JPH09253733A - 熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

熱延鋼板の製造方法

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JPH09253733A
JPH09253733A JP7174796A JP7174796A JPH09253733A JP H09253733 A JPH09253733 A JP H09253733A JP 7174796 A JP7174796 A JP 7174796A JP 7174796 A JP7174796 A JP 7174796A JP H09253733 A JPH09253733 A JP H09253733A
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JP
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descaling
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steel
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JP7174796A
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English (en)
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Yoshiro Kudo
芳郎 工藤
Toshiya Kurita
俊哉 栗田
Shigeru Odagiri
繁 小田桐
Shuichi Ishikawa
秀一 石川
Terushi Hiramatsu
昭史 平松
Koji Omosako
浩次 面迫
Toshiro Yamada
利郎 山田
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課 題】難スケール剥離材であるSi及びNi含有鋼
に対して適切なデスケーリングを実施することにより、
スケール疵のない表面性状の良好な熱延鋼板を製造でき
るようにする。 【解決手段】粗圧延から仕上圧延前までの各バスの圧下
率が25%以上、圧延開始点から仕上圧延前までの累積
圧下率が85%以上であり、かつ鋼材温度が850〜1
000℃の鋼材4に対し、仕上圧延機2入側に設けたノ
ズル高さ50〜150mmのFSB3より1ノズル当たり
の噴射面積100〜500mm2 、吐出圧力100〜30
0kgf/cm2 でデスケーリングする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、熱間圧延時に鋼材
表面に高圧水ジェットを噴射してデスケーリングを行
い、スケール疵やスケール模様の発生を防止し、表面性
状の優れた熱延鋼板を製造する方法に関する。
【0002】
【従来技術】鋼板の製造に当たっては、素材のスラブを
酸化性雰囲気の加熱炉により通常、1100〜1300
℃の温度で数時間加熱し、ついでホットストリップミル
にて熱間圧延されるのが一般的であるが、この際、スラ
ブ表面に生成したスケールが充分に除去されない状態の
まゝで鋼材が圧延されると、スケールが製品の表面に押
し込まれ、スケール疵やスケール模様として残るように
なる。
【0003】このようなスケール疵やスケール模様は、
圧延後の製品(黒皮製品)の外観を悪化させるのみなら
ず、酸洗によりスケールを除去した後の製品(白皮製
品)の表面に凹凸状の欠陥を残存させる原因となり、ま
た曲げ加工時のクラックの起点となったり、熱間圧延工
程内の鋼板強制冷却時にスケール残存部と剥離部の冷却
能の差により、材質の機械的特性値にムラが発生する
等、鋼板の品質に重大な悪影響を及ぼすようになる。
【0004】通常、このようなスケール疵の発生を防止
するための方法としては、圧延ラインに100〜150
kgf/cm2 の吐出圧力の水ジェットによるデスケーリング
装置を設置し、これによって鋼材表面のスケールを剥離
し除去した後に圧延を行う方法がとられている。しかし
ながらスケールの剥離性の良否は、スケールの組成及び
構造によって大きく左右され、特にSiやNiを多く含
む鋼のスケールの場合、著しく剥離性が悪くなることが
知られている。
【0005】この原因は、高温酸化に際して鋼中のSi
が選択酸化されてFeO(ウスタイト)と地鉄の界面に
2FeO・SiO2 (ファイアライト)が形成され、こ
れが低融点(1170℃)のため溶融状態となり、スケ
ールと地鉄中に楔状に侵入するため、スケールと地鉄界
面が複雑に入り組んだ特有構造のスケール層が形成され
