(57)【要約】  本発明は、酸洗工程用の酸洗液の処理方法に関し、酸洗液は、酸洗液中に分散している珪素化合物を含み、第一のステップにおいて、酸洗液は、容器手段の空洞に供給され、第二のステップにおいて、容器手段内に電磁場が生成され、電磁場は、実質的に空洞内に延び、第三のステップにおいて、空洞に供給される酸洗液は、電磁場によって、珪素化合物により形成される沈殿物が溶解し、および／または、前記沈殿物の形成が抑制されるように処理される。
2016534229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸洗工程用の酸洗液（４０）の処理方法であって、
前記酸洗液（４０）は、前記酸洗液（４０）内に分散する珪素化合物（４１）を含み、
第一のステップにおいて、前記酸洗液（４０）が容器手段（３０）の空洞（３００）に供給され、
第二のステップにおいて、前記容器手段（３０）内に電磁場（２３、２３’）が生成され、前記電磁場（２３、２３’）は、実質的に前記空洞（３００）内に延び、
第三のステップにおいて、前記空洞（３００）に供給された前記酸洗液（４０）が、前記電磁場（２３、２３’）により、前記珪素化合物（４１）により形成された沈殿物（４２）が溶解し、および／または、前記沈殿物（４２）の形成が抑制されるように処理される、処理方法。
【請求項２】
前記第三のステップにおいて、前記電磁場（２３、２３’）によって前記酸洗液（４０）の共振脈動が発生されることを特徴とする、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記第三のステップにおいて、振動周波数と振動振幅とを有する振動電磁場（２３、２３’）が提供され、前記振動周波数および／または振動振幅は、前記沈殿物（４２）が溶解するように、および／または、前記沈殿物（４２）の前記形成が阻止されるように、時間において変化する、請求項１または請求項２に記載の処理方法。
【請求項４】
前記第三のステップにおいて、均質または不均質な電磁場（２３、２３’）が提供され、前記電磁場（２３、２３’）は、前記容器手段（３０）の縦方向（１０３）に沿って変化し、前記空洞（３００）および／または前記容器手段（３０）は、主に、前記縦方向（１０３）に沿って延びる、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項５】
前記第三のステップにおいて、前記電磁場（２３、２３’）は、変調周波数および／または変調振幅および／または変調位相を有する変調信号で変調され、前記変調信号の前記変調周波数および／または前記変調振幅および／または前記変調位相は、前記沈殿物（４２）が溶解するように、および／または、前記沈殿物（４２）の前記形成が阻止されるように時間において変化する、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項６】
前記電磁場（２３、２３’）は、正弦波パターン、三角波パターン、鋸波パターン、または、方形波パターンを有する信号を含む、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項７】
前記第一のステップにおいて、前記酸洗液（４０）は、前記容器手段（３０）の前記空洞（３００）を通り、前記空洞（３００）および／または前記容器手段（３０）の前記縦方向（１０３）に実質的に平行な流れ方向（１０３’’）に沿って輸送され、前記酸洗液（４０）の流れは、前記空洞（３００）および／または軸（１０３’）の周囲の円周の中またはそこに前記縦方向（１０３）に沿って配置される磁石装置（２１、２１’、２１’’、２１’’’）の磁石配列（２０）を利用することにより、前記電磁場（２３、２３’）によって前記流れ方向（１０３’’）と逆平行の方向へと逆転され、前記軸（１０３’）は、前記縦方向（１０３）に実質的に平行である、請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項８】
前記酸洗液（４０）は、珪素化合物イオン（４１）と対イオン（４１’）とを含み、
第四のステップにおいて、前記珪素化合物イオン（４１）と前記対イオン（４１’）とが前記電磁場（２３、２３’）によって相互に分離（３０２）され、前記珪素化合物イオン（４１）と前記対イオン（４１’）とは、時間および／または空間における前記電磁場の変化に応じて分離され、
第五のステップにおいて、前記珪素化合物イオン（４１）と前記対イオン（４１’）とは、時間および／または空間における前記電磁場の前記変化に応じて衝突し、
前記第四のステップおよび／または第五のステップにおいて、前記珪素化合物イオンおよび／または対イオンは、らせん状、直線状、および／または正弦曲線状の経路（４３、４３’）で移動する、請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項９】
前記第三のステップにおいて、
前記酸洗液（４０）の液特性がセンサ（２５）によって測定され、前記電磁場（２３、２３’）は、前記測定された液特性に応じて、前記沈殿物（４２）が溶解するように、および／または、前記沈殿物（４２）の形成が阻止されるように、時間および／または空間において変化し、前記液特性は、好ましくは、前記酸洗液（４０）の流れ方向（１０３’’）、流速、導電性、表面張力、組成、および／または、イオン強度であることを特徴とする、請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項１０】
酸洗工程用の酸洗液（４０）を処理する処理装置（２、２’、２’’）であって、
磁石配列（２０）と、容器手段（３０）と、を含み、前記容器手段（３０）は、空洞（３００）を有し、前記磁石配列（２０）は、前記容器手段（３０）の前記空洞（３００）の中へと実質的に延びる電磁場（２３、２３’）を生成するべく構成され、前記処理装置（２、２’、２’’）は、前記空洞（３００）に供給された前記酸洗液（４０）を前記電磁場（２３、２３’）によって、珪素化合物（４１）により形成された沈殿物（４２）が溶解し、および／または前記沈殿物（４２）の形成が阻止されるように、処理するべく構成される、処理装置（２、２’、２’’）。
