(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理した長尺の線材を冷却する少なくとも１個の冷却処理槽と、
冷却処理槽で冷却した線材の温度をさらに低下させ、かつ、線材表面の一次スケールを除去する中間処理槽と、
線材表面の二次スケールを除去する酸洗処理槽と、
線材表面に付着した酸洗液を除去する水洗処理槽とを具え、
中間処理槽に、水洗処理槽の水を導入する水供給手段と、酸洗処理槽の酸洗液を導入する酸洗液供給手段とを設けることを特徴とする線材表面に生成するスケールの除去装置。
【請求項２】
冷却処理槽の少なくとも１個に、線材を所定温度に冷却する手段を設けた請求項１に記載のスケールの除去装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、冷却水の流量の制御によるものである請求項２に記載のスケールの除去装置。
【請求項４】
中間処理槽に液温センサーを設け、
この液温センサーによって、中間処理槽の液温の変動を感知し、この液温の変動に応じて前記冷却手段を作動させて、中間処理槽の液温を所定温度に保持する構成にした請求項２又は３に記載のスケールの除去装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の除去装置を使用して線材表面に生成するスケールの除去方法であって、
熱処理した長尺の線材を、冷却処理槽で冷却する工程と、
中間処理槽で、冷却した線材の温度をさらに低下させるとともに、線材表面の一次スケールを除去する工程と、
酸洗処理槽で線材表面の二次スケールを除去する工程と、
水洗処理槽で線材表面に付着した酸洗液を除去する工程とからなり、
連続処理によって減少した中間処理槽の液量を、水洗処理槽の水を導入する水供給手段と、酸洗処理槽の酸洗液を導入する酸洗液供給手段とによって補給することを特徴とする線材表面に生成するスケールの除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理した長尺の線材を冷却し、酸洗し、水洗する一連の工程によって、該線材表面に生成したスケールを除去する装置及びこの装置を使用したスケールの除去方法に関するものであり、特に、連続処理によって処理能力の低下した、酸洗処理槽の酸洗液と水洗処理槽の水とを有効利用することによって、廃液量を低減させることを目指したものである。
【０００２】
【従来の技術】
コイル巻きされた長尺の線材、例えばスチールコード等の鋼線は、巻出しから繰り出される線材を炉内で加熱することによって熱処理されるが、この熱処理によって鋼線の表面には酸化皮膜等のスケールが生成する。このため、前記スケールを除去すべく、酸洗処理槽に浸漬して酸洗処理を行い、このスケール除去を行った鋼線は、その後、めっきなどの表面被覆処理等の後処理が施される。
【０００３】
ここで、酸洗処理槽、例えば酸洗液として塩酸溶液を用いた酸洗処理槽の場合、塩酸溶液の温度は通常80℃以下にするが、熱処理炉から出た直後の鋼線の温度は通常 500℃以上になっており、この鋼線を、その温度のまま酸洗処理槽に導入したのでは、塩酸溶液の水分が蒸発する等の種々の問題が生じるため、鋼線を酸洗処理前に冷却すべく、熱処理炉と酸洗処理槽と間に冷却処理槽を設けることが一般的である。そして、酸洗処理した鋼線は、その表面に塩酸溶液が付着しているために、それを除去するために水洗処理を施し、その後、この鋼線は後処理される。
【０００４】
このように鋼線のスケール除去は、冷却処理槽、酸洗処理槽、及び水洗処理槽の３つの処理槽からなる除去装置によって行われるのが一般的である。
酸洗処理を適正に行う条件としては、酸洗処理槽の、塩酸濃度、液温及びＦｅイオン濃度等を適正に制御する必要があるが、このような除去装置を用いて酸洗処理を連続して行うと、塩酸濃度が減少していき、Feイオン濃度が増加する傾向にあり、このため、これらの濃度が常に適正範囲内にあるようにするため、酸洗処理液の更新が行われる。この酸洗処理液の更新は、所定処理時間ごとに総取り替えする方法か、部分的に取り替える方法か、又は、連続的に一部のみを更新する方法のいずれかで行われることが多い。この更新される塩酸溶液は廃液として処理される。加えて、水洗処理槽の水も、洗浄効果を保つために更新する必要があり、この更新される水も廃液として処理される。
【０００５】
これらの廃液は、処理コストがかかるため、その量を低減させる必要性がある。さらに、近年地球環境保護の点からも廃液量の低減が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、連続処理によって処理能力の低下した、酸洗処理槽の酸洗液と水洗処理槽の水とを有効利用することによって、廃液量を低減させることができる、線材表面に生成するスケールの除去装置及びこの装置を使用する除去方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のスケール除去装置は、熱処理した長尺の線材を冷却する少なくとも１個の冷却処理槽と、冷却処理槽で冷却した線材の温度をさらに低下させ、かつ、線材表面の一次スケールを除去する中間処理槽と、線材表面の二次スケールを除去する酸洗処理槽と、線材表面に付着した酸洗液を除去する水洗処理槽とを具え、中間処理槽に、水洗処理槽の水を導入する水供給手段と、酸洗処理槽の酸洗液を導入する酸洗液供給手段とを設ける。
