JP3872609B2

JP3872609B2 - Hot rolling method for high Si steel

Info

Publication number: JP3872609B2
Application number: JP06342399A
Authority: JP
Inventors: 英樹村上; 三好大澤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: JP2000254724A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｓｉ含有量が多い鋼を熱間圧延する際の圧延材表面のスケールの除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼の熱間圧延に際しては、圧延に先立って鋼片を加熱炉に装入して１１００〜１４００℃の高温に加熱する。加熱炉内は酸化雰囲気なので、加熱中に鋼片の表面は酸化され、スケールが生成する。スケールは酸化鉄を主体とし、加熱炉から抽出された時点での鋼片表面のスケールの厚さは１〜２ｍｍに達する。このスケールが鋼片表面に付着したままで圧延を行うと、圧延材の表面にスケールが食い込み、スケール疵として残存する。このスケール疵の発生を防止するため、従来から圧延前の鋼板表面に１００〜１５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で水を噴射してスケールを除去する方法が知られている。
【０００３】
しかし、スケールの剥離のしやすさは鋼の成分によっても異なり、特にＳｉ含有量が多い鋼に生成するスケールは、非常に剥離しにくいことが知られている。この理由は、スケール生成の際にファイアライト（Ｆｅ₂ＳｉＯ₄）が生成し、スケールと鋼との界面が複雑に入り組んだ特有の構造が形成されるからである。このような構造のスケールが生成する鋼を熱間圧延する場合には、上記のスケール除去方法ではスケールを十分に除去することができず、圧延後の製品表面にスケール疵が残存し、製品欠陥の原因となる。
【０００４】
Ｓｉ含有鋼の上記問題を解決するため、特開平６−１１４４３２号公報では、加熱炉から抽出した後、一次スケールの上部層を除去した鋼片に、粗圧延の前あるいは少なくとも１パスの粗圧延後に吐出圧力３００〜７００ｋｇ／ｃｍ²の高圧水を衝突エネルギーＥが０．０５Ｊ／ｍｍ²以上となる条件で吹き付ける高Ｓｉ鋼の熱延鋼板の製造方法が開示されている。ここで、衝突エネルギーＥは、（ノズル吐出圧力×１ノズル当たり流量）／（１ノズル辺りの噴射幅×鋼片の走行速度）で表される。
【０００５】
また、同じ問題を解決するため、特開平８−２４９３７号公報では、鋼板の表面温度を８５０℃以上とし、吐出圧力×吐出量（ｋｇ／ｃｍ²×リットル／ｃｍ²）≧０．８×（ｗｔ％Ｓｉ）でノズルから吐出させた液体の流れのうち液滴流領域で生成した液滴を鋼板表面に衝突させて清浄にする鋼板表面の清浄方法が記載されている。ノズルと鋼板表面との距離Ｌは、下記式の範囲とすることが好ましい。
390000/(x+360)+P/5-960≦Ｌ≦ 390000/(x+360)+P/29-960
また、上記公報では、実施例において吐出圧力３００、４５０、８００ｋｇ／ｃｍ²の条件での実施結果が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
高Ｓｉ鋼の熱間圧延において、前記公知技術を適用してスケール除去を行っても、スケールを十分に除去することができなかった。そのため、圧延後の製品にＳｉスケールが残存し、十分な品質の熱延鋼板を製造することが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決し、高Ｓｉ鋼の熱間圧延において、Ｓｉスケールを除去して十分に良好な品質の熱延鋼板を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは、
