JPH04191386A

JPH04191386A - 鋼帯の脱スケール方法

Info

Publication number: JPH04191386A
Application number: JP32450590A
Authority: JP
Inventors: Genichi Ishibashi; 源一石橋; Masaharu Ikeda; 池田　雅晴; Kuniaki Sato; 邦昭佐藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1992-07-09
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JP2588995B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、フェライト系ステンレス鋼帯の脱スケール方
法に係り、特にバッチ焼鈍を施した後の鋼帯表面の脱ス
ケール効率を改善した鋼帯の脱スケール方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、ステンレス鋼帯は普通鋼と比較して加工硬化し易
く、冷間圧延での負荷を軽減するために熱間圧延後に焼
鈍処理を行っている。

特に、フェライト系ステンレス鋼帯は、オーステナイト
系ステンレス鋼帯の場合と異なり、長時間の焼鈍を必要
とするためバッチ焼鈍か行われる。

そこでフェライト系ステンレス鋼帯の場合には、バッチ
式のベル型焼鈍炉を用いて、Ｈ２４％、Ｎ２９６％の雰
囲気中で、６０〜８０時間の焼鈍か行われる。この時、
熱間圧延時に前記ステンレス鋼帯表面に生じた厚さ５μ
ｍ程度の酸化スケールは、還元性雰囲気ガス中に微量に
存在するＨ　２０により更に酸化が進行し、その厚さか
ｌＯ〜１５μｍ程度の緻密な酸化スケール層に成長する
。この酸化スケールは、普通鋼帯の表面に生成する酸化
スケールと比べ、その除去か極めて困難であることから
、ショツトブラスト等の機械的脱スケールと複数の酸洗
槽による酸洗が必要となり、ＡＰライン（Ａｎｎｅａｌ
ｉｎｇ　　ａｎｄ　　Ｐｉｃｋｌｉｎｇ　　Ｌｉｎｅ）
を利用して酸化スケールの除去を行っている。

更に、このステンレス鋼帯の脱スケール工程ては、前記
醒洗を行う際に、濃度か２０　ｗ　ｔ％程度の高濃度な
硫酸、硝弗酸（硝酸と弗酸との混酸）及び硝酸等の強酸
か必要であり、しかも長時間の処理か要請されていた。

このため、脱スケール工程か律速段階となり、脱スケー
ルに時間かかかり、生産性を向上することかできない等
の問題かあっ／こ。

また、ショットプラスト工程ては、ショット粒により鋼
帯表面に凹凸か形成され、当該鋼帯の表面粗度か大きく
なり、更に、酸洗工程て硝弗酸を使用すると、当該鋼帯
の表面か肌荒れし、表面粗度か悪化するという問題もあ
った。

そして、鋼帯の表面に凹凸か存在すると、次工程の冷間
圧延において、当該鋼帯表面の凸部か倒れてかぶさりが
発生し、キラキラ傷か発生する原因となるという問題か
あった。

そこで、このような問題を解決するために、当該問題の
主原因となる脱スケール工程の軽減を図る従来例として
、特開昭５４−９３６２０号及び特開昭５５−４７３２
８号か知られている。

特開昭５４　９３６２０号に記載されている従来例は、
冷間圧延鋼板コイルを箱型焼鈍する際、当該焼鈍前にア
ルカリ金属の化合物、アルカリ土類金属の化合物及びほ
う酸の酸素化合物のうち少なくとも１つを主体とする薬
剤を前記鋼板コイルに付着してから焼鈍し、酸化スケー
ルと前記化合物を反応させ、当該酸化スケールを除去し
易くすることで脱スケール工程の軽減を図っている。

