(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続酸洗装置を構成する複数の酸洗槽のうちの２以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸洗時における酸消費量の予測値を、該酸洗時の酸洗条件に基づいて算出し、
算出した前記予測値に基づいて前記２以上の酸洗槽それぞれへの酸液供給量を決定して酸液を供給し、
該酸液を供給された前記２以上の酸洗槽にそれぞれ収容される酸洗液の酸濃度を連続的に測定し、測定された前記酸濃度の連続的な測定値に基づいて、前記２以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度がいずれも目標値に一致するように、前記２以上の酸洗槽への酸液供給量を制御すること
を特徴とする連続酸洗方法。
【請求項２】
前記２以上の酸洗槽は、少なくとも最終酸洗槽を含む請求項１に記載された連続酸洗方法。
【請求項３】
前記連続酸洗装置は、下流側の酸洗槽に収容された酸洗液を上流側に隣接する酸洗槽へ順次オーバーフローさせる型の連続酸洗装置、または下流側の酸洗槽に収容された酸洗液を上流側に隣接する酸洗槽へ順次輸送する型の連続酸洗装置である請求項１または請求項２に記載された連続酸洗方法。
【請求項４】
前記酸濃度の連続的な測定値は、少なくとも、前記２以上の酸洗槽にそれぞれ設けられた酸洗液循環流路に配置された密度計からの連続的な出力値を用いて、測定される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された連続酸洗方法。
【請求項５】
前記酸濃度の連続的な測定値は、前記密度計からの連続的な出力値とともに、前記酸洗槽または前記酸洗液循環流路に配置された温度計および導電率計それぞれからの連続的な出力値を用いて、測定される請求項４に記載された連続酸洗方法。
【請求項６】
連続酸洗装置を構成する複数の酸洗槽のうちの２以上の酸洗槽と、
前記２以上の酸洗槽へそれぞれ酸液を供給する酸液供給系と、
前記２以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度をそれぞれ連続的に測定する酸濃度連続測定装置と、
前記２以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸洗時における酸消費量の予測値を、該酸洗時の酸洗条件からそれぞれ算出し、算出した前記予測値に基づいて酸液供給量を決定して前記酸液供給系へ酸液供給信号を出力するとともに、該酸液供給系から前記２以上の酸洗槽へ酸液が供給された後に前記酸濃度連続測定装置から出力される前記酸濃度の連続的な測定値に基づいて、前記２以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度がいずれも目標値に一致するように、前記酸液供給系へ酸液供給信号を出力する制御装置と
を組み合わせて備えることを特徴とする連続酸洗装置。
【請求項７】
前記２以上の酸洗槽は、少なくとも最終酸洗槽を含む請求項６に記載された連続酸洗装置。
【請求項８】
前記連続酸洗装置は、下流側の酸洗槽に収容された酸洗液を上流側に隣接する酸洗槽へ順次オーバーフローさせる型の連続酸洗装置、または下流側の酸洗槽に収容された酸洗液を上流側に隣接する酸洗槽へ順次輸送する型の連続酸洗装置である請求項６または請求項７に記載された連続酸洗装置。
【請求項９】
前記酸濃度連続測定装置は、
前記酸洗槽に接続され、該酸洗槽から取り出された酸洗液の流路の一部に設けられた本体と、
該本体の内部を流れる前記酸洗液の密度を測定する密度計と、
前記流路または前記酸洗槽における酸洗液の温度を測定する温度計と、
前記流路または前記酸洗槽における酸洗液の導電率を測定する導電率計と、
前記密度、前記温度計および前記導電率計それぞれの測定結果に基づいて前記流路の一部を流れる酸洗液の酸濃度を演算する演算装置と
を組み合わせて備える請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載された連続酸洗装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続酸洗方法および連続酸洗装置に関し、より具体的には、例えば、熱間圧延を終了した鋼帯の表面に生成したスケールを除去するための連続酸洗方法および連続酸洗装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、熱間圧延を行われた鋼帯の表面には、酸化物からなるスケールが生成される。このスケールは、一般的に、鋼帯を例えば塩酸等からなる酸洗液に連続的に浸漬させる酸洗を行われることによって、除去される。この酸洗は、通常、３槽〜５槽程度の酸洗槽を備える連続酸洗装置を用いて行われる。
【０００３】
図４は、４槽の酸洗槽２ａ〜２ｄを備える連続酸洗装置１を模式的に示す説明図である。同図に示すように、連続酸洗装置１の第１槽２ａ、第２槽２ｂ、第３槽２ｃおよび第４槽（最終槽）２ｄに、鋼帯３を順次連続的に通板させることにより、酸洗が行われる。各酸洗槽２ａ〜２ｄに収容される酸洗液は、鋼帯３との反応や鋼帯３による持ち出しにより、徐々に減少する。そのため、この連続酸洗装置１では、最終槽２ｄに酸液供給装置４から酸液を供給し、隣接する各酸洗槽２ａ〜２ｄの間に設けられた酸液輸送配管５ａ〜５ｃにより、酸洗液を下流側の酸洗槽から上流側に隣接する酸洗槽へ順次輸送する。そして、第１槽２ａからオーバーフローする酸洗液を、回収装置６に送って回収し、再利用する。
