JPH11169906A - 熱間仕上圧延時の表面酸化皮膜抑制方法及び装置 - Google Patents

熱間仕上圧延時の表面酸化皮膜抑制方法及び装置

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JPH11169906A
JPH11169906A JP9335236A JP33523697A JPH11169906A JP H11169906 A JPH11169906 A JP H11169906A JP 9335236 A JP9335236 A JP 9335236A JP 33523697 A JP33523697 A JP 33523697A JP H11169906 A JPH11169906 A JP H11169906A
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努 川水
Koushiyun Bin
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Sokyoku Ka
相 旭 河
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱間仕上圧延時の表面酸化皮膜抑制装置にお
いて、圧延材のスケールの生成を抑制することでスケー
ル疵をなくして製品の品質の向上を図る。 【解決手段】 圧延材Ｓを仕上圧延加工する仕上圧延機
１１〜１７を複数列設して仕上圧延機群１０を構成し、
この仕上圧延機群１０のうちの第１〜第３仕上圧延機１
１〜１３までの入側にそれぞれ圧延材Ｓの上下表面を冷
却する第１、第２、第３表面冷却装置４１，４２，４３
を設け、制御装置５１によって各表面冷却装置４１，４
２，４３から圧延材Ｓに噴射する冷却水量を４０００リッ
トル/min・m2とすることで、スケール厚さを５μｍに抑制
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、帯材の圧延加工時
における表面酸化皮膜の生成を抑制する熱間仕上圧延時
の表面酸化皮膜抑制方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】帯材の圧延加工時に、鉄が高温で酸素や
空気などのガスと接触する際、その表面に反応生成物の
皮膜、即ち、スケールが生成される。このスケールは帯
材に対して酸化などの悪影響を及ぼす可能性があるた
め、これを除去する必要がある。従来、帯材に生成され
たスケールを除去する方法としては、帯材の表面に高圧
水を噴射する方法が一般的であった。
【０００３】図８に従来の熱間仕上圧延機のスケール除
去装置の概略を示す。
【０００４】従来の熱間仕上圧延機において、図８に示
すように、図示しない粗圧延機の搬送方向下流側には、
圧延材Ｓの搬送方向に沿って複数の第１〜第７仕上圧延
機101，102，103，104，105，106，107が列設されてお
り、各仕上圧延機101，102，103，104，105，106，107
はそれぞれ上下一対のワークロール201，202，203，20
4，205，206，207を有しており、このように仕上圧延機
群100が構成されている。この仕上圧延機群100の入側に
は、圧延材Ｓに生成されたスケールを除去するスケール
ブレーク装置301が設けられている。このスケールブレ
ーク装置301は圧延材Ｓの上方及び下方に噴射ノズル302
を有し、この各噴射ノズル302から圧延材Ｓの上下面に
対して、例えば、２００kgf/cm2 の高圧水を噴射するこ
とでスケールを除去するようにしている。
【０００５】従って、スラブから粗圧延機によって粗圧
延されて搬送された圧延材Ｓは仕上圧延機群100の入側
に搬送され、ここで、仕上圧延前にスケールブレーク装
置301によって表面に生成されたスケールを除去する。
即ち、搬送された圧延材Ｓの上下面に対して、上下の噴
射ノズル302から、例えば、２００kgf/cm2 の高圧水を
噴射することで付着しているスケールを除去する。そし
て、スケールが除去された圧延材Ｓは仕上圧延機群100
に搬送され、第１〜第７仕上圧延機101，102，103，10
4，105，106，107の各ワークロール201，202，203，20
4，205，206，207によって圧延加工され、順次、所定の
板厚に仕上圧延される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
