JPH11267739A - 熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

熱延鋼板の製造方法

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JPH11267739A
JPH11267739A JP6824398A JP6824398A JPH11267739A JP H11267739 A JPH11267739 A JP H11267739A JP 6824398 A JP6824398 A JP 6824398A JP 6824398 A JP6824398 A JP 6824398A JP H11267739 A JPH11267739 A JP H11267739A
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JP
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scale
descaling
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steel sheet
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JP6824398A
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Kenichi Matsumoto
謙一 松本
Hiroshi Yamamoto
寛 山本
Yoshiro Kudo
芳郎 工藤
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課 題】Siを0.2〜2.0%、Niを0.2〜2.0
%含有する鋼材に対して、熱間圧延工程内で適切なデス
ケーリングを実施することにより、スケール疵や筋状ス
ケール残部のない表面性状の良好な熱延鋼板を得ること
ができるようにする。 【解決手段】熱間圧延工程内に設置されるデスケーリン
グ設備により、デスケーリングの衝突圧を4〜30kgf/
cm2 、デスケーリングノズルの迎え角(鋼材進行方向に
対する角度)を0〜10°の範囲に設定し、鋼材に対す
るデスケーリングを実施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、熱間圧延時に鋼材
表面に高圧水ジェットを噴射してデスケーリングを行
い、スケール疵やスケール模様の発生を防止し、表面性
状の優れた熱延鋼板を製造する方法に関する。
【0002】
【従来技術】鋼板の製造に当たっては、素材の鋼材を酸
化性雰囲気の加熱炉により通常1100〜1300℃の
温度で数時間加熱し、ついでホットストリップミルにて
熱間圧延されるのが一般的であるが、この際鋼材表面に
生成したスケールが充分に除去されない状態のまゝで鋼
材が圧延されると、スケールが成品の表面に押し込ま
れ、スケール疵やスケール模様として残る。
【0003】このようなスケール疵やスケール模様は、
圧延後の成品(黒皮成品)の外観を悪化させるのみなら
ず、酸洗によりスケールを除去した後の成品(白皮成
品)の表面に凹凸状の欠陥を残存させる原因となり、ま
た曲げ加工時のクラックの起点となったり、熱間圧延工
程内の鋼板強制冷却時にスケール残存部と剥離部の冷却
能の差により、材質の機械的特性値にムラが発生するな
ど、鋼板の品質に重大な悪影響を及ぼすようになる。
【0004】通常、このようなスケール疵の発生を防止
する方法としては、図1に示すように圧延ラインにノズ
ル1を一定間隔で取付けたヘッダー2よりなるデスケー
リング装置を設置し、各ノズル1から鋼材3の表面に1
00〜150kgf/cm2 の吐出圧力で高圧水ジェットを噴
射して鋼材表面のスケールを剥離、除去した後に圧延を
行う方法がとられている。
【0005】しかしながら、スケールの剥離性の良否
は、スケールの組成及び構造によって大きく左右され、
特にSi含有量の多い鋼(以下、「高Si鋼」という)やNi
を多く含む鋼(以下、「高Ni鋼」という)のスケールの
場合、著しく剥離性が悪くなることが知られている。こ
の原因の一つとしては、高Si鋼及び高Ni鋼のスケール生
成に起因する。すなわち高Si鋼に関しては、高温酸化に
際し、鋼中のSiが選択酸化されてFeO (ウスタイト)と
地鉄の界面に2FeO・SiO2(ファイアライト)が形成され
