JP5621544B2

JP5621544B2 - ステンレス鋼スラブの表面手入れ方法

Info

Publication number: JP5621544B2
Application number: JP2010262182A
Authority: JP
Inventors: 陽平金子; 三城石川; 錦織　正規; 正規錦織
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2030-11-25
Also published as: JP2012110938A

Description

本発明は、ステンレス鋼スラブのグラインダーによる表面手入れ方法に関する。

近年、従来にも増して高品質の鉄鋼製品の要求が強く、特に、表面をメッキなどで処理しないステンレス鋼の製品は、冷間圧延後の表面性状が厳格であるために、ステンレス鋼のスラブ段階での表面手入れの対象は益々増加している。

ステンレス鋼スラブは、炭素鋼スラブの表面手入れに使用されるスカーファーでの表面溶削手入れでは熱応力により溶削面に割れが発生することから、スカーファーでの表面溶削手入れができず、一般的には、グラインダーによる表面研削手入れが行われている。このグラインダーによる表面研削手入れは、製品での表面欠陥となるスラブ表面の非金属介在物の除去や表面割れの除去、並びに、熱間圧延前の加熱炉にてスケール除去を発生させるための下地作りを目的としている。

このグラインダーによるステンレス鋼スラブの表面研削手入れの方法を図２に示す。図２に示すように、ステンレス鋼のスラブ１を固定させておき、回転する円盤状のグラインダー砥石２をスラブ１の一方の端部から他方の端部に向かってスラブ１の長手方向と平行に移動させ、グラインダー砥石２の幅相当分のスラブ表面を研削し、端部に到達したならば、グラインダー砥石２をほぼその幅相当分だけスラブ１の幅方向にずらし、グラインダー砥石２をスラブ１の長手方向の逆方向に移動させて研削し、この操作を反復繰り返し実施してスラブ１の長辺面の全体を研削するという方法である。スラブ１は反転され、スラブ１の反対側の長辺面もグラインダー砥石２による研削が同様にして行われる。尚、スラブ１の短辺面は、圧延後にサイドトリマーによるトリム代の範囲内になることから、表面手入れを実施しないことが一般的である。また、グラインダー砥石２は駆動装置に支持されているが、図２では省略している。

このようにして、グラインダーによる表面の全面研削手入れが施されたスラブ１には、図６に示すように、グラインダー砥石２の回転方向の下流側となる、スラブ１の長辺面と短辺面との縁部（以下、「エッジ部」と記す）に研削による研削バリが発生する。スラブ１の反対側の長辺面にも、グラインダー砥石２の回転方向の下流側となるスラブエッジ部には研削バリが発生する。尚、グラインダー砥石２の回転方向の上流側となるエッジ部には研削バリは発生しない。

エッジ部に研削バリが付着したままのステンレス鋼スラブを、スラブの幅圧下を伴う熱間圧延に供すると、圧延後の鋼板のエッジ部に連続的な線状の欠陥が発生する。この欠陥の発生位置は、スラブに換算するとスラブの片側のエッジ部のみに発生することや、欠陥部位の調査などから、上記エッジ部の研削バリが原因であることが特定されている。これは、ステンレス鋼は酸化されにくく、加熱炉において研削バリがスケール除去されないためである。

この研削バリに起因する欠陥の防止対策として、特許文献１には、スラブなどの金属片の溶断部や研削部に発生するバリを除去するために、バリを回転砥石で研削除去し、残存するバリを更に回転ワイヤーブラシで除去する方法が提案されている。

また、特許文献２には、研削バリを除去する技術ではないが、ステンレス鋼などの高合金鋼鋳片の鋳片コーナー部に起因する欠陥を防止する技術として、角形状断面の鋳片のコーナー部をグラインダーにて予め面取りし、その後、前記鋳片を加熱炉で加熱した後に分塊圧延する技術が提案されている。

特開平８−９０３９８号公報特開２００７−１６０３７９号公報

しかしながら、上記の特許文献１及び特許文献２には、以下の問題点がある。

即ち、研削用のグラインダーとは別のグラインダーによるスラブコーナー部のバリ除去作業（手入れ作業）が別途必要であり、生産性が大幅に低下する。また、スラブコーナー部のバリ除去工程が追加されるために、圧延工程へのスラブの搬送時間を費やし、その分、スラブの温度が低下して、熱間圧延時に割れが発生する要因となり、また、加熱炉でのエネルギー原単位が増加する。更に、研削バリを除去する際に、スラブの健全部も研削されることから、歩留り低下の原因となる。

