JPH11156427A

JPH11156427A - 熱延鋼板の脱スケール方法

Info

Publication number: JPH11156427A
Application number: JP33038197A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsumoto; 啓松本; Hikari Okada; 光岡田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 1999-06-15

Abstract

(57)【要約】【課題】コンパクトな設備で酸の消費量を低下できる
脱スケール方法を提供する。【解決手段】熱延鋼板を圧下率０．５〜２０％で冷間
圧延を行い、１〜５重量％、温度５０℃以上の塩酸酸洗
槽に５秒以上浸漬後、４０kgf/cm²以上の高圧水を表面
に噴射し、さらに、ブラッシングによる仕上処理を施
す。仕上処理を酸洗としてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱延鋼板の脱スケー
ル方法に関する

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延鋼板（以下、熱延鋼板という）
の酸洗による脱スケールにおいて、酸洗処理前に、冷間
圧延やレベラーなど冷間加工をする方法、またはブラッ
シングやショットブラストによるメカニカル脱スケール
処理をして、スケールに亀裂を入れ、酸洗効率を向上す
る方法は公知である。酸洗前に冷間加工をするのは、表
面スケールにクラックを入れ、酸液が地鉄とスケールの
間の層に入り込んで、スケールを浮き上がらせ、剥離を
促進するためと考えられる。

【０００３】しかし、上記の処理を行っても、酸洗槽は
長大であり、設備費が大きい。これに対し、例えば、特
開昭５８−８４９８３号公報には、熱延鋼板を冷間圧延
後、酸液を塗布し、メカニカル脱スケール処理を施し、
さらに仕上酸洗を行う方法、および特開昭５８−１０７
２１１号公報には、冷間圧延後、酸液を塗布し、メカニ
カル脱スケールで仕上処理する方法が開示されている。

【０００４】また、特開昭５８−１１０１１６号公報に
は、冷間圧延後、さらにメカニカル脱スケール処理を行
い、仕上酸洗する方法が開示されている。これらの方法
によれば、コンパクトな設備で、酸の消費量の少ない脱
スケールが実現できるとしている。

【０００５】特開昭５８−１２８２１７号公報の請求項
１には熱延鋼板を軽圧下、浸漬酸洗、次いで高圧水を噴
射して脱スケールする装置が開示され、請求項２には軽
圧下、蒸気吹き付け後、酸液吹き付け、ブラッシング
し、次いで高圧水を噴射して脱スケールする装置が開示
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特開昭５８−８４
９８３号公報、特開昭５８−１０７２１１号公報および
特開昭５８−１１０１１６号公報の技術は、熱延巻取り
温度を５００℃以下にしてスケール厚さを抑制し、後工
程の酸洗ラインの負担を軽減するものである。

【０００７】しかし、巻取り温度が５００℃以上の場
合、スケールが厚くなり、酸塗布によるスケール剥離性
向上効果が期待できない。近年、後工程の冷延鋼板製造
プロセスでは連続焼鈍が一般的になり、成形性向上のた
め、熱延巻取り温度は６００℃以上になることも多い。
前記特開昭５８−８４９８３号公報または特開昭５８−
１０７２１１号公報の技術のように、酸液塗布後メカニ
カル脱スケールをする方法では、厚いスケールの内部ま
で酸洗液が染み込まず、十分にスケールを浮き上がらせ
ることができないため、メカニカル脱スケールの負担が
大きくなり、動力コスト、およびブラシ等の消耗品コス
トが大きい。

【０００８】同様に、特開昭５８−１１０１１６号公報
の技術のように、酸洗前処理として、冷間圧延とメカニ
カル脱スケール処理をするだけでは、スケールを十分剥
離することはできない。

【０００９】特開昭５８−１２８２１７号公報の請求項
２においても、酸液の吹き付けを行うもので、上述の酸
液塗布技術と同様の理由で、高温巻取りの熱延鋼板には
適用困難である。同公報の請求項１においては、軽圧下
後、浸漬酸洗を行っており、高温巻取り材の厚スケール
にも対応可能である。同公報の請求項１の技術では、浸
漬酸洗後、高圧水噴射で仕上をしている。しかし、発明
者らの追実験では、高圧水噴射後も点状のスケールが残
ることがわかった。また、同技術は通常濃度（実施例で
は１０〜１５重量％濃度の塩酸。以下、酸の濃度は単に
％で記す）の酸洗槽浸漬を行うため、スケールがついた
状態で酸洗槽から鋼板が引き上げられ、酸の消費量がか
えって増加するおそれがある。

