JPH0967617A

JPH0967617A - ステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法及び装置

Info

Publication number: JPH0967617A
Application number: JP22190195A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Ikeda; 雅晴池田; Tomotake Suminaga; 知毅住永; Toshiki Isobe; 敏樹磯部
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】熱延ステンレス鋼帯の面に脱スケール性溶液を
塗布して焼鈍炉で処理する際に、鋼帯の送り速度が高く
ても鋼帯の良好な品質及びハースロールの寿命を維持で
きるステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法及び装置を
提供する。【解決手段】熱延ステンレス鋼帯Ｓの連続焼鈍・酸洗設
備の焼鈍炉５の前工程に、鋼帯Ｓの脱スケール性を改善
する溶液の塗布装置１６を配設し、その塗布装置１６と
焼鈍炉５の入側との間に、前記溶液が塗布された鋼帯の
下面側を加熱乾燥させる乾燥装置２０を配設した。これ
により、鋼帯表面の前記溶液を予め強制的に乾燥させた
後に鋼帯Ｓを焼鈍炉５内へ搬送して焼鈍する。未乾燥の
溶液が炉内のハースロールで不均一に掻き取られて発生
する製品表面欠陥が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延ステンレ
ス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法及び装置に関し、特に、
ステンレス鋼帯の脱スケール性を改善する溶液の塗布装
置を焼鈍炉の前工程に配した熱延ステンレス鋼帯の連続
焼鈍酸洗ラインにおける脱スケールを、ラインスピード
にかかわらず安定して行うようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の技術としては、本出願人
が先に提案した特開平４−６２８８号公報に開示された
ものがある。このものは、熱間圧延後のステンレス鋼帯
に連続的に焼鈍・酸洗処理を施すためのＡＰライン（Ａ
ｎｎｅａｌｉｎｇａｎｄＰｉｃｋｌｉｎｇＬｉｎ
ｅ）と呼ばれる設備（第３版鉄鋼便覧III （１），圧延
基礎・鋼板，ｐ.699〜700,S55.5.15 丸善）を用いて行
われるステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法の改善に
関するものである。

【０００３】一般に、熱延ステンレス鋼帯の表面には、
普通鋼の場合に比べて除去しにくい酸化物（スケールと
称する）が生成しており、普通鋼のような塩酸浴による
酸洗のみでは脱スケールは困難である。したがって、熱
延ステンレス鋼帯に対しては、上記ＡＰラインと呼ばれ
る熱延ステンレス鋼帯連続焼鈍酸洗設備で、焼きなまし
処理と脱スケール処理とが連続して行われる。その場合
の脱スケール手段としては、普通鋼処理のものより強力
なものが備えられており、メカニカルスケールブレー
カ，ショットブラスト，研削ブラシ等の機械的脱スケー
ル装置と、硫酸槽，硝フッ酸槽，硝酸槽等の化学的脱ス
ケール装置とを適宜に組み合わせて用いることが通常行
われている。

【０００４】しかし、ショットブラストは直径０．３〜
０．５ｍｍ程度の鋼球を高速で鋼帯表面へ衝突させるも
のであり、このような強力な処理を行うと、鋼帯表面に
深い窪み疵が形成されてしまい、その後の冷間圧延工程
を経てもその疵が残留して製品の表面品質不良の一因と
なっていた。本出願人の先の提案（特開平４−６２８８
号公報）は、このようなステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケ
ール方法の問題点を解決することを意図してなされたも
のであり、焼鈍処理前の熱延ステンレス鋼帯の表面に、
予め脱スケール性を改善する溶液（アルカリ土類金属塩
化物溶液）を塗布し浸透させてから焼鈍・酸洗を行う。
アルカリ土類金属塩化物溶液を塗布すると、その溶液は
熱間圧延中に鋼帯表面に生じた酸化スケール層中に、毛
細管現象により鋼帯の地鉄部に達するまで浸透する。そ
の鋼帯を焼鈍炉に導入し焼鈍すると、酸化スケール層中
に浸透したアルカリ土類金属塩化物溶液中の水分が１０
０℃において蒸発して溶液は固形状となる。この固形物
は７００〜８００℃前後で溶融状態となり、酸化スケー
ル層中に密に拡散していき、焼鈍工程中における酸素と
鋼帯の地鉄部との接触を妨げて鋼帯表面の酸化スケール
の成長を防止する。また、焼鈍工程中の昇温過程におい
て、その溶融した塩化物と酸化スケールとが固−液反応
を起こし、熱間圧延工程中でステンレス鋼帯表面に生成
したスピネル構造を有する非常に強固な酸化スケール、
例えばＣｒ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄、ＦｅＣｒ₂Ｏ₄等を、不定
形で非常に機械的強度の弱いアルカリ土類金属を含有す
るＣｒ、Ｆｅの塩化物を含むスケールに変化させる。こ
のスケールは、簡単に鋼帯表面から剥離させることがで
きる。