尚、研削バリを発生させないようにするために、グラインダー砥石の回転方向を逆転させることも考えられないことではないが、砥石の破断などの恐れがあり、安全面から実施することはできない。また、グラインダー砥石の駆動装置自体をスラブに対して逆転可能な構造にすれば、研削バリは発生しないが、この場合には、設備改造が大掛かりとなり、設備費の増大を招く。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、熱間圧延時にスラブ幅が圧下されるステンレス鋼スラブの表面をグラインダーによって手入れするにあたり、研削バリの除去工程を設けなくても、鋼板製品の表面品質を確保することができる、生産性に優れたステンレス鋼スラブの表面手入れ方法を提供することである。

上記課題を解決するための第１の発明に係るステンレス鋼スラブの表面手入れ方法は、熱間圧延時にスラブ幅が圧下されるステンレス鋼スラブの表面をグラインダーによって手入れするステンレス鋼スラブの表面手入れ方法において、グラインダー砥石の回転軸がスラブ長手方向に対して直角ではなく、回転方向がスラブ長手方向に対して傾斜した、回転している円盤状のグラインダー砥石を、固定したステンレス鋼スラブの一方の端部から他方の端部に向かってスラブ長手方向と平行に移動させて、前記スラブの表面を研削し、スラブの端部に到達したなら、前記グラインダー砥石を１回の研削面の幅に相当する長さ分または研削面の幅に相当する長さ分よりも少ない長さだけスラブの幅方向にずらし、当該グラインダー砥石を前回の移動方向とは逆方向にスラブ長手方向と平行に移動させて前記スラブの表面を研削し、この操作を反復繰り返し行ってステンレス鋼スラブの長辺面を研削する表面手入れ方法であって、前記グラインダー砥石の回転方向下流側に位置するスラブコーナー部は、スラブ長手方向全体にわたって研削を行わずに未研削のままとすることを特徴とする。

第２の発明に係るステンレス鋼スラブの表面手入れ方法は、第１の発明において、前記未研削のままの部分の幅が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とする。

第３の発明に係るステンレス鋼スラブの表面手入れ方法は、第２の発明において、前記未研削のままの部分の幅をｄ（ｍｍ）、前記スラブの幅をＤ₀（ｍｍ）、予定される熱間圧延時での幅圧下後のスラブの幅をＤ₁（ｍｍ）とすると、「（Ｄ₀−Ｄ₁）」は２０ｍｍ以上であり、且つ、ｄは「（Ｄ₀−Ｄ₁）／２」以下であることを特徴とする。

第４の発明に係るステンレス鋼スラブの表面手入れ方法は、第１ないし第３の発明の何れかにおいて、前記未研削のままの部分の隣の部位を研削するときの前記グラインダー砥石の圧着圧力をＰ₁、それ以外の部位を研削するときの前記グラインダー砥石の圧着圧力をＰ₀とすると、Ｐ₁は「０．７×Ｐ₀」以下であることを特徴とする。

本発明によれば、グラインダー砥石の回転方向下流側に位置するスラブコーナー部は、スラブ長手方向全体にわたって研削を行わずに未研削のままとするので、スラブの長辺面全面をグラインダー手入れしていた際には発生していたスラブエッジ部の研削バリが発生せず、これにより、圧延後の鋼板においては、スラブエッジ部の研削バリに起因する線状欠陥の発生を防止することが実現される。また、これにより、グラインダー手入れの能率向上、表面手入れの短縮化による加熱炉装入時のスラブ温度の上昇によるエネルギーコストの削減、スラブ歩留りの向上など、工業上有益な効果を得ることも可能となる。

本発明で使用するグラインダー砥石のスラブに対する位置関係を示す概略平面図である。図１に示すグラインダー砥石でスラブ表面を研削する様子を示す概略斜視図である。本発明による表面手入れ後のスラブを示す概略斜視図である。圧延後のコイルでのエッジ部の欠陥発生率を従来方法と本発明例とで比較して示す図である。製品歩留り指数を従来方法と本発明例とで比較して示す図である。長辺面全面をグラインダーで研削したときのスラブの状態を示す概略斜視図である。

以下、本発明を具体的に説明する。

本発明では、ステンレス鋼スラブの表面をグラインダー手入れするにあたり、図１に示すように、円盤状のグラインダー砥石２の回転軸２ａがスラブ１の長手方向に対して直角ではなく、つまり回転軸２ａとスラブ長手方向とでなす角度θが３０°〜７０°程度である、グラインダー砥石２の回転方向がスラブ長手方向に対して傾斜したグラインダー砥石２を用いて研削手入れを実施する。これは、グラインダー砥石２をスラブ長手方向と平行に移動させて研削した際に、グラインダー砥石２の回転方向がスラブ長手方向に対して傾斜していることにより、研削された破片（研削屑）がスラブ表面から除去されて、研削が安定するからである。尚、図１において、グラインダー砥石２の回転方向は紙面の上向き方向でもまた下向き方向でもどちらでも構わないが、回転方向は一定方向とする。説明の関係上、ここではグラインダー砥石２の回転方向は紙面の上向き方向とする。また、グラインダー砥石２は、駆動装置に支持されているが、図では省略している。