るためである。また鋼中にNiを含む場合は、酸化が進
行すると、Niの濃化部が凸状として残存し、界面形状
が凹凸となる。そのためスケールの剥離性が悪くなる。
【0006】このような悪影響は、鋼の化学組成に依存
するものであるが、特にSiの影響が大きく、Si含有
量が0.2%以上の場合に著しく増大し、この範囲の鋼
を熱間圧延する場合には、スケール疵の発生を完全に防
止することは極めて困難であった。これを改善する手段
としては、例えば加熱温度をファイアライト溶融点(1
170℃)以下とする方法や、加熱前のスラブ面にスケ
ールを改質し、剥離性を向上させるための薬剤を塗布す
る方法(特開昭57−6493号)、ブラシロールを使
用して機械的にスケールを剥離させる方法(特開昭59
−13926号)などが提案されているが、いづれも繁
雑で作業性に劣る、製造コストの面で問題がある、温度
低下により仕上圧延が制約される等の問題があり、いづ
れもスケール疵を防止する抜本的な対策とはなっていな
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
した問題点を解決するため、最も効率的なデスケーリン
グを実施することにより、スケール疵が無く、表面性状
が良好な熱延鋼板を製造する方法を提供しようとするも
のである。
【0008】
【課題の解決手段】上記の目的を達成するための第1の
発明は、スラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造するに際
し、デスケーリングを鋼材からノズルまでの距離である
ノズル高さを50〜150mm、1ノズル当たりの噴射面
積100〜500mm2 、吐出圧力100〜300kgf/cm
2 で実施することを特徴とする。
【0009】第1の発明において、ノズル−鋼材間の距
離であるノズル高さを50〜150mmとしたのは次の理
由による。ノズル高さは、低くなるほど鋼材の移動方向
におけるスプレーされる厚み(以下、スプレーされる厚
みとは、鋼材の移動方向におけるスプレーされる幅を表
す)が薄くなり、ノズル当たりの噴射面積が減少して単
位面積当たりの衝突圧が増大する。デスケーリング効果
を上げ、スケールの剥離性を向上させるには、ノズル高
さを低くして衝突圧を増大させるとよいが、粗圧延を終
え、仕上圧延に搬送される際の鋼材の先後端は通常、上
下方向に反っているため、ノズル高さを50mm以下にす
ると、先端が上反りした鋼材に対しては、ノズルと鋼材
の衝突頻度が増大し、機器の損傷が生じるため好ましく
ない。一方、ノズル高さを150mm以上にすると、スプ
レーされる厚みが厚くなり、単位面積当たりの衝突力が
低下してスケール残存率が増加する。衝突力を上げるた
め、ポンプの吐出圧力及び流量を上げるのはポンプの大
型化、ヘッダーや配管の径及び肉厚増加等により設備費
が嵩んだり、設置スペースが大きくなり好ましくない。
なお、上記発明でいう鋼材−ノズル間距離のノズル高さ
とは、図3で示すヘッダー5に取付けのノズル6から鋼
材4に向かって噴射される高圧水ジェットの長さLをい
う。
【0010】1ノズル当たりの噴射面積を100〜50
0mm2 としたのは次の理由による。図1に示すように、
1ノズル当たりの噴射面積が低減するほど衝突力が増加
してスケール残存率が低下し、必要衝突圧を確保するた
めのポンプ圧力及び流量を低減することができるが、噴
射面積を余りに小さくすると、鋼材の全巾にデスケーリ
ングを実施するのに必要なノズルの個数が増えると共
に、ノズル間ピッチが減少する。ピッチの減少はインパ
クトレンチによるノズル交換時の作業性を悪化させるほ
か、ヘッダーの耐圧強度を低下させるなどの問題を生じ
る。そのため、噴射面積を1ノズル当たり100mm2
下とするのは採用が困難である。一方、1ノズル当たり
の噴射面積を500mm2 以上にすると、衝突力の低下に
よりスケール残存率が大きくなる。500mm2 以上の噴
射面積で衝突力を上げるために上記と同様の問題、すな
わちポンプの吐出圧力及び流量を上げるために設備費が
嵩んだり、設置スペースが増加する、といった問題を生
ずる。
【0011】なお、1ノズル当たりの噴射面積を100
〜500mm2 に設定すれば、鋼材からノズル高さを15
0mm以上にしても、単位面積当たりの衝突圧が増加し、
スケール剥離性は向上するが、スプレーされる厚みが厚
くなる分、1ノズル当たりの噴射巾を狭くする必要があ
る。噴射巾を狭くすると、必要ノズル個数が増加し、ノ
ズルピッチが減少してノズル交換の作業性が低下すると
共に、ヘッダーの耐圧強度の低下を招く。したがって噴
射面積を100〜500mm2 に設定し、かつノズル高さ
を150mm以下とするのが設備面から特に望ましい。ま
