JPS63111189A - ステンレス冷延鋼帯の脱スケ−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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ステンレス鋼帯表面の酸化スケールを連続的
に除去するステンレス冷延鋼帯の脱スケール方法に関す
る。

〈従来技術とその問題点〉 一般にステンレス鋼帯は、冷間圧延後酸化性雰１７１気
中で焼鈍された後、強制空冷またはスプレーやミストに
よる水冷により急冷処理か行われ、引続いて焼鈍により
ステンレス鋼帯表面に生じた酸化スケールを除去するた
め脱スケール処理が行われる。

この脱スケール処理は硫酸、硝酸、硝弗酸（硝酸と弗化
水素酸の混酸）などを用いた酸洗が一般に行なわれてい
るが、ステンレス冷延鋼帯に形成される酸化スケールは
緻密で強固であるので、完全に脱スケールするのは困難
である。そのため溶融アルカリ塩への浸漬処理あるいは
中性塩水溶液での電解処理等が酸洗を容易にするための
面処理法として開発され実用化されている。中性塩水溶
液中での電解処理は、溶融アルカリ塩への浸漬処理に比
べて脱スケール能力の点では劣るか、美麗な表面性状を
得やすいこと、作業環境が優れていることなどの長所が
ある。

一方非常に効率的な説スケール法として、３００℃以上
の高温状態にあるステンレス鋼を、無機酸およびその塩
、有機酸およびその塩、苛性アルカリの１種又は２種以
上を含む水溶液中に浸漬して、スケールと溶液との高温
反応により短時間の内に脱スケールを行う方法が提案さ
れている（特公昭５６−２４７１９号）。

しかしながら、ステンレス冷延鋼帯の連続脱スケール処
理に上記方法を適用した場合、銅帯が侵入する近傍の溶
液は突沸状態となり、飛散した溶液が溶液に侵入する前
の高温状態の鋼帯表面に付着して脱スケール反応を生じ
るため、局部的なむらを生じステンレスに要求される美
麗でかつ均一な仕上り表面を得ることは困難となるとい
う欠点がある。

本発明者らは、脱スケール能力は劣るものの、美麗な仕
上り表面を得やすいという長所をもフた中性塩水溶液中
での電解処理と酸洗処理とを組合せた脱スケール法につ
いて、その長所をそこなわずに脱スケール゛能力を向上
させることを見い出し本発明に至った。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、均一かつ美麗な仕上り面を確保しつつ
、脱スケール能力を向上することができるステンレス冷
延鋼帯の脱スケール方法を提供することにある。

〈発明の構成〉 このような目的は、以下の本発明によって達成される。

即ち本発明は、焼鈍後の冷却途上において、１５０〜３
００℃の温度域にあるステンレス冷延鋼帯を中性塩水溶
液中に浸漬し、その溶液中で電解処理を施し、その後酸
洗を行うことを特徴とするステンレス冷延鋼帯の脱スケ
ール方法を提供するものである。

また本発明は、焼鈍後の冷却途上において、１５０〜３
００℃の温度域にあるステンレス冷延鋼帯を中性塩水溶
液中に浸漬し、その溶液中で座屈を生じない範囲内にお
いて曲げ加工を与えた後、その溶液中で電解処理を施し
、その後酸洗を行うことを特徴とするステンレス冷延鋼
帯の脱スケール方法を提供するものである。

以下、本発明のステンレス冷延鋼帯の塩スケール方法の
構成について詳述する。

従来、ステンレス鋼帯の中性塩水溶液（以下、単に「溶
液」という）中での電解処理は、焼鈍後強制空冷または
水冷による急冷処理を施した後に行われるため、溶液に
浸漬される銅帯温度は室温程度の温度であった。ところ
が、溶液と酸化スケールとが直接反応しない程度の高温
域からステンレス鋼帯を溶液中に浸漬し、あるいはさら
に溶液中で曲げ加工を付加した後、直ちにその溶液中で
電解処理を行うと、従来法に比べ飛躍的に脱スケール能
力か向上することを見い出した。そして、脱スケール能
力の向上により従来法に比べ中性塩水溶液中での電解時
間の大幅な短縮あるいは後続の酸洗処理における酸濃度
の大幅な低減、酸洗時間の大幅な短縮が可能となった。

