JP3235698B2 - 制御冷却鋼板の製造方法 - Google Patents

制御冷却鋼板の製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、制御冷却鋼板の製造工
程において、制御冷却停止時の鋼板表面の温度偏差(冷
却むら)を、特に、鋼板の先端部や幅方向端部に発生す
る冷却むらを防止する制御冷却鋼板の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】制御冷却鋼板の製造過程では、熱間圧延
に引き続くオンライン制御冷却において、冷却停止時の
温度偏差による冷却むらが鋼板表面に発生することがあ
る。この冷却むらの発生原因の一つは、スケール厚の不
均一によることが、材料とプロセスVol.4(1991-1563)に
報告されている。
【0003】従来、スケール疵防止等のスケールに起因
した課題を解決する手段として、例えば、デスケーリン
グ時の鋼板温度を限定するとともに、デスケーリングの
ポンプ吐出圧を高圧化してスケールの剥離性を改善する
方法などが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法によっても、加熱中、地鉄界面に生成している一
次スケール層は完全に除去できていないのが現状であ
る。たとえ熱間圧延中のデスケーリングでこのスケール
層が除去できたとしても、その後の圧延過程で二次スケ
ールが生成する。これらの加熱中や圧延中に生成したス
ケールが鋼板表面のスケール厚の不均一さの原因となっ
ており、そのため、制御冷却停止後の鋼板表面の温度偏
差は大きくなり、いわゆる冷却むらが発生する。
【0005】このような冷却むらが鋼板の長手方向先後
端部や幅方向端部に発生すると、この部分は強度不合格
となり、これによる冷却むら発生部の切り捨て量が増大
して歩留りが低下し、あるいは形状不良などの問題が発
生してくる。
【0006】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、熱間圧延工程で高圧水デスケーリング
装置を用いて鋼板表面のスケール厚を均一にすることに
よって、制御冷却鋼板に発生する冷却むらを防止する制
御冷却鋼板の製造方法であり、特に、鋼板の四周部に発
生する冷却むらを防止する制御冷却鋼板の製造方法を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、加熱炉
と粗圧延機間、および粗圧延機と仕上圧延機間に高圧水
デスケーリング装置を有し、さらに加熱炉と粗圧延機間
にエッジング圧延機を、仕上圧延機後方に制御冷却装置
を有する熱間圧延ラインで制御冷却鋼板を製造するに際
し、加熱炉から抽出した鋼片を、圧延開始前に前記高圧
水デスケーリング装置を用いて衝突圧が3.0MPa以上の高
圧水で少なくとも1回以上のデスケーリングを行い、さ
らにエッジング圧延以降の粗圧延工程で衝突圧が3.0MPa
以上の高圧水で少なくとも1回以上のデスケーリングを
行うか、または、仕上圧延工程で衝突圧が3.0MPa以上の
高圧水で仕上圧延開始前のデスケーリングを含めて少な
くとも1回以上のデスケーリングを行って熱間圧延し、
熱間圧延終了後、前記制御冷却装置を用いて制御冷却す
る制御冷却鋼板の製造方法である。
【0008】
【作用】以下に、本発明について詳細に説明する。鋼板
の四周部に発生する冷却むらの一例を図2に示す。図2
に示すように、鋼板の長手方向端部から約50mmから 300
mmの領域と鋼板幅端部から約20mmから 100mmの領域の冷
却停止後の温度が高くなっている。このときの温度は、
鋼板表面中央部が 440〜460 ℃に対して四周部は 450〜
520 ℃で、四周部が中央部より10〜80℃高くなってい
る。このように四周部の冷却停止後の温度が高くなる
と、この部分は強度不足になり不合格となる。この現象
について、種々の検討を重ねた結果、鋼板の四周部に発
生する冷却むらは、熱間圧延工程におけるエッジング圧
延が原因であることを突き止めた。
【0009】図3に従来の熱間圧延工程の一例を示す。
加熱された鋼片は加熱炉から抽出され、ついでデスケー
リング装置(Hydraulic Scale Breaker )で一次スケー
