JP5974771B2 - 熱間圧延鋼材のデスケーリング方法およびデスケーリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱間圧延鋼材（熱延鋼帯、厚鋼板、条鋼など）を製造する熱間圧延ラインにおいて、被圧延材（熱間圧延開始前、熱間圧延中、熱間圧延終了後の熱間圧延鋼材）のスケールを除去（デスケーリング）するためのデスケーリング方法およびデスケーリング装置に関するものである。

熱間圧延鋼材（熱延鋼帯、厚鋼板（厚板）、条鋼など）を製造する熱間圧延ラインにおいては、熱間圧延開始前（最初の圧延パスを開始する前）や、熱間圧延中（最初の圧延パスを開始してから最後の圧延パスを終了するまでの間）や、熱間圧延終了後（最後の圧延パスを終了した後）に、被圧延材のスケールの除去（デスケーリング）を行う。

その際に、熱間圧延開始前や熱間圧延中のデスケーリングは、被圧延材表面のスケール（主に酸化物）を剥がして、スケールが熱間圧延機（圧延ロール）によって地鉄に押し込まれるのを防いだり、スケールが圧延ロールに密着して次の地鉄表面にスケールが引っ付く転写現象などを防いだりするために行われる。また、熱間圧延終了後のデスケーリングは、被圧延材の表面品質の確保や、冷却水で加速冷却を行うに際して温度むらの発生を防ぐことを目的として行われる。熱延鋼帯製造ライン、厚板製造ライン、条鋼製造ラインなどの熱間圧延鋼材の製造ライン（熱間圧延ライン）では、加熱炉直後に設置されているＨＳＢ（Ｈｏｔ Ｓｃａｌｅ Ｂｒｅａｋｅｒ）、熱延鋼帯の粗圧延機や厚板圧延機の前後に設置されているミルデスケーリング装置、熱延鋼帯の仕上げ圧延機前に設置されているＦＳＢ（Ｆｉｎｉｓｈ Ｓｃａｌｅ Ｂｒｅａｋｅｒ）など、デスケーリング装置はどの熱間圧延鋼材の製造ラインでも必須の設備である。

図１に上面図を示すように、どのデスケーリング装置でも、ライン幅あるいは製品幅に対応して、幅方向に複数のデスケーリングノズル（デスケーリングスプレーノズル）１が並べて配置されていて、各デスケーリングノズル１は、噴射口から噴射されるデスケーリング水の被圧延材３表面への衝突領域（噴射領域）２の楕円長軸が幅方向に対して傾き角α（１〜３０°程度）で傾き、かつ図２に側面図を示すように、デスケーリングノズル１の中心軸が被圧延材３の搬送方向において垂直方向に対して傾き角β（５〜１５°程度）で傾くように設置されている。さらに、隣接する衝突領域２が幅方向で部分的に重なるようにして、幅方向で隙間ができないようにいる。

このようにデスケーリング水の衝突領域２が幅方向に対して傾き角α（１〜３０°程度）で傾くように設置する理由は、図３に示すように、デスケーリング水の衝突領域２が幅方向に対して傾き角を持たないように設置すると、隣接するデスケーリングノズル１から噴射されたデスケーリング水同士が互いに干渉しあってデスケーリングできない領域４が発生するからである。また、デスケーリングノズル１の軸線が垂直方向に対して傾き角β（５〜１５°程度）で傾くように設置する理由は、デスケーリングされたスケールなどを被圧延材３の表面上から水流によって吹き飛ばすためである。

しかしながら、上記のようにデスケーリングノズル１を設置した場合でも、以下のような問題がある。

すなわち、図４に示すように、デスケーリングノズル１から被圧延材３に衝突させた後のデスケーリング水流５は被圧延材３の長手方向に対して角度αとなる方向に流れていくため、そのデスケーリング水流５の一部が、隣接するデスケーリングノズル１の衝突領域２の一部に流れ込むことである。その結果、デスケーリング水流５が流れ込んだ領域４ではデスケーリングの効果が弱まり、スケール残りが発生しやすくなる。一般的な炭素鋼などでは、デスケーリングノズル１からの噴射圧あるいは被圧延材３への衝突圧が十分に高ければ問題がないが、高合金鋼などのスケールが剥がれにくい成分を含む鋼種では、スケール残りが顕著に現れる。このような、デスケーリングノズル１からのデスケーリング水が被圧延材３に衝突する衝突領域２に、隣のデスケーリングノズル１から被圧延材３に衝突した後のデスケーリング水（デスケーリング水流）５が流れ込む領域４を一般にラップ部といい、このスケール残りの問題をここでは「ラップ部の問題」と呼ぶ。