【請求項１１】
前記容器手段（３０）は、前記空洞（３００）を少なくとも部分的に取り囲む壁（３２、３２’）を含み、前記磁石配列（２０）は、１つまたは複数の磁石装置（２１、２１’、２１’’、２１’’’）を含み、前記１つまたは複数の磁石装置（２１、２１’、２１’’、２１’’’）は、前記壁（３２、３２’）に配置され、前記１つまたは複数の磁石装置（２１、２１’、２１’’、２１’’’）は、前記容器手段（３０）の前記壁（３２、３２’）の内面（３３）に、前記容器手段（３０）の前記壁（３２、３２’）の外面（３３’）に、前記容器手段（３０）の前記壁（３２、３２’）内に、および／または、前記空洞（３００）内の箱要素（３４）の中に設置され、前記磁石配列（２０）の前記１つまたは複数の磁石装置（２１、２１’、２１’’、２１’’’）は、好ましくは、永久磁石および／または電磁石であり、前記電磁石は、好ましくは、前記容器手段（３０）の周囲に巻かれた巻線スプールであることを特徴とする、請求項１０に記載の処理装置（２、２’、２’’）。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の磁石装置（２１、２１’、２１’’、２１’’’）の少なくとも２つの磁石装置（２１、２１’、２１’’、２１’’’）は、縦方向（１０３）に沿って直線状に、および／または前記空洞（３００）の周囲の、好ましくは、前記縦方向（１０３）に実質的に平行な軸（１０３’）の周囲の円周に沿って配置され、前記少なくとも２つの磁石装置（２１、２１’、２１’’、２１’’’）は、好ましくは、対向する壁（３２、３２’）上に対として配置されることを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の処理装置（２、２’、２’’）。
【請求項１３】
制御手段（２４）、好ましくは、制御回路（２４）、および／またはセンサ（２５）を含み、前記制御手段（２４）は、前記磁石配列（２０）を制御するべく構成され、および／または前記センサ（２５）は、前記酸洗液（４０）の液特性を測定するべく構成され、好ましくは、前記制御手段（２４）は、前記センサ（２５）によって測定された前記液特性に応じて、前記沈殿物（４２）が溶解するように、および／または、前記沈殿物（４２）の形成が阻止されるように前記磁石配列（２０）を制御するべく構成されることを特徴とする、請求項１０〜請求項１２の何れか一項に記載の処理装置（２、２’、２’’）。
【請求項１４】
酸洗液（４０）中で珪素鋼材（３）を酸洗するための酸洗機器（１）であって、酸洗浴装置（１１）、酸再生装置（１２）、水洗装置（１３）、混合装置（１４）、濃縮装置（１５）、および／または、配管（１１’、１２’、１３’、１３’’、１３’’’、１４’、１４’’、１５’、１５’’、１６’）を含む酸洗機器（１）において、
請求項１０〜請求項１３の何れか一項に記載の１つまたは複数の処理装置（２、２’、２’’）を含み、前記１つまたは複数の処理装置（２、２’、２’’）のうちの処理装置は、前記酸洗浴装置（１１）、前記酸再生装置（１２）、前記水洗装置（１３）、前記混合装置（１４）、前記濃縮装置（１５）、および／または前記配管（１１’、１２’、１３’、１３’’、１３’’’、１４’、１４’’、１５’、１５’’、１６’）の中、上、および／またはそこに配置されることを特徴とする、酸洗機器（１）。
【請求項１５】
前記処理装置（２、２’、２’’）の前記容器手段（４０）は、前記酸洗浴装置（１１）、前記酸再生装置（１２）、前記水洗装置（１３）、前記混合装置（１４）、前記濃縮装置（１５）、または、前記配管（１１’、１２’、１３’、１３’’、１３’’’、１４’、１４’’、１５’、１５’’、１６’）の一体部分であることを特徴とする、酸洗機器（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸洗工程用の酸洗液の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸洗工程においては、金属表面が、染み、さび、または、スケール等の不純物を、強酸を含む酸洗液を使って除去することにより処理される。
これらの不純物は、金属形成工程中、特に圧延および／または加熱処理中に発生する。
この目的を達成するために、酸洗液とも呼ばれる強酸を使って金属表面のスケール除去とクリーニングが行われる。
例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ化水素酸、または、異なる酸の混合物が、例えば、鉄類、銅、または、アルミニウム合金の酸洗のための酸洗剤として使用されてもよい。
大量の廃酸は、環境に有害であるだけでなく、通常、費用がかかる。
それゆえ、生成される廃酸の量を減らすか、またはさらには、廃酸を様々な工程で再使用するように再生することが望ましい。
しかしながら、既知の酸洗機器は、平均故障間隔が比較的短く、これは、有害な化合物または元素の大量の混入によるもので、それが、酸洗機器の装置および／または配管内の堆積物を形成する。
この堆積物の構築は、特に、珪素鋼板または電磁鋼板の酸洗時に非常に顕著である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、酸洗液中で珪素鋼材を酸洗するための酸洗ラインの動作を改善する酸洗機器を提供することである。
本発明の他の目的は、酸洗液の処理方法と酸洗液の処理装置を提供することであり、酸洗機器の運転時間および寿命が延長され、保守費用が削減される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、酸洗工程用の酸洗液の処理方法によって達成され、酸洗液は、酸洗液内に分散する珪素化合物を含み、第一のステップにおいて、酸洗液が容器手段の空洞に供給され、第二のステップにおいて、容器手段内に電磁場が生成され、電磁場は実質的に空洞内に延び、第三のステップにおいて、空洞に供給された酸洗液が電磁場により、珪素化合物により形成された沈殿物が溶解し、および／または、前記沈殿物の形成が抑制されるように処理される。
