JP2020007580A - Manufacturing method of checkered steel plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、縞鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a striped steel sheet.
縞鋼板は、表面に高さ１ｍｍ程度の凸部を有する鋼板であり、床板材等に用いられる。縞鋼板は、表面に溝を有する縞ロール用いて鋼板を圧延して製造される。 The striped steel sheet is a steel sheet having a convex portion having a height of about 1 mm on the surface, and is used as a floor plate material or the like. A striped steel sheet is manufactured by rolling a steel sheet using a striped roll having grooves on the surface.
特開平４−２１０８０７号公報には、極低炭素鋼の縞鋼板の製造方法が記載されている。具体的には、Ｃ含有量０．００１〜０．０１０重量％の極低炭素鋼スラブを、加熱温度を１２００±５０℃、仕上ミル出側温度を９００±３０℃、巻取り温度を４５０±５０℃とする温度条件のもとで熱間圧延することが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-210807 describes a method for producing a striped steel sheet of ultra-low carbon steel. Specifically, a very low carbon steel slab having a C content of 0.001 to 0.010% by weight was prepared by heating a heating temperature of 1200 ± 50 ° C., a finishing mill outlet temperature of 900 ± 30 ° C., and a winding temperature of 450 ± 450 ° C. It describes that hot rolling is performed under a temperature condition of 50 ° C.
特開２０００−２５４７１０号公報には、板形状を悪化させることなく、１．０ｍｍ以上の縞高さを得ることができる薄物縞鋼板の製造方法が記載されている。具体的には、７５０〜８８０℃の温度範囲で仕上圧延を終了させ、かつ縞目付ロールによる圧延を１００／ｓｅｃ以下の歪速度で行うことが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-254710 describes a method of manufacturing a thin striped steel sheet capable of obtaining a stripe height of 1.0 mm or more without deteriorating the plate shape. Specifically, it describes that finish rolling is completed in a temperature range of 750 to 880 ° C., and rolling by a striped roll is performed at a strain rate of 100 / sec or less.
縞鋼板は一般的に、表面にスケールが付いたまま使用される。部分的なスケール剥離が生じると外観不良となるため、縞鋼板には、スケールの密着性が要求される。 Striped steel is generally used with a scale on the surface. If partial scale peeling occurs, the appearance becomes poor, and the striped steel sheet is required to have scale adhesion.
特開２００１−２３４２８３号公報には、極低炭素系の鋼組成を有し、強度及びスケール密着性の双方を満足する縞鋼板の製造方法が記載されている。具体的には、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐが８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０の関係を満たす組成とし、さらに、圧延後の巻取り温度を６５０−３７５０×Ｐ以下とすることが記載されている。 JP-A-2001-234283 describes a method for producing a striped steel sheet having an extremely low-carbon steel composition and satisfying both strength and scale adhesion. Specifically, it is described that Si, Mn, and P have a composition satisfying the relationship of 86 × Si + 35 × Mn + 1000 × P ≧ 40, and the winding temperature after rolling is 650-3750 × P or less. .
特開平１０−２３５４２４号公報には、曲げ加工等の成形加工を行った場合にも、スケール密着性に優れる縞鋼板の製造方法が記載されている。具体的には、７８０〜８４０℃で仕上圧延を終了し、仕上圧延から１．５秒以内に水冷を開始して６０℃／秒以上の冷却速度で５７０〜６３０℃の温度に強水冷し、次いで２秒以上水冷を中断して空冷した後、３０℃／秒以下の冷却速度で緩冷却した後、５００℃以下の温度で巻取ることが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-235424 describes a method for producing a striped steel sheet having excellent scale adhesion even when a forming process such as a bending process is performed. Specifically, finish rolling is completed at 780 to 840 ° C., water cooling is started within 1.5 seconds from the finish rolling, and strong water cooling is performed at a cooling rate of 60 ° C./sec or more to a temperature of 570 to 630 ° C., Next, it is described that after water cooling is interrupted for 2 seconds or more, air cooling is performed, then slow cooling is performed at a cooling rate of 30 ° C./second or less, and then winding is performed at a temperature of 500 ° C. or less.
縞鋼板に発生する外観不良として、圧延後の巻取時や巻戻し時、巻戻し後の剪断時、成形加工時などに発生するスケール剥離がよく知られている。この他に、三日月形状の黒色の欠陥（以下「三日月模様」という。）がある。この三日月模様の発生機構については従来、詳しい知見が存在しない。 It is well known that the stripped steel sheet has a poor appearance, such as scale peeling that occurs at the time of winding or rewinding after rolling, at the time of shearing after rewinding, or at the time of forming. In addition, there is a crescent-shaped black defect (hereinafter referred to as a “crescent pattern”). Conventionally, there is no detailed knowledge about the generation mechanism of the crescent pattern.
本発明の目的は、スケール剥離、三日月模様その他の外観不良の発生を抑制することができる、縞鋼板の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a striped steel sheet, which can suppress the occurrence of scale peeling, a crescent pattern, and other appearance defects.
本発明の一実施形態による縞鋼板の製造方法は、Ｃ：０．０１〜０．２質量％を含む鋼板を縞ロールを含む仕上圧延機で圧延して縞鋼板を製造する方法であって、出側温度が８００〜８５０℃となるように前記鋼板を仕上圧延する工程と、前記仕上圧延後、１．５秒以内に冷却を開始し、かつ、６３０℃以下の温度まで４０℃／秒以上６０℃／秒未満の冷却速度で前記鋼板を冷却する工程と、前記冷却後、０．５〜３秒間前記鋼板を空冷する工程と、前記空冷後、５６０〜６２０℃の温度で前記鋼板を巻取る工程とを備える。 The method of manufacturing a striped steel sheet according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a striped steel sheet by rolling a steel sheet including C: 0.01 to 0.2% by mass with a finishing mill including a striped roll, A step of finish-rolling the steel sheet so that the outlet side temperature is 800 to 850 ° C., and after the finish rolling, cooling is started within 1.5 seconds, and 40 ° C./sec or more to a temperature of 630 ° C. or less. A step of cooling the steel sheet at a cooling rate of less than 60 ° C / sec, a step of air cooling the steel sheet for 0.5 to 3 seconds after the cooling, and a step of winding the steel sheet at a temperature of 560 to 620 ° C after the air cooling. Taking step.
