JP3229561B2 - Method for pickling stainless steel and method for analyzing organic compounds in stainless steel pickling solution used therefor - Google Patents
Method for pickling stainless steel and method for analyzing organic compounds in stainless steel pickling solution used thereforInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼の酸
洗方法、および該酸洗方法に用いられるステンレス鋼酸
洗液中の有機化合物の分析方法に関し、特には、酸洗促
進用有機化合物を添加した非酸化性酸洗液を用いるステ
ンレス鋼の酸洗方法、および該酸洗方法に用いられるス
テンレス鋼酸洗液中の有機化合物の分析方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for pickling stainless steel and a method for analyzing organic compounds in a stainless steel pickling solution used in the pickling method. The present invention relates to a method for pickling stainless steel using an added non-oxidizing pickling solution, and a method for analyzing organic compounds in the stainless steel pickling solution used in the pickling method.
【0002】[0002]
【従来の技術】ステンレス鋼板の製造工程においては、
熱間圧延あるいは熱間圧延後焼鈍した鋼板の表面に存在
するスケールや脱クロム層を除去するため、あるいは表
面の凹凸を平滑化するために硫酸、塩酸などの酸に浸漬
して地鉄を溶解する酸洗が行われる。2. Description of the Related Art In a manufacturing process of a stainless steel sheet,
Dissolve the iron by immersing it in an acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid to remove the scale and dechromized layer present on the surface of the steel sheet annealed after hot rolling or hot rolling, or to smooth the surface irregularities Pickling is performed.
【0003】一方、近年、耐食性の高いステンレス鋼種
が多くなり、また、生産性向上の面から、従来の酸洗方
法では酸洗能力の不足が生じてきた。これに対して、酸
洗液に酸洗促進剤と称する添加剤を加えて酸洗速度を増
加させる試みが行われている。硫酸酸洗液の酸洗促進剤
としては無機イオウ、チオ硫酸が効果があるといわれて
いる。On the other hand, in recent years, the types of stainless steel having high corrosion resistance have increased, and the pickling ability has been insufficient in the conventional pickling method from the viewpoint of improving productivity. On the other hand, attempts have been made to increase the pickling rate by adding an additive called a pickling accelerator to a pickling solution. It is said that inorganic sulfur and thiosulfuric acid are effective as a pickling accelerator in a sulfuric acid pickling solution.
【0004】また、メルカプト基あるいはジスルフィド
結合を有する水溶性有機イオウ化合物が、ステンレス鋼
の硫酸酸洗を促進する(特願平8−28803 号)。しか
し、本発明者らの検討結果によれば、これらの酸洗促進
剤を用いた場合、酸洗液の酸洗効果が経時的に低下し、
この原因が、酸洗液中における酸洗促進剤の濃度低下に
よるものであり、酸洗液中の酸洗促進剤の適正な濃度管
理が重要であることが分かった。A water-soluble organic sulfur compound having a mercapto group or a disulfide bond promotes the pickling of stainless steel with sulfuric acid (Japanese Patent Application No. 8-28803). However, according to the study results of the present inventors, when these pickling accelerators are used, the pickling effect of the pickling solution decreases over time,
This was due to a decrease in the concentration of the pickling accelerator in the pickling solution, and it was found that proper management of the concentration of the pickling accelerator in the pickling solution was important.
【0005】しかし、高濃度の酸および鉄イオン、クロ
ムイオンを主体とする金属イオンを含む水溶液であるス
テンレス鋼酸洗液中に含まれる微量のメルカプト基ある
いはジスルフィド結合を有する水溶性有機イオウ化合物
の分析方法は確立していない。メルカプト基を有する微
量の有機イオウ化合物を検出する方法としては、例え
ば、テトラゾリウム塩とメルカプト基との反応による発
色を利用する方法(特開昭64−68660 号公報)、エルマ
ン試薬を用いる方法(Arch.Biochem.Biophys.,82,70-77
(1959))、蛍光ラベル剤を用いる方法(たとえば、Ana
l.Chem.,56,2461-2464(1984) 、Talanta,32,167-169(19
85 ))などの方法が知られている。However, a small amount of a water-soluble organic sulfur compound having a mercapto group or a disulfide bond contained in a stainless steel pickling solution which is an aqueous solution containing a high concentration of an acid and metal ions mainly composed of iron ions and chromium ions. The analytical method has not been established. As a method for detecting a trace amount of an organic sulfur compound having a mercapto group, for example, a method utilizing color development by a reaction between a tetrazolium salt and a mercapto group (JP-A-64-68660), a method using an Ellman's reagent (Arch) .Biochem.Biophys., 82,70-77
(1959)), a method using a fluorescent labeling agent (for example, Ana
l. Chem., 56, 2461-2464 (1984), Talanta, 32, 167-169 (19
85)) and other methods are known.
【0006】しかし、これらの方法は、生体試料あるい
は食品中のメルカプト化合物を分析することを目的とす
る方法であり、鉄イオン、クロムイオンなどの金属イオ
ンを多量に含む高濃度の硫酸水溶液中に存在する微量の
有機イオウ化合物の分析にそのまま適用することはでき
ない。また、前記の方法ではジスルフィド結合を有する
有機イオウ化合物の検出はできない。However, these methods are intended to analyze mercapto compounds in biological samples or foods, and are used in a high-concentration aqueous sulfuric acid solution containing a large amount of metal ions such as iron ions and chromium ions. It cannot be applied directly to the analysis of trace amounts of organic sulfur compounds present. Further, the above method cannot detect an organic sulfur compound having a disulfide bond.
