JP2001321823A - 熱間圧延設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】粗圧延材の先端部分が仕上げ圧延された際に噛
み込み疵が発生しない熱間圧延設備の提供。 【解決手段】粗圧延機１と仕上圧延機２との間に、粗圧
延機の出側から、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱
することのできる誘導加熱装置３と、粗圧延材表面に高
圧水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリング
装置５とが配設されており、誘導加熱装置３の入り側、
出側およびデスケーリング装置５の出側のいずれかに配
列した粗圧延材を冷却するため冷却装置４を備えた熱間
圧延設備。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面性状の良好な
熱延鋼帯を製造するための熱間圧延設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】粗圧延および仕上げ熱間圧延をおこなっ
て熱延鋼帯を製造する工程において、被圧延材は８００
〜１３００℃の高温域で加熱、圧延されるため、圧延材
の表面には酸化スケール（以下、単にスケールと記す）
が生成する。このスケールを除去するために、粗圧延機
のスタンド間や仕上げ圧延機の入り側にデスケーリング
装置が設けられている。

【０００３】しかし、仕上げ圧延前に有害なスケールが
粗圧延材の表面に残っていると、仕上圧延中にスケール
が圧延材の表面に押し込まれて、熱延鋼帯の表面にスケ
ール疵が発生する。

【０００４】スケールに起因する表面疵としては、次の
２種類が知られている。

【０００５】（１）噛み込みスケール 粗圧延機からでてきた粗圧延材は、仕上圧延機前でデス
ケーリングされたてから仕上げ圧延されるが、その間に
３〜７秒程度の時間がある。その間にスケールが除去さ
れた表面は再酸化されて、スケールが生成する。厚く生
成したスケールは、仕上圧延されることによってスケー
ルが割れて開口し、噛み込みスケール疵となる。

【０００６】（２）砂状スケール 粗圧延機からでてきた粗圧延材は、仕上圧延機前でデス
ケーリングされるまでの間に粗圧延材表面に生成してい
る厚いスケールが部分的に剥離し、その部分が再酸化さ
れて、再びスケールが生成する。この再生成した薄いス
ケールは仕上げ圧延機前でデスケーリングしてもスケー
ルを完全に除去することができなく、残ったスケールが
圧延中に圧延材の表面に押し込まれて砂状スケール疵と
なる。

【０００７】特開平１０−１２８４２３号公報には、噛
み込み疵は、仕上圧延機前のデスケーリングの後に発生
した２次スケールが、仕上圧延中に圧延材の表面に押し
込まれて発生するものであること、デスケーリング後の
粗圧延材の表面温度１０２０℃以下と低くして２次スケ
ールの生成を抑制することにより、噛み込み疵の発生が
防止できることが開示されている。また、砂状スケール
疵は、仕上圧延機の前のデスケーリングで完全に除去さ
れなかったスケールが、仕上圧延される際に圧延材の表
面に押し込まれて発生すること、およびこの砂状スケー
ル疵を防止するには、デスケーリングする前に粗圧延材
の表面温度を１０００〜１０２０℃と高くすればよいこ
とが開示されている。粗圧延材の表面温度が高いほど、
スケールの生成量が多く、スケールの内部応力が大きく
なるとともに、デスケーリング前後の温度差が大きくな
って、スケールと粗バーの界面の熱応力が大きくなるこ
とによって、スケールが除去できると説明されている。

【０００８】この方法は、噛み込み疵および砂状疵の発
生防止に有効である。しかし、仕上げ圧延された鋼板の
うち粗圧延材の先端部分が仕上げ圧延された部分には依
然として噛み込み疵が発生するという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、粗圧
延材の先端部分が仕上げ圧延された際に噛み込み疵が発
生しない熱間圧延設備を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、熱間仕上
げ圧延された鋼板（以下熱延鋼板と記す）の先端部（全
長約１０００ｍの場合で、先端から約１５０ｍの部分）
に噛み込み疵が多発する原因を究明すると共に、その対
策につき検討して種々実験した結果、下記の知見を得る
に至った。

【００１１】ａ）熱延鋼板の先端側で噛み込み疵が多く
なる原因は、仕上圧延機入り側での粗圧延材の温度は、
粗圧延材の先端部（全長約８０Ｍの場合で、先端から約
２０ｍ）が他の部分に比べ高くなっているからである。
すなわち、粗圧延材が粗圧延機から出て仕上げ圧延機に
噛み込まれるまでの時間は、粗圧延材の先端から後端に
かけて徐徐に長くなるので、仕上げ圧延される粗圧延材
の先端部の温度は比較的高く、粗圧延材の後端になるほ
ど温度が低くなる。したがって、粗圧延材の先端部分に
は、デスケーリング後仕上げ圧延されるまでの間に他の
部分よりも厚いスケールが生成し、厚いスケールは仕上
げ圧延で割れて開口するからである。

