JPH0541711B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は酸洗処理された金属材料のリンス方法
に関し、特に金属材料を連続的に酸洗しリンス処
理していく際において、ライントラブル等により
金属材料の走行速度が低下したり或は停止した場
合に生ずる金属材料の変色を防止する方法に関す
るものである。尚本発明の対象となる金属材料と
しては、各種合金鋼やAl，Cu等の非鉄金属ある
いはこれらの合金等種々の金属材料が挙げられ、
その形状も帯状、棒状、線状等様々のものがある
が、以下の説明では鋼帯を代表的にとり上げて説
明する。

［従来の技術］ 鋼帯の連続生産に当たつては、熱間圧延や冷間
圧延工程あるいは歪取り焼鈍工程等で生成する表
面の酸化スケールを除去して正常化するため、最
終段階で酸洗による脱スケール処理と、酸洗液除
去のためのリンス処理が行なわれる。たとえば第
５図は通常のリンス処理設備を例示するもので、
リンス処理設備３は、酸洗設備２の後方に鋼帯１
の走行方向に沿つて複数の散水リンス部３ａ，３
ｂ，…３ｙ，３ｚを直列に配設してなり、酸洗設
備２から出た鋼帯１は、各散水リンス部３ａ，３
ｂ，…において、各受槽４ａ，４ｂ，…より循環
ポンプＰを経て各散水ノズル５ａ，５ｂ，…から
噴出される洗浄水によつて順次リンス処理された
後、乾燥装置６で乾燥して巻取られる。このリン
ス処理設備３において、洗浄水は最下流側リンス
部３ｚの循環ラインもしくは受槽４ｚへ供給さ
れ、該リンス部３ｚの受槽４ｚからオーバーフロ
ーした洗浄水はその上流側リンス部３ｙの受槽４
ｙへ送られ、これを順次繰り返した後最上流側リ
ンス部３ａの受槽４ａもしくは循環ラインから逐
次抜き出される。この間、鋼帯１表面の酸洗液
（最も多用されているのは塩酸）付着量は、最上
流側リンス部３ａより下流側になるにつれて減少
し、最下流側リンス部３ｚでは実質的に零とな
る。また最上流側リンス部３ａでは多量の酸洗液
が除去されるため、受槽４ａ内の洗浄液PHが最も
低くなり、下流側リンス部になるほど該リンス部
で洗浄除去される酸洗液絶対量が少なくなるた
め、各受槽の洗浄液PHは徐々に中性に近づいてく
る。

［発明が解決しようとする課題］ 第５図に示した様なリンス処理設備によるリン
ス効果は、鋼帯１の連続生産ラインが順調に稼動
し鋼帯１が一定の速度で走行している限り何ら問
題を生ずることはない。ところが連続生産ライン
の一部（熱延もしくは冷延工程や焼鈍工程、酸洗
工程等）でトラブルが生じて、リンス処理設備に
おける鋼帯の走行速度が低下したり停止すると、
次の様な問題が生じてくる。

即ちリンス処理設備の特に上流側では、前述の
如く酸洗液がまだ完全に除去されておらず、各リ
ンス部で循環供給される洗浄水はかなり強い酸性
を示しているので、この様な酸性水が付着したま
まの状態で鋼帯の走行が停止すると、後述する様
な反応により鋼帯表面が黄色、黒色、赤色等に変
色し品質が著しく損なわれる。

そこでこうした問題を回避するため、鋼帯の走
行速度が低下したり停止したときは、リンス処理
設備全体の受槽に大量の洗浄水を供給して洗浄水
のPHを中性にする手段がとられている。ところが
この手段では、この時点でリンス処理設備から排
出される酸洗排水等の量が急増するため、排出処
理設備にかかる負荷が著しく増大する。従つてリ
ンス処理設備に付設される排水処理設備として
は、こうした不測の事態も考慮したうえで大量の
排液を処理し得る大規模な排水処理設備を設けて
おかねばならず、設備費が高騰する。しかもリン
ス処理設備におけるすべてのリンス部に上記の処
理を施さなければならないので、清浄水の使用量
増大に伴なうコストアツプも軽視できない。

本発明はこの様な事情に着目してなされたもの
であつて、その目的は、リンス処理設備を通過す
る鋼帯の走行速度が低下し或は停止した場合で
も、前述の様な問題を生ずることなく鋼帯の変色
を確実に防止することのできる方法を提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明に係る
リンス方法の構成は、酸洗後の金属材料を数段階
に分けて形成したリンス設備を順次通過させるこ
とによつてリンスしていくに当たり、上記通過速
度が低下したときには、リンス液のPH値が1.5〜
4.0の範囲内の値を示すリンス設備におけるリン
ス液（洗浄液）に水を補給し、あるいは該リンス
液の温度を低下させ、もしくは該リンス液中の酸
素濃度を低下させるところに要旨を有するもので
ある。

