(57)【要約】      （修正有）【課題】珪素鋼帯の脱スケールを効率よく除去できる鋼帯のスケール除去方法及びその実施に使用する設備を提供する。【解決手段】珪素鋼からなる鋼帯１０の表面に生成したスケールを除去する鋼帯のスケール除去方法であって、塩酸水溶液又は硫酸水溶液からなる酸洗液２で前記鋼帯１０の表面を酸洗処理する前に、フッ化アンモニウム水溶液、フッ化水素アンモニウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液のいずれかからなる前処理液１で前記鋼帯１０の表面を前処理する。【選択図】図１
2011021240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪素鋼からなる鋼帯の表面に生成したスケールを除去する鋼帯のスケール除去方法であって、
塩酸水溶液又は硫酸水溶液からなる酸洗液で前記鋼帯の表面を酸洗処理する前に、フッ化アンモニウム水溶液、フッ化水素アンモニウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液のいずれかからなる前処理液で前記鋼帯の表面を前処理する
ことを特徴とする鋼帯のスケール除去方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼帯のスケール除去方法において、
前記酸洗液で前記鋼板の表面を酸洗処理する前に、前記前処理液で前処理した前記鋼帯の表面をリンス液で洗浄する
ことを特徴とする鋼帯のスケール除去方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の鋼帯のスケール除去方法において、
前記前処理液で前記鋼帯の表面を前処理する前に、当該鋼帯の前記スケールに亀裂を加える
ことを特徴とする鋼帯のスケール除去方法。
【請求項４】
普通鋼又は珪素鋼からなる鋼帯の表面に生成したスケールを除去する鋼帯のスケール除去設備であって、
塩酸水溶液又は硫酸水溶液からなる酸洗液で前記鋼帯の表面を酸洗処理する酸洗装置と、
前記酸洗装置よりも前記鋼帯の走行方向上流側に配設されて、フッ化アンモニウム水溶液、フッ化水素アンモニウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液のいずれかからなる前処理液で前記鋼帯の表面を前処理する前処理手段と
を備えていることを特徴とする鋼帯のスケール除去設備。
【請求項５】
請求項４に記載の鋼帯のスケール除去設備において、
前記酸洗装置と前記前処理手段との間に配設されて、前記鋼帯の表面をリンス液で洗浄する前処理液洗浄手段を備えている
ことを特徴とする鋼帯のスケール除去設備。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の鋼帯のスケール除去設備において、
前記前処理手段よりも前記鋼帯の走行方向上流側に配設されて、前記鋼帯の前記スケールに亀裂を加える亀裂付与手段を備えている
ことを特徴とする鋼帯のスケール除去設備。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の鋼帯のスケール除去設備において、
前記鋼帯が普通鋼であり、
前記前処理手段が、前記鋼帯の表面に前記前処理液を接触させることなく当該鋼帯を通過させる手段を備えている
ことを特徴とする鋼帯のスケール除去設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯の表面に生成したスケールを除去する方法及びその実施に使用する設備に関し、特に、珪素鋼の鋼帯のスケールを除去する方法及びその実施に使用する設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼は、高品質化や多用途化に伴い、各種の添加元素を含有する特殊鋼が開発されてきている。このような特殊鋼として代表的な珪素鋼（珪素含有量：約０．５〜３．５質量％）は、製銑、製鋼、連鋳、熱延、酸洗、冷延等の各工程を経て製造され、電磁鋼や高張力鋼等として利用されている。
【０００３】
前記珪素鋼は、上記熱延工程において、表面に生成する鉄酸化物のスケール中に珪素が濃化して、上記酸洗工程において、上記スケールが酸洗液に対して不動態膜の様相を示し、脱スケール時間が普通鋼に比べて長くなって、生産効率の低下を引き起こしてしまうという問題があった。このことについて、より具体的に以下に説明する。
【０００４】
熱延処理した後の普通鋼帯の表面のスケールの概略構造を図９に示す。図９において、Ａは、熱延処理した後の普通鋼帯を５５０℃以下にまで急速冷却してコイルに巻き取った場合のスケールの概略構造を示し、Ｂは、熱延処理した後の普通鋼帯を５６０℃以上でコイルに巻き取って徐冷した場合のスケールの概略構造を示している。
【０００５】
図９Ａに示すように、熱延処理した後の普通鋼帯を５５０℃以下にまで急速冷却してコイルに巻き取った場合、母材２１の表面には、非常に脆いウスタイト（ＦｅＯ）からなる第一の層２２ａが生成する。この第一の層２２ａ上には、ウスタイトの次に脆いマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）からなる第二の層２２ｂが生成する。この第二の層２２ｂ上には、ヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）からなる第三の層２２ｃが生成する。
