(57)【要約】【課題】酸洗槽周辺設備の腐食及び酸洗槽付近での作業の困難性を軽減することが可能な酸洗設備を提供する。【解決手段】鋼帯を酸性薬液によって酸洗する酸洗設備１であって、酸性薬液を貯留し、例えばポリプロピレンによって形成された耐酸性樹脂製の酸洗槽１０と、この酸洗槽１０の内部に配設されて洗浄液を放出する洗浄ノズル３０と、酸洗槽１０を貫通して酸洗槽１０の外部から洗浄ノズル３０に洗浄液を供給する配管３２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯を酸性薬液によって酸洗する酸洗設備であって、
前記酸性薬液を貯留する耐酸性樹脂製の酸洗槽と、
前記酸洗槽の内部に配設されて洗浄液を放出する洗浄ノズルと、
前記酸洗槽を貫通して前記酸洗槽の外部から前記洗浄ノズルに洗浄液を供給する配管と、を備える
ことを特徴とする酸洗設備。
【請求項２】
前記酸洗槽から前記洗浄液と前記酸性薬液とを含む廃液を排出する廃液路と、
前記廃液路に排出される前記廃液のｐｈ値を計測することにより前記酸洗槽に残された前記酸性薬液の量を間接的に検出する残量検出手段と、を更に備える、
請求項１に記載の酸洗設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸洗設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯の表面に形成されたスケールを除去する設備として、酸性薬液が貯留された連続酸洗設備が使用される。酸性薬液としては、例えば、塩酸や硫酸が使用され、酸性薬液はスケール除去に適した９０℃程度の高温となっている。
【０００３】
酸性薬液を貯留する従来の酸洗槽は、酸洗槽の外形を形作る鉄皮タンクと、鉄皮タンクの内面を覆う耐熱性及び耐酸性を備えたライニング材と、ライニング材の内面に敷き詰められた耐熱性及び耐酸性を備えたレンガとで構成されている。ライニング材は、酸性薬液による鉄皮タンクの腐食を防止する。レンガは、酸性薬液からライニング材及び鉄皮タンクに伝わる熱を遮断して、熱によりライニング材及び鉄皮タンクが変形したり破損したりすることを防いでいる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−４５０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸洗槽に貯留された酸性薬液からは、塩化水素や硫化水素などの酸ヒュームが発生する。酸ヒュームが酸洗槽から漏れると周辺の設備を腐食するおそれが高い。また、高温の酸ヒュームが酸洗槽から大量に漏れると、酸洗槽付近での作業が困難となる。そのため、従来は、酸洗槽の隙間を可能な限り塞ぐことにより酸ヒュームを酸洗槽内に閉じ込めたり、連続酸洗設備と他の設備とを別の建屋に収容することにより酸ヒュームを他の設備に到達させないようにしたりしている。
【０００６】
しかしながら、定期的に点検または修理したり、緊急の際に不定期的に点検または修理したりする際には、作業員が酸洗槽の蓋部を開放する必要がある。従来の連続酸洗設備では、レンガ、ライニング材及び鉄皮タンクの層間等に酸性薬液が残るという構造的に不可避の問題があるため、酸ヒュームの発生源である酸性薬液を酸洗槽から完全に除去することは現実的に不可能なほど困難で時間がかかる。それ故、酸洗槽の蓋部が開放されたときには、酸ヒュームが少なからず拡散し、周辺の設備を腐食させてしまうだけでなく、酸洗槽付近での作業に困難を伴うといった問題がある。
【０００７】
本発明は、酸洗槽周辺設備の腐食及び酸洗槽付近での作業の困難性を軽減することが可能な酸洗設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の酸洗設備は、鋼帯を酸性薬液によって酸洗する酸洗設備であって、酸性薬液を貯留する耐酸性樹脂製の酸洗槽と、酸洗槽の内部に配設されて洗浄液を放出する洗浄ノズルと、酸洗槽を貫通して酸洗槽の外部から洗浄ノズルに洗浄液を供給する配管と、を備える。
【０００９】
本発明の第１の酸洗設備によれば、耐酸性樹脂製の酸洗槽を貫くように配設された配管から、酸洗槽内部に配設された洗浄ノズルに洗浄液を供給するように構成されているため、酸洗槽の蓋部が開放される前に、酸ヒュームを発生させる酸性薬液を洗い流すことが可能となる。これにより、酸洗槽の蓋部の開放による酸ヒュームの拡散を抑制することができ、酸洗槽周辺設備の腐食及び酸洗槽付近での作業の困難性が軽減される。