【０００５】即ち、アルカリ土類金属塩化物溶液を塗布
することにより、新たな酸化スケールの形成を防止する
とともに、既に形成されていた酸化スケールの機械的強
度を低下させてショットブラストのような強力な脱スケ
ール処理を省略することができ、生産能力を向上させる
と同時に製品鋼帯表面性状を飛躍的に向上させるという
作用・効果を得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱延ス
テンレス鋼帯の焼鈍・酸洗設備であるＡＰラインには、
一般に横型の焼鈍炉が多く採用されており、それに伴っ
て以下のような問題が生じていた。即ち、図３に示すよ
うに、脱スケール性を改善する溶液（以下、脱スケール
性溶液という）としてのアルカリ土類金属塩化物溶液の
塗布装置１６の直後に横型の焼鈍炉５が配置され、ステ
ンレス鋼帯Ｓは前記塗布装置１６の塗布ロール１７，１
８を通過した後、炉内のハースロール５Ｒによって保持
されつつ炉内に送給される。この場合、塗布ロール１
７，１８とハースロール５Ｒにより保持された鋼帯Ｓは
必然的にカテナリ（懸垂線）を形成しながら移動する。
その鋼帯Ｓの移動速度が比較的遅い場合には、鋼帯Ｓの
下面側の面に塗布された脱スケール性溶液Ｌは、焼鈍炉
５内の予熱帯６内に存在している高温の燃焼排ガスの顕
熱で、最初のハースロール５Ｒに到達する以前に乾燥す
る〔図３（ａ）〕。

【０００７】しかし、鋼帯Ｓの移動速度が大きくなる
と、塗布された脱スケール性溶液Ｌが乾燥しきらないう
ちに最初のハースロール５Ｒに到達してしまう〔図３
（ｂ）〕。すると、その未乾燥の状態の脱スケール性溶
液がハースロール５Ｒで不均一に掻き取られて、鋼帯Ｓ
の表面に模様状の品質欠陥を生じさせると共に、ハース
ロール表面に付着した脱スケール性溶液の一部が乾燥に
より析出してロール寿命を短くするという未解決の課題
があった。

【０００８】本発明は、このような従来技術の未解決の
課題に着目してなされたものであり、熱延ステンレス鋼
帯の面に脱スケール性溶液を塗布して焼鈍炉で処理する
際に、鋼帯の送り速度が高くても鋼帯の良好な品質及び
ハースロールの寿命を維持できるステンレス鋼帯の焼鈍
・脱スケール方法及び装置を提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、熱延ステンレス鋼帯の表面
に予め脱スケール性を改善する溶液を塗布して焼鈍・酸
洗を行うステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法におい
て、前記熱延ステンレス鋼帯表面の当該溶液を乾燥させ
た後に、該鋼帯を焼鈍炉内へ搬送して焼鈍するものであ
る。

