(57)【要約】【課題】簡単な構成としながらも、鋼帯付近に存在するスラッジを確実に除去する。【解決手段】鋼帯の酸洗設備は、酸洗液を噴射して、鋼帯１００の上下面に沿って酸洗液の流れを発生させるとともに、その流れに乗せて当該上下面に存在するスラッジを前記酸洗槽外に排出する噴射ノズル２，３と、噴射ノズル２，３による酸洗液の噴射を制御する制御部１３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】
酸洗液が収容されている酸洗槽内に鋼帯を浸漬させて酸洗したとき、この酸洗により発生するスラッジを除去するスラッジ除去方法であって、
前記鋼帯の表面に沿って酸洗液の流れを当該鋼帯の長手方向に発生させるとともに、この流れに乗せて当該表面に存在するスラッジを前記酸洗槽外に排出することを特徴とするスラッジ除去方法。
【請求項２】
少なくとも前記鋼帯の上面に沿って酸洗液の流れを発生させることを特徴とする請求項１記載のスラッジ除去方法。
【請求項３】
前記酸洗槽内での鋼帯の搬送方向とは反対方向に前記酸洗液の流れを発生させることを特徴とする請求項１又は２に記載のスラッジ除去方法。
【請求項４】
酸洗液が収容されている酸洗槽内に鋼帯を浸漬させて酸洗したとき、この酸洗により発生するスラッジを除去するスラッジ除去装置であって、
酸洗液を噴射して、前記鋼帯の上下面に沿って酸洗液の流れを発生させるとともに、その流れに乗せて当該上下面に存在するスラッジを前記酸洗槽外に排出する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルによる酸洗液の噴射を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするスラッジ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属材料を酸洗処理によって酸洗槽内に堆積するスラッジを除去するスラッジ除去方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延後、焼鈍されたステンレス鋼や普通鋼などの鋼帯の表面に発生したスケールを除去するものとして酸洗がある。そのような鋼帯を酸洗するための酸洗設備において、鋼帯を酸洗したときに、表面スケールや金属と酸洗液とからなる化合物がスラッジとなって酸洗槽の底に堆積する。図２は、混酸槽に浸漬されているステンレス鋼帯１００の状態を示す。この図２に示すように、酸洗による反応で槽内のスラッジ（ＦｅＦ３）が発生する。
【０００３】
このため、酸洗槽の底に堆積したスラッジが鋼帯に接触する限界点まで到達する前に、定期的に操業を停止して槽内のスラッジ除去作業を行い、スラッジの堆積量が過大となることで操業が不能になってしまうような事態を回避している。
スラッジの除去は、例えば、酸洗槽から酸洗液を抜いた後に槽内のスラッジを浚って除去したり、酸洗槽の底に堆積したスラッジを板等の可動部材で集め、排酸と同時にスラッジを酸洗槽外に排出したりして行っている。しかし、前述のようなスラッジの除去方法では、定期的に操業を停止することが必要となり、もし操業中に無理に除去作業を行えば攪拌したスラッジが酸洗液に混濁して酸洗する鋼帯に付着するなど、生産性低下や品質劣化等を招くおそれもある。
【０００４】
このような問題に対応したスラッジの除去方法としては、例えば特許文献１、２、３に記載されている方法がある。
前記特許文献１、２に記載されている方法は、酸洗槽の底部に吸入口といったスラッジ取り込み手段を設け、そのスラッジ取り込み手段によりスラッジを吸引して、スラッジを槽外に排出するものである。なお、槽外に吸引した酸洗液とスラッジとの混合物は、固液分離されて系外に送られ酸洗液は再使用される。
また、前記特許文献３に記載されている方法は、酸洗槽の底部にノズルを配置し、そのノズルから酸洗液を噴射することで、酸洗槽の底に沈殿したスラッジを舞い上がらせ、積極的に酸洗液中にスラッジを懸濁させて固液分離装置へ送り、酸洗液からスラッジを分離するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２５６１７５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２８２７６号公報
【特許文献３】
