JPH06269839A

JPH06269839A - 鋼片のスケール除去法および圧延法

Info

Publication number: JPH06269839A
Application number: JP6431693A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Ushio; 邦彦牛尾
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼片の熱間圧延工程において、所定の温度に
加熱された鋼片の表面に生成するスケールを確実に除去
する。【構成】鋼片５の熱間圧延工程において、加熱炉と熱
間圧延機との間に配置される脱スケール装置７により脱
スケールを行うに際し、所定温度に加熱された鋼片５の
表面にドライアイス粒を噴射して、鋼片５の表面を局部
的に冷却しながらドライアイスの衝突力によりスケール
を完全に除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼片に熱間圧延を行う
に際し、所定の温度に加熱された鋼片の表面に生成する
スケールを確実に除去することができる鋼片のスケール
除去法と、このスケール除去法を適用した鋼片の圧延法
とに関する。

【０００２】

【従来の技術】厚板圧延機、熱延鋼帯圧延機、棒鋼圧延
機、形鋼圧延機、線材圧延機さらには製管圧延機に供給
される圧延素材の総称であって、ブルーム、スラブ、ビ
レット、丸鋼片さらには粗形鋼片に分類され、一般的に
は各種炭素鋼からなる鋼片は、変形抵抗を低減して所望
の形状への成形を確実に行うため熱間圧延に先立って適
宜温度へ（鋼板や鋼帯の場合には900 〜1200℃程度）加
熱される。

【０００３】しかし、このような加熱により鋼片の表面
には、スケールとよばれる酸化鉄の皮膜が生成する。こ
のようなスケールが生成したままの状態で熱間圧延を行
うと、スケールが鋼片の表面から内部に押し込まれ、圧
延終了後の成品の表面に押し込み疵と呼ばれる表面疵が
発生し、成品の外観品質が著しく低下してしまう。

【０００４】そこで、鋼片の加熱および熱間圧延工程で
は、加熱炉と熱間圧延機との間にスケール除去装置を配
置して、加熱工程において鋼片の表面に発生したスケー
ルを除去していた。

【０００５】従来から広く知られているスケール除去装
置としては、いわゆるＶＳＢ（バーチカルスケールブレ
ーカ）やＨＳＢ（ホリゾンタルスケールブレーカ）等の
専用スタンドを設けるタイプと、ＨＳＢおよび粗圧延機
を兼用させるとともに高圧水を噴射するタイプとがある
が、これらの方法では、鋼片の表面にスケールが食い込
んでしまうおそれがあり充分にスケールを除去すること
が出来ないため、最近では、150 kg/cm²〜350 kg/cm²程
度の高圧水のみを用いたスケール除去装置（ハイドロリ
ックスケールブレーカ）が主流になっている。

【０００６】このようなスケール除去装置に関するもの
として、例えば特開昭63−235014号公報には、粒径が25
0 〜1400μm の粒子を10〜50重量％、残部は粒径が250
μm未満の粒子からなる衝撃材を２〜15体積％混入した
高圧水を、加熱されたスラブの表面に100 〜700 kg/cm²
の圧力で噴射することにより、スラブの表面に生成した
スケールを除去するスケール押込み疵防止方法が、特開
昭52−84850 号公報には、流体中に固体粒子を混入し、
この流体が流れる通路内に流体および固体粒子の混合流
体を流通せしめて通路に付着したスケールを除去する方
法が、それぞれ提案されている。

【０００７】しかし、高圧水のみを用いたスケール除去
装置によるスケールの除去は、鋼片の表面の局部的な冷
却に基づくスケールの剥離には有効であるものの、水を
噴射するために得られる衝突力の大きさに上限があり、
生成したスケールの厚さが大きい場合等には確実にスケ
ールを除去できないという問題がある。また、高圧水に
衝撃材を混入して鋼片の表面に噴射する方法は、表面の
局部冷却によるスケールの剥離および衝突力の確保に対
してはともに有効であるものの、コスト低減の観点から
回収・再利用すべきである衝撃材の回収が極めて難し
く、実際に行うと極めてコスト高になってしまうという
問題がある。

