JP2613317B2 - ステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法 - Google Patents
ステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱間圧延後のステンレス鋼帯の焼鈍・脱ス
ケール方法に係り、特にステンレス鋼帯表面の脱スケー
ル工程を改善すると共に、脱スケール後の鋼帯の表面性
状を向上せしめ得るステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール
方法に関する。
ケール方法に係り、特にステンレス鋼帯表面の脱スケー
ル工程を改善すると共に、脱スケール後の鋼帯の表面性
状を向上せしめ得るステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール
方法に関する。
従来、ステンレス鋼帯は普通鋼と比較して加工硬化し
やすく、冷間圧延の負荷が大きくなる。そこでこの冷間
圧延の負荷を軽減するため、熱間圧延後のステンレス鋼
帯に、APライン（Annealing and Pickling Line）と
呼ばれる設備で、連続的に焼鈍・脱スケール処理を施す
ことが行われていた（例えば、第３版鉄鋼便覧III
（１），圧延基礎・鋼板,p.699〜700,S55.5.15 丸
善）。
やすく、冷間圧延の負荷が大きくなる。そこでこの冷間
圧延の負荷を軽減するため、熱間圧延後のステンレス鋼
帯に、APライン（Annealing and Pickling Line）と
呼ばれる設備で、連続的に焼鈍・脱スケール処理を施す
ことが行われていた（例えば、第３版鉄鋼便覧III
（１），圧延基礎・鋼板,p.699〜700,S55.5.15 丸
善）。
第５図は、APラインの概略を示したもので、図におい
て、１はペイオフリール、２は入側シヤー、３はウエル
ダ、４は入側ルーパである。５は焼鈍炉であって、加熱
部６と冷却部７とからなり、加熱部６は予熱帯・加熱帯
・均熱帯などから構成されている。８はショットブラス
ト、9,10,11は硫酸槽，硝フッ酸槽，硝酸槽などを適宜
組合せた複数の酸洗槽、12は洗浄装置、13はドライア、
14は出側ルーパ、15は分割シャー、そして16はテンショ
ンリールである。なお、最近では、脱スケール機能を更
に高めるために、前記ショットブラスト８の入側にロー
ルベンディングによるスケールブレーカ等を設置するこ
とも行われている。またショットブラスト８の出側に研
削ブラシを併設することもある。
て、１はペイオフリール、２は入側シヤー、３はウエル
ダ、４は入側ルーパである。５は焼鈍炉であって、加熱
部６と冷却部７とからなり、加熱部６は予熱帯・加熱帯
・均熱帯などから構成されている。８はショットブラス
ト、9,10,11は硫酸槽，硝フッ酸槽，硝酸槽などを適宜
組合せた複数の酸洗槽、12は洗浄装置、13はドライア、
14は出側ルーパ、15は分割シャー、そして16はテンショ
ンリールである。なお、最近では、脱スケール機能を更
に高めるために、前記ショットブラスト８の入側にロー
ルベンディングによるスケールブレーカ等を設置するこ
とも行われている。またショットブラスト８の出側に研
削ブラシを併設することもある。
このAPラインにおいて、先ずペイオフリール１により
巻き戻された熱間圧延後のステンレス鋼帯Ｓは、入側シ
ャー２で先端部または後端部を切断され、先行コイルま
たは後行コイルとウエルダ３により接続される。次にス
テンレス鋼帯Ｓは、入側ルーパ４を経て焼鈍炉５におい
て熱処理を施される。この場合、ステンレス鋼帯Ｓは焼
鈍炉５の加熱部６内ではアスベストロール71でカテナリ
ーをなして支持され、直火バーナにより熱処理を施され
る。その後、冷却部７においてエアーまたは水による冷
却が行われる。次に、ステンレス鋼帯Ｓは、ショットブ
ラスト８等で脱スケール処理され、続いて硝フッ酸槽を
含む複数の酸洗槽9,10,11において化学的に脱スケール
処理されるとともに不動態化処理が施される。次いで、
ブラッシング，スプレー等を行う洗浄装置12により表面
が清浄にされ、ドライア13で乾燥されてから、出側ルー
パ14を経て分割シャー15により所定の長さに切断された
後、テンションリール16に巻き取られる。
巻き戻された熱間圧延後のステンレス鋼帯Ｓは、入側シ
ャー２で先端部または後端部を切断され、先行コイルま
たは後行コイルとウエルダ３により接続される。次にス
テンレス鋼帯Ｓは、入側ルーパ４を経て焼鈍炉５におい
て熱処理を施される。この場合、ステンレス鋼帯Ｓは焼
鈍炉５の加熱部６内ではアスベストロール71でカテナリ
ーをなして支持され、直火バーナにより熱処理を施され
る。その後、冷却部７においてエアーまたは水による冷
却が行われる。次に、ステンレス鋼帯Ｓは、ショットブ
ラスト８等で脱スケール処理され、続いて硝フッ酸槽を
含む複数の酸洗槽9,10,11において化学的に脱スケール
処理されるとともに不動態化処理が施される。次いで、
ブラッシング，スプレー等を行う洗浄装置12により表面
が清浄にされ、ドライア13で乾燥されてから、出側ルー
パ14を経て分割シャー15により所定の長さに切断された
後、テンションリール16に巻き取られる。
このように、APラインでは直火バーナにより焼鈍処理
を行うため、熱間圧延時にステンレス鋼帯Ｓの表面に生
成していた厚さ約５μｍ程度の酸化スケールが、直火雰
囲気での焼鈍中に、10〜30μｍ程度の緻密な酸化スケー
ルに成長する。この酸化スケールは、普通鋼帯のそれと
比べてその除去が極めて困難であることから、前述のよ
うにショットブラスト等のメカニカル脱スケールと、複
数の酸洗槽による酸洗が必要である。特に熱延ステンレ
ス鋼帯の場合には、ショットブラストが不可欠とされ、