【０００６】
また、図９Ｂに示すように、熱延処理した後の普通鋼帯を５６０℃以上でコイルに巻き取って徐冷した場合、母材２１の表面には、ウスタイト（ＦｅＯ）からなる前記第一の層２２ａを生成することなく、マグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）からなる第二の層２２ｂが生成する。この第二の層２２ｂ上には、ヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）からなる第三の層２２ｃが生成する。
【０００７】
このような鉄酸化物の上記層２２ａ〜２２ｃからなるスケール２２が表面に生成した普通鋼帯２０においては、スケールブレーカで引張曲げを加えることにより、上記スケール２２に亀裂（クラック）を形成し、塩酸水溶液等の酸洗液を入れられた酸洗槽内を通過させて、上記スケール２２の上記クラック内に上記酸洗液を浸入させることにより、上記スケール２２の各層２２ａ〜２２ｃと上記酸洗液とが反応し（下記式（１）〜（３）参照）、当該スケール２２が溶解すると共に、酸洗液を介して上記スケール２２と上記母材２１との間に局部電池が形成され（下記式（４）〜（６）参照）、当該母材２１がわずかに腐食して当該母材２１に対する当該スケール２２の密着性が低下することにより、当該スケール２２が除去される。
【０００８】
〈ウスタイト〉
ＦｅＯ  ＋２ＨＣｌ→ＦｅＣｌ2＋Ｈ2Ｏ                    （１）
〈マグネタイト〉
Ｆｅ3Ｏ4＋８ＨＣｌ→２ＦｅＣｌ3＋ＦｅＣｌ2＋４Ｈ2Ｏ    （２）
〈ヘマタイト〉
Ｆｅ2Ｏ3＋６ＨＣｌ→２ＦｅＣｌ3＋３Ｈ2Ｏ                （３）
【０００９】
〈アノード反応：母材表面上〉
Ｆｅ→Ｆｅ2+＋２ｅ-      （４）
〈カソード反応：酸洗液中〉
Ｆｅ3+＋  ｅ-→Ｆｅ2+    （５）
２Ｈ+ ＋２ｅ-→Ｈ2 ↑    （６）
【００１０】
他方、熱延処理した後の珪素鋼帯の表面のスケールの概略構造を図８に示す。図８において、Ａは、珪素含有量が比較的少ない（約１質量％前後）場合のスケールの概略構造を示し、Ｂは、珪素含有量が比較的多い（約３質量％前後）の場合のスケールの概略構造を示している。
【００１１】
図８Ａに示すように、珪素含有量が比較的少ない（約１質量％前後）場合、母材１１の表面には、珪素の濃化した鉄酸化物からなるファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）とウスタイト（ＦｅＯ）との共晶状態の第一の層１２ａαが生成する。この第一の層１２ａα上には、マグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）からなる第二の層１２ｂが生成する。この第二の層１２ｂ上には、ヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）からなる第三の層１２ｃが生成する。
【００１２】
このような珪素含有量が比較的少ない（約１質量％前後）珪素鋼帯１０においては、母材１１の表面に生成している第一の層１２ａαが、酸洗液に対して不溶性のファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）と酸洗液に対して易溶性のウスタイト（ＦｅＯ）との共晶状態であることから、酸洗液に対して難溶性を示してしまい、脱スケールに長時間を要してしまっている。
【００１３】
また、図８Ｂに示すように、珪素含有量が比較的多い（約３質量％前後）の場合、母材１１の表面には、珪素の濃化した鉄酸化物からなるファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）からなる単晶状態の第一の層１２ａβが生成する。この第一の層１２ａβ上には、マグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）からなる第二の層１２ｂが生成する。この第二の層１２ｂ上には、ヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）からなる第三の層１２ｃが生成する。
【００１４】
このような珪素含有量が比較的多い（約３質量％前後）珪素鋼帯１０においては、母材１１の表面に生成している第一の層１２ａβが、酸洗液に対して不溶性のファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）からなることから、酸洗液を介して母材１１とスケール１２との間に形成される局部電池による当該母材１１のわずかな腐食に伴う当該母材１１に対する当該スケール１２の密着性の低下だけで当該スケール１２を除去することしかできず、脱スケールに非常に長時間を要してしまっている。
【００１５】
