JPS613603A - 固体金属の酸化を防止する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 するだめの方法と装置に関する。

加熱した固体金属で空気中の酸素と接触して行なわれる
ある冶金学的な処理は、仕上けた製品の表面の品質に逆
に影響を及ほす耐化物の層が形成される結果となる．こ
の問題は、窒素、アルゴン又はこれらのガスと活性ガス
（炭化水素）を付加し得る水素との混合物のような担体
ガスによって構成される制御した晧・元界Ｍ１気か用い
られる熱処理の場合に良く知られる。これらの雰囲気は
、金属の表面状態の制御、又は金属を浸炭することによ
シその表面＃Ｉｌ′Ｉ成の変更を可能にするが、これら
の雰囲気はいずれの場合も酸化を排除する。

熱処理の場合、これらの処理を受ける固体金属のｎ−化
の問題は、炉による雰囲気の制限の存在に−よシ解決さ
れる。［かしなか、らこの制限は圧牲のような他の冶金
学的な処理の場合には存在しない。

圧延の予励な場合に、酸化の問題及び圧延ラインにおい
て必俊とされる脱スケールの問題は極めて大きい。事実
法のような操作がこのような圧延ラインにおいて引き続
き現わわる。

ａ／炉と荒仕上はトレインとの間で、゛脱スケールが枦
械的に行ガわれ、か２形成される表面耐化物と金にとの
間の可塑性の相違に基〈１Ｖ荒仕上けの中途で、脱スケ
ールはｌＯＯない［ｌ５０バールのオーダーの高圧下で
水によシ作用する介在Ｅ斤脱スケールケージ岐よシ行な
われる。

Ｃ／覧イ」上はスタンドの下流伊１部Ｋｓ新たな流体圧
脱スケールが仕上はスタンドの１１１に行なわれて、待
桜テーブル上に形成されるスケールを除去する。

ｄ／最後に酸洗いが表面の欠陥を除去するよう冷却器で
続いて行なわれる。

これらの多工程の操作は次のような多くの欠点を有する
。即ち酢化による金属の損失、及び圧力下の水による脱
・スケールによる動力の消費、水による脱スケールに基
く金ｐＡ温度の実力的な低下及び酸洗いに起因する硫酸
鉄と塩化鉄を用いる機会の検出である。

このような状況に直面して、現在圧延操作のあシ得る発
展が認められる。例えば熱間圧延の場合に、一回の通過
て大きな厚きの低減を可能にするプラネタリ−圧延機が
泊祝される、この技術はプラネタリ−圧延機に金属を給
めて小式な速度で導入することを黴°シ、従って出力離
合１へで過度に高い速度に遅するのを排除する。しかし
なから、こねは金属がプラネタリ−圧延ｆｉｔ　Ｋ入る
前に金属の再酸化を促進する。更にショツトブラストに
よる機械的脱スケールは、それが作業条件、装動の配置
及び合札への外被形成の問題を引き起こすので直面し得
ない。

本発明の目的は、捺１めて簡単な手段により圧処作榮中
に固体会読を耐化から保護するだめの方法を提供するこ
とによシ、これらの欠点を克服することである、 このため本ヴし明は、ストリップ圧延トレイン又はプラ
ネタリ−圧延機によシＩ＋延操作中に固体金属を耐化か
ら保護する方法において、圧延すべきブランクは、１つ
又社複数個の圧延スタンドの上流で、不活性ガスか常時
注入される１ｔ−１いにＪｒ　過される方法が提供され
る。

圧延がストリップトレインによって行なわれる払−合に
、仕上はスタンドの上流で待枦チーフルの全体が不活性
にされる。

圧延がプラネタリ−圧延機によって行なわれる場合に、
作業ロールの上流に配置される加圧ロールのそれぞれ上
流と下流に位置される囲い内に不活性ガスが供給される
。

本発明の他の目的は、圧延がストリップ圧延トレインに
よって行なわれる場合に、不活性ガスが供給されかつ荷
積テーブルを取りｕ１］んでいる不活性にする曲いを備
え、あるいは圧延かプラネタリ−圧延機によって行なわ
れるとき、圧延すべきブランクの囲シの加圧ロールの各
件部に配置される不活性にする囲いを備える、固体金輌
を酸化から保護する装置を提供することである。