【0007】酸洗促進剤として用いられるメルカプト基
を含む化合物は比較的分子量の小さいものが用いられ
る。このような分析対象となる化合物の場合、ガスクロ
マトグラフィーで分析できることが知られている(例え
ば、「分析化学便覧」、日本分析化学会(1991))。As the compound containing a mercapto group used as an acid pickling accelerator, a compound having a relatively small molecular weight is used. It is known that such compounds to be analyzed can be analyzed by gas chromatography (for example, "Handbook of Analytical Chemistry", Japan Society for Analytical Chemistry (1991)).
【0008】また、ガスクロマトグラフィーを用いれば
ジスルフィド結合を有する有機イオウ化合物の分析も可
能と考えられた。しかし、本発明者は、検討の結果、ガ
スクロマトグラフィーによる分析を行うと、分析中にジ
スルフィド結合が切断され、メルカプト基が生ずる反応
が進行することを見い出した。It has been considered that the use of gas chromatography makes it possible to analyze an organic sulfur compound having a disulfide bond. However, as a result of the study, the present inventor has found that, when the analysis is performed by gas chromatography, a disulfide bond is cleaved during the analysis, and a reaction in which a mercapto group is generated proceeds.
【0009】したがって、メルカプト基を含む化合物と
ジスルフィド結合を含む化合物が混在している試料の分
析にはガスクロマトグラフィー法は不適当である。以上
述べたように、メルカプト基を含む有機イオウ化合物の
分析方法はいくつか知られているが、酸洗液中の微量の
有機イオウ化合物を分析する工業的に有用な方法は未だ
確立されていない。Therefore, gas chromatography is unsuitable for analyzing a sample containing both a compound containing a mercapto group and a compound containing a disulfide bond. As described above, several methods for analyzing organic sulfur compounds containing a mercapto group are known, but an industrially useful method for analyzing a trace amount of organic sulfur compounds in a pickling solution has not yet been established. .
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、酸洗条件を適切に制御するこ
とが可能なステンレス鋼の酸洗方法、および該酸洗方法
に用いられるステンレス鋼酸洗液中の有機化合物の分析
方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art and provides a method for pickling stainless steel capable of appropriately controlling pickling conditions, and a method for pickling stainless steel. It is an object of the present invention to provide a method for analyzing an organic compound in a pickling solution of stainless steel obtained.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】第1の発明は、酸洗液と
して非酸化性酸洗液を用いるステンレス鋼の酸洗方法で
あって、酸洗開始後の酸洗液について、前記酸洗液中の
添加有機化合物および/または該有機化合物が酸洗時に
生成する有機化合物を定量し、得られた定量結果に基づ
き前記酸洗液中の有機化合物の濃度を調整することを特
徴とするステンレス鋼の酸洗方法である。The first invention is a method for pickling stainless steel using a non-oxidizing pickling solution as a pickling solution. A stainless steel characterized in that the added organic compound in the liquid and / or the organic compound generated by the organic compound during pickling are quantified, and the concentration of the organic compound in the pickled liquid is adjusted based on the obtained quantification result. This is a method of pickling steel.
【0012】前記第1の発明は、前記添加有機化合物
が、メルカプト基を有する有機化合物および/またはジ
スルフィド結合を有する有機化合物であるステンレス鋼
の酸洗方法に好ましく適用される。また、前記第1の発
明においては、前記定量方法が、1H-NMRスペクトルのシ
グナルの積分値に基づく定量方法であることが好まし
い。The first invention is preferably applied to a method for pickling stainless steel wherein the added organic compound is an organic compound having a mercapto group and / or an organic compound having a disulfide bond. In the first invention, it is preferable that the quantification method is a quantification method based on an integrated value of a signal of a 1 H-NMR spectrum.
【0013】第2の発明は、ステンレス鋼用の非酸化性
酸洗液中の添加有機化合物および/または該有機化合物
が酸洗時に生成する有機化合物を、1H-NMRスペクトルの
シグナルの積分値に基づき定量することを特徴とするス
テンレス鋼酸洗液中の有機化合物の分析方法である。前
記第2の発明は、前記添加有機化合物が、メルカプト基
を有する有機化合物および/またはジスルフィド結合を
有する有機化合物であるステンレス鋼酸洗液中の有機化
合物の分析方法に好ましく適用される。According to a second aspect of the present invention, an organic compound added to a non-oxidizing pickling solution for stainless steel and / or an organic compound produced by the pickling during the pickling is integrated with a signal of 1 H-NMR spectrum. This is a method for analyzing an organic compound in a pickling solution of stainless steel, characterized in that it is quantified based on the following formula. The second invention is preferably applied to a method for analyzing an organic compound in a stainless steel pickling liquid, wherein the added organic compound is an organic compound having a mercapto group and / or an organic compound having a disulfide bond.
【0014】さらに、前記第1の発明または第2の発明
は、硫酸含有水溶液、塩酸含有水溶液、または硫酸およ
び塩酸を含有する水溶液である非酸化性酸洗液を用いた
ステンレス鋼の酸洗方法またはステンレス鋼酸洗液中の
有機化合物の分析方法に好ましく適用される。Further, the first or second invention is directed to a method for pickling stainless steel using a non-oxidizing pickling solution that is an aqueous solution containing sulfuric acid, an aqueous solution containing hydrochloric acid, or an aqueous solution containing sulfuric acid and hydrochloric acid. Alternatively, it is preferably applied to a method for analyzing an organic compound in a pickling solution of stainless steel.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。ステンレス鋼の酸洗液は、例えば硫酸酸洗液の場
合、新液の状態で硫酸濃度が200g/L 以上の高濃度の酸
であり、かつ、酸洗能力を上げるため加熱されることが
多い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. For example, in the case of a sulfuric acid pickling solution, a stainless steel pickling solution is a high concentration acid having a sulfuric acid concentration of 200 g / L or more in a fresh liquid state, and is often heated to increase the pickling ability. .
