JP4764135B2 - Mechanical descaling method for steel - Google Patents

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Description

この発明は、圧延開始前に素材の鋼材表面に生成しているスケールを除去するための、鋼材の熱間圧延工程でのメカニカルデスケーリング方法に関する。   The present invention relates to a mechanical descaling method in a hot rolling process of steel material for removing scale generated on the surface of the steel material before starting rolling.

熱間圧延によって、鋼板や線材、棒鋼等の圧延製品を製造する場合、加熱炉から抽出されたスラブやビレットなどの鋼材表面には、加熱過程で生成したスケール(酸化層)が付着しており、スケールを除去せずに圧延を開始すると、このスケールが鋼材に押し込まれ、表面疵が発生し、製品での表面欠陥となる。このため、一般に、加熱炉から抽出された、圧延開始前の前記鋼材表面に、高圧水を吹き付けることによりスケールを除去するデスケーリング方法が用いられている。しかし、鋼材の材質によっては、高圧水によるデスケーリング方法では、スケールを完全に除去することが困難な場合があるため、高圧水の圧力上昇または吹き付け流量の増加等により、鋼材表面への衝突圧を上昇させる対策がとられてきた。この対策には、高圧水の圧力を大きく上昇させるためには、大きな設備が必要となること、また吹き付け流量増加により鋼材の温度低下量が大きくなるため加熱温度を上昇させる必要があること、などの問題点を伴う。   When manufacturing rolled products such as steel plates, wire rods, and steel bars by hot rolling, the scale (oxide layer) generated during the heating process adheres to the surface of steel materials such as slabs and billets extracted from the heating furnace. When rolling is started without removing the scale, the scale is pushed into the steel material, surface flaws are generated, and surface defects occur in the product. For this reason, the descaling method which removes a scale by spraying high pressure water on the said steel material surface before the rolling start extracted from the heating furnace is generally used. However, depending on the steel material, it may be difficult to completely remove the scale by the descaling method using high-pressure water.Therefore, the impact pressure on the steel surface is increased by increasing the pressure of high-pressure water or increasing the spraying flow rate. Measures have been taken to raise For this measure, large equipment is required to greatly increase the pressure of high-pressure water, and it is necessary to increase the heating temperature because the temperature drop of the steel material increases due to an increase in the spray flow rate. With the problem of.

このような問題点を解消するためのデスケーリング方法として、例えば、特許文献1では、圧延機の入側にブラシロールとスプレイノズルを設け、ブラシロールの前面側で鋼材の温度を測定し、この測定温度に基づいて、ブラシロールの周速および/または流体スプレイ圧を制御するようにした、ブラシロールによる機械的方法(メカニカルデスケーリング)と高圧水を用いた流体噴射による方法を併用したデスケーリング方法が開示されている。このデスケーリング方法では、鋼材温度とデスケール効果に強い相関があることを見出し、スケール欠陥が生じやすい鋼材温度域(実施例では1200℃以上または950℃以下)では、ブラシロールの周速度およびスプレイ圧のいずれか一方または双方を増加させ、スケール欠陥が生じにくい鋼材温度域(実施例では950℃超1200℃未満)では、その逆の操作を行なうことにより、鋼材全長にわたって、デスケール不足や過剰なデスケールを生じない適切なデスケーリング処理を可能としている。   As a descaling method for solving such problems, for example, in Patent Document 1, a brush roll and a spray nozzle are provided on the entrance side of the rolling mill, and the temperature of the steel material is measured on the front side of the brush roll. Descaling using a mechanical method (mechanical descaling) using a brush roll and a method using fluid jet using high-pressure water to control the peripheral speed and / or fluid spray pressure of the brush roll based on the measured temperature A method is disclosed. In this descaling method, it is found that there is a strong correlation between the steel material temperature and the descaling effect, and in the steel material temperature range where the scale defect is likely to occur (in the embodiment, 1200 ° C. or more or 950 ° C. or less), the peripheral speed and spray pressure of the brush roll. In the steel temperature range (in the embodiment, more than 950 ° C. and less than 1200 ° C.) in which one or both of these are increased, the reverse operation is performed, and the descaling is insufficient or excessively descaled over the entire length of the steel material. Therefore, it is possible to perform an appropriate descaling process that does not cause the problem.