本発明によれば、スケール剥離、三日月模様その他の外観不良が抑制された縞鋼板が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a striped steel sheet in which scale peeling, a crescent pattern and other appearance defects are suppressed.
本発明者らは、仕上圧延の出側温度、仕上圧延後の冷却速度及び巻取り温度を変えながら縞鋼板の製造を実施し、各種外観不良の発生温度領域を調査した。その結果、仕上圧延の出側温度を８００〜８５０℃とし、仕上圧延後の冷却速度を４０℃／秒以上６０℃／秒未満にし、かつ、巻取り温度を５６０〜６２０℃としたとき、いずれの外観不良も発生しないことが分かった。 The present inventors manufactured striped steel sheets while changing the exit temperature of finish rolling, the cooling rate after finish rolling, and the winding temperature, and investigated the temperature range in which various appearance defects occurred. As a result, when the exit temperature of the finish rolling is 800 to 850 ° C., the cooling rate after the finish rolling is 40 ° C./sec or more and less than 60 ° C./sec, and the winding temperature is 560 to 620 ° C. It was also found that no poor appearance was observed.
［スケール剥離の解析：巻取り後に発生するスケール剥離］
スケール剥離に関しては従来、巻取温度を低温化することが有効と考えられている。例えば、前掲の特開平１０−２３５４２４号公報では、５００℃以下の温度で巻取ることが有効であるとされている。巻取温度を比較的高温（５６０〜６２０℃）にすることでスケール剥離を抑制できるという今回の知見は、従来の知見とは異なるものである。さらに、仕上圧延後の冷却速度を４０℃／秒以上６０℃秒／秒未満にすることも、スケール剥離を抑制するための必須条件である。冷却速度をこの範囲内に設定することで、巻取後のスケールを最適化することができる。
[Analysis of scale peeling: Scale peeling generated after winding]
Regarding scale peeling, it is conventionally considered effective to lower the winding temperature. For example, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-235424, winding at a temperature of 500 ° C. or less is effective. The present finding that scale peeling can be suppressed by setting the winding temperature to a relatively high temperature (560 to 620 ° C) is different from the conventional finding. Further, setting the cooling rate after finish rolling to 40 ° C./second or more and less than 60 ° C. second / second is also an essential condition for suppressing scale peeling. By setting the cooling rate within this range, the scale after winding can be optimized.
この機構を分析するため、スケールの断面を電子顕微鏡で観察した。図１は、冷却速度を４５℃／秒、かつ巻取温度を５７０℃とし、スケール剥離が発生しなかった鋼板の断面写真である。図２は、冷却速度を６５℃／秒、かつ巻取温度を５５０℃とし、スケール剥離が発生した鋼板の断面写真である。 To analyze this mechanism, a cross section of the scale was observed with an electron microscope. FIG. 1 is a cross-sectional photograph of a steel sheet with a cooling rate of 45 ° C./sec, a winding temperature of 570 ° C., and no scale peeling. FIG. 2 is a cross-sectional photograph of a steel sheet in which scale peeling occurred at a cooling rate of 65 ° C./sec and a winding temperature of 550 ° C.
スケール剥離が発生しなかった鋼板では、最表層のマグネタイトと地鉄（母材）との界面に、マグネタイトシームと呼ばれる密着性に優れたスケール層が存在していることが分かった。一方、スケール剥離が発生した鋼板では、このようなマグネタイトシームの析出がほとんど見られなかった。 It was found that a scale layer having excellent adhesion called a magnetite seam was present at the interface between the magnetite on the outermost layer and the base iron (base material) in the steel sheet in which scale peeling did not occur. On the other hand, in the steel sheet from which scale peeling occurred, such precipitation of magnetite seam was hardly observed.
マグネタイトは、３ＦｅＯ＋Ｏ→３Ｆｅ３Ｏ４の反応によって生じるスケールである。マグネタイトは、変態によって体積膨張が生じるため、スケール内に膨張応力が発生し歪が生じる。その結果、スケール剥離が発生しやすいと推測される。冷却速度を６５℃／秒、かつ巻取温度を５５０℃とした図２の例では、過冷却により上記反応が進んだと推測される。一方、マグネタイトシームは、４ＦｅＯ→Ｆｅ３Ｏ４＋Ｆｅの反応によって生じるスケールである。マグネタイトシームは変態によって体積収縮が生じるため、スケール内に収縮応力が発生し、歪みが小さい。その結果、スケール剥離が発生しにくいと推測される。冷却速度を４５℃／秒、かつ巻取温度を５７０℃とした図１の例では、マグネタイトシームの形成が巻取後に促されたと考えられる。 Magnetite is a scale generated by the reaction of 3FeO + O → 3Fe 3 O 4 . Since magnetite undergoes volume expansion due to transformation, expansion stress is generated in the scale and strain is generated. As a result, it is assumed that scale peeling is likely to occur. In the example of FIG. 2 in which the cooling rate is 65 ° C./sec and the winding temperature is 550 ° C., it is assumed that the above reaction has progressed due to supercooling. On the other hand, the magnetite seam is a scale generated by a reaction of 4FeO → Fe 3 O 4 + Fe. Since the magnetite seam undergoes volume shrinkage due to transformation, shrinkage stress is generated in the scale and distortion is small. As a result, it is assumed that scale peeling is unlikely to occur. In the example of FIG. 1 in which the cooling rate was 45 ° C./sec and the winding temperature was 570 ° C., it is considered that the formation of the magnetite seam was promoted after winding.
