JP3296374B2 - オーステナイト系ステンレス鋼熱間圧延時のデスケーリング方法 - Google Patents

オーステナイト系ステンレス鋼熱間圧延時のデスケーリング方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面性状の良好な熱延
鋼板を製造するために、仕上圧延前に、スケール疵の原
因となる赤スケールや、噛み込みスケール等の難剥離性
のスケールを水ジェットにより除去するオーステナイト
系ステンレス鋼熱間圧延時のデスケーリング方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】熱間圧延による熱延鋼板又は、オーステ
ナイト系ステンレス鋼の製造にあたっては、素材スラブ
を酸化性雰囲気の加熱炉に装入し、通常前者は1100
〜1450℃、後者は1100〜1350℃で数時間に
亘り加熱し、粗圧延機仕上圧延機によって熱間圧延する
が、この加熱時に生成したスラブ上の1次スケールや、
1次スケール除去後に生成した2次スケールが十分に剥
離されない状態のままで圧延すると、製品の表面にスケ
ールが食い込みスケール疵となって残る。このようなス
ケール疵が発生すると表面性状が著しく損なわれると共
に、それが曲げ加工の際等においてクラックの起点とな
るため、製品の品質に重大な弊害を及ぼす。
【0003】通常、このようなスケール疵の発生を防止
する目的で、圧延ラインに約100〜150[kg/c
m2 ]の水圧による水ジェットデスケーリング装置(以
下デスケラーという)を設置し、これによって鋼板表面
上のスケールを剥離、除去しながら圧延を行っている。
しかしながら、スケール剥離性の良否はデスケラーの操
業条件の他に、スケールの性状即ち組成及び構造等によ
って強く影響されているのが実状で、特にSi (シリコ
ン)含有量の多い鋼の1次スケールの場合は、甚だしく
剥離し難くなることが知られている。この原因は、加熱
時の高温酸化に際して、鋼中に含有されるSi が選択酸
化を受け、熱可塑性の大きい2Fe O・SiO2 (フェ
アライト)の組成を作り、メタルとの界面が複雑に入り
組んだ特有構造のサブスケール層が形成されることによ
るものである。例えばSi を0.06%以上含有する鋼
を熱処理する場合には、当該サブスケールの生成が著し
く発達し、このために圧延後の製品表面に無数のスケー
ル疵が残り、製品の商品価値を著しく低下させることが
ある。
【0004】又、1次スケール除去後に生ずる2次スケ
ールについても、鋼板上のかき疵等により極端に厚いス
ケールが不均一に生成した場合には、通常のデスケーリ
ング条件の下では該スケールを十分に剥離できず、その
結果、スケール疵となることが多い。
【0005】このような問題を回避する技術としては、
特公昭60−1085号公報に、「Si 0.10〜4.
00%含有の鋼からなるスラブを熱間圧延して熱延鋼板
を製造するに際し、圧延開始時点から起算した累積圧下
率が65%となり、且つ鋼片温度が1000℃以上にあ
る圧延期間内において、80〜250[kg/cm2 ]の高
圧水ジェットによるデスケーリングを累積時間にして
0.04秒以上施すことを特徴とする、含Si 鋼の熱間
圧延時のデスケーリング方法。」が提案されている。そ
の要点は、以下の2点にある。
【0006】(1)フェアライトとウスタイトの共晶体
のデスケーリング性には顕著な温度依存性があり、デス
ケーリングされ易い温度範囲とそうでない温度範囲があ
る。即ち、“鉄と鋼”講演概要集1982年S439
に、FET(Finisher EntryTemperature:仕上圧延
直前温度)が約930℃のとき、最もスケール剥離性が
悪いことが記述されている。そこで、この剥離性が悪い
領域を避けるためにFETを1000℃以上としてい
る。
【0007】(2)スラブの加熱中に生成したフェアラ
イトは、地鉄に蚕食状に侵入して複雑な界面構造をして
いるため、特に圧下率の少ない状態、例えば粗圧延初期
段階では、高圧水によるデスケーリングによつては、こ
れを剥離除去することは不可能である。しかし、圧下が
進むにつれ、当該侵食域が鋼板表面に浮き上がった状態
になるために、65%以上の累積圧下率の段階でデスケ
ーリング性が向上する。即ち、仕上圧延直前に高圧水で
デスケーリングすることが最も有効である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
公昭60−1085号公報に開示されているSi 含有鋼
のスケール疵防止方法に関し、前記要点を満足させる操
業条件で圧延を行うには、次のような問題点がある。
