JP5614177B2 - 厚鋼板の製造方法および製造装置列 - Google Patents

Description

本発明は、表面性状に優れる厚鋼板の製造方法および製造装置列に関し、熱間圧延後、焼入れまたは加速冷却されるものに関する。

近年、鋼構造物の大型化や、使用環境の過酷化が進展し、鋼材の諸特性に対する要求性能は高度化し、厚鋼板の場合、表層の硬度や伸び性能に対する要求が厳しく、板内均一性にも優れる厳格仕様材の生産量が増加している。

このような厳格仕様材は、直接焼入れや加速冷却を行う冷却装置を用いるＴＭＣＰを駆使して製造されるが、直接焼入れや加速冷却の冷却性能は鋼板表面のスケールの付着状況の影響を受けることから、製造ラインにおけるデスケーリング装置の配置位置や、デスケーリングを効果的に行うデスケーリング技術に関して種々提案されている。

特許文献１は、厚鋼板のスケール除去方法に関し、熱間矯正時のスケール押し込みや成品での表面性状不良を防止するため、仕上げ圧延、熱間矯正、強制冷却の順に実施する工程間で適宜デスケーリングを行うことが記載されている。

特許文献２は、表面性状の優れた鋼板の製造方法に関し、高圧デスケーリング設備において鋼板の板厚が変動しても、高圧水ジェットの圧力と噴射範囲が最もデスケーリング効果が得られる距離となるようにデスケーリングノズルと鋼板表面との間隔を一定に制御することが記載されている。

特許文献３は、高圧水デスケーリングのヘッダーに関し、難剥離性スケールを剥離させるため、ヘッダーを上下昇降自在として鋼板とヘッダーとの距離を近づけて噴射水の単位散布面積当りの衝突力を上昇させることが記載されている。

特許文献４は、熱間圧延設備及び熱間圧延方法に関し、連続熱間圧延機の入側に配置されるV型デスケーラにおいて対向する水噴射ノズルをそれぞれ上下方向に回転可動として、鋼板の板厚が変わっても鋼板表面上における噴流水の間隔を最適として高いデスケーリング能力を維持することが記載されている。

特開平９−５７３２７号公報 特開平５−２２８５２６号公報 特開昭６３−６８２１３号公報 特開２００２−３３６９０８号公報

ところで、仕上げ圧延、熱間矯正、強制冷却の順に実施する工程で厚鋼板を製造する場合、厳格仕様材に対して熱間矯正後、強制冷却の前にデスケーリングを行うと、しばしば鋼板に表面疵が発生することが観察される。

本発明者等が製造ラインにおいて当該表面疵の発生状況を詳細に検討したところ、熱間矯正時にはスケールの剥離は観察されないことから、特許文献１記載の、熱間矯正時にスケールが剥離しないように、仕上げ圧延から熱間矯正の間でデスケーリングを行って、スケール厚さを調整することは有効であるものの、更に強制冷却の直前でデスケーリングを行うことによって、スケールが含まれたデスケーリング水が鋼板表面上を流れて熱間矯正行なう部位に達し、スケールとともに鋼板を熱間矯正することになって当該表面疵が発生する場合のあることが判明した。

一方、需要家においては材質均一性への要望が高まり、強制冷却の際、冷却不均一の一因となるスケールを残存させないようデスケーリング性能を向上させることが必要になっている。

そこで、本発明は、熱間矯正後、強制冷却の前にデスケーリングを行った場合でも表面疵が発生せず、スケール剥離性にも優れる、表面性状に優れた厚鋼板の製造方法および製造装置列を提供することを目的とする。

