(57)【要約】【課題】使用済みの廃酸を用いた酸洗処理ラインにおいて、未使用の新酸の投入量を削減することが可能な酸洗液の投入量決定方法を提供すること【解決手段】酸洗液として、未使用の新酸および酸洗槽１１から回収される使用済みの廃酸を用いる熱延鋼帯の酸洗処理ライン１における酸洗液の投入量決定にあたり、酸洗処理される熱延鋼帯の脱スケール性と、板幅と、廃酸の酸洗槽１１への投入状態とに基づいて、新酸の投入量を決定する【選択図】図１
2015199990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸洗液として、未使用の新酸および酸洗槽から回収される使用済みの廃酸を用いる熱延鋼帯の酸洗処理ラインにおける酸洗液の投入量決定方法であって、酸洗処理される前記熱延鋼帯の脱スケール性と、板幅と、前記廃酸の前記酸洗槽への投入状態とに基づいて、前記新酸の投入量を決定することを特徴とする酸洗液の投入量決定方法。
【請求項２】
前記新酸の投入量を決定する際に、酸洗処理される第１の熱延鋼帯、および前記第１の熱延鋼帯の後に酸洗処理される少なくとも１つの前記熱延鋼帯の前記脱スケール性と、前記板幅とを用いて投入量が決定されることを特徴とする請求項１に記載の酸洗液の投入量決定方法。
【請求項３】
前記新酸の投入量は下記（１）式で決定されることを特徴とする請求項２に記載の酸洗液の投入量決定方法。
【数１】
2015199990.tif 000005
ＳＶ：酸洗液［Ｎｍ３］
ＣＷ（i）：第ｉの熱延鋼帯の重み付け係数
ＫＮ（i）：第ｉの熱延鋼帯の難脱材係数
Ｗ（i）：第ｉの熱延鋼帯の幅補正係数
ＳＥ：新酸の基準投入量
ＫＨ：廃酸補正係数［Ｎｍ３］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱延鋼帯を酸洗処理する際に、酸洗槽へ投入される塩酸等の酸洗液の投入量決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱延鋼帯の酸洗ラインでは、酸洗槽内の塩酸や硫酸等の酸洗液に熱延鋼帯を浸漬させ、熱延鋼帯表面のスケールを除去する酸洗処理が行われる。この際、酸洗槽内の酸洗液は、酸濃度が低いと、スケールが完全に除去されずに残ってしまう。このため、酸洗ラインでは、酸洗槽内の酸洗液の酸濃度に応じて、酸洗槽へ未使用の酸洗液（新酸ともいう）が投入され、酸濃度が一定以上の濃度となるような操業が行われる。
【０００３】
このような酸洗ラインにおいて、新酸の投入は、コストの増加を招くことになるため、一定以上の酸洗槽内の酸濃度を確保した上で、新酸の投入量を削減するような酸洗液の投入量決定方法が求められている。このような酸洗液の投入量決定方法として、濃度計等の計器を用いて酸洗槽内の酸濃度を測定し、測定結果に基いて新酸の投入量を決定する方法が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、濃度計を用いて酸洗槽内の塩酸濃度と鉄イオン濃度を測定し、測定結果に基いて塩酸の投入量を調整することで、酸洗槽内の塩酸濃度を一定にする方法が開示されている。
さらに、例えば、特許文献２には、導電率計および密度計の測定結果から酸洗槽内の塩酸の濃度を演算し、測定結果に基いて酸洗槽の塩酸濃度をフィードバック制御する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８０２７８号公報
