JP4057786B2 - 鋼材のスケール除去、抑制方法及び装置 - Google Patents

鋼材のスケール除去、抑制方法及び装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば連続鋳造工程後の熱間圧延工程及び又は冷間圧延工程や熱処理工程、これらの工程後の高温の鋼材の冷却工程等であって、酸化スケールが発生するような環境又は酸洗工程において、スケールの抑制、除去を短時間且つローコストに効率良く実施する、熱間圧延又は熱処理された鋼材のスケール除去、抑制方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材は、加熱工程、圧延工程或いは熱間鋼材の冷却工程において雰囲気中の酸素と反応して、その表面にスケールと呼ばれる酸化鉄が生成される。鋼材の表面に発生したスケールは、プレス加工等を行う際にその一部が剥離して製品へ押し込まれ、疵が発生する等、製品品質を低下させる場合があった。また、一方で、品質低下を防止するためにスケールを塩酸水溶液等によって洗い流す酸洗工程が新たに必要であった。
このため、従来より、鋼材表面の酸化を抑制してスケールの発生を防止するための方法が種々提案されている。
例えば、鋼材の表面に酸化抑制剤を付着させて皮膜を形成し、スケールの発生を抑制する方法が一般的である。しかし、鋼材の温度が５００℃以上の場合には、酸化抑制剤に水を含んでいると、この水が沸騰して鋼材の表面に水蒸気膜を生じさせ、酸化抑制剤の塗膜が鋼材の表面に付着しなかったり、塗布むらが生じて、スケールの発生を十分に抑制出来ないという不都合があった。
このような不都合を解消するための方法として、例えば、日本特開平４−２３６７１４号公報には、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを単量体成分として含んだ共重合体からなる高分子溶液であって、液温１００℃以上では高分子液と水とに分離し、１００℃未満では水と混合して高分子溶液を形成する高分子溶液を高温鋼材に塗布或いはスプレーすることにより、鋼材の表面にスケールが発生することを防止する方法が開示されているが、その酸洗も長時間の処理が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した日本特開平４−２３６７１４号公報記載の鋼材の酸化抑制方法では、塗布する以前に生成されたスケールを除去することは出来ない。また、塗布しても僅かながらもスケールの生成を許してしまい、最終的にはスケールを洗い流す酸洗工程が必要であった。
本発明は、上述した従来技術の有する問題点を解決するもので、熱間工程及び又は熱処理工程等で、スケールの抑制、除去を効率良く実施出来ると共に、次工程である酸洗の処理時間を大幅に短縮出来る鋼材のスケール除去、抑制方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は以下のとおりである。
【０００５】
（１）鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に冷却水を適用するとともに、鋼材に冷却水を介して電流密度が単位表面積当たり０．１〜１０５
Ａ／ｍ２の直流又は交流を印加することを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制方法。
【０００６】
（２）鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に濃度ｐＨ値が−２〜４である冷却水を適用することを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制方法。
【０００７】
（３）鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に濃度ｐＨ値が−２〜４である冷却水を適用するとともに、当該鋼材に当該冷却水を介して電流密度が単位表面積当たり０．１〜１０５Ａ／ｍ２
の直流又は交流を印加することを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制方法。
【０００８】
（４）電流の印加に際して、正極、負極のいずれかの極を鋼材とするか、又は正極と負極の間に鋼材を配置することを特徴とする前記（１）又は（３）記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【０００９】
（５）冷却水を満たした水冷槽内に、空間を隔てて向かい合う正極と負極からなる一対の極を少なくとも２個互いに正極と負極が交互に間隔をおいて並び合うように配置し、鋼材を冷却水中のこれらの一対の極の正極と負極の間を通過させて鋼材に冷却水を適用するとともに、これらの一対の極の正極と負極に電流を流して鋼材に直流を印加することを特徴とする前記（１）、（３）及び（４）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００１０】
（６）冷却水の導電率が０．０１〜１００Ｓ／ｍであることを特徴とする前記（１）及び（３）〜（５）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００１１】
（７）溶存酸素気体濃度が４．４６×１０−５ｍｏｌ／ｍ３（１ｐｐｍ）以下の脱気処理を施した冷却水を用いることを特徴とする前記（１）〜（６）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００１２】
（８）冷却中に圧力０．２９４２〜４９．０３ＭＰａの高圧水を鋼材に衝突させることを特徴とする前記（１）〜（７）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００１３】
（９）冷却完了後に圧力０．２９４２〜４９．０３ＭＰａの高圧水を該鋼材に衝突させることを特徴とする前記（１）〜（８）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００１４】
（１０）水素、アンモニア、窒素、炭酸ガス及び不活性ガスの１種又は２種以上の合計の溶存気体濃度が４．４６×１０−５ｍｏｌ／ｍ３〜２．２３ｍｏｌ／ｍ３（１〜５×１０４
ｐｐｍ）である冷却水を用いることを特徴とする前記（１）〜（９）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００１５】
（１１）冷却水に塩酸、硫酸又は硝酸を添加することを特徴とする前記（２）〜（１０）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００１６】