（１）ノズルから水を吐出させ鋼板の表面に衝突させてスケールを除去して熱間圧延を行う、加熱炉において表面温度が１１００℃以上に加熱されたＳｉ含有量０．５重量％以上の高Ｓｉ鋼の熱間圧延方法において、鋼片表面温度が１１７３℃未満となるように鋼片を加熱し、鋼片表面への衝突流速垂線成分Ｖ（ｍ／ｓ）をＶ≧（２２０＋３００・ｌｏｇ［％Ｓｉ］）とし、鋼片表面への衝突エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ2）を［％Ｓｉ］≦１でＥ≧１．１Ｊ／ｍｍ2、［％Ｓｉ］＞１でＥ≧１．１×［％Ｓｉ］（Ｊ／ｍｍ2）とし、鋼片表面への衝突時の噴流液相化率αを０．０１≦α≦０．１とすることを特徴とする高Ｓｉ鋼の熱間圧延方法。
ただし、Ｅ＝（Ｐ・Ｑ）／（Ｗ・Ｌ）
α＝Ｑ／（Ｖ・Ａ）
Ｐ：ノズルからの吐出圧力（Ｐａ）
Ｑ：ノズルからの吐出流量（ｍ³／ｓ）（１ノズル当たり）
Ｗ：鋼片の移動速度（ｍ／ｓ）
Ｌ：鋼片表面への衝突時の噴流幅（ｍ）（１ノズル当たり）
Ａ：鋼片表面への衝突時の噴流面積（ｍ²）
（２）ホットスカーフ又はコールドスカーフによって鋳片表面を溶削した後に加熱−圧延を行うことを特徴とする請求項１に記載の高Ｓｉ鋼の熱間圧延方法。である。
【０００９】
高Ｓｉ鋼のＳｉスケール除去のために重要な第１のポイントは、鋼材表面がＦｅＯとＦｅ₂ＳｉＯ₄が共晶し融解する温度（１１７３℃）未満の状態で加熱することである。共晶物が融解し、地鉄とスケールの密着性が強化された後では、８０ＭＰａの超高圧デスケを用いても除去は困難であった。
【００１０】
第２のポイントは、高速噴流のエネルギーを確実にスケール表面に伝達してスケールを除去するため、噴流を多数の独立した液滴に分離し、かつ個々の液滴の大きさを適切な範囲に保つことである。本発明は、上記液滴の適切化条件が、噴流液相化率αで表せることを明らかにした。即ち、噴流液相化率αを上記範囲とすることにより、噴流の液滴は適切な大きさを保ちつつ、独立した液滴として分離し、噴流のエネルギーを最大限活用してスケール剥離を行うことができる。
【００１１】
第３のポイントは、噴流の衝突流速垂直成分Ｖを上記値以上に確保することである。本発明においては、ある特定の衝突流速垂直成分を確保しないと、流量をどんなに流しても高Ｓｉ鋼のスケールの破壊を開始することができない点、および該必要流速が鋼のＳｉ含有量の関数になっている点を明らかにした。
【００１２】
第４のポイントは、鋼片単位面積当たりの衝突エネルギーＥを上記値以上に確保することである。本発明は、限界となる衝突エネルギーＥが鋼のＳｉ含有量の関数となることをも明らかにした。第３のポイントの流速を有する噴流でスケールの破壊を開始した後、第４のポイントの衝突エネルギーを確保することによってスケールを完全に除去することが可能になる。
【００１３】
上記４つのポイントをすべて満足したときにはじめて、Ｓｉスケールに起因する表面欠陥の発生しない高Ｓｉ鋼の熱間圧延が可能になった。
【００１４】
更に、ホットスカーフ又はコールドスカーフによって鋳片表面を溶削した後に加熱−圧延を行うことによって熱間圧延後の鋼板表面の良好な品質をより確実に確保することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のスケール除去のための噴流を発生するノズルとして、吐出流が熱延鋼板の幅方向に広がるフラットノズルを用いることができる。幅方向の広がり角度が大きいほど熱延鋼板の全幅をカバーするためのノズル個数を減らすことが可能になるが、一方で鋼片表面への衝突流速垂直成分Ｖを確保するためには広がり角度θを大きくすることは得策ではない。ノズル吐出流速をＶ₀とすると、吐出流の広がり幅の両端においては、Ｖ＝Ｖ₀・ｃｏｓ（θ／２）となる。ノズルの広がり角度θは４０°以下が好ましい。吐出流の広がり幅の中央においては、鋼片表面への衝突流速はノズルからの吐出流速と同等の流速を得ることができる。
【００１６】
本発明においては、鋼片表面への衝突流速垂線成分Ｖ（ｍ／ｓ）を
Ｖ≧２２０＋３００・ｌｏｇ［％Ｓｉ］