以上の分析から、冷却速度を４０℃／秒以上６０℃／秒未満、かつ巻取温度を５６０〜６２０℃にすることで、マグネタイトシームの生成が促進され、スケール剥離が抑制されるものと推測される。 From the above analysis, it is presumed that, by setting the cooling rate to 40 ° C./sec or more and less than 60 ° C./sec and the winding temperature to 560 to 620 ° C., the formation of magnetite seam is promoted and scale peeling is suppressed. Is done.
［三日月模様の解析：仕上圧延時に発生するスケール剥離］
次に、三日月模様の発生原因を調査するため、三日月模様が発生した部分（黒色部）及び正常部の各表層を分析した。図３は、三日月模様の外観を示す写真である。図４は、正常部と黒色部との境界部分の断面写真である。
[Analysis of crescent pattern: Scale peeling during finish rolling]
Next, in order to investigate the cause of the occurrence of the crescent pattern, the portion where the crescent pattern occurred (black portion) and the surface layer of the normal portion were analyzed. FIG. 3 is a photograph showing the appearance of a crescent pattern. FIG. 4 is a cross-sectional photograph of the boundary between the normal part and the black part.
分析の結果、黒色部ではマグネタイト単相のスケールが地鉄（母材）上に存在していることが確認され、正常部では最表層のマグネタイトと地鉄（母材）との界面にマグネタイトシームが確認された。さらに、正常部と黒色部との境界には、高さ５μｍ程度の段差が存在していることが分かった。そのため、黒色部では圧延中のスケールが一度剥離し、その後スケールが再形成されている可能性が示唆された。 As a result of the analysis, it was confirmed that the magnetite single-phase scale was present on the base metal (base material) in the black part, and the magnetite seam was found at the interface between the magnetite in the outermost layer and the base iron (base material) in the normal part. Was confirmed. Further, it was found that a step having a height of about 5 μm was present at the boundary between the normal part and the black part. For this reason, it was suggested that the scale during rolling was peeled off once in the black portion, and that the scale was re-formed thereafter.
そこで、圧延時の応力集中箇所を確認するため、応力解析を実施した。その結果、凸部の裾に塑性変形歪みが集中する箇所が存在することが分かった。三日月模様は通常、凸部の裾で発生している。すなわち、三日月模様の発生箇所と塑性変形歪みの集中箇所が一致している。しがたって、仕上圧延の最終の圧延スタンドで過圧力が加わりスケールが剥離した結果、三日月模様が形成されるものと推測される。 Therefore, stress analysis was performed to confirm the stress concentration points during rolling. As a result, it was found that there was a portion where the plastic deformation strain was concentrated at the foot of the convex portion. The crescent pattern usually occurs at the foot of the projection. That is, the place where the crescent pattern occurs and the place where the plastic deformation strain is concentrated coincide with each other. Accordingly, it is assumed that a crescent pattern is formed as a result of the application of overpressure at the final rolling stand of the finish rolling and peeling of the scale.
このことを確認するため、仕上圧延の最終の圧延スタンドでスケールが剥離したと仮定し、その後鋼板が巻取られて室温まで冷却されるまでにどの程度スケールが成長するかをシミュレーションにより算出した。シミュレーション条件は、仕上圧延の出側温度を８３０℃とし、仕上圧延後６１０℃までの温度領域を４５℃／秒で冷却し、５９０℃で巻取るものとした。その結果、スケール膜厚は、常温まで冷却されるまでの間に５μｍ程度まで成長することが分かった。正常部のスケール膜厚は１０μｍ程度であり、黒色部のスケール膜厚は５μｍである。この解析からも、三日月模様は、仕上圧延の最終の圧延スタンドでスケールが剥離し、その後さらにスケールが成長することによって形成されるものであることが示唆された。このように、従来知られていたスケール剥離と三日月模様とは、その形態はもちろんのこと、発生メカニズムも全く異なる欠陥である。 To confirm this, it was assumed that the scale had peeled off at the final rolling stand of the finish rolling, and the extent to which the scale grew before the steel sheet was wound up and cooled to room temperature was calculated by simulation. The simulation conditions were as follows: the exit temperature of the finish rolling was 830 ° C., the temperature range up to 610 ° C. after the finish rolling was cooled at 45 ° C./sec, and the film was wound at 590 ° C. As a result, it was found that the scale film thickness grew to about 5 μm before being cooled to room temperature. The scale thickness of the normal part is about 10 μm, and the scale thickness of the black part is 5 μm. This analysis also suggests that the crescent pattern is formed by scale peeling at the final rolling stand of finish rolling and subsequent growth of the scale. As described above, the conventionally known scale peeling and crescent pattern are defects that have completely different forms and generation mechanisms.
J. Robertson and M. I. Manning "Limits to adherence of oxide scales", Material Science and Technology, Vol.6 (1990), issue 1, pp. 81-92によれば、スケールは、厚いほど脆性変形すなわち破砕しやすく、薄いほど延性変形しやすい。したがって、スケール膜厚を薄くすることで、仕上圧延時のスケール剥離を抑制できると考えられる。 According to J. Robertson and MI Manning "Limits to adherence of oxide scales", Material Science and Technology, Vol. 6 (1990), issue 1, pp. 81-92, thicker scales are more fragile or more fragile. The thinner, the easier it is to undergo ductile deformation. Therefore, it is thought that by reducing the scale film thickness, scale peeling during finish rolling can be suppressed.