【００１２】ｂ）粗圧延材の先端部分に厚いスケールが
発生するのを防止するには、粗圧延機出側から仕上げ圧
延機入り側でのデスケーリング直後の間に粗圧延材の先
端部分を冷却すればよい。

【００１３】ｃ）さらに、必要により仕上げ圧延機の入
り側および／または仕上げ圧延機スタンド間に緩冷却装
置を設け被圧延材の極表面のみを冷却すると、デスケー
リング後のスケールの生成が少なくなり噛み込み疵の発
生を抑制することができる。本発明はこのような知見に
基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。

【００１４】（１）粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗
圧延機の出側から、粗圧延材を冷却するための冷却装置
と、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱することので
きる誘導加熱装置と、粗圧延材表面に高圧水を噴射して
酸化スケールを除去するデスケーリング装置とが、順次
配設されていることを特徴とする熱間圧延設備。 （２）粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機の出側
から、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱することの
できる誘導加熱装置と、粗圧延材を冷却するための冷却
装置と、粗圧延材表面に高圧水を噴射して酸化スケール
を除去するデスケーリング装置とが、順次配設されてい
ることを特徴とする熱間圧延設備。 （３）粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機の出側
から、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱することの
できる誘導加熱装置と、圧延材表面に高圧水を噴射して
酸化スケールを除去するデスケーリング装置と、粗圧延
材を冷却するための冷却装置とが順次配設されているこ
とを特徴とする熱間圧延設備。

【００１５】（４）仕上げ圧延機の入側と仕上げ圧延機
のスタンド間の一方または双方に緩冷却装置が配設され
ている請求項１〜３のいずれかに記載の熱間圧延設備。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の望ましい実施態様を図で
示し、本発明の圧延設備を具体的に説明する。

【００１７】図１は、本発明の熱間圧延設備例を示す側
面図である。最終スタンドの粗圧延機１と仕上圧延機２
との間に、粗圧延機の出側から、粗圧延材を冷却するた
め冷却装置４と、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱
することのできる誘導加熱装置３と、粗圧延材表面に高
圧水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリング
装置５とが順次配設されている。また、粗圧延機出側、
誘導加熱炉入り側と出側、デスケーリング装置の出側に
それぞれ粗圧延材の温度測定装置が設けられている。図
２は、冷却装置を誘導加熱装置とデスケーリング装置の
間に設けた圧延設備の例を示す図である。

【００１８】図３は、熱間圧延設備の他の例を示す図
で、図３（ａ）は冷却装置をデスケーリング装置の後に
配置した図で、図３（ｂ）は、さらに緩冷却装置を仕上
げ圧延機前および仕上げ圧延機の第１スタンドと第２ス
タンド間に設けた例である。

【００１９】冷却装置は通常のノズルから冷却水を噴出
する装置でよく、誘導加熱装置は粗圧延材を幅方向全体
を加熱することができる装置で、粗圧延機から仕上げ圧
延機間における粗圧延材の温度低下を補償すると共に仕
上げ温度を確保するための装置である。また、緩冷却装
置１０ａ、１０ｂは粗圧延材の極表面の温度を下げるた
めの装置で、前記水冷装置と同様のノズルから冷却水を
噴射する装置でよいが、この装置は被圧延材の極表面の
温度を下げるための装置で、被圧延材の表面全体に薄い
水膜ができる程度の水量が噴射できればよく、水圧は１
ＭＰａ程度負荷できる装置でよい。なお、緩冷却装置に
よる冷却は、ノズルから冷却水を噴射する場合スプレー
冷却、ミスト冷却が好ましい。

【００２０】デスケーリング装置は、通常使用されてい
るノズルから高圧水を噴射する装置が好ましく、水圧が
１０〜３０ＭＰａ程度の装置でよい。

【００２１】このような熱間圧延設備で、所定温度に加
熱されたスラブは粗圧延機で圧延されて粗圧延材とな
る。粗圧延材はテーブルローラによって仕上圧延機に送
られる。

【００２２】図１に示した熱間圧延設備では、冷却装置
４によって粗圧延材の先端部約２０ｍの部分が冷却さ
れ、誘導加熱装置によって幅方向全体にわたり加熱され
た後、デスケーリング装置により高圧水を表面に噴射し
てスケールを除去してから、仕上圧延機で仕上圧延され
て所定厚さの熱延鋼帯となる。なお、粗ミル出側温度
計、誘導加熱装置入り側温度計、デスケーリング入り側
温度計で温度を検出し、測定した温度および搬送速度検
出用テーブルローラ１１から得られる搬送速度を制御装
置に入力し、冷却装置、誘導加熱装置およびデスケーリ
ング装置を制御して好適な温度に加熱または冷却されれ
る。