特開平７−１２６８７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献１、２に記載されている方法では、操業中にスラッジを除去できるが、酸洗槽の底からスラッジを吸引しているので、少なくともスラッジが酸洗槽内に一定期間留まるようになるので、本来の目的とするところの鋼帯付近に残存するスラッジを確実に排除するところまでは至っていない。これにより、例えばステンレス鋼帯の上側面にスラッジが堆積してしまう場合がある。この場合、ステンレス鋼帯の酸洗効率が低下してしまい、また、面荒れを惹き起こす原因になってしまう。
【０００７】
また、前記特許文献３に記載されている方法でも、酸性液中にスラッジを懸濁させるので、本来の目的とするところの鋼帯付近に残存するスラッジを確実に排除することはできない。よって、前記特許文献３に記載されている方法でも、前記問題と同様な問題が発生する。
そこで、本発明は、前述の問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成としながらも、鋼帯付近に存在するスラッジを確実に除去することができるスラッジ除去方法及び装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の問題を解決するために、請求項１記載の発明に係るスラッジ除去方法は、酸洗液が収容されている酸洗槽内に鋼帯を浸漬させて酸洗したとき、この酸洗により発生するスラッジを除去するスラッジ除去方法であって、前記鋼帯の表面に沿って酸洗液の流れを当該鋼帯の長手方向に発生させるとともに、この流れに乗せて当該表面に存在するスラッジを前記酸洗槽外に排出する。
【０００９】
また、請求項２記載の発明に係るスラッジ除去方法は、請求項１記載の発明に係るスラッジ除去方法において、少なくとも前記鋼帯の上面に沿って酸洗液の流れを発生させる。
また、請求項３記載の発明に係るスラッジ除去方法は、請求項１又は２に記載の発明に係るスラッジ除去方法において、前記酸洗槽内での鋼帯の搬送方向とは反対方向に前記酸洗液の流れを発生させる。
【００１０】
また、請求項４記載の発明に係るスラッジ除去装置は、酸洗液が収容されている酸洗槽内に鋼帯を浸漬させて酸洗したとき、この酸洗により発生するスラッジを除去するスラッジ除去装置であって、酸洗液を噴射して、前記鋼帯の上下面に沿って酸洗液の流れを発生させるとともに、その流れに乗せて当該上下面に存在するスラッジを前記酸洗槽外に排出する噴射ノズルと、前記噴射ノズルによる酸洗液の噴射を制御する制御手段とを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
この実施の形態は、本発明を適用した鋼帯の酸洗設備である。図１は、その酸洗設備を示す。
図１に示すように、酸洗設備は、酸洗槽１、噴射ノズル２，３、酸洗槽にステンレス鋼帯を搬送する複数のローラ４，５，６，７、酸回収設備８、循環タンク９、原液タンク１０、ポンプ１１，１２及び制御部１３を備えている。ここで、前記鋼帯１００は例えばステンレス鋼帯である。
【００１２】
酸洗槽１には、フッ酸と硝酸とからなる酸洗液５０が収容満されている。また、酸洗槽１内の酸洗液５０内を通過させるように、１対の浸漬ローラ５，６が当該酸洗槽１内の両側に配置されている。そして、この各浸漬ローラ５，６それぞれに対応して、酸洗槽１外に搬送ローラ４，７が配置されている。このように配置されたローラ４〜７により、鋼帯１００が酸洗槽１を通って搬送される。これにより、鋼帯１００が酸洗槽１内の酸洗液５０内に浸漬して連続的に酸洗処理される。なお、本実施の形態では、鋼帯１００は、図１中において右側から左側に搬送される。
【００１３】
また、酸洗槽１において、鋼帯１００の搬送方向の下流側の浸漬ローラ６の近傍に第１及び第２噴射ノズル２，３が配置されている。各噴射ノズル２，３は、鋼帯１００の上下面側それぞれに配置されている。この第１及び第２噴射ノズル２，３は、後述のポンプ１１から供給される循環タンク９内の循環液（酸洗液）を噴射する。さらに、第１及び第２噴射ノズル２，３は、鋼帯１００の搬送方向とは逆方向、すなわち搬送方向の上流側に向けて、当該鋼帯１００に沿うように噴射を行っている。そして、第１及び第２噴射ノズル２，３は、制御部１３により制御されている。例えば、制御部１３は、噴射流量、噴射流速、噴射継続時間等について第１及び第２噴射ノズル２，３を制御している。例えば、制御部１３は、少なくとも第１及び第２噴射ノズル２，３からの酸洗液の噴射形態が噴流となるように制御する。
