JPH07188739A

JPH07188739A - 表面性状に優れた熱間圧延鋼材の製造方法

Info

Publication number: JPH07188739A
Application number: JP33244793A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Asai; 達也浅井; Toshiyuki Nakamura; 峻之中村
Original assignee: Kobe Steel Ltd; 株式会社神戸製鋼所
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-25

Abstract

(57)【要約】【目的】スケール性状不良の少ない表面性状に優れた
熱間圧延鋼材の製造方法を提供する。【構成】 C:0.01〜0.8 ％、 Si:0.02〜0.5 ％、Mn:0.1
〜1.0 ％、P:0.05％以下、S:0.02％以下、sol.Al:0.05
％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる
鋼片を1230℃以下の温度に加熱し、加熱炉から抽出後、
粗圧延開始前に高圧水デスケーリングを行い、さらに高
圧水デスケーリングを行いながら粗圧延を1100℃以下の
温度で終了し仕上圧延を行う際、粗圧延終了から仕上圧
延開始までの間で、鋼材表面のSi濃化層上に二次スケー
ルを生成させずに仕上圧延を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼材の熱間圧延に関
し、さらに詳しくは、表面性状に優れた熱間圧延鋼材の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、需要家での品質要求が厳格化し、
熱延鋼板の表面性状、すなわち、表面スケール性状の改
善が強く望まれてきている。熱延鋼板の表面スケール性
状は圧延工程中のデスケーリング状況に大きく影響され
るため、熱間圧延設備には、加熱および熱間圧延中に生
成するスケールを除去する手段が設けられている。

【０００３】加熱中に生成する一次スケールは、加熱炉
から抽出後、粗圧延開始前に高圧水デスケーリングを行
って除去されるが、一部は除去されずに圧延され鋼板表
面に残存し、スケール疵の原因になることがある。この
ため、圧延中の鋼板表面にスケール改質剤を塗布して表
面スケールを改質する方法 (特開昭60-162506 号公報、
特開昭60-162507 号公報) 、圧延中のブラシロールによ
るデスケーリング方法(特開昭58-163520 号公報、特開
昭59-56912号公報、特開昭59-49410号公報) 等が採用さ
れてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のスケー
ル改質剤を塗布する方法は、圧延工程を複雑化するもの
で実用的な方法とはいえない。また、ブラシロールによ
るデスケーリング方法は、有効な手段ではあるがブラシ
ロールの寿命が極めて短いという欠点があり実用的でな
い。したがって、圧延工程で高圧水デスケーリングを行
うことは必要不可欠である。また、これらの方法は、あ
くまでも一次スケールの除去で、後述する二次スケール
を念頭においたものではない。

【０００５】本発明者らの研究により、表面スケール性
状不良の原因が明らかにされた。すなわち、加熱中に生
成した一次スケールは、スケール地鉄界面にFe-Si 酸化
物等で構成されるSi濃化層が形成され、このSi濃化層は
高圧水デスケーリングを行っても、除去されにくく、一
部は鋼片表面に残存することになる。この残存したSi濃
化層は粗圧延で薄く延ばされるが、圧延過程で、このSi
濃化層上にも二次スケールが形成される。Si濃化層上に
形成された二次スケールは、高圧水デスケーリングでは
除去されにくく、鋼板表面に残存し、表面スケール性状
不良の原因になる。特に、連続熱延鋼板圧延設備では、
粗圧延機から仕上圧延機までの距離は百数十m あり、こ
の間に、Si濃化層上に二次スケールが形成されることに
なる。この二次スケールは、前述にように、仕上圧延開
始前の高圧水デスケーリングでも除去されず鋼板表面性
状を悪化させることになる。

【０００６】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、鋼片の加熱温度を規制して一次スケー
ル地鉄界面のSi濃化層の形成を抑制し、さらに粗圧延終
了から仕上圧延開始までの間に形成する二次スケールを
抑制して、仕上圧延を行うことにより表面性状に優れた
熱間圧延鋼材の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】C:0.01〜0.8 ％、 Si:0.
02〜0.5 ％、Mn:0.1〜1.0 ％、P:0.05％以下、S:0.02％
以下、sol.Al:0.05 ％以下を含有し、残部Feおよび不可
避的不純物からなる鋼片を1230℃以下の温度に加熱し、
加熱炉から抽出後、粗圧延開始前に高圧水デスケーリン
グを行い、さらに高圧水デスケーリングを行いながら粗
圧延を1100℃以下の温度で終了し仕上圧延を行う際、粗
圧延終了から仕上圧延開始までの間で、鋼材表面のSi濃
化層上に二次スケールを生成させずに仕上圧延を行う表
面性状に優れた熱間圧延鋼材の製造方法である。