このため、例えば、下記特許文献１等においては、塩酸とフッ化水素酸との混合溶液からなる酸洗液に珪素鋼帯を浸漬することにより、ウスタイト（ＦｅＯ）やマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）やヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）の溶解と、珪素が濃化したファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）の溶解とを同時に行うようにして、スケールを除去するようにすると共に、酸洗液に対する珪素鋼帯の浸漬前後に当該珪素鋼帯に過酸化水素水溶液を噴霧することにより、酸洗液の塩酸及びフッ化水素酸の活性化及び再生化を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特表２００４−５２５２６２号公報
【特許文献２】特開平４−１８０５８２号公報
【特許文献３】特開平１０−１５２８００号公報
【特許文献４】国際公開第９９／０４６４２６号パンフレット
【特許文献５】特開２００７−１３６４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、近年、鋼帯の生産効率のさらなる向上が強く求められており、珪素鋼帯の脱スケールにおいても、前記特許文献１等に記載されている手段よりもスケールをさらに効率よく除去できるようにすることが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前述した課題を解決するための、本発明に係る鋼帯のスケール除去方法は、珪素鋼からなる鋼帯の表面に生成したスケールを除去する鋼帯のスケール除去方法であって、塩酸水溶液又は硫酸水溶液からなる酸洗液で前記鋼帯の表面を酸洗処理する前に、フッ化アンモニウム水溶液、フッ化水素アンモニウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液のいずれかからなる前処理液で前記鋼帯の表面を前処理することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る鋼帯のスケール除去方法は、上述した鋼帯のスケール除去方法において、前記酸洗液で前記鋼板の表面を酸洗処理する前に、前記前処理液で前処理した前記鋼帯の表面をリンス液で洗浄することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る鋼帯のスケール除去方法は、上述した鋼帯のスケール除去方法において、前記前処理液で前記鋼帯の表面を前処理する前に、当該鋼帯の前記スケールに亀裂を加えることを特徴とする。
【００２１】
他方、前述した課題を解決するための、本発明に係る鋼帯のスケール除去設備は、普通鋼又は珪素鋼からなる鋼帯の表面に生成したスケールを除去する鋼帯のスケール除去設備であって、塩酸水溶液又は硫酸水溶液からなる酸洗液で前記鋼帯の表面を酸洗処理する酸洗装置と、前記酸洗装置よりも前記鋼帯の走行方向上流側に配設されて、フッ化アンモニウム水溶液、フッ化水素アンモニウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液のいずれかからなる前処理液で前記鋼帯の表面を前処理する前処理手段とを備えていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る鋼帯のスケール除去設備は、上述した鋼帯のスケール除去設備において、前記酸洗装置と前記前処理手段との間に配設されて、前記鋼帯の表面をリンス液で洗浄する前処理液洗浄手段を備えていることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る鋼帯のスケール除去設備は、上述した鋼帯のスケール除去設備において、前記前処理手段よりも前記鋼帯の走行方向上流側に配設されて、前記鋼帯の前記スケールに亀裂を加える亀裂付与手段を備えていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る鋼帯のスケール除去設備は、上述した鋼帯のスケール除去設備において、前記鋼帯が普通鋼であり、前記前処理手段が、前記鋼帯の表面に前記前処理液を接触させることなく当該鋼帯を通過させる手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る鋼帯のスケール除去方法及びその実施に使用する設備においては、前処理液がスケールの亀裂の隙間に浸入してファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）を溶解し、スケールと母材との間の密着性を低下させた後に、酸洗液がスケールの亀裂の隙間に浸入してウスタイト（ＦｅＯ）やマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）やヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）を溶解し、スケールと母材との間の密着性を引き続いて低下させることができることから、スケールを母材の表面から容易に除去することができるので、脱スケールに要する時間を短くすることができ、生産効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る鋼帯のスケール除去設備の第一番目の実施形態の概略構成図である。