熱間仕上圧延機では、圧延材Ｓとワークロール201，20
2，203，204，205，206，207との接触時間が長くなる
と、加工品質は向上するものの、スケールの生成を促進
させてしまう。そのため、従来では、スケールの生成を
抑制する方法として、圧延前に圧延材Ｓを冷却してい
た。ところが、これによってスケールの生成はある程度
抑制されるものの、熱間圧延製品として、更なるスケー
ルの抑制を図り、品質の向上が求められている。
【０００７】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、圧延材のスケールの生成を抑制することでス
ケール疵をなくして製品の品質の向上を図った熱間仕上
圧延時の表面酸化皮膜抑制方法及び装置を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の熱間仕上圧延時の表面酸化皮膜抑
制方法は、仕上圧延機を複数列設して帯材を仕上圧延加
工する際に、先頭の仕上圧延機から所定台数目までの仕
上圧延機の入側でそれぞれ前記帯材の上下表面を冷却
し、該所定台数目の仕上圧延機までの間で順次該帯材の
表面冷却と仕上圧延を繰り返すことによって、前記帯材
の表面酸化皮膜の厚さを５μｍ以下に抑制することを特
徴とするものである。
【０００９】また、請求項２の発明の熱間仕上圧延時の
表面酸化皮膜抑制装置は、帯材を仕上圧延加工する仕上
圧延機を複数列設して仕上圧延機群を設け、該仕上圧延
機群の先頭の仕上圧延機から該仕上圧延機群の所定台数
目までの仕上圧延機の入側にそれぞれ前記帯材の上下表
面を冷却する表面冷却装置を設け、該複数の表面冷却装
置によって前記帯材のスケール厚さを５μｍ以下に抑制
することを特徴とするものである。
【００１０】また、請求項３の発明の熱間仕上圧延時の
表面酸化皮膜抑制装置は、前記仕上圧延機群の先頭の第
１仕上圧延機から該仕上圧延機群の３台目の第３仕上圧
延機までの入側にそれぞれ前記帯材の上下表面を冷却す
る第１、第２、第３表面冷却装置が設けられたことを特
徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【００１２】図１に本発明の一実施形態に係る熱間仕上
圧延時の表面酸化皮膜抑制方法を実施するための表面酸
化皮膜生成抑制装置の概略、図２に本実施形態の熱間仕
上圧延時の表面酸化皮膜抑制装置による冷却水量に対す
るスケール厚さを表すグラフ、図３及び図４に仕上圧延
時の圧延材温度とスケール厚さを表すグラフ、図５に一
般的な圧延時におけるスケール厚さとスケール疵との関
係を表すを表すグラフ、図６及び図７に一般的な圧延時
における圧延材温度とスケール厚さを表すグラフを示
す。
【００１３】まず、最初に、圧延時におけるスケール厚
さとスケール疵との関係を、図５に基づいて説明する。
図５のグラフは、仕上圧延機群における３台目の第３仕
上圧延機における試験値を表したものであり、材質や板
厚などの異なる３つの試験材△□○に対して、圧下率の
大小に関係なくスケール厚さが５μｍ以上では、スケー
ル疵の評価が低く（スケール評点２．０〜４．５）、５
μｍ以下では、スケール疵の評価が高く（０）なってい
る。
【００１４】次に、仕上圧延時における圧延材温度とス
ケール厚さとの関係を、図６及び図７に基づいて説明す
る。図６のグラフは、図５のグラフにおいてスケール疵
の評価が「スケール疵なし」のものであり、端部
（○）、中央部（●）ともスケール厚さが５μｍ以下と
なっている。また、図７のグラフは、図５のグラフにお
いてスケール疵の評価が「スケール疵あり」のものであ
る。端部（○）、中央部（●）ともスケール厚さが５μ
ｍ以上となっている。
【００１５】このようなことから、第３仕上圧延機の入
側にて、スケール厚さが５μｍ以上ではスケール疵が発
生するが、スケール厚さを５μｍ以下に抑えれば、スケ
ール疵のない圧延材が得られることがわかる。本発明で
は、上記試験結果を基にして、実験やシュミレーション
を重ね、スケール厚さを５μｍ以下に抑え、スケール疵
の発生しない熱間仕上圧延時の表面酸化皮膜抑制装置を
提供する。
【００１６】本実施形態の熱間仕上圧延時の表面酸化皮
膜抑制装置において、図１に示すように、図示しない粗
圧延機の搬送方向下流側には、圧延材Ｓの搬送方向に沿
って複数の第１仕上圧延機１１、第２仕上圧延機１２、
第３仕上圧延機１３、第４仕上圧延機１４、第５仕上圧
延機１５、第６仕上圧延機１６、第７仕上圧延機１７が
