JPH093673A - 薄鋼板の酸洗装置及び酸洗方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸洗時間の短縮化および設備の小型化を図る
ことができる薄鋼板の酸洗装置および方法を提供する。 【構成】 鋼板を加熱する鋼板加熱部と、鋼板が浸漬さ
れる酸洗槽部と、酸液の濃度及び温度を制御する酸液循
環槽部とを備え、鋼板を連続的に脱スケール処理する薄
鋼板の高速酸洗装置であって、鋼板加熱部は、前記酸洗
槽部入り側のブライドルロールと酸洗槽との間に設けら
れた鋼板加熱装置と、加熱された鋼板の温度を測定する
ための温度計と、腰折れ防止ロールと、を有し、酸洗槽
部は、鋼板浸漬時間制御用のシンクロールと、酸洗槽部
の下部より酸液、スケール、及びその他の不溶解物を排
出する手段と、を有し、循環槽部は、前記酸洗槽部の下
部に設けられ、上部酸洗槽内の酸液の濃度及び温度を調
整制御するために酸液を上部酸洗槽へ循環供給するとと
もに、鋼板から酸液へ移行した排熱を回収する熱交換器
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、薄鋼板の酸洗装置及
び酸洗方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図３に示すように、従来の浸漬
式塩酸酸洗設備では、熱間圧延された鋼板１は、常温ま
で冷却された後に、入側設備のペイオフリール２から送
り出され、溶接機３、ルーパ４、ブライドル装置５並び
にスケールブレーカ６を経由して５〜６槽（全長約１０
０ｍ）で構成された塩酸槽７，８内を浸漬走行され、最
終的にテンションリール９によって巻き取られる。

【０００３】塩酸槽内の浸漬走行工程において鋼板表層
部のスケールは塩酸との化学反応により除去された後
に、鋼板１は次工程に送給されるか又は製品となる。酸
洗槽７，８は、それぞれが深さ５００〜１０００mm、長
さ１０〜２０ｍの大きさである。酸洗槽７，８内の塩酸
条件としては、高濃度かつ高温度であればあるほど脱ス
ケール性が向上することが知られているが、装置あるい
はコスト等の実用上の制約からこれらを無制限に高くす
ることはできず、一般的に塩酸濃度が４．０〜１５．０
重量％、温度が８０〜９０℃程度とされている。

【０００４】近年では、生産性向上と設備投資抑制を狙
って酸洗処理時間の短縮化あるいは酸洗槽長を短くする
技術の開発が盛んに行われており、例えば酸洗槽入り側
にスケールブレーカを設置して表層のスケールに割れを
生じさせることにより酸液の浸透を促す酸洗方法（特開
昭５６−１６０８２５号公報）や酸洗槽内に噴流を発生
させる方法（特開昭６２−１９６３８７号公報）、また
は遮蔽板を設置する乱流プロモーターの設置により鋼板
近傍の酸液の新陳代謝を促進させる酸洗方法（特開平４
−５９９８２号公報）、あるいは鋼板を酸液との反応温
度まで加熱することによりスケールと塩酸との化学反応
を促進させる酸洗方法（特開昭５９−２０４８７号公
報、特開平４−２９７５８９号公報）等が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
浸漬式塩酸酸洗設備は、酸洗槽部だけでも長大な設置ス
ペースと膨大な建設費用を必要とする。また、操業及び
品質面においては、長大な酸洗槽中での酸液の温度及び
濃度を十分に制御することができず、良好な鋼板表面性
状を安定的に確保することができないという問題点があ
る。

【０００６】また、酸洗方法として実施されているスケ
ールブレーキング法では、鋼板の溶接部近傍では板破断
の危険があるために充分な効果を発揮できず、長手方向
の表面仕上りにむらが発生するとともに、酸洗時間の短
縮効果が少なく、ライン長は従来レベルのものである。

【０００７】また、噴流方式においては、ライン長の短
縮効果は見込めるものの、耐酸ポンプ及び配管等の増設
によるコスト増によって相殺される上に、ポンプ動力費
の増大によりランニングコストも上昇するという問題点
がある。