仕上圧延の出側温度を比較的低温（８００〜８５０℃）にすることで、スケールの延性が向上し、仕上圧延中のスケール成長が抑制される。これによって、仕上圧延時のスケール剥離が抑制され、三日月模様の発生が抑制されるものと推測される。なお、仕上圧延時のスケール剥離を抑制するには、最終の圧延スタンドの圧下率を低くすることも考えられるが、必要な縞高さを確保できなくなるため好ましくない。 By setting the exit temperature of finish rolling to a relatively low temperature (800 to 850 ° C.), ductility of the scale is improved and scale growth during finish rolling is suppressed. Thus, it is assumed that scale peeling during finish rolling is suppressed, and the occurrence of a crescent pattern is suppressed. In addition, in order to suppress scale peeling during finish rolling, it is conceivable to reduce the rolling reduction of the final rolling stand, but it is not preferable because a necessary stripe height cannot be secured.
本発明者らは、上記の知見に基づき、仕上圧延の出側温度及び巻取温度を適切に管理し、さらにその間の冷却条件等を適切に管理することで、巻取後のスケール剥離、仕上圧延時のスケール剥離に起因する三日月模様その他の外観不良を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。以下、本発明の実施の形態を詳しく説明する。 The present inventors, based on the above knowledge, appropriately manage the exit side temperature and the winding temperature of the finish rolling, and by appropriately managing the cooling conditions and the like during the rolling, scale peeling after winding, finishing. The present inventors have found that a crescent pattern and other appearance defects caused by scale peeling during rolling can be suppressed, and have completed the present invention. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
［全体の構成］
図５は、本発明の一実施形態による縞鋼板の製造方法のフロー図である。本実施形態による縞鋼板の製造方法は、鋼板を準備する工程（ステップＳ１）と、鋼板を仕上圧延する工程（ステップＳ２）と、鋼板を冷却する工程（ステップＳ３）と、鋼板を空冷する工程（ステップＳ４）と、鋼板を巻取る工程（ステップＳ５）とを備えている。
[Overall configuration]
FIG. 5 is a flowchart of a method for manufacturing a striped steel sheet according to an embodiment of the present invention. The method for manufacturing a striped steel sheet according to the present embodiment includes a step of preparing a steel sheet (Step S1), a step of finish rolling the steel sheet (Step S2), a step of cooling the steel sheet (Step S3), and a step of air cooling the steel sheet. (Step S4) and a step of winding the steel sheet (Step S5).
図６は、本実施形態による縞鋼板の製造に使用する圧延設備の一例である圧延設備１００の模式図である。圧延設備１００は、加熱炉１、粗圧延機２、仕上圧延機３、冷却装置４、空冷装置５、及び巻取機６を備えている。鋼板Ｓは、図示しない搬送装置（例えば搬送ロール）によって搬送され、上記各設備によって連続的に処理される。 FIG. 6 is a schematic diagram of a rolling facility 100 which is an example of a rolling facility used for manufacturing the striped steel sheet according to the present embodiment. The rolling equipment 100 includes a heating furnace 1, a rough rolling mill 2, a finishing rolling mill 3, a cooling device 4, an air cooling device 5, and a winding device 6. The steel sheet S is transported by a transport device (not shown) (for example, a transport roll), and is continuously processed by each of the above facilities.
この圧延設備１００はあくまで例示であり、本実施形態で使用する設備の構成を限定するものではない。図６では、圧延設備として、粗圧延と仕上圧延とを連続して実施する連続熱延設備を示している。しかし、本実施形態による縞鋼板の製造方法は、粗圧延と仕上圧延とを別々に実施してもよい。 The rolling equipment 100 is merely an example, and does not limit the configuration of the equipment used in the present embodiment. FIG. 6 shows a continuous hot rolling facility in which rough rolling and finish rolling are continuously performed as rolling facilities. However, in the method for manufacturing a striped steel sheet according to the present embodiment, rough rolling and finish rolling may be separately performed.
［準備工程］
仕上圧延の対象となる鋼板を準備する（ステップＳ１）。本実施形態で対象とする鋼板の化学組成は、Ｃ：０．０１〜０．２質量％を含む。Ｃ含有量が０．２質量％を超えると、良好な縞形状を得ることが困難になる。一方、Ｃ含有量が０．０１％未満では、必要な強度を確保することが困難になる。Ｃ含有量の下限は、好ましくは０．０２質量％であり、さらに好ましくは０．０３質量％である。Ｃ含有量の上限は好ましくは０．０７質量％であり、さらに好ましくは０．０６質量％である。
[Preparation process]
A steel sheet to be subjected to finish rolling is prepared (Step S1). The chemical composition of the steel sheet targeted in the present embodiment includes C: 0.01 to 0.2% by mass. When the C content exceeds 0.2% by mass, it is difficult to obtain a good stripe shape. On the other hand, if the C content is less than 0.01%, it becomes difficult to secure necessary strength. The lower limit of the C content is preferably 0.02% by mass, and more preferably 0.03% by mass. The upper limit of the C content is preferably 0.07% by mass, and more preferably 0.06% by mass.
Ｃ以外の成分は特に限定されない。鋼板としては例えば、炭素鋼を用いることができるが、Ｃｒ、Ｍｏ等の合金元素が添加されたものを用いてもよい。 Components other than C are not particularly limited. For example, carbon steel can be used as the steel plate, but a steel plate to which an alloy element such as Cr or Mo is added may be used.
