JP2001009520A - 鋼板のデスケーリング方法 - Google Patents
鋼板のデスケーリング方法Info
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Abstract
のない表面性状の良好な熱延鋼板を製造する鋼板のデス
ケーリング方法を提供する。 【解決手段】 仕上スタンドの入側にデスケーリング装
置を設け、仕上スタンド入側のスケール厚を求め、次い
でスケール厚からスケール除去に必要な最低限の鋼板単
位面積当たりの噴射エネルギEAOを求め、次いで鋼板単
位面積当たりの噴射エネルギEがEo 〜Eo +30000
(J/m2 )の範囲になるようにデスケーリング装置の
噴射圧、ノズル流量、ノズル噴射幅を決定してスプレー
水を噴射する。仕上スタンド入側のスケール厚Y(μ
m)が下記式を満足するときのみに行うことが望まし
い。 Y>-0.024T+31.03 但し、T:仕上スタンド入側の鋼板表面温度(℃)。
Description
おける鋼板のデスケーリング方法、詳しくは、連続式熱
間圧延機の仕上スタンドの入側で鋼板表面のスケールを
除去し、二次スケールの生成を抑制してスケール疵のな
い表面性状の良好な熱延鋼板を製造するデスケーリング
方法に関する。
程度に加熱されたスラブに粗圧延、次いで仕上圧延を施
して製造される。その際、スラブ加熱時に生じる一次ス
ケールや、この一次スケールを除去した後に生じる二次
スケールが鋼板表面に残存したまま圧延をおこなうと、
鋼板表面にスケールが噛み込んだいわゆるスケール疵が
発生し、製品品質を低下させる。このようなスケール疵
の発生を防止する目的で、通常、圧延ラインには高圧水
の噴射によりスケールを除去するデスケーリング装置が
配置され、一次スケールや二次スケールを除去しながら
圧延がおこなわれる。しかしながら、特に圧延温度が高
い場合には、スケールの生成速度が大きく、デスケーリ
ング装置から圧延機の間、あるいは圧延機間で生成する
二次スケールの量が多くなりこれが原因でスケール疵が
発生しやすい。
〜F7スタンド)による熱延鋼板の仕上圧延におけるF
1スタンド入側から巻取りまでの鋼板表面温度とスケー
ル厚の経時変化の一例を示すグラフである。
置されたデスケーリング装置によりスケールは除去さ
れ、スケール厚は0mmになるが、直ちに二次スケール
の生成が始まり、F1スタンド入側ではスケール厚は5
μm程度となる。ここで、鋼板は圧延されて延ばされる
が、この時、スケールも同時に延ばされるためスケール
厚は薄くなるが、F2スタンドに移動する間にスケール
は成長し、スケール厚は7.3μm程度となる。この様
に圧延による減厚と成長を繰り返しながらスケール厚は
変化していく。図示例は、F1スタンド入側の鋼板表面
温度が975℃の場合であるが、鋼板表面温度が高くな
ったり、圧延速度が遅い場合には各スタンド入側のスケ
ール厚は更に大きくなる。
方法として、特開昭57−154301号公報には、圧
延直前に鋼板を冷却し、生成する二次スケールを抑制す
る方法が開示されている。しかし、二次スケールの抑制
効果が不十分であるという問題や鋼板冷却により仕上温
度が確保できないという欠点がある。
は、仕上前段スタンド入側にデスケーリング装置を設
け、圧延時のスケールが10μmを超える場合、鋼板表
面に0.15kgf/cm2 以上の高圧水を噴射した後、1秒
以内で圧延する方法が提示されている。しかし、製造条
件によっては、スケール除去が不十分であったり、必要
以上に高圧水を噴射する結果、鋼板の温度低下が大きく
仕上温度が確保できないという問題がある。
従来の問題を解決し、鋼板の大幅な温度低下を抑制しな
がら二次スケールを効果的に除去してスケール疵のない
表面性状の良好な熱延鋼板を製造する鋼板のデスケーリ
ング方法を提供することにある。
に生成する二次スケールに起因して発生するスケール疵
を防止して鋼板の品質向上を図るべく、スケール疵の発
生要因とスケール除去に必要なデスケーリング条件を調
査し、以下の知見を得た。
示されたように高圧水の衝突圧を規定する方法では、鋼
板速度が速い場合にはデスケーリング能力が不足しスケ
ール除去が不十分となり、スケール厚が薄く鋼板速度が
遅い場合には能力過多となり必要以上に鋼板が冷却され
るという問題が生じる。
は、衝突圧によって決まるのではなく、鋼板単位面積当
たりに噴射された高圧水のエネルギ (吐出圧×流量/噴
射面積) によって評価できる。
スケールの除去が可能となる。 d.スケール疵は、圧延時のスケール厚と鋼板表面温度