［作用及び実施例］ 本発明者らはこれまでの経験で、前述の様な不
測の事態が生じたときに見られる変色が、リンス
処理設備内における特定の部位で集中的に発生す
ることを確かめている。またリンス処理設備にお
ける洗浄水のPHは、最上流側リンス部で最も低
く、下流側リンス部になるにつれて中性に近づい
てくることは先に述べた通りである。そこで鋼帯
が変色するか否かは、洗浄水のPHによつて影響を
受けるのではないかと考え、次の方法で洗浄液の
PHと変色の関係を調べた。

（実験法） (1) 試験条件 ・ リンス液：既設リンス処理設備における最上
流側から４番目のリンス部の循環液を水で希
釈して使用 ・ リンス液水質：PH…１〜７、温度…30，50，
70（℃）、流量…10〜33（／分） ・ リンス時間：５〜300（秒） ・ ノズル−鋼板間距離：100〜280（mm） (2) 試験法 塩酸で脱スケールした鋼板を水洗−温水洗浄−
水洗の後乾燥し冷却したものを供試鋼板とし、こ
れを20g／濃度のFeCl₂水溶液に浸漬してから
所定のリンス液でリンス処理を行ない、乾燥後鋼
板表面の変色状態を調べる。

(3) 変色の評価法 上記(2)で得た鋼板の表面の色調をミノルタ社製
の色度計により測定し、３点測定の平均値として
求める。

Ｌ値：白−黒の明度 第１図はリンス液の温度を70℃、リンス時間を
60秒に設定し、リンス液のPHを変えた場合につい
て鋼板の変色状態を調べた結果を示したものであ
る。

この図からも明らかである様に、鋼板はリンス
液のPHが1.5〜4.0の範囲で著しく変色し、このPH
域を外れた場合は殆んど変色しない。

こうした傾向を示す理由は次の様に考えること
ができる。

即ち酸（HCl）洗を受けた鋼板の表面には、下
記の反応により生成した塩化第１鉄が付着してい
るが、 FeO＋2HCl→FeCl₂＋H₂Ｏ この塩化第１鉄は、第２図に示す如くリンス処
理工程で水酸化第２鉄に変化する。この水酸化第
１鉄は非常に酸化され易く、リンス液中の酸素に
より酸化されて水酸化第２鉄に変わる。そしてこ
の水酸化第２鉄はPH2.0以上になると溶解度が著
しく低下し、鋼板表面に析出してくるが、これが
脱水されると酸化第２鉄に変化し着色するものと
思われる。

このとき、リンス液のPHが1.5未満である場合
は、鋼板表面に多量に存在する塩化第１鉄が水酸
化第２鉄に変化したとしても、PHが低いため該水
酸化第２鉄の析出が起こらず、その後の水洗で容
易に除去されるため鋼板の変色は起こりにくい。
一方、リンス液のPHが4.0を超える場合は、塩化
第１鉄の溶解速度が極めて遅く、そのため水酸化
第１鉄の生成、ひいてはその酸化によつて生ずる
水酸化第２鉄の生成が起こらず、その結果酸化第
２鉄も生成しにくくなつて鋼板表面の変色が起こ
らなくなるものと思われる。

即ち鋼板の変色を防止するには、第２図に示し
たFeCl₂→Fe（OH）₂→Fe（OH）₃→Fe₂O₃の反応を
いずれかの段階で阻止して酸化第２鉄が生成しな
い様な条件を与えてやればよく、リンス液のPHを
1.5〜4.0の範囲外にコントロールするとその条件
が与えられ、鋼板の変色が防止されるものと思わ
れる。

また上記の変色反応の速度は温度およびリンス
処理系の酸素濃度によつても変わつてくる。たと
えば第３図は、リンス液の温度を変えた場合のリ
ンス時間（スプレー時間）と変色状態の関係を示
したグラフである。但し使用したリンス液として
は下記の通りである。

（リンス液） PH：2.5 比重：0.994g／ml HCl濃度：0.2g／以下 FeCl₂濃度：0.19g／ Cl濃度：204mg／ 第３図からも明らかである様に、リンス液PHが
変色を最も起こし易い2.5であつても、リンス液
の温度を十分に下げてやれば鋼板の変色は起こり
難くなり、リンス液を冷却することが変色防止の
有効な手段となる。

また第４図は、リンス液のPHを2.5、温度を70
度、流量を33／min、リンス時間を30秒または
60秒に設定し、リンス液中の酸素濃度を変えた場
合の変色状態を調べた結果を示したものである。

