JP2001150018A

JP2001150018A - 熱間圧延における効率的なデスケーリング方法

Info

Publication number: JP2001150018A
Application number: JP33777199A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Watanabe; 邦明渡辺
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-06-05

Abstract

(57)【要約】【課題】赤スケールの発生を防止する鋼片の効率的な
デスケーリング方法を提供する。【解決手段】加熱炉から抽出した鋼片を熱間圧延前に
デスケーリングする方法において、加熱炉から抽出した
鋼片をサイジングプレスで幅方向にプレスして、鋼片表
面に生成しているスケールにき裂を生じさせ鋼片表面か
ら浮かせた後、超高圧水でデスケーリングする。また、
加熱炉から抽出した鋼片をサイジングプレスで幅方向に
プレスする前に、鋼片の上下面および両側面を高圧水で
デスケーリングする。さらに、加熱炉から抽出した鋼片
をサイジングプレスで幅方向にプレスした後、低圧水で
デスケーリングし、その後、超高圧水でデスケーリング
する。上記の方法を組み合わせた鋼片の効率的なデスケ
ーリング方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延における
デスケーリングの技術分野に属し、詳しくは加熱炉から
抽出した鋼片を熱間圧延前に、赤スケールの成因となる
ような地鉄中に食い込んだスケールをデスケーリングす
る技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱延鋼板の製造は、鋼片を酸化性雰囲気
の加熱炉に装入し、通常、1000℃〜1300℃の温度域に加
熱した後、熱間圧延することにより行われる。この加熱
雰囲気が酸化性であるため、鋼片の表面には酸化被膜、
すなわち、スケールが生成する。このスケールは、Fe₂O
₃、Fe₃O₄、FeO 等の酸化鉄を主体とし、合金成分によ
っては、さらにCr₂O₃、SiO₂、Al₂O₃等を含む酸化生成
物からなっており、加熱炉から抽出したときのスケール
（一次スケール）の厚さは、 0.5mm〜3.0mm にもなる。

【０００３】加熱炉で生成した一次スケールや、一次ス
ケールの除去後に新たに生成する二次スケールが十分に
除去されない状態で圧延されると、スケールが押し込ま
れ製品である鋼板表面にスケール疵となって残る。ま
た、一次スケールだけがわずかに残存する場合は、疵発
生に到らないまでも、スケール模様として製品表面に残
る。

【０００４】このようなスケール疵やスケール模様は、
製品表面の美観を損なうだけでなく、それが加工時の割
れの起点となったり、疲労特性を著しく低下させる原因
ともなり、鋼板の品質に重大な悪影響を及ぼしている。
特に、Siを多く含む鋼材では2FeO・SiO₂（ファイアライ
ト）およびFeO-2FeO・SiO₂を生じ、これらは融点以上に
加熱されると地鉄中にくさび状に食い込んだ状態となる
ため、容易に除去されず、圧延後も残存して所謂赤スケ
ールというスケール性欠陥となる。

【０００５】こうした鋼板表面のスケールを除去するた
めに、従来、約 10MPa〜15MPa の高圧水を噴射するデス
ケーリング装置を圧延ラインの粗圧延機前後、仕上げ圧
延機前に設置し、これによって鋼板表面のスケールを剥
離、除去しながら圧延を行っている。しかし、このよう
なデスケーリング方法では、赤スケールのようにくさび
状に地鉄中に食い込んだスケールは殆ど除去できないの
が現状である。

【０００６】このような問題を解決するために、近年、
デスケーリング装置の高圧水の噴射圧力を上げることが
提案されている。例えば、特開平7-144213号公報には、
鋼片を1230℃超〜1300℃に加熱し、加熱後少なくとも仕
上げ圧延前までに衝突圧20MPa 以上の超高圧水でデスケ
ーリングを行うことが提案されている。また、特開平9-
155436号公報には、噴射圧力 25MPa〜60MPa の超高圧水
噴射によるデスケーリングを 0.002〜0.005 秒実施する
方法が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、デスケーリン
グ時に多量の高圧水を噴射することは、圧延素材の温度
を下げることになり、熱間圧延時の圧延圧力が高くな
り、圧延が困難になるばかりか板厚精度を確保すること
ができなくなる。これを防止するためには、圧延素材
（鋼片）の加熱温度を高くする必要があり、省エネルギ
ーの観点からは好ましいことではない。また、鋼板に要
求される機械特性から、低温加熱が必要な場合は、多量
の高圧水を噴射することはできない。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、高圧水を噴射するデスケーリング装置
にサイジングプレスを併用することにより、化学成分に
関係なく赤スケールの成因となる粗圧延前の一次および
二次スケールを除去するとともに、低温加熱された鋼片
および赤スケールの成因となるファイアライトの融点11
70℃以下の温度で加熱された鋼片のスケール除去を可能
にする熱間圧延における効率的なデスケーリング方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】その要旨は、加熱炉から
抽出した鋼片を熱間圧延前にデスケーリングする方法に
おいて、加熱炉から抽出した鋼片をサイジングプレスで
幅方向にプレスして、鋼片表面に生成しているスケール
にき裂を生じさせ鋼片表面から浮かせた後、超高圧水で
デスケーリングすることによって製品での赤スケールの
成因となるスケールを除去することを特徴とする熱間圧
延における効率的なデスケーリング方法である。