た噴射面積を小さくし、ノズル高さを下げることにより
SiやNiを含有するような難スケール剥離材に対し
て、吐出圧力100〜300kgf/cm2 の比較的低圧のデ
スケーリングでスケール剥離が可能となる。
【0012】吐出圧力を100〜300kgf/cm2 とした
のは、100kgf/cm2 以下では単位面積当たりのスケー
ル残存率が大きくなり、また300kgf/cm2 以上だと、
圧延後のスケール残存率は低減できるが、ポンプの大型
化、ヘッダーや配管の径及び肉厚増加等により設備費や
設置スペースが大きくなり好ましくない。第2の発明
は、上記第1の発明のデスケーリングをSi含有量が
0.2〜2.0%の鋼板に実施することを特徴とし、第
3の発明は、上記デスケーリングをNi含有量が0.2
〜2.0%の鋼材に実施することを特徴とする。
【0013】鋼中のSi含有量が0.2%以上になる
と、加熱時のスケールや二次スケール中にファイアライ
トが生成し、このファイアライトが地鉄界面に深く侵入
してスケール剥離が困難を極める。第1の発明のデスケ
ーリングを実施すれば、Siを0.2%以上含有するよ
うな難スケール剥離材に対しても、より効果的なスケー
ル剥離が可能となる。
【0014】上限は本来限定する必要はないが、2.0
%としたのは、それ以上だと溶接性、冷間加工性が悪化
するためである。一方、Niも含有量が0.2%以上に
なると地鉄界面の凹凸が著しくなり、スケール剥離が困
難となる。Ni含有量が0.2%を越えるNi鋼に対し
ても、第1の発明のデスケーリングを実施すれば、より
効果的にデスケーリングが可能となる。上限は本来限定
する必要がないが、靱性、延性や経済性等を総合的に判
断してNi含有量を2.0%以下とした。
【0015】第4の発明は、上記各発明のデスケーリン
グを粗圧延から仕上圧延前までの各パスの圧下率が25
%以上であり、かつ圧延開始点からの累積圧下率が85
%以上の鋼材に対して行うことを特徴とする。本発明者
らは、熱間圧延時の鋼材表面に生成するスケールの剥離
性は、地鉄とスケール界面の構造(凹凸性)のほか、鋼
材の表面性状に起因し、デスケーリングによるスケール
剥離性を向上させるには、地鉄とスケール界面をフラッ
トにさせると共に、鋼材表面にクラックを生じさせるこ
とが必要であると考えた。そこで本発明者らは、この要
因と考えた、粗圧延から仕上圧延前までの各パスの圧下
率及び圧延開始点からの累積圧下率について、上記各パ
スの圧下率及び累積圧下率を変えたときのスケール発生
割合の変化を調査した。その結果、粗圧延から仕上圧延
前までの各パスの圧下率及び圧延開始点からの累積圧下
率は、とくに前者の各パスの圧下率が25%以上で、か
つ後者の累積圧下率が85%以上の鋼材に対し上記発明
のデスケーリングを実施すると、スケール残存率の著し
い低下が見られた。このことは、上記圧下率による圧延
により、鋼材表面にクラックが入り易くなり、スケール
が容易に剥離し易くなったためと思われる。
【0016】第5の発明は、仕上前の上記各発明のデス
ケーリングを850〜1000℃の鋼材に対して行うこ
とを特徴とする。第5の発明において、デスケーリング
を実施する鋼材温度を850〜1000℃に限定したの
は、次の理由による。デスケーリングを850℃以下の
鋼材に対して実施すると、スケールの強度が地鉄強度よ
り上昇してしまい、スケール剥離が困難となる。また、
過度に鋼材温度が低下すると、圧延性、通板性が悪化
し、圧延不可となる場合もある。850℃以上では冷却
ひずみ効果が生じ易くなってスケール剥離効果が増大
し、効率よくデスケーリング可能である。一方、100
0℃以上の鋼材では、生成スケールの状況が異なること
を知見した。本発明者らは数多くの生成スケールの状況
を観察した結果、スケール中の空孔がスケール剥離性の
良否に大きく影響することを見出した。すなわち100
0℃以上になると、酸化の進行が著しく速くなるため、
スケール厚が増加すると共に、スケール中に大きな空孔
が生成し、この空孔による緩衝でスケール剥離が困難と
なり、スケールが残存し易くなるのである。
【0017】
【発明の実施の形態】図2に示す仕上圧延機2の入側に
は、鋼材の移動方向と直交する方向に図3に示すノズル
高さLを50〜150mmとした1ないし複数列のノズル
ヘッダーよりなるスケールブレーカー(以下、FSBと
いう)3が配置され、粗圧延機1から仕上圧延機2まで
の各パスの圧下率が25%以上、圧延開始点から仕上圧
延前までの累積圧下率が85%以上であり、かつ鋼材温
度が850〜1000℃のSi及びNi含有鋼(Si含
有量0.2〜2.0%、Ni含有量0.2〜2.0%)
4に対し、FSB3よりデスケーリングを1ノズル当た
りの噴射面積100〜500mm2 、吐出圧力100〜3
00kgf/cm2 で実施する。