なお、図５は、ラップ部の付近を拡大した上面図である。図５において、ｗは衝突領域２の幅、ｔはスプレー厚み（衝突領域２の幅方向中央位置における被圧延材搬送方向の長さ）、Ｌはラップ部４の幅、Ｖは不圧延材３の搬送速度（通過速度）である。

そして、このラップ部の問題を解決するために、これまで、下記のような技術が開示されている。

（ａ）特許文献１、２には、デスケーリングノズルの１本置きに上流側と下流側別々に傾ける技術が開示されている。図６は特許文献１に示されている図であり、主なデスケーリングノズルからのデスケーリング水流はデスケーリングノズルを傾けている方向に流れていくので、ラップ部の問題が少ないノズル配置である。

（ｂ）特許文献３〜５には、デスケーリングノズルを高速回転させる技術が開示されている。これによって、ラップ部の問題は完全に解決することが可能である。

（ｃ）特許文献６には、デスケーリングノズルからのデスケーリング水の噴射水量分布を傾斜させる技術が開示されている。すなわち、隣の噴射領域にデスケーリング水流が流れ込む部分のデスケーリング水の噴射水量を減らし、隣のデスケーリング水流が流れ込む噴射領域部分のデスケーリング水の噴射水量を増やした傾斜水量分布をもったデスケーリングノズルが示されている。

特開平９−１７４１３７公報 特開平１１−３４７６２２公報 特許第３３０７７７１号公報 特開平１１−２１６５１３公報 特表２０１２−５０１８５４号公報 特許第４７６５３４４号公報

しかしながら、上記の特許文献１、２に記載の技術、特許文献３〜５に記載の技術、特許文献６に記載の技術には、それぞれ以下のような問題がある。

まず、特許文献１、２に記載の技術では、図６に示されているように、一部のデスケーリング水流がデスケーリングノズルの傾き方向と逆の方向にも流れていくので、完全にラップ部の問題が解決しているとは言えない。また、上流側に傾けたデスケーリングノズルと、下流側に傾けたデスケーリングノズルとでは、デスケーリングする時間差が発生するので、その間に被圧延材の表面温度が下がってしまい、その温度差によってスケールの組成や剥がれ方が異なり、これが製品段階で模様となって現れる問題も発生する。

また、特許文献３〜５に記載の技術では、実際に熱延鋼帯や厚板の製造ラインに適用しようとした場合、複数の回転ノズルが必要で、回転ノズルと回転ノズルの一部分はラップさせなければならないため、回転ノズル間でスケール模様が発生する問題がある。また、回転ノズルの構造が複雑で、メンテナンス費用などが高くなる問題もある。これらの問題が解決されないため、回転デスケーリングノズルを取り入れている熱間圧延ラインはごくわずかである。

また、特許文献６に記載の技術では、そのような傾斜水量分布をもったデスケーリングノズルを配置しても、噴射水量を増やした噴射領域部分のデスケーリング水流が逆方向にも流れるため、逆方向に噴射領域が存在するデスケーリングノズルのデスケーリング能力を削いでしまう問題が発生する。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、熱間圧延鋼材（熱延鋼帯、厚板、条鋼など）を製造する熱間圧延ラインにおいて、被圧延材（熱間圧延開始前、熱間圧延中、熱間圧延終了後の熱間圧延鋼材）のスケールを除去（デスケーリング）するに際して、デスケーリングノズルから被圧延材に衝突させた後のデスケーリング水流が隣のデスケーリングノズルの衝突領域に流れ込む個所（ラップ部）でのスケール残りの問題（ラップ部の問題）を適切に解決することができるデスケーリング方法およびデスケーリング装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］熱間圧延鋼材の熱間圧延ラインにおいて、被圧延材のスケールを除去するためのデスケーリング方法であって、幅方向に複数のデスケーリングノズルを並べて配置する際に、各デスケーリングノズルを、噴射口から噴射されるデスケーリング水の被圧延材表面への衝突領域が幅方向に対して所定の角度で傾き、かつ、デスケーリングノズルの中心軸が被圧延材の搬送方向において垂直方向に対して所定の角度で傾くように設置し、さらに、隣接する衝突領域が幅方向で部分的に重なるように配置した上で、各デスケーリングノズルを幅方向に同期しながら振動させることを特徴とする熱間圧延鋼材のデスケーリング方法。