仕上圧延の対象となる鋼板は、例えば、スラブを加熱炉１によって１２００〜１４００℃程度に加熱した後、粗圧延機２によって２５〜６０ｍｍ程度に粗圧延することで製造することができる。上述のとおり、粗圧延と仕上圧延とは、別々に実施してもよい。 The steel sheet to be subjected to finish rolling can be manufactured by, for example, heating a slab to about 1200 to 1400 ° C. by the heating furnace 1 and then roughly rolling the slab to about 25 to 60 mm by the rough rolling mill 2. As described above, the rough rolling and the finish rolling may be performed separately.
粗圧延後の鋼板は、仕上圧延前に高圧水等によってデスケーリングしておくことが好ましい。粗圧延後又はデスケーリング後、仕上圧延前に、インダクションヒータ等によって鋼板を再加熱してもよい。 The steel sheet after the rough rolling is preferably descaled with high-pressure water or the like before finish rolling. After rough rolling or descaling and before finish rolling, the steel sheet may be reheated by an induction heater or the like.
［仕上圧延工程］
鋼板を仕上圧延機３によって仕上圧延する（ステップＳ２）。仕上圧延機３は、これに限定されないが、鋼板Ｓの搬送方向に沿って配置された４〜７台の圧延スタンドを備えている。このうち、最終の圧延スタンドに搭載されている圧延ロールの一方のロール３１は、表面に溝が形成された縞ロールである。鋼板Ｓは、縞ロール３１によって圧延されて、凸部が形成される。最終スタンドでの圧下率は、これに限定されないが、例えば２５％程度である。
[Finish rolling process]
The steel plate is finish-rolled by the finish rolling machine 3 (step S2). The finishing mill 3 includes, but is not limited to, four to seven rolling stands arranged along the transport direction of the steel sheet S. Among them, one roll 31 of the rolls mounted on the final rolling stand is a striped roll having a groove formed on the surface. The steel sheet S is rolled by the stripe roll 31 to form a convex portion. The rolling reduction at the final stand is not limited to this, but is, for example, about 25%.
本実施形態では、仕上圧延の出側温度を８００〜８５０℃にする。仕上圧延の出側温度（以下、単に「出側温度」という。）は、仕上圧延機３を通過した直後の鋼板の表面温度とする。出側温度は、仕上圧延機の直前の鋼板Ｓの表面温度（以下「入側温度」という。）及び鋼板Ｓの搬送速度によって調整することができる。 In the present embodiment, the exit temperature of the finish rolling is set to 800 to 850 ° C. The exit temperature of finish rolling (hereinafter, simply referred to as “exit temperature”) is the surface temperature of the steel sheet immediately after passing through the finishing mill 3. The exit side temperature can be adjusted by the surface temperature of the steel sheet S immediately before the finishing mill (hereinafter, referred to as “entrance side temperature”) and the transport speed of the steel sheet S.
出側温度が８５０℃よりも高いと、仕上圧延時のスケール剥離が発生しやすくなり、三日月模様発生の原因となる。一方、出側温度が８００℃未満だと、仕上圧延中にスケールの変態が開始し、良好な縞形状が得られなくなる。出側温度の下限は、好ましくは８１０℃であり、さらに好ましくは８２０℃である。出側温度の上限は、好ましくは８４５℃であり、さらに好ましくは８４０℃である。 If the outlet side temperature is higher than 850 ° C., scale peeling is likely to occur during finish rolling, which causes a crescent pattern. On the other hand, if the outlet temperature is less than 800 ° C., transformation of the scale starts during finish rolling, and a good stripe shape cannot be obtained. The lower limit of the outlet temperature is preferably 810 ° C, and more preferably 820 ° C. The upper limit of the outlet temperature is preferably 845 ° C, and more preferably 840 ° C.
入側温度は、好ましくは１０７０〜１１３０℃である。入側温度が高すぎると、出側温度を適切に管理してもスケールの成長を抑制できない場合がある。一方、入側温度が低すぎると、出側温度を上述した範囲の温度に設定することが困難になる。 The inlet temperature is preferably between 1070 and 1130 ° C. If the inlet temperature is too high, scale growth may not be suppressed even if the outlet temperature is properly managed. On the other hand, if the inlet side temperature is too low, it becomes difficult to set the outlet side temperature to a temperature in the above-described range.
［冷却工程］
仕上圧延された鋼板を冷却装置４によって冷却する（ステップＳ３）。冷却装置４は、例えば水冷装置である。この冷却は、仕上圧延終了後（より具体的には、仕上圧延機３を通過後）、１．５秒以内に開始する。仕上圧延終了から冷却開始までの時間が１．５秒よりも長いと、スケール膜厚の増大及びヘマタイトの生成により、巻取り後のスケール剥離が発生しやすくなる。
[Cooling step]
The finish-rolled steel sheet is cooled by the cooling device 4 (Step S3). The cooling device 4 is, for example, a water cooling device. This cooling is started within 1.5 seconds after finishing rolling (more specifically, after passing through finishing mill 3). If the time from the end of finish rolling to the start of cooling is longer than 1.5 seconds, scale peeling tends to occur after winding due to an increase in scale film thickness and formation of hematite.
冷却工程の冷却速度は、４０℃／秒以上６０℃／秒未満とする。ここでの冷却速度は、仕上圧延の出側温度から冷却終了温度（より具体的には、冷却装置４を通過直後の鋼板Ｓの表面温度）までの平均冷却速度である。冷却終了温度は、６３０℃以下である。すなわち、仕上圧延の出側温度から６３０℃以下の温度までを上記の冷却速度で冷却し、この温度域でのスケール膜厚の増大を抑制する。冷却終了温度の下限は、巻取り工程（ステップＳ５）の巻取温度以上であればよい。冷却終了温度の下限は、好ましくは巻取温度＋１０℃である。 The cooling rate in the cooling step is 40 ° C./sec or more and less than 60 ° C./sec. The cooling rate here is the average cooling rate from the exit side temperature of the finish rolling to the cooling end temperature (more specifically, the surface temperature of the steel sheet S immediately after passing through the cooling device 4). The cooling end temperature is 630 ° C. or lower. That is, the temperature from the exit side temperature of finish rolling to a temperature of 630 ° C. or lower is cooled at the above-described cooling rate, and an increase in scale film thickness in this temperature range is suppressed. The lower limit of the cooling end temperature may be equal to or higher than the winding temperature in the winding step (Step S5). The lower limit of the cooling end temperature is preferably the winding temperature + 10 ° C.