【特許文献２】国際公開第９９／２４６４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記以外の新酸の投入量削減方法として、酸洗槽内から排出された使用済みの酸洗液である廃液を廃酸タンクへ回収した後、この廃酸タンク内の廃液の酸濃度が酸洗槽で調整すべき酸濃度より高い場合に、廃酸タンク内の廃液を再度酸洗槽へ投入する方法が考えられる。このように廃酸を利用することで、廃酸投入分に相当する新酸の投入量を削減することができる。
【０００７】
しかし、特許文献１や特許文献２に記載の濃度計等の計器を用いて酸洗槽内の酸濃度を制御する方法において、上記の廃酸を利用する場合、廃酸中のスラジ等が計器に固着することにより測定誤差が生じることから、酸洗槽中の正確な酸濃度を把握することができず、新酸の投入量を削減することが困難であった。
また、このようなスラジ等の固着に対応するため、酸濃度の測定を濃度計等の計器を用いて手動で行うことも考えられるが、この場合、頻繁な測定が難しいことから酸洗槽内の酸濃度の変化に対応できない場合があり、新酸の投入量を削減することが困難であった。
【０００８】
また、上記の課題に対して、操業状態に基いた複雑な化学モデルにより酸濃度を予測することも試みられているが、実機への合わせこみが難しく、実用レベルに達していない。このため、このような酸濃度の予測を用いた方法では、新酸の投入量を削減することが困難であった。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、使用済みの廃酸を用いた酸洗処理ラインにおいて、未使用の新酸の投入量を削減することが可能な酸洗液の投入量決定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る酸洗液の投入量決定方法は、酸洗液として、未使用の新酸および酸洗槽から回収される使用済みの廃酸を用いる熱延鋼帯の酸洗処理ラインにおける酸洗液の投入量決定方法であって、酸洗処理される上記熱延鋼帯の脱スケール性と、板幅と、上記廃酸の上記酸洗槽への投入状態とに基づいて、上記新酸の投入量を決定することを特徴とする。
【００１０】
このように、酸洗処理される上記熱延鋼帯の脱スケール性と、板幅と、上記酸洗槽から回収された廃酸の上記酸洗槽への投入状態とに基いて新酸の投入量が決定され、上記酸洗槽内の酸濃度を測定する必要がないため、濃度計等では自動または連続的に酸濃度の測定ができない廃酸を用いて酸洗処理をすることができ、廃酸の投入量に応じて新酸の投入量を削減することができる。
【００１１】
また、上記の酸洗液の投入量決定方法において、上記新酸の投入量を決定する際に、酸洗処理される第１の熱延鋼帯、および上記第１の熱延鋼帯の後に酸洗処理される少なくとも１つの上記熱延鋼帯の上記脱スケール性と、上記板幅とを用いて投入量が決定されてもよい。
このように、これから酸洗処理される複数の上記熱延鋼帯の条件に基いて新酸の投入量を算出するため、上記酸洗槽内の酸濃度を急激に切り替える必要がない。
また、上記の酸洗液の投入量決定方法において、上記新酸の投入量は下記（１）式で決定されてもよい。
【００１２】
【数１】
2015199990.tif 000003
ＳＶ：酸洗液投入量［Ｎｍ３／ｈ］
ＣＷ（i）：第ｉの熱延鋼帯の重み付け係数
ＫＮ（i）：第ｉの熱延鋼帯の難脱材係数
Ｗ（i）：第ｉの熱延鋼帯の幅補正係数
ＳＥ：新酸の基準投入量［Ｎｍ３／ｈ］
ＫＨ：廃酸補正係数
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る酸洗液の投入量決定方法によれば、使用済みの廃酸を用いた酸洗処理ラインにおいて、未使用の新酸の投入量を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の酸洗処理ラインを示す概略構成図である。