とする。Ｓｉスケールを有する鋼板表面に液滴を衝突させたときの、Ｓｉスケールが破壊するまでに要する同一箇所に衝突した液滴個数と液滴流速との関係を図１に示す。液滴の流速を減じていくとスケール破壊に要する液滴個数が増大していくが、ある限界流速以下まで液滴流速を減じると、液滴個数をいくら増大してもスケールの破壊は起こらなくなることが判明した。また、この限界流速は鋼のＳｉ含有量によっても変動し、Ｓｉ含有量が高いほど限界流速も高くなることがわかった。この限界流速を式で表現したのが、上記式であり、この式を満足する流速で噴流を鋼片に吹きつけた場合にはじめて、高Ｓｉ鋼におけるスケールを十分に除去することが可能になる。
【００１７】
ノズル吐出流速はノズルからの吐出圧力Ｐの平方根に比例するため、鋼片表面への衝突流速垂直成分Ｖを本発明の範囲に確保するためには、吐出圧力を確保することが必要である。［％Ｓｉ］＝１％、ノズル広がり角度θ＝３０°の市販デスケノズルを用いた場合、吐出圧力として４０ＭＰａ以上とすれば本発明の必要Ｖを確保することができる。
【００１８】
上記流速で噴流を衝突させることによってスケールの破壊が開始されれば、その後は噴流による衝突エネルギーＥの投入量に比例してスケールの剥離が進行する。衝突エネルギーとスケール剥離率との関係を図２に示す。本発明においては、図２においてスケール剥離率が１００％となる衝突エネルギーを下限とし、それ以上の衝突エネルギーで噴流を衝突させる。即ち、
［％Ｓｉ］≦１でＥ≧１．１Ｊ／ｍｍ²、
［％Ｓｉ］＞１でＥ≧１．１×［％Ｓｉ］（Ｊ／ｍｍ²）
とする。ここで、
Ｅ＝（Ｐ・Ｑ）／（Ｗ・Ｌ）
α＝Ｑ／（Ｖ・Ａ）
Ｐ：ノズルからの吐出圧力（Ｐａ）
Ｑ：ノズルからの吐出流量（ｍ³／ｓ）（１ノズル当たり）
Ｗ：鋼片の移動速度（ｍ／ｓ）
Ｌ：鋼片表面への衝突時の噴流幅（ｍ）（１ノズル当たり）
と表すことができるので、所定の鋼片の移動速度Ｗ、ノズル当たりの噴流幅Ｌにおいて、吐出圧力Ｐと吐出流量Ｑを確保することによって上記衝突エネルギーを確保することができる。
【００１９】
高圧噴流の衝突によって十分な衝突エネルギーを生み出すためには、衝突時において噴流の液滴がお互いに独立して分離しており、かつ個々の液滴の大きさを適切な範囲に保つことが必要である。本発明は、上記液滴の適切化条件が、噴流液相化率αで表せることを明らかにした。噴流液相化率αとは、噴流の衝突面において、噴流全体が占める断面積のうち、液滴が占める断面積の割合を無次元で表示したものである。即ち、
α＝Ｑ／（Ｖ・Ａ）
Ｑ：ノズルからの吐出流量（ｍ³／ｓ）（１ノズル当たり）
Ａ：鋼片表面への衝突時の噴流面積（ｍ²）
と表すことができる。噴流面積Ａは、ノズルの衝突面に相当する位置に圧力測定フィルムを配置し、所定の時間、例えば５秒間の噴出を行った後に圧力測定フィルム上の発色した部分の面積を測定することによって実測することができる。フラットノズルを採用した場合、ノズルの吐出口から衝突面までの距離が増えるほど噴流面積Ａが増大し、結果として液相化率αが減少する。
【００２０】
本発明でαの上限を０．１としたのは、０．１を超えると未だ液滴の分離独立が不十分であり、有効な液滴個数密度が少なくスケールを破壊する十分な能力が得られないからである。また、αの下限を０．０１としたのは、０．０１未満では噴流が広がり過ぎ、各液滴が小さくなり過ぎてスケールを破壊する衝撃力を持ち得なくなるからである。ノズル広がり角度θ＝３０°、吐出断面積４ｍｍ²の市販デスケノズルを用いた場合、０．０１≦α≦０．１となるのは、ノズルと衝突面との距離が３０〜１８０mmの範囲である。
【００２１】
液相化率αとスケールの破壊力との関係は、噴流をアルミ板に衝突させたときのアルミ板の壊食量によっても評価することができる。図３に、吐出流量１８５リットル／分／本、吐出流速２４０ｍ／ｓ、３０°広角でアルミ板に衝突させた場合のαと平均壊食指数（最大壊食量で規格化）との関係を示す。スケール除去能力と同様、壊食量も０．０１≦α≦０．１の範囲で大きな値を示している。
【００２２】
