专利名称：钢带的脱脂方法及脱脂装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电解清洗装置及使用该装置的钢带的脱脂方法。还涉及去除附着在冷轧后钢带上的轧制油等时利用电解清洗的钢带的脱脂方法及脱脂装置。
一般，在对冷轧后的钢带脱脂时，用碱浸渍、电解清洗及随之进行的用刷子清洗(以下称为刷洗)和用高压水清洗(以下称为高压水清洗)进行脱脂。进行电解清洗的装置有浸渍式电解清洗装置和喷射(spray)式电解清洗装置，其中浸渍式电解清洗装置是在电解液槽内的钢带上下两侧设置电极进行电解清洗；喷射式电解清洗是在设置于钢带上下两侧的喷嘴上安装电极，边从该喷嘴将电解液喷射到钢带上、边进行电解清洗。
图6是表示一般的钢带脱脂装置的示意图。图中的箭头表示钢带的前进方向。钢带1通过碱浸渍槽3后，用清刷辊6进行涮洗。进一步在电解清洗装置7中进行电解清洗，再用清刷辊6进行刷洗后，通过冲洗装置9和干燥机12，进行一系列的脱脂处理。
例如，在特开平8-174042号公报中揭示了用浸渍式电解清洗和高压水清洗以非接触方式进行脱脂的方法和装置。另外，在特开平10-237700号公报中揭示了用喷雾式电解清洗和刷洗进行脱脂的方法和装置，该喷雾式电解清洗是将电压施加在设置于钢带上下两侧的1对喷嘴上进行清洗的。
一般，钢带在行走中在钢带的厚度方向上也产生振动，故如特开平8-174042号公报所揭示的那样，在采用浸渍式电解清洗方法时，必须防止行走中的钢带与电极接触或冲击。为此，必须将电解清洗装置的电极与钢带隔开配置。也就是说，以往的电解清洗存在的问题是，由于电极与钢带之间的距离大，故为进行电解清洗必须消耗很大的电力。
另外，以往的脱脂处理，需经过一系列的工艺过程，很复杂，因此装置长而大，需要高额的建设费用。
另一方面，在特开平10-237700号公报中，尽管钢带可以支承从兼作电极用的喷嘴喷出的高液压，可以防止钢带与电极接触，但相对于所采用的作业线的条件、即作业线速度S、钢带的厚度TS、钢带的宽度WS等，对电极的设定值即电流I、喷嘴的长度L1、喷嘴的宽度W等没有适当的计算方法。因此，因电极的设定错误而造成钢带的清洗不良，即常常难以提供良好的脱脂条件。
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供这样一种钢带的脱脂方法和脱脂装置，即可以用较低的费用进行建设，而且还可减少运转成本、即减少电解清洗所必需的电力，易于设定与所有的操作条件相适应的合适的电解条件，可以进行良好清洗的铜带的脱脂方法及脱脂装置。
发明者们在解明脱脂装置的电解清洗机理的过程中发现，将电量密度和电流密度的关系维持在适当范围，便可以以低电耗进行电解清洗，于是研制成了本发明方法及装置。
即，本发明是包括电解清洗工序的钢带的脱脂方法，该电解清洗是在电量密度X(C/dm2)和电流密度(A/dm2)满足下述条件的情况下进行的，X≤0.12的情况下，Y≥0.01×X-20.12＜X≤1.0的情况下，Y≥0.7另外，该脱脂方法除了上述电解清洗以外，最好还用从刷洗和高压水清洗工序中选择的至少一种工序进行清洗。
还有，本发明还提供具有电极的电解清洗装置的发明，该电极是夹着钢带而相向配置的电极，在上述钢带行进方向上的长度L(mm)为500-0.5mm，并且满足下述条件，500×(S×X)/(60×Y×C)≤L≤1100×(S×X)/(60×Y×C)S钢带的输送速度(m/分)X电量密度(c/dm2)Y电流密度(A/dm2)C电极的数量(对)另外，该电解清洗装置最好是电极长度L为500～10mm的浸渍式电解清洗装置、或电极长度L为50～0.5mm的喷射式电解清洗装置。
本发明还提供包括上述电解清洗装置中的任意一种装置的钢带脱脂装置的发明。
该钢带脱脂装置最好除了上述电解清洗装置中的任意一种装置以外，还设有从刷洗装置和高压水清洗装置中所选择的至少1种装置。
本发明还提供用上述电解清洗装置或钢带脱脂装置中的任意一种装置，进行上述任意一种钢带脱脂方法的发明。