【００１４】
そして、酸洗槽１に、当該酸洗槽１の酸洗液５０が循環されるように酸回収設備８及び循環タンク９が流路２１により接続されている。
流路２１の酸洗液５０の取り込み部（取り込み口）２１ａは、酸洗槽１において、鋼帯１００の搬送方向からみて上流側、すなわち第１及び第２噴射ノズル２，３の噴射方向の延長線上に設けられている。さらに、前記取り込み部２１ａは、酸洗槽１において酸洗液５０の液面位置近傍に設けられている。すなわち、酸洗液５０が酸洗槽１からオーバーフローにより流路２１に排出されるようになっている。この流路２１に排出された酸洗液は、酸回収設備８に流入される。
【００１５】
酸回収設備８は、酸洗液から鉄分を除去する。そして、酸回収設備８は、鉄分を除去した酸洗液を循環タンク９に供給する。循環タンク９では、酸回収設備８から供給されてくる酸洗液を貯めていく。第１ポンプ１１は、その循環タンク９に貯められた酸洗液を流路２２を介して前記第１及び第２噴射ノズル２，３に供給する。
【００１６】
この循環タンク９は、原液タンク１０からの酸洗液の原液が流路２３を介して供給されるようになっている。すなわち、原液タンク１０に酸洗液の原液が貯蔵されており、この原液タンク１０から第２ポンプ１２により酸洗液の原液が循環タンク９に供給されるようになっている。
さらに、第２ポンプ１２により、原液タンク１０の酸洗液の原液が、流路１６を介して酸洗槽１にも供給されるようになっている。
【００１７】
次に前記構成の鋼帯の酸洗設備の作用等について説明する。
ローラ４〜７により、鋼帯１００を酸洗槽１の酸洗液５０内を通して搬送して、これにより鋼帯１００を浸漬して連続的に酸洗処理する。このとき、同時に、制御部１３は、第１及び第２噴射ノズル２，３を駆動して、循環タンク９から供給されてくる酸洗液を噴射する。
【００１８】
なお、酸洗液５０内を鋼帯１００を単に移動させるだけでもその鋼帯１００の表面上に当該鋼帯１００の搬送方向に流れが発生するので、このことから、この搬送方向の流れに抗して搬送方向の上流側に流れが生じるように、第１及び第２噴射ノズル２，３から酸洗液を噴射する。なお、本実施の形態では、第１及び第２噴射ノズル２，３からの酸洗液の噴射形態が噴流となるので、搬送方向の上流側への流れは、十分な大きさとなって発生する。
【００１９】
これにより、鋼帯１００の上下面近傍では、鋼帯１００の搬送方向とは反対方向に流れが生じ、同時に、酸洗液５０が、第１及び第２噴射ノズル２，３の噴射方向の延長線上に位置されている前記取り込み部２１ａからオーバーフローにより流路２１に排出されるようになる。
これにより、図２に示したように、酸洗処理により発生する鋼帯１００の表面から発生するスラッジが、当該鋼帯１００の上下面から速やかに除去されるようになり、さらには、取り込み部２１ａにより、系外の酸回収設備８に排出されるようになる。
【００２０】
流路２１に排出された酸洗液は、酸洗回収８により鉄分が除去された後、循環タンク９で一旦貯蔵される。そして、循環タンク９に貯蔵された酸洗液は、第１ポンプ１１により第１及び第２ノズル２，３に供給されて、第１及び第２ノズルは、このように循環されて供給されてくる酸洗液を噴射する。
一方、循環タンク９の酸洗液の量が少なくなった場合やその濃度が低下した場合に、原液タンクから原液が補給され、また、酸洗槽１の酸洗液５０の量が少なくなった場合やその濃度が低下した場合に、原液タンクから原液が補給される。
【００２１】
次に効果を説明する。
前述したように、第１及び第２噴射ノズル２，３が鋼帯１００の上下面に向けて、或いは沿うように酸洗液を噴射させている。これにより、鋼帯１００の上下面からスラッジを速やかに排除するとともに、スラッジを含む酸洗液を酸洗槽１外に排出している。よって、スラッジが酸洗槽１に留まり、沈殿してしまうことを防止することができ、鋼帯付近に残存するスラッジを確実に排除できる。この結果、鋼帯の酸洗効率が低下してしまうことや面荒れが発生してしまうことを防止し、さらには、スラッジ除去のために操業を停止させることもないので、生産性を向上させることができる。また、肌荒れを防止することで、ライン速度が低下してしまうことも防止できる。
【００２２】