また酸洗についても、酸洗液として濃度が20％前後の高
濃度の硫酸，硝フッ酸（硝酸とフッ酸との混酸），硝酸
などの強酸が必要であり、しかも長時間の処理が要請さ
れていた。このため、脱スケールに時間がかかり生産能
力を上げることができない等の問題があった。
を行うため、熱間圧延時にステンレス鋼帯Ｓの表面に生
成していた厚さ約５μｍ程度の酸化スケールが、直火雰
囲気での焼鈍中に、10〜30μｍ程度の緻密な酸化スケー
ルに成長する。この酸化スケールは、普通鋼帯のそれと
比べてその除去が極めて困難であることから、前述のよ
うにショットブラスト等のメカニカル脱スケールと、複
数の酸洗槽による酸洗が必要である。特に熱延ステンレ
ス鋼帯の場合には、ショットブラストが不可欠とされ、
また酸洗についても、酸洗液として濃度が20％前後の高
濃度の硫酸，硝フッ酸（硝酸とフッ酸との混酸），硝酸
などの強酸が必要であり、しかも長時間の処理が要請さ
れていた。このため、脱スケールに時間がかかり生産能
力を上げることができない等の問題があった。
また、前述のようにショットブラストを行うと、ショ
ット粒の衝撃により鋼帯表面には凹凸が形成されて表面
粗度が大きくなるという欠点がある。更に、硝フッ酸に
よる酸洗処理を行うと粒界腐食が激しくなるという問題
もある。すなわち、ステンレス鋼帯を焼鈍すると粒界の
Cr（クロム）が欠乏し、酸洗により粒界が大きく侵食さ
れるのである。にもかかわらず、従来、オーステナイト
系ステンレス鋼の酸洗には硝フッ酸が極めて有効とされ
ており、この粒界腐食を免れることができなかった。
ット粒の衝撃により鋼帯表面には凹凸が形成されて表面
粗度が大きくなるという欠点がある。更に、硝フッ酸に
よる酸洗処理を行うと粒界腐食が激しくなるという問題
もある。すなわち、ステンレス鋼帯を焼鈍すると粒界の
Cr（クロム）が欠乏し、酸洗により粒界が大きく侵食さ
れるのである。にもかかわらず、従来、オーステナイト
系ステンレス鋼の酸洗には硝フッ酸が極めて有効とされ
ており、この粒界腐食を免れることができなかった。
このように、ショットブラストや粒界腐食による凹凸
が鋼帯表面に存在すると、次工程の冷間圧延において鋼
帯面にキラキラ疵が発生する。すなわち、鋼帯表面に存
在する凸部が冷間圧延時に倒れて“かぶさり”が発生
し、キラキラ疵になるものと思われる。
が鋼帯表面に存在すると、次工程の冷間圧延において鋼
帯面にキラキラ疵が発生する。すなわち、鋼帯表面に存
在する凸部が冷間圧延時に倒れて“かぶさり”が発生
し、キラキラ疵になるものと思われる。
そこで、上記のような問題点を解決するために脱スケ
ール工程を軽減するべく、従来から例えば特開昭49−13
5824号，特開昭61−153291号等の提案がなされている。
すなわち、特開昭49−135824号は、熱間圧延後の鋼帯に
アルカリ金属塩及び、あるいはホウ酸を主体とした薬剤
を塗布し、当該薬剤と当該鋼帯とによる酸化被膜を触着
させ、酸洗性の優れた酸化被膜を持つ鋼帯を得ること
で、酸化スケールの性状による鋼帯の酸洗時間の変動を
小さくし、酸洗時間を短縮するというものである。ま
た、特開昭61−153291号は、熱間圧延後のステンレス鋼
帯の表面にアルカリ金属のハロゲン化物の水溶液を付着
せしめ、焼鈍，冷却したのち酸洗することで、ステンレ
ス鋼帯の効率の良い脱スケール工程を提供するというも
のである。
ール工程を軽減するべく、従来から例えば特開昭49−13
5824号，特開昭61−153291号等の提案がなされている。
すなわち、特開昭49−135824号は、熱間圧延後の鋼帯に
アルカリ金属塩及び、あるいはホウ酸を主体とした薬剤
を塗布し、当該薬剤と当該鋼帯とによる酸化被膜を触着
させ、酸洗性の優れた酸化被膜を持つ鋼帯を得ること
で、酸化スケールの性状による鋼帯の酸洗時間の変動を
小さくし、酸洗時間を短縮するというものである。ま
た、特開昭61−153291号は、熱間圧延後のステンレス鋼
帯の表面にアルカリ金属のハロゲン化物の水溶液を付着
せしめ、焼鈍，冷却したのち酸洗することで、ステンレ
ス鋼帯の効率の良い脱スケール工程を提供するというも
のである。
しかしながら、上記従来の提案はいずれも、ステンレ
ス鋼帯表面に生成した酸化スケール自体の性質の改善、
特に、脱スケールの際の酸化スケールの機械的強度を低
下させることについては、なんらの配慮もなされていな
い。したがって、鋼帯表面に生成された非常に強固な酸
化スケールを除去するのに必要な酸洗処理をそれ程には
軽減することができず、酸洗処理に使用する酸洗用の酸
には強酸を使用しなければならない。そのため、酸の購
入及び廃酸処理等に多大な費用がかかるのみならず、酸
洗処理速度に律速されて生産能力を上げることができな
い等の課題が依然として未解決のままであった。
ス鋼帯表面に生成した酸化スケール自体の性質の改善、
特に、脱スケールの際の酸化スケールの機械的強度を低
下させることについては、なんらの配慮もなされていな
い。したがって、鋼帯表面に生成された非常に強固な酸
化スケールを除去するのに必要な酸洗処理をそれ程には
軽減することができず、酸洗処理に使用する酸洗用の酸
には強酸を使用しなければならない。そのため、酸の購
入及び廃酸処理等に多大な費用がかかるのみならず、酸
洗処理速度に律速されて生産能力を上げることができな
い等の課題が依然として未解決のままであった。
更に、ショットブラスト処理もこれを無くすことがで
きず、したがって酸洗工程における強酸特に硝フッ酸の
使用と相まって、鋼帯の表面性状を向上させることがで
きないという課題も依然として未解決のままであった。
きず、したがって酸洗工程における強酸特に硝フッ酸の
使用と相まって、鋼帯の表面性状を向上させることがで
きないという課題も依然として未解決のままであった。