列設されており、各仕上圧延機１１〜１７はそれぞれ上
下一対のワークロール２１，２２，２３・・・２７を有
しており、このように仕上圧延機群１０が構成されてい
る。この仕上圧延機群１０の入側には、圧延材Ｓに生成
されたスケールを除去するスケールブレーク装置３１が
設けられている。このスケールブレーク装置３１は圧延
材Ｓの上方及び下方に上下一対の噴射ノズル３２を有
し、この各噴射ノズル３２から圧延材Ｓの上下面に対し
て、例えば、１８０kgf/cm2 の高圧水を噴射することで
スケールを除去するようにしている。
【００１７】そして、第１仕上圧延機１１、第２仕上圧
延機１２、第３仕上圧延機１３のそれぞれ入側には圧延
材Ｓの上下表面を冷却する第１表面冷却装置４１、第２
表面冷却装置４２、第３表面冷却装置４３が設けられて
いる。この第１、第２、第３表面冷却装置４１，４２，
４３はそれぞれ圧延材Ｓの上方及び下方に上下一対の噴
射ノズル４４，４５，４６を有し、この各噴射ノズル４
４，４５，４６から圧延材Ｓの上下面に対して冷却水を
噴射することで、この圧延材Ｓを冷却してその表面温度
を下降させている。
【００１８】そして、第１、第２、第３表面冷却装置４
１，４２，４３には制御装置５１が接続されており、こ
の制御装置５１からの指令によって各噴射ノズル４４，
４５，４６から所定水量の冷却水が圧延材Ｓへ噴射され
るようになっている。図２のグラフは冷却水量に対する
スケール厚さを表すものであって、スケール厚さを５μ
ｍ以下に抑えるためには、冷却水量を４０００リットル/min
・m2以上に設定することが望ましいことがわかる。
【００１９】従って、上述した本実施形態の熱間仕上圧
延機によって圧延材Ｓの仕上圧延加工を行う場合、スラ
ブから粗圧延機によって粗圧延されて搬送された圧延材
Ｓが仕上圧延機群１０の入側に搬送されると、ここで、
仕上圧延前にスケールブレーク装置３１によって表面に
生成されたスケールが除去される。即ち、スケールブレ
ーク装置３１において、搬送された圧延材Ｓの上下面に
対して、上下の噴射ノズル３２から、例えば、１８０kg
f/cm2 の高圧水を噴射することで付着しているスケール
を除去する。そして、スケールが除去された圧延材Ｓは
仕上圧延機群１０に搬送され、第１仕上圧延機１１、第
２仕上圧延機１２、第３仕上圧延機１３、第４仕上圧延
機１４・・・第７仕上圧延機１７の各ワークロール２
１，２２，２３，２４・・・２７によって圧延加工され
るが、このとき、圧延材Ｓは各表面冷却装置４１，４
２，４３によって冷却されながら、順次、所定の板厚に
仕上圧延される。
【００２０】即ち、第１仕上圧延機１１による圧延加工
前に、制御装置５１から各表面冷却装置４１，４２，４
３へ冷却水量の指令が送られ、圧延材Ｓに対して第１表
面冷却装置４１の噴射ノズル４４から、４０００リットル/m
in・m2の水量で冷却水が噴射されて圧延材Ｓが冷却され
る。そして、冷却された圧延材Ｓは第１仕上圧延機１１
のワークロール２１によって圧延され、今度は、圧延材
Ｓに対して第２表面冷却装置４２の噴射ノズル４５から
前述と同量の水量で冷却水が噴射されて圧延材Ｓが冷却
される。そして、冷却された圧延材Ｓは第２仕上圧延機
１２のワークロール２２によって圧延され、更に、圧延
材Ｓに対して第３表面冷却装置４３の噴射ノズル４６か
ら前述と同量の水量で冷却水が噴射されて圧延材Ｓが冷
却される。そして、冷却された圧延材Ｓは第３仕上圧延
機１３のワークロール２３によって圧延され、その後、
圧延材Ｓは第４〜第７仕上圧延機１４〜１７のワークロ
ール２４〜２７によって圧延され所定の板厚に加工され
る。
【００２１】図３はこの圧延材Ｓに対するスケール除去
及び仕上圧延時の圧延材温度及びスケールの厚さを表す
グラフであって、この図３のグラスにおいて、スケール
ブレーク装置３１によるスケール除去時をＡとし、第１
〜第７仕上圧延機１１，１２，１３，１４・・・による
仕上圧延時をそれぞれＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈと
し、また、第１〜第３表面冷却装置４１，４２，４３に
よる冷却時をそれぞれＸ，Ｙ，Ｚとする。
【００２２】このグラフからもわかるように、圧延材Ｓ
の板表面温度は、スケールブレーク装置３１のスケール
除去時Ａにて４２０℃に下降してスケールがほとんど除
去されるが、内部の顕熱によって元の温度に戻ろうとし
て板表面温度が上昇し、スケールが生成される。そし