【0009】(1)高温のFETを確保する必要がある
ため、実際のFETを材質上許容される下限FETより
もかなり高温側に設定することになり、又、そのために
スラブの加熱時には高温加熱する必要があり、熱量原単
位が増加すると共に、スケールロスの増加により生産歩
留りが低下する。
【0010】(2)デスケーリング累積時間確保は、デ
スケーリング回数増加や圧延速度の低下で行うため、鋼
板温度が低下し、仕上ワークロール損傷を引き起し、新
たなスケール疵(ロール面荒れ部の転写)が発生する。
【0011】(3)圧下率やデスケーリング時間に種々
の制約条件が加わるため、圧延作業が繁雑となる。
【0012】(4)薄鋳片鋳造・直接圧延の場合は、仕
上圧延前の圧延がないため、圧延によるスケール性状の
改善効果は期待できない。
【0013】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、加熱温度、圧下率、デスケーリング
時間等に種々の制約を設けることなく、容易且つ確実に
難剥離性スケールを剥離・除去することができる、オー
ステナイト系ステンレス鋼熱間圧延時のデスケーリング
方法を提供することを目的とする。
【0014】
【0015】
【0016】
【課題を解決するための手段】 請求項の発明は、質量
%でSiを0.06%以上含むオーステナイト系ステン
レス鋼材を、熱間圧延して熱延鋼板を製造するに際し、
仕上圧延前に、単位散布面積当たりの衝突圧が55[g
/mm2]以上75[g/mm2]以下で、且つ、流量が0.
1[l/(min・mm2)]以上0.2[l/(min・mm2)]
以下の高圧水スプレーを鋼板表面に噴射することによ
り、前記目的を達成したものである。
【0017】
【作用】本発明者等は、難スケール剥離性のSi 含有鋼
を熱間圧延する際に発生する1次スケールに対するデス
ケーリング性に関して、詳細な調査実験を行い、以下の
知見を得た。
【0018】実験は、実際のホットストリップミルのF
SB(Finisher Scale Braker:仕上圧延直前の高
圧水デスケーリング装置)において、供給高圧水圧力、
水スプレーの拡がり角及びその厚み、並びにノズルと鋼
板表面との距離をそれぞれ変化させることにより、高圧
水スプレーの単位面積当たりの衝突力Pt 及び流量Vを
変化させ、そのときのスケール疵の発生程度を種々検討
した。その結果、前記従来の方法のような高圧水供給圧
力、デスケーリング時間、デスケーリング時の鋼板温度
及びデスケーリング時までの鋼板の累積圧下率等の種々
の制約を受けることなく、単に高圧水スプレーの鋼板衝
突時における単位散布面積当たりの衝突圧Pt 及びその
流量Vを適切に選定することにより、赤スケール(一次
スケール)の剥離性を向上させることができることを知
見した。
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】の発明に関して、本発明者等は、オース
テナイト系ステンレス鋼における難スケール剥離性のS
i含有鋼を熱間圧延する際に発生する1次スケールに対
するデスケーリング性に関して、詳細な調査実験を行い
次のような知見を得た。
【0029】この発明は、上記知見に基づいて創案され
たものであり、以下にこの発明における構成要件の限定
理由(条件規制理由)について詳述する。
【0030】この発明では、高圧水スプレーの衝突圧P
t を55[g /mm2 ]以上75[g/mm2 ]以下、しか
も流量Vを0.1[l /(min ・mm2 )]以上0.2
[l /(min ・mm2 )]以下に規制することが重要であ
る。
【0031】図は、上記規制理由を説明するためのグ
ラフであり、縦軸がスプレーの衝突圧Pt〔g/mm2〕、
横軸がスプレー水の流量V〔l/(min・mm2)〕を表わ
している。又、図中、○印は良品とし、△印と×印は製
品としては問題があるので不良品とした。
【0032】上記図は、表に示す組成の鋼Hからな
るスラブを鋼材として用い、所定の粗圧延工程を経て形
成された鋼板を、例えば図2に示すようなF1〜F7の
上圧延機1により仕上圧延するに際し、該仕上圧延機1
の直前に設置したFSB2のデスケーリングヘッダから
噴射するスプレーの鋼板3に対する衝突圧Ptと、その
流量Vとを変えてデスケーリングを行い、次いで仕上圧
延を行った場合の、熱間圧延後の製品(鋼板3)におけ
るスケール疵の発生程度を調査した結果を示したもので
ある。表に示した組成の鋼も、特に1次スケールが剥
離し難い性質を有している。
【0033】
【表1】
【0034】図から明らかなように、衝突圧Ptが6
0[g/mm2]以上で、且つ流量Vが0.1[l/(min・
