專利名稱：鋼帶的脫脂方法及脫脂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解清洗裝置及使用該裝置的鋼帶的脫脂方法。還涉及去除附著在冷軋后鋼帶上的軋制油等時(shí)利用電解清洗的鋼帶的脫脂方法及脫脂裝置。
一般，在對(duì)冷軋后的鋼帶脫脂時(shí)，用堿浸漬、電解清洗及隨之進(jìn)行的用刷子清洗(以下稱為刷洗)和用高壓水清洗(以下稱為高壓水清洗)進(jìn)行脫脂。進(jìn)行電解清洗的裝置有浸漬式電解清洗裝置和噴射(spray)式電解清洗裝置，其中浸漬式電解清洗裝置是在電解液槽內(nèi)的鋼帶上下兩側(cè)設(shè)置電極進(jìn)行電解清洗；噴射式電解清洗是在設(shè)置于鋼帶上下兩側(cè)的噴嘴上安裝電極，邊從該噴嘴將電解液噴射到鋼帶上、邊進(jìn)行電解清洗。
圖6是表示一般的鋼帶脫脂裝置的示意圖。圖中的箭頭表示鋼帶的前進(jìn)方向。鋼帶1通過堿浸漬槽3后，用清刷輥6進(jìn)行涮洗。進(jìn)一步在電解清洗裝置7中進(jìn)行電解清洗，再用清刷輥6進(jìn)行刷洗后，通過沖洗裝置9和干燥機(jī)12，進(jìn)行一系列的脫脂處理。
例如，在特開平8-174042號(hào)公報(bào)中揭示了用浸漬式電解清洗和高壓水清洗以非接觸方式進(jìn)行脫脂的方法和裝置。另外，在特開平10-237700號(hào)公報(bào)中揭示了用噴霧式電解清洗和刷洗進(jìn)行脫脂的方法和裝置，該噴霧式電解清洗是將電壓施加在設(shè)置于鋼帶上下兩側(cè)的1對(duì)噴嘴上進(jìn)行清洗的。
一般，鋼帶在行走中在鋼帶的厚度方向上也產(chǎn)生振動(dòng)，故如特開平8-174042號(hào)公報(bào)所揭示的那樣，在采用浸漬式電解清洗方法時(shí)，必須防止行走中的鋼帶與電極接觸或沖擊。為此，必須將電解清洗裝置的電極與鋼帶隔開配置。也就是說，以往的電解清洗存在的問題是，由于電極與鋼帶之間的距離大，故為進(jìn)行電解清洗必須消耗很大的電力。
另外，以往的脫脂處理，需經(jīng)過一系列的工藝過程，很復(fù)雜，因此裝置長而大，需要高額的建設(shè)費(fèi)用。
另一方面，在特開平10-237700號(hào)公報(bào)中，盡管鋼帶可以支承從兼作電極用的噴嘴噴出的高液壓，可以防止鋼帶與電極接觸，但相對(duì)于所采用的作業(yè)線的條件、即作業(yè)線速度S、鋼帶的厚度TS、鋼帶的寬度WS等，對(duì)電極的設(shè)定值即電流I、噴嘴的長度L1、噴嘴的寬度W等沒有適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法。因此，因電極的設(shè)定錯(cuò)誤而造成鋼帶的清洗不良，即常常難以提供良好的脫脂條件。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種鋼帶的脫脂方法和脫脂裝置，即可以用較低的費(fèi)用進(jìn)行建設(shè)，而且還可減少運(yùn)轉(zhuǎn)成本、即減少電解清洗所必需的電力，易于設(shè)定與所有的操作條件相適應(yīng)的合適的電解條件，可以進(jìn)行良好清洗的銅帶的脫脂方法及脫脂裝置。
