JPH06269840A - 表面性状の良い熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

表面性状の良い熱延鋼板の製造方法

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JPH06269840A
JPH06269840A JP5846093A JP5846093A JPH06269840A JP H06269840 A JPH06269840 A JP H06269840A JP 5846093 A JP5846093 A JP 5846093A JP 5846093 A JP5846093 A JP 5846093A JP H06269840 A JPH06269840 A JP H06269840A
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JP
Japan
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steel sheet
descaling
scale
heating
steel
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JP5846093A
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English (en)
Inventor
Hikari Okada
光 岡田
Tomoki Fukagawa
智機 深川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】仕上圧延の前にデスケーリングを効果的に行っ
て、表面性状の良好な熱延鋼板を製造する。 【構成】仕上圧延機(3) の入側で鋼板(4) の少なくとも
表面をバーナ(1) 等で加熱した後、その表面に高圧水を
吹きつけてデスケーリングを行い、その後仕上圧延を行
うことを特徴とする表面性状の良い熱延鋼板の製造方
法。 【効果】デスケーリング不良がなくなり、表面性状の良
好な熱延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、熱間圧延ラインでデス
ケーリングを効果的に行い、表面性状の良好な熱延鋼板
を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱延鋼板(ホットコイル)を製造する熱
間圧延工程では、鋼片(スラブ)を加熱炉で1150〜1300
℃に加熱した後、連続的に圧延を行うのであるが、炉内
では勿論、炉を出た後にも 800℃程度で圧延を終了する
までの高温領域において、鋼材の表面にはスケールが成
長する。このスケールは、酸化鉄(Fe2O3、Fe3O4 、FeO)
を主体とするものであるが、鋼材中に含まれる合金成分
によっては、Cr2O3 、SiO2、Al2O3 等の金属酸化物を含
むこともある。
【0003】上記のようなスケールが表面に存在したま
まで熱間圧延を行うと、圧延時にスケールが鋼材の表面
に押し込まれるので、鋼材の表面に疵がつく原因とな
る。したがって、通常、圧延機の前で高圧水を表面に吹
きつけてスケールを除去(デスケーリング)しながら圧
延を行っている。
【0004】しかし、熱間圧延は上記のような高温で、
しかも鋼材を高速で走行させつつ連続的に行われるの
で、完全なデスケーリングは困難である。スケールの一
部が存在したままの状態で圧延を行うと、そのスケール
は圧延後の鋼材の表面に残存する。中でも、最終仕上圧
延の際に鋼材の表面にスケールが残っている場合には、
そのスケールは最終製品の表面に残り、表面疵となって
しまう。
【0005】熱間圧延ラインの仕上圧延機入側において
は、通常、鋼板表面に50μm以上のスケールが生成して
おり、鋼種あるいは圧延時の鋼材温度によっては、この
仕上げ圧延機入側でのデスケーリングでこれを完全に除
去することは困難で、いわゆるデスケーリング不良が起
きる。特に、鋼材中にスケールの剥離性を悪化させる合
金元素 (Si、Cr、Mn等) が含まれている場合にデスケー
リング不良が発生しやすい。また、鋼板の板幅方向端部
(以下、エッジ部という)にデスケーリング不良に起因
する製品疵が発生しやすく、製品とするには疵のある部
分をトリミングしなければならず歩留りが大きく低下す
る。
【0006】特開昭63−68214 号公報には、仕上圧延前
の鋼板表面に、単位面積当たりの衝突圧が 25g/mm2以上
の高圧水をスプレーして難剥離性のスケールを除去する
方法が提案されている。ところが 25g/mm2以上の衝突力
を確保するには、ノズルと鋼板との距離を従来の 250mm
から150mm 程度に近づけるか、高圧水の供給圧力を150k
gf/cm2 から300kgf/cm2に上げる必要があり、設備上も
操業上も実用的ではない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、仕上
圧延の前にデスケーリングを効果的に行って、表面性状
の良好な熱延鋼板を製造する方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、熱間圧延
中に鋼材の表面に生成するスケールが高圧水によるデス
ケーリングで剥離する条件を詳細に調べたところ、剥離
には、 デスケーリングに使用する水流が鋼材に衝突する時の