この図からも明らかである様に、リンス液PHが
最も変色を起こし易い2.5であり且つ比較的高温
条件にある場合でも、リンス液中の酸素濃度を十
分に下げてやれば前述の酸化反応が進行しにくく
なり、鋼板の変色は抑えられる。

本発明はこうした実験事実を基にしてなされた
ものであつて、その具体的構成は、リンス処理設
備における鋼帯の通過速度が低下しあるいは停止
したときは、リンス液のPH値が1.5〜4.0の範囲内
の値を示すリンス部（即ち変色する可能性のある
部分）だけに注目し、当該リンス部だけに水を補
給してリンス液のPHを4.0より高い値にするか、
あるいは該リンス液を冷却し、もしくは該リンス
液の酸素濃度を低下させることとし、変色の恐れ
のない他のリンス部については定常状態のリンス
条件をそのまま維持するものである。

その結果、リンス処理設備全体のリンス液に水
を供給して変色を防止する従来法に比べると、本
発明は該設備の極く一部だけに前述の処理を施す
ものであるからリンス処理設備全体としての給水
量は著しく抑えられ、排水処理設備を極端に大規
模化しておく必要もなくなる。尚リンス処理設備
においてリンス液のPH値が1.5〜4.0の範囲になる
位置は、該リンス処理設備のリンス能力や鋼帯の
走行速度により変わつてくるので、本発明を実施
するに当たつては定常稼動時における各リンス部
のリンス液PHを予め測定しておき、そのPHが1.5
〜4.0の範囲となるリンス部を確認しておいて、
鋼帯の走行速度が低下したり停止したときは当該
リンス部だけに前述の変色防止処理を施せばよ
い。尚当該リンス部の酸素濃度を下げる手段とし
ては、たとえば当該リンス部の槽内に窒素ガス等
をバブリングして溶存酸素を放出させる方法等を
採用すればよい。また本発明を実施するに当たつ
ては前記３つの手段のうち１つを採用するだけで
目的を達成することができるが、これらの手段を
２つ以上組合わせ、たとえば該当するリンス部に
冷水を供給してPHを高めつつ冷却する方法等を採
用すれば、変色を一層確実に阻止することができ
るので好ましい。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、リンス処
理設備内における鋼帯の走行速度が低下し或は停
止したときは、該リンス処理設備におけるリンス
液PHが1.5〜4.0の範囲の値を示すリンス部のみに
前記した所定の処理を施すだけで鋼帯の変色を確
実に阻止することができ、リンス排液処理設備を
小型化し得ると共に洗浄水の使用量も低減するこ
とができ、またリンス処理設備の極く一部に所定
の処理を施すだけであるから工程管理も容易であ
るなど、実用に即した多大な利益を享受すること
ができる。また本願発明は鋼帯の連続リンス処理
に限らず、酸洗された様々の金属帯や板材、線
材、管材、棒材のリンス処理にも幅広く活用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はリンス液のPHと鋼板の変色度の関係を
示すグラフ、第２図は鋼板の変色原因を示す化学
変化の説明図、第３図はリンス所要時間と変色度
の関係を示すグラフ、第４図はリンス液中の酸素
濃度と変色度の関係を示すグラフ、第５図はリン
ス処理設備を示す概略図である。 １……鋼帯、２……酸洗設備、３……リンス処
理設備、３ａ，３ｂ，…３ｙ，３ｚ……リンス
部、４ａ，４ｂ，…４ｙ，４ｚ……受槽、Ｐ……
循環ポンプ、５ａ，５ｂ，…５ｙ，５ｚ……噴射
ノズル、６……乾燥設備。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸洗後の金属材料を数段階に分けて形成した
   リンス設備を順次通過させることによつてリンス
   していくに当たり、上記通過速度が低下したとき
   には、リンス液のPH値が1.5〜4.0の範囲内の値を
   示すリンス設備におけるリンス液に水を補給する
   ことを特徴とする金属材料のリンス方法。 ２ 酸洗後の金属材料を数段階に分けて形成した
   リンス設備を順次通過させることによつてリンス
   していくに当たり、上記通過速度が低下したとき
   には、リンス液のPH値が1.5〜4.0の範囲内の値を
   示すリンス設備におけるリンス液の温度を低下さ
   せることを特徴とする金属材料のリンス方法。 ３ 酸洗後の金属材料を数段階に分けて形成した
   リンス設備を順次通過させることによつてリンス
   していくに当たり、上記通過速度が低下したとき
   には、リンス液のPH値が1.5〜4.0の範囲内の値を
   示すリンス設備におけるリンス液中の酸素濃度を
   低下させることを特徴とする金属材料のリンス方
   法。