冷却速度が４０℃／秒未満であると、スケール膜厚の増大により、巻取り後のスケール剥離が発生しやすくなる。一方、冷却速度が６０℃／秒以上であると、鋼板上の水（板上水）によって過冷却が発生し、後段の巻取り工程（ステップＳ５）において巻取温度が目標温度域であったとしても、良好なマグネタイトシームを形成することができなくなる。その結果、巻取り後のスケール剥離が発生しやすくなる。 When the cooling rate is less than 40 ° C./sec, scale peeling after winding tends to occur due to an increase in scale film thickness. On the other hand, if the cooling rate is 60 ° C./second or more, supercooling occurs due to water on the steel plate (water on the plate), and the winding temperature in the subsequent winding step (step S5) was within the target temperature range. However, a good magnetite seam cannot be formed. As a result, scale peeling after winding tends to occur.
［空冷工程］
冷却工程（ステップＳ３）後、巻取り工程（ステップＳ５）前に、空冷装置５によって０．５〜３秒鋼板を空冷する（ステップＳ４）。空冷は例えば、圧縮空気を鋼板Ｓに吹き付けることによって行うことができる。空冷時間が０．５秒未満では、鋼板上に冷却水が残存する可能性があり、錆による外観不良の原因となる。一方、空冷時間が３秒よりも長いと、スケール膜厚の増大やヘマタイト生成により、巻取り後のスケール剥離が生じやすくなる。
[Air cooling process]
After the cooling step (Step S3) and before the winding step (Step S5), the steel sheet is air-cooled for 0.5 to 3 seconds by the air cooling device 5 (Step S4). Air cooling can be performed, for example, by blowing compressed air onto the steel sheet S. If the air cooling time is less than 0.5 seconds, the cooling water may remain on the steel sheet, which causes poor appearance due to rust. On the other hand, if the air cooling time is longer than 3 seconds, scale peeling after winding tends to occur due to an increase in scale film thickness and formation of hematite.
なお、空冷工程の冷却速度は特に限定されない。搬送ロールへの伝熱による冷却もあるため、鋼板は例えば５〜１０℃／秒の冷却速度で冷却される。 The cooling rate in the air cooling step is not particularly limited. Since there is also cooling by heat transfer to the transport rolls, the steel sheet is cooled at a cooling rate of, for example, 5 to 10 ° C./sec.
［巻取り工程］
空冷後、鋼板Ｓを巻取機６によって巻取る（ステップＳ５）。巻取温度は、５６０〜６２０℃である。巻取温度は、巻取機６の直前の鋼板Ｓの表面温度とする。先述した冷却工程、空冷工程を経ると、巻取温度は５６０〜６２０℃となる。ここで、例えば巻取機６の直前の鋼板Ｓの表面温度が６２０℃であった場合、空冷後かつ巻取前にさらなる冷却（例えば水冷）を実施し、５６０℃まで降温させてから巻取ることも技術的には可能である。しかしながら、大気中でのさらなる冷却は３ＦｅＯ＋Ｏ→３Ｆｅ３Ｏ４の反応を促進する結果、巻取中のマグネタイトシームの生成を妨げる。そのため、先述した冷却工程、空冷工程を経たのち、さらなる冷却は実施せず、速やかに巻取る。
[Winding process]
After air cooling, the steel sheet S is wound by the winder 6 (step S5). The winding temperature is 560 to 620 ° C. The winding temperature is the surface temperature of the steel sheet S immediately before the winding machine 6. After the cooling step and the air cooling step described above, the winding temperature becomes 560 to 620 ° C. Here, for example, when the surface temperature of the steel sheet S immediately before the winder 6 is 620 ° C., further cooling (for example, water cooling) is performed after air cooling and before winding, and the temperature is lowered to 560 ° C. before winding. It is technically possible. However, further cooling in the atmosphere results to promote the reaction 3FeO + O → 3Fe 3 O 4 , prevent the formation of magnetite seam during winding. Therefore, after the cooling step and the air cooling step described above, further winding is performed without performing further cooling.
巻取機６に巻取られた鋼板は、搬送ロールへの伝熱による冷却を受けない。そのため、巻取られた鋼板の温度低下速度は非常に小さく、実質的には上述した巻取温度で等温保持されることになる。巻取り後の温度低下速度（冷却速度）は、巻取り後の鋼板（コイル）の表面で、好ましくは３〜６℃／分である。コイル表面の温度低下速度がこの範囲になるよう、公知の温度調整用カバーを活用してもよい。鋼板が５６０〜６２０℃の温度域に保持されることで、マグネタイトシームの生成が促進され、スケールの密着性が向上する。 The steel sheet wound by the winder 6 is not cooled by the heat transfer to the transport rolls. Therefore, the temperature drop rate of the wound steel sheet is extremely low, and the steel sheet is substantially kept at the above-mentioned winding temperature at an isothermal temperature. The temperature decreasing rate (cooling rate) after the winding is preferably 3 to 6 ° C./min on the surface of the steel sheet (coil) after the winding. A known temperature adjusting cover may be used so that the temperature decrease rate of the coil surface falls within this range. By maintaining the steel sheet in a temperature range of 560 to 620 ° C., the generation of magnetite seam is promoted, and the adhesion of the scale is improved.