［２］各デスケーリングノズルの回転支点を設け、その回転支点を支点にして各デスケーリングノズルを円弧状に幅方向に同期しながら振動させることを特徴とする前記［１］に記載の熱間圧延鋼材のデスケーリング方法。

［３］各デスケーリングノズルの噴射口の振動幅がラップ部の幅以上であるとともに、振動数が下記の式を満足することを特徴とする前記［１］または［２］に記載の熱間圧延鋼材のデスケーリング方法。
Ｆ≧（Ｖ／６０）／（ｔ／１０００）
ここで、Ｆ：噴射口の振動数（Ｈｚ）
Ｖ：被圧延材の通過速度（ｍｐｍ）
ｔ：スプレー厚み（ｍｍ）

［４］熱間圧延鋼材の熱間圧延ラインにおいて、被圧延材のスケールを除去するためのデスケーリング装置であって、幅方向に並べて複数のデスケーリングノズルが配置されていて、各デスケーリングノズルは、噴射口から噴射されるデスケーリング水の被圧延材表面への衝突領域が幅方向に対して所定の角度で傾き、かつ、デスケーリングノズルの中心軸が被圧延材の搬送方向において垂直方向に対して所定の角度で傾くように設置され、さらに、隣接する衝突領域が幅方向で部分的に重なるように配置された上で、各デスケーリングノズルが同期しながら幅方向に振動することを特徴とする熱間圧延鋼材のデスケーリング装置。

［５］各デスケーリングノズルの回転支点を備え、その回転支点を支点にして各デスケーリングノズルが同期しながら円弧状に幅方向に振動することを特徴とする前記［４］に記載の熱間圧延鋼材のデスケーリング装置。

［６］各デスケーリングノズルの噴射口の振動幅がラップ部の幅以上であるとともに、振動数が下記の式を満足することを特徴とする前記［４］または［５］に記載の熱間圧延鋼材のデスケーリング装置。
Ｆ≧（Ｖ／６０）／（ｔ／１０００）
ここで、Ｆ：噴射口の振動数（Ｈｚ）
Ｖ：被圧延材の通過速度（ｍｐｍ）
ｔ：スプレー厚み（ｍｍ）

［７］前記［４］〜［６］のいずれかに記載のデスケーリング装置を用いて被圧延材のスケールを除去しながら熱間圧延鋼材を製造することを特徴とする熱間圧延鋼材の製造方法。

なお、上記［３］、［６］において、「ラップ部」とは、デスケーリングノズルからのデスケーリング水が被圧延材に衝突する衝突領域に、隣のデスケーリングノズルから被圧延材に衝突した後のデスケーリング水（デスケーリング水流）が流れ込む領域のことである。

本発明により、熱間圧延鋼材（熱延鋼帯、厚板、条鋼など）を製造する熱間圧延ラインにおいて、被圧延材のスケールを除去（デスケーリング）するに際して、デスケーリングノズルから被圧延材に衝突させた後のデスケーリング水（デスケーリング水流）が隣のデスケーリングノズルの衝突領域に流れ込む個所（ラップ部）で生じるスケール残りの問題（ラップ部の問題）を適切に解決することができる。その結果、高合金鋼などの熱間圧延鋼材を熱間圧延する際に、スケールむらを発生することなく、安定してデスケーリングすることが可能となり、欠陥率の低減、歩留まり向上の効果を得ることが可能となる。

