JPH0557332A - 制御冷却鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、制御冷却を適用した鉄鋼材料の製造
方法に関し、制御冷却鋼板の冷却停止後の板面内あるい
は板間の温度バラツキを低減し、材質および形状の安定
化をはかって高品質な製品を製造できるようにすること
を目的とする。 【構成】そこで、圧延完了後に熱間圧延鋼板１を制御冷
却することにより、制御冷却鋼板を製造する方法におい
て、熱間圧延鋼板１の加熱炉２の抽出から制御冷却前ま
での間に、熱間圧延鋼板１の脱スケールを行なうデスケ
ーリング装置３を設置し、このデスケーリング装置３に
より、研削粉末を所定量だけ混合した高圧水を用いて熱
間圧延鋼板１の脱スケールを行ない、熱間圧延鋼板１の
スケール層を含む表面層を削除することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制御冷却を適用した鉄
鋼材料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】制御冷却を適用して製造する制御冷却鋼
板において、冷却停止後の鋼板温度を均一に制御するこ
とは重要な問題である。

【０００３】制御冷却時の冷却速度が大きくなると目標
冷却停止温度に対して鋼板の板面内で温度偏差(冷却む
ら)が大きくなり、場合によっては、その差が許容範囲
を超えてしまい材質不良になる。このため、オフライン
で再度熱処理が施される場合もある。

【０００４】再度熱処理を施すことは、制御冷却鋼板の
有する、低コストかつオンラインで高品質な鋼板を造り
込むというメリットが無くなってしまうため、冷却むら
の発生防止は極めて重要な問題である。また、冷却停止
時の鋼板温度の冷却むらは、形状不良(ホットレベラー
後の冷却において生じるもの)が発生する要因にもなっ
ている。

【０００５】従来、冷却停止後の鋼板温度を均一にする
手段として、幅方向に水量クラウンを付与した冷却制御
法，鋼板端部の遮蔽装置，斜方ノズル等を採用し、鋼板
温度分布の均一化をはかってきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、制御冷
却時の冷却速度が大きくなると、上述のような冷却装置
本体の改良，開発による均一冷却技術では解決できない
ような大きな温度バラツキ(冷却むら)が、鋼板内に発生
する場合がある。

【０００７】例えば、同一サイズの鋼板を同じ圧延・冷
却条件で数十枚製作した場合に、その内の数枚の鋼板の
冷却停止温度が大きくばらつく現象(冷却むら)が発生す
ることがある。

【０００８】このような現象は、従来行なわれてきた冷
却均一化技術では解決が不可能であることから、本発明
者等は、種々の研究・調査を行なってきた結果、この冷
却むらの発生が加熱炉でのスラブ表裏面の温度履歴の差
に大きく依存していることを見出した。

【０００９】このことは、圧延工程での現状のデスケー
リングでは、加熱工程での温度履歴の影響を無くすこと
ができていないことを意味するものである。

【００１０】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、制御冷却鋼板の冷却停止後の板面内あるい
は板間の温度バラツキを低減し、材質および形状の安定
化をはかって高品質な製品を製造できるようにした、制
御冷却鋼板の製造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の制御冷却鋼板の製造方法は、圧延完了後に
熱間圧延鋼板を制御冷却することにより、制御冷却鋼板
を製造する方法において、前記熱間圧延鋼板の加熱炉の
抽出から制御冷却前までの間に、前記熱間圧延鋼板の脱
スケールを行なうデスケーリング装置を少なくとも１ヵ
所に設置し、該デスケーリング装置により、研削粉末を
所定量だけ混合した高圧水を用いて前記熱間圧延鋼板の
脱スケールを行ない、前記熱間圧延鋼板のスケール層を
含む表面層を削除することを特徴としている。

【００１２】

【作用】上述した本発明の制御冷却鋼板の製造方法で
は、加熱後で制御冷却前までの間に設置したデスケーリ
ング装置により、研削粉末を所定量だけ混合した高圧水
を用いて熱間圧延鋼板の脱スケールを行なうことで、強
力な脱スケールを行なうことができ、加熱段階で生成し
たスケール層を鋼板の表面層を含めて除去できる。

