JP2018066040A - Si含有熱延鋼板の熱延板焼鈍設備、熱延板焼鈍方法および脱スケール方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Si含有熱延鋼板に熱延板焼鈍を施す、加熱帯、均熱帯および冷却帯を有する熱延板焼鈍設備において、上記加熱帯の上流および/または加熱帯内の前段に、急速加熱装置を設けた熱延板焼鈍設備を用いて上記Si含有熱延鋼板に熱延板焼鈍を施す際、上記急速加熱装置で熱延鋼板を15℃/s以上の昇温速度で50℃以上加熱することにより、酸洗前のメカニカルデスケーリングを施すことなく、酸洗のみで脱スケールを行うことを可能とする熱延板焼鈍及び脱スケール方法。
【選択図】図3
Description
前者の酸化スケールの生成を抑制する方法としては、例えば、特許文献1には、製鋼工程と、熱間圧延工程と、3つ以上の炉域が設けられた無酸化加熱炉部を有する焼ならし炉を用いた焼ならし工程を含む珪素鋼基板の製造方法において、上記無酸化加熱炉部で使用される炉域のエネルギー投入率を15〜95%の範囲に調整し、上記無酸化加熱炉部の過剰係数α(実際燃焼空気量の、理論燃焼空気量に対する割合)を0.8≦α<1.0の範囲内に調節することによって、焼ならし処理プロセスにおける高密度酸化物の形成を抑制する技術が開示されている。しかしこの方法は、実操業においては、エネルギー投入率や過剰係数αの調整によって加熱炉の温度分布が不均一化するため、適切な加熱を施すことが難しいという問題がある。
その結果、本発明によれば、Si含有熱延鋼板の酸洗能率を高めたり、酸洗工程を大幅に簡素化したりすることが可能となるだけでなく、表面品質に優れた製品を安定して製造することが可能となる。
さらに、本発明によれば、鋼板を急速加熱するのに用いる加熱装置が、熱延板焼鈍設備の加熱帯の一部として機能するため、熱エネルギー効率の向上にも寄与する。
というのは、熱延鋼板の表面に形成された酸化スケールは、前述した図1に示したように成分組成が異なる複数の層から構成されているが、いずれの層も地鉄と熱膨張係数が大きく異なるため、地鉄と同じ温度に加熱しても、スケールと地鉄の間に熱膨張量差に起因した熱応力が発生する。
<実験1>
Siを3.0mass%含有する(無)方向性電磁鋼板用の熱延鋼板(熱延板)から、試験片を採取し、この熱延板に対して1050℃×60sの熱延板焼鈍を模擬した熱処理を施した。この際、上記熱処理における加熱は、室温(20℃)から30℃、50℃、70℃、100℃、400℃および700℃までを、ソレノイド式誘導加熱装置を用いて、昇温速度50℃/sで急速加熱し、その後、上記急速加熱後のそれぞれの温度から1050℃までを、直火式加熱炉(輻射式加熱炉)を用いて加熱し、60s間保持した後、25℃/sで冷却した。なお、上記熱処理時の雰囲気は窒素雰囲気とした。
なお、上記脱スケール性の評価基準は、脱スケール後の表面外観が、従来のSi含有熱延鋼板の脱スケール法(メカニカルデスケーリング+酸洗)と同等以上のものを脱スケール性が優(〇)、従来の脱スケール法(メカニカルデスケーリング+酸洗)より劣るが、従来の酸洗のみの場合よりも良好なものを脱スケール性が劣(△)、従来の酸洗のみの場合と同等のものを脱スケール性が悪(×)とした。
次に、上記<実験1>の結果に基き、室温(20℃)からの昇温量を50℃、すなわち、加熱温度を70℃(一定)とし、昇温速度を5℃/s、10℃/s、15℃/s、20℃/sおよび50℃/sの4水準に変化させ、その他の条件、および脱スケール性の評価基準は上記<実験1>と同様とすることによって、鋼板の昇温速度が脱スケール性に及ぼす影響を調査した。
本発明は、上記の新規な知見に基くものである。