加熱炉における鋼片の加熱は、鋼片表面温度が１１７３℃未満となるように加熱する。前述したとおり、鋼材表面温度が１１７３℃以上となると、ＦｅＯとＦｅ₂ＳｉＯ₄が共晶し融解し、地鉄とスケールの密着性が強化されるからである。スケール除去のための本発明のノズルからの水噴射は、表面温度が１１００℃以下の仕上圧延の手前で行うのが好ましい。粗圧延前にスケール除去を行っても鋼板表面温度が高温である（高温に復熱する）ため、仕上圧延までにＳｉスケールが発生するからであり、加えて粗圧延で生じるスケール中の亀裂がデスケ性向上に作用するからである。また、本発明のスケール除去を行う手前で、従来方法の低圧水噴射によるスケール除去を行ってもよい。低圧水噴射によって加熱炉で生成した付着スケールのうちの除去しやすい上層部を除去した後、本発明のノズルからの水噴射で最も除去しにくい鋼との境界部のＳｉスケールを除去することにより、より確実にスケール除去を完了することができる。
【００２３】
本発明のスケール除去を行う際の鋼材表面温度には特に制限はなく、一般的には、９５０℃〜１１００℃でスケール除去が行われている。
【００２４】
本発明において、高Ｓｉ鋼とは鋼中のＳｉ含有量が０．５重量％以上のものをいう。０．５重量％未満では、従来技術によるスケール除去が充分可能であったためである。
【００２５】
【実施例】
Ｓｉ含有量１〜２％の高Ｓｉ鋼の熱間圧延について、本発明を適用した。圧延に用いた鋼片サイズは、長さ８５００ｍｍ前後、幅は６００〜１５００ｍｍ、厚は約２４０ｍｍである。本発明のスケール除去は仕上圧延前に実施し、そのときの鋼板厚みは約４０ｍｍである。スケール除去用のノズルにはフラットノズルを用いた。ノズルの広がり角度θは１５〜４０°である。
【００２６】
表１にその他の実施条件及び実施結果を示す。ここで、「表面温度」は加熱炉における鋼片表面温度を示す。スカーフ有りの場合のスカーフには酸素バーナーによるホットスカーフを用いた。スカーフ溶削量は片面１ｍｍとした。吐出流量の単位はリットル／分／本である。衝突流速垂線成分Ｖは、吐出流速Ｖ₀と広がり角度θからＶ＝Ｖ₀×ｃｏｓ（θ／２）の式によって計算できる。実施結果は、酸洗後の鋼板表面の表面疵におけるスケール残存率（％）によって評価した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１のＮｏ．１〜１０が本発明例である。表面温度、吐出流速Ｖ₀、液相化率α、衝突エネルギーＥのいずれも本発明の範囲内となっており、スケール残存率はいずれも５％以下と良好な結果を得ることができた。
【００２９】
表１のＮｏ．１１〜２２は比較例である。Ｎｏ．１６、２０は表面温度が、Ｎｏ．１２、１７、２１は吐出流速（衝突流速垂線成分）が、Ｎｏ．１８、１９は液相化率が、Ｎｏ．１１、１３〜１５、２２は衝突エネルギーが、いずれも本発明の範囲を外れており、結果としてスケール残存率がいずれも不良であった。
【００３０】
【発明の効果】
ノズルから水を吐出させ鋼板の表面に衝突させてスケールを除去して熱間圧延を行う高Ｓｉ鋼の熱間圧延方法において、鋼片の加熱温度、鋼片表面への衝突流速垂線成分Ｖ、鋼片表面への衝突エネルギーＥ、鋼片表面への衝突時の噴流液相化率αを特定することにより、Ｓｉスケールを除去して十分に良好な品質の熱延鋼板を製造することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｓｉスケールが破壊するまでに要する同一箇所に衝突した液滴個数と液滴流速との関係を示す図である。
【図２】ノズルから鋼片表面への衝突エネルギーとスケール剥離率との関係を示す図である。
【図３】アルミ板にノズル噴流を衝突させた場合のαと単位時間の壊食量との関係を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for removing scale on the surface of a rolled material when hot rolling steel having a high Si content.