【０００８】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、設置スペースの短縮及び設備
の建設費の低廉化が可能であるとともに、酸洗仕上りの
良好な薄鋼板を安定的に製造できる酸洗設備を得ること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る薄鋼板の酸
洗装置は、鋼板を加熱する鋼板加熱部と、鋼板が浸漬さ
れる酸洗槽部と、酸液の濃度及び温度を制御する酸液循
環槽部とを備え、鋼板を連続的に脱スケール処理する薄
鋼板の酸洗装置であって、前記鋼板加熱部は、前記酸洗
槽部入り側のブライドルロールと酸洗槽との間に設けら
れた鋼板加熱装置と、加熱された鋼板の温度を測定する
ための温度計と、腰折れ防止ロールと、を有し、前記酸
洗槽部は、鋼板浸漬時間制御用のシンクロールと、酸洗
槽部の下部より酸液、スケール、及びその他の不溶解物
を排出する手段と、を有し、前記循環槽部は、前記酸洗
槽部の下部に設けられ、上部酸洗槽内の酸液の濃度及び
温度を調整制御するために酸液を上部酸洗槽へ循環供給
するとともに、鋼板から酸液へ移行した排熱を回収する
熱交換器を有することを特徴とする。

【００１０】さらに、鋼種、鋼板温度、シンクロール位
置、酸液条件が検出データ又は初期設定データとして入
力され、これらの入力データに基づき鋼板加熱温度およ
び鋼板浸漬時間を求める演算部と、求めた鋼板加熱温度
に基づき鋼板加熱部の加熱動作を制御して鋼板浸漬時に
酸液の核沸騰状態が得られる温度域まで鋼板を加熱する
とともに、求めた鋼板浸漬時間に基づきシンクロール動
作を制御して鋼板の浸漬深さを調節する制御部と、を有
することが望ましい。

【００１１】本発明に係る薄鋼板の酸洗方法は、鋼板を
加熱する鋼板加熱部と、鋼板が浸漬される酸洗槽部とを
備え、鋼板を酸液に浸漬して連続的に脱スケール処理す
る薄鋼板の酸洗方法であって、前記鋼板加熱部において
鋼板浸漬時に酸液が核沸騰状態になる温度域まで鋼板を
加熱し、加熱直後に鋼板を酸液に浸漬することを特徴と
する。

【００１２】また、本発明に係る薄鋼板の酸洗方法は、
鋼板を加熱する鋼板加熱部と、鋼板が浸漬される酸洗槽
部と、酸液の濃度及び温度を制御する酸液循環槽部とを
備え、鋼板を連続的に脱スケール処理する薄鋼板の酸洗
装置であって、前記鋼板加熱部は、前記酸洗槽部入り側
のブライドルロールと酸洗槽との間に設けられた鋼板加
熱装置と、加熱された鋼板の温度を測定するための温度
計と、腰折れ防止ロールと、を有し、前記酸洗槽部は、
鋼板浸漬時間制御用のシンクロールと、酸洗槽部の下部
より酸液、スケール、及びその他の不溶解物を排出する
手段と、を有し、前記循環槽部は、前記酸洗槽部の下部
に設けられ、上部酸洗槽内の酸液の濃度及び温度を調整
制御するために酸液を上部酸洗槽へ循環供給するととも
に、鋼板から酸液へ移行した排熱を回収する熱交換器を
有する薄鋼板の酸洗装置を用いて鋼板を酸洗処理する際
に、インヒビターを含み、かつ濃度４．０〜８．０重量
％の塩酸溶液を鋼板１トンあたり６０〜１５０ｋｇの割
合で酸洗槽部へ循環供給し、鋼板加熱温度を１００〜３
００℃の範囲とし、酸液の液面と鋼板とのなす鋭角とし
ての鋼板侵入角度が３０〜６０°の範囲になるように塩
酸溶液に対して鋼板を浸漬することを特徴とする。

【００１３】なお、酸液がインヒビター（酸洗抑制剤）
を含む塩酸溶液である場合は、鋼板を１００〜３００℃
の温度域に加熱することが望ましく、１５０〜３００℃
の温度域に加熱することが更に好ましい。このような温
度域に加熱した直後に鋼板を酸液に浸漬すると、鋼板表
面近傍で核沸騰状態が得られ、スケールに多数の微細ク
ラックが生じるので、鋼板の表面性状が良好になる。と
くに、鋼板を２００〜２５０℃の温度域に加熱したとき
に理想的な鋼板の表面性状が得られる。

【００１４】また、鋼板侵入角度は３０〜６０°の範囲
とすることが望ましい。酸洗槽内の酸液に対する鋼板の
侵入角度が３０°を下回る場合も６０°を上回る場合も
ともに脱スケール状態が不良になるからである。

