JPS5959900A - ステンレス鋼帯の連続電解脱スケ−ル方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ステンレス銅帯の表面スケールを連続的に除
去するだめの電解酸洗法に関し、硝酸水溶液中での電解
酸洗を極めて効率よく行うことのできる電極配置による
連続電解脱スケール方法に関する。

一般にステンレス銅帯は玲間■−延された後、主として
冷間圧延による歪を除去するため焼鈍され、引き続いて
焼鈍によってステンレス鋼帯表面に形成されたスケール
を除去するだめの脱スケール処理が行われる。

従来、ステンレス銅帯の連続脱スケール方法としては、
一般にまずＮａＯＨを主成分とした溶融アルカリ塩に浸
漬する、いわゆるンルト処理と呼ばれる前処理を行った
後、硫酸、硝酸、硝弗酸（硝酸十弗化水素酸）等の酸水
溶液中に浸漬するかまたはこれら水溶液中での？ｌ＋、
Ｍ処理が行なわれている。

ソルト処理後に行なわれる各神酸水溶液中への浸びｉま
たは電解処理をさらに具体的に述べれば、ソルト処理に
引き続け１硫酸水溶液への浸漬または硫酸水溶液中での
電解処理を行った後、さらにフェライト系およびマルテ
ン“す′イト系ステンレス鋼については硝酸水溶液中で
の電解処理を、オーステナイト系ステンレス鋼について
は硝酸水溶液中へ浸漬した後、硝酸水溶液中での電解処
理を行うプロセスが多用されている。

上記プロセスにおいて、ソルト処理後に硫酸水溶液を利
用することが多い理由は、硫酸が比軟的安価でかつ脱ス
ケール能力が優れているからである。また、ソルト処理
と硫酸水溶液中への浸漬処理または同水溶液中での電解
処理とケ順次行った後、まだは、さらに硝弗酸水溶液中
−＼の浸漬処理を行った後、硝酸水溶液中で電解処理す
るのはこの処理が前段の一連の処理後になお残存しでい
る表面スケールを完全に除去する作用と脱スケール後の
ステンレス鋼帯３表面を不動態化処理−ノ゛る作用とを
併せもっているからである。

焼鈍によりステンレス鋼表面に形成されるスケールは、
厚さは薄いが非常に緻密であり、脱スク゛−ルが非常に
困維であるだめ、上記のととく溶融アルカリ塩による前
処理と各種酸水溶液中への浸漬処理または各種酸水溶液
中での電解処理とを組合せて行っているが、それでもな
お脱スケールに要する時間は非常に長く、ステンレス冷
延鋼帯の製造工程の能率化を阻害する原因となっている
。

脱スケールに要する時間を確保しつつ生産性を上げるに
は、溶融アルカリ塩浸漬槽および各種酸水溶液の浸漬槽
または電解槽を大形化することが考えられるが、それに
は多額の設備投資が必要となる。

本発明者らはソルト処理、硫酸水溶液中へのび漬処理を
順次行った後まだはさらに硝弗酸水溶液中への浸漬処理
を行った後に行われる硝酸水溶液中での電解処理に着目
し、電解による脱スケール反応について詳細に６バ究し
た結果、設備を大型化することなく、まだ電解に要する
電気量を増大させることなく、脱スケール効率を著しく
増大させ、ひいては生産性を向上さぜることのできる硝
酸水溶液中における電解方法を開発ｌ−だ。

本発明の目的は、能率のよいステンレス鋼帯の連続電解
脱スケール方法を提供し、ステンレス銅帯の生産性向上
に寄与することにある。

ステンレス鋼帯の連続膜スクールプロセスにおいて各種
酸水溶液中での電解処理は、通常、第３図の模式断面図
に示すように、酸水溶液槽６内に陽電極１と陰電極２と
を配設し、両極１，２間に直流電圧を印加してステンレ
ス鋼帯３がそれぞれの電極間を通過する際に電解処理を
受けるいわゆる間接電解方法が採用されている。図にお
いて、４はロール、５は酸水溶液である。

この方式においては、陽電極１間をステンレス鋼帯３が
通過する際にはステンレス４ｊ８ｉ１帯表面では陰極反
応が生じ、陰電極２間を通過する際にはステンレス鋼帯
３表面では陽極反応が生じる。