【0018】
【実施例】表1に示す鋼材A、B及びCについて、図2
の仕上圧延機2入側に設けたFSB3より表2に示した
条件で粗圧延機1より送り出された鋼材に対しデスケー
リングしたのち、仕上圧延を行い、得られたコイルから
画像解析により鋼材表面の単位面積当たりのスケール残
存率%を測定した。その結果を表2に併記した。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】表2に示されるように、ノズル高さが50
〜150mm、1ノズル当たりの噴射面積が100〜50
0mm2 、吐出圧力が100〜300kgf/cm2 の本発明範
囲内にあるNo2、3、5、7、8の鋼材はそれぞれス
ケール残存率が2%以下となったが、ノズル高さが本発
明範囲を外れたNo1、9、噴射面積が本発明範囲を外
れたNo1、4、9、10、吐出圧力が本発明範囲を外
れたNo6の鋼材はスケール残存率がそれぞれNo1で
65%、No4で26%、No6で42%、No9で2
1%、No10で14%となった。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、従来スケール除去が困
難と考えられていた高Si鋼及び高Ni鋼に対しても、
ノズル高さ50〜150mm、1ノズル当たりの噴射面積
100〜500mm2 、吐出圧力100〜300kgf/cm2
でデスケーリングを実施することによりスケール除去が
行われ、スケール疵のない表面性状の良好な熱延鋼板を
得ることができる。
【0023】また、デスケーリングを鋼材温度850〜
1000℃の鋼材に対して行うことにより、及び若しく
はデスケーリングを実施する鋼材の圧下率を、粗圧延か
ら仕上圧延までの各パスの圧下率を25%以上、圧延開
始点からの累積圧下率を85%以上とすることにより、
デスケーリングによるスケールの剥離性をより一層向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ノズル当たり噴射面積とスケール残存率との関
係を示す図。
【図2】圧延ラインの模式図。
【図3】ノズル−鋼材間距離を示す説明図。
【符号の説明】
1・・粗圧延機 2・・仕上圧延
機 3・・FSB 4・・鋼材 5・・ヘッダー 6・・ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 秀一 広島県呉市昭和町11番1号 日新製鋼株式 会社呉製鉄所内 (72)発明者 平松 昭史 広島県呉市昭和町11番1号 日新製鋼株式 会社技術研究所内 (72)発明者 面迫 浩次 広島県呉市昭和町11番1号 日新製鋼株式 会社技術研究所内 (72)発明者 山田 利郎 広島県呉市昭和町11番1号 日新製鋼株式 会社技術研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する
    に際し、デスケーリングを鋼材からノズルまでの距離で
    あるノズル高さを50〜150mm、1ノズル当たりの噴
    射面積100〜500mm2 、吐出圧力100〜300kg
    f/cm2 で実施することを特徴とする熱延鋼板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1記載のデスケーリングをSi含有
    量が0.2〜2.0%の鋼材に実施することを特徴とす
    る熱延鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載のデスケーリングをNi含有
    量が0.2〜2.0%の鋼材に実施することを特徴とす
    る熱延鋼板の製造方法。
  4. 【請求項4】粗圧延から仕上圧延前までの各パスの圧下
    率が25%以上であり、かつ圧延開始点からの累積圧下
    率が85%以上の鋼材に対してデスケーリングを行うこ
    とを特徴とする請求項1ないし3記載の熱延鋼板の製造
    方法。
  5. 【請求項5】デスケーリングを850〜1000℃の鋼
    材に対して行うことを特徴とする請求項1ないし4記載
    の熱延鋼板の製造方法。
JP7174796A 1996-03-27 1996-03-27 熱延鋼板の製造方法 Withdrawn JPH09253733A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014094391A (ja) * 2012-11-09 2014-05-22 Jfe Steel Corp 表面品質に優れる厚鋼板の製造方法

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Effective date: 20030603