【００１０】従って、本発明の課題は、コンパクトな設
備で、熱延高温巻取り材にも対応できるとの条件の下、
酸液の消費量を低減することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】発明者らは、前記の課題
を解決するため、酸液による脱スケールと、メカニカル
脱スケールをバランスよく組み合わせたものを検討し
た。

【００１２】メカニカル脱スケール方法としては、最も
簡易なブラッシング方式が設備的コストおよび、動力費
の面から有利である。ブラッシングは確実ではあるが、
鋼板全面が硬いスケールに覆われた状態では、ブラシの
摩耗が激しいという問題がある。

【００１３】他のメカニカル脱スケールとして、高圧水
の噴射は、浮き上がりかけたスケールを一気に除去する
点では優れているが、浮き上がりが少ないスケールに対
しては確実ではない。

【００１４】前記の着想のもと、発明者らは高圧水脱ス
ケールにより、スケールを面積率で９０％以上剥離さ
せ、その後ブラッシングにより完全に脱スケールを行え
ばよい、あるいは、高圧水脱スケール後、残留したスケ
ールを軽酸洗により完全除去してもよいことを見出し
た。

【００１５】また、上記の高圧水脱スケールを前提にし
て、厚いスケールを浮き上がらせるための前処理として
は、酸液の塗布方式では前述したように十分ではなく、
浸漬酸洗が必要である。しかし、浸漬による酸洗は酸液
が鋼板に付着して持ち出されるため酸消費量が増加する
点で不利である。

【００１６】この問題を解決するため発明者らは種々の
実験を行った。その結果、スケールを浮き上がらせるだ
けなら浸漬酸液の濃度は低くてもよく、酸液が鋼板に付
着して持ち出されても、実質的な酸の消費量は低減可能
であることがわかった。

【００１７】以上の知見に基づき、本発明の要旨は以下
の(1) および(2) にある。 (1) 熱延鋼板に０．５〜２０％の冷間加工を行い、１〜
５重量％の塩酸を含む５０℃以上の酸洗液に５秒以上浸
漬後、４０kgf/cm²以上の高圧水を表面に噴射し、さら
に、ブラッシングを施すことを特徴とする熱延鋼板の脱
スケール方法。

【００１８】(2) 熱延鋼板に０．５〜２０％の冷間加工
を行い、１〜５重量％の塩酸を含む５０℃以上の酸洗液
に５秒以上浸漬後、４０kgf/cm²以上の高圧水を表面に
噴射し、さらに、浸漬酸洗することを特徴とする熱延鋼
板の脱スケール方法。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の脱スケール処理における
条件範囲の設定理由を以下に述べる。酸洗前の冷間圧延
はスケールにクラックを生成させることが目的である。
従って、冷間圧延のみならず、レベラーによって所定の
表面ひずみを与えてもよい。また、それらの組み合わせ
でもよい。

【００２０】発明者らは前処理酸洗に先立つ、圧下率と
酸消費量の関係を調査した。試験に用いた供試材は巻取
り温度６００℃の低炭素鋼熱延板（厚さ３．０mm）であ
る。この供試材を冷間圧延機で０〜３０％の圧下率で圧
延した。その後、濃度４％、温度７０℃の塩酸液に１０
秒間浸漬した後、４０kgf/cm²の高圧水を噴射し、脱ス
ケールした。高圧水噴射後の鋼板表面には点状のスケー
ルが残った。

【００２１】点状のスケールで、残存面積率が８〜１０
％程度のものは後処理のブラッシングまたは軽酸洗で除
去可能であるため、これに相当するスケール残存率の供
試材について酸消費量を調査した。

【００２２】図１は前処理酸洗前の冷間圧延の圧下率
と、酸消費量の関係を示すグラフである。同図から、圧
下率が０．５〜２０％の範囲で酸消費量が最も低くなる
ことがわかる。このように、酸消費量の極小範囲が存在
するのは、冷間圧延等によりスケールにクラックを入れ
る場合、クラックの生成形態に差があるためと考えられ
る。すなわち、圧下率２０％まではクラックはスケール
中に垂直に入るが、２０％を超えるとスケールが複雑に
割れるようになる。このため２０％以下では前処理酸洗
の酸液はスケールと地鉄の界面に到達しやすくなるが、
２０％超ではスケールが複雑に割れているため、界面に
到達する前にスケールと酸液が反応してしまい、かえっ
て酸消費量が増加する。従って、冷間加工率（圧下率ま
たは表面ひずみ）の上限としては２０％とする。下限と
してはスケールにクラックが生じる０．５％とする。な
お、さらに好ましい範囲の下限は、部位別ばらつきを考
慮して１％、上限は機械特性や圧延機能力を考慮して１
０％である。