[0002]
[Prior art]
In the hot rolling of steel, the steel slab is charged into a heating furnace and heated to a high temperature of 1100 to 1400 ° C. prior to rolling. Since the inside of the heating furnace is an oxidizing atmosphere, the surface of the steel slab is oxidized during heating, and scale is generated. The scale is mainly composed of iron oxide, and the thickness of the scale on the surface of the steel slab when it is extracted from the heating furnace reaches 1 to 2 mm. When rolling is performed with this scale attached to the surface of the steel slab, the scale bites into the surface of the rolled material and remains as scale soot. In order to prevent the generation of scale wrinkles, a method of removing scale by spraying water at a pressure of 100 to 150 kg / cm ² on a steel plate surface before rolling has been conventionally known.
[0003]
However, the ease of peeling of the scale varies depending on the components of the steel, and it is known that the scale generated in the steel having a high Si content is very difficult to peel off. This is because firelite (Fe ₂ SiO ₄ ) is generated during scale generation, and a unique structure in which the interface between the scale and the steel is complicated is formed. In the case of hot rolling steel that produces scales of such a structure, the scale removal method described above cannot sufficiently remove the scales, and scale flaws remain on the product surface after rolling, resulting in product defects. Cause.
[0004]
In order to solve the above-mentioned problem of Si-containing steel, JP-A-6-114432 discloses a steel slab from which the upper layer of the primary scale has been extracted after being extracted from the heating furnace, before rough rolling or at least one pass of rough rolling. A method for manufacturing a hot-rolled steel sheet of high-Si steel is disclosed in which high-pressure water having a discharge pressure of 300 to 700 kg / cm ² is later sprayed under a condition that the collision energy E is 0.05 J / mm ² or more. Here, the collision energy E is represented by (nozzle discharge pressure × flow rate per nozzle) / (injection width per nozzle × running speed of the steel piece).
[0005]
In order to solve the same problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-24937 discloses that the surface temperature of the steel sheet is 850 ° C. or higher, and discharge pressure × discharge amount (kg / cm ² × liter / cm ² ) ≧ 0.8 × ( A method for cleaning the surface of a steel sheet is described in which droplets generated in a droplet flow region out of a liquid flow discharged from a nozzle with wt% Si) are made to collide with the surface of the steel sheet to be cleaned. The distance L between the nozzle and the steel plate surface is preferably in the range of the following formula.
390000 / (x + 360) + P / 5-960 ≦ L ≦ 390000 / (x + 360) + P / 29-960
Moreover, in the above publication, the results of implementation under conditions of discharge pressures of 300, 450, and 800 kg / cm ² are shown in the examples.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In hot rolling of high Si steel, even if scale removal was performed by applying the known technique, the scale could not be removed sufficiently. Therefore, Si scale remains in the product after rolling, and it has been difficult to produce a hot-rolled steel sheet with sufficient quality.
[0007]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a method for producing a hot rolled steel sheet having a sufficiently good quality by removing Si scale in hot rolling of high Si steel.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the gist of the present invention is that
(1) Water is discharged from a nozzle and collided with the surface of a steel sheet to remove scale and hot rolling . The surface temperature is heated to 1100 ° C. or higher in a heating furnace and the Si content is 0.5% by weight or higher. In the hot rolling method for high Si steel, the steel slab is heated so that the steel slab surface temperature is less than 1173 ° C., and the collision flow velocity perpendicular component V (m / s) to the steel slab surface is V ≧ (220 + 300 · log). [% Si]), and the impact energy E (J / mm 2) on the surface of the steel slab is E ≧ 1.1 J / mm 2 when [% Si] ≦ 1 and E ≧ 1.1 × [% when [% Si]> 1. % Si] (J / mm 2), and the jet liquid phase change rate α at the time of collision with the steel slab surface is 0.01 ≦ α ≦ 0.1.