【００１５】さらに、濃度４．０〜８．０重量％の塩酸
溶液を鋼板１トンあたり６０〜１５０ｋｇの割合で酸洗
槽部へ循環供給することが望ましい。鋼板１トンあたり
の塩酸溶液の供給量が６０ｋｇを下回る領域では鋼板の
脱スケールが不十分になり、酸液供給量が１５０ｋｇを
越える領域では脱スケール効果が飽和してしまい過剰供
給となるからである。脱スケール用の酸液には塩酸溶液
を用いることが好ましい。この場合に、溶液の塩酸濃度
は４．０〜８．０重量％の範囲とする。塩酸濃度の下限
値を４．０重量％とするのは鋼板の脱スケールが不十分
になるからであり、上限値を８．０重量％とするのは鋼
板の素地が腐食されて表面性状が損われるからである。
また、酸液の温度は通常は８０〜９０℃の範囲に制御さ
れることが望ましい。

【００１６】

【作用】高温の物体を液中に浸漬すると両者の温度差に
応じて３段階の沸騰現象が現れる。先ず第１段階の比較
的低温の領域では核沸騰状態が出現する。核沸騰状態に
おいては、物体の表面全体から気泡が発生し、表面と液
相間で熱および物質の移動が活発に行われる。次にこれ
より高温の第２段階の温度域では遷移沸騰状態に移行す
る。遷移沸騰状態では物体表面の大部分から連続的に気
泡が発生するとともに部分的には蒸気膜によって覆われ
るようになり、表面と液相間の熱及び物質の移動が核沸
騰時よりも鈍くなる。さらに高温の第３段階の温度域で
は膜沸騰状態へと移行する。膜沸騰状態では物体の全表
面が蒸気膜にて覆われることとなり、熱及び物質の移動
は妨げられ、更に鈍くなる。

【００１７】本発明に係る薄鋼板の酸洗装置及び酸洗方
法においては、鋼板加熱部において鋼板浸漬時に酸液が
核沸騰状態になる温度域まで鋼板を予備加熱し、加熱直
後に鋼板を酸液に浸漬するので、鋼板近傍に急激な熱移
動と物質移動とを伴う核沸騰状態が出現する。この核沸
騰状態において鋼板表面に接触する酸液が短時間で迅速
に更新されるので、急速加熱と相俟って脱スケール反応
が促進される。

【００１８】さらに、鋼板の予備加熱温度を制御するだ
けでなく、鋼板の浸漬深さと侵入角度をも制御するの
で、各鋼種ごと及び生成スケール量ごとに脱スケール時
間変化に対してそれぞれ柔軟に対処することができる。
また、酸洗槽内の酸液の温度不均一に対しても下部の循
環槽において調整量及び制御量について余裕をもたせて
いるので、きめ細かく対処することができ、良好な酸洗
仕上がりを安定的に維持することができる。以上のこと
は、鋼板の部分的な過熱状態を回避し、鋼板の幅方向両
端部の波うちや中央部の膨出などのような変形（板形状
のくずれ）が実質的に生じなくしている。

【００１９】また、酸液（塩酸溶液）に浸漬する場合
に、鋼板加熱温度が１００〜３００℃の範囲であること
がとくに好ましいのは次の理由による。第１に、酸液の
沸点以上でなければ、沸騰現象は得られないからであ
る。

【００２０】第２に、鋼板加熱温度が３００℃以下のと
きは、沸騰現象が核沸騰域にあるため、表層スケールへ
の微細なクラック発生を誘発し、かつ酸液の新陳代謝も
促進される。鋼板加熱温度が３００℃を越えると、遷移
沸騰域から膜沸騰域へと移行し、微細なクラック発生を
妨げるとともに、新陳代謝促進も鈍化（脱スケール性悪
化）するからである。

【００２１】

【実施例】以下、添付の図面を参照しながら本発明の実
施例について説明する。圧延工場で熱間圧延された薄鋼
板１は、コイル状に巻き取られて常温まで冷却された後
に、浸漬式塩酸酸洗設備に搬送される。

【００２２】図１には浸漬式塩酸酸洗ラインの一部のみ
を示すが、この浸漬式塩酸酸洗ラインでは上流側のペイ
オフリール（図示せず）から下流側のテンションリール
（図示せず）に至るまで連続送給されており、薄鋼板１
は酸洗槽１６に浸漬されるようになっている。パスライ
ン下側には多数の搬送ロール（図示せず）が並び、鋼板
１が高速で搬送されるようになっている。酸洗槽１６と
ペイオフリールとの間にはブライドルロール１２、誘導
加熱装置１３、温度計１５がこの順に設けられている。
上部酸洗槽１６は下部循環槽２１に配管及びポンプ２５
を介して連通し、酸液の循環回路が形成されている。循
環槽２１は、上部酸洗槽１６の下部より酸液及び槽内沈
殿物を抜き出して酸液の温度及び濃度の制御を容易にす
る働きをもつとともに、槽内に排熱回収用の熱交換器１
９を備えている。熱交換器１９のチューブ側にはほぼ室
温の水が供給されるようになっている。この供給水がシ
ェル側の酸液と熱交換して温水となり、これが水洗槽２
０に送られるようになっている。