【００１０】
また、従来のように酸洗槽内部にレンガを敷き詰めている場合には、酸洗工程においてレンガの気泡に酸性薬液がしみ込んでいる。更に、従来のようにライニング材及び鉄皮タンクなどを積層した構造を有している場合には、層間に酸性薬液が残る。つまり、従来の酸洗設備では、酸洗槽内を洗浄しても酸性薬液を除去することができなかったため、酸洗槽内を洗浄しても残存した酸性薬液からの酸ヒュームの発生を防ぐことができない。
【００１１】
この点、本発明の第１の酸洗設備によれば酸洗槽を耐酸性樹脂製とすることにより、単層で形成することができ、酸性薬液をほぼ残さずに洗浄することが可能となる。その結果、洗浄後に酸洗槽の蓋部が開放されたとしても、従来の酸洗槽のような酸ヒュームの発生を抑制することが可能となる。耐酸性樹脂製の酸洗槽としてはポリプロピレン製の酸洗槽が例示される。
【００１２】
なお、酸洗槽内の底面に傾斜を設け、当該底面の位置レベルが最も低い部位に、洗浄により発生した廃液を酸洗槽の外部に排出する廃液口が備えられていることが好ましい。これにより、重力の作用によって酸洗槽内に廃液が残存することなく酸洗槽の外部に排出することができる。
【００１３】
また、従来のようなレンガを敷き詰めた酸洗槽や、レンガ以外の積層構造を有する酸洗槽では、酸洗槽を貫いて洗浄液用の配管を挿入すると、酸洗槽を構成するレンガ、ライニング材及び鉄皮タンクをすべて貫くように加工しなければならず、加工が困難である。更に、洗浄液用の配管を酸洗槽内のレンガ又はレンガ以外の積層部分に強固に据え付けることが容易でないため、使用時に洗浄液用の配管が破損するおそれがある。また、洗浄液用の配管を酸洗槽内のレンガ又はレンガ以外の積層構造に強固に据え付けることが容易でないため、最適な位置に洗浄液用の配管を固定することができず、洗浄性能が低くなる可能性がある。
【００１４】
この点、酸洗槽を例えばポリプロピレンのような耐酸性樹脂製とすることにより単層で形成することができ、従来よりも酸洗槽を加工することが容易となるため、酸洗槽を貫いて洗浄用の配管を挿入することが容易となる。またこれに加えて、洗浄用の配管を最適な位置に据え付けやすくなる。
【００１５】
本発明の第２の酸洗設備は、第１の酸洗設備において、酸洗槽から洗浄液と酸性薬液とを含む廃液を排出する廃液路と、廃液路に排出される廃液のｐｈ値を計測することにより酸洗槽に残された酸性薬液の量を間接的に検出する残量検出手段とを更に備える。
【００１６】
本発明の第２の酸洗設備によれば、酸洗槽内部を洗浄しながら酸洗槽内に残された酸性薬液の残量を検出することにより、酸洗槽の蓋部が開放される前に酸ヒュームの拡散量を予測することが可能となる。従って、酸洗槽内の酸性薬液が十分に洗い流されたことを確認してから酸洗槽の蓋部を開放することにより、酸ヒュームの拡散による周辺機器への影響を従来の酸洗設備より著しく減らすことが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の酸洗設備によれば、酸洗槽周辺設備の腐食及び酸洗槽付近での作業の困難性を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、一実施形態に係る連続酸洗設備の概略構成図である。
【図２】図２は、従来の酸洗槽の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、一実施形態に係る連続酸洗設備１の概略構成図である。図１に示すように、連続酸洗設備１は、酸洗槽１０、廃液ダクト１１、廃液ピット１２、洗浄ユニット１３、残量検出ユニット１４、及び、操作室１５により構成されている。
【００２０】
本実施形態の酸洗槽１０は、ポリプロピレン（ＰＰ：ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）を材料として略直方体形状に形成されている。酸洗槽１０は、従来のようにレンガ、ライニング材及び鉄皮タンクを積層して形成されているのではなく、ポリプロピレンにより単層で形成されている。酸洗槽１０の略長方形板状の底部２０は水平面に対して若干傾斜するよう配設されている。酸洗槽１０の底部２０の４つの直線状の端縁部から略垂直に４つの壁部２１が立設されている。４つの壁部２１の全上端部により長方形状に囲われた酸洗槽１０上部の開口２２は、蓋部２３により開閉可能に覆われている。