そこで、本発明は、上記従来の未解決の課題を解決す
るためになされたものであり、熱間圧延後の鋼帯の脱ス
ケール工程における硝フッ酸酸洗処理およびショットブ
ラスト処理を省略した抜本的な改善を行うことにより、
脱スケール工程の簡略化、低コスト化、生産性の向上、
表面性状の向上、さらには作業環境の改善を果たすステ
ンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法を提供することを目
的とする。
るためになされたものであり、熱間圧延後の鋼帯の脱ス
ケール工程における硝フッ酸酸洗処理およびショットブ
ラスト処理を省略した抜本的な改善を行うことにより、
脱スケール工程の簡略化、低コスト化、生産性の向上、
表面性状の向上、さらには作業環境の改善を果たすステ
ンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法を提供することを目
的とする。
本発明は、熱間圧延後のステンレス鋼帯に焼鈍処理を
施し、次いで当該鋼帯表面の酸化スケールを除去する脱
スケール処理を施すステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール
方法に係り、熱間圧延後のステンレス鋼帯に対して、焼
鈍処理の前に、当該鋼帯の表面にアルカリ土類金属塩化
物溶液を塗布することを特徴とする。
施し、次いで当該鋼帯表面の酸化スケールを除去する脱
スケール処理を施すステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール
方法に係り、熱間圧延後のステンレス鋼帯に対して、焼
鈍処理の前に、当該鋼帯の表面にアルカリ土類金属塩化
物溶液を塗布することを特徴とする。
前記脱スケール処理は、研削ブラシ，ベルト研削，ベ
ンディングロール，ピンチロールのうちの少なくとも一
種を用いる機械的脱スケール処理とすることができる。
ンディングロール，ピンチロールのうちの少なくとも一
種を用いる機械的脱スケール処理とすることができる。
また、脱スケール処理は、上記の機械的脱スケール処
理と、硝酸および／または硫酸を用いる化学的脱スケー
ル処理との組合せとすることもできる。
理と、硝酸および／または硫酸を用いる化学的脱スケー
ル処理との組合せとすることもできる。
本発明のステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法によ
れば、熱間圧延後のステンレス鋼帯を焼鈍し、脱スケー
ルする工程において、熱間圧延後であって前記鋼帯を焼
鈍する前に、当該鋼帯の表面にアルカリ土類金属塩化物
溶液を塗布することで、前記熱間圧延中に当該鋼帯表面
に生じた酸化スケール層中に、毛細管現象により当該溶
液をステンレス鋼帯の地鉄部に至まで浸透させて、酸化
スケールの機械的強度を低下させることができる。
れば、熱間圧延後のステンレス鋼帯を焼鈍し、脱スケー
ルする工程において、熱間圧延後であって前記鋼帯を焼
鈍する前に、当該鋼帯の表面にアルカリ土類金属塩化物
溶液を塗布することで、前記熱間圧延中に当該鋼帯表面
に生じた酸化スケール層中に、毛細管現象により当該溶
液をステンレス鋼帯の地鉄部に至まで浸透させて、酸化
スケールの機械的強度を低下させることができる。
ステンレス鋼帯を焼鈍炉に導入し焼鈍する工程におい
て、前記酸化スケール層中に浸透したアルカリ土類金属
塩化物溶液中の水分が100℃において蒸発し、アルカリ
土類金属塩化物の固形物が残る。この固形物は700〜800
℃前後で溶融状態となり、酸化スケール層中に密に拡散
していく。そして、焼鈍工程中の昇温過程において、そ
の溶融したアルカリ土類金属塩化物と酸化スケールとが
固−液反応を起こす。この固−液反応により、熱間圧延
工程中でステンレス鋼帯表面に生成したスピネル構造を
有する非常に強固な酸化スケール、例えばCr2O3、Fe
3O4、FeCr2O4等は、不定形で非常に機械的強度の弱いア
ルカリ土類金属を含有するCr、Feの塩化物に変化する。
この鋼帯表面に生じた非常に機械的強度の弱い前記塩化
物は、簡単にステンレス鋼帯表面から剥離することがで
きる。
て、前記酸化スケール層中に浸透したアルカリ土類金属
塩化物溶液中の水分が100℃において蒸発し、アルカリ
土類金属塩化物の固形物が残る。この固形物は700〜800
℃前後で溶融状態となり、酸化スケール層中に密に拡散
していく。そして、焼鈍工程中の昇温過程において、そ
の溶融したアルカリ土類金属塩化物と酸化スケールとが
固−液反応を起こす。この固−液反応により、熱間圧延
工程中でステンレス鋼帯表面に生成したスピネル構造を
有する非常に強固な酸化スケール、例えばCr2O3、Fe
3O4、FeCr2O4等は、不定形で非常に機械的強度の弱いア
ルカリ土類金属を含有するCr、Feの塩化物に変化する。
この鋼帯表面に生じた非常に機械的強度の弱い前記塩化
物は、簡単にステンレス鋼帯表面から剥離することがで
きる。
さらに、焼鈍する前に、ステンレス鋼帯の酸化スケー
ル層に塗布したアルカリ土類金属塩化物溶液を当該鋼帯
の地鉄部に至るまで浸透させた結果、前記溶融状態とな
った塩化物が、焼鈍工程中にステンレス鋼帯の酸化スケ
ール層中に密に拡散する。このため、焼鈍工程中に使用
する燃焼ガス中に含まれる酸素は、ステンレス鋼帯の地
鉄部にまで進入することが物理的に不可能であり、新た
に当該酸素と前記鋼帯との反応は有り得ない。かくし
て、ステンレス鋼帯表面に酸化スケールが成長すること
は防止される。
ル層に塗布したアルカリ土類金属塩化物溶液を当該鋼帯
の地鉄部に至るまで浸透させた結果、前記溶融状態とな
った塩化物が、焼鈍工程中にステンレス鋼帯の酸化スケ
ール層中に密に拡散する。このため、焼鈍工程中に使用