本発明の課題は以下の手段で達成可能である。
１．表面性状に優れた厚鋼板の製造方法であって、熱間圧延後、プリレベラーで形状矯正した後、水切りローラを前後に備えたデスケーリング装置でデスケーリングして、強制冷却する際、形状矯正後の鋼板形状を、前記デスケーリング装置の前方となる水切りローラで検出し、デスケーリング装置を制御することを特徴とする表面性状に優れた厚鋼板の製造方法。
２．仕上げ圧延機の下流側に、プリレベラーを備えた強制冷却装置を配した厚鋼板の製造装置列であって、前記プリレベラーと前記強制冷却装置の間に、その前後に水切りロールを備えたデスケーリング装置を有し、前記デスケーリング装置の前方の水切りロールはローラ軸芯の高さ方向の移動量を検出する機構を有していることを特徴とする厚鋼板の製造装置列。

本発明によれば、スケールの噛み込みが少なく表面性状に優れた厚鋼板が得られ、産業上極めて有用である。

本発明の適用に好適なデスケーリング装置の構成を説明する模式図。 本発明に係る厚鋼板の製造列に用いる水切りロールスタンドの構造の一例を説明する図。

本発明は、厚鋼板を熱間圧延し、プリレベラーで形状矯正した後、強制冷却装置で焼入れや加速冷却する前に、デスケーリング装置の入側に配置した水切りロールにより、スケールが含まれたデスケーリング水が鋼板表面上を流れて熱間矯正を行なう部位に達することを防止し、また、水切りロールで検出する形状矯正後の鋼板形状、特に鋼板長さ方向反りを基にデスケーリング装置を制御し、スケール剥離性能を向上させ優れた表面性状とすることを特徴とする。

図１は、本発明の適用に好適なデスケーリング装置の構成を示す模式図で、図において１ａ，１ｂは上下一対のロールからなる水切りロール、２はヘッダーと複数のノズルを有するデスケーリング装置、３はデスケーリング水、４は搬送ロール、５はデスケーリングされる鋼板、矢印ａは鋼板５の進行方向を示す。以下の説明において、鋼板５は搬送ロール４の上を矢印ａの方向に進行するものとし、進行方向は上流側から下流側とする。尚、水切りロール１ａ，１ｂは図示しないロールスタンドで支持されている。以下の説明において上流側を前方、下流側を後方と呼ぶ場合もある。

本発明に係る厚鋼板の製造方法では、鋼板５を強制冷却装置（図示しない）に搬入する前に、水切りロール１ａ，１ｂを前後に備えたデスケーリング装置２で鋼板５のデスケーリングを行う。

デスケーリング装置２から上流側に向かって噴出するデスケーリング水３は鋼板５の上を伝わっていく。もし上流側に水切りロール１ｂが配置されていないと、デスケーリング水３は、デスケーリング装置２の上流側に配置されたプリレベラー（図示しない）に流れ込む。このとき、プリレベラー（図示しない）に流れ込んだデスケーリング水３にはスケールが含まれるので、デスケーリング水３が表面を覆う鋼板５をプリレベラー（図示しない）で矯正するとスケールを噛みこんで表面疵が生じる。

そこで、本発明では、上流側に水切りロール１ｂを配置したデスケーリング装置２を用いて、デスケーリング水３がプリレベラー（図示しない）に流れ込むことを防止してデスケーリングを行った後、鋼板５の強制冷却（焼入れまたは加速冷却）を行う。

デスケーリング装置２は強制冷却時にデスケーリング水３が滞留することを防止して所望の冷却状態を得るため、下流側にも水切りロール１ａを配置する。

更に、熱間矯正後で鋼板に変形、例えば上下方向の変形である反りが残った場合でも最もデスケーリング効果の大きいデスケーリング水の圧力と噴射範囲が得られるようにデスケーリング装置２のデスケーリングノズルと鋼板表面の間隔を制御する。

そのため、本発明では、デスケーリング装置の前方（上流側）に配置される水切りロールにロール軸芯の高さ方向の移動量を検出する機構を設けて、ロール軸芯の高さ方向の移動量に応じてデスケーリングノズルを上下方向に移動させて鋼板表面との間隔を制御する。