【０００５】
本発明によれば、酸洗機器の寿命を延長し、保守費用を削減することが可能である。
珪素化合物が、珪素鋼材、例えば、工作物、シート、または、鋼鉄条材等の酸洗に使用される塩酸浴の中に含まれるのが好ましい。
使用された浴は、濃縮後に再利用され、酸洗機器の関係する酸洗および／または再生装置内での異なる酸洗ステップおよび／または再生ステップが行われるのが好ましい。
例えば、酸洗機器は、１つまたは複数の酸洗および／または再生装置を含み、１つまたは複数の酸洗および／または再生装置のうちの１つの酸洗および／または再生装置は、酸洗浴装置、酸再生装置、水洗装置、混合装置、濃縮装置、および／または、配管である。
酸洗および／または再生装置は、珪素鋼材を搬送し、および／または、酸洗液を輸送および／または貯蔵するべく構成されるのが好ましい。
容器手段は、配管のチューブもしくは配管等の輸送装置および／またはタンクもしくは空洞を有するその他の手段等の貯蔵装置であるのが好ましい。
沈殿物は、例えば、容器手段の壁への堆積物であるのが好ましい。
第三のステップにおいて、空洞に供給される酸洗液は、電磁場によって、珪素化合物により形成された堆積物が溶解し、および／または、前記堆積物の形成が抑制されるように処理されるのが好ましい。
酸洗液は、容器手段内で電磁場が発生させられる前に、容器手段の空洞に供給されるか、またはその逆であるのが好ましい。
【０００６】
本発明によれば、酸洗および／または再生工程を実行するための酸洗および／または再生装置の寿命だけでなく、貯蔵および／または輸送装置の寿命も、酸洗液を電磁場で処理することによって延長される。
電磁場は、静磁場または、交流電流に応じて生成される振動磁場であるのが好ましい。
有利には、処理装置は、電磁場と酸洗液との相互作用によって珪素化合物により形成された沈殿物が溶解し、および／または、前記沈殿物の形成を阻止するように構成できることがわかった。
例えば、沈殿物は、重合珪素化合物もしくは珪酸塩または、珪素化合物を含むその他の堆積物であってもよい。
典型的には、沈殿物は、酸洗機器の酸洗および／または再生装置内に堆積する。
さらに、沈殿物または堆積物は、かなり固い物質からなり、これは、酸洗および／または再生装置に除去不能に固定されるか、または、高額の経費と保守費用をかけなければ除去できない。
本発明によれば、酸洗および／または再生装置により、本発明の方法を用いて、このような沈殿物の形成を回避でき、および／または沈殿物が除去される。
特に、自動車業界向けの高強度および／または高級鋼材の生産費用を削減することが可能となり、高強度および／または高級鋼材は、合金成分として約０．３％〜０．８％の珪素（Ｓｉ）を含む。
【０００７】
容器手段は、タンクまたはチューブもしくは配管であり、容器手段は、少なくとも一部または全部が壁により取り囲まれるのが好ましい。
酸洗液は、容器手段を通ってある流速で流れ方向へと輸送されるのが好ましい。
【０００８】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、第三のステップにおいて、空洞に供給される酸洗液は、電磁場と相互作用し、珪素化合物により形成された沈殿物が溶解し、前記沈殿物の形成が抑制される。
好ましくは、これは、電磁場と沈殿物および／または酸洗液の珪素化合物（すなわち、二酸化珪素分子）との相互作用によって、珪素化合物により形成された沈殿物が溶解し、前記沈殿物の形成が抑制され、特に阻止されることを意味する。
【０００９】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、
−  電磁場は、前記沈殿物の結晶構造に影響を与えるべく構成され、前記沈殿物の結晶構造は、好ましくは、沈殿物と電磁場が相互作用すると少なくとも部分的に溶解し、および／または
−  電磁場は、珪素化合物の重合反応に影響を与えるべく構成され、珪素化合物の重合反応は、好ましくは、前記沈殿物の形成が阻止されるように影響を受け、および／または
−  電磁場は、珪素化合物の分極に影響を与えるべく構成され、珪素化合物の（例えば、イオン）分極は、好ましくは、電磁場によって変調され、前記珪素化合物の分極は、好ましくは、前記沈殿物が溶解するように、および／または、前記沈殿物の形成が阻止されるように変調される。
【００１０】
本発明によれば、酸洗機器の処理装置および／または配管内の（重合）珪素化合物の沈殿物（すなわち、付着物）の形成を阻止または抑制することが可能となる。
比較的高温の表面上（例えば、熱交換機内）および／または酸洗機器の配管内の沈殿物の形成が、阻止されるのが好ましい。
それによって、酸洗機器の寿命が延長され、保守費用が削減される。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、第三のステップにおいて、酸洗液の共振脈動が電磁場により生成される。
【００１２】
本発明によれば、酸洗液の流体流、例えば、流れ方向の変化を誘発し、および／または外乱を誘発することが可能となる。
共振脈動は、好ましくは、ある脈動周波数および／または脈動振幅を含み、これは、空間および／または時間における電磁場の変化に応じて変化する。
好ましくは、酸洗液の共振脈動により、流れ方向は、少なくとも部分的に逆転されて、沈殿物または堆積物が、例えば、酸洗液の粒子、例えば、珪素化合物間の結合または接着力を弱めることによって溶解する。
それゆえ、溶解した沈殿物または堆積物を酸洗液と共により容易に運び去ることができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、第三のステップにおいて、ある振動周波数とある振動振幅を有する振動電磁場が提供され、振動周波数および／または振動振幅は、前記沈殿物が溶解するように、および／または、前記沈殿物の形成が阻止されるように、時間において変化する。
【００１４】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、電磁場は、複数の振動周波数を有し、複数の振動周波数は、前記沈殿物が溶解するように、および／または、前記沈殿物の形成が阻止されるように時間において変化する。