このグラインダー砥石２を回転させ、図２に示すように、回転している円盤状のグラインダー砥石２を、置き台などの上に固定したステンレス鋼のスラブ１の一方の端部から他方の端部に向かってスラブ長手方向と平行に移動させ、スラブ１の表面を研削する。グラインダー砥石２がスラブ１の端部に到達したなら、グラインダー砥石２を１回の研削面の幅に相当する長さ分または１回の研削面の幅に相当する長さ分よりも少ない長さだけスラブ１の幅方向にずらし、グラインダー砥石２を前回の移動方向とは逆方向にスラブ長手方向と平行に移動させて、スラブ１の前回研削した部位の隣の表面を研削する。この操作を反復繰り返し行ってスラブ１の長辺面を研削する。

但し、グラインダー砥石２の回転方向下流側に位置するスラブ１のコーナー部は、つまり、図１及び図２に示す研削方法においては、グラインダー砥石２の回転方向は紙面の上向き方向であるので、グラインダー砥石２の回転方向下流側に相当する、紙面の向かって右側のスラブ１のコーナー部は、スラブ長手方向全体にわたって研削を行わずに未研削のままとする。図３に研削後のスラブの斜視図を示す。図３において、符号３が研削面、符号４が未研削のままの部分（未研削面）であり、スラブ１の幅をＤ₀、未研削面４の幅をｄで表示している。

この場合、未研削面４の幅（ｄ）は、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることが好ましい。未研削面４の幅（ｄ）が１０ｍｍ未満では、スラブ１のエッジ部に研削バリが発生する恐れがあり、一方、未研削面４の幅（ｄ）が５０ｍｍを超えると、未研削面４が広くなって圧延後の鋼板に非金属介在物や表面割れなどのスラブ自体の欠陥に起因する欠陥が生ずる恐れがあるからである。

また更に、次工程の熱間圧延時に予定されるスラブ幅圧下後のスラブの幅をＤ₁とすると、未研削面４の幅（ｄ）は、スラブ１の幅（Ｄ₀）と幅圧下後のスラブ幅（Ｄ₁）との差「（Ｄ₀−Ｄ₁）」が２０ｍｍ以上である条件下で、スラブ１の幅（Ｄ₀）及び幅圧下後のスラブ幅（Ｄ₁）に対して下記の（１）式の範囲内とすることが好ましい。

ｄ≦（Ｄ₀−Ｄ₁）／２…（１）
つまり、幅圧下量が大きい場合には、圧延後の鋼板に欠陥を起こすことなく、未研削面４の幅（ｄ）を大きくすることができる。

また、未研削面４の隣横の研削面３において発生する研削バリは、長辺面全面を研削する際に発生するスラブエッジ部の研削バリに比較すると、無視できるほどに小さいが、この部位での研削バリの発生を極力抑止するために、この部位を研削するときのグラインダー砥石２の圧着圧力をその他の部位を研削するときに比較して小さくすることが好ましい。具体的には、未研削面４の隣横の研削面以外を研削するときのグラインダー砥石２の圧着圧力をＰ₀とし、未研削面４の隣横を研削するときのグラインダー砥石２の圧着圧力をＰ₁とすると、圧着圧力（Ｐ₁）を圧着圧力（Ｐ₀）の０．７倍以下（Ｐ₁≦０．７×Ｐ₀）とすることが好ましい。

本発明においては、熱間圧延時にスラブ幅が圧下されるステンレス鋼スラブを対象とする。熱間圧延時にスラブ幅が圧下されると、スラブ１のエッジ部が圧延後の鋼板の長辺面側に回り込み、スラブ１のエッジ部に研削バリが存在すると、圧延後の鋼板表面に欠陥が発生するからである。尚、本発明においては、スラブ１の短辺面（側面）は手入れを実施せず、未研削のままとする。

また、ステンレス鋼には、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼などの各種のステンレス鋼が存在するが、本発明は、ＪＩＳ規格でステンレス鋼に分類される鋼種である限り、成分系に関係なく全てのステンレス鋼に適用することができる。また、スラブが連続鋳造機によって鋳造されたものであっても、鋼塊を分塊圧延によって製造したものであっても、更に連続鋳造機によって鋳造されたスラブを分塊圧延によって製造したものであっても、何れのスラブであっても本発明を適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、グラインダー砥石２の回転方向下流側に位置するスラブコーナー部は、スラブ長手方向全体にわたって研削を行わずに未研削のままとするので、スラブ１の長辺面全面をグラインダー手入れしていた際には発生していたスラブエッジ部の研削バリが発生せず、これにより、圧延後のステンレス鋼鋼板においては、スラブエッジ部の研削バリに起因する線状欠陥の発生を防止することが達成される。