【0016】また、鋼板の溶解が進行しているため水素
が発生している。このような溶液中では、メルカプト基
あるいはジスルフィド結合を含む有機イオウ化合物は種
々の化学反応を起こし、元の化合物とは化学構造が異な
ったものが生成している可能性がある。したがって、酸
洗促進剤の分析法を検討する場合、先ず、添加した酸洗
促進剤がどのような化学変化を経て酸洗液中に存在する
かを知らなければならない。In addition, hydrogen is generated because the melting of the steel sheet is progressing. In such a solution, the organic sulfur compound containing a mercapto group or a disulfide bond causes various chemical reactions, and a compound having a different chemical structure from the original compound may be generated. Therefore, when examining the analysis method of the pickling accelerator, first, it is necessary to know what chemical change the added pickling accelerator undergoes in the pickling solution.
【0017】本発明者は、ステンレス鋼板の酸洗におい
て、メルカプト基を有する有機化合物を添加した硫酸酸
洗液を使用し、使用後の酸洗液中の有機化合物を抽出
し、核磁気共鳴分析(NMR)法、ガスクロマトグラフ
ィー−質量分析(GC−MS)法などを用いて検討の結
果、以下のことが明らかとなった。すなわち、メルカプ
ト基を有する化合物を、非酸化性の酸洗液、すなわち金
属の溶解反応に伴って水素を発生する硫酸酸洗液に添加
した場合、使用後の酸洗液中には、当初添加したメルカ
プト基を有する化合物(以下RSH とも記す)の他に、該
化合物から酸洗液中で進行する化学反応によって生成す
るジスルフィド結合を有する化合物(以下RSSRまたはジ
スルフィド化合物とも記す)、ジスルホキシド(RS(=O)
S(=O)R)、およびメルカプト基が脱硫・水素化された化
合物(RH) が存在していることを見い出した。In the pickling of stainless steel plates, the present inventors use a sulfuric acid pickling solution to which an organic compound having a mercapto group is added, extract the organic compounds in the used pickling solution, and conduct nuclear magnetic resonance analysis. As a result of examination using (NMR) method, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) method, the following became clear. That is, when a compound having a mercapto group is added to a non-oxidizing pickling solution, that is, a sulfuric acid pickling solution that generates hydrogen due to a metal dissolution reaction, it is initially added to a pickling solution after use. In addition to a compound having a mercapto group (hereinafter, also referred to as RSH), a compound having a disulfide bond formed from the compound by a chemical reaction which proceeds in an acid washing solution (hereinafter, also referred to as RSSR or a disulfide compound), a disulfide (RSH). (= O)
S (= O) R) and a compound (RH) in which the mercapto group was desulfurized and hydrogenated were found.
【0018】また、ジスルフィド化合物(RSSR)を非酸
化性酸洗液に添加した場合にも、RSSRと対応するRSH お
よびRS(=O)S(=O)R、またはRHが存在していることを見い
出した。また、RSH とRSSRは、非酸化性酸洗液中で容易
に相互に変換することも明らかとなった。Further, even when a disulfide compound (RSSR) is added to a non-oxidizing pickling solution, RSH and RS (= O) S (= O) R or RH corresponding to the RSSR must be present. I found It was also found that RSH and RSSR were easily converted to each other in a non-oxidizing pickling solution.
【0019】これらのことは、硫酸酸洗液、塩酸酸洗液
など非酸化性酸洗液を用いたステンレス鋼の酸洗におい
ては、酸洗促進剤としてメルカプト基を含む化合物を添
加しても、また、対応するジスルフィド化合物を添加し
ても同等の酸洗促進効果が現れることを示す。また、上
記一群の化合物の濃度は、鋼板の酸洗中に時間と共に変
化すること、また、酸洗液から鋼板を引き上げた後には
上記一群の化合物の濃度は経時変化しないことも明らか
となった。These facts indicate that in pickling of stainless steel using a non-oxidizing pickling solution such as a sulfuric acid pickling solution or a hydrochloric acid pickling solution, a compound containing a mercapto group is added as a pickling accelerator. In addition, it shows that even if the corresponding disulfide compound is added, an equivalent pickling accelerating effect appears. It was also found that the concentration of the group of compounds changed with time during the pickling of the steel sheet, and that the concentration of the group of compounds did not change over time after the steel sheet was pulled out of the pickling solution. .
【0020】以上の知見は、メルカプト基を有する有
機化合物、ジスルフィド結合を有する有機化合物など酸
洗促進用の有機化合物を添加した非酸化性酸洗液を用い
たステンレス鋼の酸洗においては、酸洗液中の添加有機
化合物、該有機化合物が酸洗時に生成する有機化合物を
定量し、得られた定量結果に基づき前記酸洗液中の有機
化合物の濃度を調整することが重要であること、また、
酸洗液中の酸洗促進剤の分析を行う場合、当初に添加
した化合物だけではなく、前記一群の化合物を分析しな
ければ意味が無いことを示す。The above findings suggest that pickling of stainless steel using a non-oxidizing pickling solution to which an organic compound for accelerating pickling, such as an organic compound having a mercapto group or an organic compound having a disulfide bond, is added. The added organic compound in the washing solution, the organic compound is quantified the organic compound generated at the time of pickling, it is important to adjust the concentration of the organic compound in the pickling solution based on the obtained quantitative results, Also,
It indicates that there is no point in analyzing the pickling accelerator in the pickling solution unless the group of compounds is analyzed in addition to the initially added compound.