るが、このファイアライトは低融点(1170℃)のた
め高温酸化時に溶融状態となり、スケールと地鉄中に楔
状に進入するため、スケールと地鉄界面が複雑に入り組
んだ特有構造のスケール層が形成されるためである。ま
た鋼中にNiを多く含む場合は、酸化が進行するとNiの濃
化部が凸状として残存し、界面形状が凹凸となる。その
ためスケールの剥離性が悪くなる。
【0006】このような悪影響は、鋼の化学組成に依存
するものであるが、特にSiの影響が大きく、Si含有量が
0.2%以上の場合に著しく増大し、この範囲の鋼を熱
間圧延する場合には、スケール疵の発生を完全に防止す
ることは極めて困難であった。またノズルから噴射され
る高圧水ジェットは、鋼材表面への衝突圧を鋼材幅方向
で均一化させるため図2に示すように、鋼材3の移動方
向と直交する方向に対し、捻じれ角θ(通常15°)で
隣り合う噴射部7とある一定のラップ幅A(通常15〜
30mm)を持たせて噴射されているが、隣接するノズル
からの鋼材表面への噴射部7は、互いの水流の干渉を受
けることにより衝突圧の低下する部分Bが等ピッチで発
生し、鋼材表面に図3に示すように衝突圧低下部の位置
に相当した筋状のピッチを持ったスケール残部8が発生
する。
【0007】上述のスケール疵やスケール残部をなくす
方法としては、例えば加熱温度をファイアライト溶融点
(1170℃)以下とする方法や、加熱前のスラブ面に
スケールを改質し、剥離性を向上させるための薬剤を塗
布する方法(特開昭57−6493号)、ブラシロール
を使用して機械的にスケールを剥離させる方法(特開昭
59−13926号)などが提案されているが、いずれ
も煩雑で作業性に劣る、製造コストの面で問題がある、
温度低下により仕上げ圧延が制約される等の問題があ
り、いずれもスケール疵を防止する抜本的な対策となっ
ていない。
【0008】また隣接するノズルの衝突圧低下に起因す
る筋状のスケール残部に関しては、特開平9−2671
2号公報に隣接する高圧水ジェットのスラブ表面におけ
る横流れ水が干渉し合わないように、各ノズル条件(迎
え角、捻れ角、ノズル高さ、スプレー角)から最適ノズ
ルピッチを決定させ、かつ1段目と2段目のノズルピッ
チを圧延方向に所定量ずらす方法が示されているが、ノ
ズルピッチを変える場合は、通常デスケーリングヘッダ
ーを作り替える必要があり、コストが非常に大きくな
る、デスケーリングする鋼材の厚みが変わる場合、最適
ノズルピッチが変わってくる、また1段目と2段目のノ
ズルピッチをずらす場合、複数のヘッダーを使用する必
要があり、鋼材温度低下による熱量ロスがある等、経済
性、操業性において適していない。また単にノズル条件
のみしか示されておらず、衝突圧などスケール剥離に要
するデスケーリング条件が示されていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
した問題点を解決するため、最も効率的なデスケーリン
グを実施することにより、スケール疵及び筋状スケール
残部がなく、表面性状が良好な熱延鋼板を製造する方法
を提供するものである。
【0010】
【課題の解決手段】本発明者らは、難スケール剥離材で
ある、Si含有鋼及びNi含有鋼について、図4に示すデス
ケーリング時の鋼材に対する高圧水ジェットの迎え角
ψ、デスケーリング時の衝突圧、デスケーリング時の鋼
材温度などデスケーリング条件を変えた調査を行った。
【0011】調査は、表1に示す組成の鋼材A、B及び
Cに対して行い、その結果、いかなるノズル迎え角の条
件においても、衝突圧が4kgf/cm2 未満ではスケール残
存率が大きくなり、衝突圧が4kgf/cm2 以上となると、
ノズル迎え角が0〜10°の範囲では、スケール残存率
がほゞ1%未満となり、筋状スケール疵の発生もなく、
またデスケーリング時の鋼材温度等による操業条件のバ
ラツキが生じてもスケール除去が確実に行えることを見
出した。
【0012】図6は、衝突圧を2kgf/cm2 と40kgf/cm
2 とした試験結果で、本発明の衝突圧の範囲外である
が、ノズル迎え角ψを−5°から25°まで変えたとき
のスケール残存率%を示す。ここでノズル迎え角ψは鋼
材に対し垂直に噴射されるときを0°とし、鋼材の進行
方向と逆に噴射されるときを+、同一方向に噴射される
ときを−とする。第1の発明は、上記の知見に基づいて
創案されたものであり、高圧水ジェットによるデスケー
リングを鋼材表面への衝突圧が4〜30kgf/cm2 で、ノ