However, E = (P ・ Q) / (W ・ L)
α = Q / (V · A)
P: Discharge pressure from the nozzle (Pa)
Q: Discharge flow rate from nozzle (m ³ / s) (per nozzle)
W: Moving speed of steel slab (m / s)
L: Jet flow width (m) at the time of collision with the steel slab surface (per nozzle)
A: Jet area at the time of collision with steel slab surface (m ² )
(2) The hot-rolling method for high-Si steel according to claim 1, wherein the slab surface is cut by hot scarf or cold scarf and then heated and rolled. It is.
[0009]
The first important point for removing Si scale from high-Si steel is that the surface of the steel material is heated below the temperature (1173 ° C.) at which FeO and Fe ₂ SiO ₄ eutectic and melt. After the eutectic was melted and the adhesion between the base iron and the scale was strengthened, it was difficult to remove even using an 80 MPa ultrahigh pressure deske.
[0010]
The second point is to ensure that the energy of the high speed jet is transmitted to the scale surface to remove the scale, so that the jet is separated into a number of independent droplets and the size of each droplet is in the proper range. Is to keep. The present invention has clarified that the above-described conditions for optimizing the droplet can be expressed by the jet liquid phase change rate α. That is, by setting the jet liquid phase change rate α in the above range, the droplets of the jet flow are separated as independent droplets while maintaining an appropriate size, and the scale separation is performed by making maximum use of the energy of the jet flow. be able to.
[0011]
The third point is to ensure the collision velocity vertical component V of the jet above the above value. In the present invention, unless a specific collision flow velocity vertical component is ensured, no matter how much the flow rate is applied, scale failure of high Si steel cannot be initiated, and the required flow velocity is a function of the Si content of the steel. Clarified the point.
[0012]
The fourth point is to secure the collision energy E per unit area of the billet above the above value. The present invention also revealed that the critical impact energy E is a function of the Si content of the steel. After starting the destruction of the scale with the jet having the flow velocity of the third point, it is possible to completely remove the scale by ensuring the collision energy of the fourth point.
[0013]
Only when all of the above four points were satisfied, hot rolling of high-Si steel free from surface defects caused by Si scale became possible.
[0014]
Furthermore, good quality on the surface of the steel sheet after hot rolling can be more reliably ensured by carrying out heating-rolling after the slab surface is cut by hot scarf or cold scarf.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As the nozzle for generating a jet for removing the scale of the present invention, a flat nozzle in which the discharge flow spreads in the width direction of the hot-rolled steel sheet can be used. As the spread angle in the width direction is larger, the number of nozzles for covering the entire width of the hot-rolled steel sheet can be reduced. On the other hand, in order to secure the collision flow velocity vertical component V on the steel slab surface, the spread angle θ It is not a good idea to increase. Assuming that the nozzle discharge flow velocity is V ₀ , V = V ₀ · cos (θ / 2) at both ends of the width of the discharge flow. The nozzle spread angle θ is preferably 40 ° or less. In the center of the spread width of the discharge flow, the collision flow velocity on the surface of the steel slab can be the same as the discharge flow velocity from the nozzle.
[0016]
In the present invention, the collision velocity normal component V (m / s) to the steel slab surface is V ≧ 220 + 300 · log [% Si].
And FIG. 1 shows the relationship between the number of liquid droplets that collided with the same location required until the Si scale breaks and the liquid droplet velocity when the liquid droplets collided with the steel plate surface having Si scale. Decreasing the droplet flow rate increases the number of droplets required for scale destruction. However, if the droplet flow rate is reduced below a certain critical flow rate, scale destruction will not occur no matter how much the droplet number is increased. It has been found. Moreover, it turned out that this critical flow velocity also changes with Si content of steel, and that critical flow velocity becomes high, so that Si content is high. This limit flow velocity is expressed by the above equation, and the scale in the high Si steel can be sufficiently removed only when the jet is blown to the steel piece at a flow velocity satisfying this equation. .
[0017]
Since the nozzle discharge flow rate is proportional to the square root of the discharge pressure P from the nozzle, it is necessary to ensure the discharge pressure in order to ensure the vertical component V of the collision flow rate on the steel piece surface within the scope of the present invention. When a commercially available Deske nozzle with [% Si] = 1% and a nozzle spread angle θ = 30 ° is used, the necessary V of the present invention can be ensured by setting the discharge pressure to 40 MPa or more.
