JP6052208B2

JP6052208B2 - 鋼帯の連続式酸洗装置および鋼帯の製造方法

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Publication number: JP6052208B2
Application number: JP2014043845A
Authority: JP
Inventors: 雅史森枝
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2034-03-06
Also published as: JP2015168843A

Description

本発明は、鋼帯を連続的に酸洗する連続式酸洗装置に関するものである。

冷間圧延鋼板や珪素鋼板などの鋼帯の表面スケールを除去するために、鋼帯を連続的に酸洗する連続式酸洗装置が用いられている。

図６は、その続式酸洗装置の基本的な構成を示すものである。図６に示すように、連続式酸洗装置１０は、酸洗液（酸液）２が満たされた酸洗槽６を備えており、酸洗槽６は複数のダム１により鋼帯３の進行方向ｄ１に分割されている（ここでは、酸洗槽６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの４個に分割）。そして、酸洗によって消耗した酸液２を補給するために、ダム１の高さを鋼帯進行方向ｄ１に向かって順に高くし、酸液を鋼帯進行方向ｄ１とは逆に、鋼帯３の出口側から順次各ダム１をオーバーフローさせて鋼帯進行方向ｄ１上流側の酸洗槽に供給している（ここでは、酸洗槽６ｄ→６ｃ→６ｂ→６ａの順）。

このような連続式酸洗装置１０においては、通常、酸液２として、硫酸、塩酸などの希釈液が用いられ、酸洗効率を上げるために、その温度を８０〜９０℃程度に保っている。

そして、酸液２を昇温保持するために、図３に示すように、蒸気パイプ７により直接蒸気を酸液２中に投入したり、図４、図５に示すように、蒸気を用いた側面設置型の熱交換器８もしくは底面設置型の熱交換器５を設置したりしている（例えば、特許文献１、特許文献２）。

なお、図５に示した底面設置型熱交換器５においては、鋼帯３と側面設置型熱交換器５の接触を防止するために、上端が底面設置型熱交換器５の上端より高くかつ酸液２の液面より低い保護ダム９を設置している。

ただし、図３に示した蒸気パイプ７による方法は、蒸気を直接酸液２中に投入するため、図４、図５に示した側面設置型熱交換器８や底面設置型熱交換器５に比べて廃液が増加するという欠点がある。

また、図４に示した側面設置型熱交換器８は、耐酸性の樹脂チューブなどを用いて熱交換を行うため廃液の増加は無いが、酸洗槽６の側面からの張り出し寸法が蒸気パイプでは８０ｍｍ程度で有るのに比べ２５０ｍｍ程度が必要であり、鋼帯３の蛇行などによって熱交換器８を破損する事故が多く発生し、維持管理に多大の費用を要すると共に操業に悪影響を与えている。

これに対して、図５に示した底面設置型熱交換器５は、酸洗槽６の側面には酸洗槽６の底面に位置する底面設置型熱交換器５へ蒸気を導くチューブを配するのみであるので、酸洗槽６の側面からの張り出し寸法は蒸気パイプ７と同等の８０ｍｍ程度とすることができるため、鋼帯３の蛇行による熱交換器５の破損が発生しにくい。

このように、図５に示した底面設置型熱交換器５を設置する方法は、図３に示した蒸気パイプ７により直接蒸気を投入する方法や図４に示した側面設置型熱交換器８を設置する方法に比べて優れている。

しかし、底面設置型熱交換器５を設置する方法は、操業異常時等の鋼帯３の張力低下時に鋼帯３の高さ位置が下がることで底面設置型熱交換器５と接触する可能性がある。そのため、上述したように、上端が底面設置型熱交換器５の上端より高くかつ酸液２の液面より低い保護ダム９を設置して鋼帯３の接触を防いでいるが、鋼帯３の随伴流がダム１に衝突した際に発生する下方への酸液２の流れが保護ダム９により底面設置型熱交換器５周辺で滞り、酸洗により除去されたスケールが底面設置型熱交換器５に堆積して、底面設置型熱交換器５の性能が低下する等といった問題がある。

これに対して、酸液の流れの滞留および熱交換器の損傷への対策として、特許文献３では、上端が酸液の液面より高くかつ開口部を備えた邪魔壁をダムの前に設け、その邪魔壁とダムの間に熱交換器を設置することによって、邪魔壁の開口部によって酸液の流れの滞留を回避しながら、邪魔壁により熱交換器と鋼帯の接触を防止するようにしている。

また、堆積したスケールによる熱交換器の性能低下等の対策として、特許文献４では、熱交換器に圧縮空気または酸液を吹き付けることによって、熱交換器に堆積したスケールを洗い流すようにしている。