【０００８】粗圧延機から仕上圧延機までの移送を鋼材
表面の酸化を抑制して行う請求項１記載の表面性状に優
れた熱間圧延鋼材の製造方法である。

【０００９】

【作用】連続熱延鋼板圧延設備では、複数の粗圧延機と
同じく複数の仕上圧延機とから構成されており、通常粗
圧延機から仕上圧延機までの距離は百数十m から数百m
ある。この間は、通常デスケーラーはなく、放冷時間が
長いため、粗圧延機から仕上圧延機までの移送中に、粗
圧延終了後の鋼板表面には二次スケールが生成する。

【００１０】図１は表面スケール性状不良発生のメカニ
ズムを模式的に説明する図である。加熱炉から抽出した
鋼片表面には、図１(a) に示すように、一次スケールが
形成され、スケール地鉄界面にFe-Si 酸化物等で構成さ
れるSi濃化層が形成されている。一次スケールは粗圧延
前の高圧水デスケーリングで除去され、図１(b) に示す
ように、一部のSi濃化層が残存する。残存したSi濃化層
は、図１(c) に示すように、粗圧延で薄く延ばされ、粗
圧延機から仕上圧延機までの移送中に、粗圧延終了後の
鋼板表面に二次スケールが生成する。粗圧延機から移送
された鋼板は、仕上圧延開始前にデスケーリングを行う
が、図１(d) に示すように、Si濃化層上に形成された二
次スケールは仕上圧延開始前のデスケーリングでは除去
できないので、この残存した二次スケールが仕上圧延で
延ばされ鋼板表面に残存し、表面スケール性状不良の原
因になる。

【００１１】表面スケール性状を改善するには、残存二
次スケールの厚さを薄くすればよい。このためには、デ
スケーラを増強する方法も考えられるが、それよりも仕
上圧延開始前の二次スケールの厚さを薄くする方がより
効果的である。すなわち、本発明の要旨は、加熱炉で生
成する一次スケールを抑制し、さらに粗圧延機から仕上
圧延機までの移送中に、粗圧延終了後の鋼板表面に生成
する二次スケールを抑制して圧延を行う熱間圧延鋼材の
製造方法である。

【００１２】本発明者らは、表面スケール性状不良に及
ぼす製品での残存スケール厚さを調査した。その結果の
一例を図２および図３に示す。図２は表面スケール性状
不良部の製品残存スケール厚分布を示す。これはスケー
ル性状不良部を 100点に分割し、その各点のスケール厚
を測定したものである。図３は、図２に示すスケール厚
分布をもとに、スケール厚とスケール性状不良との関係
を表したものである。このように、スケール厚が10μm
以下では殆どスケール性状不良にはならず、スケール厚
が厚くなるとその部分がスケール性状不良となる割合が
増加することが明らかである。本発明は仕上圧延開始前
の残存二次スケール厚を薄くすることにより圧延終了後
の鋼板表面スケール厚分布を10μm 以下とすることが可
能であり、表面スケール性状不良を防止することができ
る。

【００１３】以下に、本発明の製造条件の限定理由につ
いて説明する。加熱温度は加熱中の酸化によるスケール
地鉄界面のSi等の濃化の原因となるため、加熱温度を下
げることは一次スケールの生成量を抑え、Si濃化量を減
少させる効果がある。加熱温度が1230℃を超えるとSi濃
化が著しく、スケール剥離性を劣化させる。したがっ
て、加熱温度は1230℃以下に限定する。

