JPH0852509A - 高温鋼板の圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】平坦不良を生じさせない高温鋼板の圧延方法の
提供。 【構成】高温鋼板の圧延に際して、鋼板の長手方向に鋼
板を挟んで上下にそれぞれ複数列（図６では２列）設け
られ、その所定の位置にそれぞれ複数個の所定形状のデ
スケーリングノズルが取り付けられたデスケーリングノ
ズルヘッダーＡ、Ｂを用いて、圧延中に加圧水を噴射す
るタイミングを前記２列のノズルヘッダーごとに変える
ことにより、鋼板の表面に、鋼板の長手方向に対して幅
が 500mm以下でかつスケール厚み差が 100μｍ以下の縞
状スケールむらを生成させる。圧延中に噴射する加圧水
の圧力をノズルヘッダーごとに700kgf/cm²以下の範囲で
変えて、上記の縞状スケールむらを生成させてもよい。 【効果】板幅方向に縞状の厚み分布をもつスケールむら
を生成させ、鋼板の平坦不良の発生を防止することがで
きる。この方法は比較的コストがかからず、簡易なデス
ケーリング装置により実施することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高温の鋼板を平坦不
良を生じさせることなく圧延する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、厚鋼板などの鋼板製造プロセスに
おいて、鋼板に制御圧延を施した後水冷（加速冷却）す
ることにより高強度、高靱性鋼板を得る方法が広く行わ
れるようになってきている。すなわち、従来は、合金元
素の添加量の増加などにより行っていた鋼の高強度化、
高靱性化を、制御圧延および加速冷却を組み合わせるこ
とにより実現し、合金元素の添加量を減少させて製造コ
ストを大幅に削減するだけでなく、溶接性にも優れた鋼
板を製造することが可能となった。このために鋼板製造
現場において加速冷却の対象材は増加の一途をたどって
いる。

【０００３】このように、加速冷却設備を導入すること
により優れた品質の鋼板をより安価に製造することが可
能となったが、その一方で、最近ますます高品質化のニ
ーズが高まっていく中、いくつかの問題が生じてきた。
その中の最も重要な問題として、冷却後の鋼板の平坦不
良があげられる。

【０００４】加速冷却においては 200〜900 ℃の高温鋼
板の表面に水冷ノズルから加圧水を噴射するため、鋼板
表面で対流沸騰熱伝達現象が発生し、冷却水が鋼板表面
を流れる際蒸発して鋼板から大量の熱が奪われる。この
現象により、空冷などに比べて数十〜数百倍の高い冷却
速度が得られるため、微細な結晶組織を有する鋼板が得
られ、前述のように高強度、高靱性を有する鋼板を製造
することができる。

【０００５】しかしその反面、この対流沸騰熱伝達現象
においては、鋼板温度が低温になるほど熱伝達効率が急
激に上昇する傾向があるため、鋼板の冷却が進むほど冷
却速度が大きくなり、現象そのものが非常に不安定にな
る。このため、鋼板全体にわたり冷却速度を均一に制御
することが非常に困難で、さまざまな外乱により冷却終
了後の鋼板の温度分布に大きなむら（温度むら）が発生
しやすい。この外乱の主なものとしては、冷却開始前の
温度むらや鋼板の圧延時に発生した変形、あるいは鋼板
表面に形成される酸化膜 (スケール) の不均一性など、
鋼板の表面性状の不均一性が挙げられる。このうち、ス
ケールの不均一性が冷却終了時の鋼板の温度むらの発生
に与える影響については、これまでいくつかの研究結果
が報告されている (例えば、鉄と鋼, VOl.79,No.1,55〜
61頁) 。

【０００６】このような温度むらの発生は、鋼板の機械
値特性にばらつきを生じさせるばかりでなく、温度むら
の大きさ（高温部と低温部の温度差）がある限界を超え
ると、鋼板が常温まで冷却する間に耳波や中伸びなどの
変形（平坦不良）が生じ、生産効率を低下させるなど、
大きな問題となっている。

【０００７】鋼板の平坦不良の発生をなくするため、従
来、いろいろな工夫がなされてきた。例えば、特開平５
−59457 号公報には、冷却の開始温度をＡr₁点以上で、
かつＡc₁点＋20℃以下とすることにより、スケールの密
着性が良好で部分的な剥離がなく、スケール厚のばらつ
きのない状態で水冷し、冷却後の温度むらを低減する冷
却方法が示されている。また、特開平５−57332 号公報
には、鋼板を加熱炉から抽出した後、水冷するまでの間
に、研削粉末を混合した高圧水によりデスケーリングを
行ってスケール層を含む表面層を削除し、水冷前にタイ
トな均一スケールを生成させて温度むらを減少させる冷
却方法が示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述の方法により、ス
ケール厚のばらつき等、スケールの不均一性による鋼板
の水冷停止時の温度むらは改善され、平坦不良は大幅に
改善されたが、それでもなお以下に述べるような問題点
が残されていた。

