JP4649987B2 - 表面性状に優れた酸洗鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面性状に優れた酸洗鋼板の製造方法に関わる。

熱延鋼板を酸洗して表面のスケールを除去したいわゆる酸洗鋼板の表面は、全体に光沢の無い、灰白色を呈するが、時に表面の一部にスジ状又は木目状の模様が生じることがある。このスジ状模様は表面だけの現象であり、塗装などにより見えなくなる性質のものであるが、使用される用途によってはこの模様自体が欠陥とされることがある。しかし、より重要な点は、酸洗後の検査工程において、より深刻な欠陥であるヘゲがこのスジ状模様に紛れて見逃される可能性があることである。

特許文献１においては、この模様の発生は熱延工程でのスケール生成に起因する表層へのＮｉ濃化が原因であるとして、スラブ表層最高加熱温度１２００℃以下、保持時のスケールオフ量２ｍｍ以下とすることでＮｉ表層濃縮を防止する方法、また、これに加えて粗圧延前に衝突圧１ＭＰａ以上の水流で０．０１秒以上のデスケーリングを行うことを提案している。
特開２００２−３０９３４３号公報

しかし、スラブ表層の加熱温度を１２００℃以下に制限することは、熱延ラインの加熱炉にて低温で長時間の加熱を強いられることを意味し、生産能率を阻害するという問題がある。

また、前記特許文献１に記載の方法を用いても、粗圧延の条件によっては、表面の模様を十分低減することができない場合があった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、表面にスジ状模様がなく、表面性状の良い酸洗鋼板の製造を可能にする表面性状に優れた酸洗鋼板の製造方法を提供することを目的とするものである。

発明者らは、スジ状模様を生じた酸洗鋼板を調査し、以下の発生メカニズムを見出した。

連続鋳造スラブには、意図して添加しなくても、不純物として若干のＮｉが不可避的に含有されている。この鋼中Ｎｉは完全に均一ではなく、僅かにミクロ偏析した状態で存在する。

熱延工程の最初、スラブの加熱過程でスラブ表面にはスケールが生じるが、スケール厚が大きくなると共に鋼板−スケール界面での酸素ポテンシャルは小さくなり、その結果、Ｎｉに対して酸化傾向の高いＦｅが優先酸化して、Ｎｉは界面の鋼板側に濃化してゆく。同様の現象はスラブ抽出後の熱間圧延工程でも進行する。この過程が進行することで、鋼板表面部でのＮｉ濃度の不均一は拡大されて行く。

この状態で鋼板を酸洗すると、Ｎｉ濃化部と非濃化部で粗さの差による表面の色調の違いが現れ、肉眼ではスジ状模様として現れる。

このように、スジ状模様の発生は鋼板表層へのＮｉ濃化が原因ではあるが、スラブの加熱過程だけの問題ではない。

したがって、スジ状模様の発生を防止するには、
（１）スラブ加熱過程で必然的に生じるＮｉ濃化層の除去
（２）熱間圧延工程でのＮｉ濃化防止
の両方を行う必要がある。

以上の知見に基づいてなされた本発明は、以下のような特徴を有する。

［１］Ｎｉを０．００１ｍａｓｓ％以上含有する鋼を、粗圧延し、仕上圧延した後、酸洗を施す酸洗鋼板の製造方法において、
前記粗圧延では、表面温度１０００℃以上の被圧延材に１００ｋｇ／ｃｍ²以上の高圧水によるデスケーリングを行うと共に、前記デスケーリングから５秒以内に粗圧延機による圧延を施す工程を、４０秒以内の間隔で５回以上行うことを特徴とする表面性状に優れた酸洗鋼板の製造方法。

本発明の条件により酸洗鋼板を製造することにより、表面にスジ状模様がなく、表面性状の良い酸洗鋼板の製造が可能となった。

本発明は、Ｎｉを０．００１ｍａｓｓ％以上含有する鋼を粗圧延する際に、表面温度１０００℃以上の被圧延材に１００ｋｇ／ｃｍ²以上の高圧水によるデスケーリング（スケール除去）を行った後、５秒以内に粗圧延機による圧延を施す工程を、４０秒以内の間隔で５回以上行うことによって、表面にスジ状模様のない、表面性状の良い酸洗鋼板を得るものであるが、以下に、その限定理由を述べる。

Ｎｉは意図的か否かを問わず、鋼中に０．００１％以上含有されていると、選択酸化によるスジ状模様が発生する可能性がある。逆に、これ以下の場合、製造条件を問わずスジ状模様の発生が無いため、この範囲に限定する。なお、本発明では、Ｎｉ以外の他の元素の含有については、特に限定されるものではない。

