JP2002001415A

JP2002001415A - 熱間圧延鋼帯の脱スケール方法とその装置及びメカニカルスケールブレカー

Info

Publication number: JP2002001415A
Application number: JP2000185204A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Mabuchi; 勝美馬渕; Tomoko Kikuchi; 智子菊池; Shinichi Yokosuka; 伸一横須賀; Kenji Horii; 健治堀井; Tsuneo Nakamura; 恒雄中村; Shigetoshi Kazama; 成年風間
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、より効果的に機械的な手段と
電解手段との組み合わせによる脱スケール速度の高速
化、表面品質の向上、酸洗に使用する酸量の削減および操
業温度の低温化を図る熱間圧延鋼帯の脱スケール方法と
その装置及びメカニカルスケールブレーカーを提供する
にある。【解決手段】本発明は、熱間圧延鋼帯をバックアップ
ロールによって各々支持されている直径４０〜７０ｍｍ
を有する少なくとも３本のワークロールによって順次前
記鋼帯の表裏に交互に曲げを付与させて前記鋼帯の表面
の酸化スケールを除去した後、３０〜６０℃の電解質溶
液中で電解処理を施す熱間圧延鋼帯の脱スケール方法。
その装置は、熱間圧延鋼帯の表裏に交互に曲げを付与す
るように配置された直径４０〜７０ｍｍを有する少なく
とも３本のワークロールと、ワークロールの各々をバッ
クアップするバックアップロールとを備えたメカニカル
スケールブレーカーと、スケールブレーカーを通過した
鋼帯を３０〜６０℃に保持された電解質水溶液に浸漬し
ながら電解処理する電解槽とを有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な熱間圧延鋼
帯の脱スケール方法とその装置及びメカニカルスケール
ブレーカーに関する。

【０００２】

【従来の技術】熱延鋼帯上に存在する酸化スケールは、
冷間圧延時に表面損傷の原因となるためにその除去が必
要となる。従来、最も実施されている方法は、８５℃以
上の高温の塩酸に浸漬する方法である。塩酸は鋼板の流
れと逆方向に流しており、入り口側でその濃度は１５％
程度である。脱スケールの速度を高めるために、スケー
ルブレーカを使用してスケールに亀裂を入れる方法があ
る。

【０００３】特開昭６０―２６１６１７にはテンション
レベラを用いて鋼板に３.５％以上の表面歪みを与える
こと、ロール径３０〜１００ｍｍでの曲げと酸洗が示さ
れている。また特開平５―７６９２３においては、熱延
鋼板に０．５〜５％未満の伸び率を与えながら少なくと
も２本のロールで曲げを付与することが示されている。
これらの公知技術は、機械的にスケールを剥ぎ取るこ
と、またはスケールにクラックを入れることにより酸液
との接触面積を増加させること、または下地を溶解させ
ることによりスケールを浮き上がらせることにより脱ス
ケール時間を短縮させる手段を利用したものである。

【０００４】また脱スケール速度を高める他の方法とし
ては、特開平７―１３８８００に記載されるように、６
０℃以上の塩酸溶液中で鋼板に電流を流す方法や、特開
平１０―８２９８に記載されるように、メカニカルスケ
ールブレーカーと６０℃以下の塩酸溶液に過酸化水素等
の脱スケール促進剤を添加した酸液を循環させながら電
解処理する方法がある。スケールブレーカにより酸化ス
ケールに亀裂を入れ、また酸化物を脱落させる方法は、
脱スケール速度を高め、また脱スケールに使用する酸の
絶対量を減少させるのに有効であるが、それに続く工程
が、高温の塩酸溶液であるために、ミストの処理、通板
速度が低下した場合の下地の過剰な溶解による品質の低
下や塩酸の無駄な消費が生じるだけでなく、環境の悪化
も引き起こすという問題がある。

【０００５】また電解を併用する方法においても、６０
℃以上での塩酸中での電解では上記の問題を避けること
ができず、また塩酸の温度が低い場合には、過酸化水素
の添加をするために、過酸化水素注入設備等の過剰な設
備等が必要になる。

【０００６】特開平４―３３９５１３号公報には、直径
３０〜１００ｍｍのワークロールによる曲げと、酸洗に
よる脱スケールが示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、下記
の通りである。（１）塩酸の使用量を削減又は全廃すること。（２）電解槽の温度を低くすること。（３）冷間圧延速度に応じた脱スケール速度を迅速に
コントロールすることにより、表面品質を向上させると
ともに、塩酸の不必要な消費を低減させること。