發(fā)明者們?cè)诮饷髅撝b置的電解清洗機(jī)理的過程中發(fā)現(xiàn)，將電量密度和電流密度的關(guān)系維持在適當(dāng)范圍，便可以以低電耗進(jìn)行電解清洗，于是研制成了本發(fā)明方法及裝置。
即，本發(fā)明是包括電解清洗工序的鋼帶的脫脂方法，該電解清洗是在電量密度X(C/dm2)和電流密度(A/dm2)滿足下述條件的情況下進(jìn)行的，X≤0.12的情況下，Y≥0.01×X-20.12＜X≤1.0的情況下，Y≥0.7另外，該脫脂方法除了上述電解清洗以外，最好還用從刷洗和高壓水清洗工序中選擇的至少一種工序進(jìn)行清洗。
還有，本發(fā)明還提供具有電極的電解清洗裝置的發(fā)明，該電極是夾著鋼帶而相向配置的電極，在上述鋼帶行進(jìn)方向上的長度L(mm)為500-0.5mm，并且滿足下述條件，500×(S×X)/(60×Y×C)≤L≤1100×(S×X)/(60×Y×C)S鋼帶的輸送速度(m/分)X電量密度(c/dm2)Y電流密度(A/dm2)C電極的數(shù)量(對(duì))另外，該電解清洗裝置最好是電極長度L為500～10mm的浸漬式電解清洗裝置、或電極長度L為50～0.5mm的噴射式電解清洗裝置。
本發(fā)明還提供包括上述電解清洗裝置中的任意一種裝置的鋼帶脫脂裝置的發(fā)明。
該鋼帶脫脂裝置最好除了上述電解清洗裝置中的任意一種裝置以外，還設(shè)有從刷洗裝置和高壓水清洗裝置中所選擇的至少1種裝置。
本發(fā)明還提供用上述電解清洗裝置或鋼帶脫脂裝置中的任意一種裝置，進(jìn)行上述任意一種鋼帶脫脂方法的發(fā)明。


圖1是表示用本發(fā)明浸漬式電解清洗裝置的脫脂裝置的例子之示意圖。
圖2是表示用本發(fā)明浸漬式電解清洗裝置的脫脂裝置的例子之示意圖。
圖3是表示用本發(fā)明噴射式電解清洗裝置的脫脂裝置的例子之示意圖。
圖4是表示電量密度和電流密度與脫脂狀況的關(guān)系之圖。
圖5是表示鋼帶和電極，狹縫式噴嘴的尺寸之示意圖，(a)是浸漬式電解清洗裝置的電極，(b)是配置在噴射式電解清洗裝置上的噴射電解液的狹縫式噴嘴。
圖6是表示以往的采用浸漬式電解清洗裝置的脫脂裝置的例子之示意圖。
本發(fā)明者們?cè)诮饷髅撝b置的電解清洗機(jī)理過程中發(fā)現(xiàn)將電量密度與電流密度的關(guān)系維持在適當(dāng)范圍，便可實(shí)現(xiàn)以低電力進(jìn)行電解清洗。
本發(fā)明者們用各種電量密度和電流密度進(jìn)行鋼帶的電解清洗，在一系列脫脂處理完畢之后，對(duì)鋼帶表面的油脂進(jìn)行水潤濕性和油分殘存量等的調(diào)查，判定可否脫脂。
另外，關(guān)于水的潤濕性是這樣進(jìn)行判定的，即在以45°的傾斜度斜放著的試樣上酒上常溫水，用肉眼判定被水潤溫的面積比率。油分殘存量是這樣求出的，即將試樣浸漬在有機(jī)溶劑中，求出浸漬后的試樣重量相對(duì)于浸漬前的試樣重量的減少量，將該減少量作為油分殘存量(mg/m2)。這樣求出的水潤濕性為90％以上、而且油分殘存量為3mg/m2以下時(shí)，判定為可以充分地脫脂。其結(jié)果示于圖4。圖4中的斜線部分的條件是完全可以脫脂的。
電流密度小于0.7A/dm2時(shí)，鋼帶表面殘留油脂成份，脫脂是不充分的。另外，當(dāng)電量密度超過1.0c/dm2時(shí)，電力消耗量增大。電解量即使為1.0c/dm2以下，如果將它與電流密度的關(guān)系維持在適當(dāng)范圍內(nèi)，也可以充分地進(jìn)行脫脂，這一點(diǎn)是很清楚的。