力 その水流によって鋼材の温度が低下することによって
生じる熱応力 スケールが生成する際にスケールに生じる内部応力 の3つの力が関与していることを見出した。
【0009】熱応力とは、スケールと鋼との熱膨張係数
が違うことに起因して生じる力で、温度変化が大きくな
るほどその力は大きくなる。
【0010】スケールの内部応力とは、スケールが生成
する際に、もとの地金よりも体積が膨張して生じる力
で、スケールが成長するにつれてその力は大きくなる。
【0011】水流の衝突力を上げるには、水圧や流量を
上げるか、またはノズルを接近させれば良いが、水圧、
流量を上げるにはポンプの高圧化、大容量化が必要であ
り、コストが上昇する。また、ノズルを接近させるに
は、鋼板のパスラインをより安定化させたり、ノズルの
耐熱性を向上させるといった対策が必要となるので現状
では困難である。
【0012】したがって、の水流の衝突力をそのまま
にして、デスケーリングの効率を上げるには、の熱応
力とのスケールの内部応力のいずれかまたは両方を上
昇させれば良いことになる。この2つの力を大きくする
には、デスケーリングの前の鋼板表面温度を高くするこ
とが必要である。
【0013】上記の知見を基にする本発明は、下記の熱
延鋼板の製造方法を要旨とする。
【0014】仕上圧延機入側で鋼板の少なくとも表面を
加熱した後、その表面に高圧水を吹きつけてデスケーリ
ングを行い、その後仕上圧延を行うことを特徴とする表
面性状の良い熱延鋼板の製造方法。
【0015】
【作用】図1は、高圧水を吹きつけて通常のデスケーリ
ングをした際のデスケーリングの前後における鋼板の板
厚方向の温度分布を示す図である。図2は鋼板の表面を
加熱した後に高圧水を吹きつけた場合のデスケーリング
の前後における鋼板の板厚方向の温度分布を示すもので
ある。
【0016】デスケーリング前の鋼板の板厚方向の温度
分布は、図1に示すように表面が低く、中心部が高い。
その後、高圧水を吹きつけると鋼板の表面は急冷される
が、デスケーリング終了後は、鋼板中心部の熱によって
上昇し、もとの温度分布に近くなる。
【0017】一方、デスケーリング前に鋼板の表面を加
熱した場合、鋼板表面の温度が上昇し、中心部よりも表
面の温度の方が高くなる。その後、デスケーリングによ
って表面は冷却され、表面の温度は急速に低下する。こ
の場合も加熱を行わない場合と同様に、デスケーリング
後には鋼板中央部の熱によって復熱する。
【0018】鋼板をデスケーリング前に加熱した場合と
しなかった場合とを比べると、デスケーリング前後にお
ける鋼板表面の温度変化量が大きく違うことがわかる。
【0019】図2からわかるように、デスケーリング前
に鋼板を加熱した場合には、デスケーリング前後におけ
る鋼板表面の温度変化が大きくなり、スケールと鋼との
界面に加わる熱応力が増大するので、スケールと鋼との
界面に亀裂が生じて表面のスケールが剥離し易くなるの
である。
【0020】図3は、鋼板を種々の一定温度に10秒間保
持したときのその温度と、生成したスケールの厚みとの
関係を示す図である。スケールの発生量は温度に対して
指数的に多くなることが分かる。鋼板表面を加熱して高
温にすれば、それだけスケール生成の速度が大きくな
り、厚いスケールが生成する。生成したスケールは地金
に対してほぼ 1.4倍の体積膨張をするので、スケールが
成長すればするほどスケールと地金との界面に応力が発
生する。本発明の方法によってデスケーリング前に加熱
してやるのは、生成するスケールを厚くし、スケールと
地金との界面に発生する応力を大きくするためでもあ
る。
【0021】デスケーリングの前に鋼板の表面を加熱
し、その後、高圧水を吹きつけると、冷却時に働く熱応
力とスケール成長時に蓄えられた内部応力との相乗的な
作用で、地金とスケールとの界面に大きな力が働き、デ
スケーリング時にスケールが地金から剥離し易くなるの
である。
【0022】本発明の方法におけるデスケーリング前の
加熱は、鋼板の表面だけで十分であり、鋼板全体の温度
を上げる必要はない。鋼板の表面とは、スケールを含む
鋼板の外表面部であり、この部分のデスケール前後にお
ける急激な温度変化を大きくすれば、先に述べた熱応力
や内部応力によってスケールの剥離性が向上するのであ
る。鋼板全体の温度を上げてもスケールの剥離性は向上
するが、その場合には長大な加熱時間と大きな加熱装置
を必要とする。
【0023】加熱温度は、デスケーリングのためには高
い程よいが、多量のスケール発生は歩留りの低下を招く
ので、表面温度で1150℃以下とするのが好ましい。
【0024】加熱方法には特に制約はない。バーナによ
る加熱、インダクションヒータによる加熱、鋼板自体に
直接通電する加熱などを適用できるが、鋼板の表面のみ
を加熱すれば良いという点から、バーナを用いるのが簡
便である。仕上圧延前の鋼板の移動速度は70〜100 m/
分と速いので、バーナによる場合には、板幅方向に1列
のバーナだけでは十分に加熱できないことがあるから、
複数列設けて加熱するのがよい。
【0025】上記の加熱は仕上圧延機にできるだけ近い
位置で行い、加熱の後は直ちに高圧水を吹きつけてデス
ケーリングを行う。このデスケーリングは、ノズル出口
圧力を 100kgf/cm2 以上、流量を60リットル/min以上、
ノズルの高さ(鋼板表面からノズル先端までの距離)は
350mm以下とするのが望ましい。
【0026】先の図1を見ればわかるように、鋼板の表
面温度は中心部と比べて低い。このことは鋼板の板幅方