【図２】本実施形態の新酸投入方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜１．酸洗処理ラインの構成＞
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本実施形態に係る酸洗処理ライン１の構成を説明する。本実施形態に係る酸洗処理ライン１は、酸洗槽１１と、廃酸タンク１２と、ポンプ１３と、流調弁１４と、制御部１５と、新酸投入ライン１０２と、廃酸投入ライン１０４と、廃酸排出ライン１０６，１１６とを備える。また、本実施形態に係る酸洗処理ライン１では、酸洗液として塩酸が用いられる。
【００１６】
酸洗槽１１は、新酸投入ライン１０２から投入される未使用の塩酸である新酸、および廃酸投入ライン１０４から投入される使用済みの廃酸を収容する。廃酸は、酸洗槽１１から廃酸排出ライン１０６を介して回収された塩酸および不図示の別系統の酸洗槽から廃酸排出ライン１１６を介して回収された塩酸の混合物であり、酸洗槽１１および不図示の別系統の酸洗槽で酸洗処理に用いられた塩酸であるため、新酸と異なりスラジ等の不純物を含む。酸洗槽１１での廃酸の排出は、酸洗槽１１内の塩酸が所定量以上となった場合に、廃酸排出ライン１０６を介して行われる。本実施形態に係る酸洗処理ライン１は、不図示の熱延鋼帯を酸洗槽１１に収容された塩酸に浸漬することで、熱延鋼帯表面のスケールを除去する。
【００１７】
廃酸タンク１２は、廃酸排出ライン１０６，１１６を介して酸洗槽１１および別系統の酸洗槽から排出された廃酸を収容する。廃酸タンク１２に収容された廃酸は、廃酸投入ライン１０４に設けられたポンプ１３により酸洗槽１１に投入される。ここで、酸洗槽１１内の酸洗液の酸濃度は、不図示の別系統の酸洗槽内の酸濃度よりも、さらには、廃酸排出ライン１１６を介して回収される廃酸の酸濃度よりも低く設定されている。したがって、廃酸タンク１２に収容された廃酸の酸濃度は、酸洗槽１１内の酸洗液の設定酸濃度よりも高くなっているので、酸洗槽１１内の酸濃度が設定よりも低くなって場合には、新酸の酸洗槽１１への投入に加えて、廃酸タンク１２内に収容された廃酸を酸洗槽１１に投入することによっても、酸洗槽１１内の酸濃度を高めることができる。また、廃酸タンク１２に収容された廃酸は、不図示の搬送ラインを介して不図示の精錬装置にも搬送される。精錬装置に搬送された廃酸は、蒸留されることでスラジ等の不純物が除去され、濃度が調整された新酸に精製される。なお、新酸投入ライン１０２から投入される新酸の酸濃度は、廃酸タンク１２内の廃酸の酸濃度よりも高い。
【００１８】
ポンプ１３は、廃酸投入ライン１０４に設けられ、廃酸タンク１２から酸洗槽１１まで廃酸を一定流量で搬送させる。
流調弁１４は、制御部１５の制御信号に応じて、新酸投入ライン１０２における新酸の投入量である流量を調整する。
制御部１５は、酸洗処理される熱延鋼帯の脱スケール性と、板幅と、廃酸の酸洗槽１１への投入状態とに基いて新酸の投入量を算出する。新酸の投入量決定方法の詳細については、後述する。さらに、制御部１５は、算出された新酸の投入量に基いて新酸投入ライン１０２における新酸の投入量を決定し、決定された新酸の投入量を示す制御信号を流調弁１４に送信する。また、制御部１５は、ポンプ１３の稼働状態を認識することで、廃酸の投入状態を認識する。制御部１５は、廃酸投入状態を定期的に認識し、廃酸投入状態を認識する度に新酸投入量を算出する。本実施形態では、制御部１５は、１分間に１回の間隔で廃酸投入状態を認識する。