一方、特開昭５５−４７３１８号に記載されている従来
例は、ＣｒをｌＯ％以ト含有するＣｒ系ステンレス鋼材
料を塩化鉄水溶液中に浸漬もしくは塗布した後に当該Ｃ
ｒ系ステンレス鋼材料を焼鈍することて、当該Ｃｒ系ス
テンレス鋼の熱処理時に形成される酸化スケールをその
後の酸洗工程で容易に除去可能とし、脱スケール工程の
軽減を図っている。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしなから、特開昭５４−９３６２０号に記載されて
いる従来例は、冷間圧延鋼板コイルに塗布するアルカリ
又はアルカリ土類金属の化合物は、−船釣に融点か高い
ため、特に、フェライト系ステンレス鋼帯の焼鈍温度（
６００〜９００°Ｃ）においては、前記化合物か鋼帯表
面上て安定した固体として存在してしまい、酸化スケー
ルとの反応か進行しにくい。そして、前記化合物か前記
鋼帯表面に付着しているたけては、当該酸化スケールと
の反応効率が非常に悪い。このため、脱スケールの軽減
を十分に図ることかできないという課題かあった。

また、特開昭５５−４７３１８号に記載されている従来
例は、Ｃｒ系ステンレス鋼材料を塩化鉄水溶液中に浸漬
もしくは塗布した後に焼鈍するため、熱間圧延後、コイ
ル状のままバッチ焼鈍されるフェライト系ステンレス鋼
帯の表面に、前記溶液をコイル全長に渡り均等に塗布す
ることは非常に困難である。この結果、脱スケールか十
分出来ないという課題かあった。

そこで本発明は、このような課題を解決するために、脱
スケールの向上を図り、もって脱スケール後の鋼帯の表
面性状を向上し、さらには表面性状か良好なフェライト
系ステンレス鋼帯の生産性を向上する脱スケール方法を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

そこで、このような目的を達成することにより前記課題
を解決するために、本発明は、フェライト系ステンレス
鋼帯表面の酸化スケールを除去する鋼帯の脱スケール方
法において、バッチ焼鈍を施した後の前記鋼帯表面に形
成された酸化スケール中にＡｌ，Ｆｅ、Ｍｎ及びＺｎ元
素のうち少なくとも一つとハロゲン元素とからなる塩の
溶液を浸透させ次いで加熱した後、脱スケールすること
を特徴とするものである。

〔作用〕この発明に係わる鋼帯の脱スケール方法によれば、フェ
ライト系ステンレス鋼帯のバッチ焼鈍後であれば、Ａ−
ｊ？、　　Ｆｅ、　Ｍｎ及びＺｎ元素のうち少なくとも
一つとハロケン元素とからなる塩溶液を、フェライト系
ステンレス鋼帯コイルを例えば巻き戻す際に塗布する等
して、前記熱間圧延及び焼鈍中に当該鋼帯表面に生じた
全ての酸化スケール層中に、毛細管現象により鋼帯の地
鉄部に至るまで浸透させることか可能となる。

次いで、前記溶液が塗布された鋼帯を脱スケールする前
に、当該溶液に含有される塩の融点以上の温度（３００
〜５００’Ｃ以上）でフェライト系ステンレス鋼帯を熱
処理することにより、酸化スケールと塩の溶融物との反
応効率が向上し脱スケールし易くなる。

即ち、前記熱処理により、前記酸化スケール層中に浸透
した前記溶液中の水分が、先ず１００°Ｃにおいて蒸発
して当該溶液は塩の固形物となる。

そして、前記固形物の融点は、アルカリ土類金属等の融
点に比べ非常に低いため、当該固形物は２００〜３００
°Ｃ前後の非常に低い温度で溶融状態となり、酸化スケ
ール中に密に拡散していく。この時塩の溶融温度か低い
ため、塩溶液浸透後の加熱に必要なエネルギーを節約す
ることかてき経済的である。次いで、前記鋼帯か３００
〜５００°Ｃまて加熱されると、前記溶融した固形物と
前記酸化スケールとの間に個−液反応か生じる。

この個−液反応により、前記熱間圧延工程及びバッチ焼
鈍工程中に前記フェライト系ステンレス鋼帯表面に発生
したスピネル構造を有する非常に強固な酸化スケール、
例えば、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＦｅＣｒ２Ｏ４等は
、不定形で非常に機械的強度の弱いＣｒ、Ｆｅのハロゲ
ン化物に変化する。このため、特に、ステンレス鋼帯の
脱スケール工程に必要不可欠てあったショツトブラスト
及び硝弗酸による酸洗処理を省略しても簡単に前記鋼帯
表面から前記酸化スケールを除去できる。