【００１０】また、請求項２に係る発明は、前記請求項
１に係るステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法の発明
において、熱延ステンレス鋼帯表面に塗布した溶液の乾
燥を、焼鈍炉内の燃焼排ガスの顕熱を利用して行うもの
である。また、請求項３に係る発明は、前記請求項１又
は請求項２に係るステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方
法の発明において、熱延ステンレス鋼帯表面に塗布した
溶液の乾燥は、焼鈍炉内の燃焼排ガス、該排ガスに他の
気体を混合してなるガス、焼鈍炉内の燃焼排ガスと熱交
換させた気体のいずれかからなる高温気体を当該鋼帯表
面に噴射して行うものである。

【００１１】更に、請求項４に係る発明は、熱延ステン
レス鋼帯の連続焼鈍・酸洗設備の焼鈍炉の前工程に当該
鋼帯の脱スケール性を改善する溶液の塗布装置を配設し
てなるステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール装置におい
て、前記塗布装置と前記焼鈍炉の入側との間に、前記溶
液が塗布された鋼帯の下面側を加熱乾燥させる乾燥装置
を備えたものである。

【００１２】また、請求項５に係る発明は、前記請求項
４に係るステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール装置の発明
において、乾燥装置は前記焼鈍炉内の高温の燃焼排ガス
の一部を抜き出して前記溶液が塗布された鋼帯の下面側
に吹き付ける噴射装置を備えている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１，図２は、本発明の一実施形
態例を示す図である。先ず、図１に示す熱延ステンレス
鋼帯連続焼鈍酸洗設備のライン構成を説明すると、１は
ペイオフリール、２は入側シヤー、３はウエルダ、４は
入側ルーパである。５は横形の焼鈍炉であって、予熱帯
６，加熱帯７，冷却帯８などから構成されており、加熱
帯７ではアスベストからなるハースロール５Ｒで鋼帯Ｓ
を支持して送りながら直火バーナにより連続的に熱処理
を施すようになっている。９はスケールブレーカ、１
０，１１は硫酸槽，硝フッ酸槽などを適宜組合せた複数
の酸洗槽、１２は洗浄装置、１３はドライア、１４は出
側ルーパ、１５は分割シャー、そして１６はテンション
リールである。通常、ＡＰラインで従来不可欠とされ、
焼鈍炉５の出側と酸洗槽１０との間に設置されていたシ
ョットブラストは省いて、鋼帯表面の粗度の劣化を防止
している。

【００１４】一方、焼鈍炉５の入側の前には、脱スケー
ル性溶液であるアルカリ土類金属塩化物水溶液の塗布装
置１６を設置するとともに、この塗布装置１６と焼鈍炉
５との間に、鋼帯Ｓの下面を乾燥させるための乾燥装置
２０が設けてある。前記塗布装置１６は、鋼帯Ｓの上面
塗布用ロール１７と下面塗布用ロール１８とを有して鋼
帯Ｓの上下両面にアルカリ土類金属塩化物水溶液を塗布
することができる。

【００１５】この実施形態例の乾燥装置２０は、図２に
詳細を示すように、配管２１，混合調整弁２２，ブロワ
２３及び鋼帯下面に燃焼排ガスを吹き付ける噴射装置で
あるノズル２４で構成されている。配管２１は焼鈍炉５
の予熱帯６の壁面に接続され、加熱帯７における直火バ
ーナの燃焼で発生した高温の燃焼排ガスの一部がその配
管２１を経てブロワ２３で予熱帯６から抜き出されてノ
ズル２４から噴射されるようになっている。混合調整弁
２２は配管２１の分岐管路に接続されており、焼鈍炉５
から取り出した燃焼排ガスの温度を調節するための希釈
用空気の量を調整するものである。なお、焼鈍炉５の予
熱帯６の上面には煙道２５，熱交換器２６，を介して排
気ブロワ２７が接続されており、加熱帯７で発生した燃
焼排ガスは、その排気ブロワ２７により予熱帯６の方へ
矢符号２８のように吸引され、煙道２５をへて熱交換器
２６で燃焼用空気と熱交換を行った後に外部へ排出され
る。本実施形態例の乾燥装置２０は、その燃焼排ガスの
一部を抜き出し、顕熱を利用して鋼帯下面側に塗布され
ているアルカリ土類金属塩化物水溶液を乾燥させるもの
である。