【００１５】
本発明によれば、例えば、複数の振動周波数の時間変化振動周波数の組合せを利用することにより、比較的広い範囲の粒径が電磁場により、より効率的に前記沈殿物が溶解し、および／または、その形成が阻止されるように影響を受けるような方法で電磁場を構成することが可能となる。
【００１６】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、電磁場の複数の振動周波数は、珪素化合物（例えば珪素化合物の二酸化珪素分子）の結晶構造および／または重合反応および／または珪素化合物（例えば珪素化合物の二酸化珪素分子）の分極、すなわち、誘電分極（好ましくは、イオン分極）が電磁場によって影響を受けるように時間において調整および／または変化し、磁石配列は、好ましくは、沈殿物の結晶構造が影響を受ける（例えば、溶融または溶解する）、および／または、珪素化合物の重合反応が影響を受ける（例えば、抑制される）、および／または、前記珪素化合物の分極が影響を受ける（例えば、調整される）ように電磁場を調整するようになされる。
【００１７】
本発明によれば、沈殿物（すなわち、付着物）の形成に、沈殿物（付着物）の形成が完全に阻止されるように電磁場（複数の時間変化振動周波数を有する）により影響を与えることが可能となり、本発明の酸洗機器の寿命は、延長される。
【００１８】
本発明によれば、電磁場を、前記電磁場と酸洗液との相互作用が珪素化合物を含む酸洗液の処理にとって最適化されるような方法で変化させることが可能となる。
例えば、時間において変化する周波数範囲は、酸洗液のイオン強度および／または流速等の液特性に応じて決定され、振動電磁場の最適な周波数範囲は、１つまたは複数の液特性に合わせて適応させられる。
これによって、方法は、クリーニング効率に関してさらに改善される。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、第三のステップにおいて、均質または不均質な電磁場が提供され、電磁場は、容器手段の縦方向に沿って変化し、空洞および／または容器手段は、主として縦方向に沿って延びる。
【００２０】
本発明によれば、時間と空間との両方において変化する電磁場に酸洗液をさらすことが可能となる。
好ましくは、電磁場は、均質または不均質であってもよい、例えば、空間においてのみ変化する静電界か、時間において変化する振動磁場の何れかである。
それによって、方法は、さらに改善される。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態によれば、第三のステップにおいて、電磁場は、変調周波数および／または変調振幅および／または変調位相を有する変調信号で変調され、変調信号の変調周波数および／または変調振幅および／または変調位相は、前記沈殿物が溶解するように、および／または前記沈殿物の形成が阻止されるように時間において変化する。
【００２２】
本発明によれば、電磁場を、前記電磁場と液との相互作用が、珪素化合物を含む酸洗液の処理にとって最適化されるような方法で変化させることが可能となる。
例えば、時間において変化する変調周波数範囲は、液特性、例えば、酸洗液のイオン強度および／または流速に応じて決定され、振動電磁場の最適な周波数範囲は、１つまたは複数の液特性に合わせて調整される。
それによって、方法は、クリーニング効率に関してさらに改善される。
好ましくは、変調周波数は、約１Ｈｚ〜１ＭＨｚ、より好ましくは、５０Ｈｚ〜５００ＫＨｚ、さらにより好ましくは、７５Ｈｚ〜１．２ｋＨｚである。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態によれば、電磁場は、正弦波パターン、三角波パターン、鋸波パターン、または、方形波パターンを有する信号を含む。
【００２４】
好ましい実施形態によれば、異なる信号波形を提供することが可能となる。
本発明によれば、方形波パターンが使用されることが好ましく、これは、そこに、数Ｈｚ〜数１００ｋＨｚまでの多くの周波数が有効に含まれるからである。
それによって、電磁場の方向は好ましいことに、ごく弱い静磁場磁石を通過する多数の高速振動によって変化する。
好ましくは、沈殿物の溶解および／または阻止をさらに改善する電場が、さらに印加され、好ましくは、約１４ＭＨｚの周波数および２Ｖの振幅のパルス状電場が印加される。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態によれば、第一のステップにおいて、酸洗液は、容器手段の空洞を通り、空洞および／または容器手段の縦方向に実質的に平行な流れ方向に沿って輸送され、流れ方向は、空洞および／または軸の周囲の円周の中またはそこに縦方向に沿って配置される磁石装置の磁石配列を利用することにより、電磁場によって流れ方向と逆平行の方向へと逆転され、この軸は、縦方向に実質的に平行である。
【００２６】
本発明によれば、電磁場と酸洗液との異なる種類の相互作用、例えば流れの逆転、外乱の誘発、反対の電荷を有する粒子、例えば、イオンと対イオンの流路の分離、および／または反対の電荷を有する粒子間の衝突を提供することが可能となる。
それによって、酸洗機器の寿命がさらに延長され、保守費用がさらに削減される。
これに加えて、特に、自動車業界向けの高強度および／または高級鋼材の生産費用が、比較的低く保たれる。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態によれば、酸洗液は、珪素化合物イオンと対イオンとを含み、第四のステップにおいて、珪素化合物イオンと対イオンとが電磁場によって相互に分離され、珪素化合物イオンと対イオンとは、時間および／または空間における電磁場の変化に応じて分離され、第五のステップにおいて、珪素化合物イオンと対イオンとは好ましくは、時間および／または空間における磁場の変化に応じて衝突し、第四のステップおよび／または第五のステップにおいて、珪素化合物イオンおよび／または対イオンは、好ましくは、らせん状、直線状、および／または正弦曲線状の経路で移動する。