（１２）酸化剤を前記冷却水に添加しＯＲＰ値（酸化還元電位）で０．５以上２．０以下に調整するか、または還元剤を前記冷却水に添加しＯＲＰ値で−０．５以下−１．５以上に調整することを特徴とする前記（２）〜（１０）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００１７】
（１３）酸化剤を添加しＯＲＰ値（酸化還元電位）で０．５以上２．０以下に調整した冷却水と、還元剤を添加しＯＲＰ値で−０．５以下−１．５以上に調整した冷却水を交互に用いて冷却することを特徴とする前記（２）〜（１０）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００１８】
（１４）冷却水の一部又は全部に酸化電位水を利用することを特徴とする前記（２）〜（１０）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００１９】
（１５）冷却水の水温を５０℃〜１００℃にすることを特徴とする前記（１）〜（１４）のいずれか１項に記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００２０】
（１６）冷却水と鋼材との相対速度を０．１〜３００ｍ／ｓで接触させることを特徴とする前記（１）〜（１５）のいずれか１項に記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００２１】
（１７）冷却が完了した後の鋼材に対し液体及び／又は気体による洗浄を行い、牛脂、鉱油又は化学合成油を施した後に鋼材を捲き取ることを特徴とする前記（１）〜（１６）の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００２２】
（１８）質量％でホウ素を０．０００１〜１％含有する牛脂、鉱油又は化学合成油を用いることを特徴とする前記（１７）記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００２３】
（１９）酸洗前に鋼材を１００〜７００℃に加熱し、又は鋼材の温度が１００〜７００℃の場合はそのまま、濃度ｐＨ値が−２〜４である酸洗溶液で酸洗処理を実施することを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００２４】
（２０）酸洗前に鋼材を１００〜７００℃に加熱し、又は鋼材の温度が１００〜７００℃の場合はそのまま、直流又は交流を印加しながら、濃度ｐＨ値が−２〜４である酸洗溶液で酸洗処理を実施することを特徴とする鋼材のスケール除去及び抑制方法。
【００２５】
（２１）酸洗溶液を満たした酸洗槽内に、空間を隔てて向かい合う正極と負極とからなる一対の極を少なくとも２個互いに正極と負極が交互に間隔をおいて並び合うように配置し、鋼材を酸洗溶液中のこれらの一対の極の正極と負極の間を通過させて鋼材に酸洗溶液を適用するとともに、これらの一対の極の正極と負極の間に電流を流して鋼材に直流を印加することを特徴とする前記（２０）記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００２６】
（２２）前記（１）〜（１６）の何れか１項記載の方法が完了した後、鋼材に酸洗溶液で酸洗処理を実施し、その後、巻き取ることを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００２７】
（２３）酸洗溶液の水温を５０℃〜１００℃にすることを特徴とする前記（１９）〜（２２）のいずれか１項に記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００２８】
（２４）酸洗溶液と鋼材との相対速度を０．１〜３００ｍ／ｓで接触させることを特徴とする前記（１９）〜（２３）のいずれか１項に記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
【００２９】
（２５）鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に冷却水を適用するとともに、冷却水を供給する冷却ヘッダー及び又は冷却ノズル及び冷却水が側面から洩れないようにするサイドガイドからなる熱間圧延された鋼材の熱間圧延機出側に配した冷却装置と、鋼材に直流を流す装置であって、負極側を熱間圧延機出側のピンチロールとし、当該ピンチロールは鋼材と電気的に接触し、正極側を当該ピンチロールの後面に配したロール又はエプロンガイドとし、当該ロール又はエプロンガイドは絶縁体を介して鋼材と電気的に非接触であることからなる供給される冷却水を介して当該鋼材に直流を印加する装置とからなることを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制装置。
【００３０】
（２６）鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に冷却水を適用するとともに、冷却水を供給する冷却ヘッダー及び又は冷却ノズル及び冷却水が側面から洩れないようにするサイドガイドからなる熱間圧延された鋼材の熱間圧延機出側に配した冷却装置と、鋼材に直流を流す装置であって、正極側を熱間圧延機出側のピンチロールとし、当該ピンチロールは鋼材と電気的に接触し、負極側を当該ピンチロールの後面に配したロール又はエプロンガイドとし、当該ロール又はエプロンガイドは絶縁体を介して鋼材と電気的に非接触であることからなる供給される冷却水を介して当該鋼材に直流を印加する装置とからなることを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制装置。
【００３１】
（２７）鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に冷却水を適用するとともに、冷却水を供給する冷却ヘッダー及び又は冷却ノズル及び冷却水が側面から洩れないようにするサイドガイドからなる熱間圧延された鋼材の熱間圧延機出側に配した冷却装置と、鋼材に直流を流す装置であって、冷却水を満たした水冷槽内に、空間を隔てて向かい合う正極と負極からなる一対の極が少なくとも２個互いに正極と負極が交互に間隔をおいて並び合うように配置され、鋼材を冷却水中のこれらの一対の極の正極と負極の間を通過させて鋼材に冷却水を適用するとともに、これらの一対の極の正極と負極に電流を流して鋼材に直流を印加する装置とからなることを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制装置。
【００３２】
【発明の効果】
（産業上の利用可能性）
