WO1997013596A1 - Procede de decalaminage d'une tôle d'acier en bobine par laminage a etirage eleve - Google Patents

Description

明 細 書

高圧下圧延による鋼帯のデスケー リ ング方法 技術分野

本発明は、 熱延鋼帯の表面に形成されている熱延スケールを高圧 下圧延で機械的に除去し、 酸洗負荷を大幅に軽減する鋼帯のデスケ ー リ ング方法に関する。 背景技術

熱間圧延された鋼帯は、 酸化物を主体とするスケールで表面が覆 われている。 この熱延鋼帯を、 そのま ま冷延等の下工程に送る と、 熱延スケールに起因する表面疵ゃクラ ッ ク等の欠陥が発生する原因 と なる。 そ こで、 通常、 酸洗で熱延スケールを除去し、 熱延鋼帯を 下工程に搬送している。 こ の方法では、 酸洗設備， 廃酸処理 . 脱ス ケール能の調整等の点で問題があ り 、 また酸洗時に発生する水素の 侵入によ って鋼材の特性が劣化する處れもある。

酸洗に起因する諸問題を解決するために、 酸洗工程に送り込まれ る熱延鋼帯からスケールを除去する方法が種々検討されている。 た と えば、 スケールが付着した熱延鋼帯を高圧下率で冷間圧延する こ と （以下、 黒皮圧延と いう ） が特公昭 5 4 - 1 3 3 4 6 0号公報， 特開昭 5 7 - 4 1 8 2 1 号公報， 特開昭 5 7 - 1 0 9 1 7号公報等 で紹介されている。 高圧下率の冷間圧延によってスケールに亀裂が 発生し、 ま た鋼带に対する付着力が低下するので、 シ ョ ッ ト ブラス 卜 . 高圧水噴射. プラ ッ シング . 砥粒研削等によ り冷間圧延後の鋼 帯から容易に分離される。 その結果、 酸洗槽に搬入される熱延鋼帯 に付着しているスケールが少な く なって、 酸洗工程の負荷が軽減す る。

熱延鋼帯を高圧下率で黒皮圧延する と き、 確かに酸洗工程の負荷 が軽減される ものの、 鋼帯表面から剥離したスケールの破片が後ェ 程でブライ ドルロール等のロール表面に付着し、 それが鋼帯表面に 再付着し残存し易い。 この場合のスケールは、 熱延鋼帯をテンシ ョ ン レベラ一に通板したと き に生じるスケールと異な り 、 鋼帯表面に 対する密着性が強い。 そのため、 酸洗槽に送 り込まれるスケールが 多く 、 予期 したほどに酸洗負荷を軽減するこ とができ ない。

しかも、 高圧下圧延で熱延鋼帚から剥離し たスケールの破片が鋼 帯表面に圧着され、 或いは押し込まれ、 酸洗工程での除去が困難に な り 、 後続する冷間圧延工程で表面疵等の欠陥を発生させる原因と な り易い。 そのため、 たと えば砥粒研削等によってスケール破片を 除去しているが、 依然と して鋼帯表面に残留する ものがある。 本発明者等は、 酸洗負荷の軽減に有効である黒皮圧延の長所を活 かすこ と を狙って、 製品に表面疵を発生させる残留スケールに対す る対策を種々検討した。 その結果、 熱延鋼帯を特定条件下で高圧下 圧延する と き、 鋼帯表面から効率よ く スケール層が除去され、 後続 工程における酸洗負荷が大幅に軽減される こ と を見い出した。 本発明は、 この よ う に熱延スケールの剥離性に及ぼす高圧下圧延 の影響を調査 · 研究した結果に基づき完成された ものであ り 、 酸洗 槽に持ち込まれるスケールを減少させ、 酸洗負荷が軽減された鋼帯 を後続工程に搬送する こ と を目的と する。 発明の関示

本発明は、 その目的を達成するため、 表面に熱延スケールが付着 している熱延鋼帯を酸洗に先立って圧下率 3 0 %以上の高圧下圧延 及びブラ ッ シングによ り デスケー リ ングする際、 熱延スケールの厚 み t ( μ m ) と圧下率 R ( と の間に、 t x R≥ 1 5 0の関係を 維持する こ と を特徴とする。

ブラ シロールは、 冷間圧延機からブライ ドルロールに至る通板路 の途中に設けられ、 剥離し又は付着力が低下したスケール片を鋼帯 表面から除去する。 熱延鋼帯から圧延ロールに転写されたスケール 片は、 ポ リ ッ シヤー . スプレーノ ズル . スク レーバ等によって口一 ル表面から除去され、 系外に排出される。

高圧下圧延に際しては、 冷間圧延機のワークロールと鋼帯との間 に摩擦係数が大き い水又は水溶性圧延油を含む水溶液を供給するこ と が好ま しい。

熱延鋼帯を高圧下圧延する と き、 基地鋼の展延に追従できないス ケールには、 亀裂， 層間剥離等が生じ、 基地鋼に対する密着性が低 下する。 このよ う な鋼带をブラ ッ シ ングする と き、 スケール層に発 生している隙間にブラ シ毛が入 り込み、 鋼帯表面からスケールが除 去される。 このと きのスケール剥離性は、 本発明者等の調査 · 研究 による と き圧下率によ って大き く 変動する こ とが判っ た。 また、 冷 間圧延機と ワーク ロールとの間に摩擦係数が大きい水又は水溶性圧 延油を含む水溶液を供給する と 、 大き な塑性変形が得られ、 スケー ル層の剥離が促進される。

高圧下圧延された鋼帯は、 酸洗前に必要な特性を作り込むこ とが でき る。 そのため、 酸洗後に熱処理するだけで、 或いは軽度の冷間 圧延を施すだけで、 要求特性を備えた冷延鋼帯と して使用でき る。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明に従っ た高圧下圧延によるデスケー リ ングライ ン を示す。