する燃焼ガス中に含まれる酸素は、ステンレス鋼帯の地
鉄部にまで進入することが物理的に不可能であり、新た
に当該酸素と前記鋼帯との反応は有り得ない。かくし
て、ステンレス鋼帯表面に酸化スケールが成長すること
は防止される。
以上の結果、熱間圧延後のステンレス鋼帯の焼鈍・脱
スケール方法における脱スケール工程において、酸洗処
理を軽減もしくは省略し、ショットブラストを省略する
ことができる。すなわち、本発明によれば、焼鈍中に鋼
帯表面の酸化スケールを機械的強度の弱い酸化スケール
に改質するとともに、焼鈍中における酸化スケールの成
長を抑制するので、酸化スケールを破壊剥離するための
ショットブラストが不要となり、酸化スケール改質物の
大半は研削ブラシ等によるブラッシングのみで除去する
ことが可能となり、また、ブラッシング後にも酸化スケ
ールが残存している場合でも、硝フッ酸を使用せずに硫
酸，硝酸で簡単に除去できる。この結果、脱スケール工
程の簡略化が可能となり、生産能力を向上することがで
きる。また、ショット粒によるステンレス鋼帯表面の凹
凸、硝フッ酸により発生する粒界腐食に起因する表面凹
凸が発生しなくなり、表面性状が飛躍的に向上する。更
には、ショットブラストの省略、酸洗処理の軽減等によ
りランニングコストが低減されて低コスト化が可能とな
る。
スケール方法における脱スケール工程において、酸洗処
理を軽減もしくは省略し、ショットブラストを省略する
ことができる。すなわち、本発明によれば、焼鈍中に鋼
帯表面の酸化スケールを機械的強度の弱い酸化スケール
に改質するとともに、焼鈍中における酸化スケールの成
長を抑制するので、酸化スケールを破壊剥離するための
ショットブラストが不要となり、酸化スケール改質物の
大半は研削ブラシ等によるブラッシングのみで除去する
ことが可能となり、また、ブラッシング後にも酸化スケ
ールが残存している場合でも、硝フッ酸を使用せずに硫
酸，硝酸で簡単に除去できる。この結果、脱スケール工
程の簡略化が可能となり、生産能力を向上することがで
きる。また、ショット粒によるステンレス鋼帯表面の凹
凸、硝フッ酸により発生する粒界腐食に起因する表面凹
凸が発生しなくなり、表面性状が飛躍的に向上する。更
には、ショットブラストの省略、酸洗処理の軽減等によ
りランニングコストが低減されて低コスト化が可能とな
る。
ステンレス鋼帯の表面に塗布する溶液としては、アル
カリ土類金属塩化物系のものを使用する。アルカリ土類
金属塩化物は、高沸点であることから、ステンレス鋼帯
の焼鈍温度において全く蒸気化せず、焼鈍炉内の耐火
物、アスベストロール及び煙道に設置された熱交換器、
煙突といった設備にまったく悪影響を及ぼさないという
利点がある。
カリ土類金属塩化物系のものを使用する。アルカリ土類
金属塩化物は、高沸点であることから、ステンレス鋼帯
の焼鈍温度において全く蒸気化せず、焼鈍炉内の耐火
物、アスベストロール及び煙道に設置された熱交換器、
煙突といった設備にまったく悪影響を及ぼさないという
利点がある。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
図１に、本発明のステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール
方法に用いるAPラインの実施例を示す。なお、図中、従
来と同一又は相当部分には同一の符号を付してある。
方法に用いるAPラインの実施例を示す。なお、図中、従
来と同一又は相当部分には同一の符号を付してある。
熱間圧延後のステンレス鋼帯Ｓがペイオフリール１に
巻かれている。このステンレス鋼帯Ｓは、巻き戻されて
入側シャー２により先端部または後端部を切断され、次
にウエルダー３において先行コイル又は後行コイルと溶
接される。そして、入側ルーパ４を経て、アルカリ土類
金属塩化物溶液塗布装置21に搬送される。このアルカリ
土類金属塩化物溶液塗布装置21内において、図２に示す
ように、ロール25により導かれたステンレス鋼帯Ｓを、
溶液タンク22内のアルカリ土類金属塩化物水溶液23中に
浸漬し、ステンレス鋼帯Ｓの表面に当該アルカリ土類金
属塩化物水溶液23を均一に塗布する。その後、ステンレ
ス鋼帯Ｓを加圧ロール24で加圧し、図３に示すようにス
テンレス鋼帯Ｓの地鉄部に至るまで、アルカリ土類金属
塩化物水溶液23をステンレス鋼帯Ｓの酸化スケール50中
に浸透させる。
巻かれている。このステンレス鋼帯Ｓは、巻き戻されて
入側シャー２により先端部または後端部を切断され、次
にウエルダー３において先行コイル又は後行コイルと溶
接される。そして、入側ルーパ４を経て、アルカリ土類
金属塩化物溶液塗布装置21に搬送される。このアルカリ
土類金属塩化物溶液塗布装置21内において、図２に示す
ように、ロール25により導かれたステンレス鋼帯Ｓを、
溶液タンク22内のアルカリ土類金属塩化物水溶液23中に
浸漬し、ステンレス鋼帯Ｓの表面に当該アルカリ土類金
属塩化物水溶液23を均一に塗布する。その後、ステンレ
ス鋼帯Ｓを加圧ロール24で加圧し、図３に示すようにス
テンレス鋼帯Ｓの地鉄部に至るまで、アルカリ土類金属
塩化物水溶液23をステンレス鋼帯Ｓの酸化スケール50中
に浸透させる。
図３は、ステンレス鋼帯Ｓの表面に形成された酸化ス
ケール50の層に、アルカリ土類金属塩化物水溶液23が、
ステンレス鋼帯Ｓの酸化スケール50中に存在する亀裂52
を介して、毛細管現象により、ダル目部分51まで浸透し
た状態を示したものである。
ケール50の層に、アルカリ土類金属塩化物水溶液23が、
ステンレス鋼帯Ｓの酸化スケール50中に存在する亀裂52
を介して、毛細管現象により、ダル目部分51まで浸透し
た状態を示したものである。
その後、ステンレス鋼帯Ｓはロール25を経て焼鈍炉５
を構成している加熱部６に送られ、所定温度で熱処理さ