本発明の方法によれば、冷却時に発生する水蒸気による鋼材と酸素の酸化反応を抑え、既に発生している鋼材との酸化物を還元させることが可能となるため、冷却スケールの除去が可能となる。冷却水に電解質として塩化ナトリウムを添加し、あるいは更に塩酸又は硫酸を添加して、電解溶液水として、塩化ナトリウム、塩酸又は硫酸水溶液を用いれば、時間的に効率良くスケールの除去が可能となる。冷却水として使用する電解溶液水として酸化電位水を用いれば、環境に対する無害化をはかることで、電解溶液水の後処理工程を無くし、ランニングコストを低減することができる。
また、本発明の装置によれば、連続して通電が可能となり、直接短絡して通電することが無くなるため、安定した冷却スケールの除去が可能となる。冷却完了後の洗浄、防蝕手段を備えれば、一貫したスケールレス鋼材製造が可能となるため製造コストを低減させることが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明者らは、高温及び低温鋼材の表面に生成されたスケールの抑制及び除去に関して種々の検討を行った。以下、図面に基づいて、本発明の原理について説明する。
例えば高温でＦｅの表面に生成された酸化物は、量や比率の違いはあるが、冷却後、常温では、基本的に、図７に示すようにウスタイト（ＦｅＯ）、マグネタイト（Ｆｅ３
Ｏ４ ）、ヘマタイト（Ｆｅ２ Ｏ３ ）の３層構造で構成されている。このスケールを除去する場合、そのメカニズムは、例えばＦｅＯ＋２Ｈ＋
→Ｆｅ２＋ ＋Ｈ２ Ｏ＋２ｅ−となるが、常温ではｐＨ＝０以下の強い酸性状態でなければ、この様な反応は短時間では促進されない。しかし、冷却前に鋼材が１００℃以上、好ましくは順に１２０℃以上、１７５℃以上、２００℃以上、２５０℃以上、３００℃以上、６００℃以上、７００℃以上であれば、ｐＨ＝−２以上で酸化鉄の融解現象が進行し、更にｐＨ＝０以上の比較的弱い酸性状態でも、この酸化鉄の融解現象が進むことを実験により発見した。表１及び表２にｐＨと電流とスケール残存厚の変化を示す。表２から明らかなように、冷却前に１００℃以上の高温の鋼材に僅かに酸性状態を示すｐＨ＝４の塩酸水溶液を使って冷却を行い、常温までこの電解溶液水で冷却すれば完全に近い形でスケールを抑制、除去できる。また、表１の結果が示すように、スケール残存率を減少させるためにはｐＨ＝７の中性状態でも電流で０．１Ａ／ｍ２
以上印加すればいいことがわかる。またこの時の印加は正極でも負極でもいいことがわかる。
【００３４】
また、本発明者らは追加実験をしたところ、通電のみ、ｐＨ＝−２〜４の酸性の水のみでも１００℃以上、好ましくは順に１２０℃以上、１７５℃以上、２００℃以上、２５０℃以上、３００℃以上、６００℃以上、７００℃以上の高温での鋼材の酸化スケール除去が進むこと、通電と塩酸、酸化電位水等の酸性の水を合わせるとスケール除去効率が上がることを確認した。
【００３５】
さらに、鋼材の水冷却過程のみならず、塩酸水溶液等によって洗い流す酸洗工程においても酸洗前に鋼材の温度を１００℃以上、好ましくは順に１２０℃以上、１７５℃以上、２００℃以上、２５０℃以上に上げること、更に通電をすることにより酸洗効率が上がることも確認した。酸洗工程とは、金属酸化生成物を酸の水溶液等によって除去する工程である。
【００３６】
例として熱延鋼板（鋼材）の製造工程を簡単に説明する。加熱炉によって厚さ３００ｍｍ、巾１２００ｍｍ、長さ１００００ｍｍのスラブを１２００℃に加熱する。粗圧延を通して厚さ３０ｍｍ、巾１２００ｍｍ、長さ１０００００ｍｍにし、最終圧延工程である仕上げ圧延機で圧延し、所定の温度で冷却を行い、コイル状に捲き取る。この様な製造工程において、仕上げ圧延機に入る直前に高圧水によるデスケーリングによって鋼材表面の酸化スケールを１度取り除くが、仕上げ圧延機中には多量の水と通過時間があるため、仕上げ圧延機直後では、厚さ数μｍ〜十数μｍのスケールが生成され、冷却工程では通常、水を使った冷却を実施するため、ここでも水蒸気による酸化が進行する。そこで、仕上げ圧延機で発生した酸化スケール及び冷却過程で発生する酸化スケールを除去するために、図１に示すように鋼材１１を負極に帯電させる目的で圧延機１の出側にピンチロール２を設置する。また、冷却過程においては、負極に帯電された鋼材１１と直接接触しないように、図２に示すように、鋼材１１と接触する凸部は樹脂製の絶縁体１６、凹部は銅板製の通電体１５で構成されたロール６、及び図３に示す絶縁帯１２を介して鋼材１１と電気的に非接触であるエプロンガイド７を用い、冷却水が側面から洩れないように板の両翼にはサイドガイド３を設置する。電流は、鋼材１１から冷却水を経てロール６の凹部の銅板通電帯１５及び又はエプロンガイド７の電極銅板エプロン部１４に流れる。
【００３７】
冷却完了後には、デスケヘッダー５ａを設置し、その後面の水切りワイパー５によって水を遮断し、温水によるリンス装置９、鉱油等によるオイラー装置８を設置する。こうすることにより、熱延工程で酸化スケールの無い鋼材が得られる。
【００３８】
前記（１）の発明では、１００〜１２００℃の鋼材の水冷却過程において、単位表面積当たり０．１〜１０５
Ａ／ｍ２ の直流又は交流を印加する。金属の溶解反応速度あるいは酸化物の還元反応は温度に対し指数関数的に増加するため、鋼材を１００℃以上とすることで、温度上限が１００℃であった従来の酸洗では得ることのできない高速な溶解反応速度を得ることができる。一方、冷却開始時の鋼材温度が１２００℃超では通電装置の熱強度が保てないため、実用的ではない。
【００３９】
さらに、鋼材表面に通電することで電気化学反応を促進することができる。金属の溶解反応、例えば、Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−
あるいは酸化物の還元反応、例えば、４ＦｅＯ→Ｆｅ２＋＋Ｆｅ３Ｏ４ ＋２ｅ −
は電気化学反応であり、電気を印加することで反応量を増大させることができる。従って、単位表面積当たり０．１Ａ／ｍ２以上の直流又は交流を印加することにより、スケールを効率よく除去できる。０．１Ａ／ｍ２未満では反応量がスケールの除去に十分でないため０．１Ａ／ｍ２以上とする。また、電流１０５Ａ／ｍ２超では水の電気分解による水素の発生が著しく、安全性の観点から１０５Ａ／ｍ２以下とする。
【００４０】
また、本発明は正電圧印加でも負電圧印加でもスケールの除去効果があるため、直流のみならず交流の印加でもスケールの除去反応が進行する。（ここで負電圧印加とは、正電圧印加の電流の向きを変えて正極を負極にするか又は負極を正極にすることをいう。）
通常は反応量を直接制御するため、直流を使用することが好ましいが、上記の理由から印加に交流を用いてもよい。しかしながら、電気反応には時間遅れがあるため、効率よくスケール除去を行うためには１０Ｈｚ以下の低周波数を用いることが好ましい。
正極と負極とでは化学反応のメカニズムが違う。このため鋼材の表裏の表面を均一にするために交流を使うと正極の反応と負極の反応が電気的に交互に反応するのでわざわざ平滑化を狙って正極および負極を配置する必要がなくなる。
【００４１】