図 2 は、 ボ リ ッ シヤーを付設した冷間圧延機のワークロールを示 す。

図 3 は、 スプレーノ ズルを付設した冷間圧延機のワークロールを 示す。

図 4 は、 ス ク レーバを付設した冷間圧延機のワーク ロ ールを示 す。

図 5 は、 熱延鐧帯を高圧下圧延した と きのメ タルフローを示す。 図 6 は、 熱延鐧帯を高圧下圧延したと きの変形領域を示す。 図 7 は、 熱延鋼帯表面に形成されているスケール層の層構成を模 式的に示す。

図 8 は、 ブラ シロールの下流側に配置したブライ ドルロールを示 す。

図 9 は、 スプレー装置の下流側に配置したブライ ドルロールを示 す。

図 1 0 は、 厚み 1 5 μ ηιのスケールが形成された熱延鋼带を冷間 圧延 した と きの圧下率と脱スケール時間との関係を示したグラフで ある。

図 1 1 は、 厚み 7 M mのスケールが形成された熱延鋼帯を冷間圧 延したと きの圧下率と脱スケール時間との関係を示したグラ フであ る。

図 1 2 は、 酸洗時間を 5秒の一定値に したと きの圧下率とスケー ル厚みと の関係を示したグラ フである。

図 1 3 は、 実施例 5 で使用 した鋼種 Aを高圧下圧延したと きの圧 下率と伸びとの関係を示したグラフである。

図 1 4 は、 実施例 5で使用 した鋼種 Bを高圧下圧延したと きの圧 下率と伸びと の関係を示したグラフである。 発明を実施するための最良の形態

次いで、 図面を参照しながら、 本発明の実施形態を説明する。 本発明に従っ たライ ンは、 図 1 に示すよ う に構築される。 熱延ス ケールが付着したま まの熱延鋼帯 1 は、 ペイ オフ リ ール 2 から卷き 戻され、 ブライ ドルロール 3 を経て冷間圧延機 4 で高圧下圧延され る。 熱延スケールは、 高圧下圧延によ っ て亀裂. 粉砕され、 鋼帯 1 から剥離される。 鋼帚表面に残留しているスケール粉砕物をブラシ 5 で除去した後、 更にスプレー装置 6 に導入され、 スプレーノ ズル 7 から高圧水を吹き付ける こ と によ り鋼帯の表面が清浄化される。 ブラ ッ シングは、 上段側を付着スケールの研削除去用、 下段側を洗 浄除去用の二段構成に もでき、 シ リ カ系 . アルミ ナ系等の砥粒が入 つ たナイ ロ ンブラ シ . ノ ッ チワイ ヤブラ シ等が使用される。 このよ う に処理された鋼帯は、 次いで酸洗槽 8 に送 り込まれ、 表面に僅か に残っているスケールが酸洗除去される。 そ して、 巻取り リール 9 で巻き取られる。

冷間圧延機 4 と しては、 ボ リ ッ シヤー . スプレ一ノ ズル又はスク レーパを周面に対向させたワークロールを備えたものが好ま しい。 た と えば、 ボ リ ッ シ ヤ ー 1 0 (図 2 ) , スプレーノ ズル 1 1 (図 3 ) 又はスク レーバ 1 2 (図 4 ) を、 回転方向に関してロールバイ 卜部 1 3 よ り も下流側の位置でワークロール 1 4の周面に対向させ る。 ボ リ ッ シャ一 1 0又はスク レーノ、 · 1 2 でワークロール 1 4の周 面から付着スケールを除去する場合、 除去されたスケールが再び口 ール周面に付着する こ と を防止するため、 除去されたスケール片を 系外に排出する吸引機構 1 5 を付設する。

ワーク ロール 1 4の表面に移し取られたスケール片は、 更にバッ ク ア ッ プロール 1 6 に移行した後、 再びワークロール 1 4を経て鋼 帯 1 7 に押し付けられる虞れもある。 そこで、 ノ ッ クア ッ プロール 1 6 に対しても、 同様なポ リ ッ シヤー 1 0 , スプレーノ ズル 1 1 又 はスク レーパ 1 2 を対向配 Eする こ とが望ま しい。

熱延鋼帯 1 からワークロール 1 4の周面に転写された熱延スケー ルの粉砕物は、 ワーク ロール 1 4の表面に対向配置したボ リ ッ シャ 一 1 0 . スプレーノ ズル 1 1 . スク レーバ 1 2等によってロール表 面から除去され、 系外に排出される。 ボ リ ツ シャ _ 1 0 . スプレー ノ ズル 1 1 . スク レーバ 1 2等は、 回転方向に関して圧下点よ り も 下流側の位置でワーク ロール 1 4の周面に対向配置する こ とが好ま しい。

こ のよ う に して熱延鋼帯 1 か ら ワーク ロール 1 4 に転写されたス ケ一ル片を除去しながら、 スケール付着のないワークロール 1 4で 熱延鋼帯 1 を高圧下する と き、 熱延鋼帯 1 に対するスケール片の圧 着や押込みが防止され、 残存スケールが大幅に減少した鋼帯が得ら れる。

と こ ろで、 熱延スケールは、 巻取り 温度が高く なるに従って厚い スケール雇になっている。 このスケールが付着した熱延鋼板を高圧 下率で圧延する と 、 圧延におけるメ タルフ ローは、 図 5 , 図 6 に示 すよ う に摩擦によって拘束された非変形部 I と大きな歪みを受ける 主変形部 II に分け られる。 これらの不均一な変形によ り 内部応力が 生じ、 ク ラ ッ クが発生し易 く なる。 この点は、 表層部に大きな変形 を起こすテ ン シ ョ ン レベラ一による場合のメ タルフローと基本的に 異なる と こ ろである。

すなわち、 テン シ ョ ン レベラ一では表層部のみに大きな変形を引 き起こ すが、 高圧下圧延では内部ま での変形が大き く なる。 これ は、 スケール層の厚さに拘らず基地鋼と スケール部の境界付近の変 形が比較的大きいこ とから、 厚いスケールでも剥離し易い理由と考 え られる。 ま た、 スケールが厚いと 、 クラ ッ クの発生する数も、 ス ケールの薄い場合に比較して多 く な り 、 スケールの剥離を促進させ る と考え られる。 したがって、 厚いスケールに対しては、 低い圧下 率でも十分なスケール剥雠効果が得られる。