【図２】本発明に係る鋼帯のスケール除去方法の第一番目の実施形態のスケール除去過程の説明図である。
【図３】本発明に係る鋼帯のスケール除去方法及びその実施に使用する設備の第一番目の実施形態の効果確認試験の結果を表すグラフである。
【図４】本発明に係る鋼帯のスケール除去設備の第二番目の実施形態の概略構成図である。
【図５】本発明に係る鋼帯のスケール除去設備の第三番目の実施形態の概略構成図である。
【図６】本発明に係る鋼帯のスケール除去設備の第四番目の実施形態の概略構成図である。
【図７】本発明に係る鋼帯のスケール除去設備の他の実施形態の概略構成図である。
【図８】熱延処理した後の珪素鋼帯の表面のスケールの概略構造図である。
【図９】熱延処理した後の普通鋼帯の表面のスケールの概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明に係る鋼帯のスケール除去方法及びその実施に使用する設備の実施形態を図面に基づいて以下に説明するが、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００２８】
［第一番目の実施形態］
本発明に係る鋼帯のスケール除去方法及びその実施に使用する設備の第一番目の実施形態を図１〜３に基づいて説明する。
【００２９】
図１に示すように、電磁鋼や高張力鋼等のような珪素を含有する（約０．５〜３．５質量％）熱間圧延済みの珪素鋼帯１０を送り出すペイオフリール１１１の近傍（鋼帯１０の走行方向下流側）には、当該ペイオフリール１０Ａからの上記鋼帯１０の表面に歪を加えるように引張曲げを加えて当該鋼帯１０の表面のスケールに亀裂（クラック）を加える亀裂付与手段であるスケールブレーカ１１２が上記鋼帯１０の入側を近くに位置付けるようにして配設されている。
【００３０】
前記スケールブレーカ１１２の上記鋼帯１０の出側の近傍（鋼帯１０の走行方向下流側）には、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）水溶液、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）水溶液、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液のいずれかからなる前処理液１を貯留する前処理手段である前処理槽１１３が上記鋼帯１０の入側を近くに位置付けるようにして配設されている。前処理槽１１３の上記鋼帯１０の出側の近傍（鋼帯１０の走行方向下流側）には、水等のリンス液で上記鋼帯１０の表面を洗浄する前処理液洗浄手段である前処理用リンス槽１１４が上記鋼帯１０の入側を近くに位置付けるようにして配設されている。
【００３１】
前記前処理用リンス槽１１４の上記鋼帯１０の出側の近傍（鋼帯１０の走行方向下流側）には、塩酸（ＨＣｌ）水溶液又は硫酸水溶液（Ｈ2ＳＯ4）からなる酸洗液２を貯留する酸洗装置である酸洗槽１１５が上記鋼帯１０の入側を近くに位置付けるようにして配設されている。酸洗槽１１５の上記鋼帯１０の出側の近傍（鋼帯１０の走行方向下流側）には、水等のリンス液で上記鋼帯１０の表面を洗浄する酸洗用リンス手段である酸洗用リンス槽１１６が上記鋼帯１０の入側を近くに位置付けるようにして配設されている。
【００３２】
前記酸洗用リンス槽１１６の上記鋼帯１０の出側の近傍（鋼帯１０の走行方向下流側）には、当該鋼帯１０の表面の水分を除去する乾燥手段であるドライヤ１１７が上記鋼帯１０の入側を近くに位置付けるようにして配設されている。ドライヤ１１７の上記鋼帯１０の出側の近傍（鋼帯１０の走行方向下流側）には、当該ドライヤ１１７からの上記鋼帯１０を巻き取るテンションリール１１８が配設されている。なお、図１中、１１９ａはピンチロール、１１９ｂはテンションブライドルである。
【００３３】
このような本実施形態に係るスケール除去設備１００を使用したスケール除去方法を次に説明する。
【００３４】
熱間圧延された珪素鋼帯１０は、先に説明したように、熱間圧延後の冷却に伴って、図２Ａに示すように、母材１１の表面にファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）とウスタイト（ＦｅＯ）との共晶状態、又は、ファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）の単晶状態の第一の層１２ａが生成し、この第一の層１２ａ上にマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）からなる第二の層１２ｂが生成し、この第二の層１２ｂ上にヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）からなる第三の層１２ｃが生成する。
【００３５】
このような上記層１２ａ〜１２ｃからなるスケール１２が表面に生成した上記鋼帯１０は、前記ペイオフリール１１１から送り出されると、前記スケールブレーカ１１２により、その表面のスケール１２に亀裂（クラック）１２ｄが加えられる（図２Ｂ参照）。
【００３６】