【００１４】次に、粗圧延を1100℃以下の温度で終了す
る理由は以下のとおりである。粗圧延終了から仕上圧延
開始までの間に生成する二次スケール量を抑えるために
は、粗圧延終了温度を低くすることが効果的である。ま
た、二次スケールの発生を抑えるためには、表面の酸化
を抑制した状態で鋼板を粗圧延機から仕上圧延機まで移
送することが有効であり、このためには、後述するよう
に、粗圧延機から仕上圧延機までの間をカバー等で覆
い、この間を非酸化雰囲気にすることが効果的である。
しかし、前記カバー内にアルゴン、窒素等の不活性気体
を充満させて非酸化雰囲気にした場合でも、高温の鋼板
を通過させるため、多少の外気の巻き込みが予想され、
外気の巻き込みによる酸素により酸化が進行して二次ス
ケールが発生することになる。このためにも、粗圧延終
了温度を低くする必要がある。したがって、粗圧延終了
温度は1100℃以下に限定する。

【００１５】粗圧延終了後の二次スケールの生成を抑制
するための、粗圧延機から仕上圧延機まで、鋼板を非酸
化状態で移送する手段としては、粗圧延機と仕上圧延機
間の鋼板の移送ローラテーブルをトンネル状のカバーで
覆い外気から遮断し、カバー内にはアルゴン、窒素等の
不活性気体を充満させて、鋼板の移送ローラテーブルを
非酸化雰囲気にすることにより二次スケールの生成を抑
制する方法、粗圧延終了後、鋼板表面に酸化防止剤を塗
布して鋼板表面を非酸化状態にすることにより二次スケ
ールの生成を抑制する方法、または粗圧延機と仕上圧延
機間の鋼板の移送速度を速くして、外気との接触時間を
短縮することにより二次スケールの生成を抑制する方法
などが採用できる。

【００１６】仕上圧延機まで移送された鋼板は、仕上圧
延開始前に高圧水デスケーリング等によるデスケーリン
グを行い、二次スケールを除去した後、仕上圧延を行
う。このようにして、熱延鋼板の表面スケール性状不良
を防止するこができる。また、仕上圧延開始前のデスケ
ーリングは、上記の酸化防止剤を鋼板表面から除去する
ためにも不可欠なものである。

【００１７】次に、化学成分の限定理由について説明す
る。C は、要求される熱延鋼板の強度を得るために必要
不可欠な元素であるが、0.01％未満で必要な強度が得ら
れず、一方、0.8 ％を超えると熱間強度強度が上昇し熱
間圧延が困難となる。したがって、C 含有量は0.01〜0.
8 ％とする。

【００１８】Siは、熱延鋼板に要求される強度および延
性を確保するために重要な元素である。そのためには、
0.02％以上の添加が必要であるが、0.5 ％を超えると加
熱時のSi濃化が著しくなり、先に説明したような機構に
より表面スケール性状が劣化する。したがって、Si含有
量は0.02〜0.5 ％とする。

【００１９】Mnは、表面スケール性状には関与しない
が、熱延鋼板に要求される強度を確保するために必要な
元素であるが。そのためには、 0.1％以上の添加が必要
であるが、過剰の添加は経済性を損なうため上限を1.0
％とする。したがって、Mn含有量は 0.1〜1.0 ％とす
る。

【００２０】P は、加熱時に生成するSi濃化層の地鉄か
らの剥離を容易にするため熱延鋼板の表面スケール性状
の改善に有効な元素であるが、0.05％を超えて添加する
と延性が劣化する。したがって、P 含有量は0.05％以下
とする。

【００２１】S は、加熱時に生成するSi濃化層の地鉄か
らの剥離を容易にするため熱延鋼板の表面スケール性状
の改善に有効な元素であるが、0.02％を超えて添加する
と熱間割れの原因となる。したがって、S 含有量は0.02
％以下とする。

【００２２】Alは、溶鋼を脱酸する際に不可欠な元素で
ある。添加したAlのうち鋼中に固溶しているAlは酸化時
にMn、Si等の酸化物と複合酸化物をスケール地鉄界面の
形成し、スケールの剥離性を劣化させる。したがって、
鋼中の固溶Al(sol.Al)含有量は0.05％以下とする。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
表１に示す化学成分を有する鋼を転炉にて溶製し、連続
鋳造機により鋼片に鋳造した。以下、この鋼片を供試材
に用い、連続熱間圧延機で鋼帯に圧延した。

