JPS62224417A - 熱延鋼板の脱スケ−ル方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、ステンレス鋼熱延鋼板は勿論こと、高合金
鋼熱延鋼板のスケール除去をも高能率で実施することが
可能な熱延鋼板の脱スケール方法に関するものである。

く背景技術〉 一般に、高級鋼板の冷間圧延に際しては熱延鋼板の脱ス
ケール工程を欠かせないが、熱延鋼板のスケール除去方
法としては“機械研磨”に代表される機械的な方法と“
１先”に代表される化学的方法とが知られており、現在
、両者共にステンレス鋼を対象として工業化がなされて
いる。

ところが、昨今、腐食環境の厳しい状況で使用される板
材として高合金鋼冷延鋼板や高合金鋼をクラッドした複
合鋼板の使用が目立つようになり、高合金鋼熱延鋼板の
能率の良いスケール除去方法が切望されるようになって
きた。

なぜなら、高合金鋼の熱延スケールはステンレス鋼のそ
れとは構造が異なってスケール中にＣｒを多量に含むた
め、コストの点から有利であるとされている酸洗による
脱スケールを適用しようとしても、従来のステンレス鋼
熱延鋼板に比して酸洗液中での浸漬時間が著しく長くな
り（例えば、材質等によっては約２５〜３０倍もかかる
）、酸洗能率の大幅な低下を余儀なくされていたからで
ある。

そこで、酸洗を主体とした従来の熱延鋼板のスケール除
去方法を再検討してみると、例えば、酸洗前にスケール
破壊を目的とした圧延や曲げ加工を施す方法（特開昭５
９−４１４８２号公和）が注目されるが、この方法はス
テンレス鋼熱延鋼板を対象とした場合には多少の効果が
認められはするものの、高合金＠熱延鋼板ではその効果
は微々たるものでしかなかった。

その他、酸洗前にショツトブラストを施して脱スケール
能率の向上を試みた熱延鋼板の処理方法も提案され、ス
テンレス鋼熱延鋼板に対しては酸洗脱スケール時間の短
縮が望めると言うことで実作業でも一部採用がなされて
いる。しかしながら、この方法を適用すると被処理面に
スチールショッ１−の打痕が残り、材質によってはその
部分が加工硬化を起こして製品表面肌性状の悪化につな
がるとの問題を拭えないものであった。しかも、この方
法を高合金鋼熱延鋼板に適用しようとすると、若干の酸
洗肌スケール時間の短縮はみとめられるものの、それで
もその時間は依然として長く、工業上到底満足出来るも
のではなかったのである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明者等は、上述のような問題を踏まえた上で、脱ス
ケールが困難な高合金鋼熱延鋼板に適用しても十分に満
足し得るスケール除去能率を確保でき、しかも良好な表
面性状の製品が得られる熱延鋼板の脱スケール手段を提
供すべく、様々な観点からの研究を行ったところ、以下
に示される如き知見を得るに到った。即ち、 （ａ）　　熱延鋼板の脱スケールに際し、まず極めて粒
径の小さい粉状の研掃材を所定エネルギーで以って被処
理表面に吹き付けると言う前処理と、これに引き続く超
音波酸洗とを組み合わせ、しかもこれらの条件を特定の
ものに設定した処理を実施すれば、普通鋼やステンレス
鋼の熱延鋼板のみならず、高合金鋼熱延鋼板の酸洗脱ス
ケール時間までもが著しく短縮され、しかもこの傾向は
通常のステンレス鋼よりも高合金鋼の方が顕著であるこ
と。

（ｂ）　　前記“粉状の研掃材”としては、粒径が０．
２ｍｍ以下のものであればその種類が問われる物ではな
く、例えば製鉄所内で生じる鉄粉（鉄製錬過程にて生じ
る鉄粉である転炉ダスト、ＶＯＤダスト、ＲＨダスト等
）、イルメナイト等の非鉄粉末、鉄製銑時に生じる副生
物（高炉スラグ粉等）、或いは砂鉄など、製鉄所内で容
易に入手可能なもので十分であること。

（Ｃ）　　上記“粉状の研掃材”を吹き付けてスケール
破壊（スケールブレーキング）を行わしめるためには高
い投射エネルギーで以って吹き付けを行わなければなら
ないが、高圧水を担体とし、これに混入して被処理鋼板
表面へ噴射することで十分な投射エネルギーを付与出来
ること。