スケール１２にクラック１２ｄを加えられた上記鋼帯１０は、前処理槽１１３内の前処理液１中を通過させられることにより、前記クラック１２ｄ内に前処理液１が入り込んで、下記の式（７）〜（９）に示すような反応を生じ、前記スケール１２の前記第一の層１２ａのファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）が溶解して、前記母材１１と当該スケール１２との密着性が低下する（図２Ｃ参照）。
【００３７】
〈フッ化アンモニウムの場合〉
Ｆｅ2ＳｉＯ4＋６ＮＨ4Ｆ＋４Ｈ+
→(ＮＨ4)2ＳｉＦ6＋４(ＮＨ4+)＋２Ｆｅ2+＋４ＯＨ-    （７）
〈フッ化水素アンモニウムの場合〉
Ｆｅ2ＳｉＯ4＋３ＮＨ4ＨＦ2＋Ｈ+
→(ＮＨ4)2ＳｉＦ6＋ＮＨ4+＋２Ｆｅ2+＋４ＯＨ-      （８）
〈水酸化ナトリウムの場合〉
Ｆｅ2ＳｉＯ4＋２ＮａＯＨ＋Ｈ+
→Ｎａ2ＳｉＯ3＋２Ｆｅ2+＋３ＯＨ-                  （９）
【００３８】
このようにして前処理液１で前処理された上記鋼帯１０は、前処理用リンス槽１１４に送給されることにより、前記リンス液で表面を洗浄処理され、当該表面に付着残留している前記前処理液１が当該表面から除去される。
【００３９】
続いて、上記鋼帯１０は、酸洗槽１１５内の酸洗液２中を通過させられることにより、表面に酸洗液２が接触すると共に前記クラック１２ｄ内に酸洗液２が入り込んで、先に説明した式（１）〜（３）に示したように、前記スケール１２の前記層１２ａ〜１２ｃのウスタイト（ＦｅＯ）やマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）やヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）を溶解すると共に、先に説明した式（４）〜（６）に示したように、酸洗液２を介して上記スケール１２と母材１１との間に局部電池が形成されて、当該母材１１がわずかに腐食することにより、当該スケール１２と当該母材１１との密着性がさらに低下する。これにより、図２Ｄに示すように、前記スケール１２は、前記母材１１の表面から除去される。
【００４０】
このようにして酸洗液２で表面を酸洗処理された上記鋼帯１０は、酸洗用リンス槽１１６に送給されることにより、前記リンス液で表面を洗浄処理され、当該表面に付着残留している前記酸洗液２が当該表面から除去される。
【００４１】
そして、上記鋼帯１０は、ドライヤ１１７に送給されて、表面の水分が除去された後、テンションリール１１８に巻き取られる。
【００４２】
つまり、前記特許文献１等に記載されているような従来においては、塩酸とフッ化水素酸とを混合した酸洗液で珪素鋼帯１０を酸洗処理することにより、ウスタイト（ＦｅＯ）やマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）やヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）の溶解と、ファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）の溶解とを同時に行うようにして、スケールを除去するようにしていたが、本実施形態においては、塩酸水溶液又は硫酸水溶液からなる酸洗液２で鋼帯１０を酸洗処理する前に、フッ化アンモニウム水溶液、フッ化水素アンモニウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液のいずれかからなる前処理液１で当該鋼帯１０の表面を前処理する、すなわち、当該前処理液１によるファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）の溶解を行ってから、上記酸洗液１によるウスタイト（ＦｅＯ）やマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）やヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）の溶解を行うようにしたのである。
【００４３】
このため、本実施形態においては、ファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）の溶解と、ウスタイト（ＦｅＯ）やマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）やヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）の溶解とをそれぞれ効果的に行うことができ、珪素鋼帯１０のスケール１２を母材１１から短時間で除去することができる。
【００４４】
したがって、本実施形態によれば、珪素鋼帯１０であっても、スケール１２を効率よく除去することができるので、生産効率を大幅に向上させることができると共に、前記槽１１３，１１５の合計長さを短くすることができ、設置スペースの削減を図ることができる。
【００４５】