【００１６】次に、本実施形態例の作用を説明する。熱
間圧延後の鋼帯Ｓがペイオフリール１に巻かれている。
このステンレス鋼帯Ｓは、巻き戻されて入側シャー２に
より先端部または後端部を切断され、次にウエルダー３
において先行コイル又は後行コイルと溶接される。そし
て、入側ルーパ４を経て、アルカリ土類金属塩化物溶液
塗布装置１６に搬送される。このアルカリ土類金属塩化
物溶液塗布装置１６内において、上面塗布用ロール１７
及び下面塗布用ロール１８により鋼帯Ｓの表面（上下両
面）に溶液タンク内のアルカリ土類金属塩化物水溶液が
均一に塗布される。当該水溶液は熱延ステンレス鋼帯Ｓ
の表面に熱延時に形成されていた酸化スケール中に浸透
して、鋼帯Ｓの地鉄部にまで達する。

【００１７】次いで、鋼帯Ｓは、乾燥装置２０のノズル
２４上を通過する。そのとき、ノズル２４から噴出され
る高温の燃焼排ガスが鋼帯下面に吹き付けられて、塗布
されているアルカリ土類金属塩化物水溶液を予め乾燥さ
せる。アルカリ土類金属塩化物水溶液は水分が蒸発する
ことで固形状になる。その後、鋼帯Ｓは焼鈍炉５に送り
こまれて、予熱帯６で予熱されつつ加熱帯７に至り所定
温度で焼きなましされる。塗布装置１６の上下のロール
１７，１８で支持された鋼帯Ｓは加熱帯７の入り口部に
設置された最初のハースロール５Ｒに至るまでなにもの
にも非接触でカテナリ（懸垂線）をなして支持されてい
る。その鋼帯表面に塗布されたアルカリ土類金属塩化物
水溶液は既に水分が蒸発して、その成分はスケール内部
に浸透した状態で固形化し、その表面は乾燥しているか
ら、鋼帯下面が最初のハースロール５Ｒに接触したと
き、固形状のアルカリ土類金属塩化物がハースロール５
Ｒで不均一に掻き取られるようことはない。したがっ
て、従来のように、ハースロール５Ｒに未乾燥状態のア
ルカリ土類金属塩化物が不均一に掻き取られて、製品表
面に模様状の品質欠陥を生じてしまうようなことはな
い。また、ハースロール５Ｒの表面に付着したアルカリ
土類金属塩化物水溶液の一部が乾燥により析出してロー
ル寿命を縮めるといったような現象も生じない。

【００１８】かくして、鋼帯Ｓは表面のアルカリ土類金
属塩化物が乾燥した良好な状態を保って最初のハースロ
ール５Ｒを通過し、加熱帯７で熱処理される。ここで、
酸化スケール中に浸透しているアルカリ土類金属塩化物
は、溶融状態となって酸化スケール中に密に拡散してい
き、酸化スケールとの間で固−液反応が進行する。この
固−液反応により、先に述べたように熱間圧延工程中で
生成したスピネル構造を有する非常に強固な酸化スケー
ルが、不定形で機械的強度の弱いアルカリ土類金属を含
有するＣｒ、Ｆｅを含むスケールに変化して、簡単に鋼
帯表面から剥離するようになる。

【００１９】また、前記溶融状態となったアルカリ土類
金属塩化物固形物が、焼鈍工程中に鋼帯の酸化スケール
層中に密に拡散して、焼鈍工程中に使用する燃焼ガス中
に含まれる酸素が、鋼帯の地鉄部に進入することを阻止
するから、焼鈍炉５での熱処理中に新たに鋼帯表面に酸
化スケールが成長することはない。続いてステンレス鋼
帯Ｓは焼鈍炉５の冷却帯８に送られ、所定温度まで冷却
処理される。