この脱スケール能力の向上の原因は、溶液中での急冷に
よりステンレス地鉄と酸化スケールの熱収縮率の差か生
じ、さらに曲げ加工に基つき延性に乏しい酸化スケール
に微細なりラックが生じるためと考えられる。

従来より行われている強制空冷または水冷による急冷処
理時点においても、熱収縮率の差に基づく微細なりラッ
クが生じているが、この従来法と本発明法との差異は次
のような点にある。即ち、中性塩水溶液に浸漬する前に
生じたクラックの場合は、酸化スケールが薄くて緻密で
あるのでクラックも非常に微細であり、そのため中性塩
水溶液に浸漬しても容易にクラック中に溶液が浸透して
ゆかない。これに対し、本発明法のごとく中性塩水溶液
中でクラックが生した場合は、クラック内か負圧となる
ため電解液である中性塩水溶液が容易に浸透し、クラッ
ク内でも電解による脱スケール反応が生じるため、スケ
ールの離脱が促進される。

なお、本発明法はフェライト系、オーステナイト系、マ
ルテンサイト系を問わずすべてのステンレス鋼に適用す
ることができる。

本発明では焼鈍後の冷却途上において、ステンレス鋼帯
の温度が１５０〜３００℃の範囲で中性塩水溶液中へ浸
漬する。焼鈍後急冷処理を行って室温程度まで低下した
ステンレス鋼帯を再度上記温度範囲まで再加熱しても同
様の効果が得られるが、生産性、経済性の点から焼鈍後
の冷却（急冷）過程において冷却風量、冷却水量等をコ
ントロールし、銅帯温度が上記温度域となったとき中性
塩水溶液に浸漬されるようにすることが好ましい。

中性塩水溶液中へ浸漬する際のステンレス鋼板の温度を
１５０〜３００℃とする理由は次の通りである。

銅帯温度が３００℃を超えると、中性塩水溶液と酸化ス
ケールか直接反応するようになり前述のごとく突沸状態
の溶液の付着により仕上り表面にむらを生しやすくなる
。銅帯温度が３００℃以下の場合は水溶液の温度（８０
℃程度）と銅帯温度との差がそれほど大きくないので、
　銅帯が侵入する付近の溶液の沸胎状態は穏やかで、た
とえ飛散した溶液が浸漬直前の鋼帯表面に付着しても酸
化スケールと反応しない温度であるので仕上り表面のむ
らは発生しない。

一方、中性塩水溶液へ浸漬する際の銅帯温度が１５０℃
未満になると熱収縮率の差による酸化スケールのクラッ
ク発生が少なくなりｊ脱スケール能力の向上が期待でき
なくなる。

本発明では、上記のようにステンレス冷延鋼帯を中性塩
水溶液中に浸れりした後、直ちに該溶液中で電解処理を
行ってもよいが、脱スケール能力をより向上させるため
に、中性塩水溶液中でステンレス鋼帯に座屈を生しない
範囲内において曲げ加工を与えた後電解処理を行うのが
よい。

ステンレス鋼帯に与える曲げ加工は、該銅帯が座屈を生
じない程度のものとする必要がある。銅帯が座屈を生じ
ると、折れ状欠陥となり商品価値を損なうからである。

このｒ座屈を生じない範囲内」とは、以下に詳述するよ
うな意味である。

曲げ加工によって生じるステンレス銅帯最外表面の応力
を０８、歪量を６、銅帯の板厚をｔ、曲げ半径をｒ、ヤ
ング率をＥ、銅帯に働いている張力をσｔとすると、 Ｑｓ＝ε・Ｅ十〇、・・・…・−（１）という関係式が
成り立つ。

