JPH01284420A - 表面性状の優れた鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱間圧延時に鋼片表面に高圧水ジェットを与
えてデスケーリングを行い、これによってスケール疵や
スケール模様の発生を防止する鋼板の製造方法に関する
。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）鋼板の
製造にあたっては、素材スラブを酸化性雰囲気の加熱炉
に装入し、通常１１００〜１３００℃の温度域で加熱し
た後、熱間圧延する。

スラブ加熱時に生成したスラブの地鉄表面上の１次スケ
ールや抽出後さらに生成する２次スケールが十分に剥離
されない状態のままで゛鋼片が圧延されると、スケー゛
ルが喰い込み製品にスケール疵となって残る。また、１
次スケールだけがわずかに存在する場合、疵発生に到ら
ないまでも、スケール模様として製品表面に残る。

このようなスケール疵やスケールｔｌＡｐＡは、表面美
観を損うだけでなく、それが加工時の割れの起点となっ
たり、疲労特性を著しく低下させる原因ともなり、鋼板
の品質に重大な悪影響を及ぼしている。

特に、Ｓｔ含有量の多い鋼やＣｒ＋　Ｍｎ等の合金元素
を多く含む鋼の１次スケールおよびその上に生成する２
次スケールは、地鉄から甚だしく剥離し難く、その弊害
は大である。その理由は、１次スケールの剥離性の良否
がスケール組成および構造によって強く影響をうけるた
めである。すなわち、高温酸化に際して鋼中のＳｉ等の
合金元素が選択酸化を受け、熱可塑性の大きい酸化物（
たとえば、ファイヤライト・２ＦｅＯ・ＳｉＯ□）をつ
くり、これが地鉄の表面に蚕食状に侵入し、地鉄との界
面が複雑に入り組んだ特有構造の侵入スケール層が形成
されることによる。この様な悪影響は、鋼の化学組成に
依存するが、とりわけＳｉによる影響が大である。　Ｓ
ｔ含有量が０．０５ｗｔ％未滴の場合、その影響は比較
的軽微であるが、それ以上含む場合、スケール疵および
模様の発生を完全に防止することはきわめて困難となっ
ている。尚、市場に供給されている鋼材のＳｉ量の上限
は５．０ｔｎｔ％程度である。

従来、この問題を改善する手段として、たとえば、１次
スケールの成長抑制という観点から、加熱雰囲気の調整
（特昭５３−１４０２１９号）、酸化防止材の塗布（時
開５７−６４９３号）、スラブ表面防護方法等が提案さ
れているが、これらの方法はいずれも煩雑なため作業性
に劣り、製造コストも高くなる。

また、１次スケールを剥離する能力を向上させるという
観点から、ブラシロールやベンディングロールで機械的
にこれを剥離しようとする試み（時開５９−１３９２６
号）がなされているが、含Ｓｉ鋼での表面スケール模様
を無くすることはできない。

また、１次スケールの剥離性を向上させる目的でＣｕ−
Ｎｉ添加（特昭５４−３１７３４号）やＳの添加をする
方法も提案されているが、その効果は十分でなく、含Ｓ
ｉ鋼のスケール模様を無（するまでには到っていない。

本発明は以上の問題点を解消して、生産性および経済性
を損うことなく、優れた表面性状を有する鋼板を極めて
簡便かつ容易に製造する方法を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、生成スケール形状、組成の解析およびデス
ケーリング圧力、デスケーリング時の鋼片表面温度と製
品の表面性状との関係を調査した結果、次のメカニズム
でスケール疵および模様が生成することを知見した。す
なわち、ある一定量以上の累積圧下量と鋼片表面温度お
よびその時のデスケーリング圧力レベルが満足され得な
かったために十分剥離しなかった１次スケール（たとえ
ばファイヤライト等の合金添加元素を主体とする酸化物
）が地鉄表面に存在することによって、１次スケールお
よびその上に生成した２次スケールと一体となったスケ
ールは最終仕上圧延前のデスケーリングではもはや地鉄
から剥離しなくなる。

こうなると第１、図に示すように、圧延終了以降、鋼板
が室温まで冷却されるまでの間に生成してくる２次スケ
ール１は、地鉄２の上に表面側への鉄の拡散を阻害する
様な上述の酸化物３などがあると、その部分ではＦｅの
少ない組成のスケール即ち酸素に富んだ組成のスケール
４となる。このスケール４は周囲のスケールとは異なっ
た色を帯び、模様となって見えるのであり、ひどい場合
にはスケール疵となる。