の双方に密接な関係があり、スケール厚が鋼板表面温度
により定まる限界値以下であればスケール疵は発生しな
い。
もので、その要旨は以下の通りである。 (1)熱間連続圧延機の仕上スタンドの入側にデスケー
リング装置を設け、スプレー水の噴射により鋼板表面の
スケールの除去を行うに際し、仕上スタンド入側のスケ
ール厚を求め、次いで該スケール厚からスケール除去に
必要な最低限の鋼板単位面積当たりの噴射エネルギEo
を求め、次いでスプレー水の噴射による鋼板単位面積当
たりの噴射エネルギEがEo 〜Eo +30000 (J/
m2 )の範囲になるように上記デスケーリング装置の噴
射圧、ノズル流量、ノズル噴射幅を決定してスプレー水
を噴射することを特徴とする鋼板のデスケーリング方
法。
Y(μm)が下記式を満足することを特徴とする上記
(1)項に記載の鋼板のデスケーリング方法。 Y>-0.024T+31.03 但し、T:仕上スタンド入側の鋼板表面温度(℃)。
側にデスケーリング装置を設け、スプレー水の噴射によ
り鋼板表面のスケールの除去を行うに際し、仕上スタン
ド入側のスケール厚を求め、該スケール厚(μm)が下
記式を満足する場合に、上記デスケーリング装置による
スプレー水の噴射を停止することを特徴とする鋼板のデ
スケーリング方法。 Y≦-0.024T+31.03 但し、T:仕上スタンド入側の鋼板表面温度(℃)。
に与えられるエネルギは、鋼帯単位面積当たりの噴射エ
ネルギをE(J/m2 )とすると、下記(1)式で表さ
れる。なお、以下、Eを単に噴射エネルギともいう。
射幅ともいう。
調整した鋼板表面温度:1000℃の鋼板(C:0.0
5重量%、厚:8mm、幅:70mm)を対象に、噴射
吐出圧P:10〜20MPa、ノズル流量Q:20〜1
00リットル/分、ノズル噴射幅W:30〜150m
m、鋼板速度:0.7〜2.0m/sの条件でデスケー
リング試験をおこない、スケール剥離が噴射エネルギE
とスケール厚Yとで整理できることを見い出した。
ギとスケール厚の影響を示すグラフである。図2に示す
ように、図中の線(E=1020Y2 +4360Y)より上の領
域ではスケールの剥離が完全におこなわれ、スケール疵
の発生が防止される。上記線より下の領域ではスケール
残りが発生し、スケール疵が発生する。
μmに調整した鋼板表面温度:600〜1100℃の鋼
板(C:0.05重量%、厚:8mm、幅:70mm)
を対象に、モデル圧延機を用いて圧下率35%の圧延を
おこない、スケール厚が鋼板表面温度で定まる限界値以
下では圧延時にスケール疵が発生しないことを見い出し
た。
鋼板表面温度との関係を示すグラフである。同図に示す
ように、図中の線(Y=-0.024T+31.03 )より下の領
域ではスケール疵が発生しない。すなわち、デスケーリ
ングは、上記線より上の領域のスケール厚を有する鋼板
に対して行えばよく、上記線より下の領域のスケール厚
を有する鋼板に対してはデスケーリングの必要が無く、
デスケーリングに伴う鋼板の温度低下を防止し、鋼板温
度を高温に維持することができることが判った。
の方法を説明する。図4は、デスケーリング装置を備え
た熱間圧延機例の仕上スタンド7基のうち前段のF1ス
タンド〜F3スタンドを示す模式図である。同図におい
て、符号1、2はデスケーリング装置、3〜5はそれぞ
れF1、F2、F3の各スタンド、6は鋼板、7はスタ
ンド間ルーパを示す。
圧延機の各スタンドの入側に設けることができる。
スケーリング装置が設置されており、デスケーリングが
行われるが、その後の二次スケールの生成により、仕上
前段スタンド通過時のスケール厚は5〜20μm程度と
なり、特に薄物圧延時にはスケール疵が発生しやすい。
したがって、本発明を実施するデスケーリング装置は、
二次スケールが厚くなる仕上前段スタンド入側に設置す
るとよい。より好ましくは、F2スタンド入側である。
但し、圧延条件によっては、仕上後段スタンドでスケー
ル疵が発生することがある。そのような場合には、それ
ぞれのスタンドの鋼板入側直前にデスケーリング装置を
設けるのが望ましい。
求め方を説明する。鋼板表面に生成するスケール厚Y
(μm)は、下記(2)式で表される放物線則から算出
されるスケール重量増加量W(g/cm2 )から、下記
(3)式で予測することができる。
=-16612 )、 T:鋼板表面温度(K)、 t:鋼板表面温度Tでの保持時間。
板速度が必要であるが、温度計算用のデータには圧延機
入側に設けた温度計の出力が、また、鋼板速度はワーク
ロールの回転速度計の出力を用いることができる。温度