本発明のいくつかの実施例を以下添付図面を径照して限
定しない例示として説明する。

第１図は、炉１１荒仕上はスタントコ、待機テーブル３
、仕上りスタンドを及び圧延すべきスラブ６を通す冷却
器Ｓを連続して備えている板金圧延設備を示す。

本発明によれり、待機テーブル３の全体は、不活性雰囲
気の囲い７であシ、この囲いはテーブル３自体の上に多
数の不活性ガス分配室ｇを備え、これらの分配室は不活
性雰囲気の囲い７の上方部に位置されかつ待機テーブル
３上のスラブ６に向かって不活性ガスの流れを向け、そ
の流れは個々に又は相互に虐整し得る。分配室８はパイ
プｑを介して窒素であシ得る不活性ガス源１０に互に連
結される。

本発明による方法は、スラブ６が仕上はトレインダに通
る前に、待機テーブル３上のスラブ上のスケールの形成
を側型する。

１２図に示す実施例において、本発明による方法はプラ
ネタリ−圧延機により圧延されるスラブを不活性にする
のに適用される。この圧延Φ社、機械的脱スケール装置
／ｌの出力端部に、加圧ロール１２のｆｉｔ　ｔの集合
体を備え、これに作業ロール１３の集合体が続く。スラ
ブｌダが圧延されるのを防止するために、不活性雰囲気
の囲いりとそれらの操作原理において同様な不活性雰囲
気の囲いｉｓと１６も設けられ、囲いｉｓは脱スケール
装置ｉｌと加圧ロール１２との間に配信され、一方仙の
不７１．ゼＩ雰囲気の囲い１６は加圧ロール／、２と作
業ロール１３の集合体との間にｉ！ＩｒＩ色″される。

ここで９に不活性雰囲気の囲い／Ｓはスラブ上に卸値さ
れかつ対応するガス源ｉｏからくる不活性ガスの流れを
向ける多数め分配室ｇを有する。

驚くべきことに、第２図に示すようなプラネタリ−トレ
インの場合に本発明の方法の適用は、最終酸洗い工程の
前に圧延した製品の表面荒さを低減するのみならず、酸
洗い後の荒さを明確に低減し、またストリップトレイン
で製造される同じ製品として得られるものと酷似し、た
表面荒さを（それらを不活性にすることなく）与える。

この表において、ＲＴ−食荒ζ（ミクロン）ＲＰ−平均
探さ ＲＡ　−ＲＰによる平均差 淑’ＪＡ図と第３Ｂ図は、本発明による分配室Ｓの実施
例の図式図である。この室はパイプワを介して不た、性
ガス源に連結されかつ鋼製スラブ上の枦に平行な方向に
延ひている平行六面体である。

パイプｑは、室８の上伸部１０９に連結される垂面隔壁
７ｇによって限定される膨張室ｉｏｇに導びかれる。こ
の隔壁は加圧不活性ガス入口の前に配置されかつこのガ
スを膨張する機能を有し、従って室ｉｏｇ内の圧力Ｐ／
は大気圧よシも低い。

この隔壁の幅（スロットコｌに平行なその寸法）は、パ
イプ９の直径りの５倍以下であるのが望捷しく、パイプ
はスロットλｌに垂直でを）る室ｇの垂直対称面内に開
放し、従って前記室内の不活性ガスの対称的な分配を偉
保する。隔壁／ｇとパイプｔとの間の距Ｆｔｄ３は、室
ｌθｇとパイプワとの間の圧力変化かｏ、ｑバール以下
又は０．ｑバールと等しい。隔壁７ｇの下紐°部は、壁
／／θとｉ、ｉ　／及び隔壁／９によシ隔垢１９によシ
、ガス圧が均雪什たれ入ス＼九丁、性カス分配室をトド
↓定する。この隔卑ｌｑは室ｇの長き全体に亘って室の
９１部／／／に連結される。隔壁１ｇと１９は、それら
の相対位置と寸法によシ（隔壁／ｑは隔壁／ｇの下縁部
上の距離ｄ１で水平縁部に終端する）、不活性ガスの通
過のための第１バツフルを限定する。