【０００４】
連続酸洗装置１では、酸洗液をこのように各酸洗槽２ａ〜２ｄ間で循環させるため、各酸洗槽２ａ〜２ｄに収容される酸洗液の酸濃度は異なる。例えば、最終槽２ｄでは１２％程度であり、第１槽２ａでは３％程度である。また、第２槽２ｂ、第３槽２ｃでは、最終槽２ｄと第１槽２ａとの中間の濃度となる。
【０００５】
この連続酸洗装置１では、最終槽２ｄへの酸液の供給量を決定するには、少なくとも最終槽２ｄに収容された酸洗液の酸濃度を測定する必要がある。しかし、これまでの酸濃度測定技術では、酸洗液の酸濃度を短時間で測定することはできなかった。例えば、公知の滴定式分析計を用いて最終槽２ｄに収容された酸洗液の酸濃度を測定すると、試薬導入からデータ出力までの１回のサンプリングに約１５分間を要してしまう。このため、最終槽２ｄへの酸液の供給が大幅に遅れてしまい、この間に過渡的に鋼帯に酸洗不良が発生してしまう。
【０００６】
そこで、酸洗液の酸濃度を短時間で測定できないことを補償するために、例えば、特開昭５７−１７４４７３号公報には、酸洗液の酸濃度を測定せずに鋼帯の寸法や材質等に基づいて酸液の供給量を演算により求める発明が、また特開平７−５４１７５  号公報には、酸洗液の酸濃度を測定せずに酸洗の前後における鋼帯の板厚の測定値に基づいて酸液の供給量を演算により求める発明が、それぞれ提案されている。これらの従来の技術によれば、酸液を供給される酸洗槽（図４の連続酸洗装置１では最終槽２ｄ）に収容された酸洗液の酸濃度を、目標値に制御することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来の技術では、酸液を供給される酸洗槽以外の酸洗槽に収容される酸洗液の酸濃度を高くすることができないため、連続酸洗装置１を備える酸洗工程の生産性を向上させること、つまり酸洗速度を向上させることができない。
【０００８】
すなわち、連続酸洗装置１の酸洗速度を向上するには、酸液を供給される最終槽２ｄへの酸液の供給量を増加して、各酸洗槽２ａ〜２ｄに収容される酸洗液の酸濃度を高める必要がある。しかし、最終槽２ｄの酸洗液の酸濃度が約１２％を越えると、酸洗液である塩酸の蒸気圧が高くなり、最終槽２ｄにおいて蒸発による塩酸の消費量が増加し、酸洗液に要するコストが著しく増加してしまう。このため、最終槽２ｄ以外の各酸洗槽２ａ〜２ｃに収容される酸洗液の酸濃度を高めることができず、酸洗速度を向上することができない。
【０００９】
本発明の目的は、酸液を供給される酸洗槽からの酸洗液の蒸発量をできるだけ抑制しながら、各酸洗槽に収容された酸洗液の酸濃度を高めて所望の値に近づけ、これにより、酸洗の生産性を向上することができる連続酸洗方法および連続酸洗装置を提供することである。また、本発明の目的は、このような連続酸洗方法および連続酸洗装置を、既存の連続酸洗設備をできるだけ改造することなく提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、連続酸洗装置を構成する複数の酸洗槽のうちの２以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸洗時における酸消費量の予測値を、酸洗時の酸洗条件に基づいて算出し、算出した予測値に基づいて２以上の酸洗槽それぞれへの酸液供給量を決定して酸液を供給し、酸液を供給された２以上の酸洗槽にそれぞれ収容される酸洗液の酸濃度を連続的に測定し、測定された酸濃度の連続的な測定値に基づいて、２以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度が目標値に一致するように、２以上の酸洗槽への酸液供給量を制御することを特徴とする連続酸洗方法である。
【００１１】
この本発明にかかる連続酸洗方法では、（ｉ）  ２以上の酸洗槽が少なくとも最終酸洗槽を含むこと、（ｉｉ）連続酸洗装置が、下流側の酸洗槽に収容された酸洗液を上流側に隣接する酸洗槽へ順次オーバーフローさせる型の連続酸洗装置、または下流側の酸洗槽に収容された酸洗液を上流側に隣接する酸洗槽へ順次輸送する型の連続酸洗装置であること、（ｉｉｉ）  酸濃度の連続的な測定値が、少なくとも、２以上の酸洗槽にそれぞれ設けられた酸洗液循環流路に配置された密度計からの連続的な出力値を用いて、測定されることが例示される。特に、この（ｉｉｉ）  項の場合には、酸濃度の連続的な測定値が、酸洗槽または酸洗液循環流路に配置された温度計および導電率計それぞれからの連続的な出力値を用いて測定されることが、さらに例示される。
【００１２】
また、別の観点からは、本発明は、連続酸洗装置を構成する複数の酸洗槽のうちの２以上の酸洗槽と、２以上の酸洗槽へそれぞれ酸液を供給する酸液供給系と、２以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度をそれぞれ連続的に測定する酸濃度連続測定装置と、２以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸洗時における酸消費量の予測値を、酸洗時の酸洗条件からそれぞれ算出し、算出した予測値に基づいて酸液供給量を決定して酸液供給系へ酸液供給信号を出力するとともに、酸液供給系から２以上の酸洗槽へ酸液が供給された後に酸濃度連続測定装置から出力される酸濃度の連続的な測定値に基づいて、２以上の酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度が目標値になるように、酸液供給系へ酸液供給信号を出力する制御装置とを組み合わせて備えることを特徴とする連続酸洗装置である。
