WO2023067869A1 - クッションタンク装置 - Google Patents

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WO2023067869A1
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cushion tank
sludge
pickling
tank
cushion
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Inventor
和浩 森本
僚輔 池田
Original Assignee
Ｊｆｅスチール株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the present invention relates to a cushion tank device capable of storing pickling liquid and sludge from a pickling tank for pickling steel strips.
  • pickling is carried out by As the pickling method, there are a BOX type, a shallow type, a jet type, a deep type pickling tank, and the like.
  • the BOX type and the shallow type have a weir installed in the pickling tank, and the jet type has a higher pickling efficiency than the deep type by installing an injection nozzle in the tank and is widely used.
  • the pickling line When the pickling line is stopped, it is necessary to separate the steel strip from the pickling liquid in order to prevent over-pickling of the steel strip remaining in the pickling tank.
  • shallow type and deep type pickling tanks when the line is stopped, the steel strip is lifted by a strip lifter or the like to be separated from the pickling solution.
  • the box-type and jet-type pickling tanks since the conveying rollers and nozzles are provided above the steel strip in the pickling tank, it is difficult to take measures to prevent excessive pickling by lifting the steel strip.
  • the box-type and jet-type pickling tanks are provided with a cushion tank.
  • the pickling solution in the pickling tank is temporarily sent to the cushion tank for storage, and the liquid level in the pickling tank is lowered to a point where the steel strip is not immersed in the pickling solution. It has been practiced to prevent over-pickling of the band.
  • This sludge removal work is performed by sucking the sludge from the outside or scooping it up manually after the pickling liquid is discharged. Since this work requires sludge removal over a wide area, there are problems such as long production stoppages and high labor costs for cleaning.
  • a spray nozzle is installed inside the pickling tank to suppress sludge accumulation on the bottom of the pickling tank.
  • Patent Document 1 a method of adhering and removing sludge using magnetic force
  • Patent Document 3 a method of providing an inclined plate or a hopper at the bottom of the pickling tank to discharge the sludge
  • Patent Document 4 a method of installing a sludge discharger having a movable scraper in the acid system
  • Patent Document 1 the method of installing the injection nozzle in the pickling tank disclosed in Patent Document 1 cannot be applied to a pickling tank in which a large number of weirs are arranged, such as the BOX type, because there is no installation space for the injection nozzle. I had a problem.
  • the injection nozzle prevents the sludge from accumulating on the bottom of the pickling tank, the sludge must be recovered in the attached tank or piping as before.
  • Patent Document 3 The structure disclosed in Patent Document 3, in which an inclined plate and a hopper are provided at the bottom of the pickling tank, requires extra space in the pickling tank, and cannot be applied to a BOX type or a jet type pickling tank. there was a point
  • the angle of the inclined plate cannot be set large, so there is a problem that the sludge accumulated on the inclined plate does not flow to the hopper and stays there.
  • the diameter of the lower part of the hopper is smaller than the capacity of the pickling tank, the sludge adheres to the lower part of the hopper, making it impossible to discharge the sludge.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a cushion tank device that has a simple structure and is capable of efficiently discharging sludge.
  • a cushion tank device comprises a cushion tank capable of storing the pickling liquid and sludge discharged from the pickling tank, and a cushion tank provided at the bottom of the cushion tank.
  • a cushion tank device comprising: a discharge pipe for discharging the sludge to the outside of the cushion tank; and an opening/closing member for opening and closing the discharge pipe.
  • the sludge is inclined with respect to the horizontal at an angle larger than the angle of repose of the sludge with respect to the wall surface, and is characterized in that it is provided with an inclined surface that guides the sludge to the discharge pipe.
  • the cushion tank device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the angle of the slope portion is 45[°] or more and 80[°] or less with respect to the horizontal.
  • the pickling tanks from the cushion tank to the pickling tank are arranged at different positions in the height direction of the cushion tank in the lower part of the cushion tank. It is characterized by having a plurality of liquid-sending pipes for liquid-sending.
  • the cushion tank device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, it is equipped with a cleaning pipe through which a cleaning liquid can flow along the inner wall surface of the cushion tank device.
  • the cleaning pipe is arranged so as to allow the cleaning liquid to flow in a tangential direction at an arbitrary position on the inner wall surface of the cushion tank. It is characterized.
  • the cleaning pipe forms an angle of 45[°] between a normal line at an arbitrary position of the inner wall surface of the cushion tank and the cleaning pipe. It is characterized by being arranged so as to be 135[°] or less.
  • the cushion tank device according to the present invention has an effect of being able to efficiently discharge sludge with a simple structure.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a pickling facility equipped with a cushion tank device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of the cushion tank device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the cushion tank device according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a pickling facility 100 equipped with a cushion tank device 4 according to an embodiment.
  • the pickling equipment 100 includes a pickling tank 1, a cushion tank device 4, a sludge recovery tank 6, a liquid sending pipe 7, a liquid sending pump 9, and the like.