【０００９】例えば、炉内での加熱むらや、搬送中ある
いは圧延中の偏冷却などにより生じる冷却開始前の温度
むら、圧延時に生じるわずかな鋼板の反り変形、水冷ノ
ズルからの噴射水の流量分布のばらつき、鋼板上におけ
る冷却水の流れの場所による不均一など、温度むらを生
じさせる数多くの要因が存在する。しかも前述のように
鋼板の冷却過程が非常に不安定であるため、このような
温度むらを生じさせる要因がわずかに生じた場合でも、
それに起因して発生する温度むらはかなり大きくなり、
冷却後の鋼板の変形を防ぐことは非常に困難であった。

【００１０】この発明は、高温の鋼板を圧延するに際し
て、冷却停止時の温度むらに起因する鋼板の平坦不良を
生じさせることなく加速冷却を行いつつ圧延する方法を
提供することを課題としてなされたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】一般に、図１に示す耳波
や中伸びなどの変形は、鋼板の板幅方向の温度むらに起
因して発生し、加速冷却後の温度が低い部分で生じる。

【００１２】図２は冷却停止時の鋼板表面における温度
分布を模式的に示す図で、斜線部が高温域をあらわす
が、図２(a) に示すように、鋼板の幅方向中央部の温度
が低くなっている場合、その部分が両側部の温度の高い
部分に比べて変形しにくいため収縮しにくく、鋼板が常
温まで冷却するにともない圧縮応力が増大し（図中に圧
縮応力域として記号（−）で表示した）、座屈限界応力
を超えると変形する。これが中伸びである。

【００１３】この座屈限界を決める温度むらの大きさ
は、板厚や板幅だけでなく、その部分の温度分布状態に
よって大きく左右され、例えば、図２(a) のように比較
的なだらかな温度分布が発生した場合には、比較的小さ
な温度むらでも変形が生じることがあり、場合によって
は温度差が10℃程度の温度むらでも変形する。しかし、
図２(b) に示すように、板幅方向にある一定のピッチで
一定の温度むらが生じた場合には、隣同士の高温部（斜
線部）と低温部にそれぞれ発生する引張応力（図中に記
号（＋）で表示）と圧縮応力がつりあって互いに変形を
打ち消し合うため、比較的大きな温度むらが生じても変
形は起こらない。

【００１４】前記のように、加速冷却の際、鋼板全体に
わたって冷却停止温度を均一に制御することは非常に困
難であり、これを実現するためには多大な費用を要する
ので、本発明者らは、図２(b) に示したように、冷却停
止時に板幅方向に一定のピッチで一定の大きさの縞状の
温度むらが発生するように冷却することにより、鋼板に
おける平坦不良の発生を防止する方法について検討を重
ねた結果、冷却停止時に板幅方向に一定のピッチで厚み
の異なるスケールを縞状に形成させることにより鋼板に
生じる平坦不良を防止することが可能であることを確認
した。

【００１５】本発明の要旨は、下記(1) および(2) の高
温鋼板の圧延方法にある。

【００１６】(1) 帯状鋼板の加熱手段と、鋼板表面のス
ケールを加圧水を噴射して除去するための複数のノズル
を備えたスケール除去手段と、圧延手段と、冷却手段と
を有する装置を用いて行う高温鋼板の圧延方法におい
て、前記スケール除去手段が、鋼板の長手方向に鋼板を
挟んで上下にそれぞれ複数列設けられたデスケーリング
ノズルヘッダーを有し、この複数列のノズルヘッダーの
それぞれには、前記高温鋼板の幅方向に加圧水の噴射幅
が 300mm以下で噴射間隔が噴射幅の１〜２倍であり、か
つ鋼板の長手方向に対し互いに重ならない位置に複数個
のデスケーリングノズルが取り付けられており、圧延中
に加圧水を噴射するタイミングを前記複数列のノズルヘ
ッダーごとに変えることによって、前記高温鋼板の表面
に、鋼板の長手方向に対して幅が 500mm以下でかつスケ
ール厚み差が 100μｍ以下の縞状スケールむらを生成さ
せることを特徴とする高温鋼板の圧延方法。