実開昭６１−１０２３０８号公報実開昭６２−１０６９６５号公報実開昭６４−３７４６９号公報特開２００３−２１３４６６号公報

上述したように、鋼帯の連続式酸洗装置において、酸洗槽の底面に熱交換器を設置し、その熱交換器と鋼帯が接触するのを防止すために保護ダムを設置した場合、その保護ダムにより熱交換器周辺の酸液の流れが滞り、酸洗により除去されたスケールが堆積するという問題がある。

この対策として、特許文献３のように、上端が酸液の液面より高くかつ開口部を備えた邪魔壁をダムの前に設け、その邪魔壁とダムの間に熱交換器を設置することによって、酸液の流れの滞留を回避しながら、邪魔壁により熱交換器と鋼帯の接触を防止することや、特許文献４のように、熱交換器に圧縮空気や酸液を吹き付けることによって、熱交換器に付着したスケールを洗い流すことが考えられる。

しかしながら、特許文献３のように、上端が酸液の液面より高い邪魔壁をダムの前に設けた場合、構造上、ダムの前で鋼帯が酸液中から露出するため、邪魔壁を設置しない場合に比べて鋼帯の酸液通過長さが減少し、酸洗効率が悪化するという問題がある。

また、特許文献４のように、熱交換器に圧縮空気や酸液を吹き付けた場合、圧縮空気分の原単位の悪化や鋼帯への気泡の付着による酸洗ムラの発生という問題や、吹き付け用ポンプなどが必要となり、設備の維持管理に多大な労力と費用がかかるという問題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、鋼帯の連続式酸洗装置において、酸洗槽の底面に熱交換器を設置した場合に、酸洗効率の悪化や設備維持管理の煩雑化を招くことなく、熱交換器と鋼帯の接触防止と熱交換器へのスケールの堆積抑止を効率的に行うことができる、鋼帯の連続式酸洗装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］鋼帯を連続的に酸洗する連続式酸洗装置であって、ダムにより鋼帯進行方向に分割された酸洗槽と、前記酸洗槽の底面に設置された熱交換器と、前記ダムとで前記熱交換器を挟み込むように設置された保護ダムとを備え、
前記保護ダムは、上端が前記熱交換器の上端より高くかつ前記酸洗槽内の酸液の液面より低くなっているとともに、酸液が通過可能なスリットを有するスリット構造付き保護ダムであることを特徴とする鋼帯の連続式酸洗装置。

［２］前記［１］に記載の鋼帯の連続式酸洗装置を用いて鋼帯を連続的に酸洗することにより、鋼帯を製造することを特徴とする鋼帯の製造方法。

本発明では、鋼帯の連続式酸洗装置において、酸洗槽の底面に熱交換器を設置した場合に、前記熱交換器を保護する保護ダムとして、上端が前記熱交換器の上端より高くかつ前記酸洗槽内の酸液の液面より低くなっているとともに、酸液が通過可能なスリットを有するスリット構造付き保護ダムを備えるようにしているので、鋼帯が酸液中から露出することがほぼ無いため、操業異常時等の鋼帯の張力低下時に鋼帯の高さ位置が下った場合でも、酸洗効率の悪化を招くことなく、熱交換器と鋼帯の接触を防止できるとともに、鋼帯の随伴流がダムに衝突した際に発生する下方への酸液の流れがスリット内を通るため、ダムとで保護ダムで挟み込まれた熱交換器周辺の酸液の流れを速めることになり、設備維持管理の煩雑化を招くことなく、熱交換器へのスケールの堆積が抑止できる。

すなわち、本発明によって、酸洗効率の悪化や設備維持管理の煩雑化を招くことなく、熱交換器と鋼帯の接触防止と熱交換器へのスケールの堆積抑止を効率的に行うことができる。

本発明の一実施形態を示す側面図である。図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。従来技術を示す図である。従来技術を示す図である。従来技術を示す図である。鋼帯の連続式酸洗装置の基本的な構成を示す図である。

本発明一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明一実施形態における鋼帯の連続式酸洗装置１０Ａを示す側面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

まず、本発明一実施形態における鋼帯の連続式酸洗装置１０Ａの基本的な構成は、前述した図６に示した連続式酸洗装置１０と同様である。

すなわち、この実施形態における連続式酸洗装置１０Ａは、酸洗液（酸液）２が満たされた酸洗槽６を備えており、酸洗槽６は複数のダム１により鋼帯３の進行方向ｄ１に分割されている。そして、酸洗によって消耗した酸液２を補給するために、ダム１の高さを鋼帯進行方向ｄ１に向かって順に高くし、酸液を鋼帯進行方向ｄ１とは逆に、鋼帯３の出口側から順次各ダム１をオーバーフローさせて、鋼帯進行方向ｄ１上流側の酸洗槽に供給している。