巻取温度が５６０℃未満だと、マグネタイトシームが生成せず、巻取り後のスケール剥離が発生しやすくなる。一方、巻取温度が６２０℃よりも高いと、マグネタイトシームが生成しないことに加えて、スケールの過成長によるスケール剥離や、母材の軟質化等が起こる場合がある。巻取温度の下限は、好ましくは５６５℃である。巻取温度の上限は、好ましくは６１０℃であり、さらに好ましくは６００℃である。 When the winding temperature is lower than 560 ° C., no magnetite seam is generated, and scale peeling after winding tends to occur. On the other hand, if the winding temperature is higher than 620 ° C., in addition to the magnetite seam not being generated, scale exfoliation due to overgrowth of the scale and softening of the base material may occur. The lower limit of the winding temperature is preferably 565 ° C. The upper limit of the winding temperature is preferably 610 ° C, more preferably 600 ° C.
以上の工程によって、縞鋼板が製造される。本実施形態によれば、スケール剥離、三日月模様その他の外観不良が抑制された縞鋼板が得られる。 Through the above steps, a striped steel plate is manufactured. According to the present embodiment, it is possible to obtain a striped steel sheet in which scale peeling, a crescent pattern and other appearance defects are suppressed.
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.
質量％で、Ｃ：０．０５２％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．２３％等を含有する厚さ２５０ｍｍの炭素鋼のスラブを、連続熱延設備によって圧延し、幅１２３３ｍｍ、厚さ３．５ｍｍ、縞高さ１．４ｍｍの縞鋼板を製造した。具体的には、スラブを１２８０℃で３時間加熱した後、粗圧延機によって厚さ５０ｍｍの粗バーとした。粗圧延後、高圧水によるデスケーリングを実施した。その後、上述した実施形態で説明した方法にしたがって、仕上圧延、冷却、空冷、及び巻取りを実施した。仕上圧延の入側温度及び出側温度、冷却条件、及び巻取温度を変えながら縞鋼板を製造し、製造された縞鋼板の外観と製造条件との関係を調査した。 A 250 mm thick carbon steel slab containing 0.052% C, 0.01% Si, 0.23% Mn, etc. by mass% is rolled by a continuous hot-rolling facility and has a width of 1233 mm and a thickness of 1233 mm. A striped steel plate having a length of 3.5 mm and a stripe height of 1.4 mm was manufactured. Specifically, after heating the slab at 1280 ° C. for 3 hours, the slab was formed into a coarse bar having a thickness of 50 mm by a rough rolling mill. After the rough rolling, descaling with high-pressure water was performed. After that, finish rolling, cooling, air cooling, and winding were performed according to the method described in the above embodiment. The striped steel sheet was manufactured while changing the inlet and outlet temperatures, the cooling conditions, and the winding temperature of the finish rolling, and the relationship between the appearance of the manufactured striped steel sheet and the manufacturing conditions was investigated.
縞鋼板の外観評価は、次のように実施した。 The appearance evaluation of the striped steel sheet was performed as follows.
巻取り後の鋼板（コイル）を巻戻したのち、目視で観察し、スケール剥離、三日月模様等の外観不良の有無を判定した。所定の長さのコイルのうち、外観不良を含む領域の長さの割合を不良率（％）とした。ただし、外観不良を含む領域が、コイルの長さ方向に１０ｍ以内の間隔で存在する場合には、これらの領域は連続した一つの不良領域とみなした。 After unwinding the coiled steel sheet (coil), it was visually observed to determine whether or not there was any appearance defect such as scale peeling or a crescent pattern. The ratio of the length of the region including the appearance defect among the coils having the predetermined length was defined as the defect rate (%). However, in the case where the areas including the appearance defect exist at an interval of 10 m or less in the length direction of the coil, these areas were regarded as one continuous defective area.
図７Ａ〜図７Ｄを用いて、不良率の測定方法を具体的に説明する。例えば、コイル１００ｍのうち、ある１ｍ長の領域だけにスケール剥離等が１点又は複数点（長手方向幅方向の大きさは問わない。）存在する場合（図７Ａ）、当該１ｍを不良区間とし、不良率１％と判定する。スケール剥離が長手方向に連続して１．５ｍ続いている場合（図７Ｂ）、不良率１．５％と判定する。また、０．５ｍのスケール剥離が１０ｍ以上離れて（例えば２０ｍずつ離れて）３箇所存在する場合、不良率１．５％と判定する。一方、０．５ｍのスケール剥離が互いに１０ｍ以内の間隔で（例えば１ｍずつ離れて）３箇所存在する場合（図７Ｄ）、当該３．５ｍを不良区間とし、不良率３．５％と判定する。 The method of measuring the defect rate will be specifically described with reference to FIGS. 7A to 7D. For example, when one or more points (regardless of the size in the longitudinal width direction) of scale peeling or the like exist only in a certain 1 m length region of the coil 100 m (FIG. 7A), the 1 m is regarded as a defective section. Is determined to be 1%. When the scale peeling continues for 1.5 m continuously in the longitudinal direction (FIG. 7B), it is determined that the defect rate is 1.5%. In addition, when there are three 0.5-meter scale peelings separated by 10 m or more (for example, separated by 20 m), the defect rate is determined to be 1.5%. On the other hand, when there are three 0.5-meter scale peelings at an interval of 10 m or less (for example, 1 m apart) (FIG. 7D), the 3.5 m is regarded as a defective section, and the defect rate is determined to be 3.5%. .
この不良率に基づき、不良率が２％未満の場合を「◎」、２％以上１０％未満の場合を「○」、１０％以上の場合を「×」と評価した。 Based on this defect rate, the case where the defect rate was less than 2% was evaluated as “◎”, the case where it was 2% or more and less than 10% was evaluated as “○”, and the case where it was 10% or more was evaluated as “x”.