【０００８】普通鋼の脱スケールでは、鉄酸化物の酸中
における溶解度が高いという理由からおもに高温の塩酸
が使用されている。生じる反応は Fe₂O₃+6HCl→2FeCl₃+3H₂O （式１） Fe₃O₄+8HCl→2FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O （式２）である。脱スケール速度のスピードアップを図るには、
この反応速度を促進させればよい。この溶解反応は、化
学的であるために酸濃度および温度をあげることにより
通常は達成することができる。しかし、この方法では廃
酸のコストや環境・設備上の問題点、表面品質の問題点
から制約があり、できれば（式１）、（式２）で示した
ように酸の使用量を極力少なくするかもしくは全廃する
こと、および電解槽の温度を低下させることが望まれ
る。

【０００９】普通鋼板の製造設備では、脱スケール設備
と圧延設備が連続した一貫製造ラインになっている。板
厚や焼鈍条件が異なるさまざまな鋼板が流れるたびに圧
延速度は常に変化している。温度や濃度条件を迅速に変
化させることは非常に困難であるために、脱スケール条
件は、最高圧延速度において脱スケールできる条件に設
定されている。従って、圧延速度が低下した場合には、
いわゆる酸洗しすぎという過酸洗の状態になり、塩酸の
無駄な消費や表面品質の悪化を引き起こす。また、幅広
い鋼板を脱スケールした後に、幅の狭い鋼板が通板され
た時、脱スケール面積が減少するために、過酸洗の状態
になる。このために、（式３）で示した、任意の脱スケ
ール速度を任意の速度に迅速に変化させることができる
技術および過酸洗の状態にたとえなったとしてもできる
だけ酸の無駄な消費や表面品質低下を防止する技術が望
まれる。

【００１０】本発明の目的は、より効果的に機械的な脱
スケールと電解処理による化学的な脱スケールとのより
適切な組み合わせによって脱スケール速度の高速化およ
び操業温度の低温化を図る熱間圧延鋼帯の脱スケール方
法とその装置及びメカニカルスケールブレーカーを提供
するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱間圧延鋼帯
をバックアップロールによって各々支持されている直径
４０〜７０ｍｍ、好ましくは５０〜６５ｍｍを有する少
なくとも３本のワークロールによって順次前記鋼帯の表
裏に交互に曲げを付与させた後、３０〜６０℃の電解質
溶液中で電解を施すことを特徴とする熱間圧延鋼帯の脱
スケール方法にある。

【００１２】更に、本発明は、熱間圧延鋼帯に曲げを付
与する直径４０〜７０ｍｍを有する少なくとも３本のワ
ークロールと該ワークロールを支持するバックアップロ
ールとを備えたメカニカルスケールブレーカーと、該ス
ケールブレーカーを通過した前記鋼帯を４０〜６０℃の
温度に加熱される電解質水溶液に浸漬しながら電解処理
する電解槽とを備えたことを特徴とする熱間圧延鋼帯の
脱スケール装置にある。

【００１３】即ち、本発明に係る普通鋼帯の脱スケール
は、通常８５℃以上の濃厚な塩酸を使用しているが、塩
酸の使用量の削減および操業条件のマイルド化または酸
の全廃が要求されている。脱スケール条件を緩和するた
めに、塩酸濃度や温度を低減することは脱スケール速度
を遅くし、生産性を悪くさせる。そのために操業条件を
緩和し、かつ生産性が従来より劣らない技術が必要とな
っている。これを達成するために本発明においては、ス
ケールブレーキングに直径４０〜７０ｍｍのロールを使
用して、鋼帯に曲げを付与させた後に、６０℃以下の電
解質溶液中で電解することにより従来と比較して高速で
かつマイルドな条件下で脱スケールを行うプロセスを見
出した。また、電解電流の値を制御することにより任意
の速度で脱スケールを実施することが可能となる。この
ように、特定の曲げ量と低い温度での電解により鋼帯表
面の肌荒れが少なく、光沢のある表面が得られる。曲げ
量は鋼帯の厚さに応じて変えることが好ましい。