[0018]
If the destruction of the scale is started by causing the jet flow to collide at the above flow velocity, thereafter, the separation of the scale proceeds in proportion to the input amount of the collision energy E by the jet flow. FIG. 2 shows the relationship between the collision energy and the scale peeling rate. In the present invention, the collision energy at which the scale peeling rate is 100% in FIG. 2 is set as the lower limit, and the jet is caused to collide with a collision energy higher than that. That is,
[% Si] ≦ 1 and E ≧ 1.1 J / mm ² ,
[% Si]> 1 and E ≧ 1.1 × [% Si] (J / mm ² )
And here,
E = (P ・ Q) / (W ・ L)
α = Q / (V · A)
P: Discharge pressure from the nozzle (Pa)
Q: Discharge flow rate from nozzle (m ³ / s) (per nozzle)
W: Moving speed of steel slab (m / s)
L: Jet flow width (m) at the time of collision with the steel slab surface (per nozzle)
Therefore, the above collision energy can be ensured by ensuring the discharge pressure P and the discharge flow rate Q at the predetermined steel piece moving speed W and the jet width L per nozzle.
[0019]
In order to generate sufficient collision energy by the collision of a high-pressure jet, it is necessary that the droplets of the jet are separated independently from each other at the time of the collision, and the size of each droplet must be kept within an appropriate range. It is. The present invention has clarified that the above-described conditions for optimizing the droplet can be expressed by the jet liquid phase change rate α. The jet liquid phase change rate α is a dimensionless display of the ratio of the cross-sectional area occupied by the droplets in the cross-sectional area occupied by the entire jet on the collision surface of the jet. That is,
α = Q / (V · A)
Q: Discharge flow rate from nozzle (m ³ / s) (per nozzle)
A: Jet area at the time of collision with steel slab surface (m ² )
It can be expressed as. The jet area A is measured by placing a pressure measurement film at a position corresponding to the collision surface of the nozzle and measuring the area of the colored portion on the pressure measurement film after ejection for a predetermined time, for example, 5 seconds. can do. When a flat nozzle is adopted, the jet area A increases as the distance from the nozzle discharge port to the collision surface increases, and as a result, the liquidus rate α decreases.
[0020]
In the present invention, the upper limit of α is set to 0.1. When the value exceeds 0.1, the separation and separation of the droplets are still insufficient, and the effective droplet number density is small and a sufficient ability to break the scale is obtained. Because it is not possible. The reason why the lower limit of α is set to 0.01 is that if it is less than 0.01, the jet is too wide and each droplet becomes too small to have an impact force that destroys the scale. When a commercially available Deske nozzle with a nozzle spread angle θ = 30 ° and a discharge cross-sectional area of 4 mm ² is used, 0.01 ≦ α ≦ 0.1 is a range where the distance between the nozzle and the collision surface is 30 to 180 mm. .
[0021]
The relationship between the liquidus rate α and the scale breaking force can also be evaluated by the amount of erosion of the aluminum plate when the jet collides with the aluminum plate. FIG. 3 shows the relationship between α and the average erosion index (standardized by the maximum erosion amount) when colliding with an aluminum plate at a discharge flow rate of 185 liters / minute / line, a discharge flow rate of 240 m / s, and a wide angle of 30 °. . Like the scale removal capability, the erosion amount also shows a large value in the range of 0.01 ≦ α ≦ 0.1.
[0022]
The steel slab is heated in the heating furnace so that the surface temperature of the steel slab is less than 1173 ° C. As described above, when the steel surface temperature is 1173 ° C. or higher, FeO and Fe ₂ SiO ₄ are eutectic and melted, and the adhesion between the base iron and the scale is strengthened. The water jet from the nozzle of the present invention for removing the scale is preferably performed before the finish rolling at a surface temperature of 1100 ° C. or lower. This is because, even if scale removal is performed before rough rolling, the steel sheet surface temperature is high (recovered to high temperature), so Si scale is generated before finish rolling, and in addition, cracks in the scale that occur in rough rolling are generated. It is because it acts on the improvement of the deske. Further, the scale removal by the low pressure water jet of the conventional method may be performed before the scale removal of the present invention. After removing the upper layer portion, which is easy to remove, from the adhesion scale generated in the heating furnace by low-pressure water injection, by removing the Si scale at the boundary with the steel that is most difficult to remove by water injection from the nozzle of the present invention. Descale removal can be completed more reliably.