【００１０】また、加熱炉から抽出した鋼片をサイジン
グプレスで幅方向にプレスする前に、鋼片の上下面およ
び両側面を高圧水でデスケーリングする請求項１記載の
熱間圧延における効率的なデスケーリング方法である。

【００１１】さらに、加熱炉から抽出した鋼片をサイジ
ングプレスで幅方向にプレスした後、低圧水でデスケー
リングし、その後、超高圧水でデスケーリングする請求
項１または２に記載の熱間圧延における効率的なデスケ
ーリング方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者は、鋼片を幅方向に圧下
した場合、幅方向の圧下の仕方によってデスケーリング
の程度が異なること、鋼片の化学成分を制御しなくても
生成したスケールに物理的にき裂を生じさせ鋼片表面か
ら浮かせて除去し易い状態とすることによって優れたデ
スケーリング効率を達成できることを見出し、本発明の
完成に至った。

【００１３】つまり、鋼片を幅方向に圧下する場合、竪
形ロール３を用いると、図１(a) のように、鋼片１の両
側の縁部のみにしか圧下力が伝わらず、縁部が膨出して
鋼片断面がドックボーン状５になる。一方、サイジング
プレス２を用いると、図１(b) のように、鋼片１の中央
部まで圧下力が伝わり、中央部が膨出して鋼片断面が太
鼓状４になる。いずれにしても膨出した部分のスケール
は鋼片の変形に耐えきれずき裂が生じ、鋼片表面から浮
き上がることになる。この状態で、高圧水を噴射するデ
スケーリングを行うと、高圧水がき裂や鋼片表面から浮
き上がったスケールと鋼片との間に入り込んで、スケー
ルを飛ばし除去することができる。

【００１４】竪形ロール３を用いると、図１(a) に示す
ように、鋼片１の変形は鋼片の両側の縁部のみであり、
それ以外の中央部分のスケールの除去は期待できない。
また、圧延では鋼片断面がドックボーン状５であるた
め、圧延後の鋼片の先端部および後端部がフィシュテー
ル状６となりクロップロスが大きくなり歩留り低下にも
繋がる。サイジングプレス２を用いると、図１(b) に示
すように、鋼片１の変形は鋼片の全幅に及び、鋼片表面
のスケール除去が可能となる。また、圧延では鋼片断面
が大きな円弧の太鼓状４であるため、圧延後の鋼片の先
端部および後端部はフィシュテール状６にはならず、ク
ロップロスも小さく歩留り低下も少ない。したがって、
本発明では、鋼片の幅方向の圧下にはサイジングプレス
２を用いる。

【００１５】次に、本発明に係わる熱間圧延における効
率的なデスケーリング方法について、図面に基づいて説
明する。図２は熱間圧延ラインの一例を示す図で、11は
鋼片で加熱炉12で加熱され抽出された後、粗圧延機13a
、13b 、一連のローラ群で構成される仕上げ圧延機13c
を通過して圧延されていく。図中黒丸（●）は、デス
ケーリング装置に備えられた超・高・低圧水噴射ノズル
14を示しており、圧延ライン上を搬送されている鋼片11
表面に対して高圧水を矢印方向に噴射するようになって
いる。そして、15は図３に示すサイジングプレス装置
で、16は図１(a) に示す竪形ロール装置である。

