(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ溶融塩槽と、金属帯をアルカリ溶融塩槽内に導入すると共に、アルカリ溶融塩槽内の溶融塩浴への金属帯の幅方向における進入角度を制御するためのステアリングロールと、アルカリ溶融塩浴に浸漬する前の金属帯を加熱するための加熱装置と、金属帯をアルカリ溶融塩浴に浸漬するためのシンクロールと、溶融塩浴に浸漬された金属帯をアルカリ溶融塩槽外に導き、かつ一部がアルカリ溶融塩浴内に浸漬された出側ガイドロールと、金属帯が出側ガイドロールを通過する前に金属帯の下面に付着している溶融塩の厚さを制御するための熱風吹き付け装置と、出側ガイドロールと平行に対面させて設置された金属帯の蛇行の防止および溶融塩をワイピングするための加熱手段を内蔵したホルダーロールとを備えていることを特徴とする金属帯の脱スケール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯の連続焼鈍酸洗ラインにおける酸洗の前処理として好適なアルカリ溶融塩浴を用いる脱スケール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼やチタン、チタン合金等の金属帯を焼鈍したり、表面に生成した酸化スケールを除去するための酸洗をおこなうのに、それらを連続的におこなう連続焼鈍酸洗ライン（以下、ＡＰラインと記す）が工業的に広く採用されている。焼鈍工程で表面に生成した緻密な酸化スケールは酸洗のみで除去するには非常に長い時間を必要とし、また金属帯の表面に肌荒れが発生したりする。そのため、冷間圧延後に焼鈍したステンレス鋼帯の場合には、酸洗の前処理として水酸化ナトリウムを主成分としたソルトバス中を通過させ、酸化スケール中の３価のクロム酸化物を６価のクロム酸化物に酸化させてから酸洗する方法が一般に採用されている。
【０００３】
図３は、従来から用いられている代表的な浸漬式溶融塩浴による脱スケール装置の模式図である。この装置は、アルカリ溶融塩浴（以下、単に溶融塩浴と記す）槽２の中に、４４０〜５００℃のアルカリ溶融塩（以下、単に溶融塩と記す）１が満たされており、入側ガイドロール３を経た金属帯４をシンクロール５により溶融塩浴中に浸漬して出側ガイドロール６を通し、必要により酸洗装置へ送る構造になっている。溶融塩浴を出た金属帯には溶融塩が付着しているため、それを払拭するためワイパー７が出側ガイドロールの入側に設けられている。
【０００４】
冷間圧延された板厚が０．１〜０．４ｍｍ程度の極薄のステンレス鋼やチタン、チタン合金等の金属帯にＡＰラインにより焼鈍、酸洗処理を施す場合、従来の溶融塩浴による脱スケール方法では以下のような問題が生じる。
【０００５】
すなわち、金属帯が極薄であるため、焼鈍した後溶融塩浴内に浸漬されるまでの間の金属帯の温度低下が速く、溶融塩に浸漬する直前の金属帯の温度は３００〜３７０℃程度にまで降下する。溶融塩の温度と金属帯の温度との差が大きくなるため、浸漬時の金属帯に部分的に膨張差が生じて、金属帯にしわ状の挫屈折れが発生する。
【０００６】
また、出側ガイドロールの入側で溶融塩のワイピングがおこなわれているが、極薄の金属帯の場合、出側ガイドロールの表面に溶融塩が付着して固化したりしてわずかでも表面凹凸が生じると、圧痕疵やスリ疵の原因となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、板厚がおよそ１ｍｍ未満の薄い金属帯を溶融塩浴で脱スケールする際に、金属帯の表面に挫屈折れ、圧痕疵およびスリ疵が発生しない溶融塩による脱スケール装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、下記の溶融塩による脱スケール装置にある。
【０００９】
