JP2003094152A - 鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳片表面のスケールを確実に除去し、残存ス
ケールに起因した表面欠陥が極めて少ない鋼板を製造す
る。 【解決手段】 連続鋳造で用いられるモールドパウダー
が鋳片表面に残存付着していることが、鋳片のスケール
剥離性が向上しない主要な原因であることを知見しなさ
れたもので、連続鋳造機により鋳造された鋳片を加熱炉
に装入して加熱し、加熱炉を出た鋳片のデスケーリング
を行った後、粗圧延及び仕上圧延を行う鋼板の製造方法
において、前記鋳片を加熱炉に装入するのに先立ち、鋳
片表面に付着したモールドパウダーの除去を行うことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面欠陥の少ない
鋼板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な熱延鋼板の製造方法は、溶鋼を
連続鋳造機にて鋳造して連続鋳造機出口において所定長
さの鋳片に切断し、この鋳片（熱片）を加熱炉に代表さ
れる熱補償プロセスにおいて温度を均一化した後、鋳片
表面に生成したスケールを高圧水吹き付け等により除去
しながら熱間圧延する方法が採られる。この鋳片表面に
生成したスケールを除去する工程は、表面欠陥がなく、
表面性状の優れた鋼板を得るための必要不可欠の工程で
ある。鋳片表面のスケールを除去する方法としては、一
般に高圧水を鋳片表面に吹き付けてスケールを鋳片から
剥離させる方法や、鋳片を幅方向に圧下してスケールに
塑性変形を加え、スケールを細かくして除去する方法が
採られている。

【０００３】しかしながら、近年、鋼板の品質に対する
要求がより厳格化していること伴い、上記のような方法
でスケール除去を行っても、鋳片表面に僅かに残存する
スケールが圧延後や表面処理を施した鋼板の表面に欠陥
となって表れることが鋼板の品質面で問題となってい
た。

【０００４】従来、これらの問題を解決するために様々
な提案がなされている。特開昭５８−１３８５０１号公
報には、鋳片若しくは鋼塊の表面に酸化物、水酸化物、
硫化物、塩、金属、合金の中から選ばれる１種以上を溶
融状態で付着させることにより、付着部分の表面疵を促
進酸化させて除去する方法が提案されている。

【０００５】また、特開平１１−３５００２７号公報で
は、連続鋳造鋳片の表面にアルカリ金属若しくはアルカ
リ土類金属の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物の中か
ら選ばれる１種または２種以上の化合物１００重量部
と、珪酸カリウム、珪酸ナトリウム、珪酸アルミニウ
ム、珪酸カルシウム、珪酸ジルコニウム、燐酸アルミニ
ウム、燐酸マグネシウム、燐酸バリウム、燐酸ホウ素の
中から選ばれる１種または２種以上の化合物１〜２００
重量部とからなる有効成分を、水又は水と有機溶剤との
混合物中に分散させた酸化促進剤を塗布することによ
り、粒界酸化を助長させることなく、スケールの剥離性
を向上させることができるとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らが検討したところによれば、鋳片に上記特開昭５８
−１３８５０１号公報や特開平１１−３５００２７号公
報に開示された酸化促進剤を塗布してもスケール剥離性
はさほど向上せず、鋼板の表面欠陥はほとんど減少しな
いことが判った。したがって本発明の目的は、鋳片表面
のスケールを確実に除去し、残存スケールに起因した表
面欠陥が極めて少ない鋼板を製造することができる鋼板
の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
従来技術において酸化促進剤により十分なスケール剥離
性が得られない原因とその対策について検討を行った。
その結果、連続鋳造プロセスで用いられているモールド
パウダーが鋳片表面に残存付着していることが、酸化促
進剤を塗布してもスケール剥離性が向上しない主要な原
因であることを突き止めた。

【０００８】すなわち、従来技術で提案されている酸化
促進剤は理想的な地鉄の表面に塗布された場合には有効
に機能するが、連続鋳造プロセスで用いられているモー
ルドパウダーなどが鋳片表面に残存付着している場合に
は、酸化促進剤が有効に機能していないことが判った。
一般に、鋳片表面に付着したモールドパウダーの大部分
は連続鋳造機の二次冷却スプレー水により鋳型直下で剥
離してしまうが、不可避的に一部のモールドパウダーが
鋳片表面に残存してしまう。この残存したモールドパウ
ダー中に含まれるＳｉＯ_２は単体での融点が２０００℃
以上であり、化合物でも融点が１５００℃を超えるもの
を生成するため、加熱温度が１１００〜１４００℃であ
る加熱炉内に鋳片を装入しても、ＳｉＯ_２と酸化促進剤
との化合物は加熱炉の炉温以上の融点を有することにな
るため、その化合物は加熱炉内では溶融しない。このた
め鋳片表面でモールドパウダーが残存している領域では
加熱炉内において酸化が促進されず（つまり、酸化促進
剤が有効に機能しない）、加熱炉以降の後工程で高圧水
吹き付け等によるスケール除去を行ってもスケールが適
切に剥離せす、この結果、鋼板に表面欠陥が発生してい
たことが判った。