【００１９】
＜酸洗液の投入量決定方法＞
次に、本実施形態の新酸投入方法を示す図２を参照して、本実施形態に係る酸洗液の投入量決定方法について説明する。
本実施形態の新酸投入方法では、まず、制御部１５は、酸洗処理される熱延鋼帯の脱スケール性と、板幅と、廃酸の酸洗槽１１への投入状態とに基いて新酸の投入量を算出する（Ｓ２００）。ステップＳ２００の新酸投入量算出工程は、本実施形態に係る酸洗液の投入量決定方法である。ステップＳ２００では、新酸の投入量を決定するに際し、これから酸洗処理を行う熱延鋼帯（第１の熱延鋼帯ともいう）、および第１の熱延鋼帯の酸洗処理の後、順に酸洗処理が行われる熱延鋼帯である第２〜第５の熱延鋼帯の計５本の熱延鋼帯についての脱スケール性および板幅が考慮される。第１の熱延鋼帯は、酸洗処理ライン１にて酸洗処理がまだ行われていない場合にはこれから酸洗処理が行われる熱延鋼帯となり、酸洗処理が行われている場合には酸洗処理が行われている熱延鋼帯となる。この際、制御部１５は、（１）式に示す算出方法にて新酸の投入量を算出する。（１）式において、ＳＶは新酸投入量［Ｎｍ３／ｈ］、ＣＷ（ｉ）は第ｉの熱延鋼帯の重み付け係数、ＫＮ（ｉ）は第ｉの熱延鋼帯の難脱材係数、Ｗ（ｉ）は第ｉの熱延鋼帯の幅補正係数、ＳＥは新酸の基準投入量［Ｎｍ３／ｈ］、ＫＨは廃酸補正係数、ｎは５である。
【００２０】
【数２】
2015199990.tif 000004
【００２１】
第ｉの熱延鋼帯の重み付け係数ＣＷ（ｉ）は、各熱延鋼帯同士の新酸投入量に対する影響の重みを示す比である。本実施形態では、各熱延鋼帯の第１の熱延鋼帯の新酸投入量に対する影響が同じであるとし、第ｉの熱延鋼帯の重み付け係数ＣＷ（ｉ）はすべて０．２とする。
第ｉの熱延鋼帯の難脱材係数ＫＮ（ｉ）は、各熱延鋼帯の酸洗性を示す係数であり、基準投入量ＳＥに対して新酸の投入量をどの程度増やすかを示す比率である。熱延鋼帯の酸洗性は、熱延鋼帯側の条件として、スケール組成、スケール中の空孔およびき裂の多少、スケールの厚さ等が影響する。このような熱延鋼帯側の条件は、熱延鋼帯の成分組成、および熱延条件により決まるため、予め各熱延鋼帯の酸洗性が難脱スケール性であるか否かは予想することができる。本実施形態では、第ｉの熱延鋼帯が一般材に比べ酸洗性の低い難脱材である場合には難脱材係数ＫＮ（ｉ）を１．１とし、そうでない一般材の場合には難脱材係数ＫＮ（ｉ）を１．０とする。
【００２２】
第ｉの熱延鋼帯の幅補正係数Ｗ（ｉ）は、各熱延鋼帯の幅の大きさが酸洗性に与える影響を示す比率である。一般的に、スケール除去に必要な新酸の投入量は、熱延鋼帯の幅が小さくなるにつれて減少する。本実施形態では、幅補正係数Ｗ（ｉ）は、各熱延鋼帯の幅であるｗ（ｉ）が基準幅ＳＷよりも大きい場合にはＷ（ｉ）を１とし、ｗ（ｉ）が基準幅ＳＷ以下の場合にはＷ（ｉ）を基準幅ＳＷに対する各熱延鋼帯の幅ｗ（ｉ）の比であるｗ（ｉ）／ＳＷとする。
【００２３】
新酸の基準投入量ＳＥは、酸洗処理ライン１で処理される最大幅を有する一般材の熱延鋼帯について、新酸のみでスケールの除去が可能な投入量である。本実施形態では、基準投入量ＳＥを２．５Ｎｍ３／ｈとする。
廃酸補正係数ＫＨは、廃酸の酸洗性を示し、ポンプ１３にて搬送される一定量の廃酸に対して新酸の投入量をどの程度減らせるかを示す比率である。廃酸の酸洗性は、廃酸の酸濃度、温度等の条件が影響し、熱延鋼帯の酸洗処理前に予め決定される。本実施形態では、ポンプ１３の稼働状態（廃酸の酸洗槽１１への投入有）においては、廃酸補正係数ＫＨは０．８とし、ポンプ１３の非稼働状態（廃酸の酸洗槽１１への投入無）においては廃酸補正係数ＫＨを１．０とする。