アルカリ溶融塩槽と、金属帯をアルカリ溶融塩槽内に導入し、アルカリ溶融塩槽内の溶融塩浴への金属帯の幅方向における進入角度を制御するためのステアリングロールと、アルカリ溶融塩浴に浸漬する前の金属帯を加熱するための加熱装置と、金属帯をアルカリ溶融塩浴に浸漬するためのシンクロールと、溶融塩浴に浸漬された金属帯をアルカリ溶融塩槽外に導き、かつ一部がアルカリ溶融塩浴内に浸漬された出側ガイドロールと、金属帯が出側ガイドロールを通過する前に金属帯の下面に付着している溶融塩の厚さを制御するための熱風吹き付け装置と、出側ガイドロールと平行に対面させて設置された金属帯の蛇行の防止および溶融塩をワイピングするための加熱手段を内蔵したホルダーロールとを備えていることを特徴とする金属帯の脱スケール装置。
【００１０】
ここで、金属帯の幅方向における進入角度とは、金属帯の長さ方向の中心軸と直交する金属帯表面上の線と溶融塩浴面とのなす角度をいう。
【００１１】
図２は、進入角を説明するための図で、金属帯４が溶融塩浴１に進入する部分の正面図である。溶融塩浴面１０と金属帯の長さ方向の中心軸１１に直交する金属帯表面上の線Ｈとのなす角θを金属帯の幅方向における進入角という。
【００１２】
本発明者らは、挫屈折れ、圧痕やスリ疵の発生原因について詳細に調査し、その対策について種々実験、検討した。その結果、以下ような知見をえて本発明を完成するに至った。
【００１３】
ａ）挫屈折れは、金属帯が溶融塩浴に進入する時、幅方向における進入角が大きくなると発生し易く、進入角の調整は溶融塩浴の入側に設けたステアリングロール軸を溶融浴面（水平面）に対して傾斜させることにより可能である。
【００１４】
ｂ）挫屈折れは、溶融塩浴に進入する直前の金属帯を加熱して、金属帯の温度と溶融塩浴の温度の差を小さくすることにより発生を抑制することができる。
【００１５】
ｃ）出側ガイドロールによる圧痕やスリ疵の発生は、出側ガイドロールを溶融塩浴内に一部浸漬し、出側ガイドロールと金属帯間に溶融塩を介在させること、および金属帯の出側ガイドロール上での蛇行（横行）を防止することにより抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の脱スケール装置について具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の装置の一例を示す縦断面図である。この装置は、溶融塩１を貯留するための溶融塩槽２と、金属帯４を溶融塩槽２内に導入し、溶融塩槽内の溶融塩浴への金属帯の幅方向における進入角度を制御するためのシテアリングロール１２と、アルカリ溶融塩浴に浸漬する前の金属帯を加熱するための加熱装置１１と、金属帯をアルカリ溶融塩浴に浸漬するためのシンクロール５と、溶融塩浴に浸漬された金属帯をアルカリ溶融塩槽外に導き、かつ一部がアルカリ溶融塩浴内に浸漬された出側ガイドロール６と、金属帯が出側ガイドロールを通過する前に金属帯下面に付着している溶融塩の厚さを制御するための熱風吹き付け装置９と、出側ガイドロールと平行に対面させて設置された金属帯の蛇行の防止および溶融塩をワイピングするための加熱手段を内蔵したホルダーロール８とを備えている。
【００１８】
溶融塩槽は、一般に使用されている槽でよい。ステアリングロールは、金属帯４を溶融塩浴内に導入させるに際し、金属帯の幅方向における溶融塩浴への進入角度を制御する機能を備えている。進入角度は、前述したように図２で示すθである。この角度ができるだけ０になるように金属帯の溶融塩浴への進入を制御するのに用いる。すなわち、この角度が大きくなると溶融塩浴面１０で金属帯が溶融塩に接触する長さが長くなるため、金属帯と溶融塩との温度差によるヒートショックが大きくなり、挫屈折れが発生し易くなるからである。この入射角θの調整は、ステアリングロールの軸方向の傾斜角度を調整することにより実行できる。ロールをその軸方向に傾斜させる装置は、鋼帯の通板時の蛇行防止等で使用されているような通常の装置でよい。