ルが除去され、粗圧延機、仕上圧延機で順次圧延され鋼
板に仕上げられる。この間、粗圧延機、仕上圧延機では
圧延機前後面のデスケーラーで二次スケールが除去され
る。また、鋼板の寸法、形状を整えるために、熱間圧延
ではエッジング圧延機(竪型圧延機)を少なくとも1回
以上使用する。圧延が終了した鋼板は制御冷却装置で制
御冷却され機械的性質の改善が行われる。
【0010】図4は熱間圧延工程でエッジング圧延機を
使用する場合の説明図で、図4では鋼片を90°回転させ
てエッジング工程でエッジング圧延機を通して鋼板のト
ップ(T) 、ボトム(B) の形状を整え、その後、粗圧延機
で幅出し圧延して、最終鋼板の幅寸法を確保する。その
後、90°回転させて再度エッジング圧延機を通して鋼板
のサイドの形状を整え、粗圧延、仕上圧延の順に圧延を
行う。この間、最初にエッジング圧延機を通した時点で
鋼板トップ、ボトムのスケールが剥離し、つぎにエッジ
ング圧延機を通した時点で鋼板サイドのスケールが剥離
する。このように、エッジング圧延機を通すと鋼板の四
周部には、鋼板の他の部分よりもスケール層の薄い部分
が生じる。
【0011】エッジング圧延時には、鋼板端部から20〜
30mm入ったところから数十mm〜百数十mmの領域にかけて
スケールが剥離する。これは鋼片加熱時に生成したスケ
ールが抽出後のデスケーリングにより完全に除去されず
に残存していた地鉄界面の一次スケール、あるいは、そ
のスケールが完全に除去されたとしても、その後の熱間
圧延過程で生成した二次スケールがエッジング圧延時に
局所的に剥離したものである。このため、この状態で圧
延を仕上圧延まで行うと鋼板表面のスケール厚が不均一
となり、その後の制御冷却で冷却むらが発生する。
【0012】1150℃に加熱した鋼片から圧延した冷却む
らの発生した鋼板についてスケール厚さを調査した。そ
の結果、冷却停止後の温度の高い端部では、鋼板幅端部
から40mm位置のスケール厚さが 8〜12μm であるのに対
し、冷却停止後の温度の低い鋼板幅方向中央部のそれは
20〜35μm であった。この時の温度偏差は約60℃であっ
た。
【0013】材料とプロセスVol.4(1991-1563)に報告さ
れているように、鋼板表面にスケール厚の不均一がある
と、スケール厚の増大にともなう冷却促進効果により冷
却速度が異なり冷却むらが発生していまう。したがっ
て、本発明は鋼板表面のスケール厚を均一にして、制御
冷却鋼板の冷却むら発生を防止するものである。
【0014】本発明では、加熱炉から抽出した鋼片表面
の一次スケールを除去するために、圧延開始前に高圧水
デスケーリング装置を用いて衝突圧が3.0MPa以上の高圧
水で少なくとも1回以上のデスケーリングを行う。高圧
水の衝突圧を3.0MPa以上にした理由は、図1に示すよう
に、高圧水の衝突圧が3.0MPa以上であれば、加熱温度が
1000℃から1230℃までの鋼片表面の一次スケールはほと
んど除去できるからである。
【0015】さらにエッジング圧延で四周部のスケール
が剥離した部分とそうでない部分のスケール厚の不均一
をなくすために、エッジング圧延以降の粗圧延工程で衝
突圧が3.0MPa以上の高圧水で少なくとも1回以上のデス
ケーリングを行うか、または、仕上圧延工程で衝突圧が
3.0MPa以上の高圧水で仕上圧延開始前のデスケーリング
を含めて少なくとも1回以上のデスケーリングを行う。
このように、エッジング圧延後に衝突圧が3.0MPa以上の
高圧水でデスケーリングすることによって、残存一次ス
ケールおよび熱間圧延中に生成した二次スケールは除去
され、これ以降の圧延中に生成する鋼板表面の二次スケ
ール厚は均一となり、その後の制御冷却において冷却む
らが発生することはなくなる。
【0016】以上のように、デスケーリングして熱間圧
延することによって、鋼板表面のスケール厚は均一にな
り、その後の制御冷却装置を用いる制御冷却において冷
却むらが発生するこはない。
【0017】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
1150℃で大気雰囲気中で加熱した鋼片を、加熱炉から抽
出後、表1に示す条件でデスケーリングを行い、1パス
の粗圧延を行った後、エッジング量20mmのエッジング圧
延を行った。エッジング圧延を行った後は、表1に示す