【００２８】
本発明によれば、さらに酸洗機器の寿命を延長し、保守費用を削減することが可能となる。
これに加えて、特に、自動車業界向けの高強度および／または高級鋼材の生産費用が、比較的低く保たれる。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態によれば、第三のステップにおいて、酸洗液の液特性がセンサによって測定され、電磁場は、測定された液特性に応じて、前記沈殿物が溶解するように、および／または、前記沈殿物の形成が阻止されるように、時間および／または空間において変化し、液特性は、好ましくは、酸洗液の流れ方向、流速、導電性、表面張力、組成、および／または、イオン強度である。
【００３０】
本発明によれば、酸洗液の処理方法をさらに最適化するためにモニタおよび制御システムを提供することによって、使用者の便宜を向上させることが可能となる。
それによって、酸洗機器の寿命がさらに延長され、保守費用がさらに削減される。
これに加えて、特に、自動車業界向けの高強度および／または高級鋼材の生産費用が、比較的低く保たれる。
【００３１】
本発明の目的は、さらに、酸洗工程用の酸洗液を処理する処理装置により達成され、この処理装置は、磁石配列と、容器手段と、を含み、容器手段は、空洞を有し、磁石配列は、容器手段の空洞の中へと実質的に延びる電磁場を生成するべく構成され、処理装置は、空洞に供給された酸洗液を電磁場によって、珪素化合物により形成された沈殿物が溶解し、および／または、前記沈殿物の形成が阻止されるように処理するべく構成される。
【００３２】
本発明によれば、酸洗機器の寿命を延長し、保守費用を削減することが可能となる。
それによって、酸洗機器の寿命が、さらに延長され、保守費用は、更に削減される。
これに加えて、特に、自動車業界向けの高強度および／または高級鋼材の生産費用が、比較的低く保たれる。
【００３３】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、処理装置は、空洞に供給された酸洗液を電磁場によって、珪素化合物により形成される沈殿物が溶解し、および／または、前記沈殿物の形成が阻止されるように処理するようになされる。
これは、例えば、処理装置が、電磁場を、電磁場と沈殿物および／または珪素化合物が相互作用すると、珪素化合物により形成される沈殿物が溶解し、および／または、前記沈殿物の形成が阻止されるように調整するようになされた磁石配列を含むことを意味する。
【００３４】
本発明の好ましい実施形態によれば、容器手段は、空洞を少なくとも部分的に取り囲む壁を含み、磁石配列は、１つまたは複数の磁石装置を含み、１つまたは複数の磁石装置は壁に配置され、１つまたは複数の磁石装置は、容器手段の壁の内面に、容器手段の壁の外面に、容器手段の壁内に、および／または、空洞内の箱要素の中に設置され、磁石構配列の１つまたは複数の磁石装置は、好ましくは、永久磁石および／または電磁石であり、前記電磁石は、好ましくは、容器手段の周囲に巻かれた巻線スプールである。
【００３５】
本発明によれば、酸洗機器の酸洗および／または再生設備、例えば、酸洗浴タンクおよび／または配管にとって個別に最適化された、構成の異なる磁場を提供することが可能となり、処理装置は、酸洗液の処理方法のために位置付けられる。
【００３６】
本発明の好ましい実施形態によれば、１つまたは複数の磁石装置のうちの少なくとも２つの磁石装置は、縦方向に沿って直線状に、および／または空洞の周囲の、好ましくは、縦方向に実質的に平行な軸の周囲の円周に沿って配置され、前記少なくとも２つの磁石装置は、好ましくは、対向する壁上に対として配置される。
【００３７】
本発明によれば、均質な磁場を生成することが可能となり、磁力線は、実質的に平行である。
それによって、酸洗機器の寿命を延長し、保守費用を削減することが可能となる。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態によれば、処理装置は、制御手段、好ましくは、制御回路、および／またはセンサを含み、制御手段は、磁石配列を制御するべく構成され、および／またはセンサは、酸洗液の液特性を測定するべく構成され、好ましくは、制御手段は、センサによって測定された液特性に応じて、前記沈殿物が溶解するように、および／または前記沈殿物の形成が阻止されるように磁石配列を制御するべく構成される。
【００３９】
本発明によれば、信頼性の高いモニタおよび制御システムを提供することにより、使用者の便宜を改善することが可能となる。
さらに有利には、それによって、酸洗機器の寿命を延長し、保守費用を削減することが可能となる。
【００４０】
本発明の目的は、酸洗液中で珪素鋼材を酸洗するための酸洗機器によってさらに達成され、酸洗機器は、酸洗浴装置、酸再生装置、水洗装置、混合装置、濃縮装置、および／または配管を含み、酸洗機器は、本発明による１つまたは複数の処理装置を含み、１つまたは複数の処理装置のうちの１つの処理装置は、酸洗浴装置、酸再生装置、水洗装置、混合装置、濃縮装置、および／または配管の中、上、および／またはそこに配置される。
【００４１】
本発明によれば、酸洗機器の寿命を延長し、保守費用を削減することが可能となる。
好ましくは、珪素化合物が、珪素鋼材、例えば、工作物、シート、または鋼鉄条材を酸洗するために使用される塩酸浴に含まれる。
好ましくは、使用される浴は、濃縮後に再利用され、それに対し、酸洗機器の関連する酸洗および／または再生装置において異なる処理および再生ステップが実行され、酸洗および／または再生装置は、例えば、酸洗機器の酸洗浴装置、酸再生装置、水洗装置、混合装置、濃縮装置、および／または、配管である。
【００４２】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記処理装置の容器手段は、酸洗浴装置、酸再生装置、水洗装置、混合装置、濃縮装置、または、配管の一体部分である。
【００４３】
本発明によれば、酸洗機器の各種の酸洗および／または再生装置内で酸洗液を処理する装置を使用することが可能となり、酸洗液は、好ましくは、各種の酸洗および／または再生装置内に貯蔵され、および／または、そこを通じて輸送される。