【００１７】(2) 帯状鋼板の加熱手段と、鋼板表面のス
ケールを加圧水を噴射して除去するための複数のノズル
を備えたスケール除去手段と、圧延手段と、冷却手段と
を有する装置を用いて行う高温鋼板の圧延方法におい
て、前記スケール除去手段が、鋼板の長手方向に鋼板を
挟んで上下にそれぞれ複数列設けられたデスケーリング
ノズルヘッダーを有し、この複数列のノズルヘッダーの
それぞれには、前記高温鋼板の幅方向に加圧水の噴射幅
が 300mm以下で噴射間隔が噴射幅の１〜２倍であり、か
つ鋼板の長手方向に対し互いに重ならない位置に複数個
のデスケーリングノズルが取り付けられており、圧延中
に噴射する加圧水の圧力を700kgf/cm²以下の範囲で前記
複数列のノズルヘッダーごとに変えることによって、前
記高温鋼板の表面に、鋼板の長手方向に対して幅が 500
mm以下でかつスケール厚み差が 100μｍ以下の縞状スケ
ールむらを生成させることを特徴とする高温鋼板の圧延
方法。

【００１８】前記の噴射幅とは、デスケーリングノズル
から噴射される高圧水が衝突する鋼板表面（噴射面とい
う）の板幅方向長さをいう。また、噴射間隔とは、デス
ケーリングノズルのノズルヘッダーへの取り付け間隔
で、ノズル間隔ともいう。

【００１９】

【作用】以下、本発明方法について図面を用いて詳細に
説明する。

【００２０】図３は、制御圧延および冷却（ＴＭＣＰ）
厚鋼板製造プロセスの概略図で、仕上げ圧延ミル５の後
段に加速冷却装置６が取り付けられている。スラブを圧
延するに際しては、まず、スラブを加熱炉２で所定の抽
出温度まで加熱し、均熱する。この間に、スラブの表面
には一次スケールと呼ばれる酸化鉄の層が生成する。

【００２１】この一次スケールは冷却むら発生等の原因
となるので、スラブを加熱炉２から抽出した後、一般に
デスケーリング装置（デスケーラー）３と呼ばれる高圧
水噴射装置により削り落とす（デスケーリング）。その
後、粗圧延ミル４および仕上げ圧延ミル５により所定の
厚さまで圧延するが、この間においても鋼板表面に二次
スケールと呼ばれるスケールが新たに発生する。このた
め一般に圧延の直前や圧延途中においてもデスケーリン
グを行い、スケールを除去する。仕上げ圧延が終了した
後、加速冷却装置６により所定の冷却開始温度から停止
温度まで水冷し、鋼板１の材質を制御している。

【００２２】図５は従来のデスケーラーの一部の斜視図
である。一般に、高圧水を噴射するデスケーリングノズ
ル14としてはフラットスプレーと呼ばれるノズルが用い
られており、その噴射面は鋼板１の幅方向に真直な帯状
をなす。さらに、鋼板１の幅方向にわたって均一にスケ
ールを削り落とすため、デスケーリングノズル14は、図
５に示すように隣同士のノズルの噴射面の長手方向端部
が重なりあうように配列されている。

【００２３】上記のように、従来のデスケーラーは、鋼
板の幅方向にわたって均一にスケールを削り落とすこと
を目的として設計されてきた。

【００２４】ところで、高温鋼板を水冷する場合、その
冷却能力は鋼板上に生成したスケールの厚みによって大
きく左右される。図９は本発明者らが行ったテスト結果
で、(a) は表面に種々の厚みのスケールを有する板厚25
mm、板幅80mmの鋼板を加速冷却処理において通常用いら
れる条件で冷却した場合のスケール厚みと冷却速度の関
係を示す図である。(b) は (a)のデータに基づいて作成
したスケール厚み差と冷却速度差との関係を示す図であ
る。これらの図からわかるように、冷却速度はスケール
厚みによって変化し、スケール厚み差が増すとともに冷
却速度差が大きくなる。

【００２５】従って、デスケーリングの際、鋼板の長手
方向に二通りの異なる厚みを有するスケールが交互に並
ぶように、すなわち、冷却前に縞状の厚み分布をもつス
ケールが生成するようにデスケーリングを行えば、スケ
ールの厚い部分では、薄い部分に比べて水冷時の冷却速
度が大きくなるので、加速冷却装置で均一に冷却水を噴
射しながら鋼板を冷却しても板幅方向に縞状の温度むら
を発生させることができる。