望ましくは、膨張室の垂直面内の断面積（即ちｄ３　Ｘ
　ｄ４　）はν、／バッフルの１！′１面積（即ちｄ２
×ｄｌ）と実質的に等しく、従って任意のガス加速現象
を排除する。

壁１０９．Ｉ／コ及び隔ｇｉｑは、スロット、２／を通
って排出されねばならないこのガスの浴中にかλバッフ
ルを作り出すガス分配’Ｍ１０２に限定し、前記スロッ
トは調整し得る幅を有しかつ室ｇの下１１１１部／　／
　／［配、宿！される。このスロットは室ｇの縁部と平
行な方向に室の幅全体に亘って延びる。この室内に行き
わたっている圧力Ｐ２は、圧力差（ＰＩ　−Ｐ２　）が
スロットコｌを通る０、５ｍ／ｓよシも低いガスの噴出
速度を発生するように法定される。このスロットの多少
大きな幅は、流　　　□量が一定ガス速度に対応して変
化されるのを可能にする。このために、スロットの開口
を制御するフラップーーは以下説明するスラブの付近の
酸素を測定する回路と都合良く共働し得る。、例えは所
定の時間間隔で酸素濃度の測定値を採取するだけで充分
であり、ブだ測定値と設定値あるいは所定のｆｉｇ＋と
のｌｔＪの差が予じめ定めた仙を超えるとき、所定の距
Ｐｊ１でフラップを一方向に進める。このようにして、
ｔ’ｉｎｉれは存在Ｊる酸素の作用として自動的に測知
Ｉされる。

不活性ガス、例えば窒素のび「れの調整は、スラブＥｔ
近の酸素の局部圧力の作用として自ｐ・的に避成し得る
。このため、スラブ付近の酸素の濃度はセンサによって
測定され、その信号は所望の設定値と比較される。測定
値が設定値よりも高いとき、仁れはセンサによって測定
された値が再度設定値よシも低くなるオで対応する室の
不活性ガスの流れ（又は油量の増大）を惹起する。この
調整は、（ｊｌｔ−のセンサによって）同じ不活性雰囲
気の囲い内の総ての分配室ｇに対し、またこれらの室ｇ
の各々に対［個々に行なうことかできる。この場合、こ
れは各酸素センサによって測定された飴を各室毎に異な
る設定値との比較を可能にする。例えば、待梯・テーブ
ルの端部でその中央部よシも多い酸素が大目に見られる
。

さて第９図と第Ｓ図を参照すると、ある巷１合にスラブ
６がそねらの萌端部で上方にわん曲した形状で炉から到
達するという事実を考慮に入れた設ゼ・の変更例が示さ
れる。これによれば、これらのスラブ６は各不活性雰囲
気の囲い７の上泗端で、前方横壁７ａに出会うだろう、
この欠点を克服するために、本発明の一実施例において
、不活性雰囲気の囲い７の上部は待枦テーブル３の一９
１１部に沿って延ひている水平長手方向軸コ３の周りに
旋回するよう据付けられ、甘だ囲いりの上方部はジヤツ
キ２’ｌのような昇降装機が連結される。従って、スラ
ブがそのわん曲部によりＦａｉｌ　９７　ａに突き当る
ならば、ジャッキコダによって不活性雰囲気の囲い７の
上部を長手方向＄１＋　２．７の周シに旋回して上昇す
るだ肋でスラブを通過させることができる。

前述の欠点會排除するために、他の手段、例えは不活性
雰囲気の凹い７の上部全体を垂偵追動の並進運動で上昇
する手段を設けることもできる。

第６図に示す実施例において、不活性雰囲気の囲い７は
多数の分配室コ５を備え、これらの室はそれらの下方部
で開放する筒形の箱によシ構成されかつ不活性雰囲気の
囲い７の水平上９７ｂＫ結合され、この塞に沿って不活
性ガス取入口用のオリフィスλ６が上壁７ｂに形成され
る。分配室、２５の各々は上部にに脱室コアが設けられ
、この膨張室−７も又筒形であるが直径が小キく、また
パイブタを介して不活性ガス源ｉｏに連結される。