好ましくは、装置を既存の酸洗機器の酸洗および／または再生装置に取り付けることにより、モジュール式システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による酸洗機器を概略的に示す。
【図２−８】本発明の各種の実施形態による処理装置を概略的に示す。
【図９】本発明のある実施形態による処理装置を概略的に示す。
【図１０−１１】本発明による酸洗液の処理中の粒子の経路を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明を具体的な実施形態に関して、特定の図面を参照しながら説明するが、本発明は、これに限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
説明されている図面は、概略的にすぎず、非限定的である。
図中、説明を目的として、要素のいくつかの大きさは、誇張され、正確な縮尺で描かれていないことがあり得る。
【００４６】
単数形の名詞を指す場合に不定冠詞または定冠詞、例えば、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」が使用さている場合、これは、別段のことわりがないかぎり、その名詞の複数形も含む。
【００４７】
さらに、本記載および特許請求の範囲内の第一の、第二の、第三のなどの用語は、同様の要素を区別するために使用されており、必ずしも逐次的または時系列的な順序を説明しているとはかぎらない。
そのように使用される用語は、適切な状況下では互換的であり、本明細書中で説明されている本発明の実施形態は、本明細書中で説明または例示されているもの以外の順番で実行可能であると理解するべきである。
【００４８】
図１は、本発明による酸洗機器１のある実施形態を概略的に示す。
酸洗機器１は、酸洗工程を実行するべく構成され、珪素鋼材３が、酸洗液４０中で酸洗される。
好ましくは、珪素鋼材３は、鋼鉄の条材、シート、またはその他の工作物である。
ここで、酸洗機器１は、１つまたは複数の酸洗および／または再生装置（１１、１２、１３、１４、１５、１６）、すなわち、酸洗浴装置１１、酸再生装置１２、水洗装置１３、混合装置１４、濃縮装置１５、イオン交換ループ装置１６、および／または、配管１１’、１２’、１３’、１３’’、１３’’’、１４’、１４’’、１５’、１５’’、１６’を含む。
ここで、珪素鋼材３は、酸洗液４０により酸洗され、これらは、両方とも酸洗浴装置１１、例えば、酸洗タンクに供給される。
酸洗液４０は、好ましくは、強酸、例えば、塩酸、フッ化水素酸、および／または硝酸もしくは硫酸、または、これらの混合物である。
したがって、酸洗液４０または廃酸洗液４０は、珪素化合物４１、および、酸洗液４０中に溶解しているその他の金属化合物４２、例えば、鉄化合物を含む。
これに加えて、酸洗機器は、この酸洗機器１に取り付けられた水洗装置１３と、酸再生装置１２および関連する蒸発システム１５または濃縮器１５を含む再生システムと、を含む。
珪素鋼材３の酸洗後、珪素化合物を含む酸洗液４０は、第一の体積流として配管１１’へと、また、配管１１’から、直接、または中間の別の装置（図示せず）を介して酸再生装置１２、例えば、熱加水分解反応器へと供給される。
任意選択により、第二の体積流が配管１３’’を介して、水洗装置１３から混合装置１４へと供給され、第二の体積流が試薬と混合されてもよい（矢印１４’’’で示される）。
任意選択により、金属塩を含む第三の体積流が、配管１４’を介して濃縮器１５に、および／または配管１４’’を介して、酸再生装置に供給される。
任意選択により、濃縮器１５の中で流れをできるだけ濃縮することにより、配管１５’’を介した酸再生装置１２への体積流れを小さく保つ。
さらに、イオン交換ループ装置１６が提供されることが好ましく、これは、配管１３’’’および１６’を介して水洗装置１３および／または水流１３’に接続される。
【００４９】
好ましい実施形態によれば、酸洗機器１は、本発明による１つまたは複数の処理装置２、２’、２’’を含む。
好ましくは、１つまたは複数の処理装置２、２’、２’’のうちの１つまたは複数の処理装置は、酸洗浴装置１１、酸再生装置１２、水洗装置１３、混合装置１４、濃縮装置１５、イオン交換ループ装置１６、および／または、配管（１１’、１２’、１３’、１３’’、１３’’’、１４’、１４’’、１５’、１５’’、１６’）の中、上、および／または、そこに配置される。
好ましくは、前記処理装置２、２’、２’’のうちの１つの装置の容器手段３０は、酸洗浴手段１１、酸再生装置１２、水洗装置１３、混合装置１４、濃縮装置１５、イオン交換ループ装置１６、および／または、配管（１１’、１２’、１３’、１３’’、１３’’’、１４’、１４’’、１５’、１５’’、１６’）の一体部分である。
【００５０】
図１に示される実施形態によれば、処理装置２は、酸洗浴装置１１の壁（３２、３２’）に、ここでは、外面３３’において（例えば図２参照）取り付けられ、別の処理装置２’は、配管１１’に配置され、また、別の処理装置２’’は、水洗装置１３の中に配置される（例えば、図６〜図８参照）。
【００５１】
図２は、本発明による処理装置２のある実施形態を概略的に示す。
処理装置２は、酸洗工程用の酸洗液４０を処理するように構成される。
処理装置２は、磁石配列２０と、容器手段３０と、を含む。
【００５２】
好ましくは、容器手段３０は、酸洗および／または再生装置１１、１２、１３、１４、１５、１６および／または酸洗および／または再生装置１１、１２、１３、１４、１５、１６の関連する配管１１’、１２’、１３’、１３’’、１３’’’、１４’、１４’’、１５’、１５’’、１６’の一体部分である。
容器手段３０は、空洞３００を有する。
ここで、空洞３００は、容器手段３０の壁３２により、少なくとも一方の面から取り囲まれ、壁３２は、例えば、酸洗および／または再生装置１１、１２、１３、１４、１５、例えば、酸洗浴タンク１１の、または、前記配管の関連する配管、例えば、配管１１’の側壁または底壁または上壁である。