【００２１】
表面にスケールが形成された鋼帯は、表面に形成されたスケールを除去すべく、内部に酸性薬液が貯留された酸洗槽１０内を搬送される。酸性薬液としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ化水素酸（フッ酸）が使用され、酸性薬液はスケール除去に適した９０℃程度の高温となっている。
【００２２】
酸洗槽１０の壁部２１の下部には廃液ダクト１１につながった廃液口２４が備えられている。酸洗槽１０の底部２０は上述したように傾斜しており、位置レベルの最も低い底部２０の面と廃液口２４の最下面とが面一、または、位置レベルの最も低い底部２０の面よりも廃液口２４の最下面の位置レベルの方が低くなるように、廃液口２４が備えられている。
【００２３】
また、酸洗槽１０の底部２０及び壁部２１の各内面は、酸洗槽１０内の流体を重力によって自然に廃液口２４に誘導するように滑らかに形成されている。廃液ダクト１１は、流体を酸洗槽１０から廃液ピット１２に誘導するように配設されている。廃液口２４は開閉可能に構成されており、酸洗槽１０から酸性薬液を適宜抜き取ることができる。酸洗槽１０から酸性薬液を抜き取る工程は、定期的に実施されるとともに、製造ラインの緊急停止時などにおいて不定期的に実施される。
【００２４】
図２の概略断面図に例示した従来の酸洗槽５０は、酸洗槽５０の外形を形作る鉄皮タンク５１と、鉄皮タンク５１の内面を覆う耐熱性及び耐酸性を備えたゴム製のライニング材５２と、ライニング材５２の内面に敷き詰められた耐熱性及び耐酸性を備えたレンガ５３と吸引ダクト５４とにより構成されている。このような従来の酸洗槽５０において、酸洗槽５０の内側で最も下に位置する底面５５付近に破線で示すような孔５６を形成する場合、レンガ５３、ライニング材５２及び鉄皮タンク５１の複数層を全て貫通するように孔５６を形成しなければならず、加工が困難である。更に、加工した孔５６周辺の強度が弱くなるおそれがあるため、孔５６を通すことは現実的ではない。そのため、従来は、酸洗槽５０の上部開口から酸洗槽５０の内部の底面５５まで、酸性薬液をポンプ等によって吸引するために吸引ダクト５４が配設されていた。しかし、従来のこのような構成によると、吸引ダクト５４の吸引口５７を酸洗槽５０の底面５５付近まで低く配置しても、底面５５と吸引口５７との間に酸性薬液が残ることを避けられない。
【００２５】
この点、本実施形態の連続酸洗設備１では、酸洗槽１０の底部２０が傾斜しているとともに、酸洗槽１０の壁部２１の下端に廃液口２４が備えられている（位置レベルの最も低い底部２０の面と廃液口２４の最下面とが面一、または、位置レベルの最も低い底部２０の面よりも廃液口２４の最下面の位置レベルの方が低くなるように廃液口２４が備えられている）。更に、酸洗槽１０の底部２０及び壁部２１の各内面が、酸洗槽１０内の流体を重力によって自然に廃液口２４に誘導するように滑らかに形成されているため、酸洗槽１０内面に付着した酸性薬液を従来よりも残りにくくすることができる。
【００２６】
ただし、重力によって酸性薬液を廃液口２４に導くだけでは、底部２０、壁部２１及び蓋部２３の各内面を含む酸洗槽１０の内面に酸性薬液が残る。本実施形態の連続酸洗設備１は、酸性薬液を抜き取った後に酸洗槽１０の内面及び鋼帯を洗浄するために、洗浄ユニット１３を備えている。
【００２７】
洗浄ユニット１３は、酸洗槽１０内部に配設された複数の洗浄ノズル３０と、酸洗槽１０の外部に配置されて洗浄液を送り出すポンプ３１と、ポンプ３１から送り出される洗浄液を洗浄ノズル３０に供給する複数の配管３２と、各配管３２の流量を調整するバルブ３３とにより構成されている。複数の洗浄ノズル３０は、底部２０、壁部２１及び蓋部２３の各内面に、できるだけ万遍なく洗浄液をかけることができるように適宜配設されている。ポンプ３１及びバルブ３３は、操作室１５から操作可能となっている。なお、洗浄液は、水であってもよいし、種々の薬品が含まれた流体であってもよい。
【００２８】