  • the cushion tank device 4 according to the embodiment also includes a cushion tank 40, a discharge pipe 43, a discharge valve 44, liquid supply pipes 8a and 8b, a cleaning pipe 10, and the like.
  • the pickling tank 1 containing the pickling liquid 3 is divided by a plurality of weirs 101 along the conveying direction of the steel strip 2 .
  • the steel strip 2 is moved by the pickling liquid 3 in the pickling tank 1 by a conveying roller pair 102 provided at the entrance of the pickling tank 1 and a plurality of conveying roller pairs 103 provided on the top of each weir 101 . It is transported while being continuously immersed in the The steel strip 2 is continuously immersed in the pickling solution 3 in the pickling tank 1 to wash scales and the like adhering to the front and back surfaces of the steel strip 2 . Further, by washing the steel strip 2 in this manner, sludge by-produced by the reaction between the steel strip 2 and the pickling solution 3 is deposited on the bottom of the pickling tank 1 .
  • the sludge deposited on the bottom of the pickling tank 1 can be removed by opening the on-off valve 72 at the time of periodic maintenance, etc., to discharge the outflow port provided at the lower downstream side in the pickling tank 1 in the conveying direction of the steel strip 2. It flows out from 71 together with the pickling liquid 3 .
  • the pickling liquid 3 and sludge that have flowed out are discharged through the liquid feeding pipe 7 into a cushion tank 40 provided in a cushion tank device 4 provided below the pickling tank 1 .
  • FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of the cushion tank device 4 according to the embodiment. 2, arrow A indicates the horizontal direction, and arrow B indicates the height direction (vertical direction) of the cushion tank 40. As shown in FIG.
  • the cushion tank 40 provided in the cushion tank device 4 is a storage section that temporarily stores the pickling liquid 3 and the sludge 13 from the pickling tank 1 .
  • the cushion tank 40 has a cylindrical portion 41 provided at the upper portion in the height direction and a slope portion 42 provided at the lower portion.
  • a liquid feed pipe 7 for discharging the pickling liquid 3 and the sludge 13 from the pickling tank 1 to the cushion tank 40 is connected to the cylindrical portion 41 of the cushion tank 40 .
  • the sludge 13 discharged together with the pickling liquid 3 into the cushion tank 40 through the liquid feeding pipe 7 is allowed to stand and settle in the pickling liquid 3 and is deposited in the lower part of the cushion tank 40 .
  • the open/close valve 92 provided in the pipe connecting the liquid feed pump 9 and the inflow port 91 provided at the lower upstream side in the pickling tank 1 in the conveying direction of the steel strip 2 is opened. do.
  • at least one of the opening/closing valve 81a and the opening/closing valve 81b is opened, and the liquid feed pump 9 is operated.
  • the pickling liquid 3 in the cushion tank 40 is sent to the pickling tank 1 by the liquid sending pump 9 through at least one of the liquid sending pipe 8a and the liquid sending pipe 8b.
  • the discharge valve 44 which is an opening/closing member for opening and closing the discharge pipe 43 provided at the bottom of the cushion tank 40, is opened.
  • the sludge 13 in the cushion tank 40 is discharged to the sludge recovery tank 6 through the discharge pipe 43 .
  • the slope portion 42 provided at the bottom of the cushion tank 40 according to the embodiment is provided at an angle ⁇ with respect to the horizontal (horizontal direction) in order to guide the sludge 13 to the discharge pipe 43 .
  • the angle of repose referred to here is the limit angle at which the sludge 13 wet with the pickling liquid 3 does not slide out from the inner wall surface 40a of the slope portion 42.
  • the angle ⁇ of the slope portion 42 can also be said to be the angle of the inner wall surface 42a of the slope portion 42 with respect to the horizontal (horizontal direction).
  • the slope portion 42 is inclined with respect to the horizontal direction at an angle ⁇ that is larger than the angle of repose.
  • the angle ⁇ should be set larger than the angle of repose under actual conditions.
  • the angle ⁇ of the slope portion 42 is preferably 45[°] ⁇ 80[°], and 60[°] ⁇ 80[°]. It is preferable that
  • the angle ⁇ of the slope portion 42 is 45[°] or more, the sludge 13 tends to flow down from the slope portion 42 toward the discharge pipe 43 due to its own weight, and the sludge 13 is difficult to stay on the inner wall surface 40a of the slope portion 42 .
  • the diameter of the cushion tank 40 at the upper end portion of the slope portion 42 in the height direction of the cushion tank 40 is the same, the diameter of the cushion tank 40 at the lower end portion of the slope portion 42 increases as the angle ⁇ of the slope portion 42 increases. needs to be increased. Therefore, as the angle .theta. If the angle ⁇ of the slope portion 42 is 80° or less, the diameter of the discharge valve 44 is not increased more than necessary. Excellent cost-effectiveness for the effect of making
  • the angle ⁇ of the slope portion 42 may be changed stepwise in the height direction of the cushion tank 40 . This makes it possible to improve the degree of freedom in designing the shape of the cushion tank 40, the installation space, and the like.