高圧水によるデスケーリングと粗圧延は、組合せて行うことで、いわば表層の不良部を鉋（かんな)で削る効果を持つ。すなわち、加熱炉で長時間加熱されたスラブには必然的に、厚いスケールが生成し鋼表面にはＮｉ濃化層が生じる。スジ状模様をなくすには、この表層不良部を除去する必要があるが、高圧ではあっても水流で鋼板自体を削ることはできないため、不良層を一旦全面酸化させて意図的にスケールを形成した後に高圧水によりこれを除去する。

この際留意すべき点は、下記のことである。
（ａ）意図的にスケールを形成させる際、新たなＮｉ濃化を起こさないためには、一度に形成してよいスケール厚さに上限があるので、酸化（スケール形成）−デスケーリングを繰返す必要がある。
（ｂ）粗圧延によってスラブ厚と共に表層不良部厚も減少するため、デスケーリング後直ちに粗圧延を施すことにより、スケール形成−デスケーリングの繰返し回数を減少できる。

上記の点について検討の結果、スケール形成−デスケーリング−圧延の工程を５回以上、好ましくは６回以上繰返すことにより、表層不良部を除去できることがわかった。デスケーリングと圧延の間隔があまり長いと、その間に酸化が進行して新たなＮｉ濃化が生じるため、この間隔は５ｓｅｃ以内でなければならない。また，圧延後次のデスケーリングまでの間隔があまり長くても同様に酸化が進行して新たなＮｉ濃化が生じるため、その間隔を４０ｓｅｃ以内とする。

高圧水によって鋼表面からスケールを除去するためには、１００ｋｇ／ｃｍ²以上の高圧水が必要なため、高圧水の水圧をその範囲に限定する。

鋼表面が１０００℃を下回ると酸化速度が小さくなり、加熱炉内で生じたＮｉ濃化層を除去するに十分な全面酸化が起きないため、温度をこの範囲に限定する。一方、高すぎても酸化により新たなＮｉ濃化が生じてしまうため、１２００℃以下とすることが好ましい。

本発明の実施例で用いる熱間圧延ラインは、図１に示すように、加熱炉１１と、粗圧延機として、Ｒ２ミル１２、Ｒ３ミル１３、Ｒ４ミル１４、Ｒ５ミル１５の４機を備え、各粗圧延機の入側には高圧水を噴射する設備（デスケーリング設備）２１を備えている。さらに、図１には図示していないが、Ｒ５ミル１５の下流側に、仕上圧延機やコイラー等を備えている。

表１に示す組成の鋼Ａ又はＢからなるスラブを、加熱炉１１にて加熱した後、デスケーリング（Ｄ）および粗圧延（Ｒ）からなる工程を複数回繰り返す粗圧延を行い、仕上圧延して、熱延鋼板を製造した。ここで、粗圧延の条件は、表２のように変化させた。なお、粗圧延の回数（パス数）は、Ｒ２ミル１２において複数回圧延することにより調整した。すなわち、Ｒ２ミル１２で１パス圧延後、スラブ１０をＲ２ミル１２入側へ逆送し、再びＲ２ミルで圧延を行うという工程を必要回数行った後、Ｒ３ミル１３、Ｒ４ミル１４、Ｒ５ミル１５ではそれぞれ１パスの粗圧延を行った。また、圧延パス間隔とは、粗圧粗を１パスしてから、次の粗圧延パスの前に施すデスケーリング開始までの間隔である。なお、各粗圧延パスにおいてデスケーリングを行う際の鋼表面温度は、１２００℃以下かつ表２に示す粗圧延最終パス入側表面温度以上であった。

上記の熱間圧延後、引き続き、塩酸酸洗により熱延鋼板の表面のスケールを除去して酸洗鋼板を製造し、スジ状模様の有無を目視観察により判定した。その結果を合わせて表２に示す。

表２に示すように、本発明例ではいずれもスジ状模様の発生がなく、表面性状が良好であるのに対し、比較例では鋼板表面にスジ状模様が観察された。

このようにして、従来は鋼板表面の約３０％にスジ状模様が発生していたものが、本発明により、スジ状模様の発生がなくなり、歩留まりが向上した。

本発明の実施例で用いる熱間圧延ラインの説明図である。

符号の説明

１０ スラブ
１１ 加熱炉
１２ Ｒ２ミル
１３ Ｒ３ミル
１４ Ｒ４ミル
１５ Ｒ５ミル
２１ デスケーリング設備

Claims (1)

1. Ｎｉを０．００１ｍａｓｓ％以上含有する鋼を、粗圧延し、仕上圧延した後、酸洗を施す酸洗鋼板の製造方法において、
   前記粗圧延では、表面温度１０００℃以上の被圧延材に１００ｋｇ／ｃｍ²以上の高圧水によるデスケーリングを行うと共に、前記デスケーリングから５秒以内に粗圧延機による圧延を施す工程を、４０秒以内の間隔で５回以上行うことを特徴とする表面性状に優れた酸洗鋼板の製造方法。

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