【００１３】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
制御冷却鋼板の製造方法について説明すると、図１は本
方法を適用される圧延ラインの構成例を示す模式図であ
る。

【００１４】本実施例では、図１に示すように、熱間圧
延鋼板１を加熱する加熱炉２と、この加熱炉２による加
熱後の熱間圧延鋼板１に脱スケールを施すデスケーリン
グ装置３と、脱スケール後の熱間圧延鋼板１を圧延する
圧延機４と、圧延完了後の熱間圧延鋼板１を制御冷却す
る制御冷却部５とから圧延ラインが構成され、この圧延
ラインにより制御冷却鋼板が製造されるようになってい
る。

【００１５】そして、本実施例のデスケーリング装置３
は、砂鉄，珪砂等の研削粉末を所定量だけ混合した高圧
水を用いて、熱間圧延鋼板１に対し強力な脱スケールを
行なうものが用いられ、このようなデスケーリング装置
３が、加熱炉２と圧延機４との間に少なくとも１ヵ所設
置されている。

【００１６】ところで、制御冷却後の冷却むらに関し
て、加熱工程でのスラブ表裏面の熱履歴を差分法に基づ
く温度シミュレーション解析により計算した。対象とし
たスラブは制御冷却対象の低温加熱スラブである。加熱
帯の炉温度変更後におけるスラブ表裏面の熱履歴差を解
析した。

【００１７】そのシミュレーション結果を図２に示す。
この図２から明らかなように、冷却むらの発生位置に対
応する加熱炉２のスキッド位置で、スケールの生成量が
急激に増大する９００℃以上の温度にさらされている時
間が表面と裏面とで大きな差を生じた場合に、大きな冷
却むらが発生していることが判る。

【００１８】このことは、スラブの表裏面でのスケール
の性状の差が、従来のデスケーリング設備では、加熱以
降の圧延工程で生成されるスケールの性状にも影響を及
ぼすことになり、制御冷却直前でのスケールの性状(層
厚，剥離性/密着性等)が異なることを意味している。

【００１９】その結果、特に、特にスキッド相当位置で
は、制御冷却中の冷却速度に差が発生し、鋼板１下面で
の冷却挙動が制御冷却後に鋼板１の板面温度分布に発現
して大きな冷却むらを形成するものと考えられる。

【００２０】即ち、圧延工程での従来のデスケーリング
設備では、加熱工程での温度履歴の影響を無くすことが
できず、その後の圧延機４等による圧延工程でのスケー
ルの生成や剥離性に重大な影響を及ぼしていることがわ
かる。この事実は、従来のデスケーリング設備では、鋼
板１表面層に密着するスケール層を完全に除去できてい
ないことを意味する。

【００２１】そこで、本方法は、高圧水に砂鉄，珪砂等
の研削粉末を適当量だけ混ぜて、強力な脱スケールを行
なえるデスケーリング装置３を、加熱炉２から制御冷却
部２までの間の工程中に、少なくとも１ヵ所配置するこ
とにより、加熱段階で鋼板１に生成したスケール層を鋼
板１の表面層を含めて除去することができるようにし
た。

【００２２】このような本方法を適用することにより、
加熱でのスラブ(鋼板１)表裏面の熱履歴差を、デスケー
リング装置３による脱スケール工程で完全に無くすこと
ができるのである。

【００２３】従って、加熱工程でのスラブ表裏面の熱履
歴差を受けずにタイトなスケールを鋼板１の表面に生成
させることが可能になり、制御冷却における鋼板１の冷
却速度を均一に近付けることができ、制御冷却鋼板の冷
却停止後の板面内あるいは板間の温度バラツキが低減さ
れ、材質および形状が安定して高品質な製品を製造でき
るのである。

【００２４】なお、完全にスケールが鋼板１の表層部を
含めて除去された後に、鋼板１の表面に生成するスケー
ルの剥離性について実験により調査した。その実験方法
としては、図３(ａ)，(ｂ)に示すように、直径８mm，厚
さ１２mmの試験片６を供試材とし、この試験片６を、熱
間加工シミュレータを用いて種々の加熱温度で３０秒，
１８０秒保持した後、１０％圧下して試験片６側面のス
ケールの剥離状態を観察した。