【００１４】前述のワークロールを用いて、曲げを鋼帯
に付与し、スケールを剥離させることにより、塩酸の使
用量を削減させることができる。また無機酸を使用しな
い場合は、前述のワークロールを用いて鋼板に曲げを付
与し、スケールを剥離させた後に、NaCl,CaCl₂,MgCl₂,N
a₂SO₄等の塩水溶液中で電解することにより達成させる
ことができる。（１）従来技術においては、塩酸溶液の温度は８５℃
以上であるが、上記スケールブレーキングと６０℃以下
の無機酸もしくは塩水溶液中で電解することにより脱ス
ケールを行うことができ、浴温度を低下させることが可
能となる。（２）前述したように、従来の酸溶液浸漬による脱ス
ケール方法では、冷間圧延速度が遅くなった場合や脱ス
ケール面積の大きい鋼板のあとに次いで小さいものが通
板された場合において、塩酸の温度や濃度の浴条件を急
激に変化させることは非常に困難であるために、過酸洗
の状態になり、下地を必要以上に溶解させるために、肌
荒れを起こすばかりでなく、塩酸の不必要な消費も増大
させてしまう。浴の温度を低下させることにより過酸洗
の状態になっても下地の溶解量を低減することができ
る。また、酸濃度の低下や酸を使用しないことができれ
ばよりその効果は顕著になる。しかしながら、酸温度の
低下や酸濃度を低下させると脱スケール速度そのものが
低下するという問題が生じる。これを解決するために、
脱スケール速度の低下を電解によりアシストする方法を
用いれば、通板速度に応じて電解に使用する電流値を適
切にコントロールすることにより、最適な条件で脱スケ
ールを行うことが可能になる。

【００１５】高温に加熱された普通鋼帯が熱間圧延機で
圧延される過程において表面に生成する酸化物スケール
の組成は、ほとんどがマグネタイト(Fe₃O₄)であり、そ
の厚さは１０ミクロン以上になる。これにワークロール
を使用して鋼帯に曲げを施すことにより、酸化物スケー
ルにクラックが導入されるとともに、そのスケールの一
部が脱落する。そのためにスケールの絶対量が減少する
ので、前述の（式１）および（式２）で示されるよう
に、スケールを溶解するのに使用する塩酸の量を低減す
ることができる。

【００１６】温度および濃度をあげることなく脱スケー
ル速度を速めること、すなわち溶解反応速度を速めるた
めに、本発明においては、電解を使用した。鋼板に電流
を流した場合、アノード側においては（式３）および
（式４）式で示される電気化学的な溶解反応が生じ、ま
たカソード側においては（式５）で表わされる水素ガス
反応によって皮膜剥離効果による脱スケール促進作用が
生じる。

【００１７】 Fe₂O₃+6H⁺+2e→2Fe⁺+3H₂O （式３） Fe₃O₄+8H⁺+2e→2Fe⁺+4H₂O （式４） 2H⁺+2e→H₂ （式５）普通鋼板の下地はにおいては、カソード反応であるがた
めに鉄の溶出反応は生じず、肌荒れを防止することがで
きる。従って、電解の最終段階において鋼板にカソード
反応が生じるように、電極を陽極にした方が良い。アノ
ード領域においては、（式６）で表わされる鉄の溶解反
応が生じる。ここで放出された電子は、（式３）および
（式４）式で表わされる反応によって酸化物の溶解が生
じる。アノード領域においてはガス発生反応が生じるの
で、それによる皮膜剥離効果も同時に生じる。

【００１８】2H₂O→O₂+4H⁺+4e （式７）スケールブレーキングを施した場合、電解液が酸化スケ
ール内部まで浸透しやすくなるために上記反応（式１）
〜（式７）が生じ易くなり、反応が迅速に進む。ただ
し、電解液として塩酸を使用しない場合は、（式１）お
よび（式２）の反応は生じない。すなわち酸を使用しな
い場合は、ガス発生および下地溶解によるスケール剥離
効果により脱スケールされる。

【００１９】本発明では、従来の酸洗のような低酸洗速
度を改善でき、また従来のメカニカルな酸化スケール除
去のような不完全さを改善することができ、酸化スケー
ルの除去速度、効率、除去性能、表面品質を格段に向上
させることができる。また従来の酸洗のような高温でな
いために、または酸を使用しないために、塩酸ヒューム
の減少等の環境緩和に優れている。

【００２０】本発明においては、前述の脱スケールの後
に冷間圧延機と、該冷間圧延された前記鋼帯を巻き取る
巻き取り手段とを備えたこと、前記電解処理における電
流値を変化させて、前記脱スケール速度を任意の速度に
制御する速度制御手段を備えたことを特徴とするもので
ある。この脱スケール後の冷間圧延の速度に応じた適切
な脱スケール速度の制御により品質向上及び塩酸消費量
の低減が得られるものである。