【0021】さらに、本発明者は、本検討過程におい
て、前記した各種の化合物を同時に分析する方法を鋭意
検討した結果、1H-NMRスペクトルのシグナルの積分値か
ら各成分濃度を定量することが可能であることを見い出
し本発明に至った。本発明の分析方法によれば、分析の
過程で試料が加熱されることが無いので試料中に含まれ
る含イオウ化合物群の組成を保ったままで各成分を同時
に分析できる。Furthermore, the present inventor has conducted intensive studies on a method for simultaneously analyzing the above-mentioned various compounds in the present examination process, and as a result, it has been found that the concentration of each component can be quantified from the integrated value of the signal of 1 H-NMR spectrum. The present inventors have found that this is possible and have led to the present invention. According to the analysis method of the present invention, since the sample is not heated in the course of the analysis, each component can be analyzed simultaneously while maintaining the composition of the sulfur-containing compound group contained in the sample.
【0022】すなわち第1の発明は、酸洗液として非酸
化性酸洗液を用いるステンレス鋼の酸洗方法であって、
前記酸洗液中の添加有機化合物および/または該有機化
合物が酸洗時に生成する有機化合物を定量し、得られた
定量結果に基づき前記酸洗液中の有機化合物の濃度を調
整することを特徴とするステンレス鋼の酸洗方法であ
る。That is, the first invention is a method for pickling stainless steel using a non-oxidizing pickling solution as the pickling solution,
It is characterized in that the added organic compound in the pickling solution and / or the organic compound generated by the organic compound during pickling are quantified, and the concentration of the organic compound in the pickling solution is adjusted based on the obtained quantification result. This is a method for pickling stainless steel.
【0023】前記第1の発明は、前記添加有機化合物
が、酸洗速度の促進を目的とする含イオウ有機化合物で
あるステンレス鋼の酸洗方法に好ましく適用される。ま
た、前記第1の発明は、前記添加有機化合物が、メルカ
プト基を有する有機化合物および/またはジスルフィド
結合を有する有機化合物であるステンレス鋼の酸洗方法
に好ましく適用される。The first invention is preferably applied to a method for pickling stainless steel in which the added organic compound is a sulfur-containing organic compound for the purpose of accelerating the pickling rate. The first invention is preferably applied to a method for pickling stainless steel in which the added organic compound is an organic compound having a mercapto group and / or an organic compound having a disulfide bond.
【0024】さらには、前記第1の発明においては、前
記定量方法が、1H-NMRスペクトルのシグナルの積分値に
基づく定量方法であることが好ましい。第2の発明は、
ステンレス鋼用の非酸化性酸洗液中の添加有機化合物お
よび/または該有機化合物が酸洗時に生成する有機化合
物を、1H-NMRスペクトルのシグナルの積分値に基づき定
量することを特徴とするステンレス鋼酸洗液中の有機化
合物の分析方法である。Further, in the first invention, it is preferable that the quantification method is a quantification method based on an integral value of a signal of 1 H-NMR spectrum. The second invention is
Quantifying the added organic compound in the non-oxidizing pickling solution for stainless steel and / or the organic compound generated by the organic compound during pickling based on the integrated value of the signal of the 1 H-NMR spectrum. This is a method for analyzing organic compounds in a stainless steel pickling solution.
【0025】前記第2の発明は、前記添加有機化合物
が、酸洗速度の促進を目的とする含イオウ有機化合物で
あるステンレス鋼酸洗液中の有機化合物の分析方法に好
ましく適用される。また、前記第2の発明は、前記添加
有機化合物が、メルカプト基を有する有機化合物および
/またはジスルフィド結合を有する有機化合物であるス
テンレス鋼酸洗液中の有機化合物の分析方法に好ましく
適用される。The second invention is preferably applied to a method for analyzing an organic compound in a stainless steel pickling solution in which the added organic compound is a sulfur-containing organic compound for the purpose of accelerating the pickling rate. Further, the second invention is preferably applied to a method for analyzing an organic compound in a stainless steel pickling solution in which the added organic compound is an organic compound having a mercapto group and / or an organic compound having a disulfide bond.
【0026】すなわち前記第2の発明の好適態様は、硫
酸溶液など非酸化性酸洗液中に溶解しているメルカプト
基を有する化合物、ジスルフィド結合を有する化合物、
スルホキシド、これら含イオウ化合物のC-S 結合が切断
されイオウ原子が水素原子で置換された構造の化合物な
ど酸洗時の生成物を、1H-NMRを用いて同時に定量分析す
る方法を提供する。That is, a preferred embodiment of the second invention is a compound having a mercapto group dissolved in a non-oxidizing pickling solution such as a sulfuric acid solution, a compound having a disulfide bond,
Provided is a method for simultaneously quantitatively analyzing products obtained during pickling, such as sulfoxide and compounds having a structure in which a CS bond of these sulfur-containing compounds is cleaved and a sulfur atom is replaced by a hydrogen atom, using 1 H-NMR.