【００２６】この温度むらの大きさ、すなわち高温部と
低温部の温度差は、鋼板を常温まで冷却したときに変形
が生じない範囲、すなわち座屈限界温度差以下であれば
よいが、機械特性値のばらつきを許容値以下とするため
には、温度むらの高温部と低温部の温度をそれぞれ冷却
停止温度の＋30℃以下および−30℃以上、つまり、温度
むらの大きさを冷却停止温度の±30℃以下に抑えること
が望ましい。一方、温度むらが小さすぎると、図２(a)
に示したように比較的なだらかな温度むらが生じた場合
のように変形を防止することができなくなる場合があ
る。従って、本発明方法における加速冷却で発生させる
温度むらの望ましい大きさは冷却停止温度±10〜30℃の
範囲である。

【００２７】また、温度むらの板幅方向における幅は 5
00mm以下の範囲に設定することが望ましい。この幅が 5
00mmよりも大きいと高温部と低温部の応力の釣り合いが
とれにくくなり、低温部（圧縮応力域）において変形が
生じてしまう。なお、温度むらの幅が50mmより小さいと
幅方向の伝熱により温度分布が不明瞭になるので、温度
むらの幅は50mm以上とするのが望ましい。

【００２８】本発明方法では、上記のように、板幅方向
に縞状の温度むらを生じさせるために縞状の厚み分布を
もつスケールを生成させるのであるが、そのための方法
の一つとして、仕上げ圧延時のデスケーリングのタイミ
ングを複数列設けられたノズルヘッダーごとに変える方
法が有効である（前記(1) の発明）。

【００２９】表１は、板厚30mmの鋼板を図10に示す圧延
パススケジュールにより仕上げ圧延を行い、この間２回
のデスケーリングを行ったときの圧延後（すなわち、冷
却前）に生成したスケールの厚みを測定した結果であ
る。デスケーリング開始前の鋼板温度は 900℃で、噴射
水の圧力は150kgf/cm²、幅１ｍ当たりに換算した噴射水
の単位幅流量は 350リットル/min・ｍとした。表中の○
印はデスケーリングを行ったタイミングを表す。粗圧延
後の鋼板表面には二次スケールが厚く生成しており、こ
のまま圧延するとスケールが砕かれて鋼板母材に食い込
む可能性があるので、１回目のデスケーリングは各ケー
スとも圧延開始直前に行い、２回目のデスケーリングは
タイミングを変えて２パス目以降の各圧延パスの直前に
行った。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１に示した測定結果からわかるように、
２回目のデスケーリングのタイミングを変えることによ
り、スケール厚みを30μｍから５μｍ程度まで変化させ
ることができる。これは、２回目のデスケーリングから
冷却前までの時間がデスケーリングのタイミングを変え
ることによって変化することによるものである。

【００３２】また、デスケーリングの際の噴射水の圧力
を複数列設けられたノズルヘッダーごとに変化させる方
法もスケール厚みを制御する方法として有効である（前
記(2) の発明）。

【００３３】図11は、前記の表１に示したケース No.８
について、噴射水の圧力と単位幅流量を変化させてデス
ケーリングを行ったときの圧延後に生成したスケールの
厚みを測定した結果である。単位幅流量によって若干異
なるが、噴射水の圧力が低い場合は厚いスケールが生成
し、高い場合は厚みが数μｍの薄いスケールが生成す
る。

【００３４】図４は本発明方法を実施するためのデスケ
ーリング装置および加速冷却装置の要部の一例の構成を
示す図である。

【００３５】加速冷却装置６は仕上げ圧延ミル５の出側
に設けられ、冷却水を鋼板１の全面に均等に噴射するこ
とのできる冷却ノズル群が上面側水冷ノズルヘッダー12
-1および下面側水冷ノズルヘッダー12-2に取り付けられ
ている。通常、上面側のノズルとしてはパイプラミナー
やスリットラミナーなどのラミナータイプのものが、ま
た下面側のノズルとしてはスプレータイプのものが用い
られる。

【００３６】デスケーリング装置３は仕上げ圧延ミル５
の入側に設置され、その要部は、鋼板１を挟んで上面お
よび下面に各２本ずつ設けられ、それぞれ加圧水を噴射
するデスケーリングノズルが取り付けられたデスケーリ
ングノズルヘッダー８-1、８-2と、オンオフ弁10-1、10
-2、バルブ11-1、11-2および圧力計９-1、９-2とで構成
されている。デスケーリングノズルとしてはフラットス
プレーノズル等が用いられる。