ここで、壁３２は、主に、縦方向１０３、すなわち、Ｚ方向に実質的に平行な平面に沿って延びる。
さらに、Ｘ方向１０１およびＹ方向１０３が示されており、Ｘ方向１０１、Ｙ方向１０２、およびＺ方向１０３は、相互に直交する。
壁３２は、内面３３および外面３３’を有し、内面３３は、空洞３００と対向し、容器手段３０に供給される酸洗液４０と接触する。
ここで、酸洗液４０は、液中に珪素化合物４１が溶解しているように示されている。
珪素化合物は、例えば、珪酸塩を含む粒子である。
【００５３】
磁石配列２０は、電磁場２３を生成するべく構成され、これは、実質的に容器手段３０の空洞３００の中へと延びる。
処理装置２は、空洞３００に供給される酸洗液４０を電磁場２３によって、珪素化合物４１により形成される沈殿物４２が溶解し、および／または、前記沈殿物４２の形成が阻止されるように処理するべく構成される。
ここで、電磁場２３は、酸洗液４０を少なくとも壁３２のある領域において電磁場により処理できるように実質的に空洞３００の中へと延びるが、空洞３００を通って別の、例えば、対向する壁３２’（例えば図３参照）の別の領域へと延びていてもよい。
磁石配列２０は、ここでは、１つのみの磁石装置２１で示されているが、複数の磁石装置２１が容器手段３０に相応に配置されてもよい。
ここで、磁石装置２１は、磁石装置２１の筐体内に配置された永久磁石または電磁石を含む。
ここで、磁石装置は、第一の端２１’および第二の端２２’’を有し、磁石装置２１は、第一の端２１’に端面２２を有する。
ここで、第一の端２１’は、容器手段３０の壁３２と対向し、電磁場は、端面２２を通過して空洞３００へと至る。
好ましくは、壁３２および／または端面２２は、反磁性材料、プラスチック材料、銅材料、ガラス材料、またその他の材料を含む。
第一の代替案によれば、端面２２は、壁３２の一体部分、例えば、壁の窓様の、例えば、反磁性の部分、および／または磁石装置２１の一体部分、または、それら２つのうちの一方のみである。
【００５４】
図３は、本発明による装置２のある実施形態を概略的に示す。
ここで、処理装置２は、実質的に空洞３００を通って壁３２から対向する壁３２’へと延びる電磁場２３を生成するべく構成され、壁３２および対向する壁３２’は、好ましくは、酸洗機器１の酸洗および／または再生装置（１１、１２、１３、１４、１５、１６）または配管１１’、１２’、１３’、１３’’、１３’’’、１４’、１４’’、１５’、１５’’、１６’の配管の壁である。
ここで、容器手段３０は、好ましくは、円筒形の配管３０であり、壁３２および対向する壁３２’は、軸１０３’の周囲に配置された円筒形の壁３２、３２’の一部である。
ここで、容器手段３０および／または空洞３００は、主に、縦、すなわち、Ｚ方向１０３に平行な軸１０３’に沿って延びる。
【００５５】
磁石装置２１は、壁３２に配置され、別の磁石装置２１’は、第一の磁石装置２１と反対の対向する壁３２’に配置されて、２つの磁石装置２１、２１’により、均質な磁場２３が生成される。
好ましくは、２つの磁石装置２１、２１’は、交互の磁場方向を有する振動磁場を発生するべく構成された電磁石である。
好ましくは、振動振幅および／または振動周波数は、珪素化合物４１により形成される沈殿物４２が溶解し、および／または、前記沈殿物４２の形成が阻止されるように変化する。
ここで、例えば、沈殿物は、対向する壁３２’に堆積しているが、容器手段３０の何れの場所にあってもよく、それによって容器手段３０を閉塞させる。
ここで、電磁場による酸洗液４０の処理により、本発明の処理装置２および／または方法によって沈殿物が溶解し、および／または珪素化合物４１が沈殿して沈殿物４２になることが阻止される。
【００５６】
図４は、本発明による処理装置２のある実施形態を概略的に示す。
ここで、処理装置２は、制御手段２４を含み、制御手段２４は、磁石配列２０の磁石装置２１、２１’、２１’’、２１’’’を、例えば、磁石装置２１、２１’、２１’’、２１’’’に供給される電流信号および／またはその他の信号を制御することによって制御するべく構成される。
さらに、処理装置２は、センサ２５を含み、これは、容器手段３０の中に設置され、酸洗液４０の液特性を測定するべく構成される。
好ましくは、電磁場２３、２３’は、測定された液特性に応じて、前記沈殿物４２が溶解するように、および／または、前記沈殿物４２の形成が阻止されるように、時間および／または空間において変化する。
特に、液特性は、酸洗液４０の流れ方向１０３’’（例えば、図９および図１０参照）、流速、導電性、表面張力、組成、および／または、イオン強度である。
制御手段２４および／またはセンサ手段２５は、好ましくは、装置２１の筐体内にしっかりと取り付けられ、および／または酸洗機器１の中央モニタおよび制御ユニットと無線または有線通信リンクを介して通信するべく構成される。
【００５７】
図４に示される実施形態による磁石配列２０は、第一の対の磁石装置２１、２１’と、第二の対の磁石装置２１’’、２１’’’とを含み、両方の対の磁石装置２１、２１’、２１’’、２１’’’は、縦方向、すなわち、Ｚ軸に平行な直線に沿った行に配列されるのが好ましい。
ここで、第一の対の磁石装置２１、２１’は、第一の、好ましくは、均質な電磁場２３を発生するべく構成され、第二の対の磁石装置２１’’、２１’’’は、第二の、好ましくは均質な電磁場２３’を発生するべく構成される。
好ましくは、第一および第二の電磁場２３、２３’は、位相がずれた状態で、好ましくは相互に反対の位相で振動する。
【００５８】
図５は、本発明による装置２のある実施形態を概略的に示す。
この実施形態によれば、１つまたは複数の磁石装置２１，２１’、２１’’、２１’’’、ここでは、前記１つまたは複数の磁石装置の第一の対２１、２１’および第二の対２１’’、２１’’’は、容器手段３０の壁３２に、ここでは、特に、酸洗機器１の配管３０に配置される。
ここで、前記１つまたは複数の磁石装置２１、２１’、２１’’、２１’’’は、Ｚ方向１０３に実質的に垂直および／または好ましくは配管３０の断面に平行な横方向の平面１００内において軸１０３’の周囲に沿って円周上に配置される。