また、特許文献2では、メカニカルブラシに到達する前の段階で、圧力水により鋼材を急冷して脆い性質のFeの生成を促進してスケールの剥離性を向上させた後に、メカニカルブラシによりスケールの破壊および剥離を行い、さらに浮遊状態にあるスケールを圧力水により飛散させるという各段階を実施するデスケーリング方法が開示され、スケール除去能力の向上および動力費の低減、並びに過冷却の防止が図られている。
特開昭59−21426号公報 特開昭59−82110号公報
Moreover, in patent document 2, after reaching the mechanical brush, the steel material is rapidly cooled with pressure water to promote the generation of brittle Fe 3 O 4 and improve the peelability of the scale. Discloses a descaling method that performs the steps of breaking and peeling the scale, and scattering the scale in a floating state with pressurized water, improving the scale removal capability, reducing the power cost, and preventing overcooling Is planned.
JP 59-21426 A JP 59-82110 A

しかし、本発明者らが行なった実機実験によれば、デスケーリング性向上の対象とした、合金元素Si、Cr、Niの中、少なくとも1種を0.1%以上含有する鋼材の場合、鋼材温度が850℃程度以下の低温になると、スケールの剥離性が急激に低下し、特許文献1に開示されたように、メカニカルデスケーリングのブラシロールの回転数、または流体噴射デスケーリングのスプレイ圧を増加させても、スケール剥離性は改善されないことが判明した。また、特許文献2に開示されたように、圧延ラインに沿って移送中の鋼材表面を急冷することにより、脆い性質のFeの生成は促進されることになるが、Si、Cr,Ni等の合金元素を含有する鋼材では、これらの合金元素とFe、Oとの化合物である、ファイヤライト(FeSiO)などの剥離困難な問題となるスケールはそのまま残存し、単にメカニカルデスケーリングと流体噴射デスケーリングを組み合わせただけでは、前記スケールを剥離させることはできないことも判明した。 However, according to an actual machine experiment conducted by the present inventors, in the case of a steel material containing 0.1% or more of at least one of the alloy elements Si, Cr, Ni, which is an object of descalability improvement, When the temperature becomes a low temperature of about 850 ° C. or less, the peelability of the scale sharply decreases, and as disclosed in Patent Document 1, the rotational speed of the brush roll for mechanical descaling or the spray pressure for fluid jet descaling is reduced. It has been found that increasing the scale does not improve the scale peelability. Further, as disclosed in Patent Document 2, by rapidly cooling the steel material surface being transferred along the rolling line, the generation of Fe 3 O 4 having brittle properties is promoted, but Si, Cr, In steel materials containing alloy elements such as Ni, scales that are difficult to peel, such as firelite (Fe 2 SiO 2 ), which is a compound of these alloy elements and Fe, O 2 , remain as they are, and are simply mechanical. It has also been found that the scale cannot be peeled off simply by combining descaling and fluid ejection descaling.

そこで、この発明の課題は、Si、CrまたはNiを含有する鋼材を熱間圧延温度域まで加熱したときに鋼材表面に生成する、3層からなる通常の酸化スケール(鉄−酸素化合物)と、この酸化スケールと地鉄(鋼材)界面に生成する剥離困難スケール(サブスケール)の両方を、設備面およびエネルギー消費面の両面で効率的に除去できるデスケーリング方法を提供することである。   Then, the subject of this invention is the normal oxidation scale (iron-oxygen compound) which consists of three layers produced | generated on the steel material surface, when the steel material containing Si, Cr, or Ni is heated to a hot rolling temperature range, An object of the present invention is to provide a descaling method that can efficiently remove both the oxide scale and the scale that is difficult to peel (subscale) generated at the interface between the iron and steel (steel material) both in terms of equipment and energy consumption.

前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.

即ち、請求項1に係る鋼材のメカニカルデスケーリング方法は、Si、Cr、Niの少なくとも1種を0.1%以上含有する熱間圧延用の鋼材のメカニカルデスケーリング方法であって、前記鋼材が鋼ビレットであり、この鋼ビレットを加熱炉内で1200℃以上の雰囲気温度で加熱した後、この鋼ビレットの表面温度が900℃以上で、軸心を圧延方向に垂直な方向に対して一定の角度傾けたブラシロールを、所要の力で鋼ビレットの4面にそれぞれ押し付けて、このブラシロールの回転によりメカニカルデスケーリングを行なうことを特徴とする。 That is, mechanical descaling method of steel material according to claim 1, Si, Cr, a mechanical descaling method of steel for hot rolling at least one Ni containing 0.1% or more, the steel product After the steel billet is heated at an atmospheric temperature of 1200 ° C. or higher in a heating furnace, the surface temperature of the steel billet is 900 ° C. or higher and the axis is constant with respect to the direction perpendicular to the rolling direction. The brush roll inclined at an angle is pressed against each of the four surfaces of the steel billet with a required force, and mechanical descaling is performed by rotating the brush roll .