計算には、入熱として、圧延による加工熱や摩擦熱な
ど、放熱として、ロールとの接触、空冷、水冷などの影
響を考慮し、鋼板の板厚方向のみの熱伝導として非定常
一次元熱伝導方程式を導き、これを差分法によって解く
ことにより求めることができる。このようにして微小時
間毎に表面温度を求め、また、F1スタンド入側に設置
したデスケーリング装置でスケールは完全に剥離し、各
スタンドでは二次スケールが圧下率に等しい圧下を受け
ると仮定することにより(3)式で各スタンド入側のス
ケール厚を求めることができる。
板単位面積当たりの噴射エネルギEo の求め方を説明す
る。
最低限の鋼板単位面積当たりの噴射エネルギEAO(J/
m2 )は、スケール厚Y(μm)の関数として、以下の
(4)式で求めることができる。
には、EAOは、以下の(5)式で表される。
単位面積当たりの噴射エネルギEがEAO〜Eo +30000
(J/m2 )の範囲になるように、(1)式に基づき、
デスケーリング装置の噴射吐出圧P、ノズル流量Q、ノ
ズル噴射幅Wを決定してスプレー水を噴射する。EがE
o 未満ではスケールの除去が不十分である。EがEo 以
上であればスケールの剥離性に差はないが、Eo +3000
0 (J/m2 )より大きくなると鋼板温度の低下が大き
くなる。従って、EはEAO以上、Eo +30000 (J/m
2 )以下である。好ましくは、EはEAO+10000 (J/
m2 )以上、Eo +20000 (J/m2 )以下である。な
お、噴射吐出圧Pは、5MPa以上、100MPa以下
とするのが望ましい。
厚Y(μm)が下記(6)式を満足するときのみに行う
ことが望ましい。 Y>-0.024T+31.03 (6) 但し、T:仕上スタンド入側の鋼板表面温度(℃)。
線はスケール厚をY(μm)、仕上スタンド入側の鋼板
表面温度をT(℃)とするとY=-0.024T+31.03 で表
される。すなわち、(6)式を満足しない条件では、デ
スケーリングの必要が無い。したがって、(6)式を満
足する場合にデスケーリングを行うのが望ましい。
スケール厚Y(μm)が下記(7)式を満足する場合に
は、スプレー水の噴射を停止することを特徴とする。 Y≦-0.024T+31.03 (7) 但し、T:仕上スタンド入側の鋼板表面温度(℃)。
圧延の際にスケール疵が発生しない。従って、スプレー
水の噴射を停止することにより、鋼板の温度低下を防止
し、鋼板温度を高温に維持することができる。また、デ
スケーリングコストを低減することができる。
上スタンド入側の鋼板表面温度とは、それぞれ本発明を
実施するデスケーリング装置が設けられた仕上スタンド
の入側のスケール厚と鋼板表面温度を指す。例えば、上
記デスケーリング装置がF1スタンドとF2スタンドの
間に設けられている場合には、仕上スタンド入側とはF
2スタンドの入側を指す。
常、圧延機入側の鋼板温度ならびに鋼板速度は一定でな
く鋼板の長手方向に変化する。すなわち、鋼板の先端か
ら後端に向かって鋼板温度は低下し、鋼板速度は増加す
る。したがって、鋼板の長手方向にスケール厚と鋼板表
面温度の分布を求め、スケール厚がスケール疵の発生範
囲に達しない領域ではスプレー水の噴射を停止すること
が望ましい。
ドの入側にデスケーリング装置を備えた仕上スタンド7
基で構成される熱間圧延機を用い、F2スタンド入側に
設けたデスケーリング装置で本発明を実施した。なお、
F2スタンド以降は、圧延速度が速く鋼板温度が低いの
で、スケール厚がスケール疵の発生範囲に達せず、F3
以降のスタンドではデスケーリング装置を設ける必要は
なかった。
けられた本発明を実施するためのデスケーリング装置の
一例で、その一部の構成を示す縦断面図であり、符号8
はデスケーリングヘッダ、9はデスケーリングノズル、
10は圧延機のワークロールを示す。
けられたデスケーリング装置は、デスケーリングヘッダ
8とデスケーリングノズル9を備え、図示していないデ
スケーリングポンプによりデスケーリングノズル9に供
給されたスプレ水は鋼板表面に噴射される。デスケーリ
ングノズルの圧延方向への傾きは10°、デスケーリン
グノズルの先端から鋼板の表面までの距離は200mm
とした。スプレー水が鋼板に衝突する位置からワークロ
ール中心までの距離は1000mmである。
た仕上スタンドにより、厚:18mm、幅:1200m
mの低炭素鋼(C:0.05% )の鋼板を対象として、仕上
寸法が厚:2.0mmの熱延鋼板に圧延した。F2スタ
ンド入側に設けたデスケーリング装置では、F1スタン
ド入側に設けたデスケールング装置によるデスケーリン