【００２０】その後、ステンレス鋼帯Ｓはスケールブレ
ーカ９で機械的に脱スケール処理され、続いて１０硫酸
槽，硝フッ酸槽１１において化学的に脱スケール処理さ
れるとともに不働態化処理が施され、洗浄装置１２によ
り表面が清浄にされ、ドライア１３で乾燥されてから、
出側ルーパ１４を経て分割シャー１５により所定の長さ
に切断された後、テンションリール１６に巻き取られ
る。

【００２１】この実施形態例によれば、焼鈍炉５から排
出される高温の燃焼排ガスを利用して得た熱風を鋼帯Ｓ
の下面に乾燥装置２０のノズル２４から噴射して、焼鈍
炉５に搬送される前に鋼帯Ｓの表面に塗布したアルカリ
土類金属塩化物水溶液を乾燥させるものとしたため、横
型焼鈍炉において従来問題となっていたハースロール５
Ｒと接触する鋼帯下面側の模様欠陥の発生を防止するこ
とができる。また、燃焼排ガスの顕熱を利用するため
に、他の加熱源を殊更に必要とせずに上記の作用・効果
を得ることができる。

【００２２】以下に、図１，図２の設備を用いた実施例
により、本発明の効果を検証する。（実施例）鋼帯：ＳＵＳ３０４熱延ステンレス鋼帯、厚さ４．０ｍ
ｍ脱スケール性溶液：２％塩化カルシウム水溶液塗布量：鋼帯片面につき２０ｇ／ｍ² 鋼帯移動速度：３０，４０，５０ｍ／分以上の条件の下で、乾燥装置２０のノズル２４から噴射
した場合（乾燥有り）と噴射しない場合（乾燥無し）と
の比較実験を行った。

【００２３】熱風温度：３５０℃（混合調整弁２２によ
り希釈空気量を調整した）熱風噴出速度：３０ｍ／秒評価項目は、脱スケール処理終了後の鋼帯表面の模様欠
陥の有無とした。結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１の「乾燥状態」の欄は、試料鋼帯が焼
鈍炉の最初のハースロール５Ｒに接触した時点での鋼帯
表面の塗布物の状態を示し、○は乾燥完了、×は未乾燥
を表す。また、「結果」の欄は、製品鋼帯表面の模様欠
陥の有無を示したもので、○は模様欠陥なし、×は欠陥
発生を表す。表から明らかなように、鋼帯の移動速度が
３０ｍ／分のときには、乾燥有りの合も乾燥無しの場合
も、いずれも模様欠陥はなく良好な表面品質を得ること
ができた。

【００２６】鋼帯の移動速度が４０ｍ／分以上では、乾
燥無しでは模様欠陥が発生したのに対し、乾燥有りでは
５０ｍ／分まで模様欠陥の発生は無かった。もっとも、
今回の実験で鋼帯移動速度を６０ｍ／分まで大きくして
みたところ、模様欠陥の発生が認められたが、その場合
も熱風温度や熱風噴出速度を上記条件より大きくして乾
燥作用を強めれば、模様欠陥の発生は防止できる。

【００２７】上記実施例によれば、鋼帯表面に塗布した
脱スケール性溶液を乾燥させた後に、鋼帯を加熱炉に搬
送するようにしたので、高速で鋼帯を移動させつつ熱処
理した場合でも均一な表面品質を維持することが可能で
ある。なお、上記実施形態例では、直火式の焼鈍炉を対
象とした関係で乾燥装置の熱源として燃焼排ガスの顕熱
を利用したが、これに限らず、蒸気，電力等その他のエ
ネルギー源を使用した乾燥装置であっても同様の効果が
得られる。

