JPH10244312A - 表面性状に優れた熱延鋼板の粗圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱炉内で生成された一部地鉄に食い込んだ
楔型スケールを除去可能な表面性状に優れた熱延鋼板の
粗圧延方法を提供する。 【解決手段】 加熱炉１０から抽出されたスラブに高圧
水をスプレーしてデスケーリングを実施して、粗圧延を
行なう熱延鋼板の粗圧延方法であって、粗圧延を行なう
前にスラブに２回以上のデスケーリングを実施し、デス
ケーリングの内１つ以上のデスケーリングを、スラブの
表面温度が９５０℃以上で、且つ当デスケーリングの前
のデスケーリングを実施したスラブを大気酸化させた後
に実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に使用され
ている高圧水のスプレーによるデスケーリングによっ
て、除去が困難な楔型スケールを除去してスケール疵の
少ない製品鋼板を製造可能な表面性状に優れた熱延鋼板
の粗圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱延鋼板の粗圧延方法において、
製品鋼板のスケール疵の発生を防止する目的で、熱延の
加熱炉でスラブ等に生成したスケール（主にＦｅＯ）の
一般的な除去方法として、加熱炉から抽出されたスラブ
等に、幅圧下装置で幅圧下を実施した後、粗１号圧延機
（Ｒ１）の直前、粗２号リバース圧延機（Ｒ２）の前
後、さらに粗３号圧延機（Ｒ３）の直前で高圧水をスプ
レーする方法が知られている。また、特開昭５８−１６
３２５０号公報に記載の通り、圧延中にブラシロールを
使用してスケールを完全に除去しようとする方法が提案
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の熱延鋼板の粗圧延方法においては、以下に示す解決
すべき課題があった。即ち、上記の粗圧延方法では、Ｓ
ｉ、Ｓを含有する鋼材を加熱炉で昇温した際に発生する
加熱炉生成スケールは、図８に示すようにＳｉ、Ｓの濃
化したもので、一部地鉄に食い込んだ形態（楔型スケー
ル）となっているので、上記高圧水のスプレーでは、こ
の楔型スケールは除去されず残留するため、その後の
粗、仕上げ圧延を経て、冷延時に鋼板の表面にスケール
疵として出現することになる。また、特開昭５８−１６
３２５０号公報に記載の方法では、ブラシロールによ
り、楔型スケールと共に地鉄まで研削する可能性はある
が、ブラシロールの寿命が短くなると言う問題がある。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、加熱炉内で生成された一部地鉄に食い込んだ楔
型スケールを短縮又は除去可能な表面性状に優れた熱延
鋼板の粗圧延方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の表面性状に優れた熱延鋼板の粗圧延方法は、加熱
炉から抽出されたスラブに高圧水をスプレーしてデスケ
ーリングを実施して、粗圧延を行なう熱延鋼板の粗圧延
方法であって、前記粗圧延を行なう前に前記スラブに２
回以上の前記デスケーリングを実施し、該デスケーリン
グの内１つ以上のデスケーリングを、前記スラブの表面
温度が９５０℃以上で、且つ当該デスケーリングの前の
デスケーリングを実施した前記スラブを大気酸化させた
後に実施する。ここで、デスケーリングするスラブの表
面温度を９５０℃以上としているのは、表面温度が９５
０℃より低い場合は、最初のデスケーリング後の二次酸
化による十分なスケールオフ促進がなされず、このため
地鉄に食い込んだ楔型スケールの短縮効果が少ないから
である。