【００１９】
金属帯を加熱するための装置１１は、金属帯を４００〜５００℃程度に加熱できればよく、ガスバーナ等でよい。加熱装置を設けるのは、溶融塩浴に浸漬される前の金属帯の温度を高めて、溶融塩浴の温度との差を小さくし金属帯が溶融塩浴に進入する際に生じるヒートショクを緩和して、挫屈折れの発生を抑制するためである。ガスバーナの燃料としては、天然ガスの炭化水素系ガスが比較的安価で工業的に大量に入手し易いので推奨される。また、炭化水素系ガスは燃焼すると不可避的に炭酸ガス（ＣＯ２）が発生し、その一部がソルトバス中の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と反応して炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）が生成し、ステンレス鋼の脱スケール能力が高まるという利点もある。
【００２０】
金属帯がチタンの場合、ソルトバス中の炭酸ナトリウムの濃度が２０％を超えると脱スケール能力がむしろ低下するという問題があるので、炭酸ガスが生成しない水素ガスを燃料にすることが推奨される。
【００２１】
シンクロール５および出側ガイドロール６は、耐熱鋼からなる一般に使用されているロールでよい。
【００２２】
出側ガイドロールは、溶融塩浴から出てきた金属帯を溶融塩浴槽から外部に導くためのロールである。この出側ガイドロールはその一部を溶融塩浴に浸漬して使用する。浸漬することにより、出側ガイドロール表面の溶融塩が金属帯に接触する時に溶融した状態を維持することができ、金属帯とそのロール間で潤滑剤の働きをして、金属帯表面に圧痕やスリ疵が発生するのを抑制することができる。極薄の金属帯では、ロール表面に溶融塩が固着してロール表面にわずかでも凹凸が生じると、圧痕やスリ疵の原因となる。なお、金属帯とロール表面の潤滑性を向上させるために、ロール表面を平均表面粗さＲａで０．１〜２μｍ程度に仕上げておくのが好ましい。
【００２３】
熱風吹き付け装置９は、金属帯が溶融塩浴から多量の溶融塩を持ち出すのを防止し、溶融塩の厚さを制御するための装置で、熱風とするのは、金属帯の表面で溶融塩が固化するのを防止し、容易に除去するためである。熱風は、３８０℃以上のスチームや水素ガスを燃焼させたガスであってもよい。
【００２４】
なお、金属帯の表面に付着した溶融塩の厚さは０．００５〜０．１ｍｍ程度にするのが好ましい。０．１ｍｍを超えると、出側ガイドロール表面に固化した塩が不均一に生成しやすくなり、圧痕の原因となる。固化した塩が生成する理由は不明であるが、以下のように推測される。すなわち、金属帯が薄い場合には溶融塩浴から出ると同時に急速に温度が低下し、出側ガイドロールに接する時には付着した溶融塩の大部分が既に固化していると考えられる。これに対して、出側ガイドロールは熱容量が大きいため、このロール表面に付着して溶融塩浴から持ち出された塩は固化することなく金属帯に接するが、この時に厚さが０．１ｍｍを超える固化した塩が金属帯に付着しているとその一部が溶けて不均一な状態となる。しかし、固化した塩の厚さが０．１ｍｍ以下であれば、その全量が再び溶けるため、固化した塩の付着はなくなる。したがって、圧痕防止のためには金属帯表面に付着する溶融塩膜の厚さは薄い方が望ましいが、これを０．００５ｍｍ未満にしょうとすると熱風吹き付け装置の費用が過大となり、吹き付け時の騒音が非常に大きくなる。
【００２５】
