JP2008238254A - 熱間圧延鋼板の製造方法および製造設備 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】加熱炉出側、各粗圧延機入側及び仕上圧延機列入側で各々高圧水噴射によるデスケーリングを行うとともに、粗圧延機列と仕上圧延機列間の少なくとも1箇所で、高圧水噴射によるデスケーリング(aX)を行う。本発明によれば、(1)粗圧延機列と仕上圧延機列間でNi濃化層の酸化除去作用が大きいデスケーリングを少なくとも2回行うことができる、(2)これらのデスケーリング時にはNi濃化層も薄くなっているため、Ni濃化層が酸化除去されやすい、(3)材料がデスケーリング(aX)直後に圧延ロールと接触しないため表面温度が低下しにくい、という作用効果により、Ni濃化層を適切に酸化除去できる。
【選択図】図1
Description
例えば、特許文献1には、鋼板表層のNi濃度やその濃度分布、さらにはスラブ加熱条件を制御する方法が示されている。
特許文献2には、鋼素材とスケールとの界面性状を定量化し、これを加熱条件の調整により所定の値に制御し、さらに好ましくは加熱後、熱間圧延前のスラブ表面を、0.9〜4.0MPaの高圧水でデスケーリングする方法が示されている。
特許文献3には、熱間圧延鋼板を常法で酸洗した後、さらに特定の条件で最終酸洗する方法が示されている。
また、特許文献4には、Niなどの濃化に起因した表面欠陥の発生防止を狙いとするものではないが、加熱炉内での加熱によりスラブ表面に生成したスケールであって、特に除去が難しいとされる楔型スケール(一部地鉄に食い込んだ形態のスケール)を除去することを狙いとして、加熱後のスラブをデスケーリングした後、大気酸化させ、さらにデスケーリングを行う方法が示されている。
すなわち、特許文献1,2の方法は、工程上の著しい制約条件となり、工業的に安定して実施することが困難である。また、Niなどの濃化による表面欠陥の発生の抑制効果も十分ではない。
特許文献3の方法は、処理効率が非常に低いために生産性が低下するとともに、製品歩留まりも低下する問題がある。
さらに、特許文献4の方法は、スラブ表面の楔型スケールの除去を狙いとするものであるため、Niなどの濃化による表面欠陥の発生については十分な抑制効果は得られない。
以上のように従来技術には、Niなどの濃化に起因した表面欠陥の発生を効果的に抑制できない、或いは工業的な実施が困難であるという問題がある。
(i)数十mにも及ぶ長い移動距離(移動時間)を利用してスケールを十分に生成・成長させた上でなされるデスケーリングを、少なくとも2回(すなわち、当該「中間位置でのデスケーリング(1箇所以上)」と「仕上圧延機列の入側でのデスケーリング」)行うことができる。
(ii)しかも、そのようなデスケーリングが施される材料は、粗圧延されて板厚が小さくなり、Ni濃化層も薄くなっているため、Ni濃化層が酸化除去されやすい。
(iii)さらに、上記「中間位置でのデスケーリング」がなされた材料は、圧延機の入側でデスケーリングされる場合と異なり、直後に圧延ロールと接触しないため表面温度が低下しにくく、このためスケールを効果的に生成・成長させることができ、この点からもNi濃化層が酸化除去されやすい。
[1]ライン上流側から加熱炉、粗圧延機列、仕上圧延機列を備えた熱間圧延設備による熱間圧延鋼板の製造方法であって、前記加熱炉の出側と、前記粗圧延機列を構成する各粗圧延機の入側(但し、リバース式の粗圧延機列の場合は各圧延パスの入側)と、前記仕上圧延機列の入側で、各々高圧水噴射による鋼板のデスケーリング(a)を行う製造方法において、
前記粗圧延機列と前記仕上圧延機列の入側でのデスケーリング(a)位置との間の少なくとも1箇所で、高圧水噴射による鋼板のデスケーリング(aX)を行うことを特徴とする熱間圧延鋼板の製造方法。