本発明者等は、 このよ う なスケール層に及ぼす圧下の影響を調査 • 研究する過程で、 スケールを高圧下圧延で機械的にデスケー リ ン グする際、 圧下率をスケール厚みに応じて調整する と き、 如何なる 厚みのスケールであって も効率よ く 除去される こ と を多数の実験結 果から見い出 した。 すなわち、 熱延スケールの厚み t ( u m ) と圧 下率 R ( % ) との間に、 t x R≥ 1 5 0の関係を維持する。 この関 係式は、 実験結果から演繹的に導き出されたものであ り 、 関係式が 満足されないと 、 後続する酸洗工程におけるデスケー リ ング時間が 長く な り 、 高圧下圧延の効果が減少する。

冷間圧延機 4では、 熱延綱帯 1 が高圧下率で冷間圧延される。 そ のため、 ワークロールと熱延鋼帯 1 と の間に潤滑を図るこ とが必要 と される。 しかし、 通常の油性潤滑剤を使用する と、 圧延後の鋼帯 表面に残留している油分が酸洗槽 8 に持ち込まれ、 廃酸の処理等に 支障を来す。 そ こで、 本発明においては、 スプレー装 g 6のスプレ 一ノ ズル 7 から噴射される高圧水によって十分洗い流される水又は 水溶性圧延油を含んだ水溶液が使用される。

水又は水溶液は、 圧延時に鋼帯からスケールの剥離を促進させる 上でも有効である。 圧延時のメ タルフ ローは、 図 5に示すよ う に不 均一変形である。 また、 鋼板の表面近傍と厚み方向中心部には、 図 6 に示すよ う に変形程度の差がある。 この圧延形態及びスケール展 と素地鋼の延性差によ り 、 スケール層に剥離が生じる。

この程度は、 ワークロールと鋼板表面 （スケール面） 間に働く 摩 擦係数 μが大きいと き、 表面に働く 剪断力て ( = μ Ρ ) も大き く な る。 そのため、 鋼板表面の拘束力が大と な り 、 板厚方向の不均一変 形が大き く 、 結果と してスケールが剥雜する。

通常の冷間圧延では、 かな り潤滑性の良好な圧延油を用いてロー ルと鋼帯間の摩擦係数を 0 . 0 3程度と し、 圧延荷重やミルモータ 電力を低減し、 髙圧下率を達成している。 この圧延油は、 通常 1 ~ 5 %程度の水溶液を使用 し、 水による ロールバイ ト部の冷却も兼ね て焼付き等の防止も図っている。

これに対し、 本発明では、 黒皮圧延による脱スケールと いう観点 から、 図 5 . 図 6 に示す内部まで大きな変形を起こさせる こ とが重 要である。 そのため、 摩擦係数の高いものを使用する こ とが望ま し く 、 圧延油の潤滑性を多少落と した状態で圧延を行う。 すなわち、 水又は水溶性圧延油によ って圧延材の潤滑性を適度に調整する。 なかでも、 0 . 0 5 ~ ( 0 . 1 5 + ct x R + (3 x 丫 ） [ただし、 ： 1 / 7 5 0 0 (定数） ， /3 : — 1 Z 2 5 0 0 (定数） ， γ : 圧 下率 （％ ) , R : 圧延ロール怪 （ m m ) ] の範囲にある摩擦係数 をもつ水溶性圧延油を使用する と き、 大きな塑性変形が得られ、 ス ケール層の剥離が促進される。 摩擦係数 は、 脱スケール性を向上 させる上で 0 . 0 5以上が有効である。 しかし、 摩擦係数 μが高過 ぎる と 、 圧延時のミ ルモータ電力や荷重等が增大する。 電力費. 荷 重 . ト ルクを考慮した ミ ル建設コス 卜等で占められる圧延コス 卜 は 圧延潤滑性に応じて減少するが、 酸洗液量 . 酸洗セク シ ョ ン建設コ ス 卜等で占められる酸洗コス 卜 は逆に上昇する。

本発明では、 圧延コス 卜及び酸洗コス 卜 のバラ ンスを図るため、 水又は水溶性圧延油を使用 している。 摩擦係数 μが大き過ぎる と、 圧延荷重が高く な り 、 ロールバイ ト部の面圧も上昇する。 そのため に、 スケールが基地鋼に圧着させる こ とがある。 この現象は、 ロー ル怪が小さいほど、 また圧下率が大き いほど顕著であるため、 前掲 した条件式にみられるよ う にロール径及び圧下率との関係で摩擦係 数 の上限を規定する必要がある。

熱延鋼帯を高圧下圧延する と き 、 基地鋼の展延に追従できないス ケールには、 亀裂. 層間剥離等が生じ、 基地鋼に対する密着性が低 下する。 本発明者等は、 スケール層に亀裂， ®間剥離等が高圧下圧 延で発生する理由を次のよ う に推察した。

熱延鋼帯 1 の表面に形成されているスケールは、 主と して F e a 0 で構成されるが、 概念的には図 7 に示すよ う に内部から表層に 向かっ て酸素濃度が順次高く なる F e O層， F e ₃ 0 ₄ 層及び F e 0 層が基地鋼の表面に積暦された構造をもつものと考えられ る。 実際、 急冷された鋼帯ほど F e O層が厚く なる傾向がみられ る。 スケール層は、 弱脱酸鋼では 6〜 7 m と比較的薄く 、 T i キ ル ド鋼では 9〜 1 0 μ m と比較的厚く なつている。

スケール層の大半を占める F e ₃ 0 層及び F e ₂ 0 ₃ 層は硬質 で脆く 、 比較的低い圧下力でもクラ ッ クが入り易い。 たと えば、 酸 洗の前工程と して組み込まれている従来のテ ンシ ョ ン レベラ一程度 の伸び率 （約 2 % ) や機械的な繰返し曲げ加工でも、 クラ ッ クが入 り 剥離する。 硫酸酸洗でみられる よ う な機械的な繰返し曲げを与え る装置でも、 F e ₂ 0 IB . F e 層に亀裂を付けるこ とがで き る。 これに対し、 基地鋼との界面にある F e O層は、 展延性があ り 、 低い圧下率では基地鋼の伸びに従って変形する。 そのため、 テ ン シ ョ ン レベラ一程度の伸び率で下地鋼から剥離せず、 酸洗槽に持 ち込まれる。 しかし、 圧下率を高く 設定する と 、 基地鋼と F e O層 と の変形量の差が大き く な り 、 基地鋼の伸びに追従できなく なっ た F e 0層にクラ ッ クが発生する。