【００２１】本発明は、熱間圧延鋼帯の表裏に交互に曲
げを付与するように配置された直径４０〜７０ｍｍ好ま
しくは５０〜６５ｍｍを有する少なくとも３本のワーク
ロールと、該ワークロールの各々をバックアップするバ
ックアップロールとを備え、前記ワークロールは前記鋼
帯の進行方向に対して前記バックアップロールの軸より
後方に位置するたことを特徴とするメカニカルスケール
ブレーカーにある。ワークロールをバックアップロール
の斜め後方で、鋼帯がワークロールに直接接して曲げを
受ける位置に配置する。従って、ワークロールをより細
い径にしてもバックアップロールによって鋼帯から受け
る力を支えることが出来るので十分耐えることが出来
る。

【００２２】以上のように、本発明は、より効果的に機
械的な脱スケールと電解処理による化学的な脱スケール
とのより適切な組み合わせによって脱スケール速度の高
速化、表面品質の向上、酸洗に使用する酸量の削減および
操業温度の低温化を図ることが出来る。

【００２３】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は、本発明にな
る熱間圧延普通鋼帯の酸化スケール除去装置の一実施例
を示す全体構成図である。酸化スケールが表面に存在す
る普通鋼帯１は、シャーを通った後にスケールブレーカ
ー３に導入される。スケールブレーカにおいては、普通
鋼帯に曲げを付与させるため直径４０〜７０ｍｍのワー
クロールが少なくとも３本備えられており、普通鋼帯に
引っ張りを与えながら曲げ加工が施される。鋼帯は、ブ
ライドル４を通った後に、電解槽８および９に導入され
る。電解槽に導入される水溶液は、塩酸,硫酸等で代表さ
れる無機酸もしくはNaCl、CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄で代表
される塩水溶液であり、その温度は３０〜６０℃であ
る。ここで示した実施例は、電解液に塩酸を使用した場
合である。電解液の種類および温度によって、後に示す
表１および２にあるように電解槽の長さが異なってく
る。電解槽の長さによって電解槽の数も変化する。図２は、本実施例のメカニカルスケールブレーカの詳細
な断面図である。本実施例では、熱間圧延鋼帯の表裏に
交互に曲げを付与するように配置された直径４０〜６５
ｍｍを有する少なくとも３本のワークロールと、該ワー
クロールの各々をバックアップするバックアップロール
とを備え、ワークロールは鋼帯の進行方向に対してバッ
クアップロールの軸より後方に位置する様に配置したも
のである。ワークロールをバックアップロールの斜め後
方で、鋼帯がワークロールに直接接して曲げを受ける位
置に配置している。従って、ワークロールを前述の様に
より細い径にしてもバックアップロールによって鋼帯か
ら受ける力を支えることが出来るので十分耐えることが
出来る。

【００２４】本実施例においては、曲げ加工を与えるた
めのワークロール２３は大きな曲げ率を与えるために前
述のようにロール径が極めて小さく、鋼帯の引張り力に
よってワークロール２３自身に曲げが生じるので、その
曲げを抑制するためにバックアップロール２４が用いら
れる。本実施例では、ワークロール２３は上段側に３
個、下段側に２個が設けられ、全部で５個である。上段
側は油圧シリンダーで上下に自在に稼動され、鋼帯１が
搬送される前は上部にあり、引っ張りがかかるようにな
った状態で下降して、鋼帯１に曲げがかかるようにな
る。曲げの量は鋼帯１の酸化の程度によって制御され
る。ピンチロール２５は鋼帯１を拘束するものである。
ワークロール２３はいずれもバックアップロール２４の
軸中心から鋼帯１の移動方向の斜め後方に設けることに
より、鋼帯１の移動に伴う移動方向の力と軸方向の力を
バックアップロール２４にて支える様にしたものであ
る。本実施例では、上部の３個のワークロール２３が一
体に形成され、鋼帯１の通板レベルに対して下側に位置
させて曲げが加わる様になっている。下側のワークロー
ル２３も上下に移動可能であり、鋼帯１の厚さに応じて
調整される。又、上部の３個のワークロール２３は通板
レベルに対して上側に位置させることが出来る。