れた。ここで、酸化スケール50中に浸透しているアルカ
リ土類金属塩化物水溶液23は水分の蒸発でアルカリ土類
金属塩化物の固形物になり、次いでこの固形物が溶融状
態となって酸化スケール50中に密に拡散していき、アル
カリ土類金属塩化物23と酸化スケール50との間で固−液
反応が進行する。続いてステンレス鋼帯Ｓは焼鈍炉５を
構成している冷却部７に送られ、所定温度で冷却処理さ
れる。
を構成している加熱部６に送られ、所定温度で熱処理さ
れた。ここで、酸化スケール50中に浸透しているアルカ
リ土類金属塩化物水溶液23は水分の蒸発でアルカリ土類
金属塩化物の固形物になり、次いでこの固形物が溶融状
態となって酸化スケール50中に密に拡散していき、アル
カリ土類金属塩化物23と酸化スケール50との間で固−液
反応が進行する。続いてステンレス鋼帯Ｓは焼鈍炉５を
構成している冷却部７に送られ、所定温度で冷却処理さ
れる。
その後、ステンレス鋼帯Ｓは酸化スケール除去装置31
に送られる。この装置は、図４に示すように、ステンレ
ス鋼帯Ｓの表面に付着しているアルカリ土類金属塩化物
と酸化スケールとの反応生成物33を除去するために直列
に上下２組の研削ブラシ32が対向配置されている。この
研削ブラシ32が、ステンレス鋼帯Ｓの進行方向に対向し
て回転することにより生じる研削ブラシ32の研削力によ
り、当該ステンレス鋼帯Ｓから前記反応生成物33を除去
する。除去された反応生成物33は、水スプレーノズル34
により洗い流され、酸化スケール除去装置31の下端に設
けられた排出配管35から排出される。このように、前記
反応生成物33を研削ブラシ32の研削力によりステンレス
鋼帯Ｓから簡単に除去することができるためにショット
ブラストの必要がない。
に送られる。この装置は、図４に示すように、ステンレ
ス鋼帯Ｓの表面に付着しているアルカリ土類金属塩化物
と酸化スケールとの反応生成物33を除去するために直列
に上下２組の研削ブラシ32が対向配置されている。この
研削ブラシ32が、ステンレス鋼帯Ｓの進行方向に対向し
て回転することにより生じる研削ブラシ32の研削力によ
り、当該ステンレス鋼帯Ｓから前記反応生成物33を除去
する。除去された反応生成物33は、水スプレーノズル34
により洗い流され、酸化スケール除去装置31の下端に設
けられた排出配管35から排出される。このように、前記
反応生成物33を研削ブラシ32の研削力によりステンレス
鋼帯Ｓから簡単に除去することができるためにショット
ブラストの必要がない。
次に、前記研削ブラシ32によるブラッシング後も表面
に反応生成物33が残留する場合には、これを除去するた
めに、ステンレス鋼帯Ｓは硝フッ酸以外の酸、例えば硫
酸，塩酸などの酸洗槽41に送られる。この時、硝フッ酸
による酸洗は行わないので、結晶粒界が腐食されること
はない。そして、仕上げ酸洗として硝酸槽42にて不動態
化処理が施される。
に反応生成物33が残留する場合には、これを除去するた
めに、ステンレス鋼帯Ｓは硝フッ酸以外の酸、例えば硫
酸，塩酸などの酸洗槽41に送られる。この時、硝フッ酸
による酸洗は行わないので、結晶粒界が腐食されること
はない。そして、仕上げ酸洗として硝酸槽42にて不動態
化処理が施される。
次に、洗浄装置12、ドライア13を通過し、ステンレス
鋼帯Ｓは出側ルーパ14を経て分割シャー15にて所定寸法
に９切断されてテンションリール16に巻取られる。
鋼帯Ｓは出側ルーパ14を経て分割シャー15にて所定寸法
に９切断されてテンションリール16に巻取られる。
勿論、残留物が存在しないか、もしくは存在しても僅
かである場合には、硝酸槽42のみを使用すればよく、更
に残留物が全く存在せず、不動態化処理も必要ではない
場合には、これらの酸洗槽をバイパスさせればよい。
かである場合には、硝酸槽42のみを使用すればよく、更
に残留物が全く存在せず、不動態化処理も必要ではない
場合には、これらの酸洗槽をバイパスさせればよい。
（実施例１） 熱間圧延後のステンレス鋼帯につき、前記実施例で説
明した本発明のAPライン（第１図参照）により、表１に
示す条件でステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケールを行い、
酸化スケールの付着状態の推移を、従来のAPライン（第
５図参照）で焼鈍・脱スケールした場合と比較する。
明した本発明のAPライン（第１図参照）により、表１に
示す条件でステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケールを行い、
酸化スケールの付着状態の推移を、従来のAPライン（第
５図参照）で焼鈍・脱スケールした場合と比較する。
表２に、焼鈍炉５の前後における酸化スケールの厚み
について測定した結果を示す。
について測定した結果を示す。
表２において、鋼帯Ａは熱間圧延後のステンレス鋼帯
Ｓを焼鈍炉５に導入する前にアルカリ土類金属塩化物水
溶液を塗布し、焼鈍後のショットブラスト、硝フッ酸処
理は行わない本発明法の場合である。鋼帯Ｂは、アルカ
リ土類金属塩化物水溶液を塗布せず、また焼鈍後にショ
ットブラスト、硝フッ酸処理を行った従来法の場合であ
る。
Ｓを焼鈍炉５に導入する前にアルカリ土類金属塩化物水
溶液を塗布し、焼鈍後のショットブラスト、硝フッ酸処
理は行わない本発明法の場合である。鋼帯Ｂは、アルカ
リ土類金属塩化物水溶液を塗布せず、また焼鈍後にショ
ットブラスト、硝フッ酸処理を行った従来法の場合であ
る。
表２に示したように、本発明による鋼帯Ａの場合は、
焼鈍前の酸化スケールの厚さと焼鈍炉通過後の酸化スケ
ールの厚さが同じであったが、従来法による鋼帯Ｂの場
合は、焼鈍前に比べて焼鈍後の酸化スケールの厚さは４
倍に増大していた。すなわち、ステンレス鋼帯を焼鈍炉