【０００６】請求項２記載の表面性状に優れた熱延鋼板
の粗圧延方法は、請求項１記載の表面性状に優れた熱延
鋼板の粗圧延方法において、前記デスケーリングの前の
前記大気酸化を５ｓｅｃ以上とする。ここで、デスケー
リングの前の大気酸化を５ｓｅｃ以上としているのは、
大気酸化が５ｓｅｃより短くなると二次酸化による十分
なスケールオフ促進がなされないために、楔型スケール
の短縮効果が少ないためである。そして、請求項３記載
の表面性状に優れた熱延鋼板の粗圧延方法は、請求項１
又は２記載の表面性状に優れた熱延鋼板の粗圧延方法に
おいて、前記加熱炉から抽出された前記スラブの地鉄と
スケールとの界面温度をＦｅ₂ ＳｉＯ₄ の融点以上に維
持して、前記最初のデスケーリングを実施する。ここ
で、加熱炉から抽出されたスラブの地鉄とスケールとの
界面温度をＦｅ₂ＳｉＯ₄ の融点以上に維持して、最初
のデスケーリングを実施しているのは、界面温度がＦｅ
₂ ＳｉＯ₄ の融点より低くなると、楔型スケールが凝固
状態であるため、加熱炉生成スケールの除去性能が低下
する（地鉄に食い込んだ楔型スケール上にスケールが一
部残留する）ため、二次酸化によるスケールオフ促進が
なされず、楔型スケールの短縮効果が少ないためであ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の実施の形態
に係る表面性状に優れた熱延鋼板の粗圧延方法を適用し
た熱延鋼板の粗圧延設備の概略構成図である。

【０００８】図１に示すように、本発明の実施の形態に
係る表面性状に優れた熱延鋼板の粗圧延方法を適用した
熱延鋼板の粗圧延設備Ａは加熱炉１０の抽出側の近傍に
設けた２つの加熱炉出口デスケーリング装置１１、１２
と、加熱炉出口デスケーリング装置１１、１２の下流側
に設置された粗１号圧延機（Ｒ１）１３と、粗１号圧延
機（Ｒ１）１３の直前に設けたデスケーリング装置１４
と、粗１号圧延機１３の下流側に設置された粗２号リバ
ース圧延機（Ｒ２）１５と、粗２号リバース圧延機１５
の前後に設けたデスケーリング装置１６、１７と、粗２
号リバース圧延機１５の下流側に設置された粗３号圧延
機（Ｒ３）１８と、粗３号圧延機１８の直前に設けたデ
スケーリング装置１９とから構成されている。

【０００９】前記の各デスケーリング装置１１、１２、
１４、１６、１７及び１９は従来の高圧水のスプレー装
置から成る。一例として、幅方向には１２本のノズルが
配置され、高圧水の噴出圧力は１４０Ｋｇｆ／ｃｍ² 、
噴出流量は１００リットル／分・本である。加熱炉１０
からは例えば、厚み２００ｍｍ〜３００ｍｍ、幅９００
ｍｍ〜１２００ｍｍ、長さ５０００ｍｍ〜１００００ｍ
ｍのスラブを１１００℃〜１２５０℃で抽出し、加熱炉
１０で生成されるスケールの厚みは１．０ｍｍ〜２．０
ｍｍである。粗１号圧延機（Ｒ１）１３、粗２号リバー
ス圧延機（Ｒ２）１５及び粗３号圧延機（Ｒ３）１８で
は、圧下装置によりスラブを所定の厚み圧下している。
なお、粗２号リバース圧延機（Ｒ２）１５では、スラブ
を複数回（本実施の形態では５回）パスしてスラブを所
定の厚み圧下している。

【００１０】次いで、本発明の実施の形態に係る表面性
状に優れた熱延鋼板の粗圧延方法について説明する。な
お、図２及び図３には、第１の実施の形態（水準Ａ）、
第２の実施の形態（水準Ｂ）、従来例（水準Ｃ、水準
Ｄ）を比較して、それぞれ図１に記載された各デスケー
リング装置の使用（○）、不使用（×）条件及び加熱炉
抽出からの経過時間とスラブの表面温度との関係の一例
を示す。加熱炉１０から表面温度が、第１の実施の形態
では１２００℃、第２の実施の形態では１２３０℃、従
来例では水準Ｃが１２００℃、水準Ｄが１２３０℃で抽
出されたスラブを、図１及び図２に示すように、第１の
実施の形態では、加熱炉１０の直後にある加熱炉出口デ
スケーリング装置１２のみで、第２の実施の形態では、
加熱炉出口デスケーリング装置１１のみで、高圧水を噴
出圧力１４０Ｋｇｆ／ｃｍ² 、噴出流量１００リットル
／分・本で噴出させ、その後は、従来例と同様、デスケ
ーリング装置１４、粗１号圧延機（Ｒ１）１３、デスケ
ーリング装置１６、粗２号リバース圧延機（Ｒ２）１
５、デスケーリング装置１７、粗２号リバース圧延機
（Ｒ２）１５、デスケーリング装置１６、粗２号リバー
ス圧延機（Ｒ２）１５、デスケーリング装置１７、粗２
号リバース圧延機（Ｒ２）１５、デスケーリング装置１
６、粗２号リバース圧延機（Ｒ２）１５、デスケーリン
グ装置１９、粗３号圧延機（Ｒ３）１８の順に金属スト
リップにデスケーリングと圧下がなされる。