【００１３】
この本発明にかかる連続酸洗装置では、（ｉｖ）２以上の酸洗槽が少なくとも最終酸洗槽を含むこと、（ｖ）  連続酸洗装置が、下流側の酸洗槽に収容された酸洗液を上流側に隣接する酸洗槽へ順次オーバーフローさせる型の連続酸洗装置、または下流側の酸洗槽に収容された酸洗液を上流側に隣接する酸洗槽へ順次輸送する型の連続酸洗装置であること、（ｖｉ）酸濃度連続測定装置が、酸洗槽に接続され、酸洗槽から取り出された酸洗液の流路の一部に設けられた本体と、この本体の内部を流れる酸洗液の密度を測定する密度計と、流路または酸洗槽における酸洗液の温度を測定する温度計と、流路または酸洗槽における酸洗液の導電率を測定する導電率計と、密度、温度計および導電率計それぞれの測定結果に基づいて流路の一部を流れる酸洗液の酸濃度を演算する演算装置とを組み合わせて備えることが、いずれも例示される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる連続酸洗方法および連続酸洗装置の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の実施の形態の説明では、酸洗液が塩酸であるとともに、後述する図２に示す酸濃度連続測定装置１３を用いた場合を例にとる。
【００１５】
図１は、本実施形態の連続酸洗装置１０の構成を模式的に示す説明図である。同図に示すように、この連続酸洗装置１０は、酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  と、酸液供給系１２と、酸濃度連続測定装置１３ｃ  、１３ｄ  と、制御装置１４とを備える。以下、これらの構成要素について、順次説明する。
【００１６】
〔酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  〕
この連続酸洗装置１０は、４つの酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  を有する。酸洗槽１１ａ  が第１槽であり、酸洗槽１１ｂ  が第２槽であり、酸洗槽１１ｃ  が第３槽であり、さらに酸洗槽１１ｄ  が最終槽である。
【００１７】
酸洗される鋼帯１５は、第１槽１１ａ  、第２槽１１ｂ  、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  の順に、各酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  に収容された酸洗液に浸漬される。そして、最終槽１１ｄ  を出た鋼帯１５は、次工程に送られる。
【００１８】
また、この連続酸洗装置１０では、下流側の酸洗槽に収容された酸洗液が上流側に隣接する酸洗槽へ順次オーバーフローする。すなわち、最終槽１１ｄ  に収容された酸洗液が第３槽１１ｃ  へオーバーフローし、第３槽１１ｃ  に収容された酸洗液が第２槽１１ｂ  へオーバーフローし、第２槽１１ｂ  に収容された酸洗液が第１槽１１ａ  へオーバーフローする。そして、第１槽１１ａ  からオーバーフローする酸洗液は、図示しない回収装置に送られて回収され、再利用される。
本実施形態の酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  は、以上のように構成される。
【００１９】
〔酸液供給系１２〕
本実施形態の連続酸洗装置１０は、酸液供給系１２を有する。本実施形態の酸液供給系１２は、第３槽１１ｃ  に酸液を供給する第３槽酸液供給装置１２ｃ  と、最終槽１１ｄ  に酸液を供給する最終槽酸液供給装置１２ｄ  とにより構成される。第３槽酸液供給装置１２ｃ  および最終槽酸液供給装置１２ｄ  は、いずれも、電磁式のダイヤフラム弁１６を介して、図示しない酸液供給源に接続されている。第３槽酸液供給装置１２ｃ  および最終槽酸液供給装置１２ｄ  にそれぞれ設けられたダイヤフラム弁１６は、いずれも、後述する制御装置１４に接続されており、制御装置１４から出力される酸液供給信号によって弁の開度が制御される。これにより、第３槽酸液供給装置１２ｃ  から第３槽１１ｃ  への酸液の供給量と、最終槽酸液供給装置１２ｄ  から最終槽１１ｄ  への酸液の供給量とが、個別に制御される。
【００２０】
なお、本実施形態では第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  に酸液を供給するようにしているが、第２槽１１ｂ  やさらには第１槽１１ａ  にも、第３槽酸液供給装置１２ｃ  および最終槽酸液供給装置１２ｄ  と同様の酸液供給装置をそれぞれ設けて、酸液を個別に供給するようにしてもよい。
本実施形態の酸液供給系１２は、以上のように構成される。
【００２１】
〔酸濃度連続測定装置１３ｃ  、１３ｄ  〕