焼鈍によ）ステンレス鋼帯表面に形成されたスケールは
、ソルト処理、硫酸水溶液中への浸漬処理または硫酸水
溶液中での電解処理を、または、さらに硝弗酸水溶液中
への浸漬処理を順次受けることにより変質し、大部分の
スケールが除去される。外観的にも、例えは５ＵＳ４３
０の場合、焼鈍により形成されたスケールは光沢のある
赤味を帯びた青色を示すが、ソルト処理および硫酸水溶
液中への浸漬処理を受けることにょシ、極く薄い赤茶色
のスケールに変化する。

本発明者らは、ソルト処理、硫酸水溶液中への浸漬処理
若しくは硫酸水溶液中での電解処理を、またはさらに硝
弗酸水溶液中への浸漬処理を順次行った後に、なおステ
ンレス銅帯表面に残存しているところの変質したスケー
ルを硝酸水溶液中での電解処理によυ除去する場合につ
いて、その電流密度および電解時間と脱スケール性との
関係について詳細に調べたところ、次の新事実を見出す
に至った。

すなわち、電解に要するステンレス蛸帯単位面積当りの
電気量（電流密度と’ｔｌ；、ｔＴＩＦ時間との積）が
一定の条件の下においては、ステンレス銅帯が陽電極間
を通過する際にステンレス銅帯表面で起る陰極反応の場
合は、第１図に示すように、電流密度を増大させて′１
Ｌ１時間を短くする方が脱スケールがより進行し、一方
ステンレス銅帯が陰極間を通過する際にステンレス銅帯
表面で起る陽極反応の場合には逆に、第２図に示すよう
に電流密度を小さくして電解時間を長くする方が脱スケ
ールがよシ進行する。

第１図、第２図は、板厚０．７調のＳＵＳ　４３０の冷
延恭姶焼鈍板を用いてＮａＯＨを主成分とする４２０℃
の溶融アルカリ塩への１５秒間の浸漬処理と、濃度５Ｃ
Ｊｊ９／ｌ、液温６０℃の硫酸水溶液への１５秒間の浸
漬処理とを順次行った後に、濃度１００ｇ／ｄ、液温６
０℃の硝酸水溶液中で電解脱スケールを行った結果を示
しだものであり、脱スケール率は光学顕微鏡を用いてポ
イン］・カウンティング法で算出したものある。

本発明は上記の新たに得られた知見に基づいて完成され
たものである。

本発明の要旨とするところは、アルカリ溶融塩への浸漬
処理と、硫酸水溶液中への浸漬処理または硫酸水溶液中
での電解処理とを順次行ない、さらに必要に応じ硝弗酸
水溶液中への浸漬処理を行った後、硝酸水溶液中での電
解処理を行い、この硝酸水溶液中ではステンレス銅帯の
進行方法の陽電極の総長よシも陰電極の総長を長く配設
して両極間に直流電圧を印加することをｌ特徴とするス
テンレス銅帯の連続電解脱スケール方法に存する。

まだ、上記方法において、硝酸水溶液槽におけるステン
レス鋼帯の出側に最も近い電極を陰極とすることにより
、表面光沢の美麗なステンレス像（１男帯を得ることが
でき、極めて好適な効果を奏する。

本発明方法において、電極の形状は特に限定する必要は
なく、通常用いられる矩形の板状電極でよい。

本発明が適用される脱スケールプロセスの工程図、第５
図において矢印Ａはステンレス鋼帯３の進行方向を示す
。

第４図において１１は溶融アルカリ塩槽、１２は？＋４
を酸電解槽、１３は硝弗酸槽、１４は硝酸電解槽を示す
。

また第５図の１〜５は第３図の表示と同様である。

第５図に示すような電極配置をとることにより、従来の
陽電極と陰電極とのステンレス鋼帯進行方向の総長さが
等ｌ〜い場合に比べ、ステンレス銅帯が電解処理により
受ける陽極反応は電流密度が小さく、電解時間が長くな
シ、陰極反応は電流密度が大きく、電解時間は短くなり
、第１図、第２図に示す両者の作用の差により脱スケー
ル効率が著しく向上する。

電流密度と電解時間との積すなわち単位面積当りの電気
ｊ、が一定の条件の下では、陽極反応の鳴合は、電流密
度を小さくして電解時間を長くした方が脱スケール性が
よく、陰極反応の場合は逆に電流密度を大きくして電解
時間を短くしだ方が脱スケール性が良いという理由は完
全には明らかではないが、以下のように考えられる。

