JPS601085B2 - 含Ｓｉ鋼の熱間圧延時のデスケ−リング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スケール減のないＳ含有鋼の熱延鋼板を製造
することを目的として行なう水ジェットによる熱延時の
デスケーリング方法に関するものである。

熱延鋼板の製造にあたっては、素材スラブを酸化性雰囲
気の加熱炉に装入し、通常１１００〜１３００午○で数
時間にわたり加熱し、ついでホットストリップミルある
いはプレートミルによって熱間圧延されるが、この際加
熱時に生成したスラブ上の一次スケールが十分に剥離除
去されない状態のままで圧延すると、製品の表面にスケ
ールが喰い込み、スケール癖となって残る。

このようなスケール源が発生すると、表面性状が甚しく
損なわれるとともにそれが曲げ加工の際などにクラック
の起点として作用するため、製品の品質に重大な弊害を
およぼす。通常、このようなスケール癖の発生を防止す
る目的で圧延ラインに約１００〜１５０ｋ９／地の水圧
による水ジェットデスケーリング装置（以下、デスケー
ラーという。）を設け、これによって鋼面上のスケール
を剥離、除去しながら圧延を行なっている。しかしなが
ら、一次スケールの剥離性の良否はデスケーラーの操業
条件のほかに、一次スケールの性状、すなわち組成およ
び構造等によって強く影響を受け、特にＳ含有量の多い
鋼の一次スケールの場合、甚しく剥離し難くなることが
知られている。この原因は高温酸化に際して鋼中に含有
されるＳｉが選択酸化を受け、熱可塑性の大きいがｅ○
・Ｓ０２（フェャライト）の組成を作り、メタルとの界
面が複雑に入り組んだ特有構造のサプスケール層が形成
されることによるものである。Ｓｉによるこのような悪
影響は、Ｓｉ含有量が０．１０％未満の場合には比較的
軽微であるが、０．１０％以上多く含有する場合には著
しく増大し、この範囲の銅を熱延する場合には、スケー
ル癖の発生を完全に防止することは極めて困難である。
これを改善する手段としては、たとえば加熱前のスラブ
面に、一次スケールを政貧するかまたは剥離性を向上せ
しめる薬剤を塗布する方法あるいは一次スケールの発達
を抑制するために、スラブ面を薄鋼板で防護しながら加
熱する方法、等が提案されている。しかし、これらの方
法はいずれも煩雑なため、作業性に劣り、しかも製造コ
ストの面からも有利な方法とは言い難い。本発明は、以
上のような問題点を解消して、生産性および経済性を損
うことなく「極めて簡便かっ有効なＳ含有鋼のスケール
癖の発生を防止する熱延デスケーリング方法を提供する
ものである。

本発明者らはＳ給有鋼を熱間圧延する際の一次スケール
のデスケーリング性に関して詳細な検討を行なった結果
、以下の３点について知見した。（１｝ 最終製品にス
ケール確として残る一次スケ−ルは、第１図に示すよう
に、スラブ加熱時に選択酸化により地鉄面に蚕食状に侵
入した部分のスケール（以下侵入スケールという。）で
あり、この部分のスケールが癖として残り易いのは、そ
れが剥離し難いフェャラィトとウスタィトの低融点共晶
体で構成されていることおよびその界面構造に起因する
。（２｝ フヱャラィトとウスタイトの共晶体のデスケ
ーリング性には、顕著な温度依存性があり、デスケーリ
ングされ易い温度範囲とそうでない温度範囲がある。

劉 デスケーラ−におけるデスケーリング効果はデスケ
ーリング時間に大きく左右され、デスケーリング時間が
大となる程良好となる。

本発明は、以上の知見に基づいて創案したもので「 そ
の要旨とするところは、Ｓｉｏ．１０〜４．００％含有
の緩からなるスラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する
に際し、圧延開始時点から起算した累積圧下率が６５％
以上となり、かつ鋼片温度が１０００００以上にある圧
延期間内において、８０〜２５０ｋ９′係の高圧水ジェ
ットによるデスケーリングを累積時間にして０．０４秒
以上施すことを特徴とする、含Ｓ鋼の熱間圧延時のデス
ケーリング方法にある。

本発明は、最終製品でスケール癖の元凶となる侵入スケ
ールが形態的及び温度的に最も剥離され易い状態になる
圧延工程中の上記一定期間を選んでト有効かつ集約的な
デスケーリングを行ない、該スケールの剥離除去を最大
限に発揮させるのである。以下に本発明における各要件
の技術的意義（条件規制理由）を述べる。