【００２３】鋼板加熱部を構成する加熱装置としては、
設備長の短く温度制御性に優れている誘導加熱装置が望
ましい。例えばコイル長さは板幅と同等か又はその数倍
とすることが好ましい。このような誘導加熱装置１３の
インダクションコイル１３ｂは、パスライン上の鋼板１
を取り囲むように設けられ、交流電源１３ａに接続され
ている。なお、コイル電源１３ａは制御部４０に接続さ
れ、コイル１３ｂへの給電量が制御されるようになって
いる。コイル１３ｂの誘導加熱によって鋼板１は瞬時に
１００〜４００℃の温度域まで加熱されるようになって
いる。

【００２４】なお、誘導加熱装置１３では均一加熱性に
関してエッジ部過加熱（目標温度±１０℃）となるが、
一般的にコイル状に巻かれた薄鋼板の場合はエッジ部の
スケール厚みが中央部より厚いので、望ましい結果をも
たらす。また、誘導加熱装置１３は、出側に設けた鋼板
温度計（図示せず）から得られる温度情報をフィードバ
ック制御することにより、均一加熱及びライン減速に合
わせた入／出力制御を行う。加熱装置１３と酸洗槽１６
との距離Ｌが長い場合（Ｌ≧０．５ｍ）は、鋼板１の腰
折れ（薄鋼板の製品欠陥となる座屈）防止用にロール径
が０．３２ｍ以上の腰折れ防止ロール２２を設置する必
要がある。

【００２５】放射式の温度計１５が、酸洗槽１６の入側
直前で、かつパスラインの上方に設けられ、通過中の鋼
板１の温度が非接触で連続的に検出されるようになって
いる。温度計１５は演算部３０の入力側に接続されてい
る。演算部３０の入力側にはこの他に位置センサ（図示
せず）、濃度センサ（図示せず）、液温センサ（図示せ
ず）が接続され、シンクロール位置検出信号および塩酸
条件データ信号などが入力されるようになっている。一
方、演算部３０の出力側は制御部４０の入力側に接続さ
れ、各種データ信号が制御部４０に入力されるようにな
っている。

【００２６】温度計１５の直ぐ下流側には酸洗槽１６及
び水洗槽２０がこの順に並んで設けられている。酸洗槽
１６の中には、液温８０〜９０℃に調整された濃度４〜
８重量％の塩酸溶液が収容されている。この塩酸溶液は
酸洗抑制剤としてインヒビターを含んでいる。塩酸溶液
中にはシンクロール１７と固定ロール１８とが浸漬され
ている。シンクロール１７は昇降シリンダ（図示せず）
によって支持され、塩酸溶液に浸漬されたり、これから
引上げられたりされるようになっている。これにより鋼
板１の浸漬長さ及び侵入角度θが制御される。

【００２７】また、下方の循環槽２１は、上部酸洗槽１
６の底部より酸液及び槽内沈殿物を常時抜き出して受け
入れるとともに、上部酸洗槽１６への供給酸液の温度及
び濃度を制御部４０及び演算部３０によってきめ細かく
管理される。すなわち、Ｌ．Ｓ、鋼種、塩酸条件、シン
クロール位置、鋼板温度の入力データに基づき演算部３
０は最適の操業条件を算出し、これを制御部４０へ送
る。これに基づき制御部４０は濃度４．０〜８．０重量
％の塩酸溶液を鋼板１トンあたり６０〜１５０ｋｇの割
合で酸洗槽部１６へ供給するように制御する。酸洗槽部
１６へは循環槽２１から循環回収される酸液とともに他
の供給源（図示せず）から新たな酸液が供給されるよう
になっている。

【００２８】なお、熱交換器１９が下部循環槽２１のな
かに設けられ、熱交換器１９の内部通路を通流する水と
下部循環槽２１内の塩酸溶液とが熱交換されるようにな
っている。熱交換された温水は水洗槽２０に送られるよ
うになっている。なお、液温測定用温度計（図示せず）
及び濃度計（図示せず）が上部酸洗槽１６及び下部循環
槽２１の適所にそれぞれ設けられ、塩酸溶液の温度及び
濃度がそれぞれ検出されるようになっている。