根據(jù)以上研究結(jié)果，本發(fā)明提供一種鋼帶的脫脂方法，該脫脂方法包括在下述條件下進(jìn)行電解清洗的工序，即電量密度×(c/dm2)和電流密度Y(A/dm2)滿足以下條件X≤0.12時(shí)，Y≥0.01×X-20.12＜X≤1.0時(shí)，Y≥0.7另外，電量密度X的上限為1.0c/dm2，但在0.5＜X(c/dm2)≤1.0的范圍內(nèi)電量稍大，故最好設(shè)定為0.5c/dm2以下。另外，對(duì)上述電量密度范圍內(nèi)的電流密度的上限雖然沒有作特別限定，但最好設(shè)定為500(A/dm2)以下，設(shè)定為200(A/dm2)以下更好。這是因?yàn)殡娏骷?，有可能縮短電極壽命的緣故。
該脫脂方法，除了上述電解清洗以外，最好用從刷洗和高壓水清洗中選擇的至少1種工序進(jìn)行清洗。這時(shí)，在上述電解清洗的下道工序進(jìn)行更好。
另外，進(jìn)行高壓水清洗時(shí)，最好在10～200kg/cm2條件下進(jìn)行，在10～200kg/cm2條件下進(jìn)行更好，這是因?yàn)槿绻∮?0kg/cm2，有可能壓力不足，如果超過200kg/cm2，有可能損壞鋼帶的緣故。
還有，雖然這里沒有提到，但本發(fā)明并不排除上述電解清洗工序、刷洗工序或高壓水清洗工序以外的其它作業(yè)。這類作業(yè)，可以列舉出例如與輥?zhàn)拥仍O(shè)備的連接有關(guān)的裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)、和干燥或卷取等作業(yè)。
另外，本發(fā)明還提供下述電解清洗裝置，該電解清洗裝置具有電極，該電極是將鋼帶夾在中間而相向配置的，在上述鋼帶行進(jìn)方向上的長度L(mm)為500～0.5mm，而且滿足下述條件，500×(S×X)/(60×Y×C)≤L≤1100×(S×X)/(60×Y×C)S鋼帶輸送速度(m/分)X電量密度(c/dm2)Y電流密度(A/dm2)C電極的數(shù)量(對(duì))上述的所謂“將鋼帶夾在中間而相向配置”，是指電極非接觸地夾著鋼帶而相向配置的狀態(tài)，相向的方向來作特別規(guī)定，左右、傾斜都可以，但一般使其上下相向配置。
該電解清洗裝置是浸漬式電解清洗裝置，而且該電極的長度L(L1)最好為500～10mm。這樣設(shè)計(jì)浸漬式電解清洗裝置的電極長度，是因?yàn)槿綦姌O長度過短，則往往會(huì)產(chǎn)生電流集中而發(fā)生過熱現(xiàn)象，若電極長度過長，則不經(jīng)濟(jì)的緣故。電極長度為100～20mm更好。
另外，上述電解清洗裝置是噴射式電解清洗裝置，而且該電極的長度L(L2)最好為50～0.5mm。這樣設(shè)計(jì)噴射式電解清洗裝置的電極長度，是因?yàn)槿綦姌O長度過短，往往會(huì)產(chǎn)生電解液的堵塞，若電極長度過長，容量增大而不經(jīng)濟(jì)的緣故。電極長度為10～1mm更好。