【００２５】本実施例では、スケールブレーカに使用す
るロールは直径が５０ｍｍ、電解液として４０℃の塩酸
を使用した場合を示しており、電解槽の数は２槽であ
る。電解液は、電解槽第２槽の鋼帯出口側から供給さ
れ、電解槽第１槽の鋼帯入り口側から取り出される。各
槽において脱スケール効率を上げるために電解が併用さ
れている。各槽とも鋼帯に対してその両側に複数の電極
６および７が設置されており、その電極間に直流で電流
を流すことより間接的に鋼帯に電流が流れる。電流は、
直流電解電源５によって供給される。スケール剥離効果
による脱スケール効率をあげるために、電解の前半にお
いては普通鋼帯がアノードになるように前半に陰電極が
配置され、後半においては普通鋼帯の肌荒れを防止する
ために普通鋼帯がカソードになるように陽電極が配置さ
れている。電極の材料は、酸中で使用する場合はチタンパラジウム
被覆板あるいはチタン、白金板などの不溶性電極が使用
される。中性の塩を使用する場合は、これらの被覆を施す
必要は生じない。５０℃以下の低温であるので、従来の
技術にあるような高温の塩酸を使用した場合に発生する
ヒュームもなく緩和された環境で脱スケールが実施でき
る。塩酸は鋼板の出口側から導入され、鋼板の入り口側から
取り出される。取り出された水溶液は、ＦｅＣｌ２を含
む塩酸溶液であり、酸回収装置１４により高濃度の塩酸
に再生された後、酸タンク１５に貯えられ、再使用され
る。電解液に塩酸を使用せず、塩水溶液を使用する場合
では、図３に示すように酸回収装置を持たない構成とな
る。他の構成は同じである。電解槽から取り出された溶
液には多量のスケールを含むために、フイルター１６に
よって分離回収される。電解液の濃度は、酸の場合とは
異なりほとんど変化しないために、わずかに不足した分
のみを補えばよい。

【００２６】図４は、スケールブレーカによって脱落す
るスケールの割合を、ワークロールの径に対してプロッ
トしたものである。使用した板の厚さは、２．３ｔであ
る。ロールの径が７０ｍｍ以下になると急激にスケール
の剥離量が増加する。しかし、直径４０ｍｍ以下では電
解液の温度を上げても脱スケール率の変化は見られな
い。従って、ロール直径は４０ｍｍ以上とするものであ
る。更に、８０ｍｍを越えると脱スケール時間は長くな
る。又、（式１）および（式２）に示されるように、ス
ケールの絶対量が減少するとそれに伴い、スケール溶解
に使用される酸の量が反比例して減少させることができ
る。さらに剥離効果が生じ、酸化物として浮遊した状態
で電解槽から流出するものもあるために、さらに使用す
る酸量は減少する。

【００２７】図５は、種々の曲げ径で3回の曲げを付与さ
せた鋼板を、種々の温度の１０％ＨＣｌ水溶液中で、１
０Ａｃｍ^ッ ²の電流密度でアノード電解を施した場合の、
脱スケール時間の曲げ径依存性を示したものである。い
ずれの温度においても、曲げ径が小さくなるにつれて、
脱スケール時間は短くなる。曲線の傾きは、温度が高く
なるにつれて緩やかになるが、５０℃を超えるとほとん
ど変化しなくなる。またロール直径が４０ｍｍになると
温度依存性は見られなくなる。曲げ径が小さくなるにつ
れて、脱スケール時間が短くなるのは、図４に示すよう
にスケールの絶対量が減少するためである。曲げ径を小
さくすればするほど、脱スケール時間は短くなるが、そ
れに伴いスケールブレーカーが巨大化するとともに、鋼
板に大きな歪みが与えられ鋼板の機械的特性が悪くなっ
てしまう。曲げ径を小さくすることによる脱スケール時
間の短縮率は、曲げ径が小さい領域では顕著でなくなる
ことが考えられる。従って、脱スケールの効率の良い最
適な曲げ径を決めるためには、脱スケールの速度が一番
速いところを選択するのが望ましい。従って塩酸溶液の
温度が４０〜５０℃及びロール直径４０〜７０ｍｍのと
き脱スケール効率がもっとも高いものである。