この脱脱室２７にはバッフルを形成している水平スクリ
ーン２ｇが取付けられる。分配室即ち分配箱、２Ｓは、
不活性雰＠ｌりの囲いに導入される不活性ガスの気がの
流れ及び適当な分配を確保するようなｆ伽で、不活性雰
「（１シの囲い７の上流部に配置さ）する。とｔｌらの
高い流れの気淀け、スラブが不活性：　Ｗ　１１７Ｌ　
％ｔのｕｌ、い７に入るときこの囲い内に排出される耐
重のＩを高度に薄める。

第６図に示されるように、不活性雰囲気のあ１い７は、
待機テーブル３の下方に、孔をあけたブーム即ちシステ
ムコ９含備えても良く、このシステムは不活性ガスを拡
散しかつこのガスの流れを待機テーブル３のローラーに
向かって上方に向け、従って待機テーブル３のロールに
沿って運ばれる酸素をこの区域で薄める。

不活性雰囲気の囲い７の前方上流壁７ａは勿論スラブ乙
の通過を可能にするに充分な寸法の開口を有する。この
開口は、この開ロ’ｔ−横切って流れるガス状のカーテ
ン（不活性ガス）によって、外部酸素の侵入を防止する
ため永久に閉鎖し得る。

この附１０は垂直に摺動して＠封されるドア３１によっ
て閉鎖しても良く、このドアはスラブ６が囲い７に導入
されないとき、ｈｅｊ伊７ａの開口を閉じるよう下降し
得る。

シ、７図は、本発明の方法を特に良好に達成する方法の
一実施例を示す。

スラブＢ１　、　Ｂ２は不活性ガスか充満している囲い
Ｈ内のコンベヤベル）Ｔ上に待機される。不活性ガスシ
：１それぞれガス注入速１ｌ−Ｖ１．Ｖ２及び■３を有
しかつそれぞれ距１’７１ｔ　Ｌｌ＋　Ｂ２及びＢ３隔
てて骨絖して自１（１１される室）（１、Ｂ２及びＢ３
を通って注入される。スラブの供糺の識別は矢印Ｆｔに
よって示される。この状況のもとで、前に考えられてい
た如く囲いＢ１即ち室Ｈ１の入口で高い速度（従って大
きな流量）を達成することによるのではなく、室Ｈ１、
Ｂ２反ひＢ３からのガスの注入速度を次オに増大するこ
とによって、スラブ主にはスケール（酸化）が俤かしか
発生しないということがわかった。、Ｌｌ−人の速度は
勿論０−３　Ｖ’Ｂ以下に留めねｄ：々らない。

