JPH05228526A - 表面性状の優れた鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 鋼片を熱間圧延するとともに、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、デスケーリングノズルの噴出口と鋼片
との距離を一定に保ってデスケーリングを行う。 【効果】 スケール疵、スケール模様の発生の少ない鋼
板を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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噴射してデスケーリングを行い、こ
れによって、スケール疵、スケール模様などの発生を防
止する表面性状の優れた鋼板の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に鋼片は酸化性雰囲気の加熱炉で、
1100〜1300℃の温度域で加熱された後、熱間圧延され
る。この間、加熱時には鋼片表面には１次スケールが、
炉から抽出後は２次スケールが生成する。これらのスケ
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、スケールが地鉄に食い込み、鋼板表面にスケー
ル疵またはスケール模様となって残る。このため熱間圧
延時には高圧水ジェットによるデスケーリングが行われ
ている。

【０００３】熱間連続圧延機の場合を例にとると、一般
に高圧水デスケーリング設備は、鋼片が加熱炉を出た直
後、粗圧延機入側（逆パスが可能な圧延機の場合は出側
にも設置）および仕上圧延機入側に設置されている。

【０００４】各設備のデスケーリングヘッダーにはデス
ケーリングノズルが組み込まれており、デスケーリング
の水圧は 100〜160kgf/cm²程度である。

【０００５】デスケーリングヘッダーは鋼片を挟むよう
に上部と下部に設けられており、それぞれが設備ごとに
固定されている。デスケーリングノズル噴出口から鋼片
までの距離は加熱炉を出た直後のデスケーリング設備で
は大きく、後段のデスケーリング設備になるほど小さく
なっている。高圧水ジェットの衝突力を上げる点から
は、デスケーリングノズル噴出口から鋼片までの距離は
小さい程好ましいが、鋼片の厚みが最大300mm 前後から
最小は 100mm前後までの広範囲にわたっているため、厚
い鋼片の場合でも処理が可能なこと、あるいは、鋼片の
反り（反りは圧延先端部に発生しやすい）による設備の
損傷を防止するために、デスケーリングノズル噴出口か
ら鋼片までの距離にはある程度の余裕をもたせている。

【０００６】普通鋼に比較して、特にSi含有量の多い鋼
または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、加熱中に鋼
中のSiなどの合金元素が選択酸化をうけ、熱可塑性の大
きい酸化物、例えば、ファイヤライト（2FeO・SiO₂）を
つくり、これが地鉄の表面に蚕食状に侵入し、地鉄との
界面が複雑に入り込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。

【０００７】この問題を解決する手段として、例えば、
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（特開昭53-140219 号）、酸化防止剤の塗布（特開
昭57-6493 号）などが提案されている。さらに、１次ス
ケールを剥離する能力を向上させる観点から、ブラシロ
ールやベンディングロールで機械的に剥離しようとする
試み（特開昭59-13926号）も提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のデスケ
ーリング設備ではデスケーリングヘッダーの位置が固定
のため、鋼片厚みの変化に対応できずスケール剥離が不
十分である。一方、加熱雰囲気の調整、酸化防止剤の塗
布などの方法は、いずれも作業が煩雑なため作業性に劣
り、製造コスト高となる。また、ブラシロールやベンデ
ィングロールで機械的に剥離しようとする方法だけで
は、含Si鋼での表面スケール模様を完全に無くすること
はできない。このように鋼板表面にスケール疵が発生す
ると表面性状が著しく損なわれるだけでなく、加工時の
割れ起点となったり、疲労特性を著しく低下させる原因
ともなる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記に説明し
た問題点に鑑み、発明者らが鋭意研究、検討した結果、
生産性、経済性を損なうことなく、表面性状の優れた鋼
板の製造が可能であるという知見を得て完成されたもの
で、その要旨は、鋼片を熱間圧延するとともに、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、デスケーリングノズルの噴出口
と鋼片との距離を一定に保つことによる表面性状の優れ
た鋼板の製造方法である。

【００１０】

【作用】以下、本発明の作用について詳述していくこと
にする。発明者らは、先ず最初に、鋼片からデスケーリ
ングノズル噴出口までの距離を一定に保ち、鋼片の加熱
条件、デスケーリング圧力、デスケーリング時の鋼片表
面温度および鋼片厚みと、鋼板の表面性状とのそれぞれ
の関係について調査した。その結果、デスケーリング圧
力が高い程表面性状が良いこと、また、鋼片厚みが厚い
程すなわちデスケーリングノズル噴出口から鋼片までの
距離が小さい程上面側の表面性状が良いという知見を得
た。このことは鋼片表面に当たる高圧水ジェットの圧力
が、鋼板の表面性状に重要な役割を果たしていることを
示唆している。

【００１１】さらに、発明者らはデスケーリングノズル
噴出口から鋼片までの距離をいろいろ変化させて、鋼板
の表面性状を調査した。なお、デスケーリングの水圧は
150kgf/cm²である。その結果を図１に示す。

【００１２】図１はデスケーリングノズル噴出口から鋼
片までの距離とスケール模様発生面積率との関係を示
し、図中横軸はデスケーリングノズル噴出口から鋼片ま
での距離を、縦軸はスケール模様発生面積率をそれぞれ
示す。