【００１１】前記の条件でデスケーリングと圧下がなさ
れた金属ストリップの表面温度は、図３に示すようにな
る。図３は加熱炉抽出からの経過時間とスラブの表面温
度との関係を示すが、水準Ａ（△）はスラブを加熱炉か
ら抽出した後、最初のデスケーリングを行い、次に大気
酸化を所定時間行なってデスケーリングした場合であ
り、水準Ｃ（○）は比較に用いるための従来例である。
また、水準Ｂ（□）は加熱炉から抽出されるスラブ温度
を高くして界面スケールを溶融状態で最初のデスケーリ
ングを行い、次に大気酸化を所定時間行なってデスケー
リングした場合であり、水準Ｄ（●）は水準Ｂと同じ抽
出条件で粗１号圧延機（Ｒ１）１３直前のみのデスケー
リングの場合を示す。

【００１２】図１及び図３により、水準Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
の金属ストリップにおいて、水準Ａは約１２００℃でス
ラブを加熱炉から抽出した後、最初のデスケーリングを
行い、次に大気酸化を所定時間（５ｓｅｃ以上）行なっ
てデスケーリングをした場合であり、スラブの表面温度
は（△）に示すように、粗１号圧延機（Ｒ１）１３直前
のみデスケーリングする従来例の水準Ｃ（○）の場合よ
りも低下している。この場合の加熱炉抽出から粗１号圧
延機（Ｒ１）１３直前のスケールの状況は、水準Ａで
は、図５（Ａ）に示すように、加熱炉から抽出した直後
はスラブの地鉄２０の表面に厚いスケール２２と溶融状
態の楔型スケール２１ａが形成されている。このスラブ
の地鉄２０の表面にある厚いスケール２２は加熱炉から
抽出した後に行なわれる最初のデスケーリングにより除
去される。次にスラブの地鉄２０の表面が大気酸化さ
れ、次のデスケーリングにより楔型スケール２１の表層
近くも同時にデスケーリングされて楔型スケール２１は
無くなるか、あるいは浅くなる。水準Ｃ（○）は従来例
であり、水準Ａ同様にデスケーリング時の表面のスケー
ル２２と地鉄２０の界面は凝固温度か、あるいはそれ以
下の例を示す。また、水準Ｂ（□）は加熱炉から抽出さ
れるスラブ温度を１２３０℃と高くして界面スケールを
溶融状態で最初のデスケーリングを行い、次に大気酸化
を所定時間（５ｓｅｃ以上）行なってデスケーリングを
した場合であり、水準Ｄ（●）は粗１号圧延機（Ｒ１）
１３直前のみデスケーリングした場合である。

【００１３】図４は前記水準Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの圧延終
了後に残留する楔型スケールの長さ指数を比較したもの
である。同一抽出温度（１２００℃）である水準Ａと水
準Ｃを比較すると、水準Ａは水準Ｃよりも圧延終了後に
残留する楔型スケールの長さが短い。また、同一抽出温
度（１２３０℃）である水準Ｂと水準Ｄを比較すると、
水準Ｂは水準Ｄよりも圧延終了後に残留する楔型スケー
ルの長さが短い。なお、水準Ｄは水準Ｃよりも圧延終了
後に残留する楔型スケールの長さが長いが、これは水準
Ｄは水準Ｃよりも抽出温度が高いため、加熱炉内で生成
する楔型スケールが長いためである。