【０００９】そこで本発明者らは、そのような鋳片表面
に残存するモールドパウダーに起因した問題を解決すべ
く、以下のような実験を行った。この実験では、真空高
周波溶解炉を用いてＣ：０．００３mass％、Ｓｉ：０．
０５mass％、Ｍｎ：０．３mass％、Ｐ：０．００２mass
％、Ｓ：０．００１mass％、Ｔｉ：０．０４mass％、ｓ
ｏｌ．Ａｌ：０．０４mass％の組成の極低炭素鋼を溶製
し、この溶鋼を小型試験連続鋳造機（鋳型形状：幅２０
０ｍｍ，厚さ１００ｍｍ）にてモールドパウダーを用い
て鋳造速度１ｍ／分で鋳造した。この鋳造終了後、鋳片
表面に残存するモールドパウダーの除去を目的として、
鋳片表面にノズル噴射圧力１０〜２００ｋｇｆ／ｃ
ｍ^２、流量１００Ｌ／分で高圧水を吹き付け、次いで酸
化促進剤を鋳片表面に塗布し、大気加熱炉内にて２時間
加熱した。加熱炉から抽出された鋳片に対して、再度ノ
ズル噴射圧力１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２、流量１００Ｌ／分
で高圧水の吹き付けを行って酸化スケールを除去し、そ
の際のスケール剥離性を評価した。このスケール剥離性
は、１つのノズルから鋳片表面に高圧水を吹き付けてス
ケールが剥離した鋳片表面の面積を測定し、この面積で
評価した。なお、鋳片表面に生成するスケールを改質す
るための酸化促進剤としては、アルカリ金属酸化物の炭
酸塩であるＮａ_２ＣＯ_３を用い、これを鋳片表面に８０
ｇ／ｍ^２の塗布量で塗布した。また、モールドパウダー
の除去及びデスケールの際のノズル開口と鋳片表面まで
の距離は、いずれも１００ｍｍとした。

【００１０】図１に、上記酸化促進剤の塗布前に鋳片表
面に吹き付けた高圧水のノズル噴射圧力と上記デスケー
ルによるスケール剥離面積との関係を示す。これよれ
ば、高圧水のノズル噴射圧力が増加するにつれてスケー
ル剥離面積が増大し、スケール剥離性が向上しているこ
とが判る。特にノズル噴射圧力を１３０ｋｇｆ／ｃｍ^２
以上、より好ましくは１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上とする
ことによりスケール剥離面積が顕著に増加している。調
査の結果、このようなスケール剥離性の向上は、鋳片表
面に残存するモールドパウダーが上記高圧水の吹き付け
により除去されたためであることが判った。つまり、酸
化促進剤の塗布前に鋳片表面に残存するモールドパウダ
ーを確実に除去することにより、加熱炉内で酸化促進剤
とスケールが有効に反応し、スケール剥離性が格段に向
上することが判った。

【００１１】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、その特徴は以下の通りである。 [1] 連続鋳造機により鋳造された鋳片を加熱炉に装入し
て加熱し、加熱炉を出た鋳片のデスケーリングを行った
後、粗圧延及び仕上圧延を行う鋼板の製造方法におい
て、前記鋳片を加熱炉に装入するのに先立ち、鋳片表面
に付着したモールドパウダーの除去を行うことを特徴と
する鋼板の製造方法。 [2] 上記[1]の製造方法において、鋳片表面に付着した
モールドパウダーの除去後、鋳片表面に酸化促進剤を塗
布し、しかる後、鋳片を加熱炉に装入することを特徴と
する鋼板の製造方法。

【００１２】[3] 上記[1]又は[2]の製造方法において、
鋳片表面に付着したモールドパウダーの除去を、鋳片表
面への高圧水吹き付けにより行うことを特徴とする鋼板
の製造方法。 [4] 上記[1]〜[3]のいずれかの製造方法において、酸化
促進剤として、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属
の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物、ホウ素の酸化
物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物、フッ素の硝
酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物の中から選ばれる１
種又は２種以上の化合物を用いることを特徴とする鋼板
の製造方法。