本発明者は、上記知見に基づいて１次スケールおよび２
次スケールの可及的除去が可能なデスケーリング条件に
ついて鋭意研究した結果、本発明をなしたものであり、
Ｓｔを０．０５ｗｔ％以上含有する鯛からなるスラブを
熱間圧延すると共に鋼板表面に高圧水ジェットを噴射し
てデスケーリングを行う鋼板の製造方法において、 圧延開始点から起算した累積圧下率が４０％以上でかつ
鋼片温度が１０７０〜１２００°Ｃである圧延区間内で
、鋼片表面に０．４　ｋｇｆ／ｍｓ”以上の衝撃力を与
える高圧水ジェットによってデスケーリング時間ｏ、ｏ
ｏｓ秒〜０．０４秒の条件で１次スケールのデスケーリ
ングを行った後、仕上圧延を行う前に鋼片表面に０．４
　　ｋｇｆ　／　ｗａ”以上の衝撃力を与える高圧水ジ
ェットによって２次スケールのデスケーリングを行うこ
とを発明の構成とするものである。

１次スケールのデスケーリングを行うに際しては、鋼片
の全幅にわたる表裏面を１０７０〜１２００℃の温度範
囲に加熱し、その直後に前記デスケーリングを行うとよ
い。

（作　　用） デスケーリングを累積圧下率４０％以上で行う理由は、
スラブ加熱時に選択酸化により地鉄表面に蚕食状に侵入
した１次スケールは４０％以上の圧下率で圧延すること
によりデスケーリングされ易い状態となり、このスケー
ルの形態的な改善によってデスケーリング効率が増大す
るからである。すなわち、侵入スケールは所定の圧下率
により圧延されて薄く引き伸ばされて剥離され易（なり
、デスケーリング性の向上が図られるからである。

デスケーリングを鋼片温度１０７０℃以上で実施する理
由は、１次スケールのデスケーリングのされ易さは温度
に依存し、１０７０°Ｃ未満ではスケールが剥離し難く
なるからである。

１次スケールのデスケーリング時に１０７０℃以上の綱
片温度を確保するには、通常、圧延時およびデスケーリ
ング時の温度降下分を見込んで、スラブをスラブ加熱炉
において高温熟熱加熱すればよい。

そのほか、デスケーリング直前に鋼片の全幅にわたる表
裏面を１０７０〜１２００″Ｃに加熱してもよい、１２
００℃を越えるとデスケーリング後に新たに剥離性の悪
い酸化物が生成し易くなるため好ましくない。

かかる加熱を行うことにより、圧延前のスラブの炉加熱
条件やそれまでのデスケーリング条件に依存しないで、
製品のスケールに関与する鋼片の表裏面だけに、極めて
効果的にかつ安定して、目標とする温度を確保維持させ
ることができる。

第７図（１）〜（３）に加熱装置の設置要領の三例を示
す０図において、１１は圧延ロール、１２ａ、１２ｂは
加熱装置、１３ａ、　１３ｂはデスケーリングノズル、
１４は防水装置、矢印は鋼片移送（仕上圧延機側）方向
を示す０例えば同図（１）の場合、綱片を移送方向に移
動させて圧延するときは、１２ａと１３ａ及び、又は１
２ｂと１３ｂとが使用され、逆方向に移動させて圧延す
るときは１２ｂと１３ａが使用される。前記加熱装置の
一例を第８図に示す。１５は上下一対の加熱誘導子であ
り、鋼片７の表面及び裏面の全幅を覆うように設置され
ており、加熱誘導子１５の移送方向の前後位置に温度セ
ンサー（図示省略）が備えられ、該センサーからの信号
によって加熱出力が調整される。

上記のように１次スケールのデスケーリング効率を高め
るにはスケールの形態とデスケーリング時の鋼片温度を
コントロールする必要があるが、完全なデスケーリング
を期すためには、更にデスケーリング手段である高圧水
ジェットの操業条件を特定する必要がある。