【０００８】
また、酸洗処理槽に入る直前の線材温度を制御する必要がある場合には、冷却処理槽の少なくとも１個に、線材を所定温度に冷却する手段を設けることが好ましく、具体的には、前記冷却手段は、冷却水の流量の制御によって行うのが好適である。
加えて、酸洗処理槽に入る直前の線材温度をより精密に制御する必要がある場合には、中間処理槽に液温センサーを設け、この液温センサーによって、中間処理槽の液温の変動を感知し、この液温の変動に応じて前記冷却手段を作動させて、中間処理槽の液温を所定温度に保持する構成にすることが好ましい。
【０００９】
本発明のスケール除去方法は、熱処理した長尺の線材を、冷却処理槽で冷却する工程と、中間処理槽で、冷却した線材の温度をさらに低下させるとともに、線材表面の一次スケールを除去する工程と、酸洗処理槽で線材表面の二次スケールを除去する工程と、水洗処理槽で線材表面に付着した酸洗液を除去する工程とからなり、連続処理によって減少した中間処理槽の液量を、水洗処理槽の水を導入する水供給手段と、酸洗処理槽の酸洗液を導入する酸洗液供給手段とによって補給する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に従う代表的なスケール除去装置の概念図を図１及び図２に示し、図中１と２は冷却処理槽、３は中間処理槽、４は酸洗処理槽、５は水洗処理槽である。さらに６は水供給手段、７は酸洗液供給手段、８は中間処理槽と酸洗処理槽の上に設けられるスクラバー、９はフードである。また、Ｈは熱処理炉、Ｗは線材である。
【００１１】
図１に示すスケール除去装置は、850 ℃以上の温度で熱処理した長尺の線材、具体的には、線径3.0mm の鋼線を30〜60本を引き揃えてなる線材Ｗを、冷却する少なくとも１個の冷却処理槽１，２と、これらの冷却処理槽１，２で冷却した線材Ｗの温度をさらに低下させ、かつ、線材表面の一次スケールを除去する中間処理槽３と、線材表面の二次スケールを除去する酸洗処理槽４と、線材表面に付着した酸洗液を除去する水洗処理槽５とを具えている。
【００１２】
冷却処理槽は、図１では２個の場合を示したが、図２のように１個でもよく、必要に応じて適宜増減することが可能である。具体的には、熱処理炉Ｈから出た線材Ｗの温度と、酸洗処理槽４に入る直前の望ましいとされる線材Ｗの温度との差が大きい程、冷却処理槽の個数を増やして段階的に徐々に冷却することが望ましい。
【００１３】
また、冷却処理槽１，２の少なくとも１個に、線材Ｗを所定温度に冷却する手段を設けることによって、酸洗処理槽４に入る直前の線材温度を制御することができる。具体的には、前記冷却手段としては、冷却水の流量を細かく変化させて精密に温度制御を行う方法か、又は、冷却水の弁の開閉によって大まかに温度制御する方法等が考えられるが、酸洗処理槽４の浴温を所定温度に精度よく維持するには、前者の方法で行うことがより好ましい。
【００１４】
特に、冷却処理槽に入る線材Ｗの温度は、通常500 〜550 ℃であり、中間処理槽３に入る温度は150 〜250 ℃にすることが好ましく、このため、冷却処理槽では300 〜400 ℃まで線材を冷却する必要があるが、図２に示すように１個の冷却処理槽１のみで冷却をした場合は、浸漬時間にも依るが、図１のように２個の冷却処理槽１，２の双方で冷却した場合に比し、急激に冷却しなければならず、かなり温度がばらつくことになるため、この場合には、前記冷却手段を、冷却水の流量を細かく変化させて精密に温度制御を行う方法にすることがより好ましい。
【００１５】
また、２個以上の冷却処理槽１，２を有する場合には、冷却処理槽１では、線材の温度を250 〜350 ℃に冷却し、冷却処理槽２では、線材の温度を150 〜250 ℃に段階的に冷却すればよいので、冷却処理槽１，２の冷却手段は、冷却水の流量を細かく変化させて精密に温度制御を行う方法でも、冷却水の弁の開閉によって大まかに温度制御する方法のいずれでもよい。
【００１６】
中間処理槽３は、従来廃液として捨てられていた塩酸溶液と水を有効利用するために設けられたものであり、この中間処理槽によって、冷却処理槽１，２で冷却した線材Ｗの温度をさらに低下させることができ、しかも、酸洗処理槽の塩酸溶液よりは低濃度であるものの、濃度の薄い塩酸溶液中の浸漬によって、線材表面の一次スケールを除去することもできる。尚、中間処理槽３の処理液は、最初の処理開始前においては、予め酸洗処理槽及び水洗処理槽に塩酸溶液及び水洗水を供給し、これら酸洗処理槽及び水洗処理槽から流出する溶液を中間処理槽に必要な量だけ流入させることによって充填するのが好ましい。
【００１７】