在本發(fā)明中，上述電解清洗裝置最好為如上述的浸漬式電解清洗裝置或噴射式電解清洗裝置，“上述鋼帶行進(jìn)方向上的(該電極的)長度L”，在浸漬式電解裝置的場(chǎng)合用L1表示，在噴射式電解清洗裝置的場(chǎng)合用L2表示，加以區(qū)別。這是因?yàn)樵诮n式電解裝置的場(chǎng)合，電極和鋼帶都浸漬到電解液中，故電氣效果受電極面積本身的影響，如圖5(a)所示，可以用電極長度L1進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外，噴射式電解清洗裝置的電極不浸漬到電解液內(nèi)，通過從其狹縫排出的電解液進(jìn)行通電，故電氣效果受狹縫面積的影響，因此如圖5(b)所示，必須用鋼帶行進(jìn)方向上的狹縫長度L2作為電極長度進(jìn)行評(píng)價(jià)的緣故。
本發(fā)明還提供包括上述電解清洗裝置中的任意一種裝置的鋼帶脫脂裝置的發(fā)明。該鋼帶脫脂裝置除上述電解清洗裝置中的任意一種裝置以外，最好還設(shè)置有從刷洗裝置和高壓水清洗裝置中選擇的至少一種裝置。這種情況下，更理想的是設(shè)在該電解清洗裝置的下道工序。
另外，本發(fā)明并不排除上述電解清洗裝置以及刷洗裝置或高壓水清洗裝置以外的裝置?？梢粤信e出例如設(shè)在各設(shè)備之間的輥?zhàn)拥?、設(shè)備的連接裝置以及干燥裝置和卷取裝置等。
另外，本發(fā)明還提供采用上述的電解清洗裝置或鋼帶脫脂裝置的任意一種裝置進(jìn)行上述任一種鋼帶脫脂方法的發(fā)明。
圖1是表示采用本發(fā)明的浸漬式電解清洗裝置的脫脂裝置的例子之示意圖。圖中的箭頭表示鋼帶1的行進(jìn)方向。鋼帶1首先經(jīng)過夾送輥2送入浸漬式電解清洗裝置7。在浸漬式電解清洗裝置7的電解液槽中設(shè)有電極8和導(dǎo)輥4。在鋼帶1的上下兩側(cè)配設(shè)1對(duì)或2對(duì)以上電極8。
用浸漬式電解清洗裝置7清洗后的鋼帶1，用設(shè)置在刷洗裝置5內(nèi)的清刷輥6進(jìn)行刷洗。然后，鋼帶1通過設(shè)有熱水噴嘴10和擠干輥11的沖洗裝置9，進(jìn)而通過干燥機(jī)12，完成一系列的脫脂處理。
與圖6所示的以往裝置相比，由于本發(fā)明裝置在浸漬式電解清洗裝置7的前面不必設(shè)置刷洗裝置5和堿浸漬槽3，因此與圖6所示的以往裝置相比，可以以簡(jiǎn)單的工藝進(jìn)行脫脂。
而且，采用本發(fā)明，可以提高電解清洗的效率，縮短電解清洗所需要的時(shí)間和降低電力消耗量。另外，由于清洗效率提高，還可縮短電極8的長度(L1)。
另外，還可以采用高壓水清洗裝置15代替刷洗裝置5。采用高壓水清洗裝置15的例子示于圖2。圖中的箭頭表示鋼帶1的行進(jìn)方向。高壓水清洗裝置15配設(shè)有高壓水噴嘴16和擠干輥11，是將高壓水噴射在鋼帶1上進(jìn)行清洗的裝置。
另外，也可以刷洗裝置5和高壓水清洗裝置15兩者都使用。
圖3是表示采用本發(fā)明噴射式電解清洗裝置的例子之示意圖。圖中的箭頭表示鋼帶1的行進(jìn)方向。鋼帶1首先經(jīng)過夾送輥2送入噴射式電解清洗裝置13。在噴射式電解清洗裝置13內(nèi)，在鋼帶1的上下兩側(cè)設(shè)有1對(duì)或2對(duì)以上安裝著電極的電解液噴嘴14，從電解液噴嘴14向鋼帶1噴射電解液。在噴射式電解清洗裝置13中清洗后的鋼帶1，接著在高壓水清洗裝置15中進(jìn)行高壓水清洗。然后，鋼帶1通過設(shè)有熱水噴嘴10和擠干輥11的沖洗裝置9，進(jìn)而鋼帶1通過干燥機(jī)12完成一系列的脫脂處理。