実際、 冷間圧延で熱延鋼帯表面から剥離したスケールの粉砕物を 調査してみる と 、 圧下率が低いと き には剥離したスケールのサイズ が大き く 麟片状であるのに対し、 圧下率の上昇に伴って粉粒状にな つ て く る こ とが観察される。 この圧下率に応じた剥離スケールの状 態変化は、 高圧下率の圧延になるほどスケール層の内部. 換言すれ ば F e 0層まで入っ たクラ ッ クを起点と してスケール剥離が生じ、 スケール剥離量が多く なる原因である と推察される。 その結果、 圧 延後の鋼帯表面に残存するスケールが大幅に少なく なる。

しか し 、 剥離 したスケール片は、 鋼材表面に対する付着性が強 く 、 鋼帯から剥離されたものであっても、 圧延ロール表面に移し取 られた後、 再度鋼帯表面に圧着又は押し込まれる場合もある。 そこ で、 冷間圧延後の鋼帯表面をブラ ッ シングするこ と によって、 鋼帯 表面から残存スケールを除去する と 、 予想以上にスケールの除去が 行われ、 酸洗槽 8 における酸洗条件が大幅に緩和される。 熱延鋼帯を高圧下圧延する と き、 基地鋼の展延に追従できないス ケールには、 亀裂 . 層間剥離等が生じ、 基地鋼に対する密着性が低 下する。 このよ う な鋼帯をブラ ッ シングする と き 、 スケール層に発 生している隙間にブラ シ毛が入り込み、 鋼帯表面からスケールが除 去される。

ブラ シロール 5 と しては、 シ リ カ系， アルミ ナ系等の砥粒入り ナ ィ ロ ンブラ シ等が使用される。 また、 砥粒入り のブラシロールを使 用する と 、 スケールの除去が一層促進される。 ブラ ッ シングは、 大 き な脱スケール力で鋼帯表面全域に作用する。 なお、 ブラ ッ シング 工程を 2段に分け、 前段で鋼帯表面からスケールを研削除去し、 後 段でスケールを洗浄除去する こ と もでき る。

ブラ ッ シング後にも残留 しているスケールは、 スプレー装置 6 に 搬入され、 スプレーノ ズル 7 から 1 0〜 5 0 1^ §： :^ 0 01 ² 程度の 髙圧水が吹き付け られる。 これによつて、 基地鋼を傷付けるこ と な く 、 残留スケールと共に圧延時の潤滑に使用された水又は水溶液が 洗い流される。 ま た、 残留圧延油分があっ ても、 水性であるので酸 洗槽 8 内の酸液に、 ま た廃酸処理に悪影響を与える こ とがない。 ブラ ッ シング及びスプレーに よ り 、 大半のスケールが鋼帯表面か ら除去されるので、 酸洗処理で取り除く べきスケールは極く 僅かな ものと なる。 そのため、 酸洗負荷が大幅に軽減される。 また、 ブラ ッ シ ング後のスプ レーで使用する高圧水と して、 8 0〜 9 5 °Cに保 持された温水を使用する と 、 高圧下冷延に起因する加工熱で昇温し た鋼帯を降温させる こ と な く 酸洗槽に搬入でき る。 また、 圧延時の 潤滑に使用された水又は水溶液も効率よ く 除去される。 そのため、 酸洗浴の温度低下や異物混入が抑制され、 一定した酸洗条件下での 処理が可能になる と共に、 酸洗浴の温度補償に必要なエネルギーも 節減される。

このデスケー リ ングライ ンでは、 所定の圧下率で熱延鋼帯 1 を冷 間圧延するため、 熱延鋼帯 1 に張力を付与する必要がある。 圧延機 4の安定性. 荷重低滅. 形状安定性等を図る上から、 前方及び後方 から大き な張力を付与する こ とが好ま し く 、 通常はブライ ドルロー ルが張力付与に使用されている。 圧延機 4の上流側からは、 脱スケ ールに悪影響を与える こ と な く 、 ブライ ドルロール 3 によって必要 な張力を熱延鋼带 1 に付与でき る。 他方、 圧延機 4の下流側に配置 したブライ ドルロールで張力を付与し ょ う と する と、 スケールの一 部が剥れた り浮き上がつている鋼帯 1 がブライ ドルロールの間を通 過する こ と になる。 そのため、 スケール片がブライ ドルロールに付 着し、 後続コイ ルを汚染し . ブライ ドルロール自体に凹み疵を発生 させる原因と なる。

そ こで、 本発明においては、 図 8 に示すよ う に、 下流側ブライ ド ルロール 1 7 の上流側にブラシロール 5 を配置する。 また、 ブラ ッ シ ング及びスプレー処理を併用する場合には、 図 9に示すよ うにス ブレー装置 6の下流側にブライ ドルロール 1 7 を配置する。 すなわ ち、 高圧下圧延でスケール層に亀裂や剥離が生じた鐧帯 1 をブラ ッ シ ング及び必要に応じてスプレー処理する こ と によって剥れ易いス ケール片を取り除いた後、 鋼帯 1 をブライ ドルロール 1 7 に送り込 む。 これによ り 、 鋼帯 1 からブライ ドルロール 1 7 に転写されるス ケ一ル片が無く な り 、 転写スケールに起因する後続コイ ルの汚染， ブラ イ ドルロール自体の損傷等が防止される。 その結果、 鋼帯 1 は、 良好な表面性状を維持したままで酸洗槽 8 に搬入される。 酸洗前の高圧下圧延は、 酸洗後に行われる通常の冷間圧延と 同様 に鋼材を加工硬化させ、 必要な特性を作り込む。 そ こで、 この高圧 下圧延を通常の酸洗後圧延に Sき換える と き、 酸洗負荷の軽減と共 に、 工程の省略化， 単純化を図るこ とができ る。 このよ う な置換え が可能になったこ と は、 酸洗前圧延によ るデスケー リ ングの際に残 留スケールの問題が解消されたこ と に起因する。 酸洗前に 1 0 %以上の圧下率で冷間圧延された鋼帯は、 加工硬化 してお り 、 硬度は增加するが伸びが減少している。 冷間圧延の圧下 率が高いほど、 焼鈍時の再結晶開始温度が低く 、 また焼鈍後の結晶 粒が均一になる。 結晶粒が粗粒化する と、 表面に凹凸のある肌荒れ が発生し、 良好な表面に仕上がらない。 しかし、 何れに しても圧下 率 4 0 %以上で高圧下圧延された鋼帯を焼鈍した後の組織は、 均一 で安定した組織と なる。