[2]上記[1]の製造方法において、デスケーリング(aX)位置は、粗圧延機列を構成する最終粗圧延機の入側(但し、リバース式の粗圧延機列の場合は最終圧延パスの入側)でのデスケーリング(a)位置と、仕上圧延機列の入側でのデスケーリング(a)位置に対して、ライン方向で各々40m以上の間隔を有することを特徴とする熱間圧延鋼板の製造方法。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの製造方法において、加熱炉の出側でのデスケーリング(a)と、粗圧延機列を構成する各粗圧延機の入側(但し、リバース式の粗圧延機列の場合は各圧延パスの入側)でのデスケーリング(a)と、デスケーリング(aX)では、各々10MPa以上の吐出圧力の高圧水を用い、仕上圧延機列の入側でのデスケーリング(a)では、25MPa以上の吐出圧力の高圧水を用いることを特徴とする熱間圧延鋼板の製造方法。
前記粗圧延機列と前記仕上圧延機列の入側に配置された高圧水噴射式デスケーリング装置(A)との間の少なくとも1箇所に、高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)を配置したことを特徴とする熱間圧延鋼板の製造設備。
[6]上記[5]の製造設備において、高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)は、粗圧延機列を構成する最終粗圧延機の入側に配置された高圧水噴射式デスケーリング装置(A)と、仕上圧延機列の入側に配置された高圧水噴射式デスケーリング装置(A)に対して、ライン方向で各々40m以上の間隔を有することを特徴とする熱間圧延鋼板の製造設備。
[8]上記[5]〜[7]のいずれかの製造設備において、加熱炉の出側に配置される高圧水噴射式デスケーリング装置(A)と、粗圧延機列を構成する各粗圧延機の入側(但し、リバース式の粗圧延機列の場合は各圧延パスの入側)に配置される高圧水噴射式デスケーリング装置(A)と、高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)は、各々10MPa以上の吐出圧力の高圧水を噴射するデスケーリング装置であり、仕上圧延機列の入側に配置される高圧水噴射式デスケーリング装置(A)は25MPa以上の吐出圧力の高圧水を噴射するデスケーリング装置であることを特徴とする熱間圧延鋼板の製造設備。
同様に、本発明の製造設備における高圧水噴射式デスケーリング装置(A)、高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)は、ライン方向で近接した複数段のデスケーリング手段を有する場合を含む。すなわちその場合には、それら近接した複数段のデスケーリング手段からなるデスケーリング手段群をもって、1つの高圧水噴射式デスケーリング装置(A)、高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)とする。通常、そのようなデスケーリング手段群における各デスケーリング手段間の間隔は10m以内である。デスケーリング手段どうしの間隔が10m以内であれば、その間でのスケールの生成はほとんど無視できる程度であり、それらは1つのデスケーリング装置とみなし得る。
従来の一般的な熱間圧延設備と同様に、前記加熱炉1の出側と、前記粗圧延機列2を構成する各粗圧延機20の入側と、前記仕上圧延機列3の入側には、それぞれ高圧水噴射式デスケーリング装置A1,A2,A3(以下、単に「デスケーリング装置A1,A2,A3」という)が配置され、これらデスケーリング装置A1〜A3からの高圧水噴射により、各々の位置で被圧延材4のデスケーリング(a1),(a2),(a3)が行われる。これらのデスケーリング(a1)〜(a3)を行う理由や好ましい条件については、後に詳述する。