【００２５】その実験結果を図４(ａ)，(ｂ)に示す。こ
の図４に示す通り、短時間で高温にさらされた場合に鋼
板表面に生成されるスケールは、鋼板との密着度がタイ
トであり、ほとんど剥離していない。

【００２６】一方、このように生成されたスケールは、
その後の圧延において破壊されないことが既に明らかに
されている(松田ら；材料とプロセスVol.４(1991)572頁
参照)。

【００２７】これらの事実から、本方法を適用した加熱
段階で生成されたスケール層を含む鋼板表面層を除去す
ることによって、その後の圧延過程おいてタイトなスケ
ールが生成され、制御冷却開始直前において均一なスケ
ール生成されると言える。

【００２８】ここで、以下に、本方法を適用した場合の
具体的な数値例に基づいて、本方法の効果を従来技術と
比較して説明する。

【００２９】厚さ５０mm，幅４５０mm，長さ８５００mm
の熱間圧延鋼板１について、加熱条件を同一として、加
熱炉２の抽出から制御冷却部５による制御冷却前までの
工程において、 圧延開始前と圧延開始から１〜５パスまでを従来の高
圧水を用いたデスケーリング設備を適用した場合と、 デスケーリングの回数を同一とし、圧延開始前と圧延
開始から１，２パスを本方法による技術、つまり、砂鉄
を含有させた高圧水を用いたデスケーリング装置３を適
用し、残りは従来の高圧水を用いたデスケーリング設備
を用いた場合とについて、水量０.６ｍ²／minで制御冷
却した後の鋼板１の板面温度のバラツキを比較した。

【００３０】結果は、の従来技術が１１８℃であった
のに対して、の本方法によれば２３℃となり、制御冷
却後の鋼板板面温度のバラツキは、本方法を用いた場
合、従来技術に比して著しく低減し、本方法が制御冷却
後の鋼板１の冷却むらを防止する技術として極めて有効
であることが実証された。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の制御冷却
鋼板の製造方法によれば、熱間圧延鋼板の加熱炉の抽出
から制御冷却前までの間に、熱間圧延鋼板の脱スケール
を行なうデスケーリング装置を少なくとも１ヵ所に設置
し、該デスケーリング装置により、研削粉末を所定量だ
け混合した高圧水を用いて前記熱間圧延鋼板の脱スケー
ルを行ない、前記熱間圧延鋼板のスケール層を含む表面
層を削除することにより、制御冷却鋼板の冷却停止後の
板面内あるいは板間の温度バラツキが低減し、材質およ
び形状が安定化されて高品質な製品を製造できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての制御冷却鋼板の製造
方法を適用される圧延ラインの構成例を示す模式図であ
る。

【図２】スラブのスキッド位置における上下面の９００
℃以上の保持時間の比と冷却むらとの関係を示すグラフ
である。

【図３】(ａ)，(ｂ)はスケール剥離性に及ぼす加熱温度
および保持時間の影響について実験手段を説明するため
の図である。

【図４】(ａ)，(ｂ)はスケール剥離性に及ぼす加熱温度
および保持時間の影響についての実験結果を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１ 熱間圧延鋼板 ２ 加熱炉 ３ デスケーリング装置 ４ 圧延機 ５ 制御冷却部 ６ 試験片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延完了後に熱間圧延鋼板を制御冷却す
   ることにより、制御冷却鋼板を製造する方法において、 前記熱間圧延鋼板の加熱炉の抽出から制御冷却前までの
   間に、前記熱間圧延鋼板の脱スケールを行なうデスケー
   リング装置が少なくとも１ヵ所に設置され、 該デスケーリング装置により、研削粉末を所定量だけ混
   合した高圧水を用いて前記熱間圧延鋼板の脱スケールを
   行ない、前記熱間圧延鋼板のスケール層を含む表面層を
   削除することを特徴とする制御冷却鋼板の製造方法。