【００２４】
ステップＳ２００において、制御部１５は、新酸投入量を算出した後、算出した投入量を示す制御信号を流調弁１４に送信する。
ステップＳ２００の後、流調弁１４は、制御信号に基いて算出された投入量となるように新酸を酸洗槽１１に投入する（Ｓ２０２）。
本実施形態の新酸投入方法では、ステップＳ２００の新酸投入量算出工程、およびステップＳ２０２の新酸投入工程は、制御部１５が廃酸投入状態を認識する度に行われる。
【００２５】
＜変形例＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２６】
例えば、上記実施形態では、第ｉの熱延鋼帯の重み付け係数ＣＷ（ｉ）はすべて０．２としたが、本発明は係る例に限定されない。例えば、第１の熱延鋼帯の重み付け係数ＣＷ（１）〜第５の熱延鋼帯の重み付け係数ＣＷ（５）を、それぞれ１，０．８，０．５，０．３，０．０とし、酸洗処理される順が早い熱延鋼帯に、より重みを付けるように熱延鋼帯毎に重み付け係数ＣＷ（ｉ）の値を変えてもよい。このとき、重み付け係数ＣＷ（ｉ）が０の場合とは、その熱延鋼帯を考慮しないことを示す。
【００２７】
また、上記実施形態では、ステップＳ２００にて、新酸の投入量を算出する際に、第１〜第５の熱延鋼帯の５本の熱延鋼帯の脱スケール性と、板幅とが用いられたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ステップＳ２００において、制御部１５は、これから酸洗処理される６本以上の熱延鋼帯に基いて新酸の投入量を算出してもよい。このとき、第１〜第ｎの熱延鋼帯に基いて新酸との投入量が算出される場合、新酸の投入量ＳＶは、上記実施形態と同様に数１で算出される（ｎは６以上の自然数）。
【００２８】
さらに、上記実施形態では、酸洗液として塩酸を用いたが、本発明は係る例に限定されない。例えば、酸洗液として、硫酸等の他の酸が用いられてもよい。
さらに、上記実施形態では、難脱材である場合には難脱材係数ＫＮ（ｉ）を１．１とし、そうでない場合には難脱材係数ＫＮ（ｉ）を１．０としたが、本発明は係る例に限定されない。例えば、熱延鋼帯の酸洗性に応じて、上記以外の値が設定されてもよい。また、例えば、熱延鋼帯の酸洗性に応じて、さらに多くの難脱材係数ＫＮ（ｉ）の値の水準が設定されてもよい。
【００２９】
さらに、上記実施形態では、第ｉの熱延鋼帯の幅補正係数Ｗ（ｉ）は、各熱延鋼帯の幅であるｗ（ｉ）が基準幅ＳＷよりも大きい場合にはＷ（ｉ）を１とし、ｗ（ｉ）が基準幅ＳＷ以下の場合にはｗ（ｉ）／ＳＷとしたが、本発明は係る例に限定されない。例えば、第ｉの熱延鋼帯の幅補正係数Ｗ（ｉ）は、各熱延鋼帯の幅であるｗ（ｉ）が基準幅ＳＷよりも大きいか否かに関係なく、Ｗ（ｉ）を基準幅ＳＷに対する各熱延鋼帯の幅ｗ（ｉ）との比であるｗ（ｉ）／ＳＷとしてもよい。
【００３０】
さらに、上記実施形態では、基準投入量ＳＥは、２．５Ｎｍ３／ｈとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、基準投入量ＳＥは、酸洗液の種類、温度、濃度、成分組成、撹拌条件、さらに熱延鋼帯のスケール組成、スケール中の空孔およびき裂の多少、スケール厚さ等の条件から、適当な他の値が用いられてもよい。