【００３７】図６は前記図４に示したデスケーリング装
置を用いて行う本発明方法の説明図である。鋼板１の上
面側の２本のデスケーリングノズルヘッダー８-1、８-1
（以下、ノズルヘッダーＡ、Ｂと区別する）にはそれぞ
れ所定のノズル間隔Ｌでデスケーリングノズル15が取り
付けられており、ノズルヘッダーＡとＢにおけるその取
り付け位置は鋼板の長手方向に対し互いに重ならず、取
り付け状態を上方から見た場合、千鳥かがり状をなして
いる。この場合の噴射幅Ｗは噴射間隔（ノズル間隔）Ｌ
のおよそ半分で、デスケーリングノズル15は、ノズルヘ
ッダーＡに取り付けられたノズルの噴射面の両端部とノ
ズルヘッダーＢに取り付けられたノズルの噴射面の両端
部が重なり合うような位置に取り付けられている。

【００３８】この装置を用いて本発明方法（前記(1) の
方法）を実施するには、例えば、仕上げ圧延開始の直前
に、鋼板の上面側および下面側のノズルヘッダーＡ、Ｂ
を同時に使用して１回目のデスケーリングを行い、鋼板
の全面のスケールを均一に除去する。次いで、数回にわ
たる圧延パスの中でノズルヘッダーＡを使用するタイミ
ングとノズルヘッダーＢを使用するタイミングを変えて
２回目のデスケーリングを行えばよい。タイミングを変
えるこにより２回目のデスケーリングから冷却前までの
時間を変化させ、生成するスケール厚みをコントロール
して板幅方向に縞状の厚み分布をもつスケールを生成さ
せることができる。この縞状スケールむらの幅は各ノズ
ルの噴射幅Ｗに等しい。なお、この場合は、ノズルヘッ
ダーＡ、Ｂに同じ圧力の加圧水を供給する。

【００３９】ノズルヘッダーＡあるいはノズルヘッダー
Ｂを板幅方向に可動とすることにより、２回目あるいは
更に３回目のデスケーリングを行う際、デスケーリング
位置を調節することができ、スケールむらの幅を適宜変
更することが可能となる。

【００４０】また、図６に示した装置を用いて前記(2)
の方法を実施するには、ノズルヘッダーＡ、Ｂに供給す
る加圧水の圧力を変えて、例えばノズルヘッダーＡには
高圧水を、ノズルヘッダーＢには低圧水を供給してデス
ケーリングを行う。ただし、仕上げ圧延の直前に行う１
回目のデスケーリングでは同圧の加圧水を用いてもよ
い。

【００４１】図６に示すように、鋼板上で高圧水により
デスケーリングされる部分と低圧水によりデスケーリン
グされる部分とが板幅方向に噴射間隔Ｌのピッチで交互
に現れるので、板幅方向に縞状の厚み分布をもつスケー
ルを生成させることができる。この場合は、仕上げ圧延
開始の直前にノズルヘッダーＡ、Ｂを同時に使用してデ
スケーリングを行った後、ノズルヘッダーＡ、Ｂのうち
の一方のみを使用して、板幅方向にスケール厚みを変え
ることも可能である。

【００４２】(2) の方法において、加圧水の圧力を700k
gf/cm²以下とするのは、実機で実現可能な最大圧力は70
0kgf/cm²程度であり、この圧力であればスケールの性状
によらず完全に除去することが可能だからである。

【００４３】図４に示したデスケーリング装置および図
６に示した説明図は、鋼板を挟んで上下に設けられたデ
スケーリングノズルヘッダーが２列の場合であるが、こ
の２列のノズルヘッダーのそれぞれは、前記高温鋼板の
幅方向に加圧水の噴射幅が 300mm以下で、噴射間隔が噴
射幅の１〜２倍であり、かつ鋼板の長手方向に対し互い
に重ならず、千鳥かがり状をなすように複数個のデスケ
ーリングノズルが取り付けられたものとする。

【００４４】加圧水の噴射幅を 300mm以下とするのは、
300mmより大きいとデスケーリング能力が低下し、噴射
に必要な圧力を高めなければならないのでコストが大幅
に増加するからである。

【００４５】また、噴射間隔 (ノズル間隔) を噴射幅の
１〜２倍とするのは、デスケーリングノズルヘッダーが
２列の場合は２倍とすることにより、また、後述する二
重管構造のデスケーリングノズルヘッダーを用いる場合
は１倍、すなわち噴射幅と噴射間隔を等しくすることに
より、加圧水が噴射されない部分や噴射面の端部の重な
りを超える深い重なり部分を生じさせずに加圧水を噴射
することができるからである。