また、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）水溶液、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）水溶液、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液のいずれかからなる前処理液１によりファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）を溶解させるようにしたことから、前記鋼帯１０から除去したスケール１２の珪素成分を塩化合物にして水中に溶解することができるので、当該鋼帯１０から除去された珪素成分の後処理を非常に容易に行うことができ、設備の簡素化を図ることができる。
【００４６】
また、前記酸洗液２で前記鋼帯１０の表面を酸洗処理する前に、前処理液１で前処理した前記鋼帯１０の表面を前記リンス液で洗浄するようにしたことから、酸洗槽１１５内の酸洗液２中に前処理液１が混入する、すなわち、酸溶液中にアルカリ溶液が混入することを抑制できるので、酸洗液２の機能低下の抑制を図ることができ、酸洗液２の使用可能時間の低下を抑制することができる。
【００４７】
また、前処理液１で前記鋼帯１０の表面を前処理する前に、当該鋼帯１０のスケール１２にスケールブレーカ１１２でクラックを加えるようにしたことから、母材１１とスケール１２との界面に存在するファイアライト（Ｆｅ2ＳｉＯ4）に対して前処理液１を容易に到達させることができるので、前処理液１による前処理効果を大きく高めることができる。
【００４８】
ここで、本実施形態に係る効果を確認するために行った試験の結果を図３に示す。
図３からわかるように、前処理液１で前処理した後に酸洗液２で酸洗処理することによりスケール１２を除去するのに要した時間は、前処理を行うことなく酸洗液２だけでスケール１２の除去に要した時間に比べて、短縮することができ、特に、前処理液１としてフッ化アンモニウム水溶液を用いると、水酸化ナトリウム水溶液を用いた場合よりも短時間で処理することができる（フッ化水素アンモニウム水溶液も同程度）。
【００４９】
しかしながら、前処理液１として水酸化ナトリウム水溶液を用いると、万が一、前記鋼帯１０に付着している前処理液１が前記リンス液で除去しきれずに酸洗槽１１５内に入り込んだとしても、当該酸洗槽１１５内で中和されて当該鋼帯１０から確実に除去されるので、後処理工程を簡素化することができるようになる。
【００５０】
［第二番目の実施形態］
本発明に係る鋼帯のスケール除去方法及びその実施に使用する設備の第二番目の実施形態を図４に基づいて説明する。なお、前述した第一番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。
【００５１】
図４に示すように、前記前処理槽１１３の下方には、貯留タンク２１３が配設されている。前処理槽１１３の下部と貯留タンク２１３の上部とは、バルブ２１２を有する回収ライン２１１を介して連絡している。貯留タンク２１３の下部と前処理槽１１３の上方側とは、バルブ２１５及び送給ポンプ２１６を有する戻しライン２１４を介して連絡している。
【００５２】
なお、本実施形態においては、回収ライン２１１、バルブ２１２、貯留タンク２１３、戻しライン２１４、バルブ２１５、送給ポンプ２１６等により、鋼帯の表面に前処理液１を接触させることなく鋼帯を通過させる手段を構成している。
【００５３】
このような本実施形態に係るスケール除去設備２００において、前記珪素鋼帯１０の表面の前記スケール１２を除去する場合には、前述した第一番目の実施形態に係るスケール除去設備１００の場合と同様にして処理する。
【００５４】
そして、普通鋼帯２０の表面のスケールを除去する場合には、前記バルブ２１２を開放して、前記前処理槽１１３内の前処理液１を貯留タンク２１３内に回収ライン２１１を介して回収した後、珪素鋼帯１０の場合と同様にして処理すると、上記普通鋼帯２０は、前処理槽１１３内に送給されるものの、前処理液１がないため、当該前処理液１による前処理を施されることなく当該前処理槽１１３をそのまま通行する。そして、前記前処理用リンス槽１１４による洗浄処理を施すことなく当該前処理用リンス槽１１４内を通過させた後、以下、前記珪素鋼帯１０の場合と同様にして処理する。
【００５５】
そして、また、珪素鋼帯１０の表面のスケール１２を除去する場合には、前記バルブ２１２を閉鎖すると共に前記バルブ２１５を開放し、前記ポンプ２１６を作動して、前記貯留タンク２１３内の前記前処理液１を前記前処理槽１１３内に戻しライン２１４を介して戻した後、前述した第一番目の実施形態に係るスケール除去設備１００の場合と同様にして処理する。
【００５６】
つまり、本実施形態では、普通鋼帯２０の表面のスケールを除去する場合には、当該普通鋼帯２０の表面のスケールの除去に不要な上記前処理液１を当該普通鋼帯２０の表面に接触させることなく当該普通鋼帯２０を通過させるようにしたのである。
【００５７】
このため、本実施形態においては、前処理液１を無駄に劣化させてしまうことを防止することができる。
【００５８】
したがって、本実施形態によれば、前述した第一番目の実施形態の場合と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、前処理液１による前処理を必要なときのみに行うことができるので、前処理液１の無駄な劣化を防止することができ、前処理液１の使用サイクルを延ばすことができる。
【００５９】
［第三番目の実施形態］