さらに、上記実施形態では、廃酸投入有の場合の廃酸補正係数ＫＨは、０．８としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、廃酸補正係数ＫＨは、廃酸の種類、温度、濃度、成分組成、撹拌条件、さらに熱延鋼帯のスケール組成、スケール中の空孔およびき裂の多少、スケール厚さ等の条件から、適当な他の値が用いられてもよい。
【００３１】
さらに、上記実施形態では、ポンプ１３は、廃酸を酸洗槽１１に一定流量で投入するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ポンプ１３による廃酸の投入量は、手動または自動で変化してもよい。このとき、例えば、ポンプ１３は、廃酸タンク１２内の廃酸の収容量等に応じて自動で流量を変化させる。さらに、このように廃酸の投入量が変化する場合、制御部１５は、廃酸の投入量に応じて０〜１．０の範囲で廃酸補正係数ＫＨを変化させる。
【００３２】
さらに、上記実施形態では、制御部１５は、ステップＳ２００において、酸洗処理される熱延鋼帯の脱スケール性と、板幅と、廃酸の酸洗槽１１への投入状態とに基いて新酸の投入量を算出するとしたが、本発明は係る例に限定されない。例えば、制御部１５は、さらに各熱延鋼帯の長さに基いて新酸の投入量が算出されてもよい。この際、熱延鋼帯毎の長さによる影響は、各熱延鋼帯の重み付け係数ＣＷ（ｉ）に考慮され、例えば長さの長い熱延鋼帯がある場合はその熱延鋼帯の重み付け係数ＣＷ（ｉ）が他の熱延鋼帯よりも大きくなるように設定されてもよい。
【００３３】
なお、本発明における酸洗液の投入量決定方法を、熱延鋼帯の酸洗処理ラインに適用している理由は、熱延鋼帯は、冷延鋼帯に比較して酸洗後の表面性状の要求が厳しくなく、酸洗槽中の濃度調整のためにスラジ等を含む廃酸を用いたとしても、得られる酸洗後の鋼帯の表面性状に問題が生じないためである。
【００３４】
＜まとめ＞
以上のように、本発明に係る酸洗液の投入量決定方法は、酸洗処理される熱延鋼帯の脱スケール性と、板幅と、廃酸の酸洗槽１１への投入状態とに基いて新酸の投入量を算出する。本発明に係る酸洗液の投入量決定方法は、濃度計等の計器により塩酸濃度を測定する必要がないため、濃度計等では自動または連続的に酸濃度の測定ができない廃酸を用いて酸洗処理をすることができ、廃酸の投入量に応じて新酸の投入量を削減することができる。また、本発明に係る酸洗液の投入量決定方法は、酸濃度を測定するための濃度計等の計器を用いる必要がないため、計器の校正等のメンテナンスに掛かる手間を削減することができる。
【００３５】
また、本発明に係る酸洗液の投入量決定方法は、新酸の投入量を算出するにあたり数１に示す算出式のみを用いればよいため、酸濃度を予測する際に複雑な化学モデルを用いる場合に比べ、簡便かつ正確に新酸の投入量を算出することが可能となる。
また、本発明に係る酸洗液の投入量決定方法は、これから酸洗処理される複数の熱延鋼帯の条件に基いて新酸の投入量を算出する。これにより、酸洗槽１１内の酸濃度を急激に切り替える必要がなく、酸洗処理される熱延鋼帯が切り替わった際に、酸洗槽１１内の酸濃度が切り替わった後の熱延鋼帯に適したものにすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１        ：酸洗処理ライン
１１      ：酸洗槽
１２      ：廃酸タンク
１３      ：ポンプ
１４      ：流調弁
１５      ：制御部
１０２    ：新酸投入ライン
１０４    ：廃酸投入ライン
１０６    ：廃酸排出ライン
１１６    ：廃酸排出ライン
【図１】
2015199990.tif 000006
【図２】
2015199990.tif 000007