この結果、ショツトブラスト、硝弗酸での酸洗処理によ
り生じていた鋼帯表面の品質低下を防ぐことかてき、特
にステンレス鋼帯に最も重要な表面粗度か大幅に改善さ
れたフェライト系ステンレス鋼帯を提供することがてき
る。また、脱スケール効率を向上できるため、生産性か
向上し、さらに、作業環境も改善することかできる。

また、鋼帯への前記溶液の塗布・浸透は、既設のＡＰラ
インを利用すれば良く、さらに当該溶液塗布後の鋼帯の
熱処理もＡＰラインで直火雰囲気で行えるため、経済的
である。ここで、前記溶液を当該鋼帯の地鉄部に至るま
で浸透させているため、前記熱処理中に、前記溶融状態
となった固形物か当該鋼帯の酸化スケール層中に密に拡
散する。

このため、前記熱処理中に使用する雰囲気ガス中の酸化
性成分（０□、Ｈ２Ｏ，Ｃｏ□）か当該鋼帯の地鉄部に
まで進入することは物理的に不可能であり、新たに酸化
スケールか成長することはない。

〔実施例〕

次に、図面に従って本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る脱スケールラインの構
成図であり、第２図はこのラインの途中に設置された塩
溶液塗布・浸透装置の構成図である。

第１図に示すラインの開始点には、熱間圧延後バッチ焼
鈍したフェライト系ステンレス鋼帯（以下、ステンレス
鋼帯）Ｓかペイオフリール１に巻回されている。この巻
回されたステンレス鋼帯Ｓは、既存のＡＰラインの開始
点に配置され、この開始点において巻き戻されて入側シ
ャー２により先端部又は後端部か切断される。この時、
ウエルダ３において、その後段のステンレス鋼帯の先端
部が前段のステンレス鋼帯の後端部と溶接されて、連続
脱スケールか行われる。

ステンレス鋼帯Ｓは、入側ルーパ４を経て、溶液塗布・
浸透装置２１に搬送される。この溶液塗布・浸透装置２
１においては、第２図に示すように、入側案内ロール２
５Ａにより案内されたステンレス鋼帯Ｓをタンク２２内
のＡＡ、Ｆｅ、Ｍｎ及びＺｎ元素のうち少なくとも一つ
とハロゲン元素とからなる塩溶液（以下、単に「塩溶液
」という）２３中に浸漬しなから、ステンレス鋼帯Ｓを
上下一対の加圧ロール２４Ａ、８間で加圧する。

第３図はこの加圧後のステンレス鋼帯Ｓの表層部の性状
の拡大図であり、この第３図に示すように、ステンレス
鋼帯Ｓの地鉄部に至るまで、塩溶液２３を表面酸化スケ
ール５０中に浸透させる。

ここて、加圧により表面酸化スケール５ｏには亀裂５２
が生じ、塩溶液２３はこの亀裂５２を介して、毛細管現
象により、ステンレス鋼帯Ｓの素地のダル目部分５１ま
て浸透することになる。

その後、ステンレス鋼帯Ｓは、出側案内ロール２５Ｂを
経てＡＰラインでは焼鈍炉５を構成する加熱部６に送ら
れ、燃焼ガス雰囲気で塩の融点を越える３００〜５００
°Ｃ以上の温度で熱処理される。ここて、酸化スケール
５０中に浸透している塩溶液２３の水分か、先ず１００
°Ｃにおいて蒸発し、塩か固形状になる。さらに加熱温
度か上がると固形物は溶融し、酸化スケール５０中に密
に拡散していき、酸化スケール５０との間で、個−液反
応か進行し、機械的強度か弱い反応生成物（塩化物）が
生じる。次いで、ステンレス鋼帯Ｓは冷却部７に送られ
、所定温度まで冷却される。

