JPS6396300A - ステンレス冷延、焼鈍鋼帯の電解酸洗方法 - 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〕 本発明はステンレス冷延・焼鈍鋼帯の電解酸洗方法に係
り、特に焼鈍後の表面スケールを短時間で除去できる方
法に関する。

〔従来の技術〕

冷延圧延後のステンレス鋼帯は主として圧延歪を除去し
、かつ、緒特性を改善する目的で焼鈍される。焼鈍方法
としては水素雰囲気もしくは（水素＋窒素）雰囲気など
の還元性雰囲気中でのいわゆる先師焼鈍と、プロパンガ
スやコークス炉ガス等の燃焼ガス雰囲気中で連続的に焼
鈍する方法とがあるが、近年は生産性を高めるために、
普通鋼の連続焼鈍設備であるＣＡＬ（５％鳩、残すＮ２
、露点−３０℃）が用いられるようになった。これらの
うち、燃焼ガスで行うものと、ＣＡＬによる場合には表
面に酸化皮膜、すなわち、スケールが形成される。この
スケールは、持にＣＡＬによる場合は、一般にテンパー
カラーと称され、非常に薄いものであるが、このスケー
ル付着のままでは耐食性が劣りプレス時に型摩耗などの
悪影響があるので除去する必要がある。

そのため、通常は酸洗処理かあるいはベルトグラインダ
ーによる研削が行われる。スケール厚さは薄いが非常に
緻密かつ強固なものであり除去し難く、そのため酸洗工
程も複雑である。従来、連続焼鈍後のステンレス冷延鋼
帯の連続脱スケール方法としては、Ｎａ０ＨＳＮａ２Ｇ
ｏ、を主成分とする溶融アルカリ塩に浸漬するソルト処
理、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＮＯ３等の中性塩溶液中におけ
る電解処理などの前処理を行ってＣｒ　　をＣｒ　　に
変化させた後に硫酸、硝弗酸（硝酸十弗化水素酸）、硝
酸等の水溶液に浸漬するか、または、硫酸水溶液中、硝
弗酸水溶液中において電解処理を付加する方法が採用さ
れていた。特開昭５９−５９９００．特公昭３８−１２
１６２などに開示されたこれらの浸漬もしくは電解方法
は、鋼種や焼鈍条件の差によって生ずる脱スケールの難
易度によって使い分けるのが一般的である。しかし、こ
れらの場合にも完全に脱スケールするには長時間を要し
、ステンレス冷延鋼帯の生産能率を阻害する原因となっ
ている。

脱スケールと生産能率を両立させるには、上記の如き各
種の塩や酸への浸漬時間、電解時間などを確保するため
に、各種の浸漬槽、電解槽を長大化する必要があり、そ
れには多額の設備と、それを設置するための広大な屋内
スペースが必要であるが、実施が困難なため、遅い通板
速度で対処されていた。また、多種類の塩や酸を用いる
ため、その濃度管理等も大きな負荷であった。

〔発明が！Ｊ７決しようとする問題点〕本発明の目的は
、上記従来技術の低い生産性、繁雑な工程管理を解消し
て高能率の脱スケール法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明者ら
は、上記目的を達成するために、種々の酸洗方法につい
て検討し、これまでに高濃度硫酸電解法を提案している
（昭和６１年９月２９日特許出願）。この方法は第２図
に示す如き装置において、硫酸濃度９００〜１２５０　
ｇ／ｌの硫酸−液による簡便でしかも説スケール能率の
点でも優れた電解酸洗方法であるが、陽極の消耗が大き
い欠点のあることが判明した。なお、第２図において、
電解槽２には、高濃度硫酸水溶液４の−Ｉｒｌが収容さ
れており、中央でロール６および仕切板８で仕切られ、
それぞれに直流電源１０に連絡した陽極板１２および陰
極板１４が設けられている。ロール６で導入されたステ
ンレス鋼帯１６（よ電解槽２内で電解酸洗されるが、こ
の場合は陽極板１２の損耗が大きいことは上記のとおり
である。

本発明法は上記の高濃度硫酸水溶液を改善した高濃度硫
酸−硝酸による間接電解法であり、陽極を硝酸槽内に配
置することにより従来の高濃度硫酸電解法の欠点を取り
除き、同法の利点である高能率脱スケール性を活かすも
のであって、その要旨とするところは次の如くである。

すなわち、ステンレス冷延・焼鈍鋼帯を硫酸電解および
硝酸電解により脱スケールするに当り、硫酸濃度９００
〜１２５０　ｇ／ｌの前記硫酸電解の槽内に陰極板のみ
を配置し、前記硝酸電解の槽内に陽極板のみを配置し、
前記両電極間に直流電圧を印加することを特徴とするス
テンレス冷延・焼鈍鋼帯の電解酸洗方法である。