【００１６】サイジングプレス装置15は、加熱炉から抽
出された鋼片11をプレス用金型21a、21a で鋼片11の幅
方向両側から圧下すると、鋼片11の幅方向断面は太鼓状
４に膨出するようになる。膨出部11a では赤スケールの
成因になる地鉄中に食い込んでいたスケールは鋼片11の
変形に耐えきれずき裂が生じ、鋼片表面から浮いた状態
のスケール22となる。なお、図３に示すサイジングプレ
ス装置では、プレス用金型21a 、21a は、主クランク21
b 、幅調整装置21c 、および金型同調装置21dがそれぞ
れの矢印方向に回転することによって、プレス後、鋼片
11を１ピッチ分（プレス用金型21a により圧下されてい
る長さ分）だけ搬送できるようになっている。ただ、プ
レス方式としては、１ピッチ分を送らないでプレスのみ
動作する設備でも同様な効果が得られる。

【００１７】まず、請求項１に記載のデスケーリング方
法は、加熱炉12から抽出された鋼片11をサイジングプレ
ス装置15で幅方向に圧下して、鋼片表面の一次スケール
にき裂を生じさせ、鋼片表面から一次スケールを浮かせ
る。その後、超高圧水噴射ノズル14c から30MPa 以上の
超高圧水を噴射して鋼片表面に浮いた一次スケールを除
去する。前記圧下量はスケールの厚さと地鉄中への食い
込み状況を考慮して決めればよいが、具体的には10％以
上、好ましくは20％以上である。また、前記の圧下は、
サイジングプレス装置15本来の目的である鋼片幅の減縮
を行う圧下を兼ねて行ってもよい。また、前記超高圧水
の噴射水量は、サイジングプレス装置15を使用しない場
合の30％〜75％に絞り、鋼片の温度低下を抑える。さら
に、鋼片表面と超高圧水噴射ノズル14c との距離は、鋼
片表面に浮いたスケールを効率的に飛ばし除去するため
に、 150mm未満とする。

【００１８】このように、サイジングプレス装置と超高
圧デスケーリング装置を併用して鋼片表面の一次スケー
ルを除去することによって、デスケーリングによる鋼片
温度低下を防止し、製品での赤スケールの発生を防止す
ることができる。

【００１９】請求項２に記載のデスケーリング方法は、
加熱炉12から抽出された鋼片11を、加熱炉12とサイジン
グプレス装置15との間に設けた高圧水噴射ノズル14a₁、
14a₂でデスケーリングを行った後、サイジングプレス装
置15で鋼片を幅方向に圧下して、鋼片表面の一次スケー
ルにき裂を生じさせ、鋼片表面から一次スケールを浮か
せた後、超高圧水を噴射して鋼片表面に浮いた一次スケ
ールを除去するものである。

【００２０】高圧水噴射ノズル14a₁、14a₂は、鋼片の上
下面、両側面の一次スケールがサイジングプレスによっ
て鋼片に押し込まれないように、サイジングプレス装置
15で鋼片11を幅方向に圧下する前に、主として鋼片11の
上下面、両側面の一次スケールを除去するために設けら
れたもので、鋼片11の上下面、両側面に向けて高圧水を
噴射するようになっている。このときの高圧水の圧力
は、鋼片11の上下面、両側面の一次スケールをサイジン
グプレス装置15で鋼片に押し込まないように除去できれ
ばよく、その圧力は5MPa〜15MPa で十分である。このよ
うに、鋼片11の上下面、両側面の一次スケールを除去す
ることによって、圧延中に起こる鋼片11の上下面、両側
面の表面への回り込みによる、製品両縁に発生する赤ス
ケールを防止することができる。また、高圧水噴射ノズ
ル14a₁、14a₂で鋼片11の表面に高圧水を噴射して、鋼片
表面のデスケーリングを行うことは好ましいことではあ
るが、低温加熱の鋼片11においては、鋼片温度が下がり
過ぎ、次工程の圧延が困難になるので、高圧水噴射ノズ
ル14a₁、14a₂の使用は従来の半分程度の水量でデスケー
リングを行うべきである。

【００２１】請求項３に記載のデスケーリング方法は、
サイジングプレス装置15の後面に設けた低圧水噴射ノズ
ル14b で、サイジングプレス装置15で鋼片を幅方向に圧
下し、鋼片表面の一次スケールにき裂を生じさせ、鋼片
表面から一次スケールを浮かせ、さらにまだ浮いていな
い一次スケールに、低圧水を噴射して浮かせた後、超高
圧水を噴射して鋼片表面に浮いた一次スケールを除去す
るものである。