本発明に係る鋼帯のスケール除去方法及びその実施に使用する設備の第三番目の実施形態を図５に基づいて説明する。なお、前述した第一，二番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一，二番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一，二番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。
【００６０】
図５に示すように、前記前処理槽１１３の上方には、当該前処理槽１１３内の前処理液１に前記鋼帯２０を接触させることなく通過させる手段である通過用ガイドロール３１１が配設されている。
【００６１】
このような本実施形態に係るスケール除去設備３００において、前記珪素鋼帯１０の表面の前記スケール１２を除去する場合には、前述した第一，二番目の実施形態に係るスケール除去設備１００，２００の場合と同様にして処理する。
【００６２】
そして、普通鋼帯２０の表面のスケールを除去する場合には、前記通過用ガイドロール３１１を経由させるように当該普通鋼帯２０のパスラインを設定した後、前記珪素鋼帯１０の場合と同様にして処理すると、上記普通鋼帯２０は、前処理槽１１３内の前処理液１に接触することなく通過するため、当該前処理液１による前処理を施されることなくそのまま通行する。そして、前記前処理用リンス槽１１４による洗浄処理が施されることなく当該前処理用リンス槽１１４内を通過した後、以下、前記珪素鋼帯１０の場合と同様にして処理される。
【００６３】
そして、また、前記珪素鋼帯１０の表面の前記スケール１２を除去する場合には、当該珪素鋼帯１０のパスラインを当初の状態に戻した後、前述した第一，二番目の実施形態に係るスケール除去設備１００，２００の場合と同様にして処理する。
【００６４】
つまり、前述した第二番目の実施形態では、前処理液１を前処理槽１１３から貯留タンク２１３内に抜き出すことにより、当該前処理液１を前記普通鋼帯２０の表面に接触させることなく当該普通鋼帯２０を通過させるようにしたが、本実施形態では、当該前処理槽１１３内での前記普通鋼帯２０の通行を回避させることにより、当該前処理液１を当該普通鋼帯２０の表面に接触させることなく当該普通鋼帯２０を通過させるようにしたのである。
【００６５】
したがって、本実施形態によれば、前述した第二番目の実施形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００６６】
［第四番目の実施形態］
本発明に係る鋼帯のスケール除去方法及びその実施に使用する設備の第四番目の実施形態を図６に基づいて説明する。なお、前述した第一〜三番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜三番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一〜三番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。
【００６７】
図６に示すように、前記前処理液１を貯留する前処理槽４１３は、昇降移動可能となっており、本実施形態においては、当該前処理槽４１３内の前処理液１に鋼帯を接触させることなく通過させる手段と共に前処理手段を構成している。
【００６８】
このような本実施形態に係るスケール除去設備４００において、前記珪素鋼帯１０の表面の前記スケール１２を除去する場合には、前述した第一〜三番目の実施形態に係るスケール除去設備１００，２００，３００の場合と同様にして処理する。
【００６９】
そして、普通鋼帯２０の表面のスケールを除去する場合には、前記前処理槽４１３を下降させた後、前記珪素鋼帯１０の場合と同様にして処理すると、上記普通鋼帯２０は、前処理槽１１３内の前処理液１に接触することなく通過するため、当該前処理液１による洗浄処理を施されることなくそのまま通行する。そして、前記前処理用リンス槽１１４による洗浄処理が施されることなく当該前処理用リンス槽１１４内を通過した後、以下、前記珪素鋼帯１０の場合と同様にして処理される。
【００７０】
そして、また、前記珪素鋼帯１０の表面の前記スケール１２を除去する場合には、前記前処理槽４１３を上昇させて当初の状態に戻した後、前述した第一〜三番目の実施形態に係るスケール除去設備１００，２００，３００の場合と同様にして処理する。
【００７１】
つまり、前述した第二番目の実施形態では、前処理液１を前処理槽１１３から貯留タンク２１３内に抜き出すことにより、当該前処理液１を前記普通鋼帯２０の表面に接触させることなく当該普通鋼帯２０を通過させるようにしたが、本実施形態では、前処理槽１１３を移動させることにより、前処理液１を前記普通鋼帯２０の表面に接触させることなく当該普通鋼帯２０を通過させるようにしたのである。
【００７２】
したがって、本実施形態によれば、前述した第二，三番目の実施形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００７３】
［他の実施形態］