【００２９】制御部４０の出力側は、加熱装置１３のコ
イル電源１３ａの他に、シンクロール１７の昇降シリン
ダ（図示せず）の駆動電源および液温測定用温度計（図
示せず）にそれぞれ接続されている。

【００３０】次に、上記の浸漬式塩酸酸洗ラインにおい
て鋼板を連続的に酸洗処理する場合について説明する。
熱間圧延工程にて製造され、常温まで冷却された鋼板１
は、図示されていない入側設備を経由し、ブライドルロ
ール１２に至る。鋼板１は、誘導加熱装置１３により１
００〜３００℃の範囲の所定の温度に加熱された後に、
腰折れ防止用の小径搬送ロール２２上を通過し、酸洗槽
１６に至る。酸洗槽１６（２０〜３０ｍ）内には、上下
可動式のシンクロール１７を設置するとともに、下部循
環槽２１より所定の液温度と所定の濃度に制御された酸
液の供給を受け、鋼種及びラインスピード毎の酸洗仕上
りを均一かつ安定的にする制御機能を備えている。循環
槽２１内の熱交換器１９にて回収された温水は、次の水
洗槽２０へと導かれる。

【００３１】加熱鋼板１を酸液中に浸漬させると、鋼板
１に接触した酸液が核沸騰状態となる。核沸騰状態にお
いては鋼板１の全表面から気泡が無数に発生し、酸液と
鋼板１との間で急激な熱移動と物質移動とが生じ、脱ス
ケール反応が十分に促進される。

【００３２】上記した酸洗処理時間の短縮と設備のコン
パクト化についての課題は、浸漬式塩酸酸洗設備におい
て、入側部のブライドルロール１２と酸洗槽１６との間
に鋼板加熱装置１３、鋼板温度計１５及び腰折れ防止用
ロール２２を具備する鋼板加熱部を設けて、鋼板を酸液
の沸点以上で１００〜３００℃の温度範囲内に加熱した
後に、酸液中に浸漬する酸洗方法（以降、高温装入酸洗
法と称す）を実施することにより解決される。

【００３３】次に、表１を参照しながら鋼板温度を種々
変えたときのクラック発生状況および脱スケールにつき
調べた結果を、実施例１〜５と比較例１，２、従来方
法、並びにスケールブレーキング法のそれぞれと比べて
説明する。

【００３４】実施例１〜５は鋼板加熱温度をそれぞれ１
００℃，１５０℃，２００℃，２５０℃，３００℃に設
定した場合に対応する。比較例１および２は鋼板加熱温
度をそれぞれ３５０℃と４００℃に設定した場合に対応
する。従来方法は鋼板温度をそれぞれ３０℃（加熱せ
ず）及び８０℃（低温加熱）に設定した場合に対応す
る。スケールブレーキング法は鋼板温度を３０℃（加熱
せず）に設定した場合に対応する。なお、スケールブレ
ーキング法は特開昭５６−１６０８２５号公報、特開昭
６２−１９６３８７号公報、特開平４−５９９８２号公
報にそれぞれ記載された方法に準拠している。

【００３５】スケールにおけるクラック発生状況と酸洗
処理時間短縮の効果について上記の場合をそれぞれ調べ
た。表中にて二重丸は微細クラックが多数生じた結果
を、一重丸はクラック数が多い結果を、三角はクラック
数が少ない結果を、バツマークは少数の大きなクラック
のみが生じた結果をそれぞれ示す。表から明らかなよう
に、鋼板加熱温度を１５０〜３００℃の範囲とした場合
に良好な結果を得ることができ、２００〜２５０℃の温
度範囲では最良の結果を得ることができた。

【００３６】酸洗処理時間短縮の効果については鋼板温
度を３０℃とする従来方法を基準１００％として各方法
の結果を調べた。実施例１では５０％、実施例２では３
３％、実施例３では２０％、実施例４では１８％、実施
例５では２０％、比較例１では４０％、比較例２では４
２％、従来方法（８０℃低温加熱）では８５％、スケー
ルブレーキング法では９０％という結果を得た。

【００３７】ちなみに、特開平４−２９７５８９号公報
には誘導加熱により鋼板温度を酸液温度（８０℃）にま
で加熱して酸洗する方法が記載されている。しかし、こ
のような誘導加熱装置にて鋼板を８０℃前後に加熱し酸
洗する方法では、前述の酸洗技術よりも酸洗時間短縮効
果が８５％（基準となる総所要時間の１５％が短縮され
る）と少ない。