５に導入する前に、当該ステンレス鋼帯の表面にCaCl2
を塗布することで、焼鈍炉５の燃焼ガス中にふくまれる
酸素がステンレス鋼帯表面の酸化スケールへ進入するこ
とを遮断し、酸化スケールの成長を抑制する効果が顕著
に認められた。
焼鈍前の酸化スケールの厚さと焼鈍炉通過後の酸化スケ
ールの厚さが同じであったが、従来法による鋼帯Ｂの場
合は、焼鈍前に比べて焼鈍後の酸化スケールの厚さは４
倍に増大していた。すなわち、ステンレス鋼帯を焼鈍炉
５に導入する前に、当該ステンレス鋼帯の表面にCaCl2
を塗布することで、焼鈍炉５の燃焼ガス中にふくまれる
酸素がステンレス鋼帯表面の酸化スケールへ進入するこ
とを遮断し、酸化スケールの成長を抑制する効果が顕著
に認められた。
また表３に、焼鈍炉５の冷却部７を出てから以降の、
脱スケールの推移の比較結果を示す。表３中の数値
（％）は、酸化スケール残存率であり、面積率で表示し
ている。０％は脱スケールの完了を意味する。
脱スケールの推移の比較結果を示す。表３中の数値
（％）は、酸化スケール残存率であり、面積率で表示し
ている。０％は脱スケールの完了を意味する。
表３において、鋼帯Ａでは、冷却部７の出側の研削ブ
ラシ32（但し、１スタンドのみ使用）で反応生成物のほ
ぼ95％が除去されている。これは先に述べたように、焼
鈍過程で酸化スケールが強固なスピネル構造から機械的
強度の弱いアルカリ土類金属を含有するCr,Feの塩化物
に変化したためであり、その結果、酸洗処理を低濃度，
短時間の硝酸処理（15％,20sec）にしても容易に脱スケ
ールが完了し、金属光沢及び白色度を有する美麗な表面
を呈するステンレス鋼帯を得ることができ、ステンレス
鋼帯の地肌荒れを抑制することができ、良好なステンレ
ス鋼帯を提供することができる。
ラシ32（但し、１スタンドのみ使用）で反応生成物のほ
ぼ95％が除去されている。これは先に述べたように、焼
鈍過程で酸化スケールが強固なスピネル構造から機械的
強度の弱いアルカリ土類金属を含有するCr,Feの塩化物
に変化したためであり、その結果、酸洗処理を低濃度，
短時間の硝酸処理（15％,20sec）にしても容易に脱スケ
ールが完了し、金属光沢及び白色度を有する美麗な表面
を呈するステンレス鋼帯を得ることができ、ステンレス
鋼帯の地肌荒れを抑制することができ、良好なステンレ
ス鋼帯を提供することができる。
これに対して鋼帯Ｂでは、酸化スケールが強固なスピ
ネル構造のままであり、ショットブラスト，研削ブラシ
といった強力なメカニカル脱スケール及び硫酸，硝フッ
酸を用いた重酸洗処理が必要であることがわかる。
ネル構造のままであり、ショットブラスト，研削ブラシ
といった強力なメカニカル脱スケール及び硫酸，硝フッ
酸を用いた重酸洗処理が必要であることがわかる。
（実施例２） 第１図のAPラインを用い、上記実施例１におけるとほ
ぼ同じ方法及び条件で、但し研削ブラシ32には２スタン
ドを使用して、アルカリ土類金属塩化物溶水溶液（CaCl
2）の濃度を変化させた場合の、研削ブラシ32通過後の
ステンレス鋼帯Ｓの酸化スケールの残存率（％）を調査
した。
ぼ同じ方法及び条件で、但し研削ブラシ32には２スタン
ドを使用して、アルカリ土類金属塩化物溶水溶液（CaCl
2）の濃度を変化させた場合の、研削ブラシ32通過後の
ステンレス鋼帯Ｓの酸化スケールの残存率（％）を調査
した。
その結果を表４に示す。
以上の結果より明らかなように、CaCl2の濃度が10％
以上であると、熱間圧延中に生成した酸化スケールの機
械的強度を低下させ、容易に研削ブラシ32で除去でき
た。そして、CaCl2の濃度が15％以上であると、研削ブ
ラシ32通過後の酸化スケールの残存が全く無く、更に、
表面処理用の酸として低濃度の硝酸（15％）を使用して
も、美麗な金属光沢，白色度を有するステンレス鋼帯を
得た。なお、CaCl2水溶液は約40％で飽和する。
以上であると、熱間圧延中に生成した酸化スケールの機
械的強度を低下させ、容易に研削ブラシ32で除去でき
た。そして、CaCl2の濃度が15％以上であると、研削ブ
ラシ32通過後の酸化スケールの残存が全く無く、更に、
表面処理用の酸として低濃度の硝酸（15％）を使用して
も、美麗な金属光沢，白色度を有するステンレス鋼帯を
得た。なお、CaCl2水溶液は約40％で飽和する。
以上により、CaCl2の濃度は10％以上、好ましくは15
％以上あれば十分に酸化スケールの改質、特に、酸化ス
ケールの機械的強度を低下させる効果を発揮させること
が可能である。
％以上あれば十分に酸化スケールの改質、特に、酸化ス
ケールの機械的強度を低下させる効果を発揮させること
が可能である。
（実施例３） 表５に示す条件で熱間圧延後のステンレス鋼帯の表面
にアルカリ土類金属塩化物水溶液を塗布し、焼鈍処理
し、研削ブラシにてメカニカル脱スケール処理し、その
後に表５に示す種々の酸を使用して酸洗処理した場合
の、当該鋼帯表面品質（粒界侵食溝深さ、表面粗度）を
調査した。
にアルカリ土類金属塩化物水溶液を塗布し、焼鈍処理
し、研削ブラシにてメカニカル脱スケール処理し、その
後に表５に示す種々の酸を使用して酸洗処理した場合
の、当該鋼帯表面品質（粒界侵食溝深さ、表面粗度）を
調査した。
その結果を表６に示す。なお、研削ブラシ処理後で酸
洗処理全に測定した粒界侵食溝深さは０〜１μｍ、表面
粗度ＲZは３〜４μｍであり、また第５図に示す従来の
ラインで処理したステンレス鋼帯製品の粒界侵食溝深さ
は、６〜７μｍ、表面粗度RZは15〜20μｍであった。
洗処理全に測定した粒界侵食溝深さは０〜１μｍ、表面
粗度ＲZは３〜４μｍであり、また第５図に示す従来の
ラインで処理したステンレス鋼帯製品の粒界侵食溝深さ
は、６〜７μｍ、表面粗度RZは15〜20μｍであった。
表６において、使用する酸が硝酸，硫酸のどちらか、