【０００８】また、高圧水を用いないスケール除去装置
として、実開昭61−97309 号公報には回動・昇降および
水平回動自在に構成されたメカニカルブラシ装置と、メ
カニカルブラシ装置の後流に配設されて剥離したスケー
ルを掃除する掃除用ブラシ装置とを組み合わせて備えた
スケール除去装置が、また実公昭61−24329 号公報には
スケールにクラックを発生させるとともにスケールを除
去するブラシロールと、クラックが発生した残留スケー
ルを鋼片表面から除去する高圧デスケーリング用メイン
ヘッダーと、高圧デスケーリング用メインヘッダーとブ
ラシロールとの間に鋼片の上部側縁と平行するように設
けられた横向きヘッダと、さらに熱間圧延機とにより構
成された熱間圧延ラインが提案されている。

【０００９】しかし、これらの言わば物理的な手段によ
るスケール除去装置では、スケール除去の際に鋼片の表
面を全く冷却しないため、スケールの除去性が劣化して
しまう。

【００１０】特に、実開昭61−97309 号公報により提案
されたメカニカルブラシ装置を用いた方法は、スケール
除去の際に鋼片の表面の局部冷却が全く行われずスケー
ルの剥離性が上記の方法よりも劣ってしまう。また、ブ
ラシの摩耗等に対応する必要もありランニングコストも
嵩んでしまう。

【００１１】さらに、特公昭63−21550 号公報には、液
体を排出した管内に挿入して管軸方向に移動する噴射ノ
ズルから高速気体とともに氷粒を管内壁にほぼ直角に投
射して管内壁に付着したスケールを除去するとともに移
動する噴射ノズルに合わせて投射部分の管外壁に熱を供
給する管内壁の研掃方法が、特開平１−79383 号公報に
は、氷粒の輸送系に希硝酸等の酸化剤を注入して混合す
るとともに、混合物をステンレス鋼の表面に吹き付けて
ブラスト処理し、ブラスト処理されたステンレス鋼表面
を過不働態化する方法がそれぞれ提案されている。これ
らの方法は、ともに鋼片の表面に氷粒を噴射してスケー
ルを除去する方法であって、「アイスブラスト法」とよ
ばれる方法である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、アイスブラス
ト法により鋼片の表面のスケールを除去する場合、鋼片
は高温であるために、氷粒の吹付け中または吹付け後の
鋼片の表面では固体 (氷粒) →液体 (水) と相変化して
しまい固体−液体の混合状態となるため液体が固体であ
る氷の衝撃力を弱め、スケール除去効果が小さくなって
しまう。また、吹付ける氷粒の粒径が小さいためスケー
ル除去効果も小さい。したがって、アイスブラスト法に
よっても鋼片の表面のスケールを完全かつ確実に除去す
ることはできなかった。

【００１３】ここに、本発明の目的は、鋼片の熱間圧延
工程において、所定の温度に加熱された鋼片の表面に生
成するスケールを安全かつ確実に除去することができる
鋼片のスケール除去法と、このスケール除去法を適用し
た鋼片の圧延法とをそれぞれ提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、スケールを
完全かつ確実に除去するには下記二点が重要であるこ
と、すなわち鋼片の表面において局部的な冷却を行ってスケールを
冷却することによりスケールを収縮させ、鋼片から剥離
させること、および鋼片の表面に付着するスケールを物理的に研削して除
去することがともに重要であることを知見した。

【００１５】本発明者は、上記のポイントを確実に達成
することができる手段を種々検討した結果、アイスブラ
スト法において鋼片の表面に噴射する氷粒に替えてドラ
イアイスを噴射することにより、鋼片の表面に氷粒を噴
射した場合よりもさらに顕著に局部的な冷却を行うこと
ができスケールの剥離性を高めるとともに固体であるド
ライアイスの噴射・衝突によりスケールを物理的に除去
することが可能となること、およびドライアイスはスラ
ブに衝突後直ちに加熱され昇華して気体となるためにド
ライアイスを回収する装置を設置する必要がないことを
知見して、本発明を完成した。

【００１６】ここに、本発明の要旨とするところは、加
熱された鋼片にドライアイス粒を噴射することにより鋼
片の表面に生成するスケールを除去することを特徴とす
る鋼片のスケール除去法である。

【００１７】上記の本発明において、鋼片とは、厚板圧
延機、熱延鋼帯圧延機、棒鋼圧延機、形鋼圧延機、線材
圧延機さらには製管圧延機に供給される圧延素材の総称
であって、ブルーム、スラブ、ビレット、丸鋼片さらに
は粗形鋼片に分類されるものをいう。

