JP3407846B2

JP3407846B2 - 熱延鋼帯のディスケーリング方法

Info

Publication number: JP3407846B2
Application number: JP27148896A
Authority: JP
Inventors: 哲彦岡野; 俊典三喜; 義輝森山; 拓弥橋田; 匠内山; 健治原
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 2003-05-19
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: JPH1094819A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱延鋼帯を機械的にデ
ィスケーリングすることにより酸洗効率を軽減したディ
スケーリング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延された鋼帯は、酸化物を主体と
するスケールで表面が覆われている。この熱延鋼帯を、
そのまま冷延等の下工程に送ると、熱延スケールに起因
する表面疵やクラック等の欠陥が発生する原因となる。
そこで、通常、酸洗によって熱延スケールを除去し、熱
延鋼帯を下工程に搬送している。この方法では、酸洗設
備，廃酸処理，脱スケール能の調整等の点で問題があ
り、また酸洗時に発生する水素の侵入によって鋼材の特
性が劣化する虞れもある。

【０００３】酸洗に起因する諸問題を解決するため、酸
洗工程に送り込まれる熱延鋼帯のスケールを除去する方
法が種々検討されている。たとえば、スケールが付着し
た熱延鋼帯を高圧下率で冷間圧延すること（以下、黒皮
圧延という）が特公昭５４−１３３４６０号公報，特開
昭５７−４１８２１号公報，特開昭５７−１０９１７号
公報等で紹介されている。高圧下率の冷間圧延により、
スケールに亀裂が発生し、また鋼帯に対する付着力が低
下するので、ショットブラスト，高圧水噴射，ブラッシ
ング，砥粒研削等により冷間圧延後の鋼帯から容易に分
離される。その結果、酸洗槽に搬入される熱延鋼帯に付
着しているスケールが少なくなり、酸洗工程の負荷が軽
減する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】熱延鋼帯を高圧下率で
黒皮圧延するとき、確かに酸洗工程の負荷が軽減される
ものの、鋼帯表面から剥離したスケールの破片が鋼帯表
面に付着・残存し易い。この場合のスケールは、熱延鋼
帯をテンションレベラーに通板したときに生じるスケー
ルと異なり、鋼帯表面に対する密着性が強い。そのた
め、酸洗槽に送り込まれるスケールが多く、予期したほ
どに酸洗負荷を軽減することができない。しかも、高圧
下圧延で熱延鋼帯から剥離したスケールの破片が鋼帯表
面に圧着され、或いは押し込まれ、酸洗工程での除去が
困難になり、後続する冷間圧延工程で表面疵等の欠陥を
発生させる原因となり易い。そのため、たとえば砥粒研
削等によってスケール破片を除去しているが、依然とし
て鋼帯表面に残留するものがある。

【０００５】このようなことから、黒皮圧延は、酸洗負
荷の軽減に有効であるものの、高品質の表面肌が要求さ
れる冷延鋼帯の製造には適していないものとされてい
た。本発明は、このような問題を解消すべく案出された
ものであり、３０〜５０％の圧下率での冷間圧延で熱延
鋼帯をディスケーリングする際、予め歪みを与えて熱延
鋼帯からのスケール分離を促進させることにより、スケ
ール付着量が大幅に軽減された鋼帯を得、酸洗負荷を大
幅に軽減することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のディスケーリン
グ方法は、その目的を達成するため、表面に熱延スケー
ルが付着している熱延鋼帯にレベラー又はスキンパスロ
ールで水又は圧延油を吹き付けながら１％以上の伸びを
与え、次いで冷間圧延機で３０〜５０％の圧下率で冷間
圧延した後、酸洗槽に導入することを特徴とする。冷間
圧延された鋼帯表面をブラッシングするとき、熱延スケ
ールの除去が促進される。