图1是表示用本发明浸渍式电解清洗装置的脱脂装置的例子之示意图。
图2是表示用本发明浸渍式电解清洗装置的脱脂装置的例子之示意图。
图3是表示用本发明喷射式电解清洗装置的脱脂装置的例子之示意图。
图4是表示电量密度和电流密度与脱脂状况的关系之图。
图5是表示钢带和电极，狭缝式喷嘴的尺寸之示意图，(a)是浸渍式电解清洗装置的电极，(b)是配置在喷射式电解清洗装置上的喷射电解液的狭缝式喷嘴。
图6是表示以往的采用浸渍式电解清洗装置的脱脂装置的例子之示意图。
本发明者们在解明脱脂装置的电解清洗机理过程中发现将电量密度与电流密度的关系维持在适当范围，便可实现以低电力进行电解清洗。
本发明者们用各种电量密度和电流密度进行钢带的电解清洗，在一系列脱脂处理完毕之后，对钢带表面的油脂进行水润湿性和油分残存量等的调查，判定可否脱脂。
另外，关于水的润湿性是这样进行判定的，即在以45°的倾斜度斜放着的试样上酒上常温水，用肉眼判定被水润温的面积比率。油分残存量是这样求出的，即将试样浸渍在有机溶剂中，求出浸渍后的试样重量相对于浸渍前的试样重量的减少量，将该减少量作为油分残存量(mg/m2)。这样求出的水润湿性为90％以上、而且油分残存量为3mg/m2以下时，判定为可以充分地脱脂。其结果示于图4。图4中的斜线部分的条件是完全可以脱脂的。
电流密度小于0.7A/dm2时，钢带表面残留油脂成份，脱脂是不充分的。另外，当电量密度超过1.0c/dm2时，电力消耗量增大。电解量即使为1.0c/dm2以下，如果将它与电流密度的关系维持在适当范围内，也可以充分地进行脱脂，这一点是很清楚的。
根据以上研究结果，本发明提供一种钢带的脱脂方法，该脱脂方法包括在下述条件下进行电解清洗的工序，即电量密度×(c/dm2)和电流密度Y(A/dm2)满足以下条件X≤0.12时，Y≥0.01×X-20.12＜X≤1.0时，Y≥0.7另外，电量密度X的上限为1.0c/dm2，但在0.5＜X(c/dm2)≤1.0的范围内电量稍大，故最好设定为0.5c/dm2以下。另外，对上述电量密度范围内的电流密度的上限虽然没有作特别限定，但最好设定为500(A/dm2)以下，设定为200(A/dm2)以下更好。这是因为电流集中，有可能缩短电极寿命的缘故。
该脱脂方法，除了上述电解清洗以外，最好用从刷洗和高压水清洗中选择的至少1种工序进行清洗。这时，在上述电解清洗的下道工序进行更好。
另外，进行高压水清洗时，最好在10～200kg/cm2条件下进行，在10～200kg/cm2条件下进行更好，这是因为如果小于10kg/cm2，有可能压力不足，如果超过200kg/cm2，有可能损坏钢带的缘故。
还有，虽然这里没有提到，但本发明并不排除上述电解清洗工序、刷洗工序或高压水清洗工序以外的其它作业。这类作业，可以列举出例如与辊子等设备的连接有关的装置的运转、和干燥或卷取等作业。
另外，本发明还提供下述电解清洗装置，该电解清洗装置具有电极，该电极是将钢带夹在中间而相向配置的，在上述钢带行进方向上的长度L(mm)为500～0.5mm，而且满足下述条件，500×(S×X)/(60×Y×C)≤L≤1100×(S×X)/(60×Y×C)S钢带输送速度(m/分)X电量密度(c/dm2)Y电流密度(A/dm2)C电极的数量(对)上述的所谓“将钢带夹在中间而相向配置”，是指电极非接触地夹着钢带而相向配置的状态，相向的方向来作特别规定，左右、倾斜都可以，但一般使其上下相向配置。
该电解清洗装置是浸渍式电解清洗装置，而且该电极的长度L(L1)最好为500～10mm。这样设计浸渍式电解清洗装置的电极长度，是因为若电极长度过短，则往往会产生电流集中而发生过热现象，若电极长度过长，则不经济的缘故。电极长度为100～20mm更好。
另外，上述电解清洗装置是喷射式电解清洗装置，而且该电极的长度L(L2)最好为50～0.5mm。这样设计喷射式电解清洗装置的电极长度，是因为若电极长度过短，往往会产生电解液的堵塞，若电极长度过长，容量增大而不经济的缘故。电极长度为10～1mm更好。