もしくは硝酸槽と硫酸槽との組合わせであれば、浸漬時
間が30secでも、また60secに延長しても、粒界侵食溝深
さは０〜１μｍであり全く成長していない。また、表面
粗度も３〜４μｍと小さいままである。これに対して、
硝フッ酸（HF・HNO3）に浸漬した場合には、粒界侵食深
さは30secの浸漬時間で約４〜５μｍ、60secであれば約
６〜７μｍまで成長しており、かつ表面粗度も酸処理前
の３〜４μｍから６〜７μｍ程度と大きくなっている。
この結果から、本発明の酸洗方法としては、硝酸槽また
は硫酸槽を各単独で用いるか、或いは硝酸槽及び硫酸槽
を組み合わせて用いるのが有効であることがわかる。
もしくは硝酸槽と硫酸槽との組合わせであれば、浸漬時
間が30secでも、また60secに延長しても、粒界侵食溝深
さは０〜１μｍであり全く成長していない。また、表面
粗度も３〜４μｍと小さいままである。これに対して、
硝フッ酸（HF・HNO3）に浸漬した場合には、粒界侵食深
さは30secの浸漬時間で約４〜５μｍ、60secであれば約
６〜７μｍまで成長しており、かつ表面粗度も酸処理前
の３〜４μｍから６〜７μｍ程度と大きくなっている。
この結果から、本発明の酸洗方法としては、硝酸槽また
は硫酸槽を各単独で用いるか、或いは硝酸槽及び硫酸槽
を組み合わせて用いるのが有効であることがわかる。
なお、上記各実施例では、ステンレス鋼帯としてSUS3
04を用いたが、これに限らず他のステンレス鋼帯でも効
果をあげることができる。
04を用いたが、これに限らず他のステンレス鋼帯でも効
果をあげることができる。
また、アルカリ土類金属塩化物溶液として、CaCl2水
溶液を用いたが、これに限らず、アルカリ土類金属塩化
物を溶解可能な他の極性溶液とすることもできる。ま
た、アルカリ土類金属塩化物としては、CaCl2に限らずM
gCl2,BaCl2等、他のアルカリ土類金属塩化物を用いても
良い。
溶液を用いたが、これに限らず、アルカリ土類金属塩化
物を溶解可能な他の極性溶液とすることもできる。ま
た、アルカリ土類金属塩化物としては、CaCl2に限らずM
gCl2,BaCl2等、他のアルカリ土類金属塩化物を用いても
良い。
また、アルカリ土類金属塩化物溶液塗布装置21は、図
２に示すような構造のものに限定されず、スプレー方
式，ロールコータ方式等でも良い。
２に示すような構造のものに限定されず、スプレー方
式，ロールコータ方式等でも良い。
また、酸化スケール除去装置31は、図４に示すような
２スタンド構造の研削ブラシに限定されず、ベルト研削
やベンディングロールも使用可能であり、さらに研削ブ
ラシやベルト研削との組合せ、それらとベンディングロ
ールとを併用したもの、あるいはピンチロール等で加圧
し反応生成物33を圧力により破壊する方法等を採用して
もよい。
２スタンド構造の研削ブラシに限定されず、ベルト研削
やベンディングロールも使用可能であり、さらに研削ブ
ラシやベルト研削との組合せ、それらとベンディングロ
ールとを併用したもの、あるいはピンチロール等で加圧
し反応生成物33を圧力により破壊する方法等を採用して
もよい。
以上説明したように、本発明のステンレス鋼帯の焼鈍
・脱スケール方法にあっては、熱間圧延後のステンレス
鋼帯を焼鈍する前に、当該鋼帯の表面にアルカリ土類金
属塩化物溶液を塗布するようにして、焼鈍過程で当該鋼
帯表面の酸化スケールに当該溶液を浸透せしめ、酸化ス
ケールの機械的強度を低下させ、かつ当該鋼帯の焼鈍中
の新たな酸化スケール生成を防止し、脱スケール工程に
おけるショットブラストや硝フッ酸による酸洗処理を省
略し、軽度の脱スケール処理でもステンルス鋼帯表面の
酸化スケールを簡単に除去することができるようにした
ため、脱スケール工程の簡略化が可能となり、処理速度
が上がり生産能力を向上させることができると共に、当
該鋼帯の表面粗度，粒界侵食が大幅に改善でき、製品の
表面品質の向上、さらには作業環境の改善をも果たせる
という効果が得られる。
・脱スケール方法にあっては、熱間圧延後のステンレス
鋼帯を焼鈍する前に、当該鋼帯の表面にアルカリ土類金
属塩化物溶液を塗布するようにして、焼鈍過程で当該鋼
帯表面の酸化スケールに当該溶液を浸透せしめ、酸化ス
ケールの機械的強度を低下させ、かつ当該鋼帯の焼鈍中
の新たな酸化スケール生成を防止し、脱スケール工程に
おけるショットブラストや硝フッ酸による酸洗処理を省
略し、軽度の脱スケール処理でもステンルス鋼帯表面の
酸化スケールを簡単に除去することができるようにした
ため、脱スケール工程の簡略化が可能となり、処理速度
が上がり生産能力を向上させることができると共に、当
該鋼帯の表面粗度，粒界侵食が大幅に改善でき、製品の
表面品質の向上、さらには作業環境の改善をも果たせる
という効果が得られる。
脱スケール処理は、ショットブラストにかえて研削ブ
ラシ，ベルト研削，ベンディングロール，ピンチロール
のうちの少なくとも一種を用いる機械的脱スケール処理
とすると、ステンレス鋼帯表面の表面粗度を小さく抑
え、表面品質を顕著に向上させる効果がある。
ラシ，ベルト研削，ベンディングロール，ピンチロール
のうちの少なくとも一種を用いる機械的脱スケール処理
とすると、ステンレス鋼帯表面の表面粗度を小さく抑
え、表面品質を顕著に向上させる効果がある。
また、脱スケール処理は、上記ショットブラストにか
わる機械的脱スケール処理と、硝フッ酸処理にかえて硝
酸および／または硫酸を用いる化学的脱スケール処理と
の組合せとすると、ステンレス鋼帯表面の表面粗度を改
善するとともに、粒界腐食の成長をも改善できる効果が
ある。
わる機械的脱スケール処理と、硝フッ酸処理にかえて硝
酸および／または硫酸を用いる化学的脱スケール処理と
の組合せとすると、ステンレス鋼帯表面の表面粗度を改