【００１３】図１に示すように、デスケーリングノズル
噴出口から鋼片までの距離が 250mmを越えるとスケール
模様発生面積率は増加しはじめ、距離の増加とともにス
ケール模様発生面積率は大きくなる。したがって、デス
ケーリングノズル噴出口は鋼片に近づける方が好ましい
が、あまり近づけすぎると、高圧水の噴射範囲が狭くな
り、高圧水が鋼片表面に均一に当たらなくなる。このた
め、スケール剥離はかえって悪くなる。

【００１４】これを避けるために、ノズル噴出口間隔を
小さくすることは可能であるが、この場合、ノズル噴出
口から出る水量の総和が大きくなり、給水設備の増大を
招くことになる。したがって、ノズル噴出口と鋼片との
距離は 200〜270mm の範囲内が好ましく、鋼板表面性状
の点からは、この範囲内で一定に保つことが望ましい。

【００１５】鋼片に反りが発生している場合には、上部
デスケーリングヘッダーに鋼片が衝突する可能性がある
ため、鋼片の反りを事前に光学センサー等で検出し、デ
スケーリングヘッダーの位置を調整し、デスケーリング
ノズル噴出口と鋼片との距離を一定に保つようにする。
下部のデスケーリングヘッダーは、鋼片が衝突する可能
性がないため、上部のデスケーリングヘッダーのよう
に、上下移動可能にする必要はなく、固定でもよいが、
デスケーリングノズル噴出口と鋼片との距離は上部デス
ケーリングノズル噴出口と同様の理由で 200〜270mm の
範囲内が望ましい。なお、下部デスケーリングヘッダー
を上下移動可能にすることによって上部デスケーリング
ヘッダーとともに鋼種に応じた対応も可能である。

【００１６】図２に本発明法に係わるデスケーリング設
備の一例を示す。図２はデスケーリング設備の模式図
で、図中１は上部デスケーリングヘッダー、２は下部デ
スケーリングヘッダー、３は上部デスケーリングノズ
ル、４は下部デスケーリングノズル、５は上下移動装
置、６はフレキシブルホース、７はデスケーリング配
管、８は搬送ローラ、９は鋼片、10はモータをそれぞれ
示す。

【００１７】上部デスケーリングヘッダー１には上部デ
スケーリングノズル３が組み込まれている。この上部デ
スケーリングヘッダー１は上下移動装置５によって支持
され、鋼片９の厚みに応じて上下に移動できるようにな
っている。この機構によって、鋼片厚みに応じて、上部
デスケーリングノズル噴出口と鋼片９との距離を一定に
保つことができる。さらに、上部デスケーリングヘッダ
ー１はフレキシブルホース６を介して高圧水本管（図示
せず）に接続されている。

【００１８】一方、下部デスケーリングヘッダー２には
下部デスケーリングノズル４が組み込まれている。この
下部デスケーリングヘッダー２は搬送ローラ８の上面を
基準として位置が決められ圧延設備に固定されている。
さらに、下部デスケーリングヘッダー２はデスケーリン
グ配管７を介して高圧水本管に接続されている。

【００１９】熱間圧延に当たっては、デスケーリングヘ
ッダー通過時点の鋼片９厚みを、圧延スケジュール、厚
みセンサー等から事前に知り、この情報をもとに、モー
タ10を回転して上下移動装置５を作動させ、上部デスケ
ーリングヘッダー１を、鋼片９から所定の一定位置に移
動させる。このようにして、デスケーリングノズル噴出
口から鋼片までの距離を一定に保ち、表面性状の優れた
鋼板を製造することができる。

【００２０】

【実施例】本発明の構成は上記の通りであるが、以下に
実施例を挙げて本発明について説明する。表１に示す化
学成分を有する厚み 150〜250 mmの鋼片を1250℃の温度
に加熱後、デスケーリングノズル噴出口から鋼片表面ま
での距離を 200〜500mm の範囲で変化させて圧延し、圧
延後の鋼板表面のスケール疵、スケール模様発生状況を
調査した。その結果を表２に示す。なお、デスケーリン
グの水圧は150kgf/cm²である。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】表２から明らかなように、各鋼片厚みとも
デスケーリングノズル噴出口から鋼片までの距離が大き
くなると、スケール模様発生面積率も大きくなってい
る。したがって、デスケーリングノズル噴出口と鋼片と
の距離は一定で、かつ、小さいことが好ましい。なお、
デスケーリングノズル噴出口と鋼片との距離が 200mm〜
270mm の間では、スケール模様発生面積率は 3％以下で
良好であった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる表
面性状の優れた鋼板の製造方法は、上記の構成であるか
ら、熱間圧延時にデスケーリングノズル噴出口と鋼片と
の距離を 200mm〜270mm の間で一定に保ち、高圧水でデ
スケーリングを行うことにより、スケール疵、スケール
模様の発生の少ない鋼板を製造することができるという
優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】デスケーリングノズル噴出口から鋼片までの距
離とスケール模様発生面積率との関係を示す図である。

【図２】本発明法に係わるデスケーリング設備の一例を
示す模式図である。

【符号の説明】 １…上部デスケーリングヘッダー、２…下部デスケーリ
ングヘッダー、３…上部デスケーリングノズル、４…下
部デスケーリングノズル、５…上下移動装置、６…フレ
キシブルホース、７…デスケーリング配管、８…搬送ロ
ーラ、９…鋼片、10…モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼片を熱間圧延するとともに、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、デスケーリングノズルの噴出口と
   鋼片との距離を一定に保つことを特徴とする表面性状の
   優れた鋼板の製造方法。