ズルの迎え角を0〜10°で実施することを特徴とす
る。
【0013】本発明において、衝突圧の上限を30kgf/
cm2 としたのは、スケール残存率は低減できても、ポン
プの高圧化に伴うモータの大型化、ヘッダー、配管径の
増大等、設備の大型化によるコストアップを招き、かつ
モータ容量の大型化によるランニングコストも増加させ
るため、実機化においては得策ではないからである。ま
たノズル迎え角の上限を10°としたのは、以下の理由
によるものである。
【0014】図2に示すように、高圧水ジェットを鋼材
表面へ噴射させた噴射部7は、通常隣り合う高圧水ジェ
ットの水流の干渉を受け、衝突圧が低下する部分Cが発
生する。しかしながら図2において、A部にはノズル1
aから高圧水ジェットが噴射されており、鋼材表面への
衝突圧は維持されるが、B部にはノズル1bから高圧水
ジェットの噴射はあっても、ノズル1aから噴射される
高圧水ジェットとの干渉により、結果的にB部の衝突圧
が低下する。この問題を解消するには、ノズルから噴射
される高圧水ジェット4が鋼材3の表面に当たる際、隣
接するノズルからの高圧水ジェットの干渉を防止するの
が有効である。
【0015】オフラインテストで図4に示すノズルの迎
え角ψ(通常15°)を変えて隣接するノズルの水流干
渉を観察したところ、迎え角ψを大きくすると、図2に
示すノズル1bから噴射される高圧水ジェットが、ノズ
ル1aから噴射される高圧水ジェットに干渉して、ノズ
ル1aから噴射される高圧水ジェットの噴射部7に乱れ
を生じるようになり、また迎え角ψを小さくすると、ノ
ズル1aから噴射される高圧水ジェットと、ノズル1b
から噴射される高圧水ジェットの叩き合いによる干渉
が、両噴射部7の中間部になり、噴射部7に隣接するノ
ズルから噴射される高圧水ジェットが干渉することのな
いことが確認された。このことから、ノズルの迎え角ψ
を小さくすると、隣接するノズルからの高圧水ジェット
の干渉が防止され、衝突圧の低下を防止できることが判
った。
【0016】なお、迎え角は以上のように10°以下に
設定すると、前述した効果が得られるが、本効果を最大
限に発揮するには、迎え角を0°とするのが最も望まし
い。なお迎え角を変えるには、ヘッダーと配管を連結す
るフランジ部を切り離し、ヘッダーを軸方向に回転さ
せ、その後ヘッダーと配管を連結させるだけでよく、ヘ
ッダーの作り替えが不要となり、低コズトでの設備改造
が可能である。また単ヘッダーの迎え角を変えるだけで
十分に効果を発揮するため、特開平9−267121号
公報に対し、経済的であるといえる。
【0017】迎え角の下限を0°としたのは、0°以下
の場合、図5に示すように鋼材の衝突圧Fの進行方向と
相対する成分Fsinψがなくなり、スケールを飛ばす力が
小さくなること、またデスケーリング水が粗デスケーリ
ングの場合粗ロール、仕上げデスケーリングの場合仕上
げロールに向かう速度成分が強くなり、スケールがロー
ルに噛み込み、成品の表面品質を著しく悪化させるため
である。本発明での衝突圧は、一本のノズルからの噴射
水による荷重を受圧センサーにより測定し、荷重/噴射
面積により単位面積当たりの衝突圧Pを実測により求め
た。
【0018】本発明が対象とする鋼材は、Si含有鋼に関
しては、Siの含有量が0.2重量%以上になると、加熱
時のスケールや二次スケール中にファイアライトが生成
して地鉄界面に深く進入し、スケール剥離は困難を極
め、またNi含有鋼に関してもNi含有量が0.2重量%を
越えると、地鉄界面の凹凸が激しくなり、スケール剥離
が困難となるが、本発明は、上述の鋼材A、B及びCの
ようにSi及びNi含有量がそれぞれ0.2重量%以上ある
ような鋼材に対しても十分なスケール剥離効果がある。
【0019】したがって第2の発明は、上記第1の発明
のデスケーリングをSi含有量が0.2〜2.0重量%の
鋼材に実施したことを特徴とし、第3の発明は、上記発
明のデスケーリングをNi含有量が0.2〜2.0重量%
の鋼材に実施したことを特徴とする。 第2の発明によ
ると、スケール剥離が困難なSiを0.2重量%以上含有
する鋼板に対し、より効果的なデスケーリングが可能で
ある。上限は本来限定する必要はないが、溶接性、冷間
加工性が悪化するため、Si含有量を2.0重量%以下に
限定した。
【0020】また第3の発明によると、Niを0.2重量
%以上含有する鋼板に対し、より効果的なデスケールが
可能となる。上限は本来限定する必要はないが、靱性、