前記（２）の発明では、１００〜１２００℃の鋼材の水冷却過程において、ｐＨ＝４以下の冷却水を用いることにより、中性ｐＨ＝７に比べ冷却時水素発生及び金属の溶解反応量が増える。例えば、ｐＨが低くなれば陰極反応である２Ｈ＋
＋２ｅ− →Ｈ２ の反応量が増えるため、スケールと地鉄の間にＨ２ がより多く発生することによりスケールの除去が可能となる。鋼材の温度範囲の限定理由は（１）と同様である。ｐＨが４超だと溶融反応と水素ガスの発生量がスケールの剥離に十分ではなく、ｐＨを４以下に限定する。一方、ｐＨが−２未満だと酸の取り扱い上の危険性が増すことと周辺設備の腐食を招くことのために、ｐＨは−２以上とする。
【００４２】
前記（３）の発明は前記（１）の発明で規定した電流密度と前記（２）で規定したｐＨ値を合わせて限定したものであり、電流密度とｐＨ値の相乗作用により更に効率的にスケールの除去が可能になる。
【００４３】
前記（４）の発明では、電気の印加に関し、図１に示すように鋼材１１を負極に帯電させる目的で圧延機１の出側にピンチロール２を設置し、正極側をピンチロール２の後面に配した鋼材１１と絶縁したロール６又はエプロンガイド７とすることにより、効率的にスケールの除去が可能になる。また、正極、負極を逆にしても実施例１（表１）で示したように同様な効果が得られる。
【００４４】
更に、図４に示すように、仕上げ圧延機Ｂ１を通過した鋼材Ｂ０を水冷槽Ｂ２内に設置した電源Ｂ３に対し、正極板Ｂ４と負極板Ｂ５の間に配置することによっても、電流は正極板Ｂ４から鋼材Ｂ０を通して負極板Ｂ５へ流れ、鋼材Ｂ０の正極側は負極として作用し、鋼材Ｂ０の負極側は正極として作用するため、（１）の発明に関して記した作用によりスケールの除去が可能となる。更に、図４に示すように、正負極を交互に配列することにより、鋼材表裏表面の性状が均一になる。
【００４５】
前記（６）の発明では、冷却水を通して電極と鋼材の間にスケール除去に必要な電気化学反応を起こさせる電流を流す必要があるため、冷却水の導電率は０．０１Ｓ／ｍ以上と限定する。一方、導電率が１００Ｓ／ｍを超えると設備の腐食が甚だしく、１００Ｓ／ｍ以下とする。
【００４６】
前記（７）の発明では、水冷中の鋼材は水蒸気のみならず溶存している酸素で酸化しスケールが生成するため、溶存酸素濃度が４．４６×１０−５ｍｏｌ／ｍ３（１ｐｐｍ）以下の脱気処理を施した冷却水を使用する。一方、本発明の効果を得るためには溶存酸素濃度が０ｍｏｌ／ｍ３（０ｐｐｍ）でもかまわないので、下限は限定しない。
【００４７】
前記（１）〜（７）の発明ではスケールは鋼材から浮き上がるかたちで剥離するから、スケール剥離を促進する高圧水の衝突でスケールの除去性はさらに向上する。従って、前記（８）の発明では、冷却中に０．２９４２〜４９．０３ＭＰａの高圧水を鋼材に衝突させる。衝突圧力が０．２９４２ＭＰａ未満ではスケールと地鉄の密着力より弱く、スケールを剥離させる効果はない。４９．０３ＭＰａ超では昇圧のために多大な電力を必要とし、経済上好ましくないため上記の範囲に限定する。
尚、前記（８）の発明では、高圧水によるデスケーリングは水冷却の初期、途中、終期のいずれでもよく、本発明に用いる水は単純な水でも良いが、前記（２）、（６）、（７）並びに後述する（１０）、（１１）、（１２）、（１３）、（１４）、（１５）、（１６）に規定する冷却水を使用すれば、更にデスケーリングの効果が向上するので好ましい。
【００４８】
前記（１）〜（８）の発明では、スケールは鋼材から浮き上がるかたちで剥離するか、剥離に至らないスケールでもその一部は地鉄との密着性を失っている。従って、鋼材の冷却後であっても、前記（１０）の発明では、高圧水を衝突させることでスケールを剥離除去することができる。高圧水の衝突圧力の限定理由及び使用できる高圧水の種類は前記（８）の発明と同様である。
【００４９】
前記（１０）の発明では、鋼材表面でのガスの発生がスケールの除去性を高める。これは、ガスがスケールと地鉄の界面で発生するとスケールを押し上げる作用があるためである。しかし、新たなスケール生成を防止するため非酸化性ガス又は低酸化性ガスとする。従って、水素、アンモニア、窒素、炭酸ガス、不活性ガス、例えば、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ等を、１種又は２種以上の合計の溶存気体濃度が４．４６×１０−５〜２．２３×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（１〜５×１０４ｐｐｍ）の冷却水を用いる。前記溶存気体濃度が４．４６×１０−５ｍｏｌ／ｍ３（１ｐｐｍ）未満ではガスの発生量がスケール剥離に不十分であり、高圧水としても２．２３×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（５×１０４ｐｐｍ）超の気体の溶存は不可能であり、上記の範囲に限定する。
【００５０】
前記（１１）の発明では、ｐＨを簡易に調整するため、冷却水に塩酸、硫酸又は硝酸を添加する。それらを添加した後の冷却水のｐＨは、前記（２）の発明で説明したように４以下にすることが必要である。
【００５１】
前記（１５）の発明では、高温下での反応時間と蒸気発生による反応表面の攪拌効果によって均一なスケール除去表面を製造する事が可能となる。冷却水の水温を５０℃以上とすることにより、鋼材の表面温度が低下しにくくなり、スケール除去の反応がより効率的に進みやすくなる。一方、冷却水の水温が１００℃を超えると、沸騰した状態となり設備上実施に支障をきたす。
【００５２】
前記（１６）の発明では、冷却水と鋼材との相対速度を０．１ｍ／ｓ以上にすることにより、反応した冷却水から反応してない冷却水を効率よく循環させることが可能となるため、攪拌効果と同様な効果を生むため、均一なスケール除去表面を製造する事が可能となる。一方相対速度が３００ｍ／ｓを超えると、前記の攪拌効果は得られるが、設備上コストがかかるため、上限を３００ｍ／ｓとする。尚、相対速度とは鋼材の通板方向における冷却水又は鋼材の他方に対する速度と定義する。
【００５３】
前記（１２）及び（１３）の発明では、酸化剤は例えばＨ２Ｏ２，ＨＮＯ３，ＨＣｌＯ４，Ｏ３等であり、本発明者らは、ＯＲＰ値で０．５以上あれば効果が有り、２を超えるとコストが高くなることを確認した。
還元剤は例えばＨ２，Ｎａ２ＳＯ３，ＦｅＳＯ４等であり、本発明者らは、ＯＲＰ値で−０．５以下であれば効果が有り、−１．５を下回るとコストが高くなることを確認した。
また、酸化剤を添加しＯＲＰ値で０．５〜２に調整した冷却水と、還元剤を添加しＯＲＰ値で−０．５〜−１．５に調整した冷却水を交互に繰り返し使用することで、表面を更になめらかに仕上げることが可能となることを確認した。
【００５４】
前記（１４）の発明では、酸の使用をなくすことによる環境に対する無害化と、廃酸が処理不要となることによるランニングコストの低減とのために、冷却水に酸化電位水を一部又は全部利用する。酸化電位水とは、水の電気分解時に陽極側に生成する次亜塩素酸を含有するｐＨ＝−２〜４の酸性の水をいう。