[0023]
There is no restriction | limiting in particular in the steel material surface temperature at the time of performing scale removal of this invention, Generally scale removal is performed at 950 degreeC-1100 degreeC.
[0024]
In the present invention, high Si steel refers to steel having a Si content of 0.5% by weight or more. This is because when the amount is less than 0.5% by weight, the scale removal by the conventional technique is sufficiently possible.
[0025]
【Example】
The present invention was applied to hot rolling of high Si steel having a Si content of 1 to 2%. The steel slab size used for rolling is about 8500 mm in length, 600 to 1500 mm in width, and about 240 mm in thickness. The scale removal of the present invention is carried out before finish rolling, and the steel plate thickness at that time is about 40 mm. A flat nozzle was used as the scale removal nozzle. The spread angle θ of the nozzle is 15 to 40 °.
[0026]
Table 1 shows other implementation conditions and implementation results. Here, “surface temperature” indicates the steel slab surface temperature in the heating furnace. A hot scarf with an oxygen burner was used as the scarf with a scarf. The amount of scarf cutting was 1 mm on one side. The unit of the discharge flow rate is liter / minute / book. The collision flow velocity perpendicular component V can be calculated from the discharge flow velocity V ₀ and the spread angle θ by the equation V = V ₀ × cos (θ / 2). The implementation results were evaluated by the scale residual rate (%) in the surface defects on the steel sheet surface after pickling.
[0027]
[Table 1]

[0028]
No. in Table 1 1 to 10 are examples of the present invention. All of the surface temperature, the discharge flow rate V ₀ , the liquid phase ratio α, and the collision energy E are within the range of the present invention, and the scale residual ratio is 5% or less, and good results can be obtained.
[0029]
No. in Table 1 11-22 are comparative examples. No. Nos. 16 and 20 have surface temperatures of no. Nos. 12, 17, and 21 have discharge flow rates (collision flow rate perpendicular component) of No. Nos. 18 and 19 have liquid phase conversion rates of No. Nos. 11, 13 to 15, and 22 had collision energies that were out of the scope of the present invention, and as a result, the scale residual ratios were all poor.
[0030]
【The invention's effect】
In the hot rolling method of high Si steel, in which water is discharged from a nozzle and collided with the surface of the steel sheet to remove the scale and hot rolling is performed, the heating temperature of the steel slab, the collision flow velocity perpendicular component V to the steel slab surface, collision energy E to the steel strip surface, by identifying the jet liquid phase rate α at the time of collision to the steel strip surface, can be manufactured sufficiently good hot rolled steel plate quality by removing the Si scale Became.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the number of droplets that have collided with the same location required until the Si scale breaks and the droplet flow velocity.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a collision energy from a nozzle to a steel piece surface and a scale peeling rate.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between α and the amount of erosion per unit time when a nozzle jet collides with an aluminum plate.

Claims

High Si steel having a Si content of 0.5% by weight or more heated at a surface temperature of 1100 ° C. or higher in a heating furnace in which water is discharged from a nozzle and collided with the surface of the steel sheet to remove scale and perform hot rolling. In this hot rolling method, the steel slab is heated so that the steel slab surface temperature is less than 1173 ° C., and the collision flow velocity normal component V (m / s) to the steel slab surface is V ≧ (220 + 300 · log [% Si ]), and the collision energy E to the steel strip surface ^{(J / mm 2) [%} Si] E ≧ 1.1J / mm 2 at ≦ 1, [% Si]> 1 in E ≧ 1.1 × [% Si] (J / mm ² ), and the jet liquid phase change rate α at the time of collision with the steel slab surface is 0.01 ≦ α ≦ 0.1.
However,
E = (P ・ Q) / (W ・ L)
α = Q / (V · A)
P: Discharge pressure from the nozzle (Pa)
Q: Discharge flow rate from nozzle (m ³ / s) (per nozzle)
W: Moving speed of steel slab (m / s)
L: Jet flow width (m) at the time of collision with the steel slab surface (per nozzle)
A: Jet area at the time of collision with steel slab surface (m ² )

The hot-rolling method for high-Si steel according to claim 1, wherein the hot-rolling is performed after the surface of the slab is cut by a hot scarf or a cold scarf.