【００２３】ここで、まず粗圧延材の温度分布に付いて
説明する。粗圧延機で圧延された粗圧延材の温度は、全
長がほぼ９５０〜１１５０℃の温度範囲にある。ただ
し、スラブの下面は加熱炉でスラブを支えているスキッ
ド部と部分的に接触するので接触部の温度が低くなる。

【００２４】図４は、スラブが粗圧延材に圧延された後
の温度分布を測定した例を示す。スキッド部の温度は他
の部分よりも２０℃前後低い。また、仕上圧延機前で粗
圧延材の長手方向の温度分布を測定した結果、先端部の
温度は高く、徐々に温度が低下し、後端部は仕上げ圧延
機に噛み込むまでに一番時間がかかるので、温度が最も
低くなる。

【００２５】図５は、仕上げ圧延機の直前で通板中の粗
圧延材の長手方向の温度分布を測定した例である。同図
に示されるように、粗圧延材の先端側と後端側とでは温
度差が約１３０℃となる。このため、粗圧延材先端部
は、デスケーリングした直後の温度が高く、再酸化して
スケールが厚く生成する。この厚く生成したスケールの
粗圧延材を仕上圧延すると、スケールが割れて開口しス
ケール疵となる。

【００２６】図６は、図５の温度分布のもとでデスケー
リング後の仕上圧延機前のスケール厚の計算値例であ
る。なお、粗圧延材先端部の温度の低いスキッドマーク
部は、スケール厚が薄く生成するために圧延してもスケ
ール疵は発生しにくい。

【００２７】図７は、仕上圧延機前のスケール厚と圧下
率のスケール割に及ぼす影響を示す図である。同図から
仕上げ圧延機前のスケール厚さが薄いと圧下率を高くし
ても割れが発生しにくいことが分かる。

【００２８】本発明の熱間圧延設備によれば、スケール
疵が発生し易い粗圧延材の先端部を仕上げ圧延するまで
に冷却して、粗圧延材先端部のスケール生成量を少なく
することができる。

【００２９】図１に示した設備例では、粗圧延機出側か
ら、冷却装置、誘導加熱装置、デスケーリング装置の順
に配置して、まず粗圧延機を出た直後の粗圧延材の先端
部を冷却する。その後、この冷却部分とそれ以外の部分
との温度差を保持するように誘導加熱装置で全体を加熱
して、デスケーリング装置でデスケーリングする。デス
ケーリングした後の粗圧延材先端部の温度は、仕上げ圧
延するまでにスケール厚が厚くならない温度に確保され
いる。これにより、薄いスケールの状態で仕上圧延され
るので、スケールが割れることなくスケール疵の発生を
防止できる。図２の設備例は、誘導加熱装置、冷却装
置、デスケーリング装置の順に配置して、誘導加熱後に
粗圧延材先端部を冷却する。この場合、粗圧延機で圧延
された粗圧延材は、誘導加熱装置で粗圧延材全体を所定
の温度に加熱され、デスケーリングされる前に粗圧延材
先端部が冷却装置で冷却される。その後、デスケーリン
グ装置でデスケーリングする。デスケーリングした後の
粗圧延材先端部の温度は、仕上げ圧延するまでスケール
厚が厚くならない温度に確保されいる。これにより、薄
いスケールの状態で仕上圧延されるので、スケールが割
れることなくスケール疵の発生を防止できる。

【００３０】図３（ａ）の設備は、誘導加熱装置、デス
ケーリング装置、冷却装置の順に配置して、デスケーリ
ング後に粗圧延材先端部を冷却する。この場合、粗圧延
機で圧延された粗圧延材は、誘導加熱装置で粗圧延材全
体を所定の温度に加熱され、デスケーリング装置でデス
ケーリングされる。その直後に粗圧延材先端部が冷却装
置で冷却される。冷却装置で冷却した後の粗圧延材先端
部の温度は、仕上げ圧延されるまでスケール厚が厚くな
らない温度に確保されいる。これにより、薄いスケール
の状態で仕上圧延されるので、スケールが割れることな
くスケール疵の発生を防止できる。

【００３１】図３（ｂ）に示した設備例は、図３（ａ）
で示した設備にさらに緩冷却装置を備えていることが特
徴である。図３（ａ）に示した設備でデスケーリング後
に粗圧延材先端部を冷却しても、仕上げ圧延されるまで
に時間がありその間にスケールが生成する場合がある。
また、仕上げ圧延機に噛み込まれても第１圧延機間の被
圧延材の板厚が厚いので温度低下が遅く、スタンド間の
通板時間が長いためスケールが生成する場合がある。こ
のような場合は緩冷却装置を設けるのが好ましい。な
お、仕上げ圧延機のスタンド間に設ける場合は、圧延初
期段階の第１スタンドから第３スタンドの間に設けるの
が好ましい。