熱間圧延鋼板の製造ライン(熱間圧延設備)では、1つの被圧延材が粗圧延機20と仕上圧延機30に同時に噛み込まれないようにするため、粗圧延機列2と仕上圧延機列3間の間隔Sは、被圧延材(粗圧延バー)の全長よりも長く構成され、このため通常は100m前後またはそれ以上の長さがある。本発明では、このような被圧延材の長大な移動距離を利用して、スケールを十分に生成・成長させた上でなされるデスケーリングを、少なくとも2回(すなわち、デスケーリング(aX)と仕上圧延機列入側でのデスケーリング(a3))行うことにより、Niなどの濃化層(以下、説明の便宜上「Ni濃化層」という)を効果的に酸化除去するものである。
また、本実施形態のようにデスケーリング装置AXを1箇所にのみ設ける場合には、デスケーリング装置AXは最終粗圧延機20の入側のデスケーリング装置A2と仕上圧延機列3の入側のデスケーリング装置A3間のなるべく中央寄りに位置することが好ましいので、前記間隔L1と間隔L2の比[L1:L2]は4:6〜6:4程度とすることが好ましい。
デスケーリング装置AXによるデスケーリング(aX)後に残存するNi濃化層をさらに十分に酸化させるためには、デスケーリング(aX)により二次スケールを完全に除去する必要があり、このためデスケーリング(aX)では10MPa以上、好ましくは15Mpa以上の吐出圧力(ノズルからの吐出圧力。以下同様)の高圧水を用いることが望ましい。
また、仕上圧延機列3の入側のデスケーリング装置A3によるデスケーリング(a3)位置は、デスケーリング後のスケール生成を抑制するために第1段仕上圧延機30のロール噛み込み位置からライン方向で10m以内とすることが望ましい。
なお、前記デスケーリング(aX)の実施により被圧延材4の温度低下が問題となる場合には、前記デスケーリング(a3)位置の直前に被圧延材の加熱装置を配置しておき、必要に応じて被圧延材4を加熱すればよい。
加熱炉1では一次スケールと呼ばれる極めて厚いスケールがスラブ表面に生成する。これを残存させたまま粗圧延を行うと、一次スケール噛み込みに起因した表面欠陥が発生する場合があるので、デスケーリング装置A1からの高圧水噴射によるデスケーリング(a1)を行い、一次スケールを除去する必要がある。なお、このデスケーリング(a1)は複数回行ってもよい。一次スケールを確実に除去するには、デスケーリング(a1)では10MPa以上、好ましくは15Mpa以上の吐出圧力の高圧水を用いることが望ましい。
最終粗圧延機20の入側でのデスケーリング(a2)後にNi濃化層の酸化を促進させるためには、デスケーリング(a2)により二次スケールを完全に除去する必要があり、このためデスケーリング(a2)では10MPa以上、好ましくは15Mpa以上の吐出圧力の高圧水を用いることが望ましい。
熱間圧延鋼板の製造ライン(熱間圧延設備)において、粗圧延機列2と仕上圧延機列3間の間隔Sは、材料温度の確保や設備スペースの面から徒に長くすることはできないが、本発明の効果を特に確実なものにするために、間隔Sは120m以上、さらに好ましくは150m以上とすることが望ましい。
図2は、本発明による熱間圧延鋼板の製造方法および設備であって、デスケーリング装置AXを2箇所に配置した場合の一実施形態を示すものである。
粗圧延機列2と仕上圧延機列3の入側のデスケーリング装置A3(デスケーリング(a3)位置)との間の中間位置には、高圧水噴射式デスケーリング装置AX1,AX2(以下、単に「デスケーリング装置AX1,AX2」という)が配置され、これらデスケーリング装置AX1,AX2からの高圧水噴射により被圧延材4のデスケーリング(aX1),(aX2)が行われる。
このように複数のデスケーリング装置AX1,AX2を配置する場合には、粗圧延機列2と仕上圧延機列3の間で、スケールを十分に生成・成長させた上でなされるデスケーリングを少なくとも3回、すなわち、デスケーリング(aX1),(aX2)と仕上圧延機列入側でのデスケーリング(a3)を行うことができる。
なお、その他の構成や好ましい条件などは、図1の実施形態と同様である。
図3は、本発明による熱間圧延鋼板の製造方法および設備であって、粗圧延機列がリバース式である場合の一実施形態を示すものである。