酸洗処理槽４は、酸洗液として塩酸溶液を用い、塩酸濃度が160 〜170g/lの塩酸溶液を毎時120 〜150lの量を連続的に補給して、塩酸溶液中の塩酸濃度を常に130 〜150 g/l の範囲になるように維持し、これによって鋼材表面の二次スケールを適正に除去することができる。
【００１８】
尚、ここでいう中間処理槽３で除去される一次スケールと、酸洗処理槽４で除去される二次スケールとは、便宜上単に区別したにすぎず、特に異なるスケールを意味するのではなく、すなわち、鋼材表面に生成したスケールを、中間処理槽によって、その一部を除去し、さらに酸洗処理槽によって、残ったスケールを完全に除去することを意味するにすぎない。
【００１９】
中間処理槽３には、水洗処理槽５の水を導入する水供給手段６と、酸洗処理槽４の酸洗液を導入する酸洗液供給手段７とを設けてある。
水供給手段６は、具体的には、中間処理槽３と水洗処理槽５を連結する配管と、各処理槽の配管連結箇所に取り付けられる弁とからなる。ここで、水洗処理槽への配管取付高さは、中間処理槽３への配管取付高さより高い位置に取り付けられ、高低差を利用して中間処理槽３に水洗処理槽５から排出される溶液を供給するのが好ましい。また、処理停止する場合には、まず、各処理槽に取り付けられた弁を閉じ、その後に各処理槽の循環を停止する。すなわち、循環を行っているときの液レベルは、循環を停止したときに変化するため、弁を開けたまま循環を停止すると、不要な液が水洗処理槽から中間処理槽に流入するのを防ぐためである。
酸洗液供給手段７は、水洗液供給手段６と同様に、中間処理槽３と酸洗処理槽４を連結する配管と、各処理槽の配管連結箇所に取り付けられる弁とからなる。
【００２０】
加えて、中間処理槽３に液温センサーを設け、この液温センサーによって、中間処理槽３の液温の変動を感知し、この液温の変動に応じて前記冷却手段を作動させて、中間処理槽３の液温を所定温度に保持する構成にすることで、酸洗処理槽４に入る直前の線材温度をより精密に制御することができる。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明に従うスケール除去装置（図１及び図２に示す装置）を用いて、上述の条件で、長尺の鋼線の表面に生成するスケールの除去を連続して行い、  24時間の連続処理後に生じる廃液量を測定した。測定は、３日間行い、その変動をも測定した。表１に、各処理槽における諸条件と廃液量を示す。尚、参考として、表１には、図３に示す従来例や図４及び図５に示す比較例のデータについても併記してある。
【００２２】
【表１】
0003542676.tif 000002
【００２３】
表１の廃液量の結果から、実施例１〜３のいずれも、従来例に比し、廃液量が大幅に減少し、しかも、中間処理槽において酸洗処理も同時に行うことができるので、酸洗処理槽におけるスケール除去量を少なくすることができるので、酸洗処理槽の液温を 5〜10℃程度下げることができ、かつ補給する塩酸量( 図で＋ｅ）も20〜30l/h だけ低減させることができる。
尚、酸洗処理槽の酸洗液を中間処理槽で再利用しない比較例１と、水洗処理槽の水を中間処理槽で再利用しない比較例２は、却って従来例に比し、廃液量が多くなることがあった。
また、実施例１〜３で廃液量の最大値で比較すると、冷却処理槽を２個設けた実施例１の廃液量が最も少なく、次いで、冷却処理槽が１個で流量を精密に調整した実施例２，３が少なかった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、連続処理によって処理能力の低下した、酸洗処理槽の酸洗液と水洗処理槽の水とを有効利用することによって、廃液量を大幅に低減させることができる。
また、冷却処理槽の少なくとも１個に、線材を所定温度に冷却する手段、好ましくは、冷却水の流量の制御によって行う冷却手段を設けることによって、酸洗処理槽に入る直前の線材温度を制御することができる。
加えて、中間処理槽に液温センサーを設け、この液温センサーによって、中間処理槽の液温の変動を感知し、この液温の変動に応じて前記冷却手段を作動させて、中間処理槽の液温を所定温度に保持することにより、酸洗処理槽に入る直前の線材温度をより精密に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う代表的なスケール除去装置の概念図である。
【図２】本発明に従う他のスケール除去装置の概念図である。
【図３】従来例のスケール除去装置の概念図である。
【図４】比較例２のスケール除去装置の概念図である。
【図５】比較例１のスケール除去装置の概念図である。
【符号の説明】
1,2   冷却処理槽
3   中間処理槽
4   酸洗処理槽
5   水洗処理槽
6   水供給手段
7   酸洗液供給手段
8   スクラバー
9   フード
H   熱処理炉
W   線材
【図１】
0003542676.tif 000003
【図２】
0003542676.tif 000004
【図３】
0003542676.tif 000005
【図４】
0003542676.tif 000006
【図５】
0003542676.tif 000007