その後、ステンレス鋼帯Ｓは酸化スケール除去装置３１
に送られる。この装置は第４図に示すように、ステンレ
ス鋼帯Ｓの表面の反応生成物３３を除去するために直列
に上下２組の研削ブラシ３２か対向配置されている。こ
の研削ブラン３２か、前記ステンレス鋼帯Ｓの進行方向
に対向して回転することより生じる研削ブラシ３２の研
削力により、当該ステンレス鋼帯Ｓから前記反応生成物
３３を除去し、除去された当該反応生成物３３は水スプ
レーノズル３４により洗い流され、除去装置３１の下端
に設置された排出配管３５から排出される。このように
、前記反応生成物３３を研削フラジ３２の研削力により
ステンレス鋼帯Ｓから簡単に除去することかできる。こ
のため、ショツトブラストの必要か無い。

次いで、表面が美麗な金属光沢及び白色度を呈するステ
ンレス鋼帯を得るための表面処理を行う目的で、ステン
レス鋼帯Ｓは、酸洗［４１に搬送され、硫酸、塩酸等の
硝弗酸以外の酸により鋼帯Ｓ表面に微量残存する塩化物
（反応生成物）を酸洗し、その後、硝酸槽４２に搬送さ
れ、仕上げ酸洗、不動態処理が施される。この時、酸洗
層４１てステンレス鋼帯Ｓを酸洗する際、硝弗酸を使用
しないため、ステンレス鋼帯Ｓの地鉄部表面か浸食され
ることはない。

次に、ステンレス鋼帯Ｓは、洗浄装置Ｉ２、ドライアＩ
３を通過し、出側ルーパ１４を経て分割シャー１５にて
所定寸法に切断されてテンションリールＩ６に巻き取ら
れる。

このように、以上の実施例では、ステンレス鋼帯をバッ
チ焼鈍した後巻き戻しなから塩溶液を塗布しているため
、表裏面の酸化スケールの全面に塩溶液を十分塗布する
ことかできる。この結果、脱スケール効率を大幅に向上
することかできる。

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。

第１図に示すＡＰラインを使用して、ステンレス鋼帯（
ＳＵＳ４３０；板厚４．０ｖｕｎ、ｔｆｉ輻１５００１
ｎｆｆｌ）の脱スケールを第１表記載の溶液を使用して
行った。また、第２表に示す各設備の出側で、脱スケー
ル状況を調査し面積率で表現した。この結果を第２表に
示す。

熱間圧延後、バッチ焼鈍したステンレス鋼帯を溶液塗布
・浸透装置２１に搬送し、第１表に示す成分の塩溶液を
ハツチ焼鈍後の鋼帯表面に塗布した後、加熱部６に搬送
した（鋼帯Ａ〜Ｅ）。尚、加熱部６の温度は、塩か溶融
して前記ステンレス鋼帯の酸化スケールと個−液反応を
促進するために、第１表に示すような温度とした。

第　　１　　表次いで、加熱部６を出た鋼帯は、冷却部７に搬送され、
その後、酸化スケール除去装置３１に至り、研削ブラシ
３２を２バス通過させた後、酸洗槽４Ｉに搬送されてＨ
２ＳＯ４（１５％）て酸洗処理された。

その後、鋼帯は硝酸槽４２に搬送され、不動態処理か施
された後、洗浄装置１２、ドライア１３を通過し、出側
ルーパ１４を経て分割シャー１５にて所定寸法に切断さ
れてテンションリール１６に巻き取られ、鋼帯Ａ−Ｅか
得られた。

次に、比較として、前記と同じ鋼帯（ＳＵＳ４３０；板
厚４．０ｍｍ、板幅１５００ｍｍ）を使用し、従来の脱
スケール方法である以下の方法で比較品を作製した。

熱間圧延後、バッチ焼鈍されたステンレス鋼帯に第１表
に示す溶液を塗布せずに加熱部６に搬送し、次いで冷却
部７を経た後、ショツトブラスト、機械的脱スケールを
施した。

次いで、鋼帯は酸洗槽４１に搬送されてＨ２ＳＯ４（１
５％）で酸洗処理された後、さらに硝弗酸槽（ＨＦ−Ｈ
ＮＯ，；　ｌ　５％）で酸洗処理か施された。

その後、鋼帯は硝酸槽４２に搬送され、不動態処理が施
された後、洗浄装置１２、ドライア１３を通過し、出側
ルーパ１４を経て分割シャー１５にて所定寸法に切断さ
れてテンションリール１６に巻き取られた（比較品）。