本実施形態では、第３槽１１ｃ  には酸濃度連続測定装置１３ｃ  が設けられるとともに、最終槽１１ｄ  には酸濃度連続測定装置１３ｄ  が設けられる。酸濃度連続測定装置１３ｃ  および酸濃度連続測定装置１３ｄ  は、同一のものであるため、以降の説明では酸濃度連続測定装置１３ｄ  を例にとって説明する。
【００２２】
図２は、本実施形態の酸濃度連続測定装置１３ｄ  の内部構造を示す説明図である。図２中の破線矢印は酸洗液の流れを示す。
図２に示すように、この酸濃度連続測定装置１３ｄ  は、ポンプ１７ｄ  により最終槽１１ｄ  から圧送された酸洗液を連続的に一方向へ流すための循環流路１８ｄ  の一部を内蔵する筒状の酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  と、循環流路１８ｄ  の一部を流れる酸洗液を連続的に測定する密度計２０ｄ  、温度計２１ｄ  および導電率計２２ｄ  とを備える。
【００２３】
本実施形態における酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  は、筒型状のものであってサンプルである酸洗液を最終槽１１ｄ  から連続的に流して最終槽１１ｄ  へ戻すことができる構造であればよく、特定の構造には限定されない。
【００２４】
酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  の材質は、酸洗液に浸食されない程度の耐酸性を有するものであればよく、本実施形態ではポリプロピレン製とした。また、酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  の内部に形成される循環流路１８ｄ  の一部は、できるだけエルボ等の流速低下部が少ないストレート状に形成してある。これにより、酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  の内部において、酸洗液の流れが低下することによる詰まりの発生が可及的抑制される。
【００２５】
さらに、循環流路１８ｄ  の一部を流れる酸洗液の流速は、密度計２０ｄ  、温度計２１ｄ  および導電率計２２ｄ  それぞれの測定精度を維持するために、２ｍ／ｓｅｃ  以下であることが望ましい。本実施形態の酸濃度連続測定装置１３ｄ  の酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  の内部では、下方に位置する循環流路１８ｄ  が、排出用配管２３ｄ  と略同じ高さ位置に形成されている。これにより、ポンプ１７ｄ  により圧送されてきた酸洗液は、図中の破線矢印で示すように、酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  の内部における最底部付近において一旦滞留してから、排出用配管２３ｄ  へと導かれる。このため、本実施形態の酸濃度連続測定装置１９ｄ  では、循環流路１８ｄ  を流れる酸洗液の流速を、密度計２０ｄ  、温度計２１ｄ  および導電率計２２ｄ  の測定精度の観点から望ましい流速である２ｍ／ｓｅｃ  以下に容易に設定・管理し、測定精度の向上を図ることができる。本実施形態では、酸洗液の流速が１ｍ／ｓｅｃ  になるように、酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  の各部寸法を設定した。
【００２６】
また、本実施形態では、密度計２０ｄ  には、二つの検出部２０ｄ−１  、２０ｄ−２  を有する公知の差圧センサー方式の密度計を用いた。二つの検出部２０ｄ−１  、２０ｄ−２  は、所望の密度測定精度を確保するために、循環流路１８ｄ  の一部の形成方向に関する距離ｄ１  が少なくとも５００ｍｍ  となるように離して、酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  の長手方向略中央の胴部に設置される。
【００２７】
また、検出部２０ｄ−１  、２０ｄ−２  の設置部では、酸洗液の流通方向と直交する方向  （図２における左右方向）  に関する分流部の突出量ｄ２  を、できるだけ小さく設定してある。これにより、分流部における酸洗液の滞留が抑制され、酸洗液の詰まりが確実に防止される。
【００２８】
本実施形態では、温度計２１ｄ  には公知の白金抵抗体式の温度計を用いた。また、導電率計２２ｄ  にも公知の電磁誘導型の導電率計を用いた。温度計２１ｄ  および導電率計２２ｄ  は、ともに、循環流路１８ｄ  の一部の出側で測定を行うことができるように、酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  の底部に設置される。
【００２９】