前記鋼材の加熱温度が上昇すると、前記酸化スケールと地鉄界面に生成する剥離困難スケール(サブスケール)内に気泡が発生し、地鉄ヘのスケール密着性が低下する。前記合金元素としてCrに着目し、Cr含有量が1.5質量%程度の鋼材から切り出した円筒状試験片を、1100〜1300℃の異なる温度域にそれぞれ加熱した後、試験温度(1000℃)まで冷却して圧縮加工試験(加工歪50%、歪速度10mm/s)を行なった後の、試験片表面に残留したスケールの面積率を測定した。測定結果から、1.5質量%程度のCr量を含有する鋼材は、Cr含有量が多く、サブスケールが多く生成する鋼材であるため、加熱温度が上昇すると、サブスケールの気孔率が上昇してよりポーラスな構造となり、地鉄へのスケール密着性が低下して残存スケールの面積率が減少し、メカニカルデスケーリング性が向上することを把握した。とくに加熱温度が1200℃以上になると、上記のような一軸圧縮加工試験後であっても、残留したスケール面積率が50%を下回るようになり、また、生成したスケール自体も高温になるほど、すなわち900℃以上ではスケールおよびサブスケールともに硬さの減少割合が大きくなり、サブスケールの破壊強度自体も低下するため、加熱雰囲気温度とメカニカルデスケーリング時の鋼材温度を上記の温度域に収めることにより、サブスケールのメカニカルデスケーリング性が向上する。なお、上記雰囲気温度は、過熱による局部的溶融等の防止のため、1400℃以下とすることが望ましい。   When the heating temperature of the steel material is increased, bubbles are generated in a scale that is difficult to peel (subscale) generated at the interface between the oxide scale and the steel and the scale adhesion to the steel is reduced. Focusing on Cr as the alloy element, each cylindrical specimen cut from a steel material having a Cr content of about 1.5 mass% is heated to a different temperature range of 1100 to 1300 ° C., and then the test temperature (1000 ° C.). The area ratio of the scale remaining on the surface of the test piece after the compression test (cooling strain 50%, strain rate 10 mm / s) after cooling to room temperature was measured. From the measurement results, a steel material containing about 1.5 mass% of Cr is a steel material with a large Cr content and a large amount of subscale. Therefore, when the heating temperature rises, the porosity of the subscale increases. As a result, it was found that the scale scale adhesion to the ground iron decreased, the area ratio of the remaining scale decreased, and the mechanical descaling property improved. In particular, when the heating temperature is 1200 ° C. or more, even after the uniaxial compression processing test as described above, the remaining scale area ratio becomes less than 50%, and the generated scale itself becomes higher, that is, At 900 ° C or higher, both the scale and subscale have a reduced hardness reduction ratio, and the subscale fracture strength itself also decreases, so by keeping the heating atmosphere temperature and the steel material temperature during mechanical descaling within the above temperature range, The subscale mechanical descaling is improved. The ambient temperature is desirably 1400 ° C. or lower in order to prevent local melting due to overheating.

請求項2に係る鋼材メカニカルデスケーリング方法は、Si,Cr,Niの少なくとも1種を0.1%以上含有する熱間圧延用の鋼材のメカニカルデスケーリング方法であって、前記鋼材が鋼ビレットであり、この鋼ビレットが900℃未満の温度で加熱炉から抽出され、かつ、加熱炉とメカニカルデスケーリング装置の間に配置された急速加熱装置により、前記鋼ビレットが、加熱炉から抽出されてからメカニカルデスケーリング装置に到達するまでの間に、メカニカルデスケーリングを行うときの鋼ビレットの表面温度が900℃以上となるように前記鋼ビレットの表面温度を上昇させることを特徴とする。 The mechanical descaling method of a steel material according to claim 2 is a mechanical descaling method of a steel material for hot rolling containing 0.1% or more of at least one of Si, Cr, and Ni, wherein the steel material is a steel billet. The steel billet is extracted from the heating furnace at a temperature of less than 900 ° C., and the steel billet is extracted from the heating furnace by a rapid heating device disposed between the heating furnace and the mechanical descaling device. The surface temperature of the steel billet is raised so that the surface temperature of the steel billet when performing mechanical descaling is 900 ° C. or higher before reaching the mechanical descaling device .

請求項3に係る鋼材のメカニカルデスケーリング方法は、Si,Cr,Niの少なくとも1種を0.1%以上含有する熱間圧延用の鋼材のメカニカルデスケーリング方法であって、前記鋼材が鋼ビレットであり、この鋼ビレットが加熱炉内で900℃未満の低温に加熱され、かつ、加熱炉の最終加熱ゾーンの雰囲気温度を、メカニカルデスケーリングを行うときの鋼ビレットの表面温度が900℃以上となるように高く設定することを特徴とする A mechanical descaling method for steel according to claim 3 is a mechanical descaling method for hot rolling steel containing at least one of Si, Cr, and Ni at 0.1% or more, wherein the steel is a steel billet. The steel billet is heated to a low temperature of less than 900 ° C. in the heating furnace, and the surface temperature of the steel billet when performing mechanical descaling is 900 ° C. or more as the atmospheric temperature in the final heating zone of the heating furnace. It is characterized by being set so as to be high .