【００２４】実施例１表１のＡの化学成分の鋼片を加熱温度1200℃および1260
℃で加熱し、加熱炉から抽出後、高圧水デスケーリング
によりデスケーリングを行い、さらに高圧水デスケーリ
ングを行いながら粗圧延を1130℃、1100℃および1080℃
で終了した。その後、鋼板を窒素または大気雰囲気にし
た粗圧延機と仕上圧延機の間に配設した図４に示すトン
ネル状カバー内を移送し、仕上圧延開始前にデスケーリ
ングを行い仕上圧延を行った。この場合、トンネル状カ
バーは鋼板の保温効果を持ち合わせている。トンネル状
カバー内には、一定流の気体を流し、内圧が常に外気圧
より大きくなるように加圧した。

【００２５】仕上圧延後、鋼板（鋼帯）をリコイルして
全長にわたり表面性状の評価を目視により行い、４段階
に評価し、さらに、１コイルに対して表面スケール性状
不良の発生が最も多いと思われる部位を全幅×500mm 長
さ採取しスケール性状不良の面積を測定した。なお、４
段階の評価は、ランク１：良好、ランク２：やや悪い、
ランク３：悪い、ランク４：非常に悪いの４段階であ
る。評価およびスケール性状不良面積を表２に示す。

【００２６】ここで、図４に示すトンネル状カバーにつ
いて説明する。トンネル状カバーは粗圧延機と仕上圧延
機の間の支持ロール（移送ローラテーブル）４を包み込
む状態で配設されており、粗圧延機側には鋼板導入帯３
が、仕上圧延機側には鋼板排出帯８が設けてあり、鋼板
導入帯３と鋼板排出帯８はそれぞれ鋼板１の入口と出口
であるとともに、外気のカバー内への巻き込みを減少さ
せる働きをする。さらに、トンネル状カバーには、鋼板
移送方向に所望間隔に気体流量調節弁６を配置した気体
導入管５が設置してあり、気体導入管５の前方には、気
体導入管５から導入された気体が直接鋼板に吹き付けら
れることを防ぐとともに、カバー内に広く拡散させるた
めの気体拡散板７が設けてある。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】表２に示すように、実施例１のは本発明
の規定に従い実施したもので、表面スケール性状不良は
殆ど見られず優れた表面性状を有している。一方、は
加熱温度が1230℃を超え、カバー内が大気雰囲気である
ため、加熱時の酸化によるSi濃化層の影響と、移送中の
二次スケールの多量の生成により、仕上圧延開始前のデ
スケーリング後の残存スケール厚が厚くなったため、表
面スケール性状不良が発生している。は加熱温度が12
30℃を超えているため、加熱時の酸化によるSi濃化層が
厚くなり粗圧延前の高圧水デスケーリング後の残存スケ
ール厚が厚くなり仕上圧延開始前のデスケーリングでも
スケールが残存し表面スケール性状不良が発生してい
る。は加熱温度および粗圧延終了温度は本発明の限定
内であるが、カバー内が大気雰囲気であるため、移送中
の二次スケールの多量の生成により表面スケール性状不
良が発生している。このことは、粗圧延終了から仕上圧
延開始までの二次スケール生成の抑制が、表面性状の改
善に重要であることを示している。は粗圧延終了温度
が1100℃以上であるため、高温の鋼板を移送させる必要
からカバー内を完全に外気から遮断することが困難で、
外気の巻き込みによる酸素により酸化が進行し、仕上圧
延開始前のデスケーリング後の残存スケール厚が厚くな
ったため、表面スケール性状不良が発生している。

【００３０】実施例２表１のＢの化学成分の鋼片を加熱
温度1210℃および1260℃で加熱し、加熱炉から抽出後、
高圧水デスケーリングによりデスケーリングを行い、さ
らに高圧水デスケーリングを行いながら粗圧延を1100℃
および1130℃で終了した。その後、鋼板を窒素雰囲気に
した粗圧延機と仕上圧延機の間に配設した図４に示すト
ンネル状カバー内を移送し、仕上圧延開始前にデスケー
リングを行い仕上圧延を行った。この場合、トンネル状
カバーは鋼板の保温効果を持ち合わせている。トンネル
状カバー内には、一定流の気体を流し、内圧が常に外気
圧より大きくなるように加圧した。