【００２８】また、特に熱風の噴射を嫌うような鋼帯の
場合には、排ガスの顕熱を利用した輻射伝熱式の乾燥装
置としても良い。また、脱スケール性溶液の塗布装置を
焼鈍炉の直前に配置したものについて説明したが、本発
明の乾燥装置を上下両面に取り付けることにより、塗布
装置を焼鈍炉以前の任意の位置に配置することが可能に
なる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る方法の発明によれば、熱延ステンレス鋼帯表面に
塗布した脱スケール性溶液を乾燥させた後に鋼帯を焼鈍
炉内へ搬送して焼鈍するから、高速で熱処理を行っても
脱スケール溶液が未乾燥状態で炉内のハースロールで不
均一に掻き取られて製品表面に模様欠陥が発生する不都
合を防止できて、表面品質を維持できるという効果を奏
する。

【００３０】請求項２に係る方法の発明によれば、塗布
した脱スケール性溶液の乾燥を焼鈍炉内の燃焼排ガスの
顕熱を利用して行うので、特に別途に熱源を必要とせず
経済性が高いという効果が得られる。請求項３に係る方
法の発明によれば、塗布した溶液の乾燥は、燃焼排ガス
を利用した高温気体を鋼帯表面に噴射して行うので乾燥
速度が大きくできて、鋼帯を高速で搬送しつつ焼鈍処理
して表面品質の良い製品が製造できるという効果を奏す
る。

【００３１】請求項４に係る装置の発明によれば、脱ス
ケール性溶液の塗布装置と焼鈍炉の入側との間、鋼帯の
下面側に強制乾燥装置を配設したため、当該溶液が乾燥
した状態で炉内のハースロールに到達させることがで
き、ショットブラストを省いた表面品質の良好な高速焼
鈍処理が実現できるという効果を奏する。請求項５に係
る装置の発明によれば、上記乾燥装置の熱源に焼鈍炉内
の燃焼排ガスを有効利用できて熱効率の向上が図れると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱延ステンレス鋼帯連続焼鈍酸洗設備
のライン構成を示す図である。

【図２】図１の設備における脱スケール性溶液の乾燥装
置の一実施形態例を示す概要図である。

【図３】鋼帯搬送速度による塗布脱スケール性溶液の乾
燥状態の違いを説明する模式図であり、（ａ）は速度が
速い場合、（ｂ）は遅い場合を示す。

【符号の説明】

Ｓ鋼帯５焼鈍炉５Ｒハースロール１６（脱スケール性溶液）塗布装置２０乾燥装置２４噴射装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱延ステンレス鋼帯の表面に予め脱スケ
ール性を改善する溶液を塗布して焼鈍・酸洗を行うステ
ンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法において、前記熱延
ステンレス鋼帯表面の当該溶液を乾燥させた後に、該鋼
帯を焼鈍炉内へ搬送して焼鈍することを特徴とするステ
ンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法。
【請求項２】前記熱延ステンレス鋼帯表面に塗布した
溶液の乾燥を、焼鈍炉内の燃焼排ガスの顕熱を利用して
行うことを特徴とする請求項１記載のステンレス鋼帯の
焼鈍・脱スケール方法。
【請求項３】前記熱延ステンレス鋼帯表面に塗布した
溶液の乾燥は、焼鈍炉内の燃焼排ガス、該排ガスに他の
気体を混合してなるガス、焼鈍炉内の燃焼排ガスと熱交
換させた気体のいずれかからなる高温気体を当該鋼帯表
面に噴射して行うことを特徴とする請求項１または２記
載のステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール方法。
【請求項４】熱延ステンレス鋼帯の連続焼鈍・酸洗設
備の焼鈍炉の前工程に当該鋼帯の脱スケール性を改善す
る溶液の塗布装置を配設してなるステンレス鋼帯の焼鈍
・脱スケール装置において、前記塗布装置と前記焼鈍炉
の入側との間に、前記溶液が塗布された鋼帯の下面側を
加熱乾燥させる乾燥装置を備えたことを特徴とするステ
ンレス鋼帯の焼鈍・脱スケール装置。
【請求項５】前記乾燥装置は、前記焼鈍炉内の高温の
燃焼排ガスの一部を抜き出して前記溶液が塗布された鋼
帯の下面側に吹き付ける噴射装置を備えていることを特
徴とする請求項４記載のステンレス鋼帯の焼鈍・脱スケ
ール装置。