まず、本発明が対象とする熱延鋼板は、Siを1.0mass%以上含有するものであることが好ましい。1.0mass%未満では、酸洗における脱スケール性の低下が顕著でないため、酸洗前のメカニカルデスケーリングを必須としないためである。ただし、本発明をSi:1.0mass%未満の熱延鋼板に適用してもよいことは勿論である。なお、Siの上限は特に制限しないが、製造ラインへの通板性確保の観点から、上限は5.0mass%程度である。好ましくは1.8〜4.0mass%の範囲である。
<熱延板焼鈍条件>
・条件A:直火式サイドバーナ加熱炉を模擬した実験炉(輻射式加熱炉)で、室温(20℃)から1050℃までを10℃/sで加熱し、1050℃で40秒間保持した後、25℃/sで冷却する。
・条件B:誘導加熱装置を用いて室温(20℃)から700℃まで60℃/sで急速加熱した後、上記条件Aで用いた輻射式加熱炉で700℃から1050℃まで20℃/sで加熱し、1050℃で40秒間保持した後、25℃/sで冷却する。
<ショットブラスト条件>
・投射材の種類:粒径0.35±0.15mm、スチールショット粒、密度7.5g/cm3、硬度40〜50Rc
・投射圧力(速度):12.5kg/m2
・投射角度:90°
・投射量×時間:1000(g/s)×15(s)
<酸洗条件>
・条件a:80℃の8mass%のHCl水溶液中に20s間浸漬
・条件b:80℃の8mass%のHCl水溶液中に40s間浸漬
因みに、従来の酸洗前にメカニカルデスケーリングを施した後、上記酸洗条件で酸洗するときの脱スケール所要時間(酸洗時間)は約60秒である。
この結果から、熱延板焼鈍の加熱過程を誘導加熱で700℃まで急速加熱した試験片は、メカニカルデスケーリングを施さなくとも、すなわち、酸洗のみでも、メカニカルデスケーリングを施したときと同等の脱スケール性を有していることがわかる。また、誘導加熱で700℃まで急速加熱した試験片は、通常の酸洗時間60秒から、40秒や20秒に短縮しても、表面の酸化スケールが十分に除去されていることがわかる。したがって、本願発明によれば、脱スケール工程から、メカニカルデスケーリング工程を省略できるだけでなく、酸洗時間も短縮できることがわかる。
Claims (8)
- Si含有熱延鋼板に熱延板焼鈍を施す、加熱帯、均熱帯および冷却帯を有する熱延板焼鈍設備において、
上記加熱帯よりも上流におよび/または加熱帯内の前段に、急速加熱装置を設けてなることを特徴とする熱延板焼鈍設備。 - 上記急速加熱装置は、誘導加熱装置または通電加熱装置であることを特徴とする請求項1に記載の熱延板焼鈍設備。
- 請求項1または2に記載の熱延板焼鈍設備を用いて、Si含有熱延鋼板に熱延板焼鈍を施す際、上記急速加熱装置でSi含有熱延鋼板を15℃/s以上の昇温速度で、50℃以上加熱することを特徴とする熱延板焼鈍方法。
- 上記急速加熱装置でSi含有熱延鋼板を加熱するときの加熱開始温度を室温〜600℃の間とすることを特徴とする請求項3に記載の熱延板焼鈍方法。
- 請求項3または4に記載の方法で熱延板焼鈍を施したSi含有熱延鋼板に、メカニカルデスケーリングを施すことなく酸洗を施すことを特徴とする脱スケール方法。
- 請求項3または4に記載の方法で熱延板焼鈍を施したSi含有熱延鋼板に、メカニカルデスケーリングを施した後、酸洗を施すことを特徴とする脱スケール方法。
- 上記Si含有熱延鋼板は、Siを1.0mass%以上含有するものであることを特徴とする請求項5または6に記載の脱スケール方法。
- 上記Si含有熱延鋼板は、電磁鋼板用の素材であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の脱スケール方法。
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