ステンレス錦帯表面で起る陽極反応では、酸化スケール
の溶解反応、地鉄の溶解反応、酸素ｉｆスの発生反応な
どがあるが、この中では酸化スク゛−ルの溶解反応が脱
スケールには最も効果的であり、低電流密度の場合は、
主としてこの反応が起っている。一方、高電流密度の場
合は、より脱スケール効果の低い反応の割合が増加ｌ−
てくるだめ、全体の脱スケール性が低下する。

陰極反応で＆、Ｊ１、酸化スケールの還元反応、水素ガ
スの発生反応が起きるが、この陰極反応における脱スケ
ールは、主として水素がスの発生圧力による機械的なス
ケールの剥離除去が支配的であり、その場合には、短時
間ではあっても高電流密度にして単位時間当りのガス発
生量を大きくした方が、低電流密度にして単位時間当り
のガス発生量を小さくして時間を長くするよりも脱スケ
ールには効果があると考えられる。

本発明では、陰電極と陽電極のステンレス銅帯進行方向
総長さの比は特に限定はしないが、陰電極の総長さが陽
電極の総長さの１．５倍以上になると脱スケール効率の
向上が明確に現れてくる。

次に、ステンレス鋼帯進行方向の陽電極と陰電極の配置
については、電極槽のステンレス鋼帯出ｔ１１１に最も
近い電極を陽極とした場合と、これを陰極とした場合と
を比較すると、脱スケール効率に差はないが、脱スケー
ル後の表面の美麗さの点では後者の方がすぐれている。

まだ、本発明方法において、酸水溶液中への浸漬処理ま
たは酸水溶液中での電解処理に先立って行われる前処理
としては、溶融アルカリ塩への浸漬処理を採っているが
、これ以外に、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＮ０３等の中憔塩水
溶液中での電解処理も一般に採用されている。脱スケー
ル効率を向上させる目的に対しては、脱スケール能力の
よ、り俊れている溶融アルカリ塩への浸漬処理の方が好
適である。

また、硝酸水溶液中における電解処理前に、硫酸水溶液
中への浸漬処理まだは硫酸水溶液中におし〕る電解工程
を設けたのは、硫酸が比較的安価で、しかも脱スケール
能力が優れ”Ｃいるからである。

さらに硫酸水浴液中への浸漬処理まだは硫酸水溶液中に
おける電解処理と、硝酸水溶液中における電解処理との
間に、硝弗酸水溶液中への浸漬処理を任意に組込むこと
ができることにしだのは、例えばオーステナイトステン
レス鋼のように脱スク゛−ル性の非常に困難な鋼種の場
合には総合的な脱スケール効率の向上を図るためには、
高価ではあるが脱スケール能力の非常に高い硝弗酸水溶
液の使用が好ましいからである。

以上詳述したように、本発明方法によシ、格別の大規模
な設備投資を要せずに、ステンレス銅帯の焼鈍後の表面
スケールを極めて能率よく連続除去することができるよ
うになった。

以下、本発明の優れた効果を実施例をあげてさらに具体
的に説明する。実施例は連続脱スケールモデル槽を用い
、供試材としで５ＵＳ４．３０およびＳＵＳ　３０４ス
テンレス鋼の冷延焼鈍板を処理した。

以下に掲げる実施例の処理条件および処理結果をそれぞ
れ第１表〜第４表に示すが、脱スケール処理はそれぞれ
第１表〜第４表の最上欄に記載した処理を左から右へ順
次行ったものである。