て、第１表面冷却装置４１の冷却時Ｘにて、圧延材Ｓの
板表面温度が５３０℃まで下降してスケールの厚さが７
〜１０μｍに抑制される。その後、圧延材Ｓ内部の顕熱
によって元の温度に戻ろうとして上昇するが、第１仕上
圧延機１１の仕上圧延時Ｂにて、圧延材Ｓの板表面温度
が４７０℃まで下降してスケールの厚さが４〜６μｍま
で除去される。そして、第２表面冷却装置４２の冷却時
Ｙにて、圧延材Ｓの板表面温度が６３０℃まで下降して
スケールの厚さが６〜８μｍに抑制され、その後、温度
上昇するが、第２仕上圧延機１２の仕上圧延時Ｃにて、
圧延材Ｓの板表面温度が６１０℃まで下降してスケール
の厚さが３〜４μｍまで除去される。そして、第３表面
冷却装置４２の冷却時Ｚにて、圧延材Ｓの板表面温度が
６１０℃まで下降してスケールの厚さが３〜５μｍに抑
制され、その後、温度上昇と共にスケール厚さも上昇す
るが、５μｍ以上になることはない。
【００２３】このように第１〜第３表面冷却装置４１，
４２，４３によって冷却と圧延を繰返行うことで、最終
的に圧延材Ｓのスケールの厚さを５μｍ以下に抑制する
ことで、スケール疵をなくすことができる。
【００２４】上述の実施形態では、各表面冷却装置４
１，４２，４３の冷却条件を、冷却水量を４０００リットル
/min・m2、冷却範囲を１ｍ×板幅としたものであり、以
下に、作動、非作動の場合の平均温度回復速度（℃／
秒）を比較してある。即ち、スケールブレーク装置３１
と第１仕上圧延機１１との間では、作動時は１０．４℃
／秒に対して非作動は１９．９℃／秒である。また、第
１仕上圧延機１１と第２仕上圧延機１２との間では、作
動時は１９．３℃／秒に対して非作動は３１．３℃／秒
である。更に、第２仕上圧延機１２と第３仕上圧延機１
３との間では、作動時は１３．９℃／秒に対して非作動
は４１．６℃／秒である。そして、第３仕上圧延機１３
と第４仕上圧延機１４との間では、作動時は２４．５℃
／秒に対して非作動は５３．５℃／秒である。従って、
冷却効果が高いことがわかる。
【００２５】図４は前述とは異なる操業条件における圧
延材Ｓに対するスケール除去及び仕上圧延時の圧延材温
度及びスケールの厚さを表すグラフである。このグラフ
からもわかるように、第３表面冷却装置４２の冷却時Ｚ
にて、圧延材Ｓの板表面温度が８２０℃まで下降してス
ケールの厚さが５μｍに抑制されており、その後、温度
上昇と共にスケール厚さも上昇するが、５μｍ以上にな
ることはない。このように第１〜第３表面冷却装置４
１，４２，４３によって冷却と圧延を繰返行うことで、
最終的に圧延材Ｓのスケールの厚さを５μｍ以下に抑制
できることがわかる。
【００２６】また、本実施形態の表面酸化皮膜生成抑制
装置により、図５に示すように、スケール厚さが●から
○に、■から□に５μｍ以下に改善されており、スケー
ル疵もなくなり、仕上圧延時の復熱（温度回復）が適正
に抑えられていることがわかる。
【００２７】なお、上述した実施形態では、第１、第
２、第３仕上圧延機１１，１２，１３のそれぞれ入側に
第１、第２、第３表面冷却装置４１，４２，４３を設け
たが、その設置数はこれに限定されるものではなく、圧
延材Ｓの板表面温度が９００℃以下に低下するまで冷却
することが望ましく、必要に応じて第４仕上圧延機１４
以降に設けても良いものである。
【００２８】
【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の熱間仕上圧延時の表面酸化皮膜
抑制方法によれば、仕上圧延機を複数列設して帯材を仕
上圧延加工する際に、先頭の仕上圧延機から所定台数目
までの仕上圧延機の入側でそれぞれ帯材の上下表面を冷
却し、所定台数目の仕上圧延機までの間で順次帯材の表
面冷却と仕上圧延を繰り返すことによって、この帯材の
表面酸化皮膜の厚さを５μｍ以下に抑制するようにした
ので、最終的に帯材の温度を所定温度以下として表面酸
化皮膜の厚さを５μｍ以下に確実に抑制することで、ス
ケール疵をなくすことができ、その結果、製品の品質の
向上を図ることができる。
【００２９】また、請求項２の発明の熱間仕上圧延時の
表面酸化皮膜抑制装置によれば、帯材を仕上圧延加工す
る仕上圧延機を複数列設して仕上圧延機群を設け、この
仕上圧延機群の先頭の仕上圧延機から所定台数目までの
仕上圧延機の入側にそれぞれ帯材の上下表面を冷却する
表面冷却装置を設け、複数の表面冷却装置によってこの
帯材の表面酸化皮膜の厚さを５μｍ以下に抑制するよう