在該裝置上，依次設(shè)置噴射式電解裝置13和高壓水清洗裝置15，完全不會(huì)產(chǎn)生刷洗裝置的刷子磨損和鋼帶表面缺陷的問題。
電解液噴嘴14的結(jié)構(gòu)不限定于特定的型式，但最好使用狹縫式噴嘴，狹縫式噴嘴最好在鋼帶1的行進(jìn)方向上具有長度(L2)為1～10mm的狹縫開口部。(實(shí)施例1)使用圖1所示的設(shè)有本發(fā)明浸漬式電解清洗裝置7和刷洗裝置5的裝置進(jìn)行脫脂。將其一系列脫脂處理的操作條件的發(fā)明例子作為操作條件1和操作條件2示于表1。將使用圖6所示的以往裝置進(jìn)行脫脂處理情況下的操作條件的例子作為比較例(即操作條件3)示于表1。圖5(a)示出了鋼帶的厚度(TS)、鋼帶的寬度(WS)、電極的寬度(W1)和電極的長度(L1)。1
Y＝I/[(WS/100)×(L1/100)×C]X＝I/[(WS/100)×(S/60)×10]本發(fā)明裝置的電極長度L1(mm)必須滿足下述條件，500×(S×X)/(60×Y×C)≤L1≤1100×(S×X)/(60×Y×C)S鋼帶輸送速度(m/分)X電量密度(c/dm2)Y電流密度(A/dm2)C電極的數(shù)量(對(duì))操作條件1使用L1＝300mm的電極、操作條件2使用L2＝20mm的電極進(jìn)行脫脂。
特別是操作條件2所用的電極是在鋼帶的行進(jìn)方向上長度L1為20mm的電極，該電極即使使用直徑為20mm的棒狀電極，也可充分地進(jìn)行脫脂。
以操作條件1和操作條件2進(jìn)行脫脂以后，調(diào)查鋼帶表面的油脂(即水潤濕性，油分殘存量)。由結(jié)果可知，都可充分地進(jìn)行脫脂。
操作條件3的電極長度L1、投入電流I、電量密度X較大，因此電力消耗量較大，這一點(diǎn)是很清楚的。
(實(shí)施例2)使用圖3所示的設(shè)有本發(fā)明噴射式電解清洗裝置13和高壓水清洗裝置10的裝置進(jìn)行脫脂。將其一系列脫脂處理的操作條件的發(fā)明例子作為操作條件4示于表2。圖5(b)中示出了鋼帶的厚度(TS)、鋼帶的寬度(WS)、噴射電解液的狹縫式噴嘴的寬度(W2)及噴射電解液的狹縫式噴嘴的長度(L2)。另外，將電量密度與電流密度的關(guān)系不屬本發(fā)明范圍情況下的操作條件的例子作為比較例2(即操作條件5)示于表2。
Y＝I/[(WS/100)×(L2/100)×C]X＝I/[(WS/100)×(S/60)×10]以操作條件4和操作條件5進(jìn)行脫脂以后，調(diào)查鋼帶表面的油脂(即水潤濕性，油分殘存量)。由結(jié)果可知，操作條件4可充分脫脂，但操作條件5不能去除油脂，脫脂是不充分的。
另外，在圖3所示的本發(fā)明裝置中，如果高壓水清洗裝置10和沖洗裝置9的功能用一個(gè)裝置來進(jìn)行，那么可進(jìn)一步簡(jiǎn)化工藝。
如上所述那樣以各種電量密度X和電流密度Y進(jìn)行鋼帶脫脂后，判定可否脫脂的結(jié)果示于圖4。即下述式子所包圍的范圍就是本發(fā)明的范圍。