まず累積圧下率が６５％以上となった時点においてデス
ケーリングを行なう理由であるが、これはスケール減の
原因となる侵入スケールが６５％以上の圧下率での圧延
によってデスケーリングされ易い状態になり、このスケ
ールの形態的改善によってデスケーリング効率が増大す
るからである。

すなわち、本発明者らの調査によると、侵入スケールは
、圧延の進行とともに、第２図に模式的に示すような形
態変化が起こり、このため圧延工程の前段階では、剥離
し難い形態のものであっても、後段階になると次第に形
態が変化してヂスケーリングされ易い形態に移行する。
侵入スケールのこのような形態変化に基づくデスケーリ
ング性の向上は「累積圧下率が６５％以上にならないと
生じない。したがって累積圧下率が６５％に達しないと
きに、デスケーリングをいくら施しても剥離効果はほと
んど期待できずし実質的にはデスケーリングを行なわな
い場合と何ら変らない。デスケーリングを実施する時点
での鋼片温度を１０００００以上の温度に規制する理由
は、侵入スケールを構成するフェャラィトとウスタィト
の共晶体のデスケーリングのされ易さが温度に依存する
ことに基づくもので、発明者らの調査によると、上記共
晶体の最も剥離し薮い温度範囲は約９００℃近傍にあり
、このため１０００ｏｏ以下でのデスケーリングを行な
う場合にはデスケーリング効果が急激に劣化し、たとえ
形態的にデスケーリングされ易い形態であったとしても
、侵入スケールの剥離除去が不十分となり、製品にスケ
ール波が発生する。

以上の点から明らかなように、Ｓｉ含有鋼のデスケーリ
ング効率を高める上で、侵入スケールの形態およびデス
ケーリング実施温度の両面から、最も好適な条件範囲が
存在するのであってへ本発明はこれを満足するように更
に圧延温度を規制するのである。ところで、以上の点は
スケール性状側から定まるデスケーリングを効率的に行
なうための要件であるが、完全なデスケーリングを期す
ためには、以上の要件のみでは十分でなく、デスケーラ
ーの操業条件の面からもその最適条件を見し・出さなけ
ればならない。

この点に関し、本発明者らはＳ含有鋼の侵入スケールの
デスケーリング性とデスケーラー操業条件の関係に関す
る詳細な調査結果から、前述したデスケーリング時間の
影響を見し、出したものであるが、デスケーリング性と
デスケーリング時間の関係を更に具体的に示すと次のと
おりである。

第３図は、本発明の対象とする０．１０％以上のＳｉを
含有する鋼の熱延工程で、累計圧下率６５％以上、鋼片
温度ｌｏ０ぴ０以上の圧延期間内における累計デスケー
リング時間Ｚｔと圧延後のスケール癖発生率との関係を
示すものである。第３図からわかるように、２ｔが増大
するに従って、スケール庇の発生は著しく減少し、２ｔ
が０．０傘ｅｃ以上の範囲ではスケール泥はほとんど発
生しないことが明白である。

なお、累積圧下率およびデスケーリング温度を考慮せず
に熱延過程で実施した単なるデスケーリング時間の総計
とスケール庇発生率との関係でみた場合には以上のよう
な明瞭な煩向は認められない。

このことは、上述した如く熱間圧延過程のなかでもスケ
ール庇の元凶となる侵入スケールをデスケーリングする
には最も効率的なタイミングがあって、それは鋼片の累
積圧下率とデスケーリング実施温度によって定まるもの
であることに基づいている。本発明は以上の知見から、
上記累積圧下率および鋼片温度となる熱延期間内での累
計デスケーリング時間２ｔを０．０傘ｅｃ以上とするこ
とを定めるものである。

なお、以上の２ｔを得る方法としては、同一デスケーラ
−によって、ノズル列数の増加あるいは鋼片のデスケー
ラー通過速度（圧延速度）の低減等の手段を講じ、短時
間内で行なってもよく「 また圧延工程の各段階に設置
した数個のデスケーラーに分けて施してもよいが、前者
の方法の場合設備的および生産性の面から難点があるの
で、望ましくは後者の手段を用いるのが得策である。そ
の場合、圧延バススケジユールおよびスラブ加熱温度等
の最適化によって、本発明の条件範囲を満たすことがで
きる。また、以上のデスケーリングを実施するに際して
デスケーラーに用いる水ジェットの圧力を規制する理由
はｔ ８０ｋ９′の未満とした場合にはデスケーリング
効果が４・さく、本発明の条件をもってしてもスケール
舵の発生を阻止し得ないためであり、また上限を２５０
ｋｇ′地とするのは経済的理由に基づくものである。