なお、本実施形態では、温度計２１ｄ  および導電率計２２ｄ  は、いずれも、酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  に設けた。これは、温度計２１ｄ  および導電率計２２ｄ  をともに密度計２０ｄ  の近傍に配置することにより、測定誤差を可及的低減するためである。しかし、温度計２１ｄ  、導電率計２２ｄ  は、必ずしも酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  に配置する必要はない。温度計２１ｄ  、導電率計２２ｄ  を、最終槽１１ｄ  の内部または、最終槽１１ｄ  と酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  との間の循環流路１８ｄ  を構成する配管等に設置して、循環する酸洗液の温度、導電率を測定することとしてもよい。この場合、密度計２０ｄ  の設置部近傍における温度、導電率の値と、温度計２１ｄ  、導電率計２２ｄ  の設置部における測定データとの偏差を予め求めておき、これらの偏差を用いて温度計２１ｄ  、導電率計２２ｄ  の設置部における測定データを補正すればよい。これにより、温度計２１ｄ  および導電率計２２ｄ  を密度計２０ｄ  の近傍に配置しなくとも、測定誤差が可及的低減される。
【００３０】
この酸濃度連続測定装置１３ｄ  は、本実施形態では、最終槽１１ｄ  の外壁面近傍に設置される。そして、酸濃度連続測定装置１３ｄ  は、最終槽１１ｄ  の近傍に設置したポンプ１７ｄ  により最終槽１１ｄ  に収容された酸洗液を一方向へ流す。これにより、酸濃度連続測定装置１３ｄ  は、連続的に酸洗液の密度、温度および導電率をいずれも測定することが可能である。
【００３１】
このように、本実施形態の酸濃度連続測定装置１３ｄ  で用いる密度計２０ｄ  、温度計２１ｄ  および導電率計２２ｄ  には、いずれも、高い使用実績を有する公知の工業計器を使用する。このため、本実施形態の酸濃度連続測定装置１３ｄ  は、極めて高い精度で正確に、酸洗液の密度、温度および導電率を求めることができる。
【００３２】
また、本実施形態の酸濃度連続測定装置１３ｄ  の近傍には、密度計２０ｄ  により連続的に測定された密度と、温度計２１ｄ  により連続的に測定された温度と、導電率計２２ｄ  により連続的に測定された導電率とに基づいて、酸洗液の酸濃度を演算する演算装置  （図示しない）  が設置される。この演算装置により酸洗液の酸濃度が連続的に演算される。この演算装置による演算結果は、後述する制御装置１４へ入力される。
【００３３】
なお、本実施形態の酸濃度連続測定装置１３ｄ  による「連続的な測定」とは、例えば公知の滴定式分析計を用いた場合の測定ピッチ（約１５分間）に比べて極めて短い測定ピッチでの測定を意味しており、例えば、測定ピッチが１分間以下、望ましくは１０秒間以下である酸濃度測定を意味する。
【００３４】
また、本実施形態の酸濃度連続測定装置１３ｄ  では、酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  を筒型状単管式とする。このため、以下に列記する効果（ｉ）  〜（ｖｉｉ）  が奏せられる。
【００３５】
（ｉ）  循環流路１８ｄ  の形状をできるだけ直線状とするとともに、距離ｄ２  をできるだけ小さく設定する。このため、循環流路１８ｄ  内、特に密度計２０ｄ  、温度計２１ｄ  および導電率計２２ｄ  それぞれの近傍における酸洗液の滞留が防止され、酸洗液を連続的に流すことができる。
【００３６】
（ｉｉ）酸洗液は、循環流路１８ｄ  内を連続的に流れる。このため、循環流路１８ｄ  内における酸洗液の偏析が防止され、別々に採取した複数種の酸洗液をも同一条件で正確に測定することができる。
【００３７】
（ｉｉｉ）  ポンプ１７ｄ  により酸洗液を常時流すため、酸濃度連続測定装置本体１９ｄ  のメンテナンス性および内部洗浄性がいずれも著しく向上し、酸洗液の詰まりを解消しながら連続測定を行うことができる。
【００３８】
（ｉｖ）酸洗液の密度、温度および導電率を連続的に測定するため、酸洗液の酸濃度を連続的に測定することができる。これにより、この酸濃度連続測定装置１３ｄ  を、例えば連続酸洗設備の最終酸洗槽の酸濃度に関するフィードバック制御、または、フィードバック制御およびフィードフォワード制御と組合せることにより、最終酸洗槽の酸濃度を連続的かつ高精度で自動制御することも可能となる。
【００３９】
（ｖ）  酸濃度連続測定装置１３ｄ  は、図１および図２に示すように、極めて簡単な外部形状を有する。このため、例えば連続酸洗設備等への設置の自由度が高い。
【００４０】
（ｖｉ）酸濃度連続測定装置１３ｄ  の内部は、図２に示すように、簡単な内部構造を有する。このため、循環流路１８ｄ  を流れる酸洗液の流速を、密度計２０ｄ  、温度計２１ｄ  および導電率計２２ｄ  の測定精度の観点から望ましい流速である２ｍ／ｓｅｃ  以下に、容易に設定・管理することができる。したがって、酸濃度連続測定装置１３ｄ  は、測定精度の維持が容易である。
【００４１】
（ｖｉｉ）  酸濃度連続測定装置１３ｄ  は簡単な構造であるため、酸洗槽の近傍に容易に設置することができる。このため、酸洗槽から酸洗液を分流させる循環流路１８ｄ  を構成する配管の長さを可及的短くすることができる。これにより、酸洗液が酸洗槽を出てから酸濃度連続測定装置１３ｄ  に到達して測定されるまでの間のタイムロスを可及的短縮することができる。このため、酸濃度連続測定装置１３ｄ  は、制御精度の低下を抑制できる。
【００４２】
