[发明专利]钢板的酸洗方法和酸洗装置

说明书

技术领域

本发明涉及钢板的酸洗方法和酸洗装置，特别是涉及效率良好地除去在含有Si的钢板的制造工序中生成的氧化物鳞皮（氧化皮，Oxide scale）的方法和装置。

背景技术

在钢板的制造工序中，出于各种的目的进行钢板表面的洗涤。例如，可举出镀覆、涂装前的钢板的洗涤、热轧钢板的采用酸洗的氧化物鳞皮的除去（除氧化皮）等。关于除氧化皮，通常，钢板在被热处理进行轧制的过程中，在钢板的表面生成氧化物鳞皮，因此需要除去上述氧化物鳞皮。即，上述氧化物鳞皮大多在后道工序的冷轧时被卷入轧辊成为钢板表面的损伤原因，因此氧化皮的除去成为必不可缺的工序。关于以往的氧化物鳞皮的除去，大多在多个酸性溶液中浸渍钢板，连续地通板，进行酸洗除去。

这样的钢板的洗涤的促进和高效率化、洗涤力的提高等较大地取决于洗涤液的设计，进而作为洗涤时辅助洗涤的方法之一，在专利文献1、2、3中记载了施加20~100kHz的超声波的方法。如果在洗涤液中施加超声波，则在洗涤对象的钢板表面发生气穴（Cavitation），促进洗涤效果。即，通过超声波，在洗涤液中局部地压力降低，比蒸气压低，产生和/或溶解了水蒸气的气体膨胀，小的气泡和/或空洞快速地形成并激烈地崩坏，由此促进洗涤的化学反应，并且给予冲击力，从而促进洗涤效果。因此，超声波的施加对热轧钢板的脱氧化皮酸洗也是有效的。

另外，在专利文献4和5中，通过使固体粒子分散于洗涤液中，可进一步助长超声波附加的效果。

另外，专利文献6记载了，通过附加微气泡来进一步提高由超声波附加带来的洗涤效果的提高。与对洗涤液和酸洗液仅供给超声波的情况相比，并用微气泡的情况下，超声波的传播三维地扩大，因此可以均匀地洗涤洗涤对象物。

另外，虽然洗涤对象物是玻璃基板和半导体用硅晶片，但在专利文献7中曾公开了对被洗涤物供给含有微气泡的洗涤液，并且照射组合了多个频率的超声波。组合多个频率的原因是，利用5~800kHz的低频超声波压破微气泡从而产生微气泡自由基，并且利用1MHz以上的高频超声波有效地混合该微气泡自由基，由此可以有效地洗涤。

脱氧化皮酸洗使用将硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸等单独或者混合多种的酸洗溶液。为了使上述酸洗溶液的酸洗速度增大，可以采用酸浓度的增加和酸洗温度的上升等，但是有药剂和能量的增大、酸洗后的钢材表面的表面粗糙等的负面效果，因此在酸洗速度的提高上存在极限，从而并用超声波。但是，希望钢板的制造成本降低和钢板的高品质化，关于钢板的洗涤和脱氧化皮也需要洗涤效率的进一步提高和钢板表面的清洁性的提高。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平4-341588号公报

专利文献2：日本特开2003-313688号公报

专利文献3：日本特开平5-125573号公报

专利文献4：日本特开昭61-235584号公报

专利文献5：日本特开平10-251911号公报

专利文献6：日本特开2000-256886号公报

专利文献7：日本特开2007-253120号公报

发明内容

为了使钢板的洗涤效果和效率提高而在钢板的酸洗中并用超声波时，由于超声波的指向性高，因此需要将超声波的发信号机（发送机）设置在钢板的正下方。进而，根据设置条件会发生得不到所期待的氧化物鳞皮的溶解速度的情况、难以在横向均匀地酸洗的问题。

此外，在氧化物鳞皮的除去时，在酸洗槽内根据钢板和酸的反应产生气泡，因此在使用低的频率的情况下超声波传播被该气泡阻碍，也有采用超声波的氧化物鳞皮的溶解性提高效果降低的问题。

因此，即使在钢板的酸洗中应用超声波照射，也难以充分地达成氧化物鳞皮的溶解速度的提高。

此外，与近年的钢板的高强度化和高功能化相伴，在钢板中添加有各种元素。因此，有时在氧化物鳞皮和钢板的界面添加元素浓化。在形成了上述添加元素的浓化层的情况下，在酸洗中引起氧化物鳞皮溶解的不均匀性。

特别是在添加元素中有硅（Si）的情况下，经验上已知酸洗溶液中的Si氧化物的溶解度小，因此采用以往的酸洗的方法处理时溶解速度变慢。此外，也观察到一次溶解了的Si氧化物鳞皮变化为凝胶状，再次附着于钢板表面的情况。

在硅钢板等的较多地含有Si的钢板的情况下，该现象更加显著，在氧化物鳞皮层的基底铁侧钢中的Si作为氧化物变浓，因此需要将形成于氧化物鳞皮层和基底铁之间的Si氧化物层溶解除去，除去全体的氧化物鳞皮。