【００１３】

【発明の実施の形態】図２は、本発明の実施に供される
一連の設備構成とこれによる本発明の一実施形態を示す
もので、１は連続鋳造設備、２は鋳片表面のモールドパ
ウダーを除去するためのモールドパウダー除去設備、３
は酸化促進剤塗布設備、４は加熱炉、５は熱間圧延設備
である。前記連続鋳造設備１の鋳型６で鋳造された鋳片
Ａは、鋳型下方に設けられた複数のロール７によって下
方に引き抜かれ、これらロール７間に設けられた２次冷
却スプレー８からスプレーされる冷却水により冷却さ
れ、且つロール７にサポート及びガイドされつつ移送さ
れ、最終的にカッター９によって所定の長さの鋳片ａに
切断される。

【００１４】この切断された鋳片ａ（熱片）は、モール
ドパウダー除去設備２において表面のモールドパウダー
の除去が行われる。この設備におけるモールドパウダー
の除去方法は特に限定されないが、例えば鋳片表面に高
圧水を吹き付けすることにより行う。先に述べたように
図１は鋳片表面に高圧水を噴射してモールドパウダー除
去を行った場合の、高圧水のノズル噴射圧力とスケール
剥離性との関係を示している。この試験ではノズル開口
と鋳片表面までの距離を１００ｍｍとし、高圧水の流量
を１００Ｌ／分とした。同図によれば、高圧水のノズル
噴射圧力を１００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上とすることにより
スケール剥離性が改善され、特にノズル噴射圧力を１３
０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上、好ましくは１５０ｋｇｆ／ｃｍ
^２以上とすることにより、モールドパウダーが確実に除
去されるため高いスケール剥離性が得られている。ここ
で、本試験においてノズル噴射圧力とスケール剥離に直
接影響するパラメータである高圧水の鋳片表面での衝突
圧力との関係を調査した結果、ノズル噴射圧力が１３０
ｋｇｆ／ｃｍ^２の場合、高圧水の鋳片表面での衝突圧力
はほぼ１０ｋｇｆ／ｍ^２であった。したがって、鋳片表
面への高圧水の吹き付けによりモールドパウダーを確実
に除去して高いスケール剥離性を得るには、高圧水を１
０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の衝突圧力で鋳片表面に吹き付け
ることが好ましい。

【００１５】次いで、酸化促進剤塗布設備３において鋳
片表面に酸化促進剤が塗布される。この酸化促進剤の種
類は特に限定しないが、スケール剥離性の観点からはア
ルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の硝酸塩、硫酸
塩、炭酸塩又は水酸化物、ホウ素の酸化物、硝酸塩、硫
酸塩、炭酸塩又は水酸化物、フッ素の硝酸塩、硫酸塩、
炭酸塩又は水酸化物の中から選ばれる１種又は２種以上
の化合物を用いることが好ましい。また、これらのなか
でも炭酸塩やホウ素酸化物が好ましく、そのなかでも特
にＮａ_２ＣＯ_３やＢ_２Ｏ_３が最も好ましい。通常、これ
らの酸化促進剤は水及び／又は有機溶剤（アルコールな
ど）に溶解させ、この溶液を噴霧機などにより鋳片表面
にスプレー塗布する。

【００１６】表面に酸化促進剤が塗布された鋳片ａ（熱
片）は加熱炉４に装入され、圧延可能な所定の温度まで
加熱される。通常、この加熱炉４での加熱温度は１１０
０〜１４００℃の範囲である。加熱炉４から抽出された
鋳片は、スケールの除去が行われる。このスケール除去
では、幅圧下圧延機１０によって鋳片に幅圧下を加える
ことによりスケールに塑性変形を加えた後、高圧水噴射
装置１１から高圧水を鋳片表面に噴射してもよいし、幅
圧下圧延機１０による幅圧下を行うことなく高圧水噴射
装置１１による高圧水の噴射だけを行ってもよい。

【００１７】上記のようにして表面のスケールが除去さ
れた鋳片ａを粗圧延機１２で粗バーに圧延し、さらにこ
の粗バーを仕上圧延機１３で所定の厚みまで圧延して熱
延鋼板を製造する。この製造された熱延鋼板は、そのま
ま製品とされる場合と、冷間圧延や鍍金等の後工程を経
て冷延鋼板や表面処理鋼板として製品化される場合があ
る。このように本発明法によれば、連続鋳造機で鋳造さ
れた鋳片から鋼板を製造するに際し、鋳片に付着したス
ケールが効率よく且つ確実に除去され、スケール性欠陥
がなく、表面性状の優れた鋼板を安定して製造すること
が可能となる。

