JP2015523469A - オーステナイト系ステンレス冷延鋼板を製造するための高速酸洗プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
(上記式(1)及び(3)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
(上記式(5)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
(上記式(1)及び(3)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
(上記式(5)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
0g/L≦[metal]<10g/L、[H2O2]min=4.5g/L、ORP 600mV
10g/L≦[metal]<20g/L、[H2O2]min=2.5g/L、ORP 500mV
20g/L≦[metal]<40g/L、[H2O2]min=0.5g/L、ORP 400mV
40g/L≦[metal]<60g/L、[H2O2]min=0〜0.2g/L、ORP 350mV
(上記式(1)及び(3)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
(上記式(4)においてtは酸洗時間(秒)、CはHF濃度(g/l)、Tは酸洗温度(℃)を示す。)
0g/L=[metal]<10g/L、[H2O2]min=10〜5.5g/L
10g/L=[metal]<20g/L、[H2O2]min=3.5g/L
20g/L=[metal]<40g/L、[H2O2]min=1.5g/L
40g/L=[metal]<60g/L、[H2O2]min=1g/L
(上記式(5)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
中性塩電解及び硫酸電解の実施の有無によるオーステナイト系冷延鋼板の酸化スケールの酸洗性を確認するために、16%以上のクロム組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼板を中性塩電解処理及び硫酸電解処理してそれぞれCr、Mn、Feからなるスケール層を除去した。
混酸槽内での表面電位による冷延鋼板の表面状態を観察するために、上記実施例1により得られた、中性塩電解処理及び硫酸電解処理によって1次スケールが除去された鋼板を用いて、表面電位によるシリコン酸化膜の酸洗の有無を評価した。
本実施例は、オーステナイト系冷延鋼板の混酸酸洗において−0.2Vの表面電位を得るための過酸化水素濃度と鉄イオン濃度との関係を確認するためのものであり、上記実施例1により得られた、中性塩電解処理及び硫酸電解処理によって1次スケールが除去された鋼板を用いて、表面電位によるシリコン酸化膜の酸洗の有無を評価した。
本実施例は中性塩電解を行う場合の適正操業条件を確認するためのものであり、中性塩電解槽の溶液温度、印加電流及び硫酸ナトリウム濃度を下記表2に記載されたように調節して行ったことを除いて上記実施例1と同じ方法で中性塩電解を行った。
本実施例は硫酸電解を行う場合の適正操業条件を確認するためのものであり、硫酸電解槽の溶液温度、印加電流及び硫酸濃度を下記表3に記載されたように調節して行ったことを除いて上記実施例1と同じ方法で中性塩電解を行った。
本実施例は中性塩電解及び硫酸電解の適正処理時間を確認するためのものであり、中性塩電解処理時間及び硫酸電解処理時間を表4に示したように調節したことを除いて実施例1と同様に中性塩電解処理及び硫酸電解処理を行った。
本実施例は混酸槽での適正処理条件を確認するためのものであり、上記実施例1により得られた、中性塩電解処理及び硫酸電解処理によって1次スケールが除去された鋼板に対し、表5のような組成の混酸溶液及び処理条件で混酸酸洗を行った。この際、混酸溶液の処理温度は40〜45℃であり、過酸化水素濃度については、実施例3及び図3に基づいて、溶液中の鉄濃度によって鋼板の表面電位を−0.1Vに維持するための濃度で過酸化水素を調節した。
本実施例は耐食性向上のための混酸槽での適正処理条件を確認するためのものであり、実施例1により得られた、中性塩電解処理及び硫酸電解処理によって1次スケールが除去された鋼板に対し、下記表5のような条件で混酸溶液で処理した。この際、過酸化水素濃度については、実施例3及び図3に基づいて、溶液中の鉄濃度によって鋼板の表面電位を−0.1Vに維持するための濃度で過酸化水素を調節した。一方、硫酸濃度は120g/lに調節した。
混酸溶液の温度による過酸化水素の自己分解の程度を観察するために、フッ酸35g/l、硫酸120g/l及び過酸化水素10g/lを含み、上記過酸化水素の安定剤としてp‐トルエンスルホン酸(PTSA)を過酸化水素含量の1.5重量%で含む混酸溶液において、溶液の温度変化による残留過酸化水素含量を測定し、その結果を図5に示した。
(上記式においてtは残留過酸化水素濃度の半減期(min)、Tは温度(℃)を示す。)
本実施例はオーステナイト系冷延鋼板の低温混酸酸洗において−0.2Vの表面電位を得るための過酸化水素濃度と鉄イオン濃度との関係を確認するためのものであり、上記実施例1により得られた、中性塩電解処理及び硫酸電解処理によって1次スケールが除去された鋼板を用いて、表面電位によるシリコン酸化膜の酸洗の有無を評価した。
本実施例は混酸槽での適正処理条件を確認するためのものであり、上記実施例1により得られた、中性塩電解処理及び硫酸電解処理によって1次スケールが除去された鋼板に対し、表7のような組成の混酸溶液及び処理条件で混酸酸洗を行った。この際、混酸溶液の処理温度は15〜32℃であり、過酸化水素濃度については、実施例10及び図6に基づいて、溶液中の鉄濃度によって鋼板の表面電位を−0.1Vに維持するための濃度で過酸化水素を調節した。
(上記式(1)及び(3)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
(上記式(5)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
(上記式(1)及び(3)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
(上記式(5)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
(上記式(1)及び(3)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
0g/L≦[metal]<10g/L、[H2O2]min=10〜5.5g/L
10g/L≦[metal]<20g/L、[H2O2]min=3.5g/L
20g/L≦[metal]<40g/L、[H2O2]min=1.5g/L
40g/L≦[metal]<60g/L、[H2O2]min=1g/L
(上記式(5)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。)
Claims (18)
- 16重量%以上のクロムを含有する高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板からシリコン酸化物を除去する、高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法であって、