【００２８】図６は、図５に示した脱スケール時間を図
４に示した残存するスケール率（各値を１から引いた
値）で割った値（同じスケール量における脱スケール時
間に相当する値、ここではＴとして表わす）の曲げ径依
存性を示している。図５の場合と同様に、曲げ径が小さ
くなるにつれてＴは小さくなるが、曲げ径が直径５０ｍ
ｍから６０ｍｍの間において最小となりそれより曲げ径
が小さくなるとＴは再び大きくなる。温度が上昇するに
つれてＴは短くなるが、５０℃以上においてはほとんど
変化しない。比較の８０ｍｍで３回曲げを付与させた後
に８５℃、１０％塩酸中で脱スケールした場合では、Ｔ
の値は約３０であるために、本発明を用いた場合は、少
なくとも曲げ径が直径７０ｍｍ以下であれば従来と比較
して速い速度でかつ低温で脱スケールすることが可能と
なる。温度を上昇させると、ロール径が大きくなった場
合においてもＴの値は、従来と比較して小さい。しか
し、鋼板が電解槽に入ってから鋼板の表面温度が５０℃
に加熱されるまでにタイムラグがあり、温度が低い領域
で存在する期間がある。従って、最適な曲げを付与する
ためのロール径は、３０℃でも従来と比較して速い速度
で脱スケールが可能なロール径１００ｍｍ以下が適して
いる。図４〜図６に示した例は板厚が２．３ｔの場合を
示しているが、板厚が厚くなった場合は、同じロールを
使用しても伸び率が大きくなるために、図６に示される
最小のＴを示す曲げ径の値は大きくなる。

【００２９】図７は板厚が４ｔの場合におけるＴの曲げ
径依存性を示したものである。最小Ｔ値を示す曲げ径は
直径５０〜７０ｍｍである。実際のラインにおいては種
々の厚さの鋼板を処理しなければならず、その多くの板
厚が２．３ｔ〜４ｔの間であり、その度にロールを交換
することは不可能である。従って、どの板厚にも対応で
きるようにロール径は７０ｍｍ以下とし、板厚に応じて
メカニカルブレーカーの押圧角度を変えることによって
最適の条件を得ることが出来る。

【００３０】（実施例２）表１は、本発明を電解液が１
０％塩酸とした場合の、種々の条件で脱スケールした場
合の脱スケール速度、脱スケールに必要な酸液量および
電解槽の長さを比較例の条件を１とした場合の、短縮率
を示したものである。電解条件も全て１０Aｄｍ^ッ ²であ
る。比較例１は、スケールブレーキングを施した後に、
８５℃の１０％塩酸中で脱スケールした場合を示してい
る。前述したように、スケールブレーキングを施すこと
によりスケールが脱落し、その脱落量は曲げ径が小さく
なるにつれて多くなるために、脱スケールに必要最低酸
量は曲げ径が小さくなるとともに少なくなる。

【００３１】

【表１】

【００３２】比較例１及び３における電解槽の数は４
個、本発明１、３及び５では３個であるが、本発明２、
４及び６は２個である。

【００３３】図５に示したように、スケールブレーキン
グの曲げ径が小さくなるにつれて脱スケール時間が短く
なるので、それに反比例して電解槽長さを短くすること
ができる。ここで示した(以下においても同様)必要最低
酸液量は、スケールを溶解するのに必要な絶対的な酸の
量を示しており、電解（酸洗）槽が長くなること（また
は短くなること）による液量の増加分（または減少分）
は考慮していない。ここで示す酸洗槽の長さは、通板速
度を200m/minとした場合、脱スケールするのに必要な長
さとして表わしている。比較例２は、スケールブレーキ
ングを施した後に、４０℃、１０％塩酸溶液中で脱スケ
ールした場合を示している。電解を併用していないため
に、脱スケール速度は、遅く、酸洗槽のは長くなる。比
較例３は、ロール径を比較例１の場合より小さくφ５０
としてスケールブレーキングを施した後に、８５℃、１
０％塩酸中で脱スケールした場合を示している。比較例
１の場合よりロール径を小さくしても、脱スケール速度
はそれほど速くならない。以上のことから、本発明のス
ケールブレーキングと電解の併用は、脱スケール速度の
高速化、電解(酸洗)槽の短縮化に非常に有効であること
がわかる。

【００３４】（実施例３）表２に、電解液として酸を使
用しない場合の本発明の実施例を示す。酸を全く使用し
ない場合でも、脱スケールできることがわかる。ただ
し、脱スケール速度は低下するために電解槽は長くな
り、電解液の量も増加する。しかしながら、図３に示す
ように、図１に示されている膨大な酸回収装置が不要で
ありまた図には示していないが酸ヒュームの回収装置が
不要となり、わずかながらの電解液の予備タンクのみと
なるために、設備の簡略化が可能となるばかりでなく、
酸を全く使用しないことから酸による設備の腐食を防止
することもなく、また環境面においても優れている。