第２表　　（％）第２表より、表１に示す成分の溶液を鋼帯に塗布した後
、脱スケール工程を行った鋼帯（鋼帯Ａ〜Ｅ）は、ショ
ツトブラスト、機械的脱スケール及び硝弗酸処理を行わ
なくても、前記溶液を塗布しなかった比較品に比べ、十
分に脱スケールされることか実証された。

次に、鋼帯Ａ−Ｅ及び比較品の表面粗度（Ｒａ：μｍ）
を測定した。この結果を第３表に示す。

第３表第３表より、ショツトブラスト、機械的脱スケール及び
硝弗酸処理を行わなかった鋼帯Ａ−Ｅは比較品に比べ、
表面粗度か１〜２μｍと低減することが実証された。ま
た、表面粗度が低減したことて、次工程の冷間圧延、調
質圧延において、鋼帯表面にキラキラ傷か発生すること
を抑制する等、冷間圧延、調質圧延での負荷を低減する
ことができる。このため、鋼帯表面の品質低下を無くす
ことかでき、特にステンレス鋼帯に最も重要な表面粗度
か大幅に改善され、商品価値の高い良好な鋼帯を提供す
ることかできた。

本実施例では、陽イオン及び陰イオンとして、第１表に
示すイオンを使用した溶液を鋼帯に塗布したか、これに
限らず、Ａ１．Ｆｅ、Ｍｎ及びＺｎ元素を２つ以上組み
合わせて、陽イオン群としても良く、ハロゲン元素を２
つ以上組み合わせて陰イオン群としても良いのは勿論で
ある。

また、本実施例では鋼帯として、ＳＵＳ　４３０を使用
したか、これに限らず、他の鋼帯でも効果を上げること
ができる。

そして、本実施例では、溶液塗布・浸透装置２１は、第
２図に示すような構造のものを使用したか、これに限定
されるものではなく、スプレー式。

ファウンテン式、バーコード式等でも良い。

また、酸化スケール除去装置３１では、研削ブラシ３２
による機械的脱スケールを行ったが、ベンディングロー
ル、砥石、研削ブラシとベンディングロールを兼用した
もの等、鋼帯の表面品質に悪影響を与えないものであれ
ば良い。

また、酸洗槽４１ては、硫酸を使用したか、塩酸、硝酸
等を使用しても良く、また前記機械的脱スケールと組み
合わせることで、より効率良く脱スケールを行うことか
可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、バッチ焼鈍を施し
た後のフェライト系ステンレス鋼帯表面に形成された酸
化スケール中にＡｌ，Ｆｅ、Ｍｎ及びＺｎ元素のうち少
なくとも一つとハロゲン元素とからなる塩の溶液を浸透
させ次いで加熱した後、脱スケールしているため、脱ス
ケール性を向上でき、もって脱スケール後の鋼帯の表面
性状を良好にし、さらに表面性状か良好なフェライト系
ステンレス鋼帯の生産効率を向上することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る脱スケールラインの構
成図、第２図は、第１図における溶液塗布・浸透装置の
構成図、第３図は、鋼帯表面に形成された酸化スケール
層中に塩溶液が浸透する状態を示す断面図、第４図は第
１図における酸化スケール除去装置の構成図である。図中、Ｓはステンレス鋼帯、５は焼鈍炉、６は加熱部、
７は冷却部、２１は溶液塗布・浸透装置、２２はタンク
、２３は塩溶液、２４は加圧ロール、３１は酸化スケー
ル除去装置、３２は研削ブラシ、３３は反応生成物、４
１は酸洗槽、５０は酸化スケール、５１はダル目部分、
５２は亀裂を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フェライト系ステンレス鋼帯表面の酸化スケール
を除去する鋼帯の脱スケール方法において、バッチ焼鈍
を施した後の前記鋼帯表面に形成された酸化スケール中
にＡｌ，Ｆｅ，Ｍｎ及びＺｎ元素のうち少なくとも一つ
とハロゲン元素とからなる塩の溶液を浸透させ次いで加
熱した後、脱スケールすることを特徴とする鋼帯の脱ス
ケール方法。