在本发明中，上述电解清洗装置最好为如上述的浸渍式电解清洗装置或喷射式电解清洗装置，“上述钢带行进方向上的(该电极的)长度L”，在浸渍式电解装置的场合用L1表示，在喷射式电解清洗装置的场合用L2表示，加以区别。这是因为在浸渍式电解装置的场合，电极和钢带都浸渍到电解液中，故电气效果受电极面积本身的影响，如图5(a)所示，可以用电极长度L1进行评价。另外，喷射式电解清洗装置的电极不浸渍到电解液内，通过从其狭缝排出的电解液进行通电，故电气效果受狭缝面积的影响，因此如图5(b)所示，必须用钢带行进方向上的狭缝长度L2作为电极长度进行评价的缘故。
本发明还提供包括上述电解清洗装置中的任意一种装置的钢带脱脂装置的发明。该钢带脱脂装置除上述电解清洗装置中的任意一种装置以外，最好还设置有从刷洗装置和高压水清洗装置中选择的至少一种装置。这种情况下，更理想的是设在该电解清洗装置的下道工序。
另外，本发明并不排除上述电解清洗装置以及刷洗装置或高压水清洗装置以外的装置。可以列举出例如设在各设备之间的辊子等、设备的连接装置以及干燥装置和卷取装置等。
另外，本发明还提供采用上述的电解清洗装置或钢带脱脂装置的任意一种装置进行上述任一种钢带脱脂方法的发明。
图1是表示采用本发明的浸渍式电解清洗装置的脱脂装置的例子之示意图。图中的箭头表示钢带1的行进方向。钢带1首先经过夹送辊2送入浸渍式电解清洗装置7。在浸渍式电解清洗装置7的电解液槽中设有电极8和导辊4。在钢带1的上下两侧配设1对或2对以上电极8。
用浸渍式电解清洗装置7清洗后的钢带1，用设置在刷洗装置5内的清刷辊6进行刷洗。然后，钢带1通过设有热水喷嘴10和挤干辊11的冲洗装置9，进而通过干燥机12，完成一系列的脱脂处理。
与图6所示的以往装置相比，由于本发明装置在浸渍式电解清洗装置7的前面不必设置刷洗装置5和碱浸渍槽3，因此与图6所示的以往装置相比，可以以简单的工艺进行脱脂。
而且，采用本发明，可以提高电解清洗的效率，缩短电解清洗所需要的时间和降低电力消耗量。另外，由于清洗效率提高，还可缩短电极8的长度(L1)。
另外，还可以采用高压水清洗装置15代替刷洗装置5。采用高压水清洗装置15的例子示于图2。图中的箭头表示钢带1的行进方向。高压水清洗装置15配设有高压水喷嘴16和挤干辊11，是将高压水喷射在钢带1上进行清洗的装置。
另外，也可以刷洗装置5和高压水清洗装置15两者都使用。
图3是表示采用本发明喷射式电解清洗装置的例子之示意图。图中的箭头表示钢带1的行进方向。钢带1首先经过夹送辊2送入喷射式电解清洗装置13。在喷射式电解清洗装置13内，在钢带1的上下两侧设有1对或2对以上安装着电极的电解液喷嘴14，从电解液喷嘴14向钢带1喷射电解液。在喷射式电解清洗装置13中清洗后的钢带1，接着在高压水清洗装置15中进行高压水清洗。然后，钢带1通过设有热水喷嘴10和挤干辊11的冲洗装置9，进而钢带1通过干燥机12完成一系列的脱脂处理。
在该装置上，依次设置喷射式电解装置13和高压水清洗装置15，完全不会产生刷洗装置的刷子磨损和钢带表面缺陷的问题。
电解液喷嘴14的结构不限定于特定的型式，但最好使用狭缝式喷嘴，狭缝式喷嘴最好在钢带1的行进方向上具有长度(L2)为1～10mm的狭缝开口部。(实施例1)使用图1所示的设有本发明浸渍式电解清洗装置7和刷洗装置5的装置进行脱脂。将其一系列脱脂处理的操作条件的发明例子作为操作条件1和操作条件2示于表1。将使用图6所示的以往装置进行脱脂处理情况下的操作条件的例子作为比较例(即操作条件3)示于表1。图5(a)示出了钢带的厚度(TS)、钢带的宽度(WS)、电极的宽度(W1)和电极的长度(L1)。1
Y＝I/[(WS/100)×(L1/100)×C]X＝I/[(WS/100)×(S/60)×10]本发明装置的电极长度L1(mm)必须满足下述条件，500×(S×X)/(60×Y×C)≤L1≤1100×(S×X)/(60×Y×C)S钢带输送速度(m/分)X电量密度(c/dm2)Y电流密度(A/dm2)C电极的数量(对)操作条件1使用L1＝300mm的电极、操作条件2使用L2＝20mm的电极进行脱脂。