硝酸を含まず、初期組成が硫酸110〜150g/l、遊離フッ酸15〜30g/l及び過酸化水素濃度4.5g/l以上を含み、鉄イオンは実質的に含まない混酸溶液中に、冷延鋼板を浸漬することにより、前記冷延鋼板からシリコン酸化物を除去する、高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。 - 前記混酸溶液の過酸化水素濃度は混酸溶液中の鉄イオンとの関係で下記式(1)を満たし、前記混酸溶液の酸化還元電位(ORP)は混酸溶液中の鉄イオン濃度との関係で下記式(2)又は(3)を満たす、請求項1に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。
過酸化水素濃度=0.00736+10×e−[metal]/13.2 …(1)
ORP=600mV、但し、鉄イオン濃度≦10g/l …(2)
ORP=310+431×e−[metal]/25.24、但し、鉄イオン濃度>10g/l …(3)
(前記式(1)及び(3)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。) - 酸洗後の結晶粒界の幅(W)を1μm以上に形成する、請求項1に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。
- 前記浸漬は、前記混酸溶液の温度(T)、フッ酸濃度(C)及び処理時間(t)が下記式(4)を満たすように制御される、請求項3に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。
酸洗後の結晶粒界の幅(W)=−0.184+0.0131・t+0.016・C+0.01・T …(4) - 16重量%以上のクロムを含有する高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板からシリコン酸化物を除去する、高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法であって、
20〜32℃の温度に維持され、硝酸を含まず、初期組成が硫酸110〜150g/l、遊離フッ酸25〜40g/l及び過酸化水素濃度5.5g/l以上を含み、鉄イオンは実質的に含まない混酸溶液中に、冷延鋼板を浸漬することにより、前記冷延鋼板からシリコン酸化物を除去する、高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。 - 前記過酸化水素は、鉄イオンの濃度との関係で下記式(5)を満たす、請求項5に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。
過酸化水素濃度=0.805+9.2×e−[metal/15.56] …(5)
(前記式(5)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。) - 前記混酸溶液中に浸漬された前記冷延鋼板の表面電位は−0.2〜0.1Vに維持される、請求項1から6のいずれか一項に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。
- 前記混酸溶液に前記冷延鋼板を10〜100秒間浸漬する、請求項1から6のいずれか一項に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。
- 前記冷延鋼板からのシリコン酸化物の除去は、中性塩電解処理段階及び硫酸電解処理段階の後、又は硫酸電解処理段階の後に行われ、
前記中性塩電解処理段階は硫酸ナトリウム電解質を含む電解溶液を用いて鋼板の表面からCr‐リッチスケールを電解除去し、
前記硫酸電解処理段階は硫酸を電解質として含む電解溶液を用いてCr及びFeの残留スケールを電解除去する、請求項1から6のいずれか一項に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。 - 前記中性塩電解処理段階は、オーステナイト系ステンレス鋼板を50〜90℃の温度の中性塩電解溶液内に浸漬し、鋼板の表面電位が+、−、+の順に形成されるように10〜30A/dm2の電流密度を30秒〜120秒間印加することにより行われる、請求項9に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。
- 前記中性塩電解溶液内に硫酸ナトリウム電解質を100〜250g/l含む、請求項10に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。
- 前記硫酸電解処理段階は、中性塩電解処理段階を経たオーステナイト系ステンレス鋼板を30〜60℃の温度の硫酸電解溶液に浸漬し、鋼板の表面電位が+、−、+の順に形成されるように10〜30A/dm2の電流密度を5〜50秒間印加することにより行われる、請求項9に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。
- 前記硫酸電解溶液は硫酸を50〜150g/l含む、請求項12に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板の酸洗方法。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の酸洗方法により得られる高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板であって、
前記鋼板の圧延方向に対して60°の角度で測定された光沢度が150以上である、高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板。 - 前記高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板は表面の結晶粒界の幅が1μm以上である、請求項14に記載の高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板。
- 16重量%以上のクロムを含有する高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板からシリコン酸化物を除去するための混酸溶液であって、
硝酸を含まず、硫酸110〜150g/l、遊離フッ酸15〜25g/l及び過酸化水素を含み、前記過酸化水素の濃度は前記混酸溶液中の鉄イオンとの関係で下記式(1)を満たし、酸化還元電位(ORP)は混酸溶液中の鉄イオン濃度との関係で下記式(2)又は(3)を満たす、混酸溶液。
過酸化水素濃度=0.00736+10×e−[metal]/13.2 …(1)
ORP=600mV、但し、鉄イオン濃度≦10g/l …(2)
ORP=310+431×e−[metal]/25.24、但し、鉄イオン濃度>10g/l …(3)
(前記式(1)及び(3)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。) - 16重量%以上のクロムを含有する高クロムオーステナイト系ステンレス冷延鋼板からシリコン酸化物を除去する混酸溶液であって、
硝酸を含まず、硫酸110〜150g/l、遊離フッ酸25〜40g/l及び過酸化水素を含み、前記過酸化水素は混酸溶液中の鉄イオン濃度との関係で下記式(5)を満たす、混酸溶液。
過酸化水素濃度=0.805+9.2×e−[metal/15.56] …(5)
(前記式(5)において[metal]は混酸溶液中の鉄イオン濃度を示す。) - 前記混酸溶液は温度が20〜32℃である、請求項17に記載の混酸溶液。
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