この熱間圧延設備は、ライン上流側から加熱炉1、複数の粗圧延機20aからなるリバース式粗圧延機列2a、複数の仕上圧延機30からなる仕上圧延機列3を備えており、前記加熱炉1の入側と、前記リバース式粗圧延機列2aでの各圧延パスの入側と、前記仕上圧延機列3の入側には、それぞれデスケーリング装置A1〜A3が配置され、これらデスケーリング装置A1〜A3からの高圧水噴射により、各々の位置で被圧延材4のデスケーリング(a1)〜(a3)が行われる。この実施形態の粗圧延機列2aでは、第1段および第2段粗圧延機20aでリバース圧延がなされるので、これら第1段および第2段粗圧延機20aの前後にデスケーリング装置A2が配置され、リバース圧延の各圧延パスの入側でデスケーリング(a2)が行われる。
そして、図1の実施形態と同じく、粗圧延機列2と仕上圧延機列3の入側のデスケーリング装置A3(デスケーリング(a3)位置)との間の中間位置にデスケーリング装置AXが配置され、このデスケーリング装置AXからの高圧水噴射により被圧延材4のデスケーリング(aX)が行われる。
なお、その他の構成や好ましい条件などは、図1及び図2の実施形態と同様である。
同様に、本発明の製造設備におけるデスケーリング装置A、デスケーリング装置AXは、ライン方向で近接した複数段のデスケーリング手段を有する場合がある。すなわちその場合には、それら近接した複数段のデスケーリング手段からなるデスケーリング手段群が、1つのデスケーリング装置A、デスケーリング装置AXを構成する。通常、そのようなデスケーリング手段群における各デスケーリング手段間の間隔は10m以内である。デスケーリング手段どうしの間隔が10m以内であれば、その間でのスケールの生成はほとんど無視できる程度であり、それらは1つのデスケーリング装置とみなし得る。
図4〜図7における粗圧延機列2の各粗圧延機入側のデスケーリング装置A2、図8および図9におけるリバース式粗圧延機列2aの各粗圧延機による圧延パス入側のデスケーリング装置A2は、いずれも粗圧延機20,20aから4〜8mの位置に配置した。図5、図7、図9の各設備では、粗圧延機列2と仕上圧延機列3の入側のデスケーリング装置A3との間の1箇所以上にデスケーリング装置AXを配置した。ライン方向で隣り合うデスケーリング装置間の間隔を、図5および図9ではL1,L2、図7ではL1,L2,L3とする。
表2に示されるように、本発明例で製造された熱延鋼板はいずれも表面性状が良好である。これに対し、No.1,No.8,No.12の比較例では、粗圧延機列2と仕上圧延機列3間でデスケーリング(aX)を行わないため、Niなどの表面濃化に起因した模様のために、鋼板の表面性状が極めて劣っている。また、No.4の比較例は、デスケーリング(aX)が仕上圧延機列3の入側のデスケーリング(a2)と近接した位置で行われているため、デスケーリング(a2)群としての効果しか得られず、したがって、実質的にデスケーリング(aX)を行わない比較例であり、上記No.1などと同様に鋼板の表面性状が極めて劣っている。
2 粗圧延機列
2a リバース式粗圧延機列
3 仕上圧延機列
4 被圧延材
20,20a 粗圧延機
30 仕上圧延機
A1,A2,A3,AX,AX1,AX2 デスケーリング装置
a1,a2,a3,aX,aX1,aX2 デスケーリング位置
Claims (8)
- ライン上流側から加熱炉、粗圧延機列、仕上圧延機列を備えた熱間圧延設備による熱間圧延鋼板の製造方法であって、前記加熱炉の出側と、前記粗圧延機列を構成する各粗圧延機の入側(但し、リバース式の粗圧延機列の場合は各圧延パスの入側)と、前記仕上圧延機列の入側で、各々高圧水噴射による鋼板のデスケーリング(a)を行う製造方法において、