【００１８】また、上記の本発明において「ドライアイ
ス」とは、固体二酸化炭素粉末を加圧成形したものであ
り、大気圧下では−78.5℃が昇華温度であるために極低
温では固体であるが常温では気体として存在する。した
がって、本発明において、加熱された鋼片の表面に噴射
されると液体として存在することはなく、固体→気体と
相変化する。

【００１９】上記の本発明にかかる「ドライアイス粒」
とは、直径が５〜15mm程度のドライアイス粒をいう。か
かるドライアイス粒は市販されているドライアイス粒製
造装置を用いて製造すればよい。

【００２０】上記の本発明にかかる鋼片のスケール除去
法により鋼片の表面に生成するスケールを除去した後、
熱間圧延を行えば、熱間圧延開始時には鋼片表面のスケ
ールを完全に除去できるため、成品の表面に押し込み疵
が発生することを防止できる。

【００２１】また、これらの本発明にかかる鋼片のスケ
ール除去法は、例えば、ドライアイス粒の供給装置と、
供給装置から供給されるドライアイス粒を鋼片に吹き付
ける吹付装置と、鋼片への高圧流体吹付装置とを組み合
わせて備えた鋼片のスケール除去装置を用いて行うこと
ができる。

【００２２】換言すれば、本発明は、鋼片の熱間圧延工
程において、加熱炉と熱間圧延機との間に配置される脱
スケール装置を用いて脱スケールを行うに際し、所定温
度に加熱された鋼片の表面にドライアイス粒を噴射し
て、鋼片の表面を局部的に冷却しながらドライアイスに
よって付与される衝突力によりスケールを完全に除去す
る技術である。

【００２３】

【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明によれば、極低温であるドライアイスを鋼片の表面
に噴射することにより、高圧水のみを噴射していた従来
法に比較して鋼片とスケールとの間の温度差を拡大で
き、鋼片の表面からのスケールの剥離性を高圧水の噴射
の場合よりも向上することができる。

【００２４】ドライアイスは、吹き付け時は固体である
ため、あたかも金属粒子の吹き付けを行うショットブラ
スト法と全く同様にして物理的に鋼片の表面を研削し、
スケールを完全に除去することが可能となる。このと
き、ドライアイスを噴射しているためスケールの剥離性
は向上しているため、これらの相乗的効果により、スケ
ールを極めて完全かつ確実に除去することができる。

【００２５】なお、ドライアイスの噴射量、噴射圧力等
の噴射条件は特定の条件に限定する必要はない。本発明
の実施に際して、生成したスケールの厚さ、範囲さらに
は鋼片の種類等に応じて適宜決定すればよい。

【００２６】このようにして、本発明にかかる鋼片のス
ケール除去法によれば、熱間圧延に先立って行われる加
熱により鋼片の表面に生成するスケールを完全かつ確実
に除去することが可能となる。

【００２７】このような本発明にかかる鋼片のスケール
除去法は、いかなる装置を用いて実施してもよく、特定
の装置に限定する必要はない。例えば、ドライアイス粒
の供給装置と、供給装置から供給されるドライアイス粒
を鋼片に吹き付ける吹付装置と、鋼片への高圧流体吹付
装置とを組み合わせて備えたスケール除去装置を用いて
実施すればよい。ドライアイスの供給装置、吹付装置さ
らには高圧流体吹付装置等は公知の構成の装置を用いれ
ばよく、特定の構造には限定されない。

【００２８】このようなスケール除去装置は、従来から
公知のスケール除去装置と同様に、加熱炉と熱間圧延機
との間や各熱間圧延機間に位置するミルスケール除去装
置の設置場所に配置すればよい。スケールを除去するタ
イミング等も従来のスケール除去装置と全く同様でよ
い。

【００２９】図１は、従来から公知の熱間圧延工程の状
況例を模式的に示す説明図であり、符号１は加熱炉を、
符号２は搬送テーブルを、符号４は圧延機をそれぞれ示
しており、加熱炉１と圧延機４との間にスケール除去装
置３が配設されている。本発明にかかる鋼片のスケール
除去装置もスケール除去装置３と同様の位置に配設され
る。

【００３０】図２は、図１に示すスケール除去装置３と
同様な位置に設置された本発明にかかるスケール除去装
置７の内部の状況例を模式的に示す説明図であり、符号
５はスラブを、符号６は搬送テーブルを、符号８はドラ
イアイス吹付けノズルを、符号９は剥離スケール片吹き
飛ばし高圧スプレーノズルを、さらに符号10はドライア
イス発生装置をそれぞれ示している。本発明にかかるス
ケール除去装置７は、加熱されて表面にスケールが生成
したスラブ５に４基配設されたドライアイス吹付けノズ
ル８、８、８、８からドライアイスを噴射してスケール
を剥離・研掃する。剥離したスケール片は剥離スケール
片吹き飛ばし高圧スプレーノズル９から噴射される高圧
流体により完全に除去される。