【００３８】得られた結果について以下に若干の考察を
加える。鋼板加熱部において、１００〜３００℃の範囲
で加熱された鋼板は、酸液中（液温度８０〜９０℃）に
浸漬され、急激に冷却されることとなり、表層部に生成
しているスケールは、熱衝撃により割れを生じるととも
に、母材との熱膨張差により剥離する。前述したスケー
ルブレーカー設置による方法と同じ役割や作用を果たす
ものであるが、鋼板の加熱温度が１５０〜３００℃の範
囲では、実施例２〜５のほうが微細なクラックが発生す
るとともに、溶接点近傍での脱スケール性低下によるラ
インスピード減速及び操業性悪化等の制約はなく、ま
た、長手方向の表面仕上りのむらという問題も生じな
い。

【００３９】従来より、脱スケール性向上のためには酸
液の高濃度化および高温度化が効果的であることが知ら
れているが、装置上、あるいはコスト上の制約により実
行化されてはいない。しかし、高温装入酸洗法では鋼板
温度を酸液の沸点以上に加熱し酸液中へ浸漬することに
より、鋼板近傍においてのみ高濃度化および高温度化し
て、脱スケール化学反応の理想状態に達し、従来の技術
では得られなかった酸洗条件及び効果を得ることができ
る。

【００４０】次に、図２及び図３を参照しながら本実施
例の酸洗装置について説明する。図２は縦軸に酸洗槽の
時定数（分）をとり各槽ごとに応答性につき調べた結果
示すグラフ図である。酸洗槽の長さは２０ｍ、１つあた
りの槽容積は５０ｍ³ の条件である。図から明らかなよ
うに従来のような５〜６槽程度で構成される酸洗槽にお
いては、塩酸濃度・温度の応答性が遅く、きめ細かな制
御・管理が不可能であり、製品品質の安定供給が不可能
であった。しかし、本実施例の装置では、循環槽を採用
することにより数分以内に応答する結果が得られ、応答
性は著しく改善されるとともに製品品質の安定化が可能
となった。

【００４１】図３は横軸に処理鋼板１トンあたりの塩酸
供給量（ｋｇ／トン）をとって脱スケール性をＡ，Ｂ，
Ｃのランクをつけて評価した。図中にて白丸は濃度８．
０重量％の塩酸溶液（温度８０℃）の結果を示し、白三
角は濃度４．０重量％の塩酸溶液（温度８０℃）の結果
を示す。図から明らかなように塩酸溶液供給量の最適範
囲は６０〜１６０（ｋｇ／トン）であることが判明し
た。また、最適範囲内では濃度８．０重量％の塩酸溶液
の場合はすべてＡランク評価となったが、濃度４．０重
量％の塩酸溶液の場合はＢランクからＡランクまでにバ
ラツキを生じた。

【００４２】次に、図４を参照しながら脱スケール性と
鋼板加熱温度との関係について説明する。図４は横軸に
鋼板加熱温度をとり、縦軸に脱スケール性をとって両者
の関係について調べた結果を示すグラフ図である。温度
８０℃で濃度８重量％の塩酸溶液に同一の浸漬時間で鋼
板を浸漬して調べた。脱スケール性はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅの５段階で評価した。図から明らかなように、脱スケ
ール性の評価は１００〜３００℃の温度域で良好であ
り、とくに１５０〜３００℃の温度域ではＡまたはＢの
評価が得られた。

【００４３】図５は、横軸に浸漬直前の鋼板と液面との
なす侵入角度θをとり、脱スケール性をＡ，Ｂ，Ｃのラ
ンクをつけて評価した。図中にて白丸は鋼板の両面とも
優秀な結果が得られたものを、黒丸は鋼板の両面とも劣
悪な結果となったものを、黒三角は鋼板の上面が劣悪な
結果となったものを、黒四角は鋼板の下面が劣悪な結果
となったものをそれぞれ示す。図から明らかなように、
侵入角度により酸洗性が影響を受けていることがわか
り、侵入角度θが３０〜６０゜の範囲のものはすべてＡ
ランク評価の結果が得られた。この要因としては、沸騰
時の気泡の影響が主なものであり、この影響を回避する
ためには侵入角度θを３０〜６０゜の範囲内に規定する
ことが不可欠である。

