溶出量はＡ〜兇以下とｌトさく、素地
鉄の溶解抑制効果の高いことがわかる。

実施例３ 実施例２０条件から比較例としてインヒビタＡを用い、
これと本発明の実施例になるチオ尿素、尿素よシなるイ
ンヒビタのスクール溶解速度に対する濃度依存性を調べ
た。酸洗条件は実施例２と同じである。

第３図に結果を示す。図から明らかなように、比較例の
市販インヒビタＡを用い九場合ではインヒビタ添加濃度
が増すに従ってスクールの溶解速度が急激に低下するの
く対し、本発明実施例になるチオ尿素、尿素よりなるイ
ンヒビタを用いた場合では、濃匿ヲ増してもスクール溶
解速度の低下は著しく小さい。すなわち、初期濃度を高
くして酸洗の継続に伴う途中の補充が少なくて済む効果
がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、塩酸溶液に酸化剤、インヒビタを加え
たものを酸洗液として用いることにより熱間圧延鋼板の
スクール溶解速度を向上させ高速酸洗ができるので、酸
洗設備の小形化あるいは高速酸洗設備ができる。これに
より、デスケール設備と冷間圧延設備を直結でき、薄板
の一貫生産設備ができる効果がある・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例である酸化剤添加酸洗液によ
るスクールの酸洗時間を示す図、第２図はインヒビタの
種類と素地鉄の溶解量の関係を示す図、第３図はスクー
ルの溶解速度とインヒビク濃度の関係を示す図である。 谷　浩太部口 ５　−誹 第２図 第３図 インヒビタ５Ａ浅（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塩酸溶液に、酸化剤と窒素、硫黄、酸素の少くとも
   、１種を含有する水溶性の有機化合物からなるインヒビ
   タとを添加してなることを特徴とする熱間圧延鋼板のデ
   スケーリング用酸洗液。 ２、上記酸化剤として硝酸塩、亜硝酸塩、過酸化水素の
   １種以上を含有する特許請求の範囲第１項記載の熱間圧
   延鋼板のデスケーリング用酸洗液。 ３、上記インヒビタとしてチオ尿素、尿素の１種以上を
   含有する特許請求の範囲第１項記載の熱間圧延鋼板のデ
   スケーリング用酸洗液。