【０００７】

【実施の形態】本発明に従ったラインは、たとえば図１
に示すように構築される。熱延スケールが付着したまま
の熱延鋼帯１は、ペイオフリール２から巻き戻され、入
側ブライドルロール３を経てレベラー４又はスキンパス
ロールで１％以上の伸びを付与された後、冷間圧延機５
で３０〜５０％の圧下率で冷間圧延（以下、「高圧下圧
延」という。）される。熱延スケールは、高圧下圧延に
よって亀裂，粉砕され、鋼帯１から剥離される。鋼帯表
面に残留しているスケール粉砕物をブラシロール６で剥
離・除去した後、洗浄ブラシ７で鋼帯表面に残留してい
るスケール粉砕物を除去する。更に出側ブライドルロー
ル８を経た後、必要に応じてスプレー装置９に導入さ
れ、スプレーノズル１０から高圧水を吹き付けることに
よって鋼帯の表面が清浄化される。洗浄ブラシ７により
スケールが効率よく除去されるとき、スプレー装置９を
省略することも可能である。このように処理された鋼帯
は、次いで酸洗槽１１に送り込まれ、表面に僅かに残っ
ているスケールが酸洗除去され、巻取りリール１２で巻
き取られる。

【０００８】熱延鋼帯１の表面に形成されているスケー
ルは、主としてＦｅ₃ Ｏ₄ で構成されるが、概念的には
図２に示すように内部から表層に向かって酸素濃度が順
次高くなるＦｅＯ層，Ｆｅ₃ Ｏ₄ 層及びＦｅ₂ Ｏ₃ 層が
基地鋼の表面に積層された構造をもつものと考えられ
る。実際、急冷された鋼帯ほどＦｅＯ層が厚くなる傾向
を示す。スケール層は、弱脱酸鋼では６〜７μｍと比較
的薄く、Ｔｉキルド鋼では９〜１０μｍと比較的厚くな
っている。

【０００９】スケール層の大半を占めるＦｅ₃ Ｏ₄ 層及
びＦｅ₂ Ｏ₃ 層は硬質で脆く、比較的低い圧下力でもク
ラックが入り易い。本発明では、高圧下圧延される前の
熱延鋼帯１をレベラー４又はスキンパスロールで予歪み
を与えることにより、熱延鋼帯１の表面にあるスケール
層に亀裂を発生させている。このとき、水又は圧延油を
吹き付けながら熱延鋼帯を圧下すると、吹き付けられた
水又は圧延油がスケール層の亀裂で捕捉される。この状
態の熱延鋼帯１を冷間圧延機５で高圧下圧延すると、ロ
ールバイトへの水又は圧延油の供給が促進され、適正な
潤滑性（摩擦係数μで０．０５〜０．２０の範囲）を確
保しながら高圧下圧延が安定条件下で行われる。

【００１０】レベラー又はスキンパスによる圧下は、潤
滑性を安定化させ、摩擦係数μを下げる上で有効であ
る。本発明者等の調査・研究によるとき、図３及び後述
する実施例でも示されるように、伸び率１％以上の圧下
で摩擦係数μを大幅に下げることができる。これに対
し、伸び率が１％に満たないと、潤滑性が安定せず、バ
ラツキが大きくなり、摩擦係数μも大きくなる。伸び率
１％以上の圧下が摩擦係数μの低下に有効な理由は、次
のように推察される。たとえば、伸び率０．５％の圧下
では、図４（ａ）に示すようにスケール層に僅かのクラ
ックが入っているだけである。他方、２％の伸びを与え
た後の鋼板断面を観察すると、図４（ｂ）に示すように
多数のクラックがスケール層に入っている。そのため、
水又は圧延油が吸収（吸着）され易く、圧延時の潤滑状
態が安定化する。

【００１１】このようにして、たとえば圧延率が３０％
を超える熱延鋼帯の高圧下圧延が可能となる。圧下率の
上昇に応じて、基地鋼とＦｅＯ層との変形量の差が大き
くなり、基地鋼の伸びに追従できなくなったＦｅＯ層に
クラックが入る。実際、冷間圧延で熱延鋼帯表面から剥
離したスケールの粉砕物を調査してみると、圧下率が低
いときには剥離したスケールが粉粒状であるのに対し、
圧下率の上昇に伴って粉砕物のサイズが大きく鱗片状に
なってくることが観察される。この圧下率に応じた剥離
スケールの状態変化は、高圧下率の圧延になるほどスケ
ール層の深くまで、換言すればＦｅＯまで入ったクラッ
クを起点としてスケール剥離が生じ、スケール剥離量が
多くなる原因であると推察される。その結果、圧延後の
鋼帯表面に残存するスケールが大幅に少なくなる。高圧
下圧延された熱延鋼帯は、次いでブラシロール６により
ブラッシングされる。スケール層に発生している亀裂に
ブラシ毛が入り込み、下地鋼に対する付着力が弱くなっ
たスケール層が鋼帯表面から除去される。このとき、砥
粒入りのブラシを使用すると、スケールの除去が一層促
進される。ブラッシングにより大半のスケールが鋼帯表
面から除去される。