したがっ て、 酸洗前の圧延で、 圧下率を 4 0 %以上とする こ と に よ って、 その後の焼鈍で良好な組織をもつ鋼帯が得られる。 すなわ ち、 酸洗後の鋼帯を、 そのま ま焼鈍して或いは僅かな加工率の冷間 圧延後に焼鈍して、 めっ き用鋼帯， 冷延鋼帯等と して使用する こ と ができ る。 鋼帯の組織については、 圧下率が大きい方が有利である 。 しかし、 圧下率が大き く な り すぎる と 、 圧延荷重が高く な り 、 口 ールバイ 卜 での面圧が高く 、 スケールを基地鋼に押し込み圧着する 場合がある。 このよ う な状態では、 脱スケール性が劣り 、 ま た酸洗 後の鋼板表面に もスケール起因の肌荒れが発生する。 実施例

実施例 1 ：

板厚 2 . 5 m mの熱延鋼帯を、 図 1 に示すデスケー リ ングライ ン で酸洗に先立って圧下率 5〜 5 0 %で冷間圧延した。 熱延鋼帯と し ては、 表 1 に示す成分 · 組成を持ち、 表面に平均厚み 1 5 μ πι及び 7 mの熱延スケールが付着したま まの熱延鋼帯を使用 した。 表 1 ： 使 用 し た 熱 延 鋼 帯 の 組 成 (重量？ 6

圧延後の鋼帯を、 シ リ カ又はアルミ ナ砥粒入 り のナイ ロ ンブラシ

(太さ 1 . 6 m mの線材を 3本撚り . 外径 3 6 0 m m ) を 1 2 0 0 r P mで回転させて研磨した。

次いで、 鋼帯表面に高圧温水を吹き付けて残留スケールを除去し た後、 1 0 %濃度の塩酸系酸液 （浴温 9 0で） を収容した酸洗槽に 搬入した。 そ して、 残留スケール及びスケール起因の異物が鋼帯表 面に観察されな く なるまで酸洗処理し た。 このと きの酸洗時間を圧 下率で整理したと こ ろ、 両者の関係はスケール厚みに応じて異なつ ていた。 すなわち、 1 5 μ m と比較的厚いスケールが形成されてい る熱延鋼帯では、 図 1 0 に示すよ う に圧下率 2 0 %以上でデスケー リ ング時間が大幅に短く なつ ていた。 他方、 7 μ mと比較的薄いス ケールが形成されている熱延鋼帯では、 図 1 1 に示すよ う に圧下率 3 0 %以上でデスケー リ ング時間が大幅に短く なっていた。

通常の酸洗ライ ンでは、 十分な酸洗時間を確保するために酸洗槽 の長さ を 8 0〜 9 0 mに設計し、 約 1 6秒の酸洗時間を確保してい る。 黒皮圧延は、 酸洗槽を小規模化する こ と を一つの目的と してい る。 そ こ で、 従来の酸洗槽の長さの約半分にあたる酸洗時間を可能 にする こ と を前提と し、 酸洗時間を 5秒の一定値に維持して圧下率 と スケール厚みとの関係を調査した。

図 1 2 の調査結果にみられるよ う に、 前掲した条件下ではスケー ル厚みが厚く 、 ま た圧下率の高いほどスケールの残存量が少なく な つ ていた。 更に、 スケール残存の境界と なる条件は、 スケール厚み t ( μ m ) と圧下率 R ( % ) の積と なる曲線で表されていた。 すな わち、 スケール厚み （ t ) X圧下率 （ R ) ≥ 1 5 0 を満足する条件 であれば、 スケールを効率よ く 除去でき る こ とが確認された。

このよ う に して得られた圧下率と スケール厚みの関係に基づき、 熱延鋼帯に応じて調整された圧下率で高圧下圧延すると き、 鋼帯表 面から効率よ く スケールが除去される。 デスケ一リ ングされた鍋帯 は、 大幅に緩和された酸洗条件でも良好な表面性状をもつ冷延用素 材と して使用された。 実施例 2 ：

板厚 2 . 7 m mの熱延鋼帯を、 実施例 1 と 同 じデスケー リ ングラ ィ ンで酸洗に先立って圧下率 5 0 %で冷間圧延した。 熱延鋼帯と し ては、 表 2 に示す成分 · 組成を持ち、 表面に平均厚み 7 ~ 1 5 ΠΙ の熱延スケールが付着したま まの熱延鋼帯を使用 した。 また、 圧延 中に、 水， 水溶性圧延油を含む水溶液を直径 4 5 0 m mのヮ一クロ —ルと熱延鋼帯 1 との間に流量 4 . 5 N m ³ 分で供給した。 水溶 性圧延油の摩擦係数は、 0 . 0 5 0 . 1 9 ( = 0 . 1 5 + 4 5 0 / 7 5 0 0 - 5 0 / 2 5 0 0 ) の範囲内で調整した。 表 2 : 使 用 し た 熱 延 鋼 帯 （残部 ： F e )

水も含めた潤滑剤不使用、 すなわち ド ライ圧延と した場合、 冷却 能力不足によ り ロールバイ ト部で温度上昇を起こ し、 焼付きの原因 と なる。 ま た、 油性潤滑剤を使用 した場合、 酸タ ンク前での油分洗 浄を十分に行わないと 、 酸洗槽へ油分が混入し、 廃酸処理設備が油 分で汚染され、 たと えば廃酸処理で通常採用されている噴霧焙焼等 でノ ズルフ ィ ルターのメ ンテナ ンス負担が大き く なる。