  • a plurality of liquid feeding pipes 8a and 8b for feeding the pickling liquid 3 from the cushion tank 40 to the pickling tank 1 are different in the height direction of the cushion tank 40. It is preferably placed in position.
  • the liquid-sending pipe 8a and the liquid-sending pipe 8b are simply referred to as the liquid-sending pipe 8 when not particularly distinguished.
  • two liquid feeding pipes 8a and 8b are provided, but the number of liquid feeding pipes 8 is not limited to two. One or more is acceptable.
  • a plurality of liquid feeding pipes 8 When a plurality of liquid feeding pipes 8 are arranged, a plurality of liquid feeding pipes 8a arranged at different positions in the height direction of the cushion tank 40 according to the amount of sludge 13 accumulated in the lower portion of the cushion tank 40. 8b to be used.
  • the upper liquid-feeding pipe 8a is closed while the on-off valve 81a corresponding to the liquid-feeding pipe 8a is closed.
  • the open/close valve 81b corresponding to the pipe 8b is opened.
  • the pickling liquid 3 is discharged from the cushion tank 40 to the pickling tank 1 using the upper liquid feeding pipe 8b.
  • the opening/closing valve 81a corresponding to the liquid-feeding pipe 8a is opened, and acid is discharged from the cushion tank 40 using at least the lower liquid-feeding pipe 8a.
  • a pickling liquid 3 is discharged into the washing tank 1 .
  • the on-off valve 81b corresponding to the upper liquid-sending pipe 8b is also opened, so that the liquid-sending pipe 8b can also be used for discharging the pickling liquid 3.
  • the height of the sludge 13 accumulated in the lower portion of the cushion tank 40 can be determined, for example, by the following method.
  • FRP Fiber Reinforced Plastics
  • the cushion tank 40 is illuminated from the outside to the inside, the sludge 13 becomes a darker shadow than the surrounding pickling liquid 3 . Using this, the height at which the sludge 13 is accumulated is judged visually.
  • a sludge height detection sensor for detecting the height of the sludge 13 is provided in the cushion tank 40, and the sludge 13 accumulates based on the detection result of the sludge height detection sensor. Determine your height.
  • the cleaning pipe 10 for passing the cleaning liquid from the outside of the cushion tank 40 into the cushion tank 40 is connected.
  • the sludge 13 adhering to the inner wall surface 40a of the cushion tank 40 can be washed away with the cleaning liquid, so that it is possible to suppress the sludge 13 from remaining on the inner wall surface 40a. This eliminates the need for an operator to enter the cushion tank 40 and collect the sludge 13 adhering to the inner wall surface 40a.
  • the cleaning pipe 10 is preferably connected to the cushion tank 40 so as to be positioned above the height of the cushion tank 40 at which the sludge 13 can accumulate, which is determined in advance from experiments and operational results. .
  • the cleaning pipe 10 is connected to the cushion tank 40 so that the discharge port 111 through which the cleaning liquid is discharged is located in the upper portion of the slope portion 42 in the height direction of the cushion tank 40. is preferred.
  • the cleaning pipe 10 is arranged so that the cleaning liquid can flow in the direction (tangential direction) in which the tangent line LT passing through the point P, which is an arbitrary position on the inner wall surface 40a of the cushion tank 40, extends.
  • the discharge port 111 is positioned and arranged.
  • the cleaning pipe 10 is not limited to being arranged so that the cleaning liquid can flow in the tangential direction. That is, as shown in FIG. 3, in the cleaning pipe 10, the angle ⁇ between the normal line LN passing through the point P, which is an arbitrary position on the inner wall surface 40a, and the cleaning pipe 10 is 45[°] ⁇ It is preferable to arrange so as to be 135[°].
  • the conventional pickling equipment requires cleaning 12 times/year in each of the pickling tank, piping, and cushion tank.
  • the cleaning frequency in the pickling tank and in the pipes is twice/by periodically feeding the liquid from the pickling tank into the cushion tank to settle and collect the sludge. decreased over the years.
  • the frequency of cleaning the inside of the cushion tank is 0 times/year, and cleaning by the operator is unnecessary. Therefore, in the pickling equipment of the example of the present invention, the line stop time required for cleaning can be reduced, and the labor cost for cleaning can be reduced.
  • the sludge 13 was discharged from the angle ⁇ (see FIG. 2) of the slope portion 42 provided at the bottom of the cushion tank 40 and the discharge pipe 43 connected to the bottom.
  • the relationship between the time and the residual sludge 13 was evaluated.
  • the results are shown in Table 2 below.
  • " ⁇ " indicates the case where the sludge 13 hardly remained on the slope portion 42 .
  • “O” indicates the case where the sludge 13 remains slightly on the slope portion 42 .
  • “X” indicates that a large amount of sludge 13 remains on the slope portion 42 .