特别是操作条件2所用的电极是在钢带的行进方向上长度L1为20mm的电极，该电极即使使用直径为20mm的棒状电极，也可充分地进行脱脂。
以操作条件1和操作条件2进行脱脂以后，调查钢带表面的油脂(即水润湿性，油分残存量)。由结果可知，都可充分地进行脱脂。
操作条件3的电极长度L1、投入电流I、电量密度X较大，因此电力消耗量较大，这一点是很清楚的。
(实施例2)使用图3所示的设有本发明喷射式电解清洗装置13和高压水清洗装置10的装置进行脱脂。将其一系列脱脂处理的操作条件的发明例子作为操作条件4示于表2。图5(b)中示出了钢带的厚度(TS)、钢带的宽度(WS)、喷射电解液的狭缝式喷嘴的宽度(W2)及喷射电解液的狭缝式喷嘴的长度(L2)。另外，将电量密度与电流密度的关系不属本发明范围情况下的操作条件的例子作为比较例2(即操作条件5)示于表2。
Y＝I/[(WS/100)×(L2/100)×C]X＝I/[(WS/100)×(S/60)×10]以操作条件4和操作条件5进行脱脂以后，调查钢带表面的油脂(即水润湿性，油分残存量)。由结果可知，操作条件4可充分脱脂，但操作条件5不能去除油脂，脱脂是不充分的。
另外，在图3所示的本发明装置中，如果高压水清洗装置10和冲洗装置9的功能用一个装置来进行，那么可进一步简化工艺。
如上所述那样以各种电量密度X和电流密度Y进行钢带脱脂后，判定可否脱脂的结果示于图4。即下述式子所包围的范围就是本发明的范围。
X(c/dm2)≤0.12的场合，Y(A/dm2)≥0.01×X-20.12＜X(c/dm2)≤1.0的场合，Y(A/dm2)≥0.7本发明可以以低电量密度进行清洗，故电解清洗所必须的电力与以往的浸渍式电解清洗相比，可大幅度降低电耗，以2％左右的电力便可进行电解清洗。另外，由于本发明的装置简单，故用以往的浸渍式电解装置的20％左右的费用便可以进行建设。还因可容易且正确地计算出电极的最佳设定范围，故不会产生以往的喷射式电解清洗装置因电极设定错误而引起的清洗不良。
权利要求
1.一种钢带脱脂方法，该脱脂方法包括在下述条件下进行电解清洗的工序，即电量密度X(c/dm2)和电流密度Y(A/dm2)满足下述关系X≤0.12的情况下，Y≥0.01×X-20.12＜X≤1.0的情况下，Y≥0.7
2.根据权利要求1所述的钢带脱脂方法，除了上述电解清洗以外的工序，从刷洗和高压水清洗工序中选择的至少一种工序进行清洗。
3.一种电解清洗装置，该装置具有电极，该电极夹着钢带而相向配置，在上述钢带行进方向上的长度L(mm)为500～0.5mm，而且满足下述条件，500×(S×X)/(60×Y×C)≤L≤1100×(S×X)/(600×Y×C)S钢带的输送速度(m/分)X电量密度(c/dm2)Y电流密度(A/dm2)C电极的数量(对)
4.根据权利要求3所述的电解清洗装置，上述电解清洗装置是浸渍式电解清洗装置，并且电极的长度L为500～10mm。
5.根据权利要求3所述的电解清洗装置，上述电解清洗装置是喷射式电解清洗装置，并且电极的长度为50～0.5mm。
6.一种钢带脱脂装置，该脱脂装置包括权利要求3至权利要求5之中的任一项所述的电解清洗装置。
7.一种钢带脱脂装置，该脱脂装置包括权利要求3至权利要求5之中的任一项所述的电解清洗装置，以及除此以外从刷洗装置和高压水清洗装置中选择的至少一种装置。
8.根据权利要求1所述的钢带脱脂方法，该脱脂方法采用权利要求6所述的钢带脱脂装置。
9.根据权利要求1所述的钢带脱脂方法，该脱脂方法采用权利要求7所述的钢带脱脂装置。
全文摘要
进行钢带脱脂时,采用具有电解清洗装置的脱脂装置,该电解清洗装置具有夹着钢带而相向配置的电极,发现通过将电量密度和电流密度维持在规定范围,可以以低电耗进行电解清洗。另外,还提供可合适地使用该方法的简单的钢带脱脂装置。
文档编号C25F1/00GK1277270SQ00118090
公开日2000年12月20日 申请日期2000年6月9日 优先权日1999年6月9日
发明者西里一哉, 高桥诚一, 武田英俊, 穗谷节男 申请人:川崎制铁株式会社, 株式会社穗谷