【００２２】鋼片を幅方向に圧下した後の前記低圧水の
噴射は、先の鋼片幅方向の圧下で、き裂は生じるもの
の、まだ浮かずに鋼片表面に密着している一次スケール
を浮かせるために行うものである。浮き上がらずに鋼片
表面に密着している一次スケールは、スケール表面の温
度を下げることで鋼片表面から浮かせることが可能であ
る。また、鋼片の幅方向の圧下後に生じた二次スケール
もこれによって浮かせることができる。このときの低圧
水噴射ノズル14b からの低圧噴射水の圧力は5MPa以下で
十分である。また低圧水噴射に替えて高圧空気を噴射し
てもよく、低圧水噴射のときと同様な効果を得ることが
きる。その後、超高圧水噴射ノズル14c から超高圧水を
噴射して浮いた一次および二次スケールを飛ばして除去
する。

【００２３】こうして、表面のスケールが除去された鋼
片11は、粗圧延機13a で圧延され、さらに高圧水噴射ノ
ズル14d で二次スケールを除去した後、粗圧延機13b で
圧延され、圧延後さらに高圧水噴射ノズル14d で二次ス
ケールが除去される。粗圧延機13b から仕上げ圧延機13
c までの間に、鋼片表面に生じた二次スケールは高圧水
噴射ノズル14e₁、14e₂で除去される。高圧水噴射ノズル
14d₁、14e₂からの高圧噴射水の圧力は、従来と同程度の
10MPa〜15MPa であってもよいが、スケール除去の点か
らは超高圧であることがより好ましく、14d₁を高圧水と
して14e₂を超高圧水とする組合せとしてもよい。

【００２４】以上のような構成を有するデスケーリング
方法は、サイジングプレス装置で鋼片表面に生じたスケ
ールに物理的にき裂を生じさせ鋼片表面に浮かせた後、
デスケーリング装置で除去するので、鋼片の化学成分に
関係なく優れたデスケーリング効果を得ることができ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、鋼片表面に生じたスケールに物理的に
き裂を生じさせ鋼片表面に浮かせたのち高圧水噴射によ
るデスケーリングを行うため、鋼片の化学成分に影響さ
れることなく、地鉄中に食い込んだ赤スケールの成因と
なるスケールを効率的にデスケーリングすることができ
る。したがって、本発明によれば、赤スケールやスケー
ル模様のない表面品質に優れた熱延鋼板を得ることがで
きる。

【００２６】また、本発明では、サイジングプレス装置
と超高圧水噴射デスケーリング装置を併用しているた
め、噴射水量を絞ることができるため、鋼片温度を低下
させることなくデスケーリングが可能である。したがっ
て、鋼片の低温加熱および赤スケールの成因となるファ
イアライトの融点（1170℃）以下の温度での鋼片加熱が
可能となるとともに、これにより省エネルギーも達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる鋼片の幅方向の圧下を説明する
ための図である。

【図２】本発明のデスケーリング方法を実施する圧延ラ
インの一実施態様を示す概要図である。

【図３】本発明に係わる鋼片幅方向の圧下に用いるサイ
ジングプレス装置の一例を示す図である。

【符号の説明】

１…鋼片、２…サイジングプレス、３…竪形ロール、４
…太鼓状、５…ドックボーン状、６…フィシュテール
状、11…鋼片、11a …膨出部、12…加熱炉、13a、13b
…粗圧延機、13c …仕上げ圧延機、14a₁、14a₂…高圧水
噴射ノズル、14b…低圧水噴射ノズル、14c …超高圧水
噴射ノズル、14d₁、14d₂、14e₁、14e₂…高圧水噴射ノズ
ル、15…サイジングプレス装置、16…竪形ロール装置、
21a …プレス用金型、21b …主クランク、 21c…幅調整
装置、21d …金型同調装置、22…き裂が生じ浮いた状態
のスケール。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱炉から抽出した鋼片を熱間圧延前に
デスケーリングする方法において、加熱炉から抽出した
鋼片をサイジングプレスで幅方向にプレスして、鋼片表
面に生成しているスケールにき裂を生じさせ鋼片表面か
ら浮かせた後、超高圧水でデスケーリングすることによ
って製品での赤スケールの成因となるスケールを除去す
ることを特徴とする熱間圧延における効率的なデスケー
リング方法。
【請求項２】加熱炉から抽出した鋼片をサイジングプ
レスで幅方向にプレスする前に、鋼片の上下面および両
側面を高圧水でデスケーリングする請求項１記載の熱間
圧延における効率的なデスケーリング方法。
【請求項３】加熱炉から抽出した鋼片をサイジングプ
レスで幅方向にプレスした後、低圧水でデスケーリング
し、その後、超高圧水でデスケーリングする請求項１ま
たは２に記載の熱間圧延における効率的なデスケーリン
グ方法。