他方、 水や高圧下圧延後のブラ ッ シング及びスプレー処理で容易 に鋼帯付着分が洗浄される水溶性圧延油を使用する と、 冷却能力不 足によ る ロールバイ 卜部での冷却不足が発生せず、 酸タンク前の黒 皮鋼蒂用のブラ ツ シング及びスプレー処理で容易に油分が除去され るため酸洗槽への油分の混入がなく 、 黒皮圧延における脱スケール 性確保のための適正なロール一鋼帯間の摩擦係数の確保と ミルモー タ電力， 荷重等の低減の両者の適正なバラ ンスをたと えば濃度の調 整によ り容易に行う こ とが可能と なる。

このよ う に水又は水溶性圧延油を使用 して圧延する こ と によ り 、 冷却不足 . 酸洗槽の油分による汚染 . 脱スケール性確保と ミルモー 夕電力 . 荷重等の低減の両立を効果的に達成でき た。 なお、 冷間圧 延の荷重計算に通常用いられる H i 1 1 の近似式で摩擦係数を逆算 する と 、 本実施例では表 3 に示すよ う に 0 . 0 5 ~ 0 . 2程度の摩 擦係数と なってお り 、 通常の冷間圧延の 0 . 0 3程度に比較して相 当高い値であっ た。 しかし、 脱スケール性を向上させる上では、 こ のサイ ズについては適正な範囲であっ た。 ま た、 スブレ一装置 6 を 通過した後の鋼帯の表面を観察したと ころ、 鋼帯表面に残留する異 物は皆無であっ た。

スプレー処理された鋼帯を、 9 0でに保持した塩酸系酸液を収容 した酸洗槽 8 に通板し、 6秒間浸濱する酸洗処理を施した。 酸洗後 の鋼帯は、 何れの場合も残留スケールがない良好な表面をもってい た。

ま た、 摩擦係数 wがスケール剥離状況に及ぼす影響を調査したと こ ろ、 表 3 にみられる よ うに、 摩擦係数 wが低い領域では剪断力 て ( = μ P ) が小さ く 、 スケール剥離性が低下していた。 しかし、 摩 擦係数 μが大き過ぎる と 、 却ってスケール剥離性が低下した。 これ は、 摩擦係数 μの上昇に応じて圧延荷重が大き く なり 、 ロールバイ 卜部の面圧も高く なるため、 基地鋼に対してスケールが圧着された 結果である。 表 3 ： ス ケ ー ル剥離状況に及ぼす摩擦係数の影響

スケール剥離率は、 ブラッシング■ スプレーにより鋼板表面から除去された スケールの割合 （％) で表した。 . スケール残 · 異物付着状況は、 酸洗後の鋼板表面を IS察して判定した, 実施例 3 ：

板厚 2 . 7 m mの熱延鋼帯を、 酸洗に先立って圧下率 5 0 %で冷 間圧延した。 熱延鋼帯と しては、 実施例 2 と 同 じ熱延鋼帯を使用 し た。

ワーク ロールに付着したスケール片の影響を調査するため、 冷間 圧延中のワークロールを次のよ う に扱っ た。

ケース 1 ：

ワーク ロールの胴長と 同じ長さを持ち、 シ リ カ又はアルミナ砥粒 入 り ナイ ロ ンブラ シ製のロール状ポ リ ッ シヤーを、 ワークロールの 周面に加圧力 1 ~ 4 N / m m ² で押し付け、 ボ リ ッ シャ一を従勖回 転させた。 ま た、 ワーク ロールに臨んでいる部分を除き、 ボ リ ッ シ ヤ ーを吸引機のフー ド に収め、 ボ リ ッ シャ一周辺の空気を流量 1 ~ 2 0 N m ³ ノ分で吸引 した。

ケース 2 ：

ワーク ロールの胴長と 同 じス リ ッ ト長さ をもつノ ズルをワーク口 —ルの周面に対向配置し、 圧力 1 ~ 5 0 11ノ01 01 ² の高圧水をノズ ルからロール周面に噴射させた。 このと き、 噴射された高圧水が口 ール表面で跳ね返ってノ ズルに飛来する こ と がないよ う に、 ロール 周面に対して傾斜角度 4 5度でスプレーノ ズルを配置した。

ケース 3 ：

ワーク ロールの胴長と同 じ長さを持ち、 硬質フ ヱル 卜製のスク レ ーパをワーク ロールの周面に対向配置し、 ワークロールの周面に加 圧力 1 ~ 4 N / m m ² でスク レーパを押し付けた状態でワークロー ルを回転させた。 ま た、 ワーク ロールに臨んでいる部分を除き、 ス ク レーバを吸引機のフー ドに収め、 スク レーバ周辺の空気を流量 1 ~ 2 0 N m ³ /分で吸引 した。

ケース 4 ：

ロール周面に何らの処理を施すこ と な く 、 ワークロールを熱延鐧 帯の圧延に連続使用 した。

各ケースで得られた鑭帯から試験片を切り 出 し、 通常の冷延用素 材に要求される酸洗仕上げ程度まで、 すなわち実ライ ンの酸液にほ ぼ等しレ、 1 0 % H C 1 + 7 % F e ^{2 +} + 1 % F e "の割合で調合した 酸液を使用 し、 この酸液を 9 O ^Cに保持した酸液に各試験片を浸清 し、 前述した酸洗仕上げ程度に達するまでの浸濱時間で酸洗性を調 査した。 ケース 1 〜 3で得られた試験片では、 僅か 6秒の酸洗処理 によ り冷延用素材に要求される表面性状をもつものとなっ た。 これ に対し、 ケース 4の試験片では、 酸洗を 6秒以上継続した後では、 残存スケールが僅か検出され、 多量のスケール圧痕疵が酸洗後の鋼 板表面に観察された。