材質制御を目的とした900℃未満の低温加熱材でも、圧延ラインのトラブル等で在炉時間が長くなった場合、前記サブスケールが成長して、剥離が困難な問題となるスケールが地鉄界面に生成する。上記のように、鋼材表面温度のみを900℃以上に急速加熱すれば、材質制御を行いつつ、サブスケールのデスケール性を向上させることができる。なお、この急速加熱は、メカニカルデスケーリング装置の入側に急速加熱装置を設置することにより、または加熱炉の最終加熱ゾーンの雰囲気温度を高く設定することにより、行なうことができる。   Even if it is a low-temperature heating material of less than 900 ° C for the purpose of material control, if the in-furnace time becomes long due to troubles in the rolling line, etc., the scale that becomes a problem that the subscale grows and is difficult to peel off is the interface To generate. As described above, if only the steel surface temperature is rapidly heated to 900 ° C. or higher, the descaleability of the subscale can be improved while controlling the material. This rapid heating can be performed by installing a rapid heating device on the entry side of the mechanical descaling device or by setting the atmospheric temperature in the final heating zone of the heating furnace to be high.

請求項4に係る鋼材のメカニカルデスケーリング方法は、上記メカニカルデスケーリングを、軸心を圧延方向に垂直な方向に対して一定の角度傾けたブラシロールを、所要の力で鋼ビレットの4面にそれぞれ押し付けて、このブラシロールの回転により行なうことを特徴とする。In the mechanical descaling method for steel according to claim 4, the mechanical descaling is performed on four surfaces of the steel billet with a required force by using a brush roll whose axis is inclined at a certain angle with respect to a direction perpendicular to the rolling direction. It is characterized in that each pressing is performed by rotating the brush roll.

請求項5に係る鋼材のメカニカルデスケーリング方法は、前記ブラシロールを鋼ビレットの4面にそれぞれ押し付ける所要の力が、100〜200kgfの範囲にあることを特徴とする。The mechanical descaling method for steel according to claim 5 is characterized in that required forces for respectively pressing the brush rolls against the four surfaces of the steel billet are in the range of 100 to 200 kgf.

この発明では、Si、Cr、Niの少なくとも1種を合金元素として含有する熱間圧延用鋼材を、1200℃以上の雰囲気温度で加熱して抽出した後、鋼材表面温度が900℃以上でブラシロールを用いてメカニカルデスケーリングを行なうようにしたので、通常の酸化スケールと地鉄界面に生成する剥離困難なスケール(サブスケール)も含めて、効率的にスケール除去を行なうことができる。それにより、スケールに起因する表面疵の発生が抑制され、製品での表面欠陥を大幅に減少させることが可能となり、製品表面品質が向上する。   In the present invention, a steel material for hot rolling containing at least one of Si, Cr, and Ni as an alloy element is extracted by heating at an atmospheric temperature of 1200 ° C. or higher, and then the steel surface temperature is 900 ° C. or higher. Since the mechanical descaling is performed by using, it is possible to efficiently remove the scale including the normal oxide scale and the scale (subscale) which is difficult to be peeled off generated at the interface of the ground iron. As a result, the occurrence of surface flaws due to scale is suppressed, the surface defects in the product can be greatly reduced, and the product surface quality is improved.