【００４６】図７は、図６に示した２本のデスケーリン
グノズルヘッダーを、内管、外管のそれぞれが独立のノ
ズルヘッダーとして機能する二重管構造のデスケーリン
グノズルヘッダーにしたもので、この場合は、例えば二
重管の内管に高圧水を、外管に低圧水を供給する。高圧
水を噴射するデスケーリングノズルと低圧水を噴射する
デスケーリングノズルが交互に設けられているので、図
６に示した２本のヘッダーを用いる場合と同様の効果が
得られる。

【００４７】この二重管構造のデスケーリングノズルヘ
ッダーを用い、加圧水を噴射するタイミングを変えるこ
とによって鋼板表面に縞状のスケールむらを生成させる
ことも可能である。すなわち、仕上げ圧延前の１回目の
デスケーリングは内、外管を同時に使用して同圧力の加
圧水によりデスケーリングを行い、２回目のデスケーリ
ングでは外管を使用するタイミングと内管を使用するタ
イミング変えればよい。

【００４８】また、図８に示すように、各ノズルヘッダ
ーＡ、Ｂについて二つ以上のノズルを並べて配置するこ
とにより、ノズル１個の噴射幅の数倍の幅のスケールむ
らをつくることもできる。なお、図８では、ノズルを個
々にみた場合は噴射間隔（ノズル間隔）が噴射幅の３倍
になっているが、並べて配置された２個のノズルを一対
とみなすと、噴射間隔（ノズル間隔）は、図６の場合と
同様、噴射幅の２倍となっている。

【００４９】なお、図６、図７および図８のいずれにお
いても、ノズルヘッダーＡ（または二重管構造のノズル
ヘッダーの外管）のデスケーリングノズルとノズルヘッ
ダーＢ（または二重管構造のノズルヘッダーの内管）の
デスケーリングノズルは、その噴射面の端部が重なり合
うように配列されているので、同圧力の加圧水を同時に
噴射した場合は板幅方向にむらなく、均一にスケールを
除去することができる。

【００５０】上記のように構成されたデスケーリング装
置を用い、圧延中に加圧水を噴射するタイミングをノズ
ルヘッダーごとに変えるか、あるいは、圧延中に噴射す
る加圧水の圧力を700kgf/cm²以下の範囲でノズルヘッダ
ーごとに変えることによって、仕上げ圧延終了時に板幅
方向に縞状の厚み分布をもつスケールを生成させること
ができる。その際、スケール縞の幅を鋼板の長手方向に
対して 500mm以下とするのは、スケール厚みによって鋼
板の冷却速度が変化するので（前記図９参照）、鋼板に
はスケールの厚み分布に対応して温度むらが生じるが、
前述のように、この温度むらの幅が 500mmよりも大きい
と高温部と低温部の応力の釣り合いがとれにくくなり、
低温部（圧縮応力域）において変形が生じるからであ
る。なお、スケール縞の幅が50mmより小さいと幅方向の
伝熱により鋼板に生じる温度むらが不明瞭になるので、
スケール縞の幅は50mm以上とするのが望ましい。

【００５１】また、スケール厚み差が 100μｍ以下の縞
状スケールむらを生成させるのは、スケール厚みが 100
μｍを超えると剥離しやすくなり、圧延あるいは水冷の
途中でその一部が剥離するおそれがあるからで、スケー
ル厚み差が 100μｍ以下であれば、前記図９(b) に示し
たように冷却速度の差が大きく、冷却後の鋼板の幅方向
に縞状の温度むらを生成させやすいからである。スケー
ル厚み差の下限は特に定めないが、冷却速度差を大きく
して縞状の温度むらの生成を容易にするために５μｍ程
度とするのが好ましい。

【００５２】

【実施例１】図４に示した構成を有する装置を用い、前
記(1) のデスケーリングのタイミングを変える方法によ
り高温鋼板（板幅4200mm）の圧延を行い、スケール生成
量を求めるとともに、冷却停止時の鋼板表面の温度分
布、および平坦不良発生の有無を調査し、従来法による
場合と比較した。なお、本発明方法で用いたデスケーリ
ング装置のノズル間隔は 600mm、噴射幅は 300mmであ
り、噴射水の単位幅流量は０〜700 リットル/min・ｍと
した。噴射水圧は０〜500kgf/cm²の範囲で調節可能とし
ている。また、従来法で用いたデスケーリング装置のノ
ズル間隔は 150mm、噴射幅は 150mm、噴射水圧は150kgf
/cm²、噴射水の単位幅流量は 350リットル/min・ｍとし
た。