【００５５】
前記（１７）の発明では、熱間圧延或いは冷却中に発生する鋼材の酸化スケールの除去を行った直後に液体及び／又は気体、例えば、ランアウト・テーブル冷却水の水を洗い落した水、例えばホウ素入りの水及び／又はＮ２
等によるリンスと牛脂等による防食を施すことによって、別工程を必要としないために一貫した鋼材の作り込みが可能となり、時間的に効率よい鋼材の生産が可能となる。
【００５６】
前記（１８）の発明では、冷却後のスケール生成防止のため重量％でホウ素を０．０００１〜１％含有する牛脂、鉱油又は化学合成油を用いて防食する。ホウ素の含有量が０．０００１％未満ではスケール生成を抑制するのに不十分であり、１％を超えるとホウ素化合物の溶解度を越え塗布が困難となるので、上記の範囲に限定する。
【００５７】
前記（２５）の発明では、熱間圧延機出側のピンチロールによって鋼材の長手方向に連続して負極の通電が行われ、正極はピンチロールの後面に配し、絶縁物を介し、鋼材と電気的に非接触なロール又はエプロンガイドとすることによって、直接正極と負極が接触することがないために、安定して、熱間圧延或いは冷却中に発生する酸化スケールの除去を行う。
【００５８】
前記（２６）の発明では、正極側を熱間圧延機出側のピンチロールとし、負極側を当該ピンチロールの後面に配したロール又はエプロンガイドとする。この構成によっても、鋼材の溶解反応により、効率よいスケール除去が可能となる。
【００５９】
前記（２０）の発明では、酸洗前に鋼材を１００〜７００℃に加熱するか、又は鋼材の温度が１００〜７００℃の場合はそのまま、酸洗処理を実施する。これにより、鋼材が従来の酸洗温度上限である１００℃を越えるため、従来の酸洗時間を大幅に短縮することが可能となる。
加熱方法としては、直接通電加熱、誘導加熱、変圧器効果型通電加熱、バーナ加熱、蒸気加熱等を使用できる。
酸としては塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸等を使用でき、従来の酸洗よりも高速な酸洗が可能なので、通常より低い濃度、例えば、ｐＨ＝−２〜２．７でも効率よい酸洗が可能となる。
酸洗前の鋼材が１００℃未満では従来の酸洗となり、７００℃超では鋼材が酸化しスケールが生成するので、上記の範囲に限定する。
【００６０】
前記（２０）の発明では、酸洗前に鋼材を１００〜７００℃に加熱するか、又は鋼材の温度が１００〜７００℃の場合はそのまま、直流又は交流を印加する。これにより、従来の酸洗よりも高速な酸洗が可能なので、通常より低い濃度でも効率よい酸洗が可能となる。単位表面積当たり０．１Ａ／ｍ２以上の直流又は交流を印加すると、鋼材の溶解反応又はスケールの還元溶解反応量が増大するので、効率よいスケールの除去が可能となるので好ましい。電流密度の上限は、水素ガス発生量が増加すると引火爆発の危険が増大するため、１０５Ａ／ｍ２以下とすることが好ましい。通常は反応量を直接制御するため、直流を使用することが好ましいが、鋼材が正極でも負極でもスケールの除去効果があるため交流を用いてもよい。しかしながら、電気反応には時間遅れがあるため、効率よくスケール除去を行うためには１０Ｈｚ以下の低周波数を用いることが好ましい。
鋼材を正極とし、酸洗槽の鋼材近傍に設置した電極を負極とするか、正極と負極を逆にするか、酸洗槽内に設定した正極と負極の電極の間に鋼材を配しても効率的な酸洗を実施することができる。
【００６１】
具体的に図５を使って説明する。
図５は酸洗槽Ａ１の概略を示している。鋼材Ａ２が酸洗槽Ａ１に入る前に鋼材Ａ２が常温の場合は、常温〜１００℃までは蒸気を吹き付ける蒸気予熱装置Ａ５による加熱を行い、さらに好ましくは鋼材Ａ２を１００〜２５０℃に上げるために誘導加熱装置Ａ６による加熱を実施する。また鋼材温度が１００℃を超える場合は加熱しない。この加熱された又は加熱する必要のない鋼材Ａ２に対し、新たに電源Ａ３ａ，Ａ３ｂを設置し、正極と負極の電極Ａ４ａの間と負極と正極の電極Ａ４ｂの間にそれぞれ鋼材Ａ２を通すことにより電気化学的操作を行う。
鋼材の温度範囲の限定理由、加熱方法、酸洗方法は前記（１９）の発明と同様である。
前記（２２）の発明では、前記（１）〜（１４）の方法における水冷却過程に引き続き、鋼材に酸洗処理を実施した後に巻き取る。これにより、連続したひとつの工程で完全なスケール除去が可能となる。
尚、本発明において、鋼材の温度は鋼材の表面温度であり、板材であれば板幅方向中央部を、線材であれば線材の上部を放射温度計等で測定した値と定義する。
【００６２】
【実施例１】
本実施例においては、以下のような条件で本発明を実施した。
試験片（板サイズ）：厚２ｍｍ×巾１０ｍｍ×長さ１０ｍｍの鋼材
実験内容：予め初期スケール生成量がそれぞれの冷却開始温度で２、６、１０μｍになるように加熱炉で加熱した。その後、板を加熱炉から取り出し、直流電流密度−１０５、−１０４、−１０００、−１００、−１０、−１、−０．１、−０．０１、０、０．０１、０．１、１、１０、１００、１０００、１０４、１０５Ａ／ｍ２でｐＨ７に調整した工業用水２Ｌ（リットル）に、１２００、９００、６００、３００、１００℃に温度調整した試験片及び室温（２０℃）の試験片のドブ浸け冷却を実施し、常温になったときの試験片表面のスケール量を測定した。電流密度が正の場合は板が正極の場合を表している。電流密度が負の場合は電流の方向を反対に切り換えた場合を意味しており、板が負極の場合を表している。（即ち、電流密度が正の場合で板が負極の場合を表している。）なお、高圧水は鋼材に衝突させなかった。冷却水の水温は３０℃とした。冷却水と鋼材の相対速度は０ｍ／ｓとした。
冷却水（上記ｐＨ＝７に調整した工業用水）の条件を下記に示す。
冷却水の伝導率：３Ｓ／ｍ
冷却水の溶存酸素濃度：２．２３×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（５ｐｐｍ）
冷却水の衝突圧力：０．２９４２ＭＰａ
冷却水の酸素以外の溶存気体（窒素４．４６×１０−４ ｍｏｌ／ｍ３
（１０ｐｐｍ）、二酸化炭素６．６９×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（１５ｐｐｍ））実験結果を表１に示す。スケール残存率は以下の式（１）で表される。
【００６３】
【表１】
スケール残存率
＝常温時スケール量［ｇ］／初期スケール量［ｇ］×１００％ （１）

その結果、冷却開始温度が１００℃以上、直流電流密度が０．１〜１０５Ａ／ｍ２の範囲でスケール残存率が小さくなり、冷却開始温度が室温の比較例では効果が少ないことが判った。また、試験片を正極としても負極としても効果のあることがわかった。
【００６４】
【実施例２】
本実施例においては、以下のような条件で本発明を実施した。