条件でデスケーリングを行い粗圧延、仕上圧延の順に熱
間圧延を行い板厚22mmの鋼板に仕上げた。熱間圧延終了
後は制御冷却装置で 870℃から 450℃まで制御冷却を行
った。冷却停止後、赤外線放射温度計で鋼板中央部と四
周部の温度を測定した。中央部と四周部の温度差を表1
に示す。
【0018】
【表1】
【0019】表1に示すように、本発明例のNo.4は、鋼
片抽出後衝突圧が3.0MPaの高圧水デスケーリングを1回
行い一次スケールを除去したのち、エッジング圧延後に
同様なデスケーリングを1回行っている。No.5、6 は、
鋼片抽出後にデスケーリングを1回行った後、仕上圧延
開始前にデスケーリングを1回行い、さらにNo.6は、仕
上圧延中にデスケーリングを2回行っている。このよう
に、エッジング圧延後の熱間圧延過程で、衝突圧が3.0M
Pa以上の高圧水デスケーリングを行うことによって、エ
ッジング圧延時のスケール剥離に起因する鋼板表面のス
ケール厚の不均一はなくなる。したがって、制御冷却に
よる冷却むらが発生せず、鋼板中央部と四周部の温度差
は 0℃から10℃と極めて小さい。
【0020】他方、比較例のNo.1、2 は、本発明例と同
様に鋼片抽出後と、エッジング圧延後または仕上圧延開
始前にデスケーリングを1回行っているが、衝突圧が0.
8MPaと小さいため、鋼板表面のスケール厚は均一になら
ず冷却むらが発生し、鋼板中央部と四周部の温度差は43
℃と62℃で大きい。また、No.3は、鋼片抽出後は衝突圧
が3.0MPaの高圧水デスケーリングを1回行い一次スケー
ルを除去しているが、エッジング圧延後のデスケーリン
グの衝突圧が0.8MPaと小さいため、二次スケールが除去
されず、鋼板表面のスケール厚は均一にならず冷却むら
が発生し、鋼板中央部と四周部の温度差は38℃と大き
い。
【0021】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、制御冷却鋼板の四周部に発生する冷却
むらが防止でき、このため、冷却むらによる強度不足が
なくなり歩留りが向上し、形状不良もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一次スケールの除去に及ぼす高圧水の衝突圧の
影響を示す図である。
【図2】鋼板四周部に発生した冷却むらの一例を示す図
である。
【図3】従来の熱間圧延工程の一例を示す図である。
【図4】熱間圧延工程でエッジャーを使用する場合の説
明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−261426(JP,A) 特開 昭56−62921(JP,A) 特開 平3−90206(JP,A) 特開 平1−205810(JP,A) 日本鉄鋼協会 編「鋼材マニュアルシ リーズ1 改訂厚板マニュアル」日本鉄 鋼協会 昭和62年2月10日 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 45/02 320 B21B 45/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱炉と粗圧延機間、および粗圧延機と
    仕上圧延機間に高圧水デスケーリング装置を有し、さら
    に加熱炉と粗圧延機間にエッジング圧延機を、仕上圧延
    機後方に制御冷却装置を有する熱間圧延ラインで制御冷
    却鋼板を製造するに際し、加熱炉から抽出した鋼片を、
    圧延開始前に前記高圧水デスケーリング装置を用いて衝
    突圧が3.0MPa以上の高圧水で少なくとも1回以上のデス
    ケーリングを行い、さらにエッジング圧延以降の粗圧延
    工程で衝突圧が3.0MPa以上の高圧水で少なくとも1回以
    上のデスケーリングを行うか、または、仕上圧延工程で
    衝突圧が3.0MPa以上の高圧水で仕上圧延開始前のデスケ
    ーリングを含めて少なくとも1回以上のデスケーリング
    を行って熱間圧延し、熱間圧延終了後、前記制御冷却装
    置を用いて制御冷却することを特徴とする制御冷却鋼板
    の製造方法。
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