【0027】なお、本発明におけるメルカプト基(−SH
基)を有する添加有機化合物、ジスルフィド結合(-S-S
- )を有する添加有機化合物としては、好ましくは、下
記化合物が例示されるが、本発明は下記有機化合物に限
定されるものではない。 [1] :メルカプト基を有する添加有機化合物;本発明に
おけるメルカプト基を有する添加有機化合物としては、
より好ましくは、さらにカルボキシル基および/または
水酸基を有することが好ましい。In the present invention, the mercapto group (-SH
Organic compounds having a disulfide bond (-SS)
As the additional organic compound having-), the following compounds are preferably exemplified, but the present invention is not limited to the following organic compounds. [1]: an added organic compound having a mercapto group; examples of the added organic compound having a mercapto group in the present invention include:
More preferably, it preferably further has a carboxyl group and / or a hydroxyl group.
【0028】これは、該有機化合物のカルボキシル基、
水酸基が、金属表面に存在する酸化物などに起因するOH
基やCOOH基との親和性がよいため、水素ガスを鋼板表面
から剥離し易くして、溶解反応を促進させるためと考え
られる。該有機化合物としては、メルカプト酢酸、メル
カプトエタノール、メルカプトコハク酸などが好ましく
例示される。This corresponds to the carboxyl group of the organic compound,
Hydroxyl groups are caused by OH caused by oxides on the metal surface
This is considered to be because hydrogen gas is easily separated from the steel sheet surface because of its good affinity with the base group and the COOH group, thereby promoting the dissolution reaction. Preferred examples of the organic compound include mercaptoacetic acid, mercaptoethanol, and mercaptosuccinic acid.
【0029】また、本発明においては、酸との混合前の
前記化合物のカルボキシル基の水素原子が、Na、K など
のアルカリ金属またはCa、Mgなどのアルカリ土類金属で
置換されていてもよい。さらに、本発明においては、添
加有機化合物として前記化合物を2種以上併用してもよ
い。In the present invention, the hydrogen atom of the carboxyl group of the compound before mixing with an acid may be replaced with an alkali metal such as Na or K or an alkaline earth metal such as Ca or Mg. . Further, in the present invention, two or more of the above compounds may be used in combination as the additional organic compound.
【0030】[2] :ジスルフィド結合を有する添加有機
化合物;本発明におけるジスルフィド結合を有する添加
有機化合物としては、より好ましくは、さらにカルボキ
シル基および/または水酸基を有することが好ましい。
これは、前記[1] と同様に、該有機化合物のカルボキシ
ル基、水酸基が、金属表面に存在する酸化物などに起因
するOH基やCOOH基との親和性がよいため、水素ガスを鋼
板表面から剥離し易くして、溶解反応を促進させるため
と考えられる。[2]: Additional organic compound having a disulfide bond; The additional organic compound having a disulfide bond in the present invention more preferably further has a carboxyl group and / or a hydroxyl group.
This is because, similarly to the above [1], since the carboxyl group and the hydroxyl group of the organic compound have good affinity for OH groups and COOH groups caused by oxides and the like existing on the metal surface, hydrogen gas is applied to the steel sheet surface. This is considered to facilitate the dissolution reaction by facilitating the dissolution reaction.
【0031】該有機化合物としては、下記一般式(1) 、
(2) で表される脂肪族化合物、下記式(3) 、(4) で表さ
れるジチオサリチル酸などの芳香族化合物から選ばれる
1種または2種以上である有機化合物であることが好ま
しい。 S2 (Cn H2nCOOH)2 ・・・・・(1) S2 (Cn H2nOH)2 ・・・・・・・(2) 式(1) 、(2) 中、nは1〜10から選ばれる整数を示し、
より好ましくは、nは1〜5から選ばれる整数であるこ
とが好ましい。As the organic compound, the following general formula (1):
It is preferable that the organic compound is one or more organic compounds selected from the aliphatic compounds represented by (2) and aromatic compounds such as dithiosalicylic acid represented by the following formulas (3) and (4). S 2 (C n H 2n COOH ) 2 ····· (1) S 2 (C n H 2n OH) 2 ······· (2) Equation (1), in (2), n is Indicates an integer selected from 1 to 10,
More preferably, n is preferably an integer selected from 1 to 5.
【0032】[0032]
【化1】 Embedded image
【0033】[0033]
【化2】 Embedded image
【0034】また、前記一般式(1) 、(2) で表される脂
肪族化合物としては、S2 (CH2COOH)2 (ジチ
オ二酢酸)、S2 (CH2 CH2 COOH)2 (ジチオ
二プロピオン酸)、S2 (CH2 CH2 OH)2 (ジチ
オ二エタノール)が好ましく例示される。また、前記式
(3) 、(4) で表される芳香族化合物はアルキル基などの
置換基を有していてもよい。The aliphatic compounds represented by the general formulas (1) and (2) include S 2 (CH 2 COOH) 2 (dithiodiacetate) and S 2 (CH 2 CH 2 COOH) 2 ( Dithiodipropionic acid) and S 2 (CH 2 CH 2 OH) 2 (dithiodiethanol) are preferred. Also, the above equation
The aromatic compounds represented by (3) and (4) may have a substituent such as an alkyl group.