にしたので、順次帯材の表面冷却及び仕上圧延を繰返行
うこととなり、最終的に帯材の温度を所定温度以下とし
て表面酸化皮膜の厚さを５μｍ以下に確実に抑制するこ
とで、スケール疵をなくすことができ、その結果、製品
の品質の向上を図ることができる。
【００３０】また、請求項２の発明の熱間仕上圧延時の
表面酸化皮膜抑制装置によれば、仕上圧延機群の先頭の
第１仕上圧延機から該仕上圧延機群の３台目の第３仕上
圧延機までの入側にそれぞれ帯材の上下表面を冷却する
第１、第２、第３表面冷却装置を設けたので、装置を大
型化せずに最終的に帯材の温度を所定温度以下として表
面酸化皮膜の厚さを５μｍ以下に確実に抑制すること
で、スケール疵をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱間仕上圧延時の表
面酸化皮膜抑制方法を実施するための表面酸化皮膜生成
抑制装置の概略図である。
【図２】本実施形態の熱間仕上圧延時の表面酸化皮膜抑
制装置による冷却水量に対するスケール厚さを表すグラ
フである。
【図３】仕上圧延時の圧延材温度とスケール厚さを表す
グラフである。
【図４】仕上圧延時の圧延材温度とスケール厚さを表す
グラフである。
【図５】一般的な圧延時におけるスケール厚さとスケー
ル疵との関係を表すを表すグラフである。
【図６】一般的な圧延時における圧延材温度とスケール
厚さを表すグラフである。
【図７】一般的な圧延時における圧延材温度とスケール
厚さを表すグラフである。
【図８】従来の熱間仕上圧延機のスケール除去装置の概
略図である。
【符号の説明】
１０ 仕上圧延機群 １１ 第１仕上圧延機 １２ 第２仕上圧延機 １３ 第３仕上圧延機 １４ 第４仕上圧延機 １５ 第５仕上圧延機 １６ 第６仕上圧延機 １７ 第７仕上圧延機 ２１ 第１ワークロール ２２ 第２ワークロール ２３ 第３ワークロール ２４ 第４ワークロール ２５ 第５ワークロール ２６ 第６ワークロール ２７ 第７ワークロール ３１ スケールブレーク装置 ４１ 第１表面冷却装置 ４２ 第２表面冷却装置 ４３ 第３表面冷却装置 ４４ 第１噴射ノズル ４５ 第２噴射ノズル ４６ 第３噴射ノズル ５１ 制御装置 Ｓ 圧延材（帯材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川水 努 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 閔 庚 浚 東京都中央区銀座五丁目11番14号 浦項綜 合製鐵株式會社東京研究所内 (72)発明者 河 相 旭 大韓民国 全南光陽市金湖洞700 浦項綜 合製鐵株式會社光陽製鐵所熱延部内 (72)発明者 李 勝 三 大韓民国 慶尚北道浦項市槐東洞１番地 浦項綜合製鐵株式會社浦項製鐵所熱延部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 仕上圧延機を複数列設して帯材を仕上圧
    延加工する際に、先頭の仕上圧延機から所定台数目まで
    の仕上圧延機の入側でそれぞれ前記帯材の上下表面を冷
    却し、該所定台数目の仕上圧延機までの間で順次該帯材
    の表面冷却と仕上圧延を繰り返すことによって、前記帯
    材の表面酸化皮膜の厚さを５μｍ以下に抑制することを
    特徴とする熱間仕上圧延時の表面酸化皮膜抑制方法。
  2. 【請求項２】 帯材を仕上圧延加工する仕上圧延機を複
    数列設して仕上圧延機群を設け、該仕上圧延機群の先頭
    の仕上圧延機から該仕上圧延機群の所定台数目までの仕
    上圧延機の入側にそれぞれ前記帯材の上下表面を冷却す
    る表面冷却装置を設け、該複数の表面冷却装置によって
    前記帯材の表面酸化皮膜の厚さを５μｍ以下に抑制する
    ことを特徴とする熱間仕上圧延時の表面酸化皮膜抑制装
    置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の熱間仕上圧延時の表面酸
    化皮膜抑制装置において、前記仕上圧延機群の先頭の第
    １仕上圧延機から該仕上圧延機群の３台目の第３仕上圧
    延機までの入側にそれぞれ前記帯材の上下表面を冷却す
    る第１、第２、第３表面冷却装置が設けられたことを特
    徴とする熱間仕上圧延時の表面酸化皮膜抑制装置。
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