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Abstract

本発明のクッションタンク装置は、酸洗槽から排出された酸洗液及びスラッジを貯留可能なクッションタンクと、クッションタンクの底部に設けられ、クッションタンクの外にスラッジを排出するための排出管と、排出管を開閉する開閉部材と、を備えたクッションタンク装置において、クッションタンクの下部には、クッションタンクの内壁面に対するスラッジの安息角よりも大きい角度で水平に対して傾き、排出管へスラッジを導く斜面部が設けられている。

Description

クッションタンク装置
　本発明は、鋼帯を酸洗する酸洗槽からの酸洗液及びスラッジを貯留可能なクッションタンク装置に関する。
　従来、熱間圧延後の鋼帯は、冷間圧延を行う前に、鋼帯表面に付着したスケール等を除去するために酸洗が施される。具体的には、酸洗液を収容した酸洗槽を鋼帯の搬送方向に複数配置し、これら複数の酸洗槽中を連続的に通板しながら鋼帯を酸洗液に浸漬させることによって酸洗が行われている。酸洗方式としては、ＢＯＸ式、Ｓｈａｌｌｏｗ式、噴流式、及び、Ｄｅｅｐ式酸洗槽等がある。ＢＯＸ式及びＳｈａｌｌｏｗ式は酸洗槽内に堰を設置し、噴流式は槽内に噴射ノズルを設置することによって、Ｄｅｅｐ式に比べて高い酸洗効率を有しており広く普及している。
　酸洗ラインの停止時には、酸洗槽内に残留する鋼帯の過酸洗を防止する為、鋼帯と酸洗液とを分離することが必要である。Ｓｈａｌｌｏｗ式及びＤｅｅｐ式の酸洗槽では、ライン停止時にストリップリフター等で鋼帯を持ち上げて、酸洗液と分離することが行われている。これに対して、ＢＯＸ式及び噴流式の酸洗槽では、酸洗槽内の鋼帯上方に搬送ローラやノズルを有する為、鋼帯を持ち上げての過酸洗防止処置が困難である。一般に、ＢＯＸ式及び噴流式の酸洗槽には、クッションタンクが併設されている。ライン停止時には、酸洗槽内の酸洗液を一時的にクッションタンクに送って貯留し、酸洗槽の液面高さを酸洗液に鋼帯が浸からないところまで下げることによって、鋼帯の過酸洗を防止することが行われている。
　熱間圧延後の鋼帯を酸洗する場合には、鋼帯表面のスケールや金属と酸洗液とからなる化合物がスラッジとなって、酸洗槽、クッションタンク、及び、これらに付帯する配管内に堆積する。堆積が進行することによって、舞い上がったスラッジが鋼帯に付着して品質異常を発生させたり、堆積したスラッジが固着することによって酸洗液の送液ができなくなったりする等の問題が発生し得る。そのため、スラッジの堆積量が規定値に達する前に、酸洗槽内、クッションタンク内、及び、配管内のスラッジの除去を行う必要がある。このスラッジ除去の作業は、酸洗液を排出した後に、外部からスラッジを吸引したり人力でスラッジを掬ったりすることにより行われる。この作業は、広範囲のスラッジ除去が必要なため、長時間の生産停止が必要であったり、清掃に要する労務コストが高かったりといった問題があった。
　酸洗槽内のスラッジの堆積を抑制したり、効率的にスラッジを回収したりするための手段として、酸洗槽内に噴射ノズルを設置し、酸洗槽の底部へのスラッジの堆積を抑制する方法（特許文献１）や、磁気力を利用してスラッジを付着除去する方法（特許文献２）や、酸洗槽の底部に傾斜板やホッパーを設けて、スラッジを排出する方法（特許文献３）や、酸系統に可動式のスクレーパーを有するスラッジ排出装置を設置する方法（特許文献４）などが提案されている。
特開２０２１－１４６０１号公報 特開２０００－１８９８３４号公報 実開昭６２－１２２８６４号公報 特開昭６２－２７５８１号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された、酸洗槽内に噴射ノズルを設置する方法は、ＢＯＸ式のように堰が多数配置されている酸洗槽では、噴射ノズルの設置スペースが無く適用できないという問題があった。また、噴射ノズルにより酸洗槽の底部へのスラッジの堆積は抑制されるものの、スラッジの回収は付帯のタンクや配管内で従来通り実施する必要があった。
　特許文献２に開示された、磁気力を利用してスラッジを付着除去する方法では、回収可能なスラッジは主成分がＦｅ等の磁性を有するスラッジに限られる。そのため、ハイテン材や電磁材の酸洗時に発生するＳｉが主成分のスラッジは回収できないという問題があった。また、スラッジを付着除去させて除去するという方法のため、装置内部に侵入したスラッジの清掃が必要となるといった問題もあった。
　特許文献３に開示された、酸洗槽の底部に傾斜板及びホッパーを設ける構造では、酸洗槽内に余剰スペースが必要であり、ＢＯＸ式や噴流式の酸洗槽には適用できないという問題点があった。また、酸洗槽内のスペース制約によって、傾斜板の角度を大きく設定できないため、傾斜板上に堆積したスラッジがホッパーへ流れず滞留するといった問題があった。加えて、酸洗槽の容量と比較してホッパー下部の口径が小さいため、ホッパー下部でスラッジが固着し、スラッジが排出できなくなるという問題があった。さらには、このような構造の設備を設置するためには、酸洗槽本体の更新もしくは改造が必要であり、設置費用が高くなり、また工期も長くなるという点でも問題であった。