試験片（板サイズ）：厚２ｍｍ×巾１０ｍｍ×長さ１０ｍｍの鋼材
実験内容：予め初期スケール生成量がそれぞれの冷却開始温度で６μｍになるように加熱炉で加熱した。その後、無酸化雰囲気で温度を調整した板を加熱炉から取り出し、予め塩酸でｐＨ＝−２、０、２、４、６に調整した塩酸水溶液２Ｌ（リットル）に、１２００、９００、６００、３００、１００℃に加熱した試験片及び室温（２０℃）の試験片のドブ浸け冷却を実施し、常温になったときの試験片表面のスケール量を測定した。なお、高圧水は鋼材に衝突させなかった。冷却水の水温は３０℃とした。冷却水と鋼材の相対速度は０ｍ／ｓとした。
冷却水（上記予め塩酸でｐＨ＝−２、０、２、４、６に調整した塩酸水溶液）の条件を下記に示す。
冷却水の伝導率：３Ｓ／ｍ
冷却水の溶存酸素濃度：２．２３×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（５ｐｐｍ）
冷却水の衝突圧力：０．２９４ＭＰａ
冷却水の酸素以外の溶存気体（窒素４．４６×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（１０ｐｐｍ）、二酸化炭素６．６９×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（１５ｐｐｍ））
実験結果を表２に示す。スケール残存率は以下の式（１）で表される。
【００６５】
【表２】
スケール残存率
＝常温時スケール量［ｇ］／初期スケール量［ｇ］×１００％ （１）

その結果、冷却開始温度１００℃以上、ｐＨが４以下でスケール残存率が小さくなり、冷却開始温度が２０℃又はｐＨ＝６の比較例では効果が少ないことが判った。
【００６６】
【実施例３】
本発明の装置の例を具体的に図１〜３に示す。
圧延機１の後に設置したピンチロール２で鋼材１１を正極に帯電させ、側面はサイドガイド３、下面はロール６とエプロンガイド７で鋼材１１の周りを取り囲む。そして、鉄イオン等が溶け込んだ導電率が０．０１Ｓ／ｍの冷却使用済みの水を冷却水として再利用する。この冷却水を予め水の電気分解によってｐＨ＝０〜２．５程度に調整して酸化電位水を得た。この酸化電位水を冷却ヘッダー４とエプロンガイド７から噴出させ、通過する鋼材１１を冷却すると共に、スケールの取れ具合によっては電流を制御することによってスケール抑制及び除去を行う。エプロンガイド７は絶縁体１２に冷却ノズル１３を兼ね備えたものであり、電極銅板エプロン部１４を介して正極に帯電させる。ロール６は通電体１５でも正極に帯電させながら、樹脂製の絶縁体１６で負極に帯電させた鋼材１１とは直接接触しないようにしている。また、鋼材１１の表面に浮いたスケールを綺麗に除去するためにメカ的な力を加える目的で、デスケヘッダー５ａを設ける。そして、引き続きコイラー１０に巻き取る際の温度を制御するために、水切りワイパー５で電解溶液水を鋼材１１から切り取る。電解溶液水を鋼材１１の表面から取り除くために、始めに冷却ノズル１３によって鋼材１１の幅方向に水を衝突させて取り除き、ドライエアーにて鋼材１１を乾燥させるリンス装置９を設置する。リンス装置９を通過した鋼材１１は、必要に応じて鉱油を鋼材表面に塗布するオイラー装置８によってコーティングされ、コイラー１０に巻き取られる。このような装置を熱延工程に配置することによってスケールの抑制、除去を効率良く実施でき、次工程である酸洗の処理時間を大幅に短縮する。尚、冷却開始温度は８８０℃、電圧は１００Ｖ、直流電流密度は０．５Ａ／ｃｍ２で実施した。冷却工程における鋼材１１の移動速度は、８．３３〜３３．３３ｍ／ｓであった。
上記冷却ヘッダーから出る冷却水及び下記高圧水としての冷却水の条件は下記の通りである。
冷却水の水温は３０℃とした。冷却水と鋼材の相対速度は０ｍ／ｓとした。０．９８０７ＭＰａの高圧水（冷却水と同じ水を使用）は、水冷却の末期に鋼材に衝突させた。
冷却水の伝導率：３Ｓ／ｍ
冷却水の溶存酸素濃度：２．２３×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（５ｐｐｍ）
冷却水の衝突圧力：０．２９４ＭＰａ
冷却水の酸素以外の溶存気体（Ｎ２ 濃度：４．４６×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（１０ｐｐｍ）、ＣＯ２
濃度：６．６９×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（１５ｐｐｍ））
【００６７】
【実施例４】
酸化電位水に関する本実施例においては、以下のような条件で本発明を実施した。
試験片（板サイズ）：厚２ｍｍ×巾１０ｍｍ×長さ１０ｍｍの鋼材
実験内容：予め初期スケール生成量がそれぞれの冷却開始温度で６μｍになるように加熱炉で加熱した。その後、板を加熱炉から取り出し、予め食塩水を添加して水を電気分解し陽極側に生成した次亜塩素酸を含有するｐＨ＝２の酸性水（酸化電位水）２Ｌ（リットル）に、１２００、９００、６００、３００、１００℃に加熱した試験片及び室温（２０℃）の試験片のドブ浸け冷却を実施し、常温になったときの試験片表面のスケール量を測定した。また、高圧水を冷却完了後に衝突圧力０．９８０ＭＰａで鋼材に衝突させた。
冷却水（上記予め水を電気分解し陽極側に生成したｐＨ＝２の酸性水（酸化電位水））及び高圧水としての冷却水の条件を下記に示す。
冷却水の伝導率：０．１５０Ｓ／ｍ
冷却水の溶存酸素濃度：１．３３８×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（３ｐｐｍ）
冷却水の衝突圧力：０．２９４ＭＰａ
冷却水の酸素以外の溶存気体（窒素２．２３０×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（５ｐｐｍ）、二酸化炭素１．７８４×１０−４ｍｏｌ／ｍ３（４ｐｐｍ））
冷却水の水温は３０℃とした。冷却水と鋼材の相対速度は０ｍ／ｓとした。
実験結果を表３に示す。温度１００℃以上でスケール残存率が小さく、塩酸でｐＨを調整した実施例２とほぼ同様の結果を得ることが判る。
【００６８】
【表３】
【００６９】
【実施例５】
前記（１９）の発明の実施例について、図５を使って説明する。図５は酸洗槽の概略を示す。鋼材Ａ２が酸洗槽Ａ１に入っていく前に鋼材Ａ２が常温の場合は、常温〜１００℃までは蒸気を吹き付ける蒸気予熱装置Ａ５による加熱、さらに１００〜２５０℃は誘導加熱装置Ａ６による加熱を実施し、鋼材Ａ２の温度が１００℃を超える場合は加熱しない。
本実施例では酸洗前の鋼材の温度を２５０℃にし、通電は実施しなかった。酸の種類は硫酸水溶液、酸の濃度はｐＨ＝０とした。酸水溶液の水温は３０℃とした。酸水溶液と鋼材の相対速度は０ｍ／ｓとした。その結果、比較例は硫酸水溶液温度９０℃として実施例の結果と比較したところ、２５０℃加熱の脱スケールの完了時間は約１／１００に短縮された。