【００２３】次に、前処理酸洗液濃度の影響を調査し
た。供試材は冷間圧延の圧下率を１０％で一定とし、前
処理酸洗の酸濃度を０．５〜１５％の範囲で変化させ
た。酸液の温度は７０℃とした。

【００２４】図２に前処理酸洗の酸濃度と酸洗時間との
関係を示す。同図によれば、酸濃度が１％未満であれ
ば、酸洗時間が著しく増大するため、下限を１％とし
た。酸濃度は高い方が能率がよいが、酸液が鋼板に付着
して持ち出されるため、実質的に消費される酸の量が多
くなる。そこで、脱スケールに消費される酸と、持ち出
しによって消費される酸の関係について調査した。

【００２５】表１に持ち出しによる酸消費量と、脱スケ
ールに消費された酸消費量の関係を示す。消費量の単位
は鋼板の両面で単位面積あたりの塩酸消費量である。た
だし、塩酸消費量は濃度３５％の塩酸に換算したもので
ある。

【００２６】

【表１】

【００２７】同表に示すように、酸濃度が５％を超える
と、持ち出しによる酸の消費量が急に増大するため、酸
濃度の上限は５％とするのが効果的である。なお、好適
範囲は２〜４％である。

【００２８】前処理酸洗の塩酸液の温度が５０℃未満で
あると、反応速度が低下し能率の問題が生じるか、また
は酸濃度をさらに高める必要があるので、下限を５０℃
とした。好ましくは６０〜９０℃である。前処理酸洗の
浸漬時間は５秒未満では脱スケール不足になるか、また
は酸濃度をさらに高める必要があるので、下限を５秒と
した。

【００２９】次に、高圧水噴射における圧力の適正値の
検討を行った。供試材を圧下率１０％で冷間圧延し、前
処理酸洗を酸濃度４％、温度７０℃とし、前処理酸洗時
間を変化させた。次いで、高圧水の圧力を種々変化させ
て噴射し、脱スケールをおこなった。処理後の鋼板表面
に面積率８〜１０％で点状のスケール残りがあるものに
ついて、高圧水圧力と前処理酸洗時間との関係を調査し
た。

【００３０】図３に前処理酸洗後の高圧水の圧力と、酸
洗に要した時間の関係を示す。同図より、高圧水の圧力
は５０kgf/cm²以上であれば、完全脱スケールまでの時
間は差がなく、圧力はこれ以上あげても効果は向上しな
い。４０kgf/cm²未満の場合は酸洗時間が急激に増大す
るため、下限を４０kgf/cm²とした。好ましい範囲は５
０kgf/cm²以上である。

【００３１】以上のように、冷間圧延、前処理酸洗、お
よび高圧水噴射の処理後になお、面積率１０％未満の点
状のスケールが残る。この程度のスケールを除去するた
めにはブラッシング、あるいは再酸洗の何れでもよい。
図４に本発明の脱スケール方法の処理ラインの概要を示
す。同図(a) は仕上ブラッシングを行う場合であり、同
図(b) は仕上酸洗を行う場合である。

【００３２】同図において、コイル状の鋼板１はペイオ
フリール２にセットされた後、先端を先行コイル３の後
端に溶接され、連続鋼帯となる。冷間圧延機４で鋼板１
を圧下した後、前処理酸洗槽５に浸漬する。次いで高圧
水噴射装置６で脱スケールする。その後、同図(a) にお
いては、ブラシ装置７で仕上のブラッシングをして処理
を終わり、巻取りリール８に巻き取られる。同図(b) は
仕上を酸洗する場合で、鋼板１は高圧水脱スケールの
後、仕上酸洗槽９に浸漬され、水洗装置１０、乾燥装置
１１を経て、巻取りリール８に巻き取られる。

【００３３】通常の、軽度かつ微少なスケール残りであ
れば、コスト的にはブラッシングが好ましく、高品質要
求材、あるいは材質によって付着性の高いスケールの場
合などは仕上酸洗が好ましい。

【００３４】スケールが全面を覆っているような場合に
はスケールの硬度が地鉄の４倍以上あるため、ブラッシ
ング法はブラシの磨耗が問題になるが、高圧水噴射後の
鋼板表面は９０％以上脱スケールされているため、ブラ
シの寿命は大幅に伸びる。むしろ、鋼板表面に傷を付け
ないナイロンブラシなどが良い。

【００３５】本発明において、仕上脱スケールを酸洗で
行う場合の酸液の種類、濃度、温度および浸漬時間は特
に規定するものではないが、好適例としては、塩酸の濃
度を５〜１５％でインヒビターを０．１％程度添加、浸
漬時間は３〜６秒である。従って、酸洗槽の規模は槽長
さで１０〜２０ｍ程度でよいため、通常の酸洗槽の半分
以下の長さのコンパクトな設備でよい。