【００４４】得られた結果について以下に若干の考察を
加える。浸漬式酸洗反応の支配要因として、鋼板近傍の
酸液の新陳代謝の鈍化があり、従来技術においては噴流
・遮蔽板等の乱流プロモーターを備えることにより、酸
液を拡散させて問題解決にあたっている。高温装入酸洗
法では、以上の作用をも兼備している。加熱した鋼板を
酸液中に浸漬することにより、鋼板近傍は急激な熱移動
と物質移動を伴う沸騰現象（核沸騰域）となり、酸液の
新陳代謝が促進される。効果としては、物質移動が熱移
動（熱伝達率）にて置き換え可能であるとすると、乱流
プロモーター付加によるものの約１０倍程度はあるもの
と推定される。

【００４５】上記の実施例の方法によれば従来方法より
も大幅な酸洗時間の短縮効果を得るとともに、設備のコ
ンパクト化を達成することができた。また、鋼板加熱部
にて鋼板加熱温度（鋼種別）、酸洗槽部にてラインスピ
ード、浸漬時間、塩酸条件（温度、濃度）を制御可能と
したことにより、均一かつ良好な薄鋼板を安定的に製造
することができる。

【００４６】次に、表２を参照して本発明の実施例を比
較例と比べながら効果について説明する。表２は、鋼板
加熱温度を種々変えて板形状のくずれ及び蛇行について
評価した。なお、総合評価は板形状のくずれ及び蛇行の
各評価を勘案して決定したものである。表中にて丸は良
好な結果を示し、三角は実用上とくに問題ない結果を示
し、バツマークは実用上に問題がある結果を示す。

【００４７】鋼板加熱温度が１００〜３００℃の温度域
では良好な結果が得られたが、３００℃以上の温度域に
なる３５０℃及び４００℃では板形状のくずれ（温度差
などに起因する局部座屈変形などによる板形状の乱れ）
が大きく、実用に供することができない。このように鋼
板加熱温度（３００℃以上）と酸液温度（８０〜９０
℃）との温度差が２５０℃以上になると、急激な温度変
化による板形状のくずれを生じて、通板性が悪化するこ
とが判明した。また、鋼板を１００℃以上に加熱すると
腰折れ（薄鋼板の製品欠陥となる座屈）が発生するが、
図１の実施例のようにパスを縦型として、ロール径に制
約（φ≧０．３２）を設けることで解消した。

【００４８】以上を実施し採用することにより、酸洗処
理時間の短縮及び設備のコンパクト化が可能となり、酸
洗仕上りが良好で表面性状に優れた鋼板を製造すること
ができる。なお、この発明の技術は、金属材料全般にわ
たる脱スケール方法に応用することが可能である。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】

【００５１】

【発明の効果】この発明によれば、誘導加熱装置を酸洗
槽の前段に設置し、酸洗槽へ装入される鋼板を酸液の沸
点以上の温度範囲に加熱して、脱スケール処理を行うよ
うにしたので、大幅な酸洗処理時間の短縮及び酸洗槽の
数の減少が可能になるとともに、大幅な設備費の低廉化
効果を得ることができる。

【００５２】また、鋼板加熱部にて鋼板加熱温度（鋼種
別）、酸洗槽部にてラインスピード、浸漬時間、塩酸条
件（温度、濃度）を制御可能としたことにより、均一か
つ良好な薄鋼板を安定的に製造することができる。

【００５３】とくに酸洗槽内にシンクロールを設け、シ
ンクロールによって液中への鋼板の浸漬時間を制御する
こと、および酸液濃度制御、および鋼板温度制御の組合
せにより可能である。

【００５４】さらに、酸洗槽内には高温装入酸洗法実施
による液温度上昇を防止する熱交換器を設けるととも
に、回収した熱水は出側のリンス水へと利用することに
より省エネルギーを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る薄鋼板の酸洗装置が用い
られた酸洗ラインの一部を示す模式図。