以下に、この発明の実施形態を、実施例を交えて、添付の図1から図4に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、線材圧延ラインの加熱炉1および粗圧延機列2を示したもので、NO.1圧延機の入側に、図2(a)に示すように、ビレット6の各面(4つの表面)に対して、その対向する面の中央A1、A2に、ブラシロール3a、3bおよび3c、3dのロール幅中央部が位置するように配置したメカニカルデスケーリング装置3が配置され、このメカニカルデスケーリング装置3に引き続いて、高圧水を噴射する流体噴射デスケーリング装置4が配置されている。また、加熱炉1とメカニカルデスケーリング装置3との間に、例えば高周波加熱コイルを備えた急速加熱装置5が配置されている。加熱炉1で、1200℃以上の雰囲気温度で所要時間、例えば20分程度の加熱を受け、所要の熱間圧延温度を満足するように加熱炉1から抽出された、Si、Cr、Niの少なくとも1種を合金元素として含有する鋼ビレット6の4面に、図2(b)に示したように、ブラシロール3a〜3dが、使用し続けたときのブラシの局部的損耗等を緩和するため、その軸心を圧延方向に垂直方向に対して、一定の角度、例えば、30°だけ傾けて、所要の力(例えば、100〜200kgf)で押し付けられ、このブラシロール3a〜3dの回転により、ビレット6の表面に生成したスケールが、圧延開始前に、破壊され、剥離される。そして、通常、流体噴射デスケーリング装置4で、ビレット6の4面に高圧水が噴射され、ビレット6の表面上に残存するスケール剥離片が吹き飛ばされる。このようにしてスケール除去されたビレット6すなわち圧延材6aは、NO.1圧延機(NO.1st)で最初の圧下を受け、後続の圧延機での圧延の進行とともに順次その断面積が減少し、所定の寸法の線材に仕上げられる。なお、Si、Cr、Niの少なくとも1種を合金元素として含有し、前記サブスケールが生成しやすい熱間圧延用鋼材としては、例えば、軸受鋼、バネ鋼、耐熱鋼などを挙げることができる。 1 shows a heating furnace 1 and a rough rolling machine row 2 of a wire rod rolling line. As shown in FIG. 2 (a), on the entry side of one rolling mill, the brush rolls 3a, 3b, and 3c are placed at the centers A1 and A2 of the opposing surfaces with respect to each surface (four surfaces) of the billet 6. The mechanical descaling device 3 is disposed so that the central portion of the roll width of 3d is located, and the fluid ejecting descaling device 4 that ejects high-pressure water is disposed following the mechanical descaling device 3. Moreover, between the heating furnace 1 and the mechanical descaling apparatus 3, the rapid heating apparatus 5 provided with the high frequency heating coil, for example is arrange | positioned. At least one of Si, Cr, and Ni extracted from the heating furnace 1 so as to satisfy the required hot rolling temperature by being heated at an atmospheric temperature of 1200 ° C. or higher for a required time, for example, about 20 minutes. As shown in FIG. 2 (b), the brush rolls 3a to 3d on the four surfaces of the steel billet 6 containing one kind as an alloy element alleviate local wear of the brush when it is continuously used. The axis is tilted by a certain angle, for example, 30 ° with respect to the direction perpendicular to the rolling direction, and pressed with a required force (for example, 100 to 200 kgf), and the brush rolls 3a to 3d are rotated. The scale generated on the surface of the billet 6 is broken and peeled off before the start of rolling. In general, the fluid jet descaling device 4 jets high-pressure water onto the four surfaces of the billet 6 and blows away the scale peeling pieces remaining on the surface of the billet 6. The billet 6 thus descaled, that is, the rolled material 6a, is NO. The first rolling reduction is received by one rolling mill (NO. 1st), and the cross-sectional area sequentially decreases with the progress of rolling in the succeeding rolling mill to finish the wire with a predetermined size. In addition, examples of the hot-rolling steel material that contains at least one of Si, Cr, and Ni as an alloy element and can easily generate the subscale include bearing steel, spring steel, and heat-resistant steel.

前記メカニカルデスケーリング装置3を用いた場合のデスケーリング性(スケール除去能力)に及ぼすデスケーリング温度、すなわちビレット(圧延材)温度の影響を調査するため、155mm角のビレット(軸受鋼)からΦ5.5mm線材の圧延時に、流体噴射デスケーリングを併用した実機メカニカルデスケール実験を実施した。加熱雰囲気温度を1200℃として、加熱炉から抽出したビレットに、800〜1200℃の温度域でそれぞれメカニカルデスケーリングと流体噴射デスケーリングを実施した後、これらのビレット(圧延材)をNO.1〜NO.8圧延機からなる粗圧延機列で順次断面積を減少させて直径5.5mmの線材に仕上げ圧延した後、この線材製品からサンプル材を採取し、酸洗して表面疵の発生状況を目視観察した。そして、表面疵発生部を疵が消失するまで削り、表面疵深さを測定して、各デスケーリング温度の場合の表面最大疵深さを求めた。図3は、この表面最大疵深さをデスケーリング時のビレット(鋼材)温度に対してプロットしたものである。900℃以上のデスケーリング温度では、製品表面最大疵深さが著しく減少し、製品表面疵許容値0.02mm以内に収まっていることがわかる。   In order to investigate the influence of the descaling temperature, that is, the billet (rolled material) temperature, on the descaling property (scaling removal capability) when the mechanical descaling device 3 is used, Φ5. When rolling a 5 mm wire, an actual mechanical descaling experiment was performed in combination with fluid jet descaling. After carrying out mechanical descaling and fluid jet descaling on a billet extracted from a heating furnace at a heating atmosphere temperature of 1200 ° C. in a temperature range of 800 to 1200 ° C., these billets (rolled material) are NO. 1-NO. After roughly rolling to a 5.5 mm diameter wire rod with a rolling mill line consisting of 8 rolling mills, the sample material is sampled from this wire product, pickled and visually observed for surface defects. Observed. Then, the surface wrinkle generating portion was shaved until the wrinkle disappeared, and the surface wrinkle depth was measured to obtain the maximum surface wrinkle depth in each descaling temperature. FIG. 3 is a plot of this maximum surface depth on the billet (steel) temperature during descaling. It can be seen that at a descaling temperature of 900 ° C. or higher, the maximum product surface wrinkle depth is significantly reduced and is within the product surface wrinkle tolerance of 0.02 mm.