　特許文献４に開示された、酸系統中に可動式スクレーパーを有するスラッジ除去装置を設置する方法では、スラッジの固着によりスクレーパーが破損しやすく、さらにスラッジとの接触による摩耗によって頻繁にスクレーパーを取り替える必要があった。また、酸洗スラッジは非常に軽く沈降には比較的長い時間を必要とするため、スラッジ除去装置内で舞い上がったスラッジが、オーバーフロー配管より流出し、酸洗槽へ返送されてしまう問題があった。さらには、スラッジ除去装置の下方バルブを開放すると、スラッジとともに酸洗液が多量に廃棄されるため、原単位が悪化するという問題があった。また、酸系統中に新たに大規模なスラッジ除去装置の設置が必要であり、既設設備の改造も多く必要であるため、設置費用や工期の点も問題であった。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡便な構造で、効率よくスラッジを排出することができるクッションタンク装置を提供することである。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るクッションタンク装置は、酸洗槽から排出された酸洗液及びスラッジを貯留可能なクッションタンクと、前記クッションタンクの底部に設けられ、前記クッションタンクの外に前記スラッジを排出するための排出管と、前記排出管を開閉する開閉部材と、を備えたクッションタンク装置において、前記クッションタンクの下部には、前記クッションタンクの内壁面に対する前記スラッジの安息角よりも大きい角度で水平に対して傾き、前記排出管へ前記スラッジを導く斜面部が設けられていることを特徴とするものである。
　また、本発明に係るクッションタンク装置は、上記の発明において、前記斜面部の前記角度は、水平に対して４５［°］以上８０［°］以下であることを特徴とするものである。
　また、本発明に係るクッションタンク装置は、上記の発明において、前記クッションタンクの下部に、前記クッションタンクの高さ方向で異なる位置に配置された、前記クッションタンクから前記酸洗槽に前記酸洗液を送液するための複数の送液配管を備えることを特徴とするものである。
　また、本発明に係るクッションタンク装置は、上記の発明において、前記クッションタンク装置の内壁面に沿って洗浄液を通液可能な洗浄配管を備えることを特徴とするものである。
　また、本発明に係るクッションタンク装置は、上記の発明において、前記洗浄配管は、前記クッションタンクの内壁面の任意の位置における接線方向に前記洗浄液を通液可能なように配置されていることを特徴とするものである。
　また、本発明に係るクッションタンク装置は、上記の発明において、前記洗浄配管は、前記クッションタンクの内壁面の任意の位置における法線と前記洗浄配管とでなす角の角度が、４５［°］以上１３５［°］以下となるように配置されていることを特徴とするものである。
　本発明に係るクッションタンク装置は、簡便な構造で、効率よくスラッジを排出することができるという効果を奏する。
図１は、実施形態に係るクッションタンク装置を備えた酸洗設備の概略構成を示す図である。 図２は、実施形態に係るクッションタンク装置の概略構成を示す正面図である。 図３は、実施形態に係るクッションタンク装置の概略構成を示す平面図である。
　以下に、本発明に係るクッションタンク装置の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
　図１は、実施形態に係るクッションタンク装置４を備えた酸洗設備１００の概略構成を示す図である。
　図１に示すように、実施形態に係る酸洗設備１００は、酸洗槽１、クッションタンク装置４、スラッジ回収タンク６、送液配管７、及び、送液ポンプ９などを備えている。また、実施形態に係るクッションタンク装置４は、クッションタンク４０、排出管４３、排出バルブ４４、送液配管８ａ，８ｂ、及び、洗浄配管１０などを備えている。
　実施形態に係る酸洗設備１００においては、酸洗液３が収容された酸洗槽１が、鋼帯２の搬送方向に沿って酸洗槽１が複数の堰部１０１によって区分けされている。鋼帯２は、酸洗槽１の入口に設けられた搬送ローラ対１０２や、各堰部１０１の上部にそれぞれ設けられた複数の搬送ローラ対１０３などによって、酸洗槽１の酸洗液３の中を連続的に浸漬されながら搬送される。鋼帯２は、酸洗槽１の酸洗液３の中を連続的に浸漬されることにより、鋼帯２の表面及び裏面に付着したスケール等の洗浄が行われる。また、このように鋼帯２の洗浄が行われることによって、酸洗槽１の底部には、鋼帯２と酸洗液３との反応によって副生されたスラッジが堆積する。