【００３６】

【実施例】低炭素鋼熱延板（厚さ３．０mm）の供試材を
用意し、冷間圧延圧下率条件、前処理酸洗の塩酸の濃度
条件、高圧水噴射の圧力条件を変化させた実験を行っ
た。その後、供試材の一部（グループＡ）について、回
転ナイロンブラシでブラッシングを施した。ブラッシン
グ条件は、押し付け圧力は５kgf/cm、回転周速３m/sと
した。

【００３７】残りの供試材（グループＢ）は仕上酸洗を
行った。仕上酸洗条件は塩酸の濃度１０％（インヒビタ
ー０．１％添加）、温度７０℃、浸漬時間３ｓである。

【００３８】ブラッシング方法および仕上酸洗方法と
も、終了後水でよく洗浄し、乾燥後表面を観察し、脱ス
ケール率を調査した。表２に実験結果を示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】グループＡの仕上ブラッシングを行ったも
のでは、試験Ｎｏ．１は冷間圧延の圧下率が不足してお
り、仕上のブラッシング後もスケール残りがあった。試
験Ｎｏ．２〜４の処理条件は本発明の範囲であり、ブラ
ッシング後のスケール残りはなかった。試験Ｎｏ．５で
は圧下率が過大で、前処理酸洗時に酸の消費量が大きか
った。試験Ｎｏ．６は前処理酸洗の酸濃度が不足してお
り、酸持ち出し量は少ないものの、若干のスケール残り
があった。試験Ｎｏ．７〜８は本発明の条件範囲で、ス
ケール残りはなかった。試験Ｎｏ．９〜１０では酸濃度
が高く、スケール残りはなかったが、酸持ち出し量が増
加した。試験Ｎｏ．１１は高圧水の圧力が不足してお
り、スケール残りが発生した。試験Ｎｏ．１２〜１４は
本発明の条件範囲に含まれ、スケール残りはなかった。

【００４１】同様にグループＢの仕上酸洗を行ったもの
では、試験Ｎｏ．１５（圧下率不足）に仕上酸洗後のス
ケール残りがあった。試験Ｎｏ．１６〜１８の処理条件
は本発明の範囲であり、仕上酸洗後のスケール残りはな
かった。試験Ｎｏ．１９は圧下率が過大で、前処理酸洗
時に酸の消費量が大きかった。試験Ｎｏ．２０は前処理
酸洗の酸濃度が不足しており、酸持ち出し量は少ないも
のの、スケール残りがあった。試験Ｎｏ．２１〜２２は
本発明の条件範囲で、スケール残りはなかった。試験Ｎ
ｏ．２３〜２４では酸濃度が高く、スケール残りはなか
ったが、酸持ち出し量が増加した。試験Ｎｏ．２５は高
圧水の圧力が不足しており、スケール残りが発生した。
試験Ｎｏ．２６〜２８は本発明の条件範囲に含まれるも
ので、スケール残りはなかった。仕上酸洗の場合、スケ
ール残りがあっても、ブラッシング仕上に比べ、若干向
上していた。

【００４２】

【発明の効果】本発明の方法により、従来に比べコンパ
クトな設備で、酸の消費量を低下させて脱スケールを行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】酸洗前の圧下率と、前処理酸洗の酸消費量の関
係を示すグラフである。

【図２】前処理酸洗の酸濃度と酸洗時間との関係を示す
グラフである。

【図３】高圧水噴射の圧力と、酸洗に要した時間との関
係を示すグラフである。

【図４】本発明の脱スケール方法を実施する処理ライン
例の概要図で、同図(a) はブラッシング仕上げ方式、同
図(b) は酸洗仕上げ方式である。

【符号の説明】

１鋼板２ペイオフリール３先行コイル４冷間圧延機５前処理酸洗槽６高圧水噴射装置７ブラッシング装置８巻取りリール９仕上酸洗槽１０水洗装置１１乾燥装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱延鋼板に０．５〜２０％の冷間加工を
行い、１〜５重量％の塩酸を含む５０℃以上の酸洗液に
５秒以上浸漬後、４０kgf/cm²以上の高圧水を表面に噴
射し、さらに、ブラッシングを施すことを特徴とする熱
延鋼板の脱スケール方法。
【請求項２】熱延鋼板に０．５〜２０％の冷間加工を
行い、１〜５重量％の塩酸を含む５０℃以上の酸洗液に
５秒以上浸漬後、４０kgf/cm²以上の高圧水を表面に噴
射し、さらに、浸漬酸洗することを特徴とする熱延鋼板
の脱スケール方法。