次に本発明の適用対象とする鋼を、Ｓｉ含有量によって
限定する理由について述べる。

Ｓ給有量を０。

１０％以上とするのは、この重夫満の範囲の鋼では、ス
ラブ加熱の際の侵入スケールの発達が少なく、このため
デスケーリング性不良に基づくスケール競の問題も実際
的に大きな障害となっておらず、本発明を適用すること
による有利性が小さいためである。

なお、上限を４．００％とする理由は、現状の商用鋼の
範囲での添加量がほぼ４．０％を上限としており、これ
以上の添加による鋼の性質上の改善効果が見し、出され
ておらず、したがって実質的に製造されていないためで
ある。以下に本発明の実施例を述べる。

実施例 第４図は、本発明の方法を実施するのに使用した、ホッ
トストリップミルの圧延機ライン及びデスケーラーの配
置の１例を概略的に示したものである。

第１表 第１表に示す化学組成の鋼からなるスラブについても第
４図に示すレイアウトからなるホットストリップミルで
熱延するに際して、第４図中のデスケーラーＤｏ〜ＤＦ
でのデスケーリング圧Ｐ、デスケーリング時の鋼片温度
Ｔｄ、デスケーリング時間ｔ及びデスケーリング時の鋼
片の累積圧下率２Ｒをそれぞれ第２表に示す条件で実施
した。

これらの２Ｒが６５％以上で、かつ、Ｔｄが１０００ｏ
○以上の状態で実施された、累計デスケーリング時間２
ｔと熱延後の製品におけるスケール癖発生率を第２表に
併せて示す。第２表 第２表中、鋼Ａに係るＮＯ．１〜１２及び２０力）らわ
かるように２ｔおよびＰが本発明の条件の範囲にある場
合にはスケール源は発生しないが、本発明条件の範囲を
外れた場合にはスケール庇の発生が認められ、したがっ
て本発明の効果が明白である。

以上の効果はＮｏ．１３〜１８から明らかなように、銅
の化学成分が異なる場合でも同様である。

なお「Ｎｏ．１９のように適用したスラブ鋼材のＳｉ含
有量が０．０１％と低い場合には本発明条件でなくとも
良好な結果が得られており、したがって、本発明の価値
は、Ｓｉ含有量の多い領域で発揮されることがわかる。
以上詳しく述べてきたとおり、本発明は、Ｓ含有鋼から
成る銅のスラブを熱間圧延する際のデスケーリング方法
として、その圧延工程中の一定の期間内、すなわち鋼片
が累積圧下率６５％以上で圧延されていて、かつ鋼片温
度が１０００午○以上にあるところの期間内で、累積時
間にして０．０４秒以上高圧水ジェットによるデスケー
リングを行なうものであって、この方法は、操作が簡単
で容易なため０作業性は良好であり、かつ圧延操業の生
産性及び経済性を阻害するものでなく、これにより含Ｓ
鋼熱延板におけるスケール癖の発生を未然に防止するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、含Ｓ鋼のスラブ加熱後のメタルスケール界面
を示す顕微鏡写真である。 第２図は、侵入スケールが圧延工程の進行に伴なつてそ
の形態を変化してゆく状況を模式的に示す図面である。
第３図は、累計デスケーリング時間Ｚｔとスケ−ル癖発
生率との関係を示すグラフである。第４図は、本発明を
実施するのに使用した、ホットストリップミルの圧延機
ライン及びデスケーラーの配置の１例を概略的に示した
図である。ＶＳＢ，Ｒ，〜Ｒ５・・・・・・粗圧延機、
Ｆ，〜Ｆ７・・・・・・位上圧延機、ＤＦ〜ＤＦ・・・
・・・デスケーラー。 第１図第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｓｉ０．１０〜４．００％含有の鋼からなるスラブ
   を熱間圧延して熱延鋼板を製造するに際し、圧延開始時
   点から起算した累積圧下率が６５％以上となり、かつ鋼
   片温度が１０００℃以上にある圧延期間内において、８
   ０〜２５０ｋｇ／ｃｍ＾２の高圧水ジエツトによるデス
   ケーリングを累積時間にして０．０４秒以上施すことを
   特徴とする、含Ｓｉ鋼の熱間圧延時のデスケーリング方
   法。