仕上圧延の入側温度及び出側温度、冷却条件、巻取温度、並びに外観評価結果を表１に示す。なお、いずれの製造条件においても、冷却工程は、仕上圧延工程後１．５秒以内に開始し、６３０℃以下の温度まで冷却した。 Table 1 shows the inlet and outlet temperatures, the cooling conditions, the winding temperature, and the appearance evaluation results of the finish rolling. In any of the manufacturing conditions, the cooling step was started within 1.5 seconds after the finish rolling step, and was cooled to a temperature of 630 ° C. or lower.
Ｎｏ．３、４、７、及び１２〜１４の縞鋼板の製造条件は、仕上圧延の出側温度が８００〜８５０℃の範囲にあり、かつ、巻取温度が５６０〜６２０℃の範囲にあった。また、冷却条件も適正であった。これらの縞鋼板は、不良率が２％未満であった。 No. The production conditions of the striped steel sheets 3, 4, 7, and 12 to 14 were such that the exit temperature of the finish rolling was in the range of 800 to 850C and the winding temperature was in the range of 560 to 620C. The cooling conditions were also appropriate. These striped steel sheets had a defective rate of less than 2%.
Ｎｏ．１及び１１の縞鋼板は、Ｎｏ．３、４、７、及び１２〜１４の縞鋼板と比較して不良率がやや高かった。これは、仕上圧延の入側温度が高かったためと考えられる。 No. No. 1 and No. 11 striped steel sheets The defective rate was slightly higher than that of the striped steel sheets of 3, 4, 7, and 12 to 14. This is considered to be because the entrance temperature of the finish rolling was high.
Ｎｏ．２の縞鋼板は、不良率が高かった。これは、仕上圧延の出側温度が高かったためと考えられる。このとき、三日月模様が多く発生していた。 No. The striped steel sheet No. 2 had a high defect rate. This is probably because the exit temperature of finish rolling was high. At this time, many crescent patterns occurred.
Ｎｏ．５の縞鋼板は、不良率が高かった。これは、冷却工程の冷却速度が大きすぎたためと考えられる。このとき、スケール剥離が多く発生していた。 No. The striped steel sheet No. 5 had a high defect rate. This is probably because the cooling rate in the cooling step was too high. At this time, many scale peelings occurred.
Ｎｏ．６の縞鋼板は、不良率が高かった。これは、巻取り温度が低かったためと考えられる。このとき、スケール剥離が多く発生していた。 No. The striped steel sheet No. 6 had a high defect rate. This is probably because the winding temperature was low. At this time, many scale peelings occurred.
Ｎｏ．８の縞鋼板は、不良率が高かった。これは、巻取り温度が高かったと考えられる。このとき、スケール剥離が多く発生していた。 No. The striped steel sheet No. 8 had a high defect rate. This is probably because the winding temperature was high. At this time, many scale peelings occurred.
Ｎｏ．９の縞鋼板は、不良率が高かった。これは、仕上圧延の出側温度が低かったためと考えられる。 No. The striped steel sheet of No. 9 had a high defect rate. This is probably because the exit temperature of finish rolling was low.
Ｎｏ．１０の縞鋼板は、不良率が高かった。これは、冷却工程の冷却速度が大きすぎたためと考えられる。このとき、スケール剥離が多く発生していた。 No. The 10 striped steel sheets had a high defect rate. This is probably because the cooling rate in the cooling step was too high. At this time, many scale peelings occurred.
以上、本発明の実施の形態を説明した。上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above. The above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.
１００圧延設備
Ｓ 鋼板
１ 加熱炉
２ 粗圧延機
３ 仕上圧延機
３１ 縞ロール
４ 冷却装置
５ 空冷装置
６ 巻取機
100 Rolling equipment S Steel plate 1 Heating furnace 2 Rough rolling mill 3 Finishing rolling mill 31 Stripe roll 4 Cooling device 5 Air cooling device 6 Winding machine
Claims (3)
出側温度が８００〜８５０℃となるように前記鋼板を仕上圧延する工程と、
前記仕上圧延後、１．５秒以内に冷却を開始し、かつ、６３０℃以下の温度まで４０℃／秒以上６０℃／秒未満の冷却速度で前記鋼板を冷却する工程と、
前記冷却後、０．５〜３秒間前記鋼板を空冷する工程と、
前記空冷後、５６０〜６２０℃の温度で前記鋼板を巻取る工程とを備える、縞鋼板の製造方法。 C: A method for producing a striped steel sheet by rolling a steel sheet containing 0.01 to 0.2% by mass with a finishing mill including a striped roll,
Finishing rolling the steel sheet so that the outlet temperature is 800 to 850 ° C .;
After the finish rolling, starting cooling within 1.5 seconds, and cooling the steel sheet to a temperature of 630 ° C or less at a cooling rate of 40 ° C / second or more and less than 60 ° C / second,
After the cooling, a step of air cooling the steel sheet for 0.5 to 3 seconds;
Winding the steel sheet at a temperature of 560 to 620 ° C. after the air cooling.
前記仕上圧延の入側温度が、１０７０〜１１３０℃である、縞鋼板の製造方法。 It is a manufacturing method of the striped steel sheet according to claim 1,
The method for producing a striped steel sheet, wherein an entrance temperature of the finish rolling is from 1070 to 1130 ° C.
前記巻取り工程時の温度低下速度が、３〜６℃／分である、縞鋼板の製造方法。 It is a manufacturing method of the striped steel sheet according to claim 1 or 2,
A method for producing a striped steel sheet, wherein the temperature decreasing rate during the winding step is 3 to 6 ° C / min.
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