【００５３】図12に仕上げ圧延パス No.とそのときの板
厚、およびデスケーリングのタイミングを示す。なお、
デスケーリング開始前の鋼板温度は 900℃であった。本
発明方法では、図中の矢印で示したように、１回目のデ
スケーリングはノズルヘッダーＡ、Ｂを同時に使用して
圧延開始直前に行い、２回目のデスケーリングは、ノズ
ルヘッダーＡを用いてパス No.の前、およびノズルヘ
ッダーＢを用いてパスNo.の前に行った。なお、加圧
水の圧力はノズルヘッダーＡ、Ｂともに 150kgf/cm² と
した。また、従来法では、図５に示したデスケーラーを
用い、圧延開始の直前およびパス No.の前の２回デス
ケーリングを行った。

【００５４】調査結果を表２および図13に示す。表２は
ノズルヘッダーＡによりデスケーリングした部分とノズ
ルヘッダーＢによりデスケーリングした部分における冷
却後のスケール生成量を示したものであるが、デスケー
リングのタイミングを変えたことにより両領域でスケー
ル厚が異なっていることがわかる。

【００５５】

【表２】

【００５６】図13は冷却停止時の鋼板表面の温度分布の
調査結果で、従来法による場合は不規則な温度むらが生
じ、比較的幅の広い低温部で耳波が発生した。これに対
して、本発明方法による場合は、板幅方向に 300mm程度
の周期で、約±20℃の温度むらが生じたが、平坦不良は
認められなかった。

【００５７】

【実施例２】実施例１で使用した装置により、種々の板
厚および板幅を有する高温鋼板についてデスケーリング
のタイミングを細かく変えて圧延を行い、耳波および中
伸びの発生状況を調査した。なお、噴射水圧は150kgf/c
m²、噴射水の単位幅流量は 350リットル/min・ｍとし
た。

【００５８】調査結果を図14〜図18に示す。これらの図
において、横軸は１回目のデスケーリングパス No.、縦
軸は２回目のデスケーリングパス No.である。図中の
◎、○および×印は耳波および中伸びの発生状況で、◎
印：発生無し、○印：発生少、×印：発生多、を意味す
る。これらの記号の位置は、横軸および縦軸に示したパ
ス No.の前にデスケーリングを行ったことを表す（例え
ば、図14のＰの位置は、１回目のデスケーリングを２パ
ス目の前、２回目のデスケーリングを８パス目の前に行
ったことを表す）。なお、各図中に圧延後の板厚、板幅
および鋼板温度（冷却開始時および終了時の温度）を示
した。

【００５９】図14〜図16は板厚を変えた場合であるが、
いずれの場合も１回目のデスケーリングと２回目のデス
ケーリングのタイミングを離す方が好結果が得られた。
また、仕上げ板厚が厚い方が好結果の得られる領域が広
く、１回目及び２回目のデスケーリングの間隔を狭めて
も良好な結果が得られやすいことがわかる。

【００６０】図17および図18は板幅を変えた場合で、冷
却開始時の鋼板温度に違いがあるが、板幅が小さい（30
00mm）鋼板の方が若干ではあるがデスケーリングの間隔
を狭くしても好結果が得られた。

【００６１】

【発明の効果】本発明方法によれば、高温鋼板を圧延す
るに際して、板幅方向に縞状の厚み分布をもつスケール
むらを生成させ、鋼板の平坦不良の発生を防止すること
ができる。この方法は比較的コストがかからず、簡易な
デスケーリング装置により実施することができ、しかも
正確に冷却停止温度を制御することが可能で、産業上有
用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷却後の鋼板に生じる平坦不良（耳波および中
伸び）を示す図である。

【図２】冷却停止時の鋼板表面における温度分布を模式
的に示す図である。

【図３】制御圧延および冷却（ＴＭＣＰ）厚鋼板製造プ
ロセスの概略図である。

【図４】本発明方法を実施するためのデスケーリング装
置および加速冷却装置の要部の一例の構成を示す図であ
る。

【図５】従来のデスケーラーの一部の斜視図である。

【図６】本発明方法の一例の説明図で、２本のノズルヘ
ッダーが設けられている場合である。

【図７】本発明方法の他の例の説明図で、二重管構造の
ノズルヘッダーが設けられている場合である。

【図８】本発明方法の他の例の説明図で、２本のノズル
ヘッダーが設けられ、各ノズルヘッダーに２個のノズル
が並べて配置されている場合である。

【図９】(a) はスケール厚みと冷却速度の関係を示す
図、(b) はスケール厚み差と冷却速度差の関係を示す
図、である。

【図１０】仕上げ圧延パススケジュールの一例を示す図
である。

【図１１】仕上げ圧延前に行うデスケーリングの際の噴
射水の圧力と圧延後のスケール厚みの関係を示す図であ
る。

【図１２】実施例における仕上げ圧延パススケジュール
を示す図である。

【図１３】実施例の結果で、冷却停止時の鋼板表面の温
度分布を示す図であり、(a) は従来法による場合、(b)
は本発明方法による場合である。

【図１４】実施例の結果で、デスケーリングのタイミン
グと耳波及び中伸びの発生状況の関係（板厚：15mm、板
幅：3000mm、鋼板温度： 800→450 ℃）を示す図であ
る。