すなわち、本発明ではデスケーリング手段として、鋼片
表面に０．４　ｋｇｆ／　ｍ”以上の衝撃力を与える高
圧水ジェットを使用する。　　０．４　ｋｇｆ／ｍａｌ
”未満ではスケールの剥離が不十分となるからである。

尚、第２図（１）に示すように、デスケーリングノズル
６の噴射口の鋼片７表面からの垂直高さをＬとし、鋼板
表面に高圧水ジェットが垂直に当たるように噴射したと
き、鋼片表面が受ける衝撃力ｐ。

は、噴射時に水圧によって決まった値をとる０例えば、
第３図は、ＫＣＴ１１２３型デスケーリングノズルのＬ
とＰ、と噴射水圧との関係を示すものである。

このような図によって、ノズルの設置、操業条件が容易
に把握される。尚、第２図（２）に示すように、高圧水
ジェットを垂直方向からθ度傾斜方向に噴射したときの
鋼片表面の受ける衝撃力Ｐは、Ｐ−Ｐ、ｓｉｎθで表さ
れる。

また、本発明においては、前記高圧水ジェットによるデ
スケーリング時間を０．００５秒〜０．０４秒で行う、
ここに、デスケーリング時間とは、第４図に示すように
、鋼片７表面のある部分が一定レベル以上の衝撃力を受
けて冷却された時間の総和をいう、すなわち、デスケー
リング時間ｔは、通板スピードをＶｔ、鋼片表面が一定
レベル以上の衝撃力を受けている部分の長さ（鋼板表面
に一定レベル以上の衝撃力を与えるように調整されたデ
スケーリングノズルの鋼片搬送方向のスプレー厚さにほ
ぼ等しい、）をｉｌとすれば、下記式で表される。

デスケーリング時間を前記範囲に特定した理由は、０．
００５秒以下ではスケールの剥離が困難となり、一方、
０．０４秒以上では、鋼片表面の温度が局部的に低くな
って、スケールが剥離し難くなり、スケール模様等の除
去が不十分となるためである。

因みに、第５図はｓｉ含有量が０．０５〜５．Ｏｗｔ％
の鋼片の累積圧下率４０％以上、１０７０〜１１３０℃
における高圧水ジェット（鋼片表面衝撃力０．４　ｋｇ
ｆ／＋ｍｓ、以上）のデスケーリング時間とスケール模
様発生面積率との関係を示すグラフ図である。同図によ
ると、デスケーリング時間が０．０４秒未満でデスケー
リング効果が良好であることが知られる。

１次スケールの除去後、表面温度の低下した温度域にお
いて、鋼片表面に０．４ｋｇｆ／ｍ”以上の衝撃力を与
える高圧水ジェットによるデスケーリングを行う理由は
、最終の仕上圧延を実施するに先立ち、１次スケールの
除去後に鋼片表面に生成した２次スケールを完全に剥離
するためであり、０．４　　ｋｇｆ／ａｍ”未満ではス
ケールの完全除去が困難となるからである。

因みに、第６図は、１次スケール除去後の１０７０°Ｃ
未満８８０°Ｃ以上の０．０５〜５．０％−ｔ％Ｓｉ含
有鋼における高圧水ジェットによる鋼片表面が受ける衝
撃力とスケール模様発生面積率との関係を示すグラフ図
である。同図より、鋼片表面の衝撃力が０．４ｋｇｆ　
７ｍ”以上でデスケーリング効果が良好なことが知られ
る。

（実施例） 下記第１表に示した成分の供試鋼Ａ−Ｅを用いて、第２
表に示した実施例および比較例のデスケーリング条件で
鋼板を製造した。鋼板の製造は、各実施例および比較例
において各供試鋼につき３回ずつ行った。製造された綱
板についてスケール模様発生面積率を調べた結果を同表
に併せて示す。

第２表において、デスケーリング条件中、「高温域」と
は１次スケールの除去を伴う圧延区間をいい、「低温域
」とは１次スケール除去以後仕上圧延前の区間をいい、
低温域における累積圧下率Ｒおよび圧延温度Ｔは仕上圧
延直前のデータを示す。また、実施例１〜４および比較
例１〜５については、スラブ加熱炉において１２６０℃
に高温熟熱加熱して高温域における所定温度を確保した
ものである。一方、実施例５および６並びに比較例６に
ついては、スラブ加熱炉において１１５０℃に加熱し、
高温域においてデスケーリング前に再加熱して同温度を
確保したものである。