（ｄ）　　また、前処理としてのスケール破壊時に鋼球
ショツト粒を使用しないで粒径の小さい上述のような粉
体を用い、しかも引き続いて超音波酸洗を行うと、表面
肌性状が極めて良好な製品かえられること。

この発明は、上記知見に基づいてなされたちのであり、 熱延鋼板の脱スケールに際して、式、 を満足する条件で、粒径０．２＋ｕ以下の粉状研掃材を
高圧水にて被処理鋼板表面に吹き付け、その後超音波酸
洗を実施することにより、鋼板材質の如何を問わず極め
て短時間に高能率でスケール除去を行い、かつ良好な処
理肌を実現する点、に特徴を有するものである。

粉状研掃材の吹き付は圧力や酸洗時の超音波振動エネル
ギーは熱延鋼板の材質や熱延スケールの状態によって適
宜調整すれば良いが、粉状研掃材の実投射エネルギーと
酸洗時の超音波振動エネルギーとの間には脱スケール能
率を左右する密接な関連があり、従って十分な処理効果
を得るにはこれらを上記式の如くに調整する必要がある
。そして、このように研掃材投射設備の能力及び酸洗槽
内の超音波振動子の個数等を設計すれば、鋼板の酸洗脱
スケール性に寄与するところの研掃材の実投射エネルギ
ーＥと超音波エネルギーＩとの両回子の相乗効果が顕著
となり、高合金鋼の熱延スケールであっても通常のステ
ンレス鋼の熱延スケール並の容易さで以って除去するこ
とが、工業的規模で安定して実現される。そして、第１
図は、この関係をグラフで表したものである。

上記のような関係式が見出されたのは、スケール破壊を
目的とした研掃材吹き付は条件と超音波酸洗条件とを詳
細に検討した結果、熱延綱板の酸洗脱スケール性に寄与
する前記両回子の相乗効果が顕著に認められるのは、付
与する超音波エネルギーＩが２〜ＩＱＫＷ／ｍ２の範囲
であるとの事実が明らかとなったからである。

そして、以上の説明からも、この発明の方法を実施する
には高圧水を用いた研掃材吹き付は機と従来から使用さ
れている酸洗槽とに加えて、所定個数の超音波振動子と
で構成される装置が必要であると言うことの他、前記超
音波振動子の配置には若干の注意を払うのが好ましいこ
ともわかる。

さて、本発明で使用される粉状研掃材の材質が格別に制
限されるものでないことは先にも述べた通りであるが、
その粒径は０．２＋＋ｎ以下に調整する必要がある。な
ぜなら、粒径が０．２ｍｍを越えた場合には、超音波酸
洗を以ってしても酸洗後の表面肌状況（特に表面粗さと
表面光沢）が従来法の研磨肌に比べて顕著に劣るためで
ある。なお、所望の効果が認められる研掃材の粒径の下
限ははっきりしたものではないが、０．００１　ａｍ程
度と考えて良い。

次に、この発明を実施例によって説明する。

〈実施例〉 まず、第１表に示される如き化学成分組成の熱延鋼板（
１０１麿厚Ｘ２０００ｓ麿幅Ｘ　４０００龍長）を用意
した。

次に、転炉ダスト、高炉スラグ並びに砂鉄の３種類の粉
末をそれぞれ研掃材として用い、高圧水によってこれら
の研掃材を前記各熱延鋼板に吹き付ける処理を実施した
。なお、このときの研掃材吹き付は圧は１００〜３００
ｋｇ／ｃｍ”、研掃材供給量は２〜６　ｋｇ／ｗｉｎで
あり、鋼板への研掃材投射角と研掃材投射エネルギーは
第２表に示す通りであった（研掃材投射エネルギーは、
研掃材を吹き付ける高圧水の圧力と研掃材の供給量を変
化させて調節した）。

また、これとは別に、研掃材の吹き付は処理を施さない
ものも用意した。

続いて、第２図〔第２図（ａ）は平面図、第２図（ｂ）
は断面図〕に示すように、これらの各熱延鋼板１を超音
波振動子２（超音波エネルギーの調整は設置個数を変え
ることで実施）が配置された酸洗槽３内の支持台４上に
載置し、超音波酸洗を実施した。なお、第２図において
、符号５はテフロン（商品名）製の仕切り板、６は王水
、７は酸洗液（５％肝−１０％ｌｌＮ０＋水溶液、液温
：６０℃）をそれぞれ示す。