【００１８】

【実施例】図２に示す一連の鋼板製造設備を用いて、表
１に示す極低炭素鋼と低炭素鋼の２つの鋼種の鋳片から
先に述べたような工程にしたがって熱延鋼板を製造し
た。連続鋳造設備では、厚さ２５０ｍｍ、幅１０５０ｍ
ｍのサイズの鋳片を鋳造速度２．５ｍ／分で鋳造した。
その際に使用したモールドパウダーの組成を表２に示
す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】酸化促進剤の塗布前のモールドパウダー除
去の工程では、鋳片表面に高圧水を吹き付ける法を用い
た。この高圧水の鋳片表面への吹き付けは種々の噴射圧
力で行い、高圧水の流量は１００Ｌ／分とした。なお、
一部の実施例については、このモールドパウダー除去は
行わなかった。鋳片表面に酸化促進剤を塗布する工程で
は、酸化促進剤としてアルカリ金属酸化物の炭酸塩であ
るＮａ_２ＣＯ_３を用い、これを水に溶かした溶液を噴射
機で鋳片表面にスプレーすることにより、鋳片表面に酸
化促進剤を８０ｇ／ｍ^２の塗布量で塗布した。なお、一
部の実施例については鋳片表面への酸化促進剤の塗布は
行わなかった。

【００２２】加熱炉の雰囲気温度は１２００℃とした。
鋳片を加熱炉で加熱・均熱した後、幅圧下圧延機におい
て幅圧下圧延を５０ｍｍ／パスで１パス行い、その後、
高圧水吹き付けによるスケール除去を行った後に、粗圧
延機で粗バーとし、この粗バーを熱間仕上圧延機で圧延
して板厚３．２ｍｍの熱延鋼板とし、その後冷間圧延に
より板厚０．８ｍｍの冷延鋼板とした。次いで、この冷
延鋼板に連続溶融亜鉛めっき設備で表裏面それぞれに５
０ｇ／ｍ^２の付着量の合金化溶融亜鉛めっきを施した。
このようにして製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板に
ついて、検査ラインにおいて製品コイル１本当たりに生
じている１ｍｍ以上の大きさの表面欠陥の個数を目視に
より調べ、下記のように評価した。 ◎ ：表面欠陥が全くないもの ○ ：表面欠陥の個数が１〜５個 ○−：表面欠陥の個数が５個超、１０個以下 △ ：表面欠陥の個数が１０個超、２０個以下 × ：表面欠陥の個数が２０個超

【００２３】その結果を、酸化促進剤の塗布前の高圧水
吹き付け条件（モールドパウダー除去の工程）と酸化促
進剤の塗布条件とともに表３に示す。表３においてＮ
ｏ．３〜Ｎｏ．５，Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１０が本発明例で
あり、他の例に比べて鋼板の表面品質が良好である。ま
た、これらのなかでもＮｏ．９とＮｏ．１０は、酸化促
進剤の塗布前の高圧水吹き付けにより鋳片表面のモール
ドパウダーとが略完全に除去された例であり、これらは
製品鋼板のスケール性欠陥が殆ど発生していない。

【００２４】

【表３】

【００２５】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、鋳片表面の
スケールを確実に除去し、残存スケールに起因した表面
欠陥が極めて少ない鋼板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】酸化促進剤の塗布前に鋳片表面に吹き付けた高
圧水のノズル吐出圧力と、デスケール後に評価したスケ
ール剥離性との関係を示すグラフ

【図２】本発明の実施に供される一連の設備構成とこれ
による本発明の一実施形態を示す説明図

【符号の説明】

１…連続鋳造設備、２…モールドパウダー除去設備、３
…酸化促進剤塗布設備、４…加熱炉、５…熱間圧延設
備、６…鋳型、７…ロール、８…２次冷却スプレー、９
…カッター、１０…幅圧下圧延機、１１…高圧水噴射装
置、１２…粗圧延機、１３…仕上圧延機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 簑手 徹 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 藤林 晃夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鈴木 幹雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造機により鋳造された鋳片を加熱
   炉に装入して加熱し、加熱炉を出た鋳片のデスケーリン
   グを行った後、粗圧延及び仕上圧延を行う鋼板の製造方
   法において、 前記鋳片を加熱炉に装入するのに先立ち、鋳片表面に付
   着したモールドパウダーの除去を行うことを特徴とする
   鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 鋳片表面に付着したモールドパウダーの
   除去後、鋳片表面に酸化促進剤を塗布し、しかる後、鋳
   片を加熱炉に装入することを特徴とする請求項１に記載
   の鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 鋳片表面に付着したモールドパウダーの
   除去を、鋳片表面への高圧水吹き付けにより行うことを
   特徴とする請求項１又は２に記載の鋼板の製造方法。
4. 【請求項４】 酸化促進剤として、アルカリ金属若しく
   はアルカリ土類金属の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸
   化物、ホウ素の酸化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水
   酸化物、フッ素の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物
   の中から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いるこ
   とを特徴とする請求項１、２又は３に記載の鋼板の製造
   方法。