mm2)]以上の領域において、極めて剥離性の悪い1次
スケールに起因するスケール疵の発生が殆どなく、優れ
たデスケーリング性を示している。
【0035】そして、流量Vが0.2[l /(min ・mm
2 )]の場合は、衝突圧Pt が50[g /mm2 ]でスケ
ール疵が同様に皆無となる。
【0036】スプレーの衝突圧Pt を75[g /mm2
超にしても、又はスプレーの流量Vを0.2[l /(mi
n ・mm2 )]超にしても、1次スケールに起因するスケ
ール疵の防止効果はそれ以上向上せず、却ってデスケー
リング設備及びその付帯設備が複雑化、巨大化し、設備
費、稼動費が高価になると共に、メンテナンス性も悪化
するという不具合が生じた。
【0037】以上より、発明においてはデスケーリン
グ時におけるスプレーの衝突圧Ptは55[g/mm2]以
上75[g/mm2]以下で、流量Vは0.1[l/(min・
mm2)]以上0.2[l/(min・mm2)]以下にすること
が重要であることが判る。
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【実施例】 次に、発明の実施例を詳細に説明する。
【0045】表に示したような化学組成の鋼I、Jか
らなるスラブについて、表(No.1〜17)に示した
操作条件でデスケーリングした後、仕上圧延を行い、得
られた製品におけるスケール疵の発生率を、同じく表
に併記した。
【0046】
【表2】
【0047】
【表3】
【0048】表のNo.1〜14から判るように、衝突
圧Pt及び流量Vが本発明の範囲内にあれば(No.7〜
10、No.13、14)スケール疵は発生しないが、本
発明の範囲を外れた場合(No.2〜6、No.11、1
2、No.15、16)等はスケール疵が顕著に発生して
いる。なお、No.1はデスケーリングをしない場合を示
す。
【0049】以上、本発明について、具体的に説明した
が、本発明は前記具体例に示したものに限られるもので
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。
【0050】前記表においては、Si0.1%未満の
組成の鋼の場合を示さなかったが、Si0.1%未満の
熱延鋼板においては、スラブ加熱の際に侵入スケールの
発生が少ないため、本発明をもって容易にデスケーリン
グされることは明白である。又、表に記載されな
いSiが0.6%未満のオーステナイト系ステンレス鋼
の場合も同様である。
【0051】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、熱延鋼板
を熱間圧延するに際し、従来剥離不可能であった難剥離
性のスケールを、操業上の種々の制約を受けることなく
確実に除去することができ、その結果、熱延鋼板におけ
るスケール疵の発生を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の効果を説明するためのグラフ
【図2】仕上圧延機の一例を示す概略説明
【符号の説明】 1…仕上圧延機 2…高圧水デスケーリング装置 3…熱延鋼板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 及川 良介 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 足立 明夫 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 安部 光義 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 平4−127912(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 45/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】質量%でSiを0.06%以上含むオース
    テナイト系ステンレス鋼材を、熱間圧延して熱延鋼板を
    製造するに際し、仕上圧延前に、単位散布面積当たりの
    衝突圧が55[g/mm2]以上75[g/mm2]以下で、且
    つ、流量が0.1[l/(min・mm2)]以上0.2[l/
    (min・mm2)]以下の高圧水スプレーを鋼板表面に噴射
    することを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼
    間圧延時のデスケーリング方法。
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