【００７０】
【実施例６】
前記（２０）の発明の実施例についても図５を使って説明する。新たに電源Ａ３ａ，Ａ３ｂを設置し、正極と負極の電極Ａ４ａの間と負極と正極の電極Ａ４ｂの間に鋼材を通すことにより、電気化学的操作を行うものである。本実施例では、具体的に直流電流密度：５０００Ａ／ｍ２、酸洗前の鋼材の温度を２５０℃とした。
加熱方法は、鋼材が常温の場合は、常温〜１００℃までは蒸気を吹き付けることによる加熱、さらに１００〜２５０℃は誘導加熱装置による加熱を実施した。酸の種類は硫酸水溶液で、酸の濃度はｐＨ＝０［単位］とした。酸水溶液の水温は３０℃とした。酸水溶液と鋼材の相対速度は０ｍ／ｓとした。比較例として塩酸水溶液温度９０℃とした場合との比較を試みた。その結果、２５０℃加熱の脱スケールの完了時間は約１／２００に短縮された。
【００７１】
【実施例７】
前記（２０）の発明の実施例について、図６を使って説明する。仕上げ圧延機Ｃ１を通過した鋼材Ｃ２を実施例１で示した水冷却Ｃ３での操作に加え、新たに酸洗浴Ｃ４を通板させ、コイルＣ５に巻き取るものである。本実施例では、水冷却Ｃ３完了時の鋼材の温度を５５０℃として、酸洗浴Ｃ４を通過した場合としない場合の比較を試みた。その結果、酸洗浴Ｃ４を通過した場合は１００％スケールオフが出来たが、通電を行わず、ｐＨ＝６の冷却水とした水冷却Ｃ３を実施し、酸洗浴Ｃ４を通過させない場合の残スケール厚は７μｍであった。
冷却水の水温は３０℃とした。通板速度は１０〜２０ｍ／ｓで操業した。従って、冷却水と鋼材の相対速度はおよそ１０〜２０ｍ／ｓとした。
【００７２】
【実施例８】
水温及び相対速度に関する本実施例においては、以下のような条件で本発明を実施した。試験片（板サイズ）：厚２ｍｍ×巾１０ｍｍ×高さ１０ｍｍの鋼材
試験内容：予め初期スケール生成量がそれぞれの冷却開始温度で６μｍになるように加熱炉で加熱した。その後、板を加熱炉から取り出し、ｐＨ＝０．６の酸性水（酸化電位水）２Ｌ（リットル）に９００℃に加熱した試験片のドブ浸け冷却を実施し、常温になったときの試験片表面のスケール残存量を測定した。相対速度は鋼材に対する冷却水の相対速度とした。
冷却水の衝突相対速度：０，０．１，３００ｍ／ｓ
冷却水の水温 ：２０，５０，９０℃
実験結果を表４に示す。冷却水温度５０℃以上でスケール残存率が小さく、攪拌を０．１ｍ／ｓ以上とすればスケール残存率は０％であることが判明した。
【００７３】
【表４】

【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置の実施例を示す図である。
【図２】 本発明の装置に用いるロールの例を示す図である。
【図３】 本発明の装置に用いるエプロンガイドの例を示す図である。
【図４】 本発明の装置の実施例を示す図である。
【図５】 本発明の装置の実施例を示す図である。
【図６】 本発明の装置の実施例を示す図である。
【図７】 鋼材表面におけるスケール生成状態を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１ 圧延機
２ ピンチロール
３ サイドガイド
４ 冷却ヘッダー
５ 水切りワイパー
５ａ デスケヘッダー
６ ロール
７ エプロンガイド
８ オイラー装置
９ リンス装置
１０ コイラー
１１ 鋼材
１２ 絶縁体
１３ 冷却ノズル
１４ 電極銅板エプロン部
１５ 通電体
１６ 絶縁体
Ａ１ 酸洗槽
Ａ２ 鋼材
Ａ３ａ，Ａ３ｂ 電源
Ａ４ａ，Ａ４ｂ 正極と負極
Ａ５ 蒸気予熱装置
Ａ６ 誘導加熱装置
Ｂ０ 鋼材
Ｂ１ 仕上げ圧延機
Ｂ２ 水冷槽
Ｂ３ 電源
Ｂ４ 正極板
Ｂ５ 負極板
Ｃ１ 仕上げ圧延機
Ｃ２ 鋼材
Ｃ３ 水冷却
Ｃ４ 酸洗浴
Ｃ５ コイル

Claims (27)

  1. 鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に冷却水を適用するとともに、鋼材に冷却水を介して電流密度が単位表面積当たり０．１〜１０５
    Ａ／ｍ２ の直流又は交流を印加することを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制方法。
  2. 鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に濃度ｐＨ値が−２〜４である冷却水を適用することを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制方法。
  3. 鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に濃度ｐＨ値が−２〜４である冷却水を適用するとともに、当該鋼材に当該冷却水を介して電流密度が単位表面積当たり０．１〜１０５
    Ａ／ｍ２ の直流又は交流を印加することを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制方法。
  4. 電流の印加に際して、正極、負極のいずれかの極を鋼材とするか、又は正極と負極の間に鋼材を配置することを特徴とする請求項１又は３記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  5. 冷却水を満たした水冷槽内に、空間を隔てて向かい合う正極と負極からなる一対の極を少なくとも２個互いに正極と負極が交互に間隔をおいて並び合うように配置し、鋼材を冷却水中のこれらの一対の極の正極と負極の間を通過させて鋼材に冷却水を適用するとともに、これらの一対の極の正極と負極に電流を流して鋼材に直流を印加することを特徴とする請求項１、３及び４の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  6. 冷却水の導電率が０．０１〜１００Ｓ／ｍであることを特徴とする請求項１及び３〜５の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  7. 溶存酸素気体濃度が４．４６×１０−５ｍｏｌ／ｍ３（１ｐｐｍ）以下の脱気処理を施した冷却水を用いることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  8. 冷却中に圧力０．２９４２〜４９．０３ＭＰａの高圧水を鋼材に衝突させることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  9. 冷却完了後に圧力０．２９４２〜４９．０３ＭＰａの高圧水を該鋼材に衝突させることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  10. 水素、アンモニア、窒素、炭酸ガス及び不活性ガスの１種又は２種以上の合計の溶存気体濃度が４．４６×１０−５ｍｏｌ／ｍ３