また、 酸洗後の試験片表面に付着しているスケールの個数及びサ ィ ズを調査した。 なお、 スケールの個数は目視観察でカ ウ ン 卜 し 、 単位面積当 り の個数 （個 Z m ² ) で表した。 他方、 スケールのサイ ズはノ ギス及び光学顕微鏡で測定した。

表 4 の調査結果にみられるよ う に、 ワーク ロールに転写されたス ケール片を除去しながら冷間圧延した本発明例では、 残存スケール が極めて少ない良好な表面をもっ た鋼帯が得られてお り 、 スケール 片の圧着や押込みも観察されなかっ た。 これに対して、 スケール片 が転写されたワーク ロールを使用 したケース 4では、 得られた鋼帯 にスケールの圧痕疵 . 圧着及び押し込まれた多数のスケール片が観 察された。 また、 残存するスケールも、 比較的多量であっ た。

この対比から、 本発明に従っ たケース 1 ~ 3 では、 短時間の酸洗 処理で良好な表面性状をもつ鋼帯を得る こ とが確認される。 酸洗時 間の短縮は、 酸洗設備の小規模化や低濃度酸液の使用を可能にする と共に、 鋼材の水素吸収等に起因する欠陥も抑制される。 表 4 : 圧延 . 酸洗後の網帯表面に検出された

スケール圧痕疵及び残存スケール

実施例 4 ：

実施例 2 と 同じ板厚 2 . 7 m mの熱延鋼帯を、 酸洗に先立って圧 下率 5 0 %で冷間圧延した。 圧延中には、 ロール周面に対向させた ポ リ ッ シヤーでワーク ロール表面に転写されたスケール片を除去し た。

圧延後の処理条件による影響を調査するため、 次のケース 3 で鋼帯 1 を酸洗槽に搬送した。

ケース 1 ： (図 8 )

シ リ 力又はアルミ ナ砥粒位置のナィ ロ ンブラ シ （太さ 1 . 6 m m の線材を 3本撚り . 外径 3 6 0 m m ) を 2 0 0 r p mで回転させる 条件下でブラ ッ シ ングした鋼帯を、 ブライ ドルロールを経て酸洗槽 に搬入した。

ケース 2 ： (図 9 )

ケース 1 と 同様にブラ ッ シングした鋼帯の前面に温度 8 0での高 圧水を吹き付けた後、 ブライ ドル口—ルを経て酸洗槽に搬入した。 ケース 3 ： (比較例）

ケース 1 と は逆に、 ブライ ドル口ールを出た鋼帯を同 じ条件下で ブラ ッ シングした後、 酸洗槽に搬入し た。

酸洗槽では、 塩酸系の酸液 （浴温 ： 9 0 °C ) に各鋼帯を 2 ~ 2 0 秒間浸清する酸洗処理を行っ た。 そ して、 酸洗後の鋼帯表面を観察 し、 ケース 1 〜 3 の結果を比較した。 ケース 3の場合、 ブライ ドル ロールに沿って鋼帯が曲げられる こ と によ り 、 スケール屑の脱雌が 部分的に発生する。 更に、 ブライ ドルロールと鋼帯の間で圧力がか かるため、 脱離したスケール片が鋼帯上やブライ ドルロールに圧着 されて し ま う 。 圧着したスケール片は、 ブライ ドルロールの回転に よって圧着 · 剥離を緣り返すが、 鋼带上ゃブライ ドルロール上に圧 痕を残し、 綱蒂上に品質上で許容でき ない疵と して残る。 一方、 ケ —ス 1 やケース 2 では、 ブライ ドルロール以前にブラ シやスプレー でスケールがほぼ完全に除去されているので、 ブライ ドルロール間 での新たなスケールの剥離が発生しない。

この対比から明らかなよ う に、 ブライ ドルロール 1 7 をブラシ口 —ル 5及びスプレー装置 6の下流側に配置する こ と によ り 、 酸洗槽 8 に送 り込まれる鋼帯 1 の表面性状が良好に維持され、 またブライ ドルロール 1 7のスケール片による損傷も防止されるこ とが判る。 その結果、 黒皮圧延の長所が活かされ、 酸洗負荷の軽滅が可能にな つ た。 実施例 5 ：

実施例 2 と 同 じ組成をもち板厚 3 . 2 m m . 平均スケール厚み 1 0 tx mの熱延鋼帯を、 酸洗に先立って圧下率 5 ~ 5 0 %で冷間圧延 した。 圧延中には、 ロール周面に対向させたボ リ ッ シヤーでワーク ロール表面に転写されたスケール片を除去した。

圧延でデスケー リ ングした鋼帯を、 塩酸系の酸液を 9 0 に保持 した酸洗槽に搬入し、 酸液に各試験片を 5秒間浸演した。 この酸洗 条件は、 通常の酸洗条件と ほぼ同 じ ものである。 しかし、 酸洗槽に 持ち込まれるスケールが極めて少な く なっているため、 酸洗された 鋼帯は、 従来の酸洗結果を凌駕する表面性状をもっていた。 冷間圧延後、 酸洗された鋼帯に対して熱処理を施した。 熱処理に は、 7 5 0 °Cまで加熱した後、 6 8秒間均熱保持する条件を採用 し た。 熱処理された鋼帚の金厲組織は、 粗粒化しておらず、 均一で且 つ適正な粒度をもっていた。 また、 綱帯の機械試験値も冷延鋼板と して十分なものが得られた。

たと えば、 伸びについて評価する と 、 従来法で製造された冷延鋼 板と 同 レベルにある。 具体的には、 鋼種 A及び鋼種 Bの伸びは、 圧 下率に応じてそれぞれ図 1 3及び図 1 4 に示すよ う に変化した。 す なわち、 一定焼鈍温度における圧下率と伸びとの関係は、 鋼種 Aで は圧下率 1 0 %以下 . 鋼種 B では圧下率 2 0 %以下の範囲では、 圧 下率の上昇に従って得られる鋼板の伸びが低下した。 一方、 鋼種 A で圧下率 1 0 %以上. 鋼種 B で圧下率 2 0 %以上では、 圧下率の上 昇に応じて伸びも高く なる。 しかし、 3 0 %未満の圧下率では、 金 厲組織が粗粒化する こ と もある。 したがって、 酸洗前圧延後に酸洗 のみを施すこ と によ り必要な特性を備えた冷延鋼帯を得るため、 酸 洗前圧延の圧下率を 3 0 %以上にする こ とが好ま しい。 また、 圧下 率 3 0 %以上の領域では、 圧下率の上昇に伴って伸びが高く な り 、 金厲組織が粗粒化する こ と もなく 安定する。 産業上の利用可能性