本発明によれば、前記磁石装置２１、２１’、２１’’、２１’’’は、酸洗液４０の共振脈動が電磁場２３、２３’によって発生されるように、および／または、酸洗液４０の流れが電磁場２３、２３’により変化するように、配置される。
好ましくは、酸洗液４０は、ある流速で軸１０３’に平行な流れ方向１０３’’に流れ、装置は、この流れ方向を好ましくは９０度転換して壁に向かわせ、および／または１８０度転換して流れ方向１０３’’に逆平行の方向に向かわせるべく構成される。
【００５９】
図６は、本発明による処理装置２のある実施形態を概略的に示し、磁石装置２１は、容器手段３０内の壁３２の内面３３に配置される。
このように、処理装置２を容器手段３０の中に配置することは、容器手段３０の壁３２が、例えば、１０，０００のオーダの比較的高い電磁透過性を有する強磁性材料である時に好ましい。
【００６０】
図７および図８は、本発明による処理装置２の実施形態を概略的に示し、これは、図１〜図５に示された実施形態に実質的に対応する。
ここで、磁石装置２１、２１’は、壁３２および／または対向する壁３２’の中および／または、容器手段３０の中に設置された箱要素３４、好ましくは、気密状態に密閉された箱要素３４の中に配置される。
好ましくは、磁石装置２１、２１’は、プラグ式接続を通じて、外面３３’から取り外し可能であり、これによって、保守作業が軽減される。
【００６１】
図９は、本発明による処理装置２のある実施形態を概略的に示す。
ここで、磁石配列２０は、１つまたは複数の、ここでは配管３０の軸１０３’に沿って配置された２つの磁石装置２１、２１’を含み、前記１つまたは複数の磁石装置２１、２１’は、電磁石、好ましくは、配管３０の周囲に巻かれた巻線スプールである。
これによって、有利には、配管の軸１０３’および／または流れ方向に実質的に平行な均質な電磁場２３、２３’を生成することが可能となる。
有利には、本発明によれば、本発明による各種の実施形態の様々な組合せによって、磁石配列２０が、電磁場を、酸洗液４０が電磁場２３、２３’によって処理されて、珪素化合物４１により形成される沈殿物４２が溶解し、および／または前記沈殿物４２の形成が阻止されるように発生させるべく構成されることが可能となる。
【００６２】
図１０は、本発明による酸洗液４０の処理中の、好ましくは、磁化された粒子４１、４１’の経路を概略的に示す。
この例によれば、珪素化合物４１は、負に帯電し、対イオン４１’、例えば、金属化合物対イオン４１’は正に帯電している。
ここで、第一の電磁場２３および第二の電磁場２３’は、実質的に逆平行方向に向く磁力線を含む。
酸洗液４０は、ある流速で容器手段３０を通って流れ方向１０３’’へと流れ、この流れ方向は、壁３２の延びる主な方向に実質的に平行で、および／または、配管３０の軸１０３’に実質的に平行である。
ここで、珪素化合物４１および対イオン４１’は、別の、好ましくは、実質的に正弦曲線状の経路４３、４３’上を移動し、それによって、珪素化合物４１および対イオン４１’は、それが容器手段３０に沿って通過する間に相互に離れ（矢印３０２で示される）、再び相互に衝突する（矢印３０１で示される）。
このようにして、有利には、珪素化合物４１および金属化合物４１’の壁３２、３２’へと向かう流れを発生させることが可能となる。
さらに、電磁場２３、２３’は、時間において変化して、同様の効果を生じさせてもよい。
図１１は、本発明による酸洗液４０の処理中の、好ましくは、磁化された粒子４１、４１’の経路を概略的に示しており、珪素化合物４１および対イオン４２は、流れ方向１０３’’に沿ったその通過中に相互から常に離れている。
本発明によれば、第三のステップにおいて、酸洗液４０が不均質な電磁場２３、２３’によって処理されることが好ましく、電磁力は、不均質な電磁場によって磁化された粒子４１、４１’にかけられ、磁化された粒子４１、４１’に加えられる電磁力に応じて、珪素化合物４１により形成される沈殿物４２は、溶解し、および／または、前記沈殿物４２の形成が抑制される。
【符号の説明】
【００６３】
１  ・・・酸洗機器
２、２’、２’’・・・装置
３  ・・・珪素鋼材
１１  ・・・酸洗浴装置
１１’・・・配管
１２  ・・・酸再生装置
１２’・・・配管
１３  ・・・水洗装置
１３’、１３’’、１３’’’・・・配管
１４  ・・・混合装置
１４’、１４’’・・・配管
１５  ・・・濃縮装置
１５’、１５’’・・・配管
１６  ・・・イオン交換ループ装置
１６’・・・配管
２０  ・・・磁石配列
２１、２１’、２１’’、２１’’・・・磁石装置
２２  ・・・端面
２２’・・・第一の端
２２’’・・・第二の端
２３、２３’・・・電磁場
２４  ・・・制御手段
２５  ・・・センサ
３０  ・・・容器手段
３２、３２’・・・壁
３３  ・・・内面
３３’・・・外面
３４  ・・・箱要素
４０  ・・・酸洗液
４１  ・・・珪素化合物／珪素化合物イオン
４１’・・・対イオン
４２  ・・・沈殿物
４３  ・・・第一の経路
４３’・・・第二の経路
１００  ・・・横方向の平面
１０１  ・・・Ｘ方向
１０２  ・・・Ｙ方向
１０３  ・・・Ｚ方向／縦方向
１０３’・・・軸
１０３’’・・・流れ方向
３００  ・・・空洞
３０１  ・・・衝突
３０２  ・・・分離
【図１】
2016534229.tif 000003
【図２】
2016534229.tif 000004
【図３】
2016534229.tif 000005
【図４】
2016534229.tif 000006
【図５】
2016534229.tif 000007
【図６】
2016534229.tif 000008
【図７】
2016534229.tif 000009
【図８】
2016534229.tif 000010
【図９】
2016534229.tif 000011
【図１０】
2016534229.tif 000012
【図１１】
2016534229.tif 000013
【国際調査報告】
2016534229.tif 000014
2016534229.tif 000015
2016534229.tif 000016