　酸洗槽１の底部に堆積したスラッジは、定期メンテナンスなどの際に、開閉バルブ７２を開放することによって、鋼帯２の搬送方向において酸洗槽１内の下流側下部に設けられた流出口７１から酸洗液３と共に流出する。流出した酸洗液３及びスラッジは、送液配管７を通って、酸洗槽１よりも下方に設けられたクッションタンク装置４が備えるクッションタンク４０内に排出される。
　図２は、実施形態に係るクッションタンク装置４の概略構成を示す正面図である。なお、図２中、矢印Ａは水平方向を示しており、矢印Ｂはクッションタンク４０の高さ方向（鉛直方向）を示している。
　図２に示すように、クッションタンク装置４が備えるクッションタンク４０は、酸洗槽１からの酸洗液３及びスラッジ１３を一時的に貯留する貯留部である。クッションタンク４０は、高さ方向で上部に設けられた円筒部４１と、下部に設けられた斜面部４２とを有している。酸洗槽１からクッションタンク４０に酸洗液３及びスラッジ１３を排出するための送液配管７は、クッションタンク４０の円筒部４１に接続されている。
　送液配管７を通ってクッションタンク４０内に酸洗液３と共に排出されたスラッジ１３は、酸洗液３中で静置沈降させて、クッションタンク４０内の下部に堆積させる。そして、スラッジ１３の沈降完了後、鋼帯２の搬送方向において酸洗槽１内の上流側下部に設けられた流入口９１と送液ポンプ９とを繋ぐ配管に設けられた開閉バルブ９２を開放する。それとともに、開閉バルブ８１ａと開閉バルブ８１ｂとの少なくとも一方を開放させて、送液ポンプ９を作動させる。これにより、クッションタンク４０内の酸洗液３は、送液配管８ａと送液配管８ｂとの少なくとも一方を通って送液ポンプ９により酸洗槽１へ送液される。
　酸洗液３をクッションタンク４０から酸洗槽１へ酸洗液３を送液した後、クッションタンク４０の底部に設けられた排出管４３を開閉する開閉部材である排出バルブ４４を開放する。これにより、クッションタンク４０内のスラッジ１３は排出管４３を通ってスラッジ回収タンク６へ排出される。
　ここで、実施形態に係るクッションタンク４０の下部に設けられた斜面部４２は、排出管４３へスラッジ１３を導くために、水平（水平方向）に対して角度θで傾いて設けられている。また、斜面部４２の角度θは、斜面部４２における内壁面４０ａに対するスラッジ１３の安息角よりも大きく設定されている。なお、ここで言う前記安息角は、酸洗液３によって濡れた状態のスラッジ１３が、斜面部４２における内壁面４０ａから滑り出さない限界の角度のことである。そのため、本実施形態において、斜面部４２の角度θとは、水平（水平方向）に対する斜面部４２における内壁面４２ａの角度とも言える。
　実施形態に係るクッションタンク装置４においては、斜面部４２が前記安息角よりも大きい角度θで水平方向に対して傾いている。これによって、排出バルブ４４を開放させて排出管４３からスラッジ１３をスラッジ回収タンク６へ排出する際に、内壁面４０ａ上のスラッジ１３が自重で斜面部４２に沿って排出管４３に向かって流れ落ちる。このように、実施形態に係るクッションタンク装置４では、クッションタンク４０内にスラッジ１３がほとんど留まらずにスラッジ回収タンク６へ排出される。よって、実施形態に係るクッションタンク装置４においては、簡便な構造でクッションタンク４０内から効率よくスラッジ１３を排出して、スラッジ回収タンク６に回収することができる。
　酸洗する材料や条件によって、スラッジの成分や粒のサイズ、水分量などが変わるため、実際の条件下での安息角よりも大きい角度θとすればよい。なお、実施形態に係るクッションタンク４０においては、斜面部４２の角度θとして、例えば、４５［°］≦θ≦８０［°］とするのが好ましく、６０［°］≦θ≦８０［°］とするのが好適である。
　斜面部４２の角度θが４５［°］以上であれば、スラッジ１３が自重で斜面部４２上から排出管４３に向かって流れ落ちやすく、斜面部４２における内壁面４０ａ上にスラッジ１３が留まり難い。
　また、クッションタンク４０の高さ方向で斜面部４２の上端部分におけるクッションタンク４０の径が同じ条件下では、斜面部４２の角度θが大きくなるほど、斜面部４２の下端部分におけるクッションタンク４０の径を大きくする必要がある。そのため、斜面部４２の角度θが大きくなるほど、斜面部４２の下端部分と接続される排出管４３の径が大きくなるとともに、排出管４３と接続される排出バルブ４４の径も大きくなる。斜面部４２の角度θが８０［°］以下であれば、排出バルブ４４の径を必要以上に大型化させることがないため、スラッジ１３を自重で斜面部４２上から排出管４３に向かって流れ落ちさせる効果に対して、費用対効果に優れる。
　また、実施形態に係るクッションタンク４０においては、斜面部４２の角度θをクッションタンク４０の高さ方向で段階的に変化させてもよい。これにより、クッションタンク４０の形状や設置スペースなどの設計の自由度を向上させることが可能となる。