一般的なデスケーリングノズルの配置を示す上面図である。 一般的なデスケーリングノズルの設置を示す側面図である。 衝突領域が幅方向に対して傾いていない場合の問題点を示す上面図である。 一般的なデスケーリングノズルの配置における問題点を示す上面図である。 ラップ部の付近を拡大した上面図である。 特許文献１に記載のデスケーリングノズルの配置を示す模式図である。 本発明の実施形態１を示す模式図である。 本発明の実施形態２を示す模式図である。 本発明の実施例１における熱延鋼帯の熱間圧延ラインを示す図である。 本発明の実施例１におけるデスケーリングノズルを示す模式図である。 本発明の実施例２における厚板の熱間圧延ラインを示す図である。 本発明の実施例２におけるデスケーリングノズルを示す模式図である。 本発明の実施例３における厚板の熱間圧延ラインを示す図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［実施形態１］
図７は、本発明の実施形態１におけるデスケーリング装置４１を示す模式図である。

図７に示すように、この実施形態１におけるデスケーリング装置４１では、図１、図２で示したと同様に、幅方向に複数のデスケーリングノズル（デスケーリングスプレーノズル）１が並べて配置されていて、各デスケーリングノズル１は、噴射口から噴射されるデスケーリング水の被圧延材３表面への衝突領域（噴射領域）２の楕円長軸が幅方向に対して傾き角α（１〜３０°程度）で傾き、かつ、デスケーリングノズル１の中心軸が被圧延材３の搬送方向において垂直方向に対して傾き角β（５〜１５°程度）で傾くように設置され、さらに、隣接する衝突領域２が幅方向で部分的に重なるようにして、幅方向で隙間ができないようにいる。

その上で、この実施形態１におけるデスケーリング装置４１では、デスケーリングノズル１を取り付けたノズルヘッダー６に加振機９とモータ１０が取り付けられ、ノズルヘッダー６と主配管７の間は高圧ゴムホース８で接続されている。

そして、デスケーリング中に加振機９を作動させて、ノズルヘッダー６ごと幅方向に振動させることによって、各デスケーリングノズル１の噴射口が幅方向に同期しながら振動することとなり、デスケーリングノズル１から被圧延材３に衝突させた後のデスケーリング水流５が幅方向に分散し、デスケーリングノズル１の衝突領域２に流れ込むデスケーリング水流５からの悪影響が緩和されて、スケール残りの発生が抑止される。

その際に、デスケーリングノズル１の噴射口の振動幅は、スケール残りが発生しやすいラップ部４の幅Ｌ以上とすることが好ましい。

また、デスケーリングノズル１の噴射口の振動数（振動周波数）については、本発明者らの経験によると、スケール残りの抑止に好適な最小振動周波数Ｆｃ（Ｈｚ）はデスケーリングする被圧延材３の通過速度Ｖ（ｍｐｍ）と、デスケーリングスプレーノズル１のスプレー厚みｔ（ｍｍ）から、式（１）によって求められる。

Ｆｃ＝（Ｖ／６０）／（ｔ／１０００） ・・・（１）

例えば、被圧延材３の通過速度Ｖが６０ｍｐｍ、スプレー厚みｔが２０ｍｍであるとすると、好適な最小振動周波数Ｆｃは５０Ｈｚとなる。振動周波数が高ければ高いほどラップ部４のスケール残りを抑止する効果は大きい。

したがって、デスケーリングノズル１の噴射口の振動数Ｆは、下記の式（２）を満足することが好ましい。

Ｆ≧（Ｖ／６０）／（ｔ／１０００） ・・・（２）
ここで、Ｆ：噴射口の振動数（Ｈｚ）
Ｖ：被圧延材の通過速度（ｍｐｍ）
ｔ：スプレー厚み（ｍｍ）

［実施形態２］
図８は、本発明の実施形態２におけるデスケーリング装置４２を示す模式図である。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、この実施形態２におけるデスケーリング装置４２の基本的な構成は、上記の実施形態１におけるデスケーリング装置４１と同様であるが、この実施形態２におけるデスケーリング装置４２では、デスケーリングノズル１へのノズル配管１ａの上端に固定軸１１が設置されていて、その固定軸１１に各デスケーリングノズル１（ノズル配管１ａ）の回転支点１３が設けられているとともに、デスケーリングノズル１の高さ位置に移動軸１２が設置されていて、その移動軸１２に加振機９とモータ１０が取り付けられている。なお、ノズル配管１ａとノズルヘッダー６との間は高圧ゴムホース８で接続されている。

そして、デスケーリング中に加振機９を作動させると、回転支点１３を支点にして各デスケーリングノズル１が同期しながら振り子のように円弧状に幅方向に振動するようになる（図８（ａ）の状態から図８（ｂ）の状態へ、図８（ｂ）の状態から図８（ａ）の状態へ）。