一方、曲げ加工によりステンレス鋼帯が座屈を起す限界
は、ステンレス鋼帯の降伏応力をＯｙとすると０３がσ
アのほぼ２倍になる場合である。

従って、ステンレス鋼帯が座屈を生じない最大の曲げ加
工量の目安は、 銅帯最外表面の歪量で表わすと、 ε≦（２σ、−σｔ　）　／　Ｅ　　　となり、曲げ半
径で表わすと 曲げ加工量の下限については特に規定する必要はないが
、σ５がσ、を超えると脱スケール能力向上効果が明瞭
にあられれてくるので好ましい。

この曲げ加工量を銅帯最外表面の歪量で表わすと６≧（
σアーσｔ）／Ｅ　　　となり、曲げ半径で表わすと 以上のことから本発明におけるステンレス鋼帯の曲げ加
工量の目安は、 銅帯最外表面の歪量で表わすと （σ、−〇、）／Ｅ〜（２σアーｏｔｌ／Ｅの範囲とな
り、 曲げ半径て示すと の範囲となる。

なお、曲げ加工とは、例えばステンレス鋼帯をロールに
巻回せしめて、ステンレス鋼帯に湾曲を与えることをい
う。

上述したように、ステンレス冷延鋼帯を中性塩水溶液中
に浸漬した後、またはさらに溶液中で所定の曲げ加工を
与えた後、該溶液中で電解処理を行う。このような電解
処理を行うと、ステンレス温帯表面に微細なりラックが
発生し、クラック内でも電解による脱スケール反応が生
じるため、次工程での酸洗によりスケールを容易に除去
することができる。

なお、電解液として中性塩水溶液の中性塩の種類、濃度
、液温、電解条件等の諸条件は、従来法と同様のもので
よい。本発明では鋼帯温度が１５０〜３００℃と比較的
高温域からステンレス鋼帯を中性塩水溶液に浸漬しまた
はさらに該溶液中で所定の曲げ加工を与えることにより
脱スケール能の向上が図られるので、電解時間の短縮お
よび後述する酸洗処理の負荷低減（酸洗時間の短縮、酸
濃度の低減）が可能となる。

上記電解処理を施した後は、別途設けた浴にてステンレ
ス鋼帯を酸洗する。

この酸洗処理についても従来と同様の方法で行えばよい
。例えば、フェライト系ステンレスに対しては主に硝酸
電解処理または硝酸電解処理、オーステナイト系ステン
レスに対しては主に硝弗酸浸漬処理を適用すればよい。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について具体的に説明する。

冷間圧延および酸化性雰囲気中で焼鈍を行った板厚１．
０　ｍｍのＳＯ５４３０および５０５３０４ステンレス
鋼板について、従来法および本発明法により脱スケール
処理を行った。

従来法は、焼鈍後のステンレス鋼板を室温まで急冷し、
次いで中性塩水溶液中に漫清し、該溶液中で電解処理し
、その後酸洗処理を行うというプロセス、本発明法は、
焼鈍後のステンレス鋼板の冷却途上で表１および表２に
示す板温に達した時点で鋼板を中性塩水溶液中に浸漬し
、必要な場合に曲げ加工（ロールによる）を与え、該溶
液中で電解処理し、その後酸洗処理を行うというプロセ
スてあった。