前記粗圧延機列と前記仕上圧延機列の入側でのデスケーリング(a)位置との間の少なくとも1箇所で、高圧水噴射による鋼板のデスケーリング(aX)を行うことを特徴とする熱間圧延鋼板の製造方法。 - デスケーリング(aX)位置は、粗圧延機列を構成する最終粗圧延機の入側(但し、リバース式の粗圧延機列の場合は最終圧延パスの入側)でのデスケーリング(a)位置と、仕上圧延機列の入側でのデスケーリング(a)位置に対して、ライン方向で各々40m以上の間隔を有することを特徴とする請求項1に記載の熱間圧延鋼板の製造方法。
- デスケーリング(aX)位置が1箇所であり、ライン方向において、デスケーリング(aX)位置と粗圧延機列を構成する最終粗圧延機の入側(但し、リバース式の粗圧延機列の場合は最終圧延パスの入側)でのデスケーリング(a)位置との間隔L1と、デスケーリング(aX)位置と仕上圧延機列の入側でのデスケーリング(a)位置との間隔L2の比[L1:L2]が4:6〜6:4であることを特徴とする請求項1に記載の熱間圧延鋼板の製造方法。
- 加熱炉の出側でのデスケーリング(a)と、粗圧延機列を構成する各粗圧延機の入側(但し、リバース式の粗圧延機列の場合は各圧延パスの入側)でのデスケーリング(a)と、デスケーリング(aX)では、各々10MPa以上の吐出圧力の高圧水を用い、仕上圧延機列の入側でのデスケーリング(a)では、25MPa以上の吐出圧力の高圧水を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の熱間圧延鋼板の製造方法。
- ライン上流側から加熱炉、粗圧延機列、仕上圧延機列を備え、前記加熱炉の出側と、前記粗圧延機列を構成する各粗圧延機の入側(但し、リバース式の粗圧延機列の場合は各圧延パスの入側)と、前記仕上圧延機列の入側に、各々高圧水噴射式デスケーリング装置(A)が配置された熱間圧延鋼板の製造設備において、
前記粗圧延機列と前記仕上圧延機列の入側に配置された高圧水噴射式デスケーリング装置(A)との間の少なくとも1箇所に、高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)を配置したことを特徴とする熱間圧延鋼板の製造設備。 - 高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)は、粗圧延機列を構成する最終粗圧延機の入側に配置された高圧水噴射式デスケーリング装置(A)と、仕上圧延機列の入側に配置された高圧水噴射式デスケーリング装置(A)に対して、ライン方向で各々40m以上の間隔を有することを特徴とする請求項5に記載の熱間圧延鋼板の製造設備。
- 高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)を1箇所に配置し、ライン方向において、高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)と粗圧延機列を構成する最終粗圧延機の入側に配置された高圧水噴射式デスケーリング装置(A)との間隔L1と、高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)と仕上圧延機列の入側に配置された高圧水噴射式デスケーリング装置(A)との間隔L2の比[L1:L2]が4:6〜6:4であることを特徴とする請求項5に記載の熱間圧延鋼板の製造設備。
- 加熱炉の出側に配置される高圧水噴射式デスケーリング装置(A)と、粗圧延機列を構成する各粗圧延機の入側(但し、リバース式の粗圧延機列の場合は各圧延パスの入側)に配置される高圧水噴射式デスケーリング装置(A)と、高圧水噴射式デスケーリング装置(AX)は、各々10MPa以上の吐出圧力の高圧水を噴射するデスケーリング装置であり、仕上圧延機列の入側に配置される高圧水噴射式デスケーリング装置(A)は25MPa以上の吐出圧力の高圧水を噴射するデスケーリング装置であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の熱間圧延鋼板の製造設備。
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