【００３５】

【表２】

【００３６】電解槽の数は、本発明７では７個、８では
６個、１０では８個とすることができる。

【００３７】（実施例４）表３に曲げの回数を変化させ
た場合の、本発明の実施例を示す。曲げの回数を比較例
の場合の３より少ない２回とした場合、スケールブレー
キングにより脱落するスケール量は少なくなるために、
必要酸液量は増加する。しかし、脱スケール速度は比較
例の場合と同じであり、電解槽の長さは同等である。曲
げの回数を比較例の場合より増加させ４回とすると、ス
ケールブレーキングにより脱落すスケール量は３回の場
合より多くなり、必要酸液量は減少する。また脱スケール
速度が速くなるために、電解槽長さは短くなる。曲げの
回数を５回にするとその効果はさらに顕著になる。しか
し、曲げの回数が６回になると、回数を増やすことによ
る必要酸液量の減少および電解槽長さの短縮の効果は小
さくなる。そのために、曲げの最適回数は３回〜５回程
度が望ましい。

【００３８】

【表３】

【００３９】電解槽の数は、本発明はいずれも２個とす
ることができる。

【００４０】（実施例５）図８に示す本実施例は、実施
例１で示したデイップ型の電解酸洗槽の代わりに、噴流
型の酸洗槽を適用した装置の全体構成図である。使用す
る酸は実施例１と同様の濃度の塩酸を使用している。電
極は、図９に示すように電解槽内のせきの中に収められ
ており、せきの先端からやや引っ込んだ位置に電極面が
常に存在するように設置されている。このような構造に
より鋼板と電極との接触により発生するスパークによっ
て鋼板の品質が低下することを防ぐことができる。また
これらのせきは、鋼板が移動することによる攪拌効果を
引き起こすために、脱スケール効率をさらに向上させる
ことができる。

【００４１】（実施例６）表４には、電解電流の値を変
化させた場合の、脱スケール速度の変化を示している。
電解電流の値を大きくすると、脱スケール速度は増大
し、逆に小さくすると脱スケール速度は遅くなる。従っ
て、冷間圧延速度が低下した場合は、電解電流値をその
ままにしておくと過酸洗の状態になるので、電流値を下
げることにより過酸洗の状態を避けることができる。冷
間圧延速度が同じであっても、鋼板の幅が増加した場合
は、脱スケールが終了しなくなり、その場合は電流値を
上げることにより脱スケール速度をあげ、脱スケールを
終了させるように制御することが可能となる。このよう
に、電流値を変化させることにより、脱スケール速度を
任意の速度に瞬間的に変化させることができるので、過
酸洗や不完全な脱スケールの状態を避けることが可能と
なる。電流値が５０Ａｄｍ^-2を超えると脱スケール速度
は短縮しなくなる。

【００４２】

【表４】

【００４３】電解槽の数は、本発明１４では７個、１５
では４個、１６〜１９では２個とすることができる。

【００４４】(実施例７)本実施例において、無機酸とし
て塩酸以外に、温度４０℃、１０％硫酸を使用し、表３
と同様に直径５０ｍｍのスケールブレーカー、３回、電
解処理した場合は、塩酸を使用した場合と比較して、脱
スケール速度はやや遅くなるが、４０℃の低温でも短時
間に脱スケールすることができ、しかも塩酸の場合に見
られるヒュームの問題がほとんどみられない。電解槽の
数は本発明２４では３個とすることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明により塩酸使用量の削減または全
廃、脱スケール速度の高速化、脱スケール速度のコント
ロールによる表面品質の向上および塩酸の不必要な消
費、環境緩和が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例になる脱スケールプロセスを
実施する装置の全体概略図。