これによって、デスケーリングノズル１の噴射方向が幅方向にも傾き、その傾き角度が周期的に変化するので、デスケーリングノズル１から被圧延材２に衝突させた後のデスケーリング水流５が幅方向により一層分散し、デスケーリングノズル１の衝突領域２に流れ込むデスケーリング水流５からの悪影響がさらに緩和されて、スケール残りの発生が大幅に抑止される。

なお、この実施形態２のデスケーリング装置４２も、実施形態１のデスケーリング装置４１と同様に、デスケーリングノズル１の噴射口の振動幅は、スケール残りが発生しやすいラップ部４の幅Ｌ以上とすることが好ましい。

また、デスケーリングノズル１の噴射口の振動数Ｆは、下記の式（２）を満足することが好ましい。

Ｆ≧（Ｖ／６０）／（ｔ／１０００） ・・・（２）
ここで、Ｆ：噴射口の振動数（Ｈｚ）
Ｖ：被圧延材の通過速度（ｍｐｍ）
ｔ：スプレー厚み（ｍｍ）

本発明の実施例１として、図９に示す熱延鋼帯の熱間圧延ラインにおいて、Ｓｉを１．０質量％含む高合金鋼帯を製造した。

図９に示すように、この熱延鋼帯の熱間圧延ラインは、加熱炉２０、ＨＳＢ２１、サイジングプレス２２、第１粗圧延機２３、第２粗圧延機２４、ＦＳＢ２５、仕上圧延機群２６、ランナウトテーブル２７、ダウンコイラー２８を備えている。

そして、ＦＳＢ２５として、図１０に示すように、前述の図７に示した本発明の実施形態１のデスケーリング装置４１を２段に配置して、第１デスケーリング装置２５ａと第２デスケーリング装置２５ｂにした。その際、第１デスケーリング装置２５ａにおけるデスケーリングノズル１の振動方向と第２デスケーリング装置２５ｂにおけるデスケーリングノズル１の振動方向は異なる位相となるように調整した。

なお、デスケーリングノズル１の噴射圧力は４０ＭＰａ、デスケーリングノズル１から被圧延材３までの距離は７０ｍｍ、デスケーリングノズル１の幅方向の間隔は１００ｍｍとし、デスケーリングノズル１の衝突領域２の幅ｗは１１０ｍｍ、スプレー厚みｔは１０ｍｍ、ラップ部４の幅Ｌは１０ｍｍであった。

そして、加熱炉２０から被圧延材を抽出し、ＨＳＢ２１、サイジングプレス２２、第１粗圧延機２３、第２粗圧延機２４を経て、ＦＳＢ２５にシートバー厚５０ｍｍ、搬送速度３０ｍｐｍで突入させ、ＦＳＢ２５を通過させた後、仕上圧延機群２６で圧延、ランアウトテーブル２７で冷却、ダウンコイラー２８で巻き取って、被圧延材の表面検査を行った。

その際に、まず、比較例１として、第１デスケーリング装置２５ａと第２デスケーリング装置２５ｂのいずれも加振機９の作動を停止して、デスケーリングノズル１を振動させなかった。

これに対して、本発明例１ａとして、第１デスケーリング装置２５ａと第２デスケーリング装置２５ｂのそれぞれの加振機９を作動させて、各デスケーリングノズル１を振動幅３ｍｍ（ラップ部４の幅Ｌ未満）、振動周波数５０Ｈｚで幅方向に振動させた。

また、本発明例１ｂとして、第１デスケーリング装置２５ａと第２デスケーリング装置２５ｂのそれぞれの加振機９を作動させて、デスケーリングノズル１を振動幅１０ｍｍ（ラップ部４の幅Ｌ以上）、振動周波数５０Ｈｚで幅方向に振動させた。