前記メカニカルデスケーリング装置を用いた場合のデスケーリング性(スケール除去能力)に及ぼすデスケーリング温度、すなわちビレット(圧延材)温度の影響を調査するため、図1に示した場合と同様に、155mm角のビレット(軸受鋼)からΦ5.5mm線材の圧延時に、表1に示すように、加熱温度が1000℃〜1300℃の4ケースについて、メカニカルデスケーリングを行なうビレット温度(デスケーリング温度)を変化させて、流体噴射デスケーリングを併用した実機メカニカルデスケール実験を実施した。その際に、ブラシロールの押し付け力を2水準変化させた。前記温度範囲のそれぞれの温度に加熱されたビレットにメカニカルデスケーリングをそれぞれ実施し、剥離したスケールを流体噴射デスケーリングで除去した後、これらのビレット(圧延材)を粗圧延機列から仕上げ圧延機にかけてで順次断面積を減少させて直径5.5mmの線材に仕上げ圧延した後、この線材製品からサンプル材を採取し、酸洗して表面疵の発生状況を目視観察した。そして、表面疵発生部を疵が消失するまで削り、表面疵深さを測定して、各デスケーリング温度の場合の表面最大疵深さを求めた。製品表面疵深さが0.02mmを判定基準として、この表面最大疵深さが0.02mm以下の場合を合格として○印で、0.02mmを超える場合を不合格として×印で、No.1〜No.24のそれぞれのデスケーリング条件に対して表1に記載した。表1から、加熱温度が1200℃以上で、デスケーリング温度が900℃以上の場合は、いずれのブラシロール押付力でも、製品最大表面疵深さが0.02mm以下で疵判定基準を満たしている。これに対し、加熱温度およびデスケーリング温度がこれらの温度域に達しない場合には、製品最大表面疵深さが0.02mm以上で疵判定基準を満たしていない。   In order to investigate the influence of the descaling temperature, that is, the billet (rolled material) temperature on the descaling property (scaling removal capability) when the mechanical descaling device is used, as in the case shown in FIG. As shown in Table 1, the billet temperature (descaling temperature) for mechanical descaling was changed for four cases with a heating temperature of 1000 ° C to 1300 ° C as shown in Table 1 when rolling a Φ5.5 mm wire from a billet (bearing steel). An actual mechanical descaling experiment was also carried out with fluid jet descaling. At that time, the pressing force of the brush roll was changed by two levels. The billet heated to each temperature in the temperature range is subjected to mechanical descaling, the peeled scale is removed by fluid jet descaling, and then the billet (rolled material) is removed from the rough rolling mill row to the finish rolling mill. Then, the cross-sectional area was sequentially reduced to finish rolling to a wire having a diameter of 5.5 mm, and then a sample material was collected from the wire product, pickled, and visually observed for occurrence of surface defects. Then, the surface wrinkle generating portion was shaved until the wrinkle disappeared, and the surface wrinkle depth was measured to obtain the maximum surface wrinkle depth in each descaling temperature. With the product surface wrinkle depth of 0.02 mm as a criterion, the case where the maximum surface wrinkle depth is 0.02 mm or less is evaluated as “good”, the case of exceeding 0.02 mm is determined as “failed”, and the mark “No. 1-No. The results are listed in Table 1 for each of the 24 descaling conditions. From Table 1, when the heating temperature is 1200 ° C. or higher and the descaling temperature is 900 ° C. or higher, the product maximum surface wrinkle depth is 0.02 mm or less and satisfies the wrinkle determination standard for any brush roll pressing force. . On the other hand, when the heating temperature and the descaling temperature do not reach these temperature ranges, the product maximum surface wrinkle depth is 0.02 mm or more and does not satisfy the wrinkle criterion.