そして、図１は、鋼帯進行方向ｄ１に分割されている酸洗槽６の一部分を抽出して示した図である。

図１、図２に示すように、この連続式酸洗装置１０Ａは、ダム１の鋼帯進行方向ｄ１上流側に近接して、酸洗槽６の底面に底面設置型熱交換器５が設置されており、さらに、その底面設置型熱交換器５を保護するための保護ダム４が底面設置型熱交換器５をダム１とで挟み込むように設置されている。

そして、この保護ダム４は、上端が底面設置型熱交換器５の上端より高くかつ酸洗槽６内の酸液２の液面より低くなっているとともに、酸液２が通過可能なスリット４ａを有するスリット構造付き保護ダム４となっている。

これにより、この連続式酸洗装置１０Ａにおいては、スリット構造付き保護ダム４の上端が底面設置型熱交換器５の上端より高くかつ酸洗槽６内の酸液２の液面より低くなっているので、鋼帯３が酸液２中から露出することがほぼ無いため、操業異常時等の鋼帯３の張力低下時に鋼帯３の高さ位置が下った場合でも、酸洗効率の悪化を招くことなく、底面設置型熱交換器５と鋼帯３の接触を防止することができる。

また、鋼帯３周辺で随伴流ｆ１が発生し、その随伴流ｆ１がダム１と衝突した際に下部への流れｆ２が発生した場合に、その下部への流れｆ２がスリット構造付き保護ダム４のスリット４ａを通過するため、ダム１とスリット構造付き保護ダム４で挟み込まれた底面設置型熱交換器５周辺の酸液２の流れを速めることになり、設備維持管理の煩雑化を招くことなく、底面設置型熱交換器５へのスケールの堆積を抑止することができる。

すなわち、この実施形態においては、酸洗効率の悪化や設備維持管理の煩雑化を招くことなく、底面設置型熱交換器５と鋼帯３の接触防止と底面設置型熱交換器５へのスケールの堆積抑止を効率的に行うことができる。

図５に示した従来技術による連続式酸洗装置を用いた場合は、３ヶ月程度の使用で、底面設置型熱交換器５へのスケールの堆積によって、熱交換効率の低下や、偏熱の発生による底面設置型熱交換器５の変形・損傷が生じていた。そのため、しばしば、底面設置型熱交換器５の交換等が必要になっていた。

これに対して、上記の本発明の一実施形態における連続式酸洗装置を用いた場合は、６ヶ月間の使用でも、底面設置型熱交換器５へのスケールの堆積が抑止され、熱交換効率の低下や、偏熱の発生による底面設置型熱交換器５の変形・損傷は生じなかった。

このように、本発明の連続式酸洗装置を用いることにより、酸洗効率の悪化や設備維持管理の煩雑化を招くことなく、熱交換器と鋼帯の接触防止と熱交換器へのスケールの堆積抑止を効率的に行うことができる。

１ダム
２酸液
３鋼帯
４スリット構造付き保護ダム
４ａスリット
５底面設置型熱交換器
６酸洗槽
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ酸洗槽
７蒸気パイプ
８側面設置型熱交換器
９保護ダム
１０連続式酸洗装置
１０Ａ連続式酸洗装置
ｄ１鋼帯進行方向
ｆ１鋼帯の随伴流
ｆ２随伴流がダムに衝突して発生する下方向への流れ

Claims

鋼帯を連続的に酸洗する連続式酸洗装置であって、ダムにより鋼帯進行方向に分割された酸洗槽と、前記酸洗槽の底面に設置された熱交換器と、前記ダムとで前記熱交換器を挟み込むように設置された保護ダムとを備え、
前記熱交換器は、前記ダムに近接して鋼帯進行方向上流側にのみ設置されており、前記保護ダムは、上端が前記熱交換器の上端より高くかつ前記酸洗槽内の酸液の液面より低くなっているとともに、酸液が通過可能なスリットを有するスリット構造付き保護ダムであることによって、前記熱交換器と前記鋼帯との接触防止と前記熱交換器へのスケールの堆積抑止を行うことを特徴とする鋼帯の連続式酸洗装置。
請求項１に記載の鋼帯の連続式酸洗装置を用いて鋼帯を連続的に酸洗することにより、鋼帯を製造することを特徴とする鋼帯の製造方法。