【0035】また、本発明においては、酸との混合前の
前記一般式(1) 、(3) で表される化合物のカルボキシル
基の水素原子が、Na、K などのアルカリ金属またはCa、
Mgなどのアルカリ土類金属で置換されていてもよい。以
上、本発明におけるメルカプト基を有する添加有機化合
物、ジスルフィド結合を有する添加有機化合物両者の好
適な例を記したが、これらは2種以上併用されていても
よい。Also, in the present invention, the hydrogen atom of the carboxyl group of the compound represented by the above general formula (1) or (3) before mixing with an acid is changed to an alkali metal such as Na or K or Ca,
It may be substituted with an alkaline earth metal such as Mg. The preferred examples of both the added organic compound having a mercapto group and the added organic compound having a disulfide bond in the present invention have been described above, but two or more of these may be used in combination.
【0036】以下、本発明について、さらに具体的に説
明する。先ず、試料である酸洗液に有機溶媒を加え、酸
洗液中の有機化合物を抽出する。ここで用いる有機溶媒
は、前記水溶性有機化合物の抽出を目的とするため、極
性溶媒で、かつ水と二相分離する有機溶媒であることが
好ましい。Hereinafter, the present invention will be described more specifically. First, an organic solvent is added to a sample pickling solution to extract organic compounds in the pickling solution. The organic solvent used here is preferably a polar solvent and an organic solvent capable of two-phase separation from water, for the purpose of extracting the water-soluble organic compound.
【0037】また、酸洗液中に溶存する鉄イオン、クロ
ムイオン、ニッケルイオンを主体とする金属イオンが抽
出されない有機溶媒であることが必要である。また、後
の操作で有機溶媒を蒸発除去するため、沸点が高すぎず
容易に蒸発除去できる有機溶媒であることが望ましい。
以上の条件を満たす溶媒としては、好ましくは、例えば
ジエチルエーテル、メチルエチルケトンなどを用いるこ
とができる。Further, the organic solvent must be an organic solvent from which metal ions mainly composed of iron ions, chromium ions and nickel ions dissolved in the pickling solution cannot be extracted. Further, since the organic solvent is evaporated and removed in a later operation, the organic solvent is desirably an organic solvent having a boiling point that is not too high and can be easily evaporated and removed.
As the solvent satisfying the above conditions, for example, diethyl ether, methyl ethyl ketone, or the like can be preferably used.
【0038】また、抽出の際、試料溶液(水相)に予め
無機塩を飽和させておくことが抽出率を向上させるため
に好ましい。これは、塩析の作用による。この場合の無
機塩としては、水への溶解度が大きく、高い電荷のイオ
ンを含むものであれば特に制限はされないが、好ましく
は、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、またはそれら
の両者を併用して用いることができる。In the extraction, it is preferable to previously saturate the sample solution (aqueous phase) with an inorganic salt in order to improve the extraction rate. This is due to the effect of salting out. The inorganic salt in this case is not particularly limited as long as it has high solubility in water and contains highly charged ions, but it is preferable to use sodium sulfate, ammonium sulfate, or a combination of both. it can.
【0039】酸洗液中の有機化合物を有機溶媒で抽出
し、水と二相分離した後、有機相の一定量を採取し、抽
出溶媒を蒸発除去する。この時、抽出された分析目的成
分としては、沸点があまり高くない化合物も含まれてい
るためその揮散を防ぐこと、また、メルカプト基の酸化
防止、ジスルフィド化合物の熱分解を防ぐため、できる
だけ加熱を避けることが望ましい。After the organic compound in the pickling solution is extracted with an organic solvent and separated into two phases with water, a certain amount of the organic phase is collected, and the extraction solvent is removed by evaporation. At this time, the extracted analysis target components include compounds that do not have a very high boiling point, so that they are prevented from volatilizing.Also, to prevent the oxidation of the mercapto group and the thermal decomposition of the disulfide compound, heating should be performed as much as possible. It is desirable to avoid.
【0040】以上述べた諸条件を考慮すると、本発明に
おいては、抽出溶媒としてジエチルエーテルを用いるこ
とが、より好ましい。これは、ジエチルエーテルが、室
温で容易に蒸発除去できることにもよる。次に、抽出溶
媒を除去した試料に、重水素溶媒を加えて1H-NMR測定用
の溶液とする。In consideration of the various conditions described above, in the present invention, it is more preferable to use diethyl ether as the extraction solvent. This is due to the fact that diethyl ether can be easily removed by evaporation at room temperature. Next, a deuterium solvent is added to the sample from which the extraction solvent has been removed to prepare a solution for 1 H-NMR measurement.
【0041】この時に用いる重水素溶媒は、1H-NMRの測
定のため必要なものであるが、抽出した有機成分を溶解
でき、水と混和するものであれば特に制限はない。な
お、後者の条件は、前記抽出物には水も含まれるためで
ある。重水素溶媒としては、重水、メタノール−d3、ア
セトン−d6などを用いることができる。The deuterium solvent used at this time is necessary for 1 H-NMR measurement, but is not particularly limited as long as it can dissolve the extracted organic components and is miscible with water. Note that the latter condition is because the extract contains water. As the deuterium solvent, heavy water, methanol-d3, acetone-d6 and the like can be used.
【0042】また、本発明においては、1H-NMRのシグナ
ル面積値(:1H-NMRスペクトルのシグナルの積分値)を
用いて定量を行うため、1H-NMR測定用の溶液には濃度の
基準となる物質を添加することが必要である。この目的
で、測定溶液に既知量の有機化合物を加える。この内部
標準とする化合物としては、水、メタノールなどの極性
溶媒に可溶で、かつ、1H-NMRシグナルが分析目的の化合
物と近接しない化合物であれば特に制限はない。[0042] In the present invention, the signal area value of 1 H-NMR (: 1 H -NMR integral values of the signal spectrum) for performing quantitated using a concentration in the solution for the 1 H-NMR measurement It is necessary to add a substance which becomes a standard of the above. For this purpose, a known amount of an organic compound is added to the measuring solution. The compound used as the internal standard is not particularly limited as long as it is soluble in a polar solvent such as water or methanol and the 1 H-NMR signal is not close to the compound to be analyzed.