従来、ステンレス鋼はその材料機能としての高耐食性を
付与するために不働態化処理を施す必要があり、そのた
めには酸洗の最終工程で硝酸への浸漬または硝酸電解す
るのが一般的であるが、本発明法は不働態化処理機能も
兼ね備えた高能率電解酸洗方法である。

まず、本発明法で使用する電解酸洗装置を第１図により
説明する。陰極板１４が設けられ高濃度硫酸水溶液４を
収容する電解槽２と陽極板１２が設けられ、硝酸溶液１
８を収容する電解槽２が別個に設けられ、陰極板１４と
陽極板１２は直流電源１０を介して連絡し、２つの電解
槽２の中間には水洗装置２０が設けられている。

上記の装置による本発明法においては、脱スケールのほ
とんどは鋼帯１６がアノード電解される側の条件、すな
わち、硫酸の濃度、温度および電流密度にのみ依存して
いる。硫酸濃度が９００〜１２５０　ｇ／ｌの範囲より
低くても高くても脱スケール性が悪くなり、特に低い側
では肌荒れを生じやスイッチ硫Ｗ［度ｔ！９００ｇ／ｌ
＋以上、１２　ｓ　Ｏｇ／ｌ以下、好ましくは１０００
〜１２００ｇ／Ｉ！の範囲が良い。硫酸の温度は４０〜
８５℃の範囲で脱スケールの効率が良いが、表面光沢の
点から５０〜８０℃が望ましい。更に、高能率説スケー
ルを可能にするためには電流密度はＩＯＡ／ｄｉ思上が
必要である。電流密度１０Ａ／ｄｒｎ’以上では、５Ａ
／ｄｍ’以下で同一電気量（電流密度と電解時間の積）
を与又た場合よりも脱スケール状態が勝る場合が多い。

本発明法において、硝酸電解（カソード電解）はほとん
ど脱スケールに寄与しておらず脱スケールのみを考える
と第２図に示した硫酸−彼による場合と同等である。し
かるにあえて硫酸−硝酸の２液による間接電解方式を採
用する理由の一つは、上記の如く陽極材料の消耗が高濁
度硫酸中では大きく、硝酸中では小さいことによる。

１０％Ｓｉ鋳鉄を陽極材料として電流密度２０Ａ／ｄｍ
”で、本発明法および従来法の陽極の消耗量を比較した
。

すなわち、本発明法はＨＮＯ５０ｇ／ｌ　、６０℃の硝
酸水溶液で電解し、従来法はＨ２Ｓｏ４１１００　ｇ／
ｌ。

６０℃の硫酸水溶液で電解を行い、陽極消耗量を比較し
て第１表に示した。第１表から本発明法は従来法に比し
て陽極消耗量が１１５に低減していることがわかる。

第　　　　　１　　　　　表 また、硝酸電解における硝酸の濃度は限定する必要はな
いが、過度に薄いと導電率が低下し、また不働態化処理
の効果がなくなす、濃過ぎるとＮＯＸが発生するので５
〜１５％の範囲が好ましい。同様の理由から硝酸の温度
は・５０〜６５℃が望ましい。

〔実施例〕

冷間圧延後、実工程のＣＡＬおよびＡＰＬ　（焼鈍酸洗
設備）で連続焼鈍したままのＳＵＨ４０９鋼、ＳＵ３４
３０１Ｍ、５ＵＳ３０４ｊｌｌを供試材としテ（Ｅ用し
た。なお、ＡＰＬでは酸洗ラインをバイパスさせた。こ
れらの供試材は第２表に示す条件で焼鈍し、生成したス
ケールの状態を同じく第２表に示した。

生成したスケールの状態は、ＣＡＬ通板材のＳＵＨ４０
９鋼は薄黄色、ＳＯ３４３０鋼（Ａ）は青紫色、（Ｂ）
はやや褐色がかった黄緑色、ＳＵＳ　３０４錆は紫がか
った褐色のテンパーカラーである。一方、ＡＰＬ通板材
のＳＵＳ　４３０鋼（Ｃ）は青みがかった褐色を呈して
おり、このスケールはＣＡＬ通板材のスケールに比して
かなり厚い。

これらの連続焼鈍した供試材をモデル酸洗槽において硫
酸−硝酸による間接電解を行った。すなわち、第３表〜
第７表に電解酸洗条件を示したが、電解液組成が本発明
の条件を満足しているものを本発明例１〜５、条件を外
れている場合を比較例１〜５とした。電解液組成ｒ４に
は硫酸、硝酸を併記したが、いずれの場合も硫酸でアノ
ード電解、硝酸（液温６０℃）でカソード電解を行った
。