ちなみに、前記の式（１）で計算すると、デスケーリングノズル１の好適な最小振動周波数Ｆｃは（３０／６０）／（１０／１０００）＝５０Ｈｚであった。

したがって、本発明例１ａ、１ｂでは、デスケーリングノズル１の振動周波数が前記の式（２）を満足している。

その結果、比較例１では、幅方向に約１００ｍｍ間隔で幅１０ｍｍのスケールむら欠陥（スケール残り欠陥）が見付かったが、それに対して、本発明例１ａでは、幅方向に約１００ｍｍ間隔で幅５ｍｍのスケールむら欠陥（スケール残り欠陥）に抑えられた。そして、本発明例１ｂでは、スケールむら欠陥等の表面欠陥は全く見付からなかった。

本発明の実施例２として、図１１に示す厚板の熱間圧延ラインにおいて、ＣｒやＭｏを含む高張力鋼板を製造した。

図１１に示すように、この厚板の熱間圧延ラインは、加熱炉２０、ＨＳＢ２１、粗圧延機３１、仕上圧延機３２、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３、仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４、加速冷却装置３６、ホットレベラー３７を備えている。

そして、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３と仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４として、図１２に示すように、前述の図８に示した本発明の実施形態２のデスケーリング装置４２をそれぞれ配置した。

なお、デスケーリングノズル１の噴射圧力は２０ＭＰａ、デスケーリングノズル１から被圧延材３までの距離は７０ｍｍ、デスケーリングノズル１の幅方向の間隔は１００ｍｍとし、デスケーリングノズル１の衝突領域２の幅ｗは１１０ｍｍ、スプレー厚みｔは２０ｍｍ、ラップ部の幅Ｌは１０ｍｍであった。

そして、加熱炉２０から被圧延材を抽出し、ＨＳＢ２１でのデスケーリング、粗圧延機３１での７パスの圧延を経て、仕上圧延機３２に突入させた。仕上げ圧延機３２では９パスの圧延を行った。その際、上流側から仕上圧延機３２に被圧延材３が噛み込むことになる奇数パス目では、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３を使用し、下流側から仕上圧延機３２に被圧延材３が噛み込むことになる偶数パス目では、仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４を使用した。ミルデスケーリング装置３３、３４での被圧延材３の通過速度は６０ｍｐｍであった。仕上圧延後、加速冷却装置３６、ホットレベラー３７を経て、常温になってから、被圧延材の表面検査を行った
その際に、まず、比較例２として、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３と仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４のいずれも加振機９の作動を停止して、デスケーリングノズル１を振動させなかった。

これに対して、本発明例２ａとして、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３と仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４のそれぞれの加振機９を作動させて、各デスケーリングノズル１を振動幅３ｍｍ（ラップ部４の幅Ｌ未満）、振動周波数５０Ｈｚで幅方向に振動させた。

また、本発明例２ｂとして、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３と仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４のそれぞれの加振機９を作動させて、デスケーリングノズル１を振動幅１０ｍｍ（ラップ部４の幅Ｌ以上）、振動周波数５０Ｈｚで幅方向に振動させた。

ちなみに、前記の式（１）で計算すると、デスケーリングノズル１の好適な最小振動周波数Ｆｃは（６０／６０）／（２０／１０００）＝５０Ｈｚであった。

したがって、本発明例２ａ、２ｂでは、デスケーリングノズル１の振動周波数が前記の式（２）を満足している。

その結果、比較例２では、幅方向に約１００ｍｍ間隔で幅８ｍｍのスケールむら欠陥（スケール残り欠陥）が見付かったが、それに対して、本発明例２ａでは、幅方向に約１００ｍｍ間隔で幅４ｍｍのスケールむら欠陥（スケール残り欠陥）に抑えられた。そして、本発明例２ｂでは、スケールむら欠陥等の表面欠陥は全く見付からなかった。

本発明の実施例３として、図１３に示す厚板の熱間圧延ラインにおいて、ＣｒやＮｉを含む耐候性高張力鋼板を製造した。

図１３に示すように、この厚板の熱間圧延ラインは、加熱炉２０、ＨＳＢ２１、粗圧延機３１、仕上圧延機３２、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３、仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４、加速冷却装置３６、加速冷却装置３６前のデスケーリング装置３５、ホットレベラー３７を備えている。

そして、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３と仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４として、図１２に示したと同様に、前述の図８に示した本発明の実施形態２のデスケーリング装置４２をそれぞれ配置した。