向においても言える。鋼板のエッジ部は中心部と比べて
温度が低く、デスケーリング不良が起こり易いのであ
る。このエッジ部のデスケーリング不良対策だけを行え
ば良いという場合には、エッジ部の表面のみを加熱すれ
ばよい。
【0027】本発明方法において、鋼板の加熱と高圧水
の吹きつけを仕上圧延機の入側で行うのは、ここまでの
工程で付着したスケールを仕上圧延の前に完全に除去す
るためである。この位置では鋼板の表面温度が低下して
いて高圧水を吹きつけるだけのデスケーリングでは効果
が小さいのであるが、上記のように少なくとも表面を加
熱することによって、デスケーリングの効果は顕著に向
上する。
【0028】
【実施例】図4は鋼板の熱間圧延ラインの仕上圧延機直
前の様子を示す概略図である。
【0029】図4に示すように、仕上圧延機3の入側の
デスケーリング装置2の前方に、加熱バーナ(70000kcal
/hr 、空気比1.05) を板幅方向に 200mm間隔で8個を1
列とし、鋼板4の表裏でそれぞれ2列のバーナ列を設置
した。鋼板表面を十分に加熱するために試験に際して
は、バーナを1列あるいは2列用いて加熱した。
【0030】デスケーリングに用いた高圧水は、ノズル
出口圧力 140kgf/cm2 、流量80リットル/min、ノズル開
き角度25°、ノズル高さ 250mmとした。
【0031】試験には、板幅1200mm、板厚 (仕上げ圧延
機入側での厚み) 30mmの低炭素鋼板(C=0.01%) とSi
含有鋼板 (Si= 0.4%) を用い、デスケーリング前に加
熱を行った場合と加熱を行わなかった場合の圧延後の表
面性状を比較した。試験結果を表1に示す。温度測定
は、図4のイ、ロおよびハの位置で板幅中央部の鋼板表
面温度を放射温度計で行った。
【0032】表面性状は仕上圧延後に鋼板の表面を観察
し、次のようにして評価した。その評価を表1に併記す
る。
【0033】 スケール残存率 状 態 記 号 0% スケールが全くない ◎ 0〜5% スケール残りがかすかに認められる ○ 5〜10% スケール残りが明らかに存在する △ 10〜50% スケール残りが目立つ × 50%以上 スケール残りの部分が半分以上を占める ×× 表1から明らかなように、加熱を行う前の鋼板温度が高
い場合にはデスケーリングの効果は比較的大きい。しか
し、鋼板温度が低くなればデスケーリング不良が生じ表
面性状が悪化する。これに対し、鋼板表面を加熱してか
らデスケーリングを行う本発明の方法ではデスケーリン
グが十分に行われ表面性状は良好であった。この傾向
は、難剥離性のスケールを発生するSi含有鋼の場合に顕
著であることが分かる。
【0034】加熱バーナは1列よりも2列使用した場合
の方が表面性状が良かった。これはバーナを2列で使用
した場合の方が鋼板の表面温度が上昇し、デスケーリン
グの効果が大きくなるからである。
【0035】
【表1】
【0036】
【発明の効果】本発明方法によれば、スケール残存の少
ない鋼板を仕上圧延することになるので、表面性状のき
わめて良好な熱延鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】高圧水を吹きつけて通常のデスケーリングをし
た際のデスケーリングの前後における鋼板の板厚方向の
温度分布を示す図である。
【図2】鋼板の表面を加熱した後に高圧水を吹きつけた
場合のデスケーリングの前後における鋼板の板厚方向の
温度分布を示す図である。
【図3】鋼板を各種温度で10秒間保持したときのその温
度と、生ずるスケールの厚さとの関係を示すグラフであ
る。
【図4】鋼板の熱間圧延ラインの仕上圧延機直前の様子
を示す概略図である。
【符号の説明】
1:バーナ、2:デスケーリング装置、3:仕上げ圧延
機、4:鋼板、 5:ピンチロール。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】仕上圧延機入側で鋼板の少なくとも表面を
    加熱した後、その表面に高圧水を吹きつけてデスケーリ
    ングを行い、その後仕上圧延を行うことを特徴とする表
    面性状の良い熱延鋼板の製造方法。
JP5846093A 1993-03-18 1993-03-18 表面性状の良い熱延鋼板の製造方法 Pending JPH06269840A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5990464A (en) * 1996-10-30 1999-11-23 Nkk Corporation Method for producing hot rolled steel sheet using induction heating and apparatus therefor
JP2003326301A (ja) * 2002-05-10 2003-11-18 Sumitomo Metal Ind Ltd 熱延鋼板の製造方法
WO2010016447A1 (ja) 2008-08-05 2010-02-11 Jfeスチール株式会社 外観に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
JP2017177201A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 Jfeスチール株式会社 鋼板の製造方法および製造設備

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