例示として、室Ｈは２０メートルの長−Ｊ’に不し、そ
の甲でスラブが１ｉｓｏ℃の温度で待梯され、プだ３つ
の室けそれぞれ距頗ｉＬｌ　＝　３メートル、Ｂ２−６
メートル及びＢ３−６メートル１♀、にてて！！ｌ’許
さねたａ　速ｌＩｓ’　ｖｘ　、　Ｖ２及０．’Ｖ３は
それぞれｏ、ｉ乙Ｉｎ／ｓＯＣ，０，３，３ｍ／ｅｅｃ
及び０．　Ｓ　ｒ１１／ｅｅｃてあったｎ　ｌ’ｌｉｌ
　Ｒシした大の不？占付カス治の場合の月ζ１スケ−／
ｌ−ｔ’＋ｉｌの７１ｍ　（詞ｉ　ｉｇν３　、、？　
ｌ　’ｉｔ　、　５及び６）の部分に記載した荒さの品
ηを有しているスラブが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ストリップ圧延トレインの場合の本発明によ
る方法を用いている圧延設備の図式的な垂直縦断面図で
ある。 第２図は、プラネタリ−圧延設備の図式的な垂直縦断面
図であるわ 第３Ａ図は、不活性ガス用の分配室の部分制視図である
。 ？Ｉｊ、、３Ｂ図は、計３Ａ図に示す分配室の図式的な
横断面図である。 ｆ−ｌＩ図は、ストリップ圧伸−トレインの待機テーブ
ルを取り囲んでいる不活性雰囲気の囲いの上流部の図式
的な縦断面図である。 第５図は、１９図のＶ−Ｖ線に沿う図式的な垂直横断面
図である。 第６図は、不活性雰囲気の囲いの変形例の図式的な部分
垂直縦断面図でちる。 第７図れ、不活性雰囲気の囲いを示す斜視図である。 ／０９．炉、　コ１０．荒仕上はスタンド、３１０．待
枦テーブル、　　Ｕ、、、仕上はスタンド、　Ｓ９．６
冷却器、　　６．６．スラブ、７１０．不活性雰囲気の
囲い、　ｇｌｌ、不活性ガス分配室、　　ワ０３．パイ
プ−ｌＯ・・・ガス源、　　ｉｔ、、、脱スケール装置
、　　ｌコ、。 加圧ロール、　　／　３．、、作業ロール、　　／ｑ。 ０．スラブ、　　ｉｓ、ｉｂ、、、不活性雰囲気の囲い
、　１ｇ、１９．、、隔壁、　、２／、、。 スロット。 図面の浄書（内容（ご変更゛なＬ） ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ストリップ圧延トレイン又はプラネタリー圧延機に
   より圧延操作中に固体金属を酸化から保護する方法にお
   いて、１つ又は複数個の圧延スタンドの上流で、圧延す
   べきブランクを不活性ガスが常時注入される囲いに通過
   することより成る方法。 ２、圧延がストリップトレインによって行なわれる場合
   に、仕上げスタンドの上流で待機テーブルの全体を不活
   性にすることより成る特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ３、圧延がプラネタリー圧延機によって行なわれる場合
   に、作業ロールの上部に配置される加圧ロールのそれぞ
   れ上流と下流に位置される囲い内に不活性ガスを供給す
   ることより成る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、圧延がストリップ圧延トレインによって行なわれる
   場合に、不活性ガスが供給されかつ待機テーブルを取り
   囲んでいる不活性にする囲いを備え、あるいは圧延がプ
   ラネタリー圧延機によって行なわれるとき、圧延すべき
   ブランクの囲りの加圧ロールの各側部に配置される不活
   性にする囲いを備える、固体金属を酸化から保護する装
   置。 ５、各不活性雰囲気の囲いの上部を上昇するための手段
   を備える特許請求の範囲第４項に記載の装置、 ６、不活性雰囲気の囲いが垂直ジャッキのような上昇手
   段に連結される特許請求の範囲第５項に記載の装置。 ７、各不活性雰囲気の囲いが待機テーブル自体の上部に
   複数の不活性ガス分配室を備え、前記分配室が不活性雰
   囲気の囲いの上部に配置されかつ待機テーブル上に配置
   されるスラブに向けられ、不活性ガスの流れが独立して
   又は相互に調整され、また前記分配室は全てのパイプを
   介して窒素であり得る不活性ガス源に連結される特許請
   求の範囲第６項に記載の装置。 ８、不活性雰囲気の囲い内で不活性ガスの拡散を確実に
   する各分配室は、スラブ上を横に延びている平行六面体
   の形であり、パイプは隔てられた２つの垂直及び横の隔
   壁、即ち上方隔壁と下方隔壁によってケーシングの内部
   容積の残部から分離される膨脹室に開放し、前記２つの
   隔壁はそれらの間に横スロットを限定し、また分配室を
   構成しているケーシングの残りの部分はその下方壁に幅
   が調整し得る水平でかつ横方向の第２スロットを有し、
   前記第２スロットは分配室の下壁に縦方向に調整し得る
   よう据付けられる板によって限定されて第一スロットを
   通って出てくる不活性ガスの流れを変化させる特許請求
   の範囲第７項に記載の装置。 ９、不活性雰囲気の囲い内で不活性ガスの拡散を確実に
   する各分配室は不活性雰囲気の囲いの上方水平壁に設け
   たオリフィスを設けた筒形の箱の形であり、この分配室
   には同じく筒形であるが直径の小さい膨脹室が据付けら
   れ、膨脹室はパイプを介して不活性ガス源に連結される
   特許請求の範囲第７項に記載の装置。 １０、不活性雰囲気の囲いの上流壁はガス状カーテン又
   は摺動して密封するドアによって閉鎖されるスラブ通過
   用の開口を有する特許請求の範囲第４項ないし第９項の
   任意の１項に記載の装置。 １１、不活性雰囲気の囲いはスラブを支持しているロー
   ラの下方に位置した不活性ガス用の拡散ブームを備える
   特許請求の範囲第４項ないし第１０項の任意の１項に記
   載の装置。