【００１４】本発明者は、従来法による製品鋼板のスケ
ール疵の発生メカニズムについて、図８に示すように推
定した。まず、加熱炉１０内においては、鋼材内のＳ
ｉ、Ｓの濃化したもので、一部地鉄２０に食い込んだ楔
型スケール２１と、地鉄２０面にＦｅＯからなるスケー
ル２２が生成される。次いで、高圧水によるデスケーリ
ングによって地鉄２０面上のＦｅＯからなるスケール２
２は除去されるが、楔型スケール２１は地鉄２０に食い
込んだままで除去されない。さらに、粗・仕上げ圧延に
より楔型スケール２１は、最終的に冷延時に製品鋼板の
スケール疵として出現することになる。

【００１５】したがって、地鉄２０に食い込んだ楔型ス
ケール２１を除去する方法について鋭意検討した。その
結果、以下のことを知見し得た。 加熱炉内で生成したスケールを除去した後、（地鉄表
面の二次酸化＋デスケーリング）即ち、二次酸化による
スケールオフ（Ｓｃａｌｅ Ｏｆｆ）を促進することに
よって、地鉄内に閉じ込められた楔型スケールの長さを
減少させることができる。 加熱炉内で生成したスケール（ＦｅＯ）の除去性の向
上には、地鉄内に閉じ込められた楔型スケールを溶融状
態でデスケーリングすることが有効である。以下に、こ
れらについて詳細に説明する。

【００１６】図５（Ａ）は、二次酸化によるスケールオ
フ促進により楔型スケールの長さを短縮（又は除去）す
るメカニズム（水準Ａに相当する）、図５（Ｂ）は、従
来例のスケール除去のメカニズムを示す。図５（Ａ）に
示す二次酸化によるスケールオフ促進により楔型スケー
ルの長さを短縮（又は除去）するメカニズムにおいて
は、加熱炉内で生成したスケール（ＦｅＯ）２２と地鉄
２０に食い込んだ溶融状態の楔型スケール２１ａは、加
熱炉１０直後に設けた加熱炉出口デスケーリング装置１
２によりスケール２２が略全部除去されるが、高温状態
（スラブの表面温度は約９５０℃〜１１５０℃）の凝固
した楔型スケール２１の地鉄２０表面近傍には一部スケ
ール（ＦｅＯ）２２ａが付着している。しかし、スラブ
の表面温度が高温であるため、地鉄２０内の楔型スケー
ル２１近傍には二次酸化によるスケールオフ促進が生じ
て、デスケーリング装置１４のデスケーリングによって
二次酸化部分が除去され、地鉄２０に食い込んだ楔型ス
ケール２１と共にスケール２２ａも除去される。さら
に、粗１号圧延機（Ｒ１）１３、粗２号リバース圧延機
（Ｒ２）１５、粗３号圧延機（Ｒ３）１８及び、各デス
ケーリング装置１６、１７、１９によって、前述と同様
に高温状態での二次酸化によるスケールオフ促進によ
り、地鉄２０に食い込んだ楔型スケール２１は次第に短
縮（又は除去）されることになる。

【００１７】また、図６の太い点線は図３の水準Ｂを示
しているが、溶融状態でデスケーリングすることによっ
て加熱炉生成スケールの除去性能の向上を図ると共に、
前記二次酸化によるスケールオフ促進により楔型スケー
ルの長さを短縮するメカニズムにおいては、加熱炉１０
内で生成したスケール２２は、楔型スケールが溶融状態
であるため、加熱炉１０直後に設けた加熱炉出口デスケ
ーリング装置１１によりスケール２２が全部完全に除去
され即ち、スケール２２の剥離性が向上する。同時にス
ラブの表面温度が高温であるため、地鉄２０内の楔型ス
ケール２１近傍には二次酸化によるスケールオフ促進が
生じて、デスケーリング装置１４のデスケーリングによ
って二次酸化部分が除去される。この高温状態での二次
酸化によるスケールオフ促進により、地鉄２０に食い込
んだ楔型スケール２１は次第に短縮（又は除去）される
ことにより、前記水準Ａの場合よりさらに短くなる。