【００１２】ブラッシング中又はブラッシング後に、ス
プレー処理しても良い。スプレー処理では、８０℃以上
の保持された温水をたとえば１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ
² 程度の高圧で鋼帯表面に噴射させることが好ましい。
ブラッシング後にも残留しているスケールは、高圧水の
吹付けにより、基地鋼を傷付けることなく除去される。
高圧水は、ブラシ毛を洗浄するためブラシロール６，７
の内部から噴射させてもよい。また、図１に示すように
ブラシロール６，７を多段に配置するとき、上段側６を
デスケーリング用に、下段側７を洗浄用に使用すること
ができる。

【００１３】このようにして、高圧下圧延及びブラッシ
ングにより、大半のスケールが鋼帯表面から除去される
ので、酸洗槽１１で取り除くべきスケールは極く僅かな
ものとなる。そのため、酸洗負荷が大幅に軽減される。
また、ブラッシング後のスプレーで使用する高圧水とし
て、８０〜９５℃に保持された温水を使用するとき、高
圧下冷延に起因する加工熱で昇温した鋼帯を降温させる
ことなく酸洗槽１１に搬入できる。したがって、酸洗浴
の温度低下が抑制され、一定した酸洗条件下での処理が
可能になると共に、酸洗浴の温度補償に必要なエネルギ
ーも節減される。しかし、温水の温度が高くなりすぎる
と、ブラシロールの損傷を促進させるので、温度８０℃
以下の温水を使用することが好ましい。

【００１４】冷間圧延機としては、ポリッシャー，スプ
レーノズル又はスクレーパを周面に対向させたワークロ
ールを備えたものが好ましい。この場合、熱延鋼帯から
ワークロールの周面に転写された熱延スケールの粉砕物
は、圧延ロールの表面に対向配置したポリッシャー，ス
プレーノズル，スクレーパ等によってロール表面から除
去され、系外に排出される。ポリッシャー，スプレーノ
ズル，スクレーパ等は、回転方向に関して圧下点よりも
下流側の位置でワークロールの周面に対向配置すること
が好ましい。また、ワークロールに接して回転するバッ
クアップロールに対しても、同様なポリッシャー，スプ
レーノズル，スクレーパ等を設けてもよい。

【００１５】

【実施例】板厚２．７ｍｍの熱延鋼帯を、図１に示すデ
ィスケーリングラインで酸洗に先立って圧下率５０％で
冷間圧延した。熱延鋼帯としては、表１に示す成分・組
成を持ち、表面に平均厚み１０〜１５μｍの熱延スケー
ルが付着したままの熱延鋼帯を使用した。熱延鋼帯１
は、冷間圧延機５の入側でレベラー４により伸び率１．
０〜２．０％の圧下が施された。レベラー４としては、
圧延油をスプレーしないドライレベラー及びエステル系
エマルジョンタイプの圧延油をスプレーしながら圧下す
るウエットレベラーの２種類を使用した。レベラー４の
有無及び種類が高圧下圧延時の摩擦係数に及ぼす影響を
図５に示すように、レベラー４なしの場合と比較してレ
ベラー４ありでは、摩擦係数が小さくバラツキも小さく
安定している。レベラーの種類では、図５に示すように
ドライよりもレベラーに圧延油又は水をスプレーするウ
エット方式の方が潤滑性がよくなっている。これは、ウ
エットレベラーでは図６で図解するように、スケール層
に生じたクラックが開いた状態で圧延油が供給されるの
で、スケール層の内部まで圧延油が浸透する結果である
と推察される。他方、ドライレベラーでは、このような
圧延油の浸透が少なくなる。