なお、ミルデスケーリング装置３３、３４のデスケーリングノズル１の噴射圧力は２０ＭＰａ、デスケーリングノズル１から被圧延材３までの距離は７０ｍｍ、デスケーリングノズル１の幅方向の間隔は１００ｍｍとし、デスケーリングノズル１の衝突領域２の幅ｗは１１０ｍｍ、スプレー厚みｔは２０ｍｍ、ラップ部４の幅Ｌは１０ｍｍであった。

また、加速冷却装置３６前のデスケーリング装置３５として、前述の図７に示した本発明の実施形態１のデスケーリング装置４１を配置した。なお、加速冷却装置３６前のデスケーリング装置３５のスプレー厚みｔは２０ｍｍ、ラップ部４の幅Ｌは約５ｍｍであった。

そして、加熱炉２０から被圧延材を抽出し、ＨＳＢ２１でのデスケーリング、粗圧延機３１での７パスの圧延を経て、仕上圧延機３２に突入させた。仕上げ圧延機３２では９パスの圧延を行った。その際、上流側から仕上圧延機３２に被圧延材３が噛み込むことになる奇数パス目では、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３を使用し、下流側から仕上圧延機３２に被圧延材３が噛み込むことになる偶数パス目では、仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４を使用した。ミルデスケーリング装置３３、３４での被圧延材３の通過速度は６０ｍｐｍであった。仕上圧延後、加速冷却装置３６前のデスケーリング装置３５でのデスケーリングを行い、加速冷却装置３６で焼き入れを行いながら通過させた。デスケーリング装置３５での被圧延材３の通過速度は６０ｍｐｍであった。その後、ホットレベラー３７を経て、常温になってから、被圧延材の表面検査を行った。

その際に、まず、比較例３として、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３と仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４および加速冷却装置３６前のデスケーリング装置３５のいずれも加振機９の作動を停止して、それぞれのデスケーリングノズル１を振動させなかった。

これに対して、本発明例３ａとして、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３と仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４のそれぞれの加振機９を作動させて、各デスケーリングノズル１を振動幅３ｍｍ、振動周波数５０Ｈｚで幅方向に振動させるとともに、加速冷却装置３６前のデスケーリング装置３５の加振機９を作動させて、各デスケーリングノズル１を振動幅３ｍｍ（ラップ部４の幅Ｌ未満）、振動周波数５０Ｈｚで幅方向に振動させた。

また、本発明例３ｂして、仕上圧延機３２前のミルデスケーリング装置３３と仕上圧延機３２後のミルデスケーリング装置３４のそれぞれの加振機９を作動させて、デスケーリングノズル１を振動幅１０ｍｍ、振動周波数５０Ｈｚで幅方向に振動させるとともに、加速冷却装置３６前のデスケーリング装置３５の加振機９を作動させて、各デスケーリングノズル１を振動幅１０ｍｍ（ラップ部４の幅Ｌ未満）、振動周波数５０Ｈｚで幅方向に振動させた。

ちなみに、前記の式（１）で計算すると、ミルデスケーリング装置３３、３４のデスケーリングノズル１の好適な最小振動周波数Ｆｃは（６０／６０）／（２０／１０００）＝５０Ｈｚであった。また、デスケーリング装置３５の好適な最小振動周波数Ｆｃも（６０／６０）／（２０／１０００）＝５０Ｈｚであった。

したがって、本発明例３ａ、３ｂでは、デスケーリングノズル１の振動周波数が前記の式（２）を満足している。

その結果、比較例３では、幅方向に約１００ｍｍ間隔で幅１０ｍｍのスケールむら欠陥（スケール残り欠陥）が見付かったが、それに対して、本発明例３ａでは、幅方向に約１００ｍｍ間隔で幅５ｍｍのスケールむら欠陥（スケール残り欠陥）に抑えられた。そして、本発明例３ｂでは、スケールむら欠陥等の表面欠陥は全く見付からなかった。