第　　　　　２　　　　　表 電解酸洗の結果を同じく第３表〜第７表に示したが、ア
ノードカソード単独の電解時間についてそれぞれの脱ス
ケールの判定結果を示した。実験結果の欄に付した記号
は判定を示すものて、こわらは完全に脱スケールしｔコ
代表サンプルと対比して決定した目視判定の結果であり
、第８表に説明するとおりである。なお、肌荒れは備考
欄に示した。

第　　　　　３　　　　　表 第　　　４　　　表 第　　　５　　　表 （ＳＵＳ４３０（Ｂ）） 第　　　６　　　表 （ＳＵＳ３０４） 第　　　７　　　表 第　　　８　　　表 第３表〜第７表に示す本発明例１〜５および比較例１〜
５の実験結果より明らかなとおり、硫酸濃度９００〜１
２５０　ｇｅｌ　、温度５０〜８０℃である硫酸槽内で
１ノード電解を行い、続いて５０　ｇ７１程度の薄い硝
酸水溶液（６０℃）中でカソード電解を行い、電流密度
がｌ　ＯＡ／ｄｍ”以上である本発明例は、上記条件外
で電解した比較例に比し、脱スケール性が明らかに優れ
ている。

更に、本発明法の有利性を実証するものとして第７表に
示す場合があげられる。すなわち、酸化性雰囲気中（プ
ロパンガス燃焼）で焼鈍し、十分に成長したスケールが
形成した場合であり、この供試材の脱スケール時間は、
特開昭５９−５９９００にて開示された従来法により溶
融アルカリ塩浸漬、硫酸水溶液（Ｈ２Ｓｏ４５０　ｇｅ
ｌ）中電解、硝酸水溶液（１００ｇｅｌ）中電解を順番
に行った場合は２０秒に近い時間を要するに対し、本発
明法による電解ではわずかに２秒で脱スケールが行われ
た。

上記の如く、本発明の電解酸洗方法は脱スケール性能が
非常に優れている。一方、酸洗後の鋼帯表面の状態は、
本発明法によって酸洗し完全に脱スケールされたものは
、従来の硝酸電解したものに比し著しく美麗である。

本発明法をステンレス冷延鋼板の連続焼鈍ラインに適用
すれば、ＡＰＬではソルト処理等の前処理が不要になり
、比較的スケールの薄いＣＡＬ材においては電解時間の
短縮による高速通板が可能となる。更に廃液処理などの
ランニングコストの低減も可能である。

〔発明の効果〕

本発明は上記実施例からも明らかな如く、硫酸濃度９０
０〜１２５０　ｇｅｌの硫酸水溶液中でアノード電解、
硝酸水溶液中でカソード電解を行うことにより、次の効
果をあげることができた。

（イ）　ソルト処理等の前処理が不要であるので工程を
簡素化できる。

（ロ）均一美麗な脱スケール面が得られる。

（ハ）脱スケール時間を従来より短縮できるので高速通
板が可能となり、生産性が向上する。

（ニ）高濃度硫酸−液による酸洗に比し陽極の消耗が大
幅に減少する。

（ホ）　上記　（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ
）の結果、脱スケールコストを大幅に低減できる。

本発明はステンレス冷延焼鈍鋼帯の脱スケールについて
、高濃度硫酸−硝酸による間接電解法を開示したもので
、本発明単独で実施できることは勿論、従来の酸洗方法
との組合わせであっても］畳れた効果をあげることは明
らかである。

なお、本発明の脱スケール方法は全てのステンレス鋼種
に適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における電解酸洗装置を模式的に
示す断面図、第２図は従来の高濃度硫酸−液による電解
酸洗装置を模式的に示す断面図である。 ２・電屏槽　　　　　　４・・・高１儂度硫酸水溶液１
０・・直流電源　　　　１２・・陽極板１４　陰極板　
　　　　１６・・・ステンレス鋼帯１８・・・硝酸水溶
液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステンレス冷延・焼鈍鋼帯を硫酸電解および硝酸
   電解により脱スケールするに当り、硫酸濃度９００〜１
   ２５０ｇ／ｌの前記硫酸電解の槽内に陰極板のみを配置
   し、前記硝酸電解の槽内に陽極板のみを配置し、前記両
   電極間に直流電圧を印加することを特徴とするステンレ
   ス冷延・焼鈍鋼帯の電解酸洗方法。