また、第１及び第２噴射ノズル２，３から酸洗液を噴射させており、さらにその酸洗液から鉄分が除去されているので、酸洗効率を向上させることができる。さらに、鋼帯１００の搬送方向に対向するように酸洗液を噴射させているので、鋼帯１００と酸洗液との相対速度を大きくすることの効果により、鋼板界面での酸洗効率を向上させることができる。
さらに、そのように鉄分を除去した酸洗液を噴射しているので、鋼帯１００の上面近傍と下面近傍との酸洗液の濃度や液体温度にばらつきをなくすことができる。
【００２３】
例えば、ステンレス鋼、特に高Ｃｒ、高Ｍｏ系の鋼種においては、一般鋼に比べて熱間圧延時にロールで面荒れしやすく、表面品質が劣化しやすい。肌荒れを防止する手法としては、酸洗ラインの降速を大きくしたり、酸洗液の濃度を濃くしたり、酸洗ラインを２回通板させたり、或いは研削ラインで肌荒れ部研削除去したりすること等が挙げられる。しかし、いずれの手法も製造上のコストアップ、リードタイム増等の問題があった。これに対して、酸洗液の温度を上昇させたり、酸洗液の濃度を濃くしたりして、酸洗条件を変化させることで対応することもできる。しかし、この対応には時間がかかり、さらに温度や濃度にばらつきが発するといった問題がある。
【００２４】
これに対し、本発明を適用した場合、鉄分を除去した酸洗液を噴射しているので、それによる鋼帯１００の表面付近の酸洗液の攪拌効果により、鋼帯１００の上面近傍と下面近傍との酸洗液の濃度や温度に短時間でばらつきをなくすことができる。これにより、鋼帯１００の上下面を同一品質に仕上げることができるようになる。
【００２５】
なお、酸洗槽外にスラッジを排出することなく、単に噴射ノズル等により鋼帯の表面に流れを発生させれば、同様な効果を得ることもできると考えられる。しかし、スラッジを排出しない限りは、酸洗槽内でスラッジが堆積するのは必至であり、そのような状況下で鋼帯の表面に流れを発生させても、本発明と同様な効果を得ることはできない。例えば、前記特許文献３に記載されている方法と同様な問題が残る。このようなことからもわかるように、本発明は、酸洗槽１外にスラッジを排出することで、鋼帯１００の上下面を同一品質に仕上げることをより確実なものにしているといえる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施の形態として実現されることに限定されるものではない。
すなわち、前述の実施の形態では、噴射ノズル１，２により鋼帯１００の表面に沿って酸洗液の流れを発生させるとともに、この流れに乗せて当該表面に存在するスラッジを酸洗槽外１に排出する場合について説明した。しかし、これに限定されるものではない。
【００２７】
例えば、鋼帯１００の上側に配置されている第１噴射ノズル２のみを備えるようにしてもよい。また、制御部１３により制御して、第１噴射ノズル２と第２噴射ノズル３とで、噴射流量や噴射流速を異ならせるようにしてもよい。これにより、鋼帯１００の上側と下側とで流速が異なるようになる。例えば、第１噴射ノズル２の方の噴射流量を多くしたり、噴射速度を大きくしたりする。
【００２８】
酸性槽１の底へのスラッジの堆積量が少ない場合には、鋼帯１００上にスラッジが直接堆積してしまうことの方が問題になると考えられる。このようなことから、第１噴射ノズル２のみを備えるようにしたり、第１噴射ノズル２の方の噴射流量を多くすることで、そのような問題となる鋼帯１００上に堆積するスラッジを除去することができ、さらに、結果的には、鋼帯１００の上下面を同一品質に仕上げることができるようになる。
また、他の手段、手法を用いて、鋼帯１００の表面に沿って酸洗液の流れを発生させるとともに、この流れに乗せて当該表面に存在するスラッジを酸洗槽外１に排出するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成としながらも、鋼帯付近に存在するスラッジを確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の鋼帯の酸洗設備の構成を示す図である。
【図２】スラッジの発生の説明に使用した図である。
【符号の説明】
１  酸洗槽
２，３  噴射ノズル
４，５，６，７  ローラ
８  酸回収設備
９  循環タンク
１０  原液タンク
１１，１２  ポンプ
１３  制御部
【図１】
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【図２】
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