また、本発明は、仕上げ圧延機（図示しない）の下流側に、プリレベラー（図示しない）を備えた強制冷却装置（図示しない）を配した厚鋼板の製造装置列であって、前記プリレベラーの下流側であって前記強制冷却装置の上流側に、その前後に水切りロール１ａ，１ｂを備えたデスケーリング装置２を配置したことを特徴とする厚鋼板の製造装置である。

図２はデスケーリング装置２の前方に配置される水切りロールスタンドの構造の一例を説明する図で、ロール軸受け７と水切りロール１ｂを支持する枠体の上下の端部８の間に検出器６を設け、ロール軸受け７の高さ方向の移動量を検出する。検出器６はデスケーリング水の影響などを受けないようにリニアポテンシャルなどの機械式検出機構を備えるものを使用する。熱間矯正後の鋼板形状をより正確に検出できるように、上下に検出器６を取り付けることが望ましい。

デスケーリング装置２の前後に配置された水切りロール１ａ，１ｂは、デスケーリングを必要としない鋼板が通過する場合、上方に退避するように昇降可能とすることが望ましい。

水切りロール１ｂの設置位置がデスケーリング装置２に近接し、両者の間の距離ｌ_２が短い場合、デスケーリング装置２と水切りロール１ｂの間の鋼板５の上面に水溜りができ、デスケーリング水３の鋼板への衝突圧が低下する。従って距離ｌ_２は許容される衝突圧の低下量を考慮して設定する。

一方、デスケーリング装置２から上流側に向かってデスケーリング水を噴出する場合、通常、デスケーリング装置の下流側に水切りロールを配置することはないが、本発明においては、デスケーリング装置の下流側に水切りロール１ａを配置する。

そして、水切りロール１ａの設置位置とデスケーリング装置２との距離ｌ_１は、可能な限り短いことが好ましい。これは、以下の理由による。

すなわち、デスケーリング装置２より下流側では、鋼板の上面にのみデスケーリング水が滞留しうるため、鋼板上面のほうが下面よりも冷やされやすい。こうして発生しうる強制冷却前の鋼板上下面での温度差を小さくするため、距離ｌ_１は、可能な限り短くすることが好ましい。

なお、水切りロール１ｂ方向に流れ込むデスケーリング水３の水量はデスケーリングノズルの配置方法、設置角度などに影響され、また鋼板５の上のデスケーリング水３の溜まり水の液面高さが衝突圧に及ぼす影響は、デスケーリング装置２の基本設計仕様の衝突圧に依存するものであるため、事前に実験的手法により求めておく。

１ａ，１ｂ 水切りロール
２ デスケーリング装置
３ デスケーリング水
４ 搬送ロール
５ 鋼板
６ 検出器
７ ロール軸受け
８ 端部
ａ 矢印

Claims (2)

1. 表面性状に優れた厚鋼板の製造方法であって、熱間圧延後、プリレベラーで形状矯正した後、水切りロールを前後に備えたデスケーリング装置でデスケーリングして、強制冷却するとともに、形状矯正後の鋼板形状を、前記デスケーリング装置の前方となる水切りロールで検出し、検出した鋼板形状に応じて前記デスケーリング装置のデスケーリングノズルを上下方向に移動させて鋼板表面との間隔を制御することを特徴とする表面性状に優れた厚鋼板の製造方法。
2. 仕上げ圧延機の下流側に、プリレベラーおよび強制冷却装置を配した厚鋼板の製造装置列であって、前記プリレベラーと前記強制冷却装置の間に、その前後に水切りロールを備えたデスケーリング装置を配し、前記デスケーリング装置の前方の水切りロールはロール軸芯の高さ方向の移動量を検出する機構と、検出された移動量に応じて前記デスケーリング装置のデスケーリングノズルを上下方向に移動させて鋼板表面との間隔を制御する機構とを有していることを特徴とする厚鋼板の製造装置列。

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