まだ、第１表〜第４表中の硝酸水溶液中における電解処
理の欄に示しだ陰極および陽極反応は脱スケールされる
ステンレス鋼表面で起る反応を示している。

実施例１ 供試材：５ＵＳ４３０、板厚０．９　ｍｍ脱スケールプ
ロセス：溶融アルカリ塩浸漬→硫酸水溶液浸漬→硝酸水
溶液電解 硝酸水溶液中の電解処理における電極の配列：実施例１
：　■■○○○ｅ 比較例１：　■■■○ｅｅ ステンレス鋼帯進行方向の電極の総長さの比：実施例１
：　陰極／陽極＝２ 比較例１：　陰極／陽極＝１ 処理条件および処理結果：第１表の通シ実施例■ 供試材：５ＵＳ４３０、板厚０．６調 脱スケールプロセス：溶融アルカリ塩浸漬→硫酸水溶液
電解→硝酸水溶液電解 硝酸水溶液中の電解処理における電極の配列：実施例２
：　■ｅｅｅ■ｅｅｅ 比較例２：　■■ｅＯ■■ｅ○ ステンレス銅帯進行方向の電極の総長さの比：実施例２
：　陰極／陽極＝３ 比較例２：　陰極／陽極＝１ 処理条件および処理結果：第２表の通り実施例ｎｌ 供試材：５ＵＳ３０４、板厚１、Ｏｍｍ脱スケール７０
ロセス：溶融アルカリ塩浸漬→硫酸水溶液電解→硝弗酸
水溶液浸漬→硝酸水溶液電解 硝酸水溶液中の電解処理における電極の配列：実施例３
：　■■○ｅθＯ 比較例３：　■■■○Ｑ○ ステンレス＠布進行方向の電極の総長さの比：実施例３
：　陰極／陽極＝２ 比較例３：　陰極／陽極＝１ 処理条件および処理結果：第３表の通り実施例■ 供試材：５ＵＳ４３０、板厚１．０闘 脱スケールプロセス：溶融アルカリ塩浸漬→硫酸水溶液
浸漬→硝酸水溶液電解 硝酸水溶液中の電解処理における電極の配列：実施例４
：　■■θｅθθ 実施例５：　○θθ○（Ｄ■ （ステンレス伸ｌ帯の進行方向は左から右）ステンレス
銅帯進行方向の電極の総長さの比：実施例４：　陰極／
陽極＝２ 実施例５：　陰極／陽極−２ 処理条件および処理結果：第４表の通り以上の実施例１
〜■は、硝酸水溶液中の電解において、ステンレス銅帯
進行方向の陰電極の総長さを陽電極の総長さより陵くし
だ方が電解に同じ電気量を使用するという条件の下で、
脱スケール性が優れでいることを示している。すなわち
、実施例１〜３は何れも前処理条件が同じで硝酸水溶液
中の電解処理におけるｌｌｊ　４；＋ｊ配列と電極総長
さの比のみが異なるそれぞれの比較例１〜３に対しで、
脱スケール状態が優れ、完全に脱スケールしている。

また、実施例■でをよ、実施例４と実施例５とを、電極
配列のみ変更し他の条件は同一として処理しタモ（７）
であるが、ステンレス細帯の出側に最も近い電極を陰極
とした実施例４が、実施例５に比し、脱スケール後のス
テンレス鋼帯表面の美麗さが優れていることを示してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は硝酸水溶液中において、ステンレス鋼
帯の脱スケール性に及ぼず電流密度と電解時間との関係
をそれぞれ陰極反応と陽極反応との場合について示し７
たグラフ、第３図は酸水溶液中での電解方法を模式的に
示す電解槽の断面図、第４図は本発明の脱スう゛−ル方
法の全体工程図、第５図（ａ）〜（ｄ）は、″それぞれ
硝酸電解における電極配列の例を示す電解槽の模式断面
図である。 ■・・・陽電極　　　　２・・・陽電極３・・・ステン
レス鋼帯　　　４・・・ロール５・・・酸水溶液　　　
６・・・酸′電解槽１１・・・溶融アルカリ塩槽　　１
２・・・硫ｒ＊　％解槽１３・・・硝弗酸槽　　１４・
・・硝酸電解４’ｉ’ｌｌＡ・・・ステンレス鋼帯進行
方向 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士　　　　　　小杉佳男

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶融アルカリ塩への浸漬処理と、硫酸水溶液への浸
   漬処理または硫酸水溶液中での電解処理とを順次行い、
   さらに必要に応じ硝弗酸水溶液中への浸漬処理を行った
   後、硝酸水溶液中での電解処理を行い、この硝酸水溶液
   中では、銅帯の進行方向の陽電極の総長よりも陰電極の
   総長を長く配設して両極間に直流電圧を印加することを
   特徴とするステンレス鋼帯の連続電解脱スケール方法。 ２　硝酸水溶液槽におけるステンレス鋼帯の出側に最も
   近い電極を陰極とした特許請求の範囲第１項記載のステ
   ンレス鋼帯の連続電解脱スケール方法。