【００１８】本実施の形態に係る熱延鋼板の粗圧延方法
と比較して、水準Ｄの従来例の方法においては、デスケ
ーリング装置１４のデスケーリングでは、加熱炉抽出か
らの経過時間が長いため楔型スケールは凝固し、楔型ス
ケール上にスケールが一部残留する。その後、粗１号圧
延機（Ｒ１）１３、粗２号リバース圧延機（Ｒ２）１
５、粗３号圧延機（Ｒ３）１８及び、各デスケーリング
装置１６、１７、１９によって、前述と同様に二次酸化
によるスケールオフ促進により、地鉄２０に食い込んだ
楔型スケール２１は次第に短縮されることになるが、一
部残留する。

【００１９】次に、前述の図６は、加熱炉抽出からの経
過時間とスラブの界面温度（地鉄とスケールの界面温
度）との関係を示すグラフである。なお、水準Ｂは、抽
出温度は１２３０℃、スラブ厚みは２５０ｍｍ、スケー
ル厚みは１．９ｍｍにてシミュレーションした場合の結
果を示している。ここで、溶融状態の楔型スケールが生
成されると推定されるＦｅ₂ ＳｉＯ₄ の融点１１７７℃
以上に界面温度を保持するためには、加熱炉抽出からの
経過時間を５０ｓｅｃ以内とする必要があることが判
る。即ち、加熱炉抽出からの経過時間を５０ｓｅｃ以内
で最初のデスケーリングを行なうことにより、楔型スケ
ールが溶融状態でデスケーリングすることが可能とな
る。したがって、加熱炉１０の直後に設けた加熱炉出口
デスケーリング装置１１によりこのことが可能となる。

【００２０】次に、上記の溶融デスケーリングの効果を
確認する実験の条件及び結果について、図７（Ａ）、
（Ｂ）に示す。図７（Ａ）に示す実験Ｎｏ．Ｂ１は、ス
ケールと地鉄の界面温度がＦｅ₂ ＳｉＯ₄ の融点（１１
７７℃）以下のデスケーリングでは、加熱炉内で生成さ
れるスケールの残留が多いことを確認するためのもの、
図７（Ｂ）に示す実験Ｎｏ．Ｂ２は溶融デスケーリング
の効果を確認するためのものである。実験の条件として
は、両方とも抽出温度は１２３０℃とし、デスケーリン
グ前界面温度を、Ｂ１では１１０７℃、Ｂ２では１２１
０℃とした。

【００２１】図７（Ａ）、（Ｂ）は実験の結果としてデ
スケーリング時のスケール除去の状況を、界面の顕微鏡
写真を基にして模式的に示したものである。上記の結果
から以下のことが明らかになった。Ｂ１とＢ２を比較す
ると、界面温度が１１７７℃を超える条件で溶融デスケ
ーリングを実施することにより、界面に残留する加熱炉
内で生成されたスケールを著しく減少させることが可能
である。したがって、溶融デスケーリングにより楔型ス
ケール付近の地鉄の二次酸化を阻害するスケールを除去
することができるので、二次酸化によるスケールオフ促
進により楔型スケールの短縮効果が増大する。

【００２２】前記実施の形態においては、加熱炉抽出後
で、かつデスケーリング装置１４前のデスケーリングの
回数を１回としたが、スラブの表面温度を９５０℃以上
に維持できれば、回数を増やす（２回以上）ことによ
り、二次酸化量を増やして、楔型スケールの短縮効果を
向上できる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１〜３記載の表面性状に優れた熱
延鋼板の粗圧延方法においては、粗圧延を行なう前にス
ラブに２回以上のデスケーリングを実施し、該デスケー
リングの内１つ以上のデスケーリングを、スラブの表面
温度が９５０℃以上で、且つ当該デスケーリングの前の
デスケーリングを実施したスラブを大気酸化させた後に
実施しているので、スケール（ＦｅＯ）と地鉄との界面
温度が高温の状態でデスケーリングが行なえるため、加
熱炉生成スケールを除去できると共に、その後の高温で
の二次酸化により、従来の低温デスケーリングに比べて
楔型スケールを著しく減少（又は短縮）させることが可
能となり、したがって製品鋼板のスケール疵の発生を減
少できる。