【図１５】実施例の結果で、デスケーリングのタイミン
グと耳波及び中伸びの発生状況の関係（板厚：30mm、板
幅：3000mm、鋼板温度： 800→450 ℃）を示す図であ
る。

【図１６】実施例の結果で、デスケーリングのタイミン
グと耳波及び中伸びの発生状況の関係（板厚：45mm、板
幅：3000mm、鋼板温度： 800→450 ℃）を示す図であ
る。

【図１７】実施例の結果で、デスケーリングのタイミン
グと耳波及び中伸びの発生状況の関係（板厚：30mm、板
幅：3000mm、鋼板温度： 700→450 ℃）を示す図であ
る。

【図１８】実施例の結果で、デスケーリングのタイミン
グと耳波及び中伸びの発生状況の関係（板厚：30mm、板
幅：4500mm、鋼板温度： 800→450 ℃）を示す図であ
る。

【符号の説明】

１：鋼板、２：加熱炉、３：デスケーリング装置、４：
粗圧延ミル、５：仕上げ圧延ミル、６：加速冷却装置、
７：温度計、８-1：上面側デスケーリングノズルヘッダ
ー、８-2：下面側デスケーリングノズルヘッダー、９-
1、９-2：圧力計、10-1、10-2：オンオフ弁、11-1、11-
2：バルブ、12-1：上面側水冷ノズルヘッダー、12-2：
下面側水冷ノズルヘッダー、13：給水ヘッダー、14：デ
スケーリングノズル

フロントページの続き (72)発明者 森田 昌孝 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内 (72)発明者 岡村 一男 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯状鋼板の加熱手段と、鋼板表面のスケー
   ルを加圧水を噴射して除去するための複数のノズルを備
   えたスケール除去手段と、圧延手段と、冷却手段とを有
   する装置を用いて行う高温鋼板の圧延方法において、前
   記スケール除去手段が、鋼板の長手方向に鋼板を挟んで
   上下にそれぞれ複数列設けられたデスケーリングノズル
   ヘッダーを有し、この複数列のノズルヘッダーのそれぞ
   れには、前記高温鋼板の幅方向に加圧水の噴射幅が 300
   mm以下で噴射間隔が噴射幅の１〜２倍であり、かつ鋼板
   の長手方向に対し互いに重ならない位置に複数個のデス
   ケーリングノズルが取り付けられており、圧延中に加圧
   水を噴射するタイミングを前記複数列のノズルヘッダー
   ごとに変えることによって、前記高温鋼板の表面に、鋼
   板の長手方向に対して幅が 500mm以下でかつスケール厚
   み差が 100μｍ以下の縞状スケールむらを生成させるこ
   とを特徴とする高温鋼板の圧延方法。
2. 【請求項２】帯状鋼板の加熱手段と、鋼板表面のスケー
   ルを加圧水を噴射して除去するための複数のノズルを備
   えたスケール除去手段と、圧延手段と、冷却手段とを有
   する装置を用いて行う高温鋼板の圧延方法において、前
   記スケール除去手段が、鋼板の長手方向に鋼板を挟んで
   上下にそれぞれ複数列設けられたデスケーリングノズル
   ヘッダーを有し、この複数列のノズルヘッダーのそれぞ
   れには、前記高温鋼板の幅方向に加圧水の噴射幅が 300
   mm以下で噴射間隔が噴射幅の１〜２倍であり、かつ鋼板
   の長手方向に対し互いに重ならない位置に複数個のデス
   ケーリングノズルが取り付けられており、圧延中に噴射
   する加圧水の圧力を700kgf/cm²以下の範囲で前記複数列
   のノズルヘッダーごとに変えることによって、前記高温
   鋼板の表面に、鋼板の長手方向に対して幅が 500mm以下
   でかつスケール厚み差が 100μｍ以下の縞状スケールむ
   らを生成させることを特徴とする高温鋼板の圧延方法。