このように、加熱温度が1200℃以上およびデスケーリング温度が900℃以上でデスケーリング性が良好であったのは、高温の加熱雰囲気下で生成するサブスケールの構造がポーラスになること、および高温になるほどサブスケールの硬さの減少割合が大きくなり、サブスケールの破壊強度自体が低下することにより、ブラシロールによる破壊および剥離が容易になることによる。また、従来から使用されている高圧水を噴射する流体噴射デスケーリングだけでは、高温状態でデスケーリングを行なう場合の上記の利点があっても、地鉄界面からサブスケールを剥離させる力が不十分であるため、スケールの生成量(生成厚さ)自体は増加する高温での剥離性がわるかったと見なすことができる。   Thus, the descaling property was good when the heating temperature was 1200 ° C. or higher and the descaling temperature was 900 ° C. or higher. The subscale structure generated in a high temperature heating atmosphere was porous, and the high temperature was high. This is because the reduction ratio of the subscale hardness increases, and the fracture strength of the subscale itself decreases, which facilitates breakage and peeling by the brush roll. In addition, the conventional fluid injection descaling that injects high-pressure water alone does not provide sufficient force to peel off the subscale from the iron-iron interface even when the above-mentioned advantages are achieved when descaling is performed at high temperatures. Therefore, it can be considered that the scale generation amount (generation thickness) itself has failed to increase at high temperatures.

また、材質制御を目的として、加熱炉内で低温加熱を行ない、900℃未満の温度で抽出する低温加熱材については、圧延ラインのトラブル等で在炉時間が長くなった場合、前記サブスケールが成長して、剥離が困難な問題となるスケールが地鉄界面に生成するため、図1に示した急速加熱装置5により、ビレットの表面温度のみを900℃以上に急速加熱すれば、材質制御を行いつつ、サブスケールのデスケール性を向上させることができる。なお、この急速加熱は、加熱炉抽出直後のみならず、熱間圧延工程の途中で行い、例えば、低温圧延時に、鋼材表面を900℃以上に上昇させてメカニカルデスケーリングを行なうようにすることもできる。   For the purpose of material control, low temperature heating is performed in a heating furnace, and for low temperature heating materials extracted at a temperature lower than 900 ° C., if the in-furnace time becomes long due to troubles in the rolling line, the subscale is Since a scale that grows and becomes a problem that is difficult to peel off is generated at the iron-iron interface, if only the surface temperature of the billet is rapidly heated to 900 ° C. or higher by the rapid heating device 5 shown in FIG. While performing, it is possible to improve the subscale descaleability. This rapid heating is performed not only immediately after extraction in the heating furnace but also in the middle of the hot rolling process, for example, at the time of low temperature rolling, the steel material surface may be raised to 900 ° C. or higher to perform mechanical descaling. it can.

図4は、上述の実機メカニカルデスケール実験時に、図1に示した粗圧延機列2の出側の圧延材をサンプリングし、このサンプル圧延材に発生した表面疵の個数とデスケ−リング時のビレット温度との関係を模式的に示したものである。高圧水を吹き付ける流体噴射デスケーリングのみの場合よりも、メカニカルデスケーリングを行なった後に、流体噴射デスケーリングにより、破壊、剥離したスケールを吹き飛ばすようにすれば、表面疵発生個数は減少し、デスケーリング性が向上し、製品(仕上げ線材)に残存する表面疵の深さが減少する。このデスケーリング性の向上(表面疵発生個数の減少)は、メカニカルデスケーリング温度が高温になるほど顕著となる。なお、本発明のメカニカルデスケーリング方法は、線材や棒鋼のみならず、鋼板など他の鋼材の熱間圧延時のスケール除去にも使用することができる。   FIG. 4 shows a sample of the rolled material on the outlet side of the rough rolling mill row 2 shown in FIG. 1 during the above-mentioned actual mechanical descale experiment, and the number of surface defects generated in the sample rolled material and the billet during descaling. The relationship with temperature is shown typically. Compared to the case of fluid jet descaling with only high-pressure water spraying, if the scale that has been broken or peeled off is blown away by fluid jet descaling after mechanical descaling, the number of surface defects is reduced, and descaling is performed. And the depth of surface defects remaining in the product (finished wire) is reduced. This improvement in descaling property (decrease in the number of surface defects) becomes more significant as the mechanical descaling temperature becomes higher. In addition, the mechanical descaling method of this invention can be used also for the scale removal at the time of hot rolling of other steel materials, such as not only a wire rod and a bar steel but a steel plate.

線材圧延ラインの粗圧延機列と、メカニカルデスケーリング装置の配置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of arrangement | positioning of the rough rolling machine row | line of a wire rod rolling line, and a mechanical descaling apparatus. (a)ブラシロールの配置の一例を示す説明図である。(b)ビレット表面に対するブラシロールの傾斜角の一例を示す説明図である。(A) It is explanatory drawing which shows an example of arrangement | positioning of a brush roll. (B) It is explanatory drawing which shows an example of the inclination-angle of the brush roll with respect to the billet surface. デスケーリング温度が製品表面最大疵深さに及ぼす影響を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the influence which descaling temperature exerts on the product surface maximum depth. デスケーリング温度と表面疵発生個数を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically descaling temperature and the number of surface flaw generation | occurrence | production.