【0043】このような化合物としては、好ましくは、
例えば、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルなどを
用いることができる。測定によって得られた1H-NMRスペ
クトルの分析目的成分に帰属する各シグナルに関して、
各々のシグナル面積および基準として添加した化合物の
シグナル面積から各成分の濃度を求める。As such a compound, preferably,
For example, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, and the like can be used. For each signal belonging to the analysis target component of the 1 H-NMR spectrum obtained by the measurement,
The concentration of each component is determined from each signal area and the signal area of the compound added as a reference.
【0044】[0044]
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 (実施例1)硫酸水溶液(硫酸濃度:240g/L)に、メル
カプト基を有する化合物としてメルカプト酢酸を濃度が
4.8mMとなるように添加し、得られた硫酸水溶液中にス
テンレス鋼板を液温80℃の条件下、1時間浸漬した。The present invention will be described below in more detail with reference to examples. Example 1 In a sulfuric acid aqueous solution (sulfuric acid concentration: 240 g / L), the concentration of mercaptoacetic acid as a compound having a mercapto group was adjusted.
4.8 mM was added, and a stainless steel plate was immersed in the obtained aqueous sulfuric acid solution at a liquid temperature of 80 ° C. for 1 hour.
【0045】次に、上記浸漬後の硫酸水溶液を2mL採取
し、硫酸ナトリウム(無水塩)2gを加えて飽和させた
後、ジエチルエーテル10mLで抽出した。抽出液7mLを取
り出し溶媒を室温で蒸発除去した。次に、残った液体に
重水 700μL を加えて溶かし、既知濃度(70.4mM)のジ
メチルスルホキシド重水溶液20μL を加えて1H-NMRスペ
クトルを測定した。Next, 2 mL of the aqueous sulfuric acid solution after the immersion was collected, saturated with 2 g of sodium sulfate (anhydrous salt), and extracted with 10 mL of diethyl ether. 7 mL of the extract was taken out and the solvent was evaporated off at room temperature. Next, 700 μL of heavy water was added to the remaining liquid to dissolve it, and 20 μL of a dimethyl sulfoxide heavy aqueous solution having a known concentration (70.4 mM) was added, and 1 H-NMR spectrum was measured.
【0046】1H-NMRスペクトルにはメルカプト酢酸(HS
CH2COOH )、ジチオ二酢酸(HOOCCH 2SSCH2COOH)、HOOC
CH2S(=O)S(=O)CH2COOHおよび酢酸(CH3COOH )のシグナ
ルが認められた。次に、各々のシグナルの面積および基
準として加えたジメチルスルホキシドのシグナルの面積
から表1に示す定量値を得た。[0046]1Mercaptoacetic acid (HS
CHTwoCOOH), dithiodiacetic acid (HOOCCH) TwoSSCHTwoCOOH), HOOC
CHTwoS (= O) S (= O) CHTwoCOOH and acetic acid (CHThreeCOOH) Signa
Was recognized. Next, the area and base of each signal
Area of signal of dimethyl sulfoxide added as standard
From Table 1, the quantitative values shown in Table 1 were obtained.
【0047】表1に示すように、メルカプト基を有する
化合物を酸洗液に添加した場合、当初添加したメルカプ
ト基を有する化合物(RSH )が減少し、ジスルフィド結
合を有する化合物(RSSR)、および多量の酢酸が生成し
ていることが分かった。RSH およびRSSRを合わせた量が
比較的短時間で減少していることは、酸洗促進効果を低
減するものであり、本発明によれば、酸洗促進剤の適切
な濃度管理が可能となった。As shown in Table 1, when the compound having a mercapto group was added to the pickling solution, the compound (RSH) having a mercapto group initially added was reduced, the compound having a disulfide bond (RSSR), and a large amount were added. It was found that acetic acid was produced. The fact that the combined amount of RSH and RSSR is reduced in a relatively short time reduces the effect of accelerating pickling.According to the present invention, it is possible to appropriately control the concentration of the pickling accelerator. Was.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】(実施例2)酸洗促進剤無添加の硫酸酸洗
液に、メルカプト基を有する化合物として2−メルカプ
トプロピオン酸を濃度が5mMとなるように添加し、得ら
れた硫酸酸洗液中にステンレス鋼板を液温80℃の条件
下、1時間浸漬した。次に、前記した実施例1と同様の
操作を行い1H-NMRスペクトルを測定した。(Example 2) To a sulfuric acid pickling solution containing no pickling accelerator, 2-mercaptopropionic acid as a compound having a mercapto group was added so as to have a concentration of 5 mM, and the resulting sulfuric acid pickling solution was obtained. A stainless steel plate was immersed therein at a liquid temperature of 80 ° C. for 1 hour. Next, the same operation as in Example 1 described above was performed, and the 1 H-NMR spectrum was measured.