X(c/dm2)≤0.12的場(chǎng)合，Y(A/dm2)≥0.01×X-20.12＜X(c/dm2)≤1.0的場(chǎng)合，Y(A/dm2)≥0.7本發(fā)明可以以低電量密度進(jìn)行清洗，故電解清洗所必須的電力與以往的浸漬式電解清洗相比，可大幅度降低電耗，以2％左右的電力便可進(jìn)行電解清洗。另外，由于本發(fā)明的裝置簡(jiǎn)單，故用以往的浸漬式電解裝置的20％左右的費(fèi)用便可以進(jìn)行建設(shè)。還因可容易且正確地計(jì)算出電極的最佳設(shè)定范圍，故不會(huì)產(chǎn)生以往的噴射式電解清洗裝置因電極設(shè)定錯(cuò)誤而引起的清洗不良。
權(quán)利要求
1.一種鋼帶脫脂方法，該脫脂方法包括在下述條件下進(jìn)行電解清洗的工序，即電量密度X(c/dm2)和電流密度Y(A/dm2)滿足下述關(guān)系X≤0.12的情況下，Y≥0.01×X-20.12＜X≤1.0的情況下，Y≥0.7
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼帶脫脂方法，除了上述電解清洗以外的工序，從刷洗和高壓水清洗工序中選擇的至少一種工序進(jìn)行清洗。
3.一種電解清洗裝置，該裝置具有電極，該電極夾著鋼帶而相向配置，在上述鋼帶行進(jìn)方向上的長度L(mm)為500～0.5mm，而且滿足下述條件，500×(S×X)/(60×Y×C)≤L≤1100×(S×X)/(600×Y×C)S鋼帶的輸送速度(m/分)X電量密度(c/dm2)Y電流密度(A/dm2)C電極的數(shù)量(對(duì))
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解清洗裝置，上述電解清洗裝置是浸漬式電解清洗裝置，并且電極的長度L為500～10mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解清洗裝置，上述電解清洗裝置是噴射式電解清洗裝置，并且電極的長度為50～0.5mm。
6.一種鋼帶脫脂裝置，該脫脂裝置包括權(quán)利要求3至權(quán)利要求5之中的任一項(xiàng)所述的電解清洗裝置。
7.一種鋼帶脫脂裝置，該脫脂裝置包括權(quán)利要求3至權(quán)利要求5之中的任一項(xiàng)所述的電解清洗裝置，以及除此以外從刷洗裝置和高壓水清洗裝置中選擇的至少一種裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼帶脫脂方法，該脫脂方法采用權(quán)利要求6所述的鋼帶脫脂裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼帶脫脂方法，該脫脂方法采用權(quán)利要求7所述的鋼帶脫脂裝置。
全文摘要
進(jìn)行鋼帶脫脂時(shí),采用具有電解清洗裝置的脫脂裝置,該電解清洗裝置具有夾著鋼帶而相向配置的電極,發(fā)現(xiàn)通過將電量密度和電流密度維持在規(guī)定范圍,可以以低電耗進(jìn)行電解清洗。另外,還提供可合適地使用該方法的簡(jiǎn)單的鋼帶脫脂裝置。
文檔編號(hào)C25F1/00GK1277270SQ00118090
公開日2000年12月20日 申請(qǐng)日期2000年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月9日
發(fā)明者西里一哉, 高橋誠一, 武田英俊, 穗谷節(jié)男 申請(qǐng)人:川崎制鐵株式會(huì)社, 株式會(huì)社穗谷