洗浄ノズル３０が酸洗槽１０の内部に配設されているのに対し、ポンプ３１は酸洗槽１０の外部に配設されている。そのため、配管３２は、酸洗槽１０の壁部２１を貫くように配設されている。酸洗槽１０に単に穴を開けるだけでは酸洗槽１０の内部から酸洗槽１０の外部に酸性薬液及び酸ヒュームが漏れるおそれがある。そのため、本実施形態の酸洗槽１０では、配管３２と壁部２１とを隙間が無いように結合している。配管３２と壁部２１との結合方法としては、配管３２と壁部２１とを溶着する方法、配管３２と壁部２１との間に他の部材を充てんする方法、配管３２と壁部２１とを隙間なく密着させる方法などが例示される。
【００２９】
洗浄工程において、酸洗槽１０の酸性薬液を抜き取った後、洗浄ノズル３０から洗浄液を放出させることによって、酸洗槽１０の内部に残った酸性薬液を洗い流す。洗浄液によって洗い流された酸性薬液と洗浄液とを混合した廃液は、廃液ダクト１１を通じて廃液ピット１２に排出される。
【００３０】
廃液ダクト１１の途中には、残量検出ユニット１４が配設されている。残量検出ユニット１４は、酸洗槽１０から廃液ピット１２に向かう廃液の一部を分流させる分岐管４０と、分岐管４０によって分流された廃液を一時的に貯留する計測槽４１と、計測槽４１に貯留された廃液のｐｈ値を測定するＰＨ計４２とにより構成されている。ＰＨ計４２で測定されたｐｈ値は、操作室１５に伝達される。計測槽４１に流れ込んだ流体は、最終的に廃液ピット１２に排出される。
【００３１】
滑らかに形成された酸洗槽１０の内面には、従来の酸洗槽の内面のように酸性薬液が残留する箇所がほとんど存在しないため、洗浄時間が増加すると、酸洗槽１０内に残留している酸性薬液が徐々に減少していく。酸洗槽１０内に残留している酸性薬液が減少すると、廃液に含まれる酸性薬液の量が減少する。廃液に含まれる酸性薬液の量が減少すると、廃液のｐｈ値が洗浄液のｐｈ値に近づく。すなわち、洗浄時間が増加すると、廃液のｐｈ値が酸性薬液のｐｈ値から徐々に洗浄液のｐｈ値に近づく。従って、残量検出ユニット１４において、廃液のｐｈ値を計測することにより酸洗槽１０内に残存する酸性薬液の残量を間接的に検出することができる。
【００３２】
操作室１５では、ｐｈ値が所定範囲に入ったときに自動的に洗浄完了と判定し、ランプなどの報知装置によって蓋部２３を開放してもよいことを報知するようにしてもよい。あるいは、作業者がｐｈ値を確認して蓋部２３の開閉を許可するようにしてもよい。酸洗槽１０内の酸性薬液の残量とｐｈ値との関係は、シミュレーション、実験及び事前検証などに基づいて、操作室１５の記憶装置に予めデータとして記憶されている。洗浄完了と判断するｐｈ値は予め固定されていてもよく、適宜入力できるように形成されていてもよい。
【００３３】
洗浄ユニット１３を使用して酸洗槽１０内を洗浄しながら、残量検出ユニット１４を使用して酸洗槽１０における酸性薬液の残量を把握することにより、酸洗槽１０を開ける前に酸ヒュームの拡散量を予測することが可能となる。従って、酸性薬液が十分に洗い流されたことを確認してから酸洗槽１０の蓋部２３を開放することが可能となり、更に、酸ヒュームの拡散による周辺機器への影響を従来の連続酸洗設備より著しく減らすことが可能となる。
【００３４】
更に、酸性薬液より低温の洗浄液によって酸洗槽１０を洗浄することにより、酸洗槽１０の温度を素早く下げることができるため、酸洗槽１０の内部での作業が比較的容易になる。しかも、ポリプロピレン製の酸洗槽１０は、従来の酸洗槽より柔軟に伸縮するため、急速に温度を低下させても従来よりも破損するおそれが少ない。
【００３５】
本実施形態の連続酸洗設備１によれば、酸ヒュームによる酸洗槽周辺装置の腐食と酸洗槽付近での作業の困難性を軽減しながら迅速に酸洗槽１０を開放することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の連続酸洗設備に適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１    連続酸洗設備
１０  酸洗槽
１１  廃液ダクト
１２  廃液ピット
１３  洗浄ユニット
１４  残量検出ユニット
１５  操作室
２０  底部
２１  壁部
２２  開口
２３  蓋部
２４  廃液口
３０  洗浄ノズル
３１  ポンプ
３２  配管
３３  バルブ
４０  分岐管
４１  計測槽
４２  ＰＨ計
５０  酸洗槽
５１  鉄皮タンク
５２  ライニング材
５３  レンガ
５４  吸引ダクト
５５  底面
５６  孔
５７  吸引口
【図１】
2011236458.tif 000003
【図２】
2011236458.tif 000004