【0050】得られた1H-NMRスペクトルには2−メルカ
プトプロピオン酸、2−メルカプトプロピオン酸のジス
ルフィドおよびプロピオン酸のシグナルが認められた。
次に、各々のシグナルの面積および基準として加えたジ
メチルスルホキシドのシグナルの面積から表2に示す定
量値を得た。表2に示すように、メルカプト基を有する
化合物を酸洗液に添加した場合、当初添加したメルカプ
ト基を有する化合物(RSH )が減少し、ジスルフィド結
合を有する化合物(RSSR)およびプロピオン酸がいずれ
も多量に生成していることが分かった。In the obtained 1 H-NMR spectrum, signals of 2-mercaptopropionic acid, disulfide of 2-mercaptopropionic acid and propionic acid were recognized.
Next, quantitative values shown in Table 2 were obtained from the area of each signal and the area of the signal of dimethyl sulfoxide added as a reference. As shown in Table 2, when the compound having a mercapto group was added to the pickling solution, the compound (RSH) having a mercapto group initially added was reduced, and both the compound having a disulfide bond (RSSR) and propionic acid were reduced. It was found that a large amount was formed.
【0051】RSH +RSSR濃度の減少は、酸洗促進効果を
低減するものであり、本発明によれば、酸洗促進剤の適
切な濃度管理が可能となった。The decrease in RSH + RSSR concentration reduces the effect of accelerating pickling. According to the present invention, it is possible to appropriately control the concentration of the pickling accelerator.
【0052】[0052]
【表2】 [Table 2]
【0053】以上述べたように、本発明によれば、鉄、
クロム、ニッケルなどの金属を溶解したステンレス鋼酸
洗液中のメルカプト基を有する化合物(RSH )、ジスル
フィド結合を有する化合物(RSSR)および酸洗時にそれ
らの化合物から生成される一群の化合物を、化合物の形
態を保ったまま同時かつ容易に定量分析することが可能
となった。As described above, according to the present invention, iron,
A compound having a mercapto group (RSH), a compound having a disulfide bond (RSSR), and a group of compounds formed from these compounds during pickling in a pickling solution of stainless steel in which metals such as chromium and nickel are dissolved, It has become possible to carry out quantitative analysis simultaneously and easily while maintaining the form.
【0054】この結果、本発明によれば、酸洗促進剤の
適切な濃度管理が可能となり、酸洗条件を適切に制御す
ることが可能となった。As a result, according to the present invention, the concentration of the pickling accelerator can be controlled appropriately, and the pickling conditions can be controlled appropriately.
【0055】[0055]
【発明の効果】本発明によれば、ステンレス鋼酸洗液中
のメルカプト基を有する化合物、ジスルフィド結合を有
する化合物などの有機添加剤および酸洗時にそれらの化
合物から生成される一群の化合物を、化合物の形態を保
ったまま同時かつ容易に定量分析することが可能となっ
た。According to the present invention, an organic additive such as a compound having a mercapto group and a compound having a disulfide bond in a stainless steel pickling solution, and a group of compounds formed from these compounds during pickling, Simultaneous and easy quantitative analysis can be performed while maintaining the compound form.
【0056】この結果、本発明によれば、酸洗促進剤な
ど有機添加剤の適切な濃度管理が可能となり、その工業
的意義は大きい。As a result, according to the present invention, it is possible to appropriately control the concentration of an organic additive such as a pickling accelerator, which is of great industrial significance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−333692(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23G 1/08 G01N 24/08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-8-333692 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23G 1/08 G01N 24/08
Claims (5)
テンレス鋼の酸洗方法であって、酸洗開始後の酸洗液に
ついて、前記酸洗液中の添加有機化合物および/または
該有機化合物が酸洗時に生成する有機化合物を定量し、
得られた定量結果に基づき前記酸洗液中の有機化合物の
濃度を調整することを特徴とするステンレス鋼の酸洗方
法。1. A method for pickling stainless steel using a non-oxidizing pickling solution as a pickling solution , wherein the pickling solution after the start of pickling is used.
Then , the added organic compound in the pickling solution and / or the organic compound generated by the organic compound during pickling is quantified,
A method for pickling stainless steel, comprising adjusting the concentration of an organic compound in the pickling solution based on the obtained quantitative results.
有する有機化合物および/またはジスルフィド結合を有
する有機化合物であることを特徴とする請求項1記載の
ステンレス鋼の酸洗方法。2. The method for pickling stainless steel according to claim 1, wherein the added organic compound is an organic compound having a mercapto group and / or an organic compound having a disulfide bond.
グナルの積分値に基づくことを特徴とする請求項1また
は2記載のステンレス鋼の酸洗方法。3. The method for pickling stainless steel according to claim 1, wherein the quantification method is based on an integrated value of a signal of a 1 H-NMR spectrum.
加有機化合物および/または該有機化合物が酸洗時に生
成する有機化合物を、1H-NMRスペクトルのシグナルの積
分値に基づき定量することを特徴とするステンレス鋼酸
洗液中の有機化合物の分析方法。4. An organic compound added in a non-oxidizing pickling solution for stainless steel and / or an organic compound produced by pickling of the organic compound is quantified based on an integrated value of a signal of 1 H-NMR spectrum. A method for analyzing organic compounds in a pickling solution of stainless steel, characterized by comprising:
有する有機化合物および/またはジスルフィド結合を有
する有機化合物であることを特徴とする請求項4記載の
ステンレス鋼酸洗液中の有機化合物の分析方法。5. The method for analyzing an organic compound in a stainless steel pickling solution according to claim 4, wherein the added organic compound is an organic compound having a mercapto group and / or an organic compound having a disulfide bond. .
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| JP07559197A JP3229561B2 (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Method for pickling stainless steel and method for analyzing organic compounds in stainless steel pickling solution used therefor |
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