なお、前述した実施形態においては、前処理液１で前処理した前記鋼帯１０に対して継続して酸洗液２で洗浄処理するようにしたが、他の実施形態として、例えば、図７に示すように、前処理液１で前処理された前記鋼帯１０をテンションリール５１８で一旦巻き取って、所定時間経過後、ペイオフリール５１１で送出してリンス液で洗浄処理してから、酸洗液２で酸洗処理するようにすることも可能である。
【００７４】
このように前処理液１で前処理した前記鋼帯１０を一旦コイル状に巻き取って、所定時間経過してから、再び送給して酸洗液２で酸洗処理するようにすると、前記前処理液１を前記鋼帯１０の表面に付着させた状態で所定時間保持されるので、前記スケール１２の前記第一の層１２ａに対する浸食の具合をさらに大きく進行させることができ、酸洗液２による酸洗処理をさらに効果的に行うことができるようになる。
【００７５】
さらに、前処理槽１１３と酸洗槽１１５とを大きく引き離して設置することができることから、既設の酸洗設備に対して、前処理槽１１３等をわざわざ組み込む必要がなく、別の場所に前処理槽１１３等を設置することで対応できるので、設置場所やレイアウトの制約が少なくて済み、汎用性を高めることができる。
【００７６】
また、前述した実施形態においては、スケールブレーカ１１２で前記鋼帯１０のスケール１２にクラック１２ｄを加えてから、前処理液１で前処理するようにしたが、他の実施形態として、例えば、熱間圧延されてコイル状に巻き取られた上記鋼帯１０のスケール１２にクラック１２ｄが十分に生じているのであれば、上記スケールブレーカ１１２を省略することも可能である。
【００７７】
また、前述した実施形態においては、前処理液１で前処理した前記鋼帯１０をリンス液で洗浄してから酸洗液２で酸洗処理するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前処理液１や酸洗液２の濃度や液量等の各種条件によっては、前処理用リンス槽１１４を省略して、前処理液１で前処理した前記鋼帯１０をリンス液で洗浄することなくそのまま酸洗液２で酸洗処理するようにすることも可能である。
【００７８】
また、前述した実施形態においては、各種槽を１つだけ図示して説明したが、本発明はこれに限らず、各種の条件に応じて、これらの各種槽を適宜複数配設することが可能である。
【００７９】
また、前述した実施形態においては、前処理液１を貯留する前処理槽１１３，４１３等の浸漬手段を前処理手段として適用した場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、前処理液１を前記鋼帯１０に噴霧するスプレノズル等の噴霧手段や、前処理液１を前記鋼帯１０に塗布するブラシロール等の塗布手段を前処理手段として適用することも可能である。
【００８０】
また、前述した実施形態においては、リンス液を貯留するリンス槽１１４，１１６等の浸漬手段を洗浄手段として適用した場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、リンス液を前記鋼帯１０，２０に噴霧するスプレノズル等の噴霧手段や、リンス液を前記鋼帯１０，２０に塗布するブラシロール等の塗布手段を洗浄手段として適用することも可能である。
【００８１】
また、前述した実施形態においては、酸洗液２を貯留する酸洗槽１１５等の浸漬手段を酸洗装置として適用した場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、酸洗液２を前記鋼帯１０，２０に噴霧するスプレノズル等の噴霧手段や、酸洗液２を前記鋼帯１０，２０に塗布するブラシロール等の塗布手段を酸洗装置として適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係る鋼帯のスケール除去方法及びその実施に使用する設備は、スケールを母材の表面から容易に除去することができ、脱スケールに要する時間を短くして、生産効率を大幅に向上させることができるので、製鉄産業等において、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  前処理液
２  酸洗液
１０  珪素鋼帯
１１  母材
１２  スケール
１２ａ，１２ａα，１２ａβ  第一の層
１２ｂ  第二の層
１２ｃ  第三の層
１２ｄ  亀裂（クラック）
２０  普通鋼帯
２１  母材
２２  スケール
２２ａ  第一の層
２２ｂ  第二の層
２２ｃ  第三の層
１００  スケール除去設備
１１１  ペイオフリール
１１２  スケールブレーカ
１１３  前処理槽
１１４  前処理用リンス槽
１１５  酸洗槽
１１６  酸洗用リンス槽
１１７  ドライヤ
１１８  テンションリール
１１９ａ  ピンチロール
１１９ｂ  テンションブライドル
２００  スケール除去設備
２１１  回収ライン
２１２  バルブ
２１３  貯留タンク
２１４  戻しライン
２１５  バルブ
２１６  送給ポンプ
３００  スケール除去設備
３１１  通過用ガイドロール
４００  スケール除去設備
４１３  前処理槽
５００  スケール除去設備
５１１  ペイオフリール
５１８  テンションリール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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