以上に説明 したよ う に、 本発明においては、 熱間圧延によって鋼 帯表面に形成されているスケール層の大半を酸洗に先立っ た高圧下 圧延によ り鋼帯表面から除去している。 そのため、 酸洗によって除 去すべきスケール量が大幅に減少し、 酸洗負荷が軽減されるので、 短時間の酸洗処理が可能になる と共に、 酸洗槽から排出される廃酸 に対する処理負担も軽減される。

熱延鋼帯の表面にあるスケール層は、 スケール厚みとの関係で特 定された圧下率で圧延する こ と によって、 亀裂や層間剥離が促進さ れ、 鋼带表面に対する付着力が低減する。 この状態の熱延鋼带をブ ラ ッ シングする こ と によ り 、 熱延鋼帯の表面からスケールが容易に 除去される。 このと き 、 水又は水溶性潤滑剤を使用 して高圧下圧延 する と 、 圧延時の圧下力でスケール層に亀裂 . 層間剥離が効果的に 発生し、 デスケー リ ングが促進される。

また、 冷間圧延機のワークロールに付着するスケール片を除去し ながら高圧下圧延する と 、 転写スケールに起因するスケールの圧着 や押込みがな く な り 、 圧延後の鋼帯表面に残留するスケールが大幅 に少な く な り 、 表面性状も良好なものと なる。

更に、 酸洗に先立つ高圧下圧延は、 スケールを効果的に除去する こ と は勿論、 特性を作り込むこ と にも有効である。 そのため、 高圧 下圧延された綱帯は、 酸洗後に焼鈍を施し、 或いは軽度の冷間圧延 を した後焼鈍を施すこ と によ り 、 各種の冷延鋼带と しても使用可能 である。

Claims

請求の範囲 . 表面に熱延スケールが付着している熱延鋼帯を酸洗に先立って 高圧下圧延及びブラ ッ シングによ り デスケー リ ングする際、 熱延 スケールの厚み t ( Μ ΓΠ ) と圧下率 R ( との間に、 t x R≥ 1 5 0の関係を維持するこ と を特徴とする熱延鋼帯のデスケー リ ング方法。 . 表面に熱延スケールが付着している熱延鋼帯を高圧下圧延した 後、 ブラ ッ シングを施すこ と によ り熱延スケールを機械的に除去 する際、 冷間圧延機のワークロールと鋼帯との間に、 摩擦係数が 大き い水又は水溶性圧延油を含む水溶液を供給するこ と を特徴と する熱延鋼帯のデスケー リ ング方法。. 油脂 . 合成エステル . 鉱油又はその混合油を主成分と し、 高圧 下圧延後に鋼帯付着分が容易に洗浄除去される油から選ばれた 1 種又は 2種以上の水溶性圧延油を使用する請求項 2記載のデスケ 一リ ン グ方法。 . 0 . 0 5 ~ ( 0 . 1 5 + Q X R + 3 X 丫） [ただし、 α : 1 7 5 0 0 (定数） ， （3 : - 1 2 5 0 0 (定数） . 丫 ： 圧下率 （ % ) , R : 圧延ロール径 （ m m ) ] の範囲にある摩擦係数 μ をも つ水溶性圧延油を使用する請求項 2記載のデスケー リ ング方法。 . 表面に熱延スケールが付着している熱延鋼帯を酸洗に先立って 3 0 %以上の高圧下率で冷間圧延する際、 熱延鋼帯から圧延ロー ルに転写さ れた熱延スケールの粉砕物を除去し ながら冷間圧延 し、 熱延鋼帯の基地鋼から熱延スケールを除去し、 次いで熱延鋼 帯を酸洗工程に搬送するデスケ一 リ ング方法。. 熱延スケールの粉砕物が付着した圧延ロールの表面に吸引機を 備えたポ リ ッ シャ一を対向させ、 ボ リ ッ シヤーでロール表面から 除去された粉碎物を系外に排出する請求項 5記載のデスケー リ ン グ方法。 . 熱延スケールの粉砕物が付着した圧延ロールの表面にスプレー ノ ズルを対向させ、 スプレーノ ズルから高圧流体をロール表面に 吹き付ける請求項 5記載のデスケー リ ング方法。 . 熱延スケールの粉砕物が付着した圧延ロールの表面に吸引機を 備えたスク レーバを対向させ、 スク レーバでロール表面から剥離 された粉碎物を系外に排出する請求項 5記載のデスケー リ ング方 法。. スケールが付着している熱延綱帯を高圧下圧延する冷間圧延機 の下流側で、 鋼帯に張力を付与するブライ ドルロールの上流側 で、 高圧下圧延によ り鋼帯表面から剥離し又は付着力が低下した スケール片を除去するブラ シロールを配置したこ と を特徴とする 熱延鋼帯のデスケー リ ング用設備。 0 . ブラ シロールとブライ ドルロールとの間に、 高圧水を鋼带表 面に噴射するスプレー装置を設けた請求項 9記載のデスケー リ ン グ用設備。

1 . 表面に熱延スケールが付着している熱延鋼带を 1 0 %以上の 圧下率で冷間圧延し、 鋼蒂表面から剥離したスケール片をブラ ッ シングで除去した後、 鋼帯を酸洗槽に搬入して残留スケールを酸 洗除去 し 、 次いで焼鈍する こ と を特徴と する冷延鋼帯の製造方 法。

2 . 圧下率 4 0 %以上で熱延鋼帯を冷間圧延する請求項 1 1 記載 の冷延鋼帯の製造方法。

3 . ブラ ッ シング中又はブラ ッ シングと酸洗との間でスプレー処 理する請求項 1 1 記載の冷延鐧帯の製造方法。