【図２】本発明に係るスケールブレーカの断面図。

【図３】本発明の一実施例になる脱スケールプロセスを
実施する装置の全体概略図。

【図４】本発明の実施例になる鋼板の曲げ回数とそれに
より脱落するスケール割合の関係を示す線図。

【図５】本発明の実施例になる曲げ径と脱スケール時間
との関係を示す線図。

【図６】ロールの曲げ径と同体積あたりの脱スケール時
間との関係を示す線図。

【図７】脱スケールプロセスを実施する装置の全体概略
図。

【図８】脱スケールプロセスを実施する装置の全体概略
図。

【図９】本発明の電解槽に用いられる電極の断面図。

【符号の説明】

１…鋼帯、２…入り口側コイルカー、３…スケールブレ
ーカー、４…ブライドル、５…電解電源、６…アノード
電極、７…カソード電極、８…電解槽（第１槽）、９…
電解槽（第２槽）、１０…電解液、１１…ミル、１２…
オイラー、１３…出口側コイルカー、１４…酸回収シス
テム、１５…酸タンク、１６…フィルター、１７…塩水
溶液タンク、１８…電解槽（第３槽）、１９…電解槽
(第４槽)、２０…せき、２１…電極材、２２…油圧シリ
ンダー、２３…ワークロール、バックアップロール、２
５…ピンチロール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横須賀伸一茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立事業所内 (72)発明者堀井健治茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立事業所内 (72)発明者中村恒雄茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立事業所内 (72)発明者風間成年茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱間圧延鋼帯をバックアップロールによっ
て各々支持されている直径４０〜７０ｍｍを有する少な
くとも３本のワークロールによって順次前記鋼帯の表裏
に交互に曲げを付与させて前記鋼帯の表面の酸化スケー
ルを除去した後、３０〜６０℃の電解質溶液中で電解処
理を施すことを特徴とする熱間圧延鋼帯の脱スケール方
法。
【請求項２】請求項１において、前記電解質溶液は、塩
酸及び硫酸のいずれかの無機酸又はNaCl,CaCl₂,MgCl₂
_及びNa₂SO₄のいずれかの塩溶液であることを特徴とする
熱間圧延鋼帯の脱スケール方法。
【請求項３】請求項１又は２において、前記鋼帯の両面
に電流密度２〜５０Ａ・ｄｍ^ッ ²の電流を流すことを特徴
とする熱間圧延鋼帯の脱スケール方法。
【請求項４】熱間圧延鋼帯を長手方向に連続的に移動さ
せながら機械的に脱スケールすると共に、次いで電解処
理する熱間圧延鋼帯の脱スケール方法において、前記熱
間圧延鋼帯に伸び率で２〜１０％の引っ張りを与えなが
らバックアップロールによって各々支持されている直径
４０〜７０ｍｍを有する少なくとも３本のワークロール
によって順次前記鋼帯の表裏に交互に曲げを付与させた
後、３０〜６０℃の電解質溶液中で前記電解処理を施す
ことを特徴とする熱間圧延鋼帯の脱スケール方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、前記電
解処理における電流の値を変化させて前記脱スケール速
度を制御することを特徴とする熱間圧延鋼帯の脱スケー
ル方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかにおいて、前記熱
間圧延鋼帯を脱スケールした後に冷間圧延することを特
徴とする熱間圧延鋼帯の脱スケール方法。
【請求項７】熱間圧延鋼帯の表裏に交互に曲げを付与す
るように配置された直径４０〜７０ｍｍを有する少なく
とも３本のワークロールと、該ワークロールの各々をバ
ックアップするバックアップロールとを備えたメカニカ
ルスケールブレーカーと、該スケールブレーカーを通過
した前記鋼帯を３０〜６０℃に保持された電解質水溶液
に浸漬しながら電解処理する電解槽とを有することを特
徴とする熱間圧延鋼帯の脱スケール装置。
【請求項８】熱間圧延鋼帯の表裏に交互に曲げを付与す
るように配置された直径４０〜７０ｍｍを有する少なく
とも３本のワークロールと、該ワークロールをバックア
ップするバックアップロールとを備えたメカニカルスケ
ールブレーカーと、該スケールブレーカーを通過した前
記鋼帯を３０〜６０℃に保持された電解質水溶液に浸漬
しながら電解処理する電解槽と、前記電解槽を出た前記
鋼帯を冷間圧延する冷間圧延機と、該冷間圧延された前
記鋼帯を巻き取る巻き取り手段とを備えたことえを特徴
とする熱間圧延鋼帯の製造設備。
【請求項９】請求項７又は８において、前記電解処理に
おける電流値を変化させて、前記脱スケール速度を任意
の速度に制御する速度制御手段を備えたことを特徴とす
る熱間圧延鋼帯の製造設備。
【請求項１０】熱間圧延鋼帯の表裏に交互に曲げを付与
するように配置された直径４０〜７０ｍｍを有する少な
くとも３本のワークロールと、該ワークロールの各々を
バックアップするバックアップロールとを備え、前記ワ
ークロールは前記鋼帯の進行方向に対して前記バックア
ップロールの軸より後方に位置することを特徴とするメ
カニカルスケールブレーカー。
【請求項１１】前記ワークロールは前記鋼帯の通板レベ
ルより上側又は下側に位置するように調整する調整手段
を有することを特徴とするメカニカルスケールブレーカ
ー。