　また、実施形態に係るクッションタンク４０には、クッションタンク４０から酸洗槽１へ酸洗液３を送液するための複数の送液配管８ａ，８ｂが、クッションタンク４０の高さ方向で異なる位置に配置されるのが好ましい。なお、本実施形態において、送液配管８ａと送液配管８ｂとを特に区別しないときには、単に送液配管８とも記す。また、図１及び図２に示したクッションタンク装置４では、２つの送液配管８ａ，８ｂが設けられているが、送液配管８の数としては２つに限定されるものではなく、２つ以上であればよい。また、複数の送液配管８は、クッションタンク４０の斜面部４２に配置するのが好ましい。
　送液配管８を複数配置する場合には、クッションタンク４０の下部に堆積したスラッジ１３の堆積量に応じて、クッションタンク４０の高さ方向で異なる位置に配置された複数の送液配管８ａ，８ｂから選択して使用する。
　例えば、図２に示すように下側の送液配管８ａと同程度の高さまでスラッジ１３が堆積している場合には、送液配管８ａに対応した開閉バルブ８１ａを閉塞したまま上側の送液配管８ｂに対応した開閉バルブ８１ｂを開放させる。そして、上側の送液配管８ｂを使用してクッションタンク４０から酸洗槽１に酸洗液３を排出する。スラッジ１３の堆積が下側の送液配管８ａより十分低い場合には、送液配管８ａに対応した開閉バルブ８１ａを開放し、少なくとも下側の送液配管８ａを使用してクッションタンク４０から酸洗槽１に酸洗液３を排出する。この際、上側の送液配管８ｂに対応した開閉バルブ８１ｂも開放させ、送液配管８ｂも酸洗液３の排出に使用することができる。
　これにより、クッションタンク４０の下部に堆積したスラッジ１３が、酸洗液３と共に酸洗槽１へ戻されることを抑制することができる。また、スラッジ１３と共に排出管４３を通ってスラッジ回収タンク６に排出される酸洗液３の量を低減させることができる。
　なお、クッションタンク４０の下部にスラッジ１３がどれだけの高さで堆積しているかの判断は、例えば、次の方法によって行うことができる。クッションタンク４０がＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）で作製されている場合には、クッションタンク４０の外側から内側に光を当てると、スラッジ１３の部分が周りの酸洗液３よりも暗い影となる。これを利用して、スラッジ１３の堆積している高さを目視によって判断する。また、他の方法としては、クッションタンク４０内にスラッジ１３の高さを検知するためのスラッジ高さ検知センサを設けて、スラッジ高さ検知センサの検知結果に基づいて、スラッジ１３の堆積している高さを判断する。
　また、実施形態に係るクッションタンク装置４においては、クッションタンク４０の外からクッションタンク４０内に洗浄液を通液するための洗浄配管１０が接続されていることが好ましい。これにより、クッションタンク４０の内壁面４０ａに付着したスラッジ１３を洗浄液によって洗い流すことができるため、内壁面４０ａにスラッジ１３が残留するのを抑制することができる。よって、作業者がクッションタンク４０内に入って内壁面４０ａに付着したスラッジ１３を回収する作業が不要になる。
　なお、洗浄配管１０は、予め実験や操業実績などから求められる、クッションタンク４０の高さ方向でスラッジ１３が堆積し得る高さよりも上に位置するように、クッションタンク４０に接続することが好ましい。例えば、図２に示すように、洗浄配管１０は、クッションタンク４０の高さ方向で斜面部４２における上側部分に、洗浄液が排出される排出口１１１が位置するように、クッションタンク４０に接続することが好ましい。
　また、図３に示すように、洗浄配管１０は、クッションタンク４０の内壁面４０ａの任意の位置である点Ｐを通る接線ＬＴの延びる方向（接線方向）に、洗浄液を通液可能なように排出口１１１を位置させて配置している。これにより、クッションタンク４０の内壁面４０ａに沿って洗浄液を効率よく流すことができ、クッションタンク４０の内壁面４０ａに付着したスラッジ１３を効率よく洗い流すことができる。
　なお、洗浄配管１０は、前記接線方向に洗浄液を通液可能なように配置することに限定されるものではない。すなわち、図３に示すように、洗浄配管１０は、内壁面４０ａの任意の位置である点Ｐを通る法線ＬＮと洗浄配管１０とでなす角の角度Φが、４５［°］≦Φ≦１３５［°］となるように配置するのが好ましい。
　図１などに示す本発明のクッションタンク装置を備えた本発明例の酸洗設備（斜面部４２の角度θは６０［°］）と、従来のクッションタンク装置を備えた従来例の酸洗設備とにおけるスラッジの清掃頻度を比較した。同等の鋼帯の生産量にて１年間運転した際に想定される、酸洗槽内、配管内、及び、クッションタンク内のスラッジの清掃頻度を求めた。結果を下記表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１からわかるように、従来例の酸洗設備では、酸洗槽内、配管内、及び、クッションタンク内のそれぞれにおいて、１２回／年の清掃が必要である。一方、本発明例の酸洗設備では、定期的に酸洗槽からクッションタンク内に送液し、スラッジ沈降及び回収を実施することによって、酸洗槽内及び配管内の清掃頻度は２回／年に減少した。さらに、本発明例の酸洗設備では、クッションタンク内の清掃頻度は０回／年となり作業者による清掃が不要となる。そのため、本発明例の酸洗設備では、清掃のために必要なライン停止時間が少なくなるとともに、清掃にかかる労務コストを低減させることが可能となる。