    〜２．２３ｍｏｌ／ｍ３ （１〜５×１０４ ｐｐｍ）である冷却水を用いることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  11. 冷却水に塩酸、硫酸又は硝酸を添加することを特徴とする請求項２〜１０の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  12. 酸化剤を前記冷却水に添加しＯＲＰ値（酸化還元電位）で０．５以上２．０以下に調整するか、または還元剤を前記冷却水に添加しＯＲＰ値で−０．５以下−１．５以上に調整することを特徴とする請求項２〜１０の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  13. 酸化剤を添加しＯＲＰ値（酸化還元電位）で０．５以上２．０以下に調整した冷却水と、還元剤を添加しＯＲＰ値で−０．５以下−１．５以上に調整した冷却水を交互に用いて冷却することを特徴とする請求項２〜１０の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  14. 冷却水の一部又は全部に酸化電位水を利用することを特徴とする請求項２〜１０の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  15. 冷却水の水温を５０℃〜１００℃にすることを特徴とする請求項１項〜第１４項のいずれか１項に記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  16. 冷却水と鋼材との相対速度を０．１〜３００ｍ／ｓで接触させることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  17. 冷却が完了した後の鋼材に対し液体及び／又は気体による洗浄を行い、牛脂、鉱油又は化学合成油を施した後に鋼材を捲き取ることを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  18. 質量％でホウ素を０．０００１〜１％含有する牛脂、鉱油又は化学合成油を用いることを特徴とする請求項１７項記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  19. 酸洗前に鋼材を１００〜７００℃に加熱し、又は鋼材の温度が１００〜７００℃の場合はそのまま、濃度ｐＨ値が−２〜４である酸洗溶液で酸洗処理を実施することを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制方法。
  20. 酸洗前に鋼材を１００〜７００℃に加熱し、又は鋼材の温度が１００〜７００℃の場合はそのまま、直流又は交流を印加しながら、濃度ｐＨ値が−２〜４である酸洗溶液で酸洗処理を実施することを特徴とする鋼材のスケール除去及び抑制方法。
  21. 酸洗溶液を満たした酸洗槽内に、空間を隔てて向かい合う正極と負極とからなる一対の極を少なくとも２個互いに正極と負極が交互に間隔をおいて並び合うように配置し、鋼材を酸洗溶液中のこれらの一対の極の正極と負極の間を通過させて鋼材に酸洗溶液を適用するとともに、これらの一対の極の正極と負極の間に電流を流して鋼材に直流を印加することを特徴とする請求項２０記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  22. 請求項１〜１６の何れか１項記載の方法が完了した後、鋼材に酸洗溶液で酸洗処理を実施し、その後、巻き取ることを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制方法。
  23. 酸洗溶液の水温を５０℃〜１００℃にすることを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか１項に記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  24. 酸洗溶液と鋼材との相対速度を０．１〜３００ｍ／ｓで接触させることを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の鋼材のスケール除去、抑制方法。
  25. 鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に冷却水を適用するとともに、冷却水を供給する冷却ヘッダー及び又は冷却ノズル及び冷却水が側面から洩れないようにするサイドガイドからなる熱間圧延された鋼材の熱間圧延機出側に配した冷却装置と、鋼材に直流を流す装置であって、負極側を熱間圧延機出側のピンチロールとし、当該ピンチロールは鋼材と電気的に接触し、正極側を当該ピンチロールの後面に配したロール又はエプロンガイドとし、当該ロール又はエプロンガイドは絶縁体を介して鋼材と電気的に非接触であることからなる供給される冷却水を介して当該鋼材に直流を印加する装置とからなることを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制装置。
  26. 鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に冷却水を適用するとともに、冷却水を供給する冷却ヘッダー及び又は冷却ノズル及び冷却水が側面から洩れないようにするサイドガイドからなる熱間圧延された鋼材の熱間圧延機出側に配した冷却装置と、鋼材に直流を流す装置であって、正極側を熱間圧延機出側のピンチロールとし、当該ピンチロールは鋼材と電気的に接触し、負極側を当該ピンチロールの後面に配したロール又はエプロンガイドとし、当該ロール又はエプロンガイドは絶縁体を介して鋼材と電気的に非接触であることからなる供給される冷却水を介して当該鋼材に直流を印加する装置とからなることを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制装置。
  27. 鋼材の水冷却過程において、温度が１００〜１２００℃の鋼材に冷却水を適用するとともに、冷却水を供給する冷却ヘッダー及び又は冷却ノズル及び冷却水が側面から洩れないようにするサイドガイドからなる熱間圧延された鋼材の熱間圧延機出側に配した冷却装置と、鋼材に直流を流す装置であって、冷却水を満たした水冷槽内に、空間を隔てて向かい合う正極と負極からなる一対の極が少なくとも２個互いに正極と負極が交互に間隔をおいて並び合うように配置され、鋼材を冷却水中のこれらの一対の極の正極と負極の間を通過させて鋼材に冷却水を適用するとともに、これらの一対の極の正極と負極に電流を流して鋼材に直流を印加する装置とからなることを特徴とする鋼材のスケール除去、抑制装置。
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