【００３１】その後、実施例１と同様にして、表面性状
の評価と表面スケール性状不良面積の測定を行った。そ
の結果を表２に示す。

【００３２】表２に示すように、実施例２のは本発明
の規定に従い実施したもので、表面スケール性状不良は
殆ど見られず優れた表面性状を有している。一方、は
粗圧延終了温度が1100℃以上であるため、高温の鋼板が
カバー内を移送する際に生じる外気の巻き込みによる酸
素により酸化が進行し、仕上圧延開始前のデスケーリン
グ後の残存スケール厚が厚くなったため、表面スケール
性状不良が発生している。は加熱温度が1230℃を超え
ているため、加熱時の酸化によるSi濃化層が厚くなり粗
圧延前の高圧水デスケーリング後の残存スケール厚が厚
くなり仕上圧延開始前のデスケーリングでもスケールが
残存し表面スケール性状不良が発生している。

【００３３】実施例３表１のＣおよびＤの化学成分の鋼片を加熱温度1210℃お
よび1260℃で加熱し、加熱炉から抽出後、高圧水デスケ
ーリングによりデスケーリングを行い、さらに高圧水デ
スケーリングを行いながら粗圧延を1090℃で終了した。
その後、鋼板を窒素雰囲気にした粗圧延機と仕上圧延機
の間に配設した図４に示すトンネル状カバー内を移送
し、仕上圧延開始前にデスケーリングを行い仕上圧延を
行った。この場合、トンネル状カバーは鋼板の保温効果
を持ち合わせている。トンネル状カバー内には、一定流
の気体を流し、内圧が常に外気圧より大きくなるように
加圧した。

【００３４】その後、実施例１と同様にして、表面性状
の評価と表面スケール性状不良面積の測定を行った。そ
の結果を表２に示す。

【００３５】表２に示すように、実施例３のは本発明
の規定に従い実施したもので、Si添加量が増加しても本
発明の規定内であれば、本発明の効果は十分に得られ、
表面スケール性状不良は殆ど見られず優れた表面性状を
有している。一方、は加熱温度が1230℃を超えている
ため、加熱時の酸化によるSi濃化層が厚くなり粗圧延前
の高圧水デスケーリング後の残存スケール厚が厚くなり
仕上圧延開始前のデスケーリングでもスケールが残存し
表面スケール性状不良が発生している。はSi添加量が
本発明の規定から外れているため、加熱時の酸化による
Si濃化層が厚くなり粗圧延前の高圧水デスケーリング後
の残存スケール厚が厚くなり仕上圧延終了後の鋼板に表
面スケール性状不良が発生している。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、加熱時の酸化によるスケール地鉄界面
に形成するSi濃化層を減少させ、さらに粗圧延終了から
仕上圧延開始までに発生する二次スケール量を抑制する
ことができるため、表面スケール性状不良が減少し、表
面性状に優れた熱延鋼材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面スケール性状不良発生のメカニズムを模式
的に説明する図である。

【図２】表面スケール性状不良部の製品残存スケール厚
さの分布状況の一例を示す図である。

【図３】製品残存スケール厚とスケール性状不良との関
係を示す図である。

【図４】本発明の実施例で使用したトンネル状カバーの
概念図である。

【符号の説明】

１…鋼板、２a 、２b …矯正ロール、３…鋼板導入帯、
４…支持ロール、５…気体導入管、６…気体流量調節
弁、７…気体拡散板、８…鋼板排出帯。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２２Ｃ 38/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 C:0.01〜0.8 ％、 Si:0.02〜0.5 ％、M
n:0.1〜1.0 ％、P:0.05％以下、S:0.02％以下、sol.Al:
0.05 ％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる鋼片を1230℃以下の温度に加熱し、加熱炉から抽
出後、粗圧延開始前に高圧水デスケーリングを行い、さ
らに高圧水デスケーリングを行いながら粗圧延を1100℃
以下の温度で終了し仕上圧延を行う際、粗圧延終了から
仕上圧延開始までの間で、鋼材表面のSi濃化層上に二次
スケールを生成させずに仕上圧延を行うことを特徴とす
る表面性状に優れた熱間圧延鋼材の製造方法。
【請求項２】粗圧延機から仕上圧延機までの移送を鋼
材表面の酸化を抑制して行う請求項１記載の表面性状に
優れた熱間圧延鋼材の製造方法。