なお、本実施形態では、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  にそれぞれ酸濃度連続測定装置１３ｃ  、１３ｄ  を設けたが、図１に図示するように、第２槽１１ｂ  にも酸濃度連続測定装置１３ｂ  を設け、さらに必要に応じて第１槽１１ａ  にも酸濃度連続測定装置１３ａ  を設け、これらの出力値も制御装置１４に入力するように構成してもよい。
本実施形態の酸濃度連続測定装置１３ｃ  、１３ｄ  は、以上のように構成される。
【００４３】
〔制御装置１４〕
本実施形態の連続酸洗装置１０は、制御装置１４を有する。
この制御装置１４は、第３槽１１ｃ  に収容された酸洗液の酸洗時における酸消費量と、最終槽１１ｄ  に収容された酸洗液の酸洗時における酸消費量とを、いずれも、近似式を用いて算出する。第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれにおける酸消費量の予測計算は、酸洗ライン制御装置２４から入力される、鋼帯１５の材質や寸法、通板速度、酸液組成、酸液温度さらには各槽の寸法等といった酸洗時の酸洗条件に基づいて行われるが、特定の手段には限定されない。公知の手段により予測計算を行えばよい。
【００４４】
例えば、単位面積当たりの減少量（本明細書では「酸洗減量値」という。）を時間に対して１次式を用いて近似する場合、酸洗時間と酸洗減量値との関係は比例関係になる。図３は、この関係の一例を示すグラフである。
【００４５】
図３にグラフで示すように、酸洗時間と酸洗減量値との関係は、原点Ｏを起点とする直線関係となる。すなわち、第１槽１１ａ  を通過する時刻ｔ１における酸洗減量値ｍ１、第２槽１１ｂ  を通過する時刻ｔ２における酸洗減量値ｍ２、第３槽１１ｃ  を通過する時刻ｔ３における酸洗減量値ｍ３、および最終槽１１ｄ  を通過する時刻ｔ４における酸洗減量値ｍ４は、いずれも、同一の直線上に位置し、酸洗が完了した時刻ｔ４以降は酸洗減量値が一定となる。この直線の傾きが酸洗速度を示し、酸洗される鋼帯１５の材質や、酸洗条件  （酸洗液の温度や組成等）  により規定される。
【００４６】
したがって、各酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  における酸消費量は、各酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  それぞれを通過するのに要した時間と、図３のグラフの直線の傾きと、鋼帯１５の寸法  （幅）  とを掛け合わせた値として、求められる。このようにして、各酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  それぞれにおける酸洗液の消費量を算出することができる。なお、本実施形態のように、酸洗時間と酸洗減量値との関係を直線で近似するのではなく、図３に一点鎖線で示すように、実際の酸洗曲線に近いＳ字状曲線により近似すれば、より高精度に各酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  における酸消費量を算出することができる。
【００４７】
また、制御装置１４は、このようにして算出した第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれにおける酸消費量の予測値に基づいて、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれへの酸液供給量を決定する。そして、制御装置１４は、酸液供給系１２のダイヤフラム弁１６へ酸液供給信号を出力して、必要供給量の酸液を、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれへ供給する。
【００４８】
さらに、制御装置１４は、第３槽酸液供給装置１２ｃ  から第３槽１１ｃ  へ酸液を供給するとともに最終槽酸液供給装置１２ｄ  から最終槽１１ｄ  へ酸液を供給した後に、酸濃度連続測定装置１３ｃ  、１３ｄ  から出力される酸濃度の連続的な測定値に基づいて、酸液供給系１２へ酸液供給信号を再度出力して、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度が目標値に一致するように、微調整する。
【００４９】
本実施形態の制御装置１４は、以上のように構成される。
次に、４つの酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  と、酸液供給系１２と、酸濃度連続測定装置１３ｃ  、１３ｄ  と、制御装置１４とを備える本実施形態の連続酸洗装置１０により、鋼帯１５に酸洗を行う状況を経時的に説明する。
【００５０】
〔酸消費量の予測計算〕
図１に示す連続酸洗装置１０により、鋼帯１５に酸洗が行われている。
ここで、制御装置１４により、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  にそれぞれ収容された酸洗液の酸消費量の予測値が、酸洗ライン制御装置２４から入力される前述した酸洗条件に基づいて、算出される。
【００５１】
ここで、予測計算の種類にかかわらず、この算出値には、必ず実際の酸消費量に対する誤差が存在する。そこで、本実施形態では、後述するように、酸濃度の連続的な測定値を用いて酸液の供給量を制御することにより、この誤差を可及的に低減する。
【００５２】