【図２】各酸洗槽における応答性の結果を示すグラフ
図。

【図３】酸液必要供給量により脱スケール性を評価した
結果を示すグラフ図。

【図４】鋼板加熱温度と脱スケール性との相関関係につ
いて調べた結果を示すグラフ図。

【図５】鋼板侵入角度と脱スケール性との相関関係につ
いて調べた結果を示すグラフ図。

【図６】従来の酸洗装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１…鋼板、１２…ブライドルロール、１３…誘導加熱装
置、１５…温度計、１６…酸洗槽、１７…シンクロー
ル、１８…固定ロール、２０…リンス槽、２２…腰折れ
防止ロール、３０…演算部、４０…制御部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板を加熱する鋼板加熱部と、鋼板が浸
   漬される酸洗槽部と、酸液の濃度及び温度を制御する酸
   液循環槽部とを備え、鋼板を連続的に脱スケール処理す
   る薄鋼板の酸洗装置であって、 前記鋼板加熱部は、前記酸洗槽部入り側のブライドルロ
   ールと酸洗槽との間に設けられた鋼板加熱装置と、加熱
   された鋼板の温度を測定するための温度計と、腰折れ防
   止ロールと、を有し、 前記酸洗槽部は、鋼板浸漬時間制御用のシンクロール
   と、酸洗槽部の下部より酸液、スケール、及びその他の
   不溶解物を排出する手段と、を有し、 前記循環槽部は、前記酸洗槽部の下部に設けられ、上部
   酸洗槽内の酸液の濃度及び温度を調整制御するために酸
   液を上部酸洗槽へ循環供給するとともに、鋼板から酸液
   へ移行した排熱を回収する熱交換器を有することを特徴
   とする薄鋼板の酸洗装置。
2. 【請求項２】 さらに、鋼種、鋼板温度、シンクロール
   位置、酸液条件が検出データまたは初期設定データとし
   て入力され、これらの入力データに基づき鋼板加熱温度
   および鋼板浸漬時間を求める演算部と、 求めた鋼板加熱温度に基づき鋼板加熱部の加熱動作を制
   御して鋼板浸漬時に鋼板に接する酸液が核沸騰状態にな
   る温度域まで鋼板を酸液浸漬前に加熱するとともに、求
   めた鋼板浸漬時間に基づきシンクロール動作を制御して
   鋼板の浸漬深さを調節する制御部と、を有することを特
   徴とする請求項１記載の薄鋼板の酸洗装置。
3. 【請求項３】 鋼板を加熱し、加熱した鋼板を酸液中に
   浸漬して連続的に脱スケール処理する薄鋼板の酸洗方法
   であって、 鋼板浸漬時に鋼板に接する酸液が核沸騰状態になる温度
   域まで鋼板を酸液浸漬前に加熱し、加熱直後に鋼板を酸
   液に浸漬することを特徴とする薄鋼板の酸洗方法。
4. 【請求項４】 鋼板加熱温度を１００〜３００℃の範囲
   とし、インヒビターを含む塩酸溶液に対して鋼板を浸漬
   する際に液面と鋼板とのなす鋭角としての鋼板侵入角度
   を３０〜６０°の範囲とすることを特徴とする請求項３
   記載の薄鋼板の酸洗方法。
5. 【請求項５】 濃度４．０〜８．０重量％の塩酸溶液を
   鋼板１トンあたり６０〜１５０ｋｇの割合で酸洗槽部へ
   循環供給することを特徴とする請求項４記載の薄鋼板の
   酸洗方法。
6. 【請求項６】 鋼板を加熱する鋼板加熱部と、鋼板が浸
   漬される酸洗槽部と、酸液の濃度及び温度を制御する酸
   液循環槽部とを備え、鋼板を連続的に脱スケール処理す
   る薄鋼板の酸洗装置であって、前記鋼板加熱部は、前記
   酸洗槽部入り側のブライドルロールと酸洗槽との間に設
   けられた鋼板加熱装置と、加熱された鋼板の温度を測定
   するための温度計と、腰折れ防止ロールと、を有し、前
   記酸洗槽部は、鋼板浸漬時間制御用のシンクロールと、
   酸洗槽部の下部より酸液、スケール、及びその他の不溶
   解物を排出する手段と、を有し、前記循環槽部は、前記
   酸洗槽部の下部に設けられ、上部酸洗槽内の酸液の濃度
   及び温度を調整制御するために酸液を上部酸洗槽へ循環
   供給するとともに、鋼板から酸液へ移行した排熱を回収
   する熱交換器を有する薄鋼板の酸洗装置を用いて鋼板を
   酸洗処理する際に、 インヒビターを含み、かつ濃度４．０〜８．０重量％の
   塩酸溶液を鋼板１トンあたり６０〜１５０ｋｇの割合で
   酸洗槽部へ循環供給し、 鋼板加熱温度を１００〜３００℃の範囲とし、 酸液の液面と鋼板とのなす鋭角としての鋼板侵入角度が
   ３０〜６０°の範囲になるように塩酸溶液に対して鋼板
   を浸漬することを特徴とする薄鋼板の酸洗方法。