１ デスケーリングノズル（デスケーリングスプレーノズル）
１ａ ノズル配管
２ デスケーリングノズルの衝突領域（噴射領域）
３ 被圧延材（熱間圧延鋼材）
４ ラップ部
５ デスケーリング水流
６ ノズルヘッダー
７ 主配管
８ 高圧ゴムホース
９ 加振機
１０ モータ
１１ 固定軸
１２ 移動軸
１３ 回転支点
２０ 加熱炉
２１ ＨＳＢ（ホットスケールブレーカー）
２２ サイジングプレス
２３ 第１粗圧延機
２４ 第２粗圧延機
２５ ＦＳＢ（仕上圧延機前スケールブレーカー）
２５ａ 第１デスケーリング装置
２５ｂ 第２デスケーリング装置
２６ 仕上圧延機群
２７ ランアウトテーブル
２８ ダウンコイラー
３１ 粗圧延機
３２ 仕上圧延機
３３ 仕上圧延機前のミルデスケーリング装置
３４ 仕上圧延機後のミルデスケーリング装置
３５ 加速冷却装置前のデスケーリング装置
３６ 加速冷却装置
３７ ホットレベラー
４１ デスケーリング装置
４２ デスケーリング装置

Claims (7)

1. 熱間圧延鋼材の熱間圧延ラインにおいて、被圧延材のスケールを除去するためのデスケーリング方法であって、長手方向にデスケーリング装置を２段に配置し、それぞれのデスケーリング装置については、幅方向に複数のデスケーリングノズルを並べて配置する際に、各デスケーリングノズルを、噴射口から噴射されるデスケーリング水の被圧延材表面への衝突領域が幅方向に対して所定の角度で傾き、かつ、デスケーリングノズルの中心軸が被圧延材の搬送方向において垂直方向に対して所定の角度で傾くように設置し、さらに、隣接する衝突領域が幅方向で部分的に重なるように配置した上で、各デスケーリングノズルを幅方向に同期しながら振動させるとともに、１段目のデスケーリング装置のデスケーリングノズルの振動方向と２段目のデスケーリング装置のデスケーリングノズルの振動方向とが異なる位相となるようにすることを特徴とする熱間圧延鋼材のデスケーリング方法。
2. 各デスケーリングノズルの回転支点を設け、その回転支点を支点にして各デスケーリングノズルを円弧状に幅方向に同期しながら振動させることを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延鋼材のデスケーリング方法。
3. 各デスケーリングノズルの噴射口の振動幅がラップ部の幅以上であるとともに、振動数が下記の式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の熱間圧延鋼材のデスケーリング方法。
   Ｆ≧（Ｖ／６０）／（ｔ／１０００）
   ここで、Ｆ：噴射口の振動数（Ｈｚ）
   Ｖ：被圧延材の通過速度（ｍｐｍ）
   ｔ：スプレー厚み（ｍｍ）
4. 熱間圧延鋼材の熱間圧延ラインにおいて、被圧延材のスケールを除去するためのデスケーリング装置であって、長手方向に２段に配置されて用いられ、それぞれのデスケーリング装置については、幅方向に並べて複数のデスケーリングノズルが配置されていて、各デスケーリングノズルは、噴射口から噴射されるデスケーリング水の被圧延材表面への衝突領域が幅方向に対して所定の角度で傾き、かつ、デスケーリングノズルの中心軸が被圧延材の搬送方向において垂直方向に対して所定の角度で傾くように設置され、さらに、隣接する衝突領域が幅方向で部分的に重なるように配置された上で、各デスケーリングノズルが同期しながら幅方向に振動するとともに、１段目のデスケーリング装置のデスケーリングノズルの振動方向と２段目のデスケーリング装置のデスケーリングノズルの振動方向とが異なる位相であることを特徴とする熱間圧延鋼材のデスケーリング装置。
5. 各デスケーリングノズルの回転支点を備え、その回転支点を支点にして各デスケーリングノズルが同期しながら円弧状に幅方向に振動することを特徴とする請求項４に記載の熱間圧延鋼材のデスケーリング装置。
6. 各デスケーリングノズルの噴射口の振動幅がラップ部の幅以上であるとともに、振動数が下記の式を満足することを特徴とする請求項４または５に記載の熱間圧延鋼材のデスケーリング装置。
   Ｆ≧（Ｖ／６０）／（ｔ／１０００）
   ここで、Ｆ：噴射口の振動数（Ｈｚ）
   Ｖ：被圧延材の通過速度（ｍｐｍ）
   ｔ：スプレー厚み（ｍｍ）
7. 請求項４〜６のいずれかに記載のデスケーリング装置を用いて被圧延材のスケールを除去しながら熱間圧延鋼材を製造することを特徴とする熱間圧延鋼材の製造方法。

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