〔算出値に基づく酸液の供給〕
次に、制御装置１４により、このようにして予測した第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  にそれぞれ収容された酸洗液の酸消費量に基づいて、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれへの酸液供給量が決定される。
【００５３】
そして、制御装置１４から、第３槽酸液供給系１２ｃ  および最終槽酸液供給系１２ｄ  それぞれのダイヤフラム弁１６、１６へ酸液供給信号が出力され、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれへ、決定された供給量の酸液が供給される。
【００５４】
〔酸濃度の連続測定〕
このようにして、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれへ、決定された供給量の酸液が供給された後に、酸濃度連続測定装置１３ｃ  により第３槽１１ｃ  に収容された酸洗液の酸濃度が連続的に測定されるとともに、酸濃度連続測定装置１３ｄ  により最終槽１１ｄ  に収容された酸洗液の酸濃度が連続的に測定される。これらの連続的な測定値は、制御装置１４に送られる。
【００５５】
〔連続測定結果に基づく酸液の供給〕
制御装置１４では、これらの連続的な測定値と、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度の目標値との偏差が求められる。そして、この偏差が零になるように、制御装置１４から第３槽酸液供給系１２ｃ  および最終槽酸液供給系１２ｄ  それぞれのダイヤフラム弁１６、１６へ酸液供給信号が出力され、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれに対する酸液の供給量が制御される。
【００５６】
これにより、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれへの酸液供給量の予測計算結果が有する誤差が補正され、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  のみならず、第２槽１１ｂ  に収容された酸洗液の酸濃度を、目標値に迅速かつ正確に近づけることができる。
【００５７】
本実施形態において、最終槽１１ｄ  だけでなく第３槽１１ｃ  にも酸液を供給するのは、このように、第３槽１１ｃ  や第２槽１１ｂ  にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度を高め、目標値に近づけるためである。したがって、第４槽が最終槽１１ｄ  となる本実施形態では、最終槽１１ｄ  および第３槽１１ｃ  に酸液を供給したが、例えば第５槽が最終槽となる連続酸洗装置の場合には、最終槽および第３槽それぞれに酸液を供給することが望ましい。
【００５８】
本実施形態では、連続測定結果に基づく酸液の供給を、最終槽１１ｄ  だけでなく第３槽１１ｃ  に対しても行うため、最終槽１１ｄ  に収容された酸洗液の酸濃度を１２％超に上昇させることなく、第３槽１１ｃ  に収容された酸洗液の酸濃度を高めて目標値に近づけることができる。このため、最終槽１１ｄ  からの酸洗液の蒸発を防止しながら、第３槽１１ｃ  に収容された酸洗液の酸濃度を高めて目標値に近づけることができる。このため、各酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  それぞれの酸洗能力をいずれも充分に発揮させて、鋼帯１５の酸洗を行うことができる。したがって、本実施形態によれば、連続酸洗装置１０の全体の生産性を向上することができる。
【００５９】
また、本実施形態は、既存の連続酸洗装置の第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  の近傍に酸濃度連続測定装置１３ｃ  、１３ｄ  を設け、これらの酸濃度連続測定装置１３ｃ  、１３ｄ  からの出力信号を制御装置１４へ送るとともに、制御装置１４のソフトを一部変更するだけで、実施することができる。このため、既存の連続酸洗設備をできるだけ改造せずに実施できる。
このように、本実施形態によれば、従来の生産設備を大幅に改良することなく、不良率の低減と生産性の向上とをともに図ることができる。
【００６０】
【実施例】
さらに、本発明を実施例を参照しながら、より具体的に説明する。
図１に示す連続酸洗装置１  （各酸洗槽１３ａ  〜１３ｄ  の容量：５０ｍ３、酸洗液の温度：９０℃）を用い、本発明にかかる連続酸洗方法と、比較例の連続酸洗方法とを用いて、鋼帯１５の酸洗を１ヵ月間行った。なお、この型の連続酸洗装置を用いた酸洗では、通常、本実施例における操業期間の１ヵ月間に、操業条件の様々な変動が殆ど全て発生するため、本発明の有用性を評価するには充分な期間である。
【００６１】