延性や経済性等を総合的に判断してNi含有量を2.0重
量%以下とした。
【0021】
【実施例】以下の表1に示す鋼材A、B及びCについ
て、表2に示した操業条件により、鋼材3に対してデス
ケーリングした後、圧延を行い、得られたコイルをリコ
イルし酸洗した後、コイル表裏面の単位面積当たりのス
ケール残存率%を目視にて評価した。その結果を表2に
併記した。
【0022】表2に示されるように、本発明の範囲内に
あるNo.2〜4 、No.6〜8 、No11〜12の鋼材はそれぞれス
ケール残存率が1%未満であった。しかしながら衝突圧
で本発明の範囲をはずれたNo.1及びノズル迎え角で本発
明の範囲を超えたNo.5、9 、10の鋼材は、それぞれスケ
ール残存率が57%、13%、7.8%及び24%に達
した。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、従来スケール除去が困
難と考えられた高Si含有鋼及びNi含有鋼に対しても、デ
スケーリング衝突圧4〜30kgf/cm2 で、デスケーリン
グノズル迎え角0〜10°に設定したデスケーリングを
実施することにより、スケール疵及び筋状のスケール疵
のない表面性状の良好な熱延鋼板を得ることができる。
【0026】また、デスケーリング迎え角を0°にする
と、隣り合うノズルの高圧水ジェット水流の干渉による
衝突圧の低下を最も効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】デスケーリングの模式図。
【図2】ノズル捻れ角と衝突圧低下部を示す図。
【図3】筋状スケール残部の外観図。
【図4】デスケーリングノズルから噴射される高圧水ジ
ェットの流れを示す図。
【図5】鋼材進行方向に相対する高圧水ジェットの速度
成分を示す図。
【図6】デスケーリングノズル迎え角とスケール残存率
の関係を示す図。
【符号の説明】
1・・デスケーリングノズル 2・・デスケーリングヘッダー 3・・鋼材 4・・高圧水ジェット 5・・仕上ミル側への水流 6・・粗ミル側への水流 7・・デスケーリング噴射部 8・・筋状スケール残部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22C 38/08 C22C 38/08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼材を熱間圧延して熱延鋼板を製造するに
    際し、鋼材表面に高圧水ジェットを噴射してデスケーリ
    ングを行う熱延鋼板の製造方法において、上記デスケー
    リングを鋼材表面への衝突圧が4〜30kgf/cm2 で、デ
    スケーリングノズルの鋼材に対する迎え角を0〜10°
    に設定することを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】Si含有量が0.2〜2.0重量%の鋼材を
    対象とする請求項1記載の熱延鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】Ni含有量が0.2〜2.0重量%の鋼材を
    対象とする請求項1又は2に記載の熱延鋼板の製造方
    法。
JP6824398A 1998-03-18 1998-03-18 熱延鋼板の製造方法 Pending JPH11267739A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101791614A (zh) * 2010-03-24 2010-08-04 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 清除钢板表面锈皮和污垢的方法
JP2010264498A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Jfe Steel Corp 鋼板のデスケーリング方法およびその装置
JP2010274297A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Jfe Steel Corp 鋼板のデスケーリング装置およびデスケーリング方法
CN114618814A (zh) * 2020-12-11 2022-06-14 芝浦机械电子装置股份有限公司 基板处理装置

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