Ｃｒ含有量が１１〜２２質量％、Ｍｏ含有量が０〜２．５質量％で、更に、Ｔｉ及びＮｂを含有する高Ｃｒ極低炭素ステンレス鋼スラブに本発明を適用した例を説明する。

連続鋳造機で鋳造された高Ｃｒ極低炭素ステンレス鋼スラブを、大気中で１日以上放冷する、または保温ピット内に装入して１日以上徐冷した表面温度が１００〜２００℃のスラブをグラインダー手入れした。スラブのサイズは、厚みが２２０ｍｍ、幅が１０００〜１５００ｍｍ、長さが４５００〜１２０００ｍｍである。

グラインダー砥石の回転方向下流側に位置するスラブコーナー部は未研削のままとし、スラブの上面及び下面の長辺面を研削した。未研削面の幅（ｄ）は、１０〜５０ｍｍで、且つ、上記の（１）式を満足する範囲とした。グラインダー砥石による研削条件（研削速度、砥石粗目、砥石回転速度、砥石圧着圧力）は、全てのスラブで同一条件とした。スラブの短辺面は未研削のままとした。

この条件で研削したスラブを熱延工程の加熱炉に装入し、所定の温度まで加熱した後、幅圧下装置により３０〜１００ｍｍ程度の幅圧下を施し、次いで、粗圧延機、仕上げ圧延機により所定の厚みのステンレス鋼のコイルに圧延した。

圧延後のステンレス鋼コイルの表面を巻き戻しながら目視で観察し、特にスラブエッジに相当する部位の欠陥を調査した。図４に、調査結果を示す。図４に示すように、従来の手入れ方法（全面グラインダー手入れ＋エッジ部グラインダー手入れ）では、欠陥発生のコイル数が総圧延コイル数の０．６３％程度であったが、本発明を適用することにより、スラブエッジに相当する部位に欠陥が発生したコイルは皆無であった。

また、スラブの手入れ量が減少したことと、コイルでの欠陥が減少したこととの相乗効果によって、鋼板製品の歩留りは、図５に示すように０．７％程度向上した。

１スラブ
２グラインダー砥石
２ａ回転軸
３研削面
４未研削面

Claims

熱間圧延時にスラブ幅が圧下されるステンレス鋼スラブの表面をグラインダーによって手入れするステンレス鋼スラブの表面手入れ方法において、
グラインダー砥石の回転軸がスラブ長手方向に対して直角ではなく、回転方向がスラブ長手方向に対して傾斜した、一定方向に回転している円盤状のグラインダー砥石を、固定したステンレス鋼スラブの一方の端部から他方の端部に向かってスラブ長手方向と平行に移動させて、前記スラブの表面を研削し、スラブの端部に到達したなら、前記グラインダー砥石を１回の研削面の幅に相当する長さ分または研削面の幅に相当する長さ分よりも少ない長さだけスラブの幅方向にずらし、当該グラインダー砥石を、グラインダー砥石の回転方向を変えずに、前回の移動方向とは逆方向にスラブ長手方向と平行に移動させて前記スラブの表面を研削し、この操作を反復繰り返し行ってステンレス鋼スラブの長辺面を研削する表面手入れ方法であって、
前記グラインダー砥石の回転方向下流側に位置するスラブコーナー部は、スラブ長手方向全体にわたって研削を行わずに未研削のままとすることを特徴とする、ステンレス鋼スラブの表面手入れ方法。
前記未研削のままの部分の幅が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のステンレス鋼スラブの表面手入れ方法。
前記未研削のままの部分の幅をｄ（ｍｍ）、前記スラブの幅をＤ₀（ｍｍ）、予定される熱間圧延時での幅圧下後のスラブの幅をＤ₁（ｍｍ）とすると、「（Ｄ₀−Ｄ₁）」は２０ｍｍ以上であり、且つ、ｄは「（Ｄ₀−Ｄ₁）／２」以下であることを特徴とする、請求項２に記載のステンレス鋼スラブの表面手入れ方法。
前記未研削のままの部分の隣の部位を研削するときの前記グラインダー砥石の圧着圧力をＰ₁、それ以外の部位を研削するときの前記グラインダー砥石の圧着圧力をＰ₀とすると、Ｐ₁は「０．７×Ｐ₀」以下であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載のステンレス鋼スラブの表面手入れ方法。