本発明例は、制御装置１４により、鋼帯１５の材質および酸洗条件  （酸洗液の温度および酸濃度）  を用い、鋼種毎に予め求めた１次近似式に基づいて、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれに収容された酸洗液の消費量を予測計算し、この結果により第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれに給酸を行うとともに、この給酸後に、酸濃度連続測定装置１３ｃ  、１３ｄ  からの連続測定値に基づいて、第３槽１１ｃ  および最終槽１１ｄ  それぞれに収容された酸洗液の酸濃度がいずれも１２±０．５  ％になるように、第３槽酸液供給系１２ｃ  および最終槽酸液供給系１２ｄ  それぞれのダイヤフラム弁１６、１６を、いずれもオン／オフ制御した。
【００６２】
一方、比較例は、最終槽１１ｄ  のみに給酸を行い、給酸によりオーバーフローした酸液を第３槽１１ｃ  、第２槽１１ｂ  へ順次輸送し、第１槽１１ｃ  から廃酸を行うとともに、最終槽１１ｄ  に収容された酸洗液の酸濃度が１２±０．５  ％になるように、最終槽酸液供給系１２ｄ  のダイヤフラム弁１６を、オン／オフ制御した。
【００６３】
なお、本発明例および比較例ともに、オペレータの判断により脱スケール不良が発生しない程度に通板速度を高めて、酸洗を行った。
そして、第２槽１１ｂ  〜最終槽１１ｄ  にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度の変化幅と、脱スケール不良発生率および生産性を測定した。結果を表１にまとめて示す。
【００６４】
【表１】
0003591366.tif 000002
【００６５】
表１から明らかなように、本発明例により、各酸洗槽１１ａ  〜１１ｄ  にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度が、目標値を超えない範囲で高まるとともに安定化した。これにより、脱スケール不良発生率が大幅に低減され、かつ生産性も顕著に向上した。
【００６６】
（変形形態）
実施形態および実施例の説明では、４槽の酸洗槽を備える連続酸洗装置を用いた。しかし、本発明は、この形態には限定されず、複数の酸洗槽を備える連続酸洗装置に対して同様に適用される。
【００６７】
また、実施形態および実施例の説明では、第３槽および最終槽に収容された酸洗液の酸消費量を予測し、これらの酸洗槽に酸液を供給する場合を例にとった。しかし、本発明は、この形態には限定されず、第３槽および最終槽以外の他の酸洗槽に収容された酸洗液の酸消費量も予測し、これらの酸洗槽にも酸液を供給するようにしてもよい。これにより、各酸洗槽に収容された酸洗液の酸濃度を、さらに高精度で制御することができる。
【００６８】
また、実施形態および実施例の説明では、図２に示す酸濃度連続測定装置を用いた場合を例にとった。しかし、これはあくまでも酸濃度連続測定装置の例示であり、本発明は図２に示す酸濃度連続測定装置には限定されない。本発明は、図２に示す酸濃度連続測定装置以外でも、酸洗槽にそれぞれ収容された酸洗液の酸濃度を連続的に測定することができる酸濃度連続測定装置であれば、同様に適用することができる。
【００６９】
また、実施形態および実施例の説明では、少なくとも最終槽に酸液を供給される連続酸洗装置を用いた。しかし、本発明は、この形態には限定されず、最終槽には酸液を供給されない連続酸洗装置にも対しても、同様に適用される。
【００７０】
また、実施形態および実施例の説明では、下流側の酸洗槽に収容された酸洗液を上流側に隣接する酸洗槽へ順次オーバーフローさせる型の連続酸洗装置を用いた。しかし、本発明は、この形態には限定されず、複数の酸洗槽を有する連続酸洗装置であれば同様に適用される。例えば、図４に示すように、下流側の酸洗槽に収容された酸洗液を上流側に隣接する酸洗槽へ順次輸送する型の連続酸洗装置に対しても、同様に適用される。
【００７１】
さらに、実施形態および実施例の説明では、酸液が塩酸である場合を例にとった。しかし、本発明は、この形態には限定されず、例えば硫酸等の、鋼板に酸洗処理を行うことはできる酸液であれば、等しく適用される。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明により、各酸洗槽からの酸洗液の蒸発量をできるだけ抑制しながら、各酸洗槽に収容された酸洗液の酸濃度を、いずれも高めて目標値に近づけることができ、これにより、酸洗の生産性を向上することができる連続酸洗方法および連続酸洗装置を、既存の連続酸洗設備をできるだけ改造せずに、提供できることになった。
かかる効果を有する本発明の意義は、極めて著しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の連続酸洗装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図２】実施形態の酸濃度連続測定装置の内部構造を示す説明図である。
【図３】酸洗時間と酸洗減量値との関係の一例を示すグラフである。
【図４】４槽の酸洗槽を備える従来の連続酸洗装置を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０  連続酸洗装置
１１ｃ  第３槽
１１ｄ  最終槽
１２  酸液供給系
１３ｃ  、１３ｄ  酸濃度連続測定装置
１４  制御装置
【図１】
0003591366.tif 000003
【図２】
0003591366.tif 000004
【図３】
0003591366.tif 000005
【図４】
0003591366.tif 000006