　また、図１に示した酸洗設備１００において、クッションタンク４０の下部に設けられた斜面部４２の角度θ（図２参照）と、底部に接続された排出管４３からスラッジ１３を排出させたときのスラッジ１３の残留との関係の評価を行った。結果を下記表２に示す。なお、下記の表２において、「◎」は斜面部４２上にスラッジ１３がほとんど留まらなかった場合を示している。「〇」は斜面部４２上にスラッジ１３がわずかに留まった場合を示している。「×」は斜面部４２上に多量のスラッジ１３が留まった場合を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２からわかるように、斜面部４２の角度θが０［°］では、クッションタンク４０の底部に接続された排出管４３からスラッジ１３を排出させたときに、斜面部４２上にスラッジ１３が多量に留まってしまう。そのため、作業者がクッションタンク４０内に入ってスラッジを除去する作業が必要となる。一方、斜面部４２の角度θが、４５［°］及び６０［°］では、クッションタンク４０の底部に接続された排出管４３からスラッジ１３を排出させたときに、斜面部４２上にスラッジ１３がほとんど留まらない。そのため、作業者がクッションタンク４０内に入ってスラッジ１３を除去する作業が不要となる。斜面部４２の角度θが３０［°］では、斜面部４２上にわずかにスラッジ１３の残留が見られたが、洗浄液により除去可能である。
　本発明によれば、簡便な構造で、効率よくスラッジを排出することができるクッションタンク装置を提供することができる。
１　酸洗槽
２　鋼帯
３　酸洗液
４　クッションタンク装置
６　スラッジ回収タンク
７，８，８ａ，８ｂ　送液配管
９　送液ポンプ
１０　洗浄配管
１３　スラッジ
４０　クッションタンク
４０ａ　内壁面
４１　円筒部
４２　斜面部
４３　排出管
４４　排出バルブ
７１　流出口
７２，８１ａ，８１ｂ，９２　開閉バルブ
９１　流入口
１００　酸洗設備
１０１　堰部
１０２，１０３　搬送ローラ対
１１１　排出口

Claims (6)

  1. 　酸洗槽から排出された酸洗液及びスラッジを貯留可能なクッションタンクと、
    　前記クッションタンクの底部に設けられ、前記クッションタンクの外に前記スラッジを排出するための排出管と、
    　前記排出管を開閉する開閉部材と、
    　を備えたクッションタンク装置において、
    　前記クッションタンクの下部には、前記クッションタンクの内壁面に対する前記スラッジの安息角よりも大きい角度で水平に対して傾き、前記排出管へ前記スラッジを導く斜面部が設けられていることを特徴とするクッションタンク装置。
  2. 　請求項１に記載のクッションタンク装置において、
    　前記斜面部の前記角度は、水平に対して４５［°］以上８０［°］以下であることを特徴とするクッションタンク装置。
  3. 　請求項１または２に記載のクッションタンク装置において、
    　前記クッションタンクの下部に、前記クッションタンクの高さ方向で異なる位置に配置された、前記クッションタンクから前記酸洗槽に前記酸洗液を送液するための複数の送液配管を備えることを特徴とするクッションタンク装置。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクッションタンク装置において、
    　前記クッションタンク装置の内壁面に沿って洗浄液を通液可能な洗浄配管を備えることを特徴とするクッションタンク装置。
  5. 　請求項４に記載のクッションタンク装置において、
    　前記洗浄配管は、前記クッションタンクの内壁面の任意の位置における接線方向に前記洗浄液を通液可能なように配置されていることを特徴とするクッションタンク装置。
  6. 　請求項４に記載のクッションタンク装置において、
    　前記洗浄配管は、前記クッションタンクの内壁面の任意の位置における法線と前記洗浄配管とでなす角の角度が、４５［°］以上１３５［°］以下となるように配置されていることを特徴とするクッションタンク装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0987873A (ja) * 1995-09-29 1997-03-31 Kawasaki Steel Corp 固体粒子の排出方法および装置

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