また電解処理後の酸洗は、ＳＯ５４３０については硝酸
浸漬により行い、５ＵＳ３０４については硝弗酸浸漬に
より行った。

このような方法でステンレス鋼板の脱スケールを行い、
脱スケールに必要な電解条件および酸洗の浸漬条件を求
めた。

その結果を表１（ＳＵＳ４３０）および表２（５１１５
３０４）に示す。

５１１５４３０の場合、硝酸浸漬時間を３０秒に設定し
たとき、従来法（Ｎｏ、１）では中性塩水溶液中の電解
条件は電流密度１０　Ａ／ｄｍ２で６．８秒の電解時間
を必要としか、中性水溶液中へ鋼板温度２００℃で浸漬
した本発明法１　（Ｎｏ、　２）および浸ｎ′ｉ後さら
に曲げ半径ｒ＝２５０ｍｍの１１１目ヂ加工を付加した
本発明法２（Ｎｏ、３）では、必要な電解条件は電流密
度１０　八／ｄｍ２で電解時間がそわそれ４．２秒、３
．２秒であり電解時間が短縮された。

５ＩＪＳ３０４（７）場合、従来法（Ｎｏ、４）テは、
電流密度１０　Ａ／ｄｍ２、電解時間６．２秒の電解と
浸漬時間６０秒の硝弗酸浸漬が必要であった。

これに対し、中性塩水溶液へ鋼板温度２５０℃で浸漬し
た発明法１および浸漬後さらに曲げ半径ｒ＝３００ｎ＋
ｎ＋の曲げ加工を付加した発明法２では、硝弗酸浸漬条
件を前記従来法（Ｎｏ、４）と同一とした場合は中性塩
水溶液での電解時間が短縮（Ｎｏ、　５．　Ｎｏ、　８
）され、中性塩水溶液中での電解条件を前記従来法（Ｎ
ｏ、４）と同一にした場合は硝弗酸浸漬条件の短縮（Ｎ
ｏ、　６．　Ｎｏ、　９　）あるいは硝弗酸濃度の低減
（Ｎｏ、　７．　Ｎｏ、　１０　）がなさ九た。

またＳＯ５４３０，ＳＯ５３０４のいずれも本発明法１
および２で脱スケール処理を行った場合、鋼板温度２０
０℃あるいは２５０℃にて中性塩水溶液中へ浸（１”ｉ
　Ｌ／た際、溶液の突沸、飛散が生じ浸漬直前の鋼板表
面に溶液の付着か認められたが、脱スケール後の仕上り
を観察したところ鋼板表面にむらの発生はなく、従来法
と同等の均一かつ美麗な表面性状を示していた。

表　Ｉ　　５ＵＳ４３０の脱スケール条件水　　中性塩
水溶液＋＋＋＋＋＋濃度：　２００ｇ／ＩＩ　Ｎａ２５
０．、液温：８５℃＊＊　硝酸・・・・・・濃度：　１
０　ｗｔ％、液温：６０℃〈発明の効果〉 本発明のステンレス冷延鋼帯の脱スケール法によれば、
焼鈍後の冷却途上において１５０〜３００℃の温度域に
あるステンレス冷延鋼帯を中性塩水溶液に浸漬し、また
はさらに所定の曲げ加工を与え、その溶液中で電解処理
、次いで酸洗を行うことにより、脱スケール後の均一か
つ美麗な仕上り面を確保しつつ脱スケール能力を向上す
ることができる。

その結果、電解時間の短縮や酸洗処理の負荷の軽減（酸
洗時間の短縮、酸濃度の低減）か図られ、即ち脱スケー
ルを効率的に行うことができ、よって生産性の向上に寄
与する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼鈍後の冷却途上において、１５０〜３００℃の
   温度域にあるステンレス冷延鋼帯を中性塩水溶液中に浸
   漬し、その溶液中で電解処理を施し、その後酸洗を行う
   ことを特徴とするステンレス冷延鋼帯の脱スケール方法
   。
2. （２）焼鈍後の冷却途上において、１５０〜３００℃の
   温度域にあるステンレス冷延鋼帯を中性塩水溶液中に浸
   漬し、その溶液中で座屈を生じない範囲内において曲げ
   加工を与えた後、その溶液中で電解処理を施し、その後
   酸洗を行うことを特徴とするステンレス冷延鋼帯の脱ス
   ケール方法。