【００２４】特に、請求項２記載の表面性状に優れた熱
延鋼板の粗圧延方法においては、デスケーリングの前の
大気酸化を５ｓｅｃ以上としているので、二次酸化によ
る十分なスケールオフ促進がなされ、楔型スケールの短
縮効果がさらに向上する。そして、請求項３記載の表面
性状に優れた熱延鋼板の粗圧延方法においては、加熱炉
から抽出されたスラブの地鉄とスケールとの界面温度を
Ｆｅ₂ ＳｉＯ₄ の融点以上に維持して、最初のデスケー
リングを実施しているので、地鉄に食い込んだ楔型スケ
ール上に一部残留するスケールが除去されて、さらに楔
型スケールの短縮効果が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る表面性状に優れた
熱延鋼板の粗圧延方法を適用した熱延鋼板の粗圧延設備
の構成図である。

【図２】デスケーリング装置の使用、不使用条件を示す
説明図である。

【図３】加熱炉抽出からの経過時間とスラブ表面温度と
の関係を示すグラフである。

【図４】楔型スケールの短縮効果を説明するグラフであ
る。

【図５】（Ａ）は二次酸化によるスケールオフ促進によ
り楔型スケールの長さを短縮するメカニズム、（Ｂ）は
従来のデスケーリングによるメカニズムを示す説明図で
ある。

【図６】加熱炉抽出からの経過時間と、地鉄とスケール
との界面温度との関係を示すグラフである。

【図７】溶融デスケーリングに関する確認実験における
実験条件及び結果を示す説明図である。

【図８】地鉄に食い込んだ楔型スケールが除去されない
で、冷延時に鋼板の表面にスケール疵として出現するこ
とを説明する模式図である。

【符号の説明】

Ａ 熱延鋼板の粗圧延設備 １０ 加熱炉 １１ 加熱炉出口デスケーリング装置 １２ 加熱炉出口デスケーリング装置 １３ 粗１号圧延機 １４ デスケーリ
ング装置 １５ 粗２号リバース圧延機 １６ デスケーリ
ング装置 １７ デスケーリング装置 １８ 粗３号圧延
機 １９ デスケーリング装置 ２０ 地鉄 ２１ 楔型スケール ２１ａ 溶融状態
の楔型スケール ２２ スケール（ＦｅＯ） ２２ａ スケール
（ＦｅＯ）

フロントページの続き (72)発明者 坂口 庄一 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 亀田 正春 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱炉から抽出されたスラブに高圧水を
   スプレーしてデスケーリングを実施して、粗圧延を行な
   う熱延鋼板の粗圧延方法であって、 前記粗圧延を行なう前に前記スラブに２回以上の前記デ
   スケーリングを実施し、該デスケーリングの内１つ以上
   のデスケーリングを、前記スラブの表面温度が９５０℃
   以上で、且つ当該デスケーリングの前のデスケーリング
   を実施した前記スラブを大気酸化させた後に実施するこ
   とを特徴とする表面性状に優れた熱延鋼板の粗圧延方
   法。
2. 【請求項２】 前記デスケーリングの前の前記大気酸化
   を５ｓｅｃ以上とすることを特徴とする請求項１記載の
   表面性状に優れた熱延鋼板の粗圧延方法。
3. 【請求項３】 前記加熱炉から抽出された前記スラブの
   地鉄とスケールとの界面温度をＦｅ₂ ＳｉＯ₄ の融点以
   上に維持して、前記最初のデスケーリングを実施するこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の表面性状に優れた
   熱延鋼板の粗圧延方法。