【００１６】

【００１７】高圧下圧延後、砥粒入りのナイロンブラシ
ロール６で熱延鋼帯１をブラッシングした。そして、適
宜スプレー処理を施した鋼帯を酸洗槽に搬入し、各鋼帯
の酸洗状況を調査した。なお、酸液には１０％ＨＣｌ＋
７％Ｆｅ²⁺＋１ｇ／ｌＦｅ³⁺の割合で調合した液を使用
し、この酸液を９０℃に保持した状態で撹拌し、酸液に
各試験片を２〜２０秒間浸漬した。この酸洗条件は、通
常の酸洗条件にほぼ同等なものである。酸洗によるデス
ケーリング時間を比較した結果、レベラー後に３０％以
上の圧下率で高圧下圧延しブラッシングした鋼帯では、
２〜５秒の酸洗でデスケーリングが完了し、良好な肌が
得られた。他方、レベラーを施すことなく３０％以上の
圧下率で高圧下圧延しブラッシングした鋼帯では、デス
ケーリング性にバラツキがあり、ブラッシングによるデ
スケーリング性も劣る傾向が示され、酸洗時間にもバラ
ツキが発生した。

【００１８】以上の結果から、予歪みを与えることによ
り３０％以上の高圧下率で熱延鋼帯を安定条件下に高圧
下圧延でき、下地鋼からスケールが効果的に剥離され、
この熱延鋼帯をブラッシングすることによって大半のス
ケールが除去され、酸洗条件が大幅に緩和されることが
確認された。したがって、酸洗負荷の軽減が可能にな
り、小型化された酸洗槽を使用して短時間で酸洗仕上げ
すること，廃液処理の負荷が軽減される低濃度の酸液を
使用すること等の種々の利点が得られることが判る。ま
た、酸洗浴へのＦｅ分の持込みが激減するため、酸液自
体の寿命も長くなる。しかも、高圧下圧延によって所定
の特性を酸洗ままの鋼帯に作り込むことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、高圧下冷間圧延で熱延鋼帯をデスケーリングする
際、レベラー又はスキンパスロールで熱延鋼帯を圧下す
ることにより、鋼帯表面にあるスケール層に亀裂を発生
させている。スケール層の亀裂は、水又は水溶性圧延油
を効果的に捕捉し、安定条件下での高圧下圧延を可能に
する。その結果、下地鋼からスケールの剥離が促進さ
れ、ブラッシングを施すことにより、酸洗槽に搬入され
る鋼帯のスケール付着量が大幅に軽減する。そのため、
酸洗負荷が減少し、酸洗時間の短縮，酸洗設備の小規模
化や低濃度酸液の使用等が可能となり、また酸洗に起因
する欠陥が素材に持ち込まれることも抑制される。更に
は、酸洗浴の長寿命化も図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った熱延鋼帯のディスケーリング
ライン

【図２】熱延鋼帯表面に形成されているスケールの層
構成

【図３】スキンパス時の伸び率が摩擦係数に及ぼす影
響を表わしたグラフ

【図４】スケール層に入るクラックが伸び率によって
異なることを説明する図

【図５】圧下率と摩擦係数との関係を示したグラフ

【図６】クラック層への圧延油侵入状態がドライレベ
ラーとウエットレベラーとで異なることを説明する図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋田拓弥大阪府堺市石津西町５番地日新製鋼株式会社堺製造所内 (72)発明者内山匠大阪府堺市石津西町５番地日新製鋼株式会社堺製造所内 (72)発明者原健治兵庫県尼崎市鶴町１番地日新製鋼株式会社技術研究所内 (56)参考文献特開昭60−145216（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 27/06 - 28/04 B21B 45/04 - 45/08 C23G 1/08 C23G 3/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に熱延スケールが付着している熱延
鋼帯にレベラー又はスキンパスロールで水又は圧延油を
吹き付けながら１％以上の伸びを与え、次いで冷間圧延
機で３０〜５０％の圧下率で冷間圧延した後、酸洗槽に
導入することを特徴とする熱延鋼帯のディスケーリング
方法。
【請求項２】冷間圧延された鋼帯表面をブラッシング
する請求項１記載の熱延鋼帯のディスケーリング方法。