【００３２】

【実施例】本発明の効果を、実施例により具体的に説明
する。

【００３３】熱間圧延設備は電気炉−粗圧延機−誘導加
熱装置−デスケーリング装置−仕上圧延機３台の順に配
置した。冷却装置は、移動型として誘導加熱装置前、デ
スケーリング装置前およびデスケーリング装置後に設置
できるようにした。

【００３４】被圧延材として、厚さ１５ｍｍ、幅２００
ｍｍ、長さ１０００ｍｍの低炭素鋼スラブを用いた。

【００３５】電気炉でスラブを１１５０℃に加熱した
後、粗圧延機により８．５ｍｍに圧延し、粗圧延材を下
記のように本発明例としてａ）〜ｃ）、比較例として
ｄ）の４種の装置配列を通過させた後、それぞれ仕上げ
圧延機により２．１ｍｍの厚さに圧延した。各設備配列
で２回ずつ圧延し、１回目の圧延では仕上げ圧延機入り
側に粗圧延材の先端が到達したとき圧延を中止して窒素
雰囲気で冷却した。 本発明例 ａ）冷却装置−誘導加熱装置−デスケーリング装置 ｂ）誘導加熱装置−冷却装置−デスケーリング装置 ｃ) 誘導加熱装置−デスケーリング装置−冷却装置 比較例 ｄ）誘導加熱装置−デスケーリング装置 各圧延時に各装置の出側で放射温度計で粗圧延材の温度
を測定した。また、仕上げ圧延機前で圧延を中止した粗
圧延材の先端部から試料を採取し、断面を顕微鏡で観察
してスケール厚さを測定した。また、仕上げ圧延した鋼
板を酸洗してスケールを除去して先端部のスケール噛み
込み疵の有無を観察した。

【００３６】これらの結果は表１に示す通りであった。

【００３７】

【表１】 表１から明らかなように、本発明例の場合は仕上げ圧延
する前の粗圧延材先端部のスケール厚が１０μmと薄
く、スケール噛み込み疵が発生しなかった。比較例は従
来の粗圧延機、デスケーリング、仕上圧延機の配置で圧
延したもので先端部にはスケール噛み込み疵の発生が見
られた。

【００３８】

【発明の効果】本発明の熱間圧延設備によれば、仕上圧
延機前の粗圧延材先端部のスケール厚を薄くすることが
でき、スケール噛み込み疵のない表面性状の良好な熱延
鋼帯を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷却装置を誘導加熱装置の前に設置した本発明
例の熱間圧延設備を示す図である。

【図２】冷却装置を誘導加熱装置の後に設置した本発明
例の熱間圧延設備を示す図である。

【図３】冷却装置をデスケーリング装置の後に設置した
本発明例の熱間圧延設を示す図である。

【図４】粗圧延機出側の粗圧延材温度分布例を示す図で
ある。

【図５】従来の圧延設備により圧延した仕上圧延機入り
側の粗圧延材の温度分布例を示す図である。

【図６】従来の圧延設備により圧延した仕上圧延機入り
側の粗圧延材のスケール厚さを示す図である。

【図７】試験圧延機での圧下率とスケール厚のスケール
割れに及ぼす影響を示す図である。

【符号の簡単な説明】

１ 粗圧延機 ２ 仕上げ圧延機 ３ 誘導加熱装置 ４ 冷却装置 ５ デスケーリング装置 ８ 粗圧延材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 純 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E002 AD04 BD07 BD08 BD10 CA07 CB03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機
   の出側から、粗圧延材を冷却するための冷却装置と、粗
   圧延材を幅方向全体にわたって加熱することのできる誘
   導加熱装置と、粗圧延材表面に高圧水を噴射して酸化ス
   ケールを除去するデスケーリング装置とが順次配設され
   ていることを特徴とする熱間圧延設備。
2. 【請求項２】粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機
   の出側から、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱する
   ことのできる誘導加熱装置と、粗圧延材を冷却するため
   の冷却装置と、粗圧延材表面に高圧水を噴射して酸化ス
   ケールを除去するデスケーリング装置とが、順次配設さ
   れていることを特徴とする熱間圧延設備。
3. 【請求項３】粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機
   の出側から、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱する
   ことのできる誘導加熱装置と、圧延材表面に高圧水を噴
   射して酸化スケールを除去するデスケーリング装置と、
   粗圧延材を冷却するための冷却装置とが、順次配設され
   ていることを特徴とする熱間圧延設備。
4. 【請求項４】仕上げ圧延機の入側と仕上げ圧延機のスタ
   ンド間の一方または双方に緩冷却装置が配設されている
   請求項１〜３のいずれかに記載の熱間圧延設備。