【００３１】なお、前述のように、従来にも「アイスブ
ラスト法」として氷粒を鋼片に噴射してスケールを除去
する技術が知られており、特に特公昭63−21550 号公報
には、氷粒にはドライアイス粒も含むことが明記されて
いる。しかし、これらの記載は、常温またはその付近の
雰囲気温度におけるスケール除去を念頭にするものであ
って、本発明のように熱間圧延工程での鋼片の表面のス
ケール除去を対象とするものではない。本発明では、熱
間圧延工程において加熱された鋼片のスケール除去にド
ライアイスを適用して初めて、スケールの確実な剥離お
よび除去という効果を得られたのであって、ここに本発
明の顕著な効果が存在する。さらに、本発明を実施例を
参照しながら説明するが、これは本発明の例示であって
これにより本発明が限定されるものではない。

【００３２】

【実施例】Ｃ：0.14重量％、Si：0.13重量％、Mn：0.51
重量％、Ｐ：0.024 重量％、Ｓ：0.005 重量％、残部Fe
および不可避的不純物からなり、厚さ235mm 、幅2100mm
および長さ2000mmの鋼片を、1140℃に4.5 時間加熱して
から、熱間圧延を行って、板厚50mmおよび幅2100mmの熱
延鋼帯を製造した。

【００３３】なお、加熱後熱間圧延前に下記５種類の方
法をそれぞれ用いて、鋼片の表面に生成しているスケー
ルの除去を行い、加熱スケール残存率を測定した。な
お、加熱スケール残存率の算出には、残存したスケール
の面積率の平均を用いた。

【００３４】従来法Ａ：高圧水噴射方式 (噴射圧力：
150kg/cm² 、水温60℃) 従来法Ｂ：実開昭61−97309 号公報により提案された
ブラシ方式 (押付圧：100kg/m 、ブラシ：直径が400 mm
のステンレスブラシロール) 従来法Ｃ：衝撃材混入高圧水噴射方式 (噴射圧力：15
0kg/cm² 、水温：60℃、衝撃材混合率：全体の20重量
％、衝撃材：鉄粉) 従来法Ｄ：特開平１−79383 号公報により提案された
氷粒噴射方式 (噴射圧力：20kg/cm²、氷粒径：５ｍｍ）本発明法：ドライアイス噴射方式（ドライアイス投
射量：720 kg／分、ドライアイス径：５mm、噴射圧力 2
0 kg/cm²) なお、各スケールの除去回数は、ないしについて、
それぞれ50回ずつである。

【００３５】結果を図３にグラフにまとめて示す。図３
に示すグラフから、本発明法は従来法Ａないし従来法Ｄ
のいずれの方法よりもスケール除去効果が優れ、特に成
品にスケール疵を全く残存させなかったことがわかる。

【００３６】特に、氷粒を噴射する従来法Ｄとドライア
イス粒を噴射する本発明法とを比較すると、氷粒とドラ
イアイスとの間には、スケール除去効果に関して顕著な
差異が存在することがわかる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、鋼
片の熱間圧延工程において、所定の温度に加熱された鋼
片の表面に生成するスケールを完全かつ確実に除去する
ことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する際に使用する鋼片のスケール
除去装置の設置位置例を示す説明図である。

【図２】本発明を実施する際に使用する鋼片のスケール
除去装置の内部の状況例を示す説明図である。

【図３】実施例の結果をまとめて示すグラフである。

【符号の説明】

１：加熱炉２：搬送テーブル３：脱スケール装置４：圧延機５：スラブ６：搬送テーブル７：スケール除去装置８：ドライアイス吹付けノ
ズル９：剥離スケール片吹飛ばし高圧水スプレーノズル 10：ドライアイス発生装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱された鋼片にドライアイス粒を噴射
することにより前記鋼片の表面に生成するスケールを除
去することを特徴とする鋼片のスケール除去法。
【請求項２】請求項１記載の鋼片のスケール除去法に
より前記鋼片の表面に生成するスケールを除去した後、
熱間圧延を行うことを特徴とする鋼片の圧延法。