第１表 ０υ単位重量％、残部実質的にＦｅ 第　２　表　（その１） 第　２　表　（その２） 第　２　表　（その３） 第２表より、次のことが知られる。すなわち、比較例１
よりＲ４０％以上、ＴＯ，０４秒以下、ＰＯ９４ｋｇｆ
／ｍｍ”以上を確保しても、高温域におけるデスケーリ
ング時の鋼片表面温度が常に１０７０°Ｃ以上確保され
ていない場合、スケール模様の発生が著しい、従って、
高温でのデスケーリング条件として綱片表面温度１０７
０℃以上が必要であることが判る。もっとも、比較例６
より１２００℃を越えると、かえってスケールの生成が
助長される。

しかし、高温域のデスケーリングにおいて、Ｔが１０７
０℃以上でも、Ｒが不十分な場合（比較例４）、またＲ
が不十分な場合（比較例５）、更にｔが長い場合（比較
例３）はスケール模様が顕著に発生している。

一方、低温域でのデスケーリングにおいて、Ｐが０．４
　ｋｇｆ　／ｗａ”以下（比較例２）でもスケール模様
の発生が顕著なことが判る。

これに対して、所定のデスケーリング条件を満足する実
施例１〜６では、鋼板表面のスケール模様はほとんど生
じず、スケール疵は皆無であった。

尚、生成したスケールそのものは薄（、緻密であり、酸
洗性もきわめて良好であった。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明の製造方法によれば、所定の
条件の下で１次スケールのデスケーリングを行うので、
スケールの形態が地鉄に侵入したものであっても、これ
を能く除去することができ、スケール模様、スケール疵
の発生をほとんど無くすことができる。

また、仕上圧延前において所定条件の下でデスケーリン
グを行うので、１次スケールの除去後に生じた２次スケ
ールを完全に除去することができる。

また、１次スケールのデスケーリング直前に加熱するこ
とにより、デスケーリング時の所定温度を容易かつ安定
して確保維持することができ、更に圧延時およびデスケ
ーリング時の温度降下分を見込んで、スラブを高温熟熱
加熱をする必要がな（、生産性の低下やコスト高あるい
は高温でのスラブの折れ曲がり傾向を防止することがで
きる。

更に、本発明は、従来の設備の操業条件を調整するだけ
で、あるいはデスケーリングノズル近傍、に加熱装置を
設けるだけで容易に実施することができ、生産性及び経
済性価れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスケールの付着した鋼片の断面説明図、第２図
（１）および（２）はデスケーリングノズルの設置要領
説明図、第３図はデスケーリングノズルの設置距離りと
衝撃力Ｐ０との関係を噴射水圧をパラメータとして表し
たグラフ図、第４図はデスケーリング時間の概念説明図
、第５図はデスケーリング時間とスケール模様発生面積
率との関係を示すグラフ図、第６図は鋼片表面が受ける
衝撃力とスケール模様発生面積率との関係を示すグラフ
図、第７図（１）〜（３）は鋼片加熱装置の設置要領説
明図、第８図は鋼片加熱装置の一例を示す外観図である
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｉを０．０５ｗｔ％以上含有する鋼からなるス
   ラブを熱間圧延すると共に鋼片表面に高圧水ジェットを
   噴射してデスケーリングを行う鋼板の製造方法において
   、 圧延開始点から起算した累積圧下率が４０％以上でかつ
   鋼片温度が１０７０〜１２００℃である圧延区間内で、
   鋼片表面に０．４ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上の衝撃力を与え
   る高圧水ジェットによってデスケーリ・ング時間０．０
   ０５秒〜０．０４秒の条件で一次スケールのデスケーリ
   ングを行った後、仕上圧延を行う前に鋼片表面に０．４
   ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上の衝撃力を与える高圧水ジェット
   によって２次スケールのデスケーリングを行うことを特
   徴とする表面性状の優れた鋼板の製造方法。
2. （２）鋼片の全幅にわたる表裏面を１０７０〜１２００
   ℃の温度範囲に加熱し、その直後に１次スケールのデス
   ケーリングを行う請求項（１）に記載の表面性状の優れ
   た鋼板の製造方法。