ところで、第３図は超音波エネルギーに対する考え方を
に示したものであり、超音波伝播方向りに対して垂直な
酸洗液断面８の面積当たり所定出力（例えば５００Ｗ）
の超音波振動子が何個投入されているかで評価すること
を表している。例を挙げれば、超音波伝播方向に対して
垂直な酸洗液槽断面積がＱ、５　ｍ”で、投入した超音
波振動子（５００Ｗ）が１個の場合、超音波エネルギー
は１　ｋＷ／ｎ＋２　となる。

このようにして得られた試験結果を第２表に併せて示す
。なお、第２表中、○印は鋼板表面全体に亘って脱スケ
ールが完了したことを、Δ印は鋼板表面の一部で脱スケ
ールが完了したことを、そしてＸ印は鋼板表面全体に亘
って脱スケールが未達成であることをそれぞれ示してい
る。

第２表に示される結果からは次のことが分かる。

即ち、５ＵＳ３１６．５ＵＳ３０４及び５ＵＳ４０５等
のステンレス鋼では、事前にスケール破壊処理を行わず
、しかも酸洗時に超音波振動を付与しなくても２０分間
の浸漬で脱スケールが完了した（試験番号１４．１５．
１６）のに対して、高合金鋼（インコロイ８２５：商品
名）では鋼板表面全体に亘って脱スケールが未達成（試
験番号１３）であり、しかも事前にスケール破壊処理を
施しただけでは、研掃材投射条件を種々変化させても酸
洗脱スケール性向上には寄与しない（試験番号２０．２
４．２５．２６）。

しかし、酸洗前に所定の条件で研掃材を投射し、なおか
つ所定条件で超音波エネルギーを付与しつつ酸洗した場
合には酸洗脱スケール性が著しく向上し、２０分間の浸
漬で脱スケールが完了する（試験番号２．４．６．８．
１０．１２）。

そして、当然のことではあるが、研掃材投射と超音波酸
洗を組み合わせた処理法はステンレス鋼の場合にも効果
がある（試験番号２１．２２．２３）。

これは、スケール破壊処理と単なる酸洗を組み合わせの
場合には１０分間の浸漬処理ではスケールが完全に落ち
ない（試験番号１７．１８．１９）結果を見れば明瞭な
ことである。

更に、本発明の方法に係る処理が終了したものについて
表面肌性状を調べたところ、いずれも極めて良好であり
、研掃材投射による打痕跡等は皆無であった。

また、この実施例では、酸洗液として硝弗酸を用いたが
、塩酸や硫酸等の酸洗液の場合でも十分な効果を発揮す
ることも確認された。

なお、この発明の方法は、高合金鋼やステンレス鋼の単
体材料ばかりではなく、高合金鋼と炭素鋼とのクラツド
材、ステンレス鋼と炭素鋼とのクラツド材等にも有効で
あることは言うまでもない。

〈総括的な効果〉 上述のように、この発明によれば、従来極めて困難とさ
れていた高合金鋼熱延鋼板の脱スケールを高能率で実施
することが出来、高品質の製品を安定して供給すること
が可能となるなど、産業上非常に有用な効果がもたらさ
れるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、研掃材の実投射エネルギーＥと超音波エネル
ギーが脱スケール性に及ぼす影響を示したグラフ、 第２図は、超音波酸洗槽の状況を示す概略模式図であり
、第２図（ａ）はその平面図、第２図（ｂｌはその断面
図、 第３図は、酸洗槽における超音波エネルギーの考え方を
説明した模式図である。 図面において、 ｌ・・・熱延鋼板、　　２・・・超音波振動子、３・・
・酸洗槽、　　　４・・・支持台、５・・・仕切り板、
　　６・・・王水、７・・・酸洗液、 ８・・・超音波伝播方向に垂直な面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 粒径０．２ｍｍ以下の粉状研掃材を高圧水にて被処理鋼
   板表面に吹き付け、その後超音波酸洗を実施するととも
   に、下記の条件を満足せしめることを特徴とする熱延鋼
   板の脱スケール方法。 Ｅ≧（−０．００５Ｉ＋０．０６）＋（９０−θ）×０
   ．０１／３０ Ｅ：研掃材の実投射エネルギー（鋼板単位面積当りの投
   射エネルギー〔ＫＷ／ｍ＾２〕） Ｉ：超音波エネルギー〔ＫＷ／ｍ＾２〕 （但し、２≦Ｉ≦１０）、 θ：研掃材の投射角〔度〕