次に、加熱手段を備えたホルダーロール８は、金属帯の上面に付着した溶融塩をワイピングするためと、金属帯が出側ガイドシンクロール面で蛇行するのを防止して、蛇行による金属帯表面と出側ガイドロール表面との摩擦から発生するスリ疵の発生を抑制するためのロールである。このホルダーロールは、加熱手段を備えており、このロールと金属帯間の溶融塩の固化を防止してワイピングを容易にする。加熱手段は、特に限定するものではないが、例えば電熱ヒータ等でよく、ロール表面を４８０℃前後に加熱できればよい。
【００２６】
なお、このホルダーロールによる金属帯の蛇行防止は、ホルダーロールをその軸方向の傾斜角度を調整することにより実施できる。通常使用されている蛇行防止装置を利用すればよい。
【００２７】
【実施例】
表１および表２に示す化学組成のオーステナイト系ステンレス鋼とチタンの金属帯を用いて、ＡＰラインを通板させて焼鈍、脱スケールを実施した。
【００２８】
【表１】
0003551804.tif 000002
【００２９】
【表２】
0003551804.tif 000003
【００３０】
ステンレス鋼とチタンの金属帯は、両方とも冷間圧延した板厚が０．２ｍｍ、０．３ｍｍおよび１．０ｍｍの３種を用いた。焼鈍温度および溶融塩浴温度は、表３に示すように、ステンレス鋼ではそれぞれ１０８０℃と４９０℃、チタンでは７５０℃と５３０℃とした。
【００３１】
本発明例として、図１に示す装置を用い、直径２００ｍｍのステアリングロールにより金属帯の溶融塩浴への幅方向における進入角が０℃になるように制御し、溶融塩浴入側での金属帯を天然ガスバーナで加熱し、出側ガイドロールを溶融塩浴に浸漬し、金属帯が溶融塩浴から出た直後に４３０℃の熱風を吹き付けた。また内蔵した電熱ヒータでロール表面を４８０℃に加熱した直径が６００ｍｍのホルダーロールで金属帯の蛇行を防止する制御をおこないつつ脱スケールを実施した。
【００３２】
比較例では、ステアリングロールでの金属帯の進入角の制御、金属帯の溶融塩浴進入前の加熱、溶融塩浴から出た金属帯への熱風の吹き付けはおこなわず、また出側ガイドロールを溶融塩浴に浸漬しないで、かつホルダーロールも用いずに脱スケールをおこなった。ただし、表３のＮｏ．２、５および１２では金属帯の溶融塩浴への進入前の加熱をおこない、Ｎｏ．６では熱風を吹き付けるとともにホルダーロールを使用した。
【００３３】
溶融塩浴による脱スケール後は通常の硝酸とふっ酸水溶液（１２％ＨＮＯ３−１％ＨＦ）にて酸洗、水洗および乾燥した。酸洗後の各金属帯の表面を目視観察で挫屈折れ、圧痕およびスリ疵の有無を観察した。
【００３４】
その結果を表３に示す。
【００３５】
【表３】
0003551804.tif 000004
【００３６】
表３から明らかなように、本発明例では挫屈折れおよび圧痕、スリ疵の発生は全く観察されなかった。一方、Ｎｏ．１、４および８〜１０の比較例では、挫屈折れおよび圧痕、スリ疵が発生した。また、Ｎｏ．２、５、６および１２では、挫屈折れおよび圧痕、スリ疵のいずれかが発生した。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の装置によれば、極薄の金属帯の溶融塩浴による脱スケール時に発生する挫屈折れや圧痕、スリ疵を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融塩脱スケール装置の一例を示す概略図である。
【図２】金属帯の幅方向における進入角を説明するための正面図である。
【図３】従来の溶融塩脱スケール装置の概略図である。
【符号の説明】
１  溶融塩浴
２    溶融塩槽
４    金属帯
５    シンクロール
６    出側ガイドロール
８    ホルダーロール
９    熱風吹き付け装置
１０  溶融塩浴面
１１    加熱装置
１２  ステアリングロール
【図１】
0003551804.tif 000005
【図２】
0003551804.tif 000006
【図３】
0003551804.tif 000007