善するとともに、粒界腐食の成長をも改善できる効果が
ある。
第１図は本発明のステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方
法を適用したAPラインの一実施例のライン構成の概略
図、第２図は第１図におけるアルカリ土類金属塩化物溶
液塗布装置の拡大断面図、第３図はステンレス鋼帯表面
に形成された酸化スケール層中にアルカリ土類金属塩化
物溶液が浸透する、本発明の作用を説明する鋼帯面の模
式断面図、第４図は図１における酸化スケール除去装置
の拡大断面図、第５図は従来のステンレス鋼帯の焼鈍・
脱スケール方法に用いるAPライン構成の概略図である。 図中、Ｓ……ステンレス鋼帯、５……焼鈍炉、21……ア
ルカリ土類金属塩化物溶液塗布装置、31……酸化スケー
ル除去装置、41,42……酸洗槽。
法を適用したAPラインの一実施例のライン構成の概略
図、第２図は第１図におけるアルカリ土類金属塩化物溶
液塗布装置の拡大断面図、第３図はステンレス鋼帯表面
に形成された酸化スケール層中にアルカリ土類金属塩化
物溶液が浸透する、本発明の作用を説明する鋼帯面の模
式断面図、第４図は図１における酸化スケール除去装置
の拡大断面図、第５図は従来のステンレス鋼帯の焼鈍・
脱スケール方法に用いるAPライン構成の概略図である。 図中、Ｓ……ステンレス鋼帯、５……焼鈍炉、21……ア
ルカリ土類金属塩化物溶液塗布装置、31……酸化スケー
ル除去装置、41,42……酸洗槽。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垣内 博之 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 (56)参考文献 特公 昭56−43369（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (3)
- 【請求項１】熱間圧延後のステンレス鋼帯に焼鈍処理を
施し、次いで当該鋼帯表面の酸化スケールを除去する脱
スケール処理を施すステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール
方法において、前記熱間圧延後であって焼鈍処理の前
に、ステンレス鋼帯の表面にアルカリ土類金属塩化物溶
液を塗布することを特徴とするステンレス鋼帯の焼鈍・
脱スケール方法。 - 【請求項２】前記脱スケール処理は、研削ブラシ，ベル
ト研削，ベンディングロール，ピンチロールのうちの少
なくとも一種を用いる機械的脱スケール処理である請求
項１記載のステンルス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法。 - 【請求項３】前記脱スケール処理は、請求項２記載の機
械的脱スケール処理と、硝酸および／または硫酸を用い
る化学的脱スケール処理との組合せである請求項１記載
のステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法。
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|---|---|---|---|
| JP2324504A JP2613317B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-11-27 | ステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法 |
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| US07/687,994 US5131126A (en) | 1990-04-20 | 1991-04-19 | Method for descaling hot-rolled stainless steel strip |
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| DE69106762T DE69106762T2 (de) | 1990-04-20 | 1991-04-22 | Verfahren zum Entzundern warmgewalzter Bänder aus nichtrostendem Stahl. |
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| US3715236A (en) * | 1970-10-08 | 1973-02-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Descaling method for steel |
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1990
- 1990-11-27 JP JP2324504A patent/JP2613317B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1991
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- 1991-04-20 KR KR1019910006415A patent/KR930006494B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 1991-04-22 DE DE69106762T patent/DE69106762T2/de not_active Expired - Fee Related
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