直後のスケール厚を0mmとし、その後形成されるF2
スタンド入側における二次スケールの厚さを鋼板速度と
鋼板表面温度から(3)式で予測し、この予測したスケ
ール厚に基づいてEo を求め、次いでEがEAO〜Eo +
30000 (J/m2 )の範囲となるように噴射圧、ノズル
流量、ノズル噴射幅を調整した。圧延により得られた鋼
板表面のスケール疵発生面積を調査してスケール疵発生
面積比(スケール疵発生面積/鋼板表面総面積×100
%)を求め、スケール疵発生の程度を評価した。F7出
側およびF1入側に設けた温度計で鋼板表面温度を測定
して鋼板表面温度差(F1入側鋼板表面温度−F7出側
鋼板表面温度)を求め、デスケーリングに伴う鋼板表面
温度低下の程度を評価した。
リング装置でのデスケーリング条件とともにスケール疵
発生状況ならびに鋼板表面温度低下状況を示す。スケー
ル疵発生状況は、スケール疵発生面積比が5%以下を○
で、5%超を×で示した。鋼板表面温度低下状況は、鋼
板表面温度差が150℃以下を○、150℃超を×で示
した。なお、総合評価は、スケール疵発生状況と鋼板表
面温度低下状況のいずれも○の場合を合格として○で、
その他は不合格として×で表した。
は、F2スタンド入側のスケール厚が(7)式を満足し
ていたのでF2スタンド入側に設けたデスケーリング装
置のスプレー水の噴射を停止したが、スケール疵の発生
が無く表面性状は良好であった。噴射エネルギEをEo
〜Eo +30000 (J/m2 )の範囲としてスプレー水を
噴射したNo.5〜7、9〜13、21、25〜27の
本発明例では、スケール疵発生面積比が5%以下で表面
性状良好な鋼板が得られ、鋼板表面温度差も150℃以
下で温度低下が少なく良好であった。一方、No.2〜
4、8、16〜20、22〜24の比較例では、スケー
ル疵面積比が5%超で表面性状が不良であった。また、
No.14、15、28、29の比較例では、スケール
疵発生面積比は5%以下で良好であったが、鋼板表面の
温度低下が大きく不良であった。
な低下を防止しながら二次スケールを効果的に除去し、
スケール疵のない表面品質に優れた熱延鋼板を製造する
ことができる。
おけるF1スタンド入側から巻取りまでの鋼板表面温度
とスケール厚の経時変化の一例を示すグラフである。
示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
上スタンド7基のうち前段のF1スタンド〜F3スタン
ドを示す模式図である。
明を実施するためのデスケーリング装置の一例で、その
一部の構成を示す縦断面図である。
2スタンド、5:F3スタンド、6:鋼板、7:スタン
ド間ルーパ、8:デスケーリングヘッダ、9:デスケー
リングノズル、10:ワークロール。
Claims (3)
- 【請求項1】 熱間連続圧延機の仕上スタンドの入側に
デスケーリング装置を設け、スプレー水の噴射により鋼
板表面のスケールの除去を行うに際し、仕上スタンド入
側のスケール厚を求め、次いで該スケール厚からスケー
ル除去に必要な最低限の鋼板単位面積当たりの噴射エネ
ルギEo を求め、次いでスプレー水の噴射による鋼板単
位面積当たりの噴射エネルギEがEo 〜Eo +30000
(J/m2 )の範囲になるように上記デスケーリング装
置の噴射圧、ノズル流量、ノズル噴射幅を決定してスプ
レー水を噴射することを特徴とする鋼板のデスケーリン
グ方法。 - 【請求項2】 上記仕上スタンド入側のスケール厚Y
(μm)が下記式を満足することを特徴とする請求項1
に記載の鋼板のデスケーリング方法。 Y>-0.024T+31.03 但し、T:仕上スタンド入側の鋼板表面温度(℃)。 - 【請求項3】 熱間連続圧延機の仕上スタンドの入側に
デスケーリング装置を設け、スプレー水の噴射により鋼
板表面のスケールの除去を行うに際し、仕上スタンド入
側のスケール厚を求め、該スケール厚(μm)が下記式
を満足する場合に、上記デスケーリング装置によるスプ
レー水の噴射を停止することを特徴とする鋼板のデスケ
ーリング方法。 Y≦-0.024T+31.03 但し、T:仕上スタンド入側の鋼板表面温度(℃)。
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- 1999-06-29 JP JP18315199A patent/JP3994582B2/ja not_active Expired - Fee Related
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