1:加熱炉 2:粗圧延機列 3:メカニカルデスケーリング装置
3a〜3d:ブラシロール 4:流体噴射デスケーリング装置
5:急速加熱装置 6:ビレット 6a:圧延材
1: Heating furnace 2: Rough rolling mill row 3: Mechanical descaling devices 3a to 3d: Brush roll 4: Fluid jet descaling device 5: Rapid heating device 6: Billet 6a: Rolled material

Claims (5)

Si、Cr、Niの少なくとも1種を0.1%以上含有する熱間圧延用の鋼材のメカニカルデスケーリング方法であって、前記鋼材が鋼ビレットであり、この鋼ビレットを加熱炉内で1200℃以上の雰囲気温度で加熱した後、この鋼ビレットの表面温度が900℃以上で、軸心を圧延方向に垂直な方向に対して一定の角度傾けたブラシロールを、所要の力で鋼ビレットの4面にそれぞれ押し付けて、このブラシロールの回転によりメカニカルデスケーリングを行なうことを特徴とする鋼材のメカニカルデスケーリング方法。 A mechanical descaling method of a steel material for hot rolling containing 0.1% or more of at least one of Si, Cr, and Ni, wherein the steel material is a steel billet, and the steel billet is 1200 ° C. in a heating furnace. After heating at the above ambient temperature, a brush roll having a surface temperature of 900 ° C. or higher with the steel billet tilted at a certain angle with respect to the direction perpendicular to the rolling direction is applied to the steel billet 4 with the required force. A mechanical descaling method for steel, wherein the mechanical descaling is performed by pressing each of the surfaces and rotating the brush roll . Si,Cr,Niの少なくとも1種を0.1%以上含有する熱間圧延用の鋼材のメカニカルデスケーリング方法であって、前記鋼材が鋼ビレットであり、この鋼ビレットが900℃未満の温度で加熱炉から抽出され、かつ、加熱炉とメカニカルデスケーリング装置の間に配置された急速加熱装置により、前記鋼ビレットが、加熱炉から抽出されてからメカニカルデスケーリング装置に到達するまでの間に、メカニカルデスケーリングを行うときの鋼ビレットの表面温度が900℃以上となるように前記鋼ビレットの表面温度を上昇させることを特徴とする鋼材のメカニカルデスケーリング方法。 A mechanical descaling method of a steel material for hot rolling containing 0.1% or more of at least one of Si, Cr, and Ni, wherein the steel material is a steel billet, and the steel billet is at a temperature of less than 900 ° C. By the rapid heating device extracted from the heating furnace and disposed between the heating furnace and the mechanical descaling device, the steel billet is extracted from the heating furnace and reaches the mechanical descaling device. A method for mechanical descaling of a steel material, wherein the surface temperature of the steel billet is increased so that the surface temperature of the steel billet when performing mechanical descaling is 900 ° C. or higher . Si,Cr,Niの少なくとも1種を0.1%以上含有する熱間圧延用の鋼材のメカニカルデスケーリング方法であって、前記鋼材が鋼ビレットであり、この鋼ビレットが加熱炉内で900℃未満の低温に加熱され、かつ、加熱炉の最終加熱ゾーンの雰囲気温度を、メカニカルデスケーリングを行うときの鋼ビレットの表面温度が900℃以上となるように高く設定することを特徴とする鋼材のメカニカルデスケーリング方法。A mechanical descaling method of a steel material for hot rolling containing 0.1% or more of at least one of Si, Cr, Ni, wherein the steel material is a steel billet, and the steel billet is 900 ° C. in a heating furnace. The atmosphere temperature of the final heating zone of the heating furnace is set to be high so that the surface temperature of the steel billet when performing mechanical descaling is 900 ° C. or higher. Mechanical descaling method. 前記メカニカルデスケーリングを、軸心を圧延方向に垂直な方向に対して一定の角度傾けたブラシロールを所要の力で鋼ビレットの4面にそれぞれ押し付けて、このブラシロールの回転により行なうことを特徴とする請求項2または3に記載の鋼材のメカニカルデスケーリング方法。The mechanical descaling is performed by pressing a brush roll whose axis is inclined at a certain angle with respect to a direction perpendicular to the rolling direction against each of the four surfaces of the steel billet with a required force, and rotating the brush roll. A mechanical descaling method for steel according to claim 2 or 3. 前記ブラシロールを鋼ビレットの4面にそれぞれ押し付ける所要の力が、100〜200kgfの範囲にあることを特徴とする請求項1または4に記載の鋼材のメカニカルデスケーリング方法。5. The mechanical descaling method for a steel material according to claim 1, wherein a required force for pressing the brush roll against each of the four surfaces of the steel billet is in a range of 100 to 200 kgf.
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