JPH1094817A

JPH1094817A - 潤滑性を改善した熱延鋼帯のメカニカルディスケーリング方法

Info

Publication number: JPH1094817A
Application number: JP27148996A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhiko Okano; 哲彦岡野; Toshinori Miki; 俊典三喜; Yoshiteru Moriyama; 義輝森山; Takuya Hashida; 拓弥橋田; Takumi Uchiyama; 匠内山; Kenji Hara; 健治原
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: JP3407847B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スケールが付着したままの熱延鋼帯を酸洗に
先立って高圧下冷延し、表面性状の良好な素材を得る。【解決手段】スケールが付着している熱延鋼帯１にレ
ベラー４又はスキンパスロールで５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上
の張力を与えた後、冷間圧延機５で高圧下圧延し、ブラ
ッシング５及び必要に応じてスプレー処理６を経て、酸
洗槽１１に搬入する。【効果】張力が付与された熱延鋼帯１を圧延機５に送
り込むとき、ワークロールによる噛込み時にスケール層
に亀裂が発生し易くなり、圧延油の吸着性が向上し、摩
擦係数が低下する。その結果、熱延鋼帯が安定条件下で
高圧下圧延され、スケールの剥離が促進される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱延鋼帯を機械的にデ
ィスケーリングすることにより酸洗負荷を軽減したディ
スケーリング方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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
する表面疵やクラック等の欠陥が発生する原因となる。
そこで、通常、酸洗によって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
性が劣化する虞れもある。

【０００３】酸洗に起因する諸問題を解決するため、酸
洗工程に送り込まれる熱延鋼帯の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５４−１３３４６０号公報，特開
昭５７−４１８２１号公報，特開昭５７−１０９１７号
公報等で紹介されている。高圧下率の冷間圧延により、
スケールに亀裂が発生し、また鋼帯に対する付着力が低
下するので、ショットブラスト，高圧水噴射，ブラッシ
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り、酸洗工程の負荷が軽
減する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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鋼帯表
面に付着・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ー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
下圧延で熱延鋼帯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。

【０００５】このようなことから、黒皮圧延は、酸洗負
荷の軽減に有効であるものの、高品質の表面肌が要求さ
れる冷延鋼帯の製造には適していないものとされてい
た。本発明は、このような問題を解消すべく案出された
ものであり、高圧下圧延で熱延鋼帯をディスケーリング
する際、張力付与状態で熱延鋼帯を圧延機に送り込むこ
とにより、鋼帯表面にあるスケール層の亀裂発生を促進
させて熱延鋼帯からのスケールを効率よく分離し、スケ
ール付着量が大幅に軽減された鋼帯を得、酸洗負荷を大
幅に軽減することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のディスケーリン
グ方法は、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にレベラー又はスキンパスロ
ールにより５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の張力を与え、冷間圧
延機で高圧下圧延した後、酸洗槽に導入する特徴とす
る。高圧下圧延された鋼帯表面をブラッシングすると
き、熱延スケールの除去が促進される。この方法で使用
されるディスケーリング装置は、表面に熱延スケールが
付着している熱延鋼帯に５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の張力を
付与するレベラー又はスキンパスロールと、該レベラー
又はスキンパスロールの下流側に配置され、前記熱延鋼
帯を高圧下圧延する冷間圧延機と、該冷間圧延機の出側
に配置されたブラシロールと、該ブラシロールの下流側
に配置された酸洗槽とを備えている。

【０００７】

【実施の形態】本発明に従ったラインは、たとえば図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から巻き戻され、入
側ブライドルロール３を経てレベラー４又はスキンパス
ロールで５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の張力を付与された後、
冷間圧延機５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。鋼帯表面に残留しているスケール粉砕物をブラシロ
ール６で剥離・除去した後、洗浄ブラシ７で鋼帯表面に
残留しているスケール粉砕物を除去する。更に出側ブラ
イドルロール８を経た後、必要に応じてスプレー装置９
に導入され、スプレーノズル１０から高圧水を吹き付け
ることによって鋼帯の表面が清浄化される。洗浄ブラシ
７によりスケールが効率よく除去されるとき、スプレー
装置９を省略することも可能である。このように処理さ
れた鋼帯は、次いで酸洗槽１１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、巻取りリール
１２で巻き取られる。

【０００８】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Ｆｅ₃ Ｏ₄ で構成されるが、概念的には
図２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ＦｅＯ層，Ｆｅ₃ Ｏ₄ 層及びＦｅ₂ Ｏ₃ 層が
基地鋼の表面に積層された構造をもつものと考えられ
る。実際、急冷した鋼帯ほどＦｅＯ層が厚くなる傾向を
示す。スケール層は、弱脱酸鋼では９〜１０μｍと比較
的厚く、Ｔｉ脱酸鋼では６〜７μｍと比較的薄くなって
いる。スケール層の大半を占めるＦｅ₃ Ｏ₄ 層及びＦｅ
₂ Ｏ₃ 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。

【０００９】熱延スケールが表面にある熱延鋼帯１、す
なわち黒皮材は、表面にうねりがあるものの、酸洗済み
の白皮材と比較して粗度が低く圧延油の吸着性に劣る。
そのため、圧延機５のロールバイト内に圧延油を供給す
ることが困難であり、潤滑性に劣り、圧延荷重が過大に
なり易い。この点、本発明では、高圧下圧延される前の
熱延鋼帯１にレベラー４又はスキンパスロールで５ｋｇ
ｆ／ｍｍ² 以上の張力を与えることにより、圧延機５入
側で熱延鋼帯１がワークロールに噛み込まれるとき、熱
延鋼帯１の表面にあるスケール層に亀裂が発生し易くな
る。発生した亀裂は、圧延油の吸着性を向上させ、圧延
時の潤滑性を改善する。この状態の熱延鋼帯１を冷間圧
延機５で高圧下圧延すると、ロールバイトへの水又は圧
延油の供給が促進され、適正な潤滑性（摩擦係数μで
０．０５〜０．２０の範囲）を確保しながら高圧下圧延
が安定条件下で行われる。

【００１０】レベラー又はスキンパスで圧延前に予歪み
を与えると、スケール層にクラックが発生する。このク
ラックの中に水又は圧延油が侵入するため、ロールバイ
トへの水又は圧延油の供給が促進される。レベラー又は
スキンパスでの張力を５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上にすると、
１．０％以上の伸びが確保され、前述した効果が顕著に
なる。また、レベラー又はスキンパスの効果と同様に、
ミル入側の張力を５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上にすると、ロー
ルバイトの入口でスケール層にクラックが発生し、水又
は圧延油の供給が促進される。この場合、レベラー又は
スキンパスにより伸びを与えることにより、更に大きな
効果が得られる。

【００１１】このようにして、たとえば圧延率が３０％
を超える熱延鋼帯の高圧下圧延が可能となる。圧下率の
上昇に応じて、基地鋼とＦｅＯ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ＦｅＯ層に
クラックが入る。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が粉粒状であるのに対し、
圧下率の上昇に伴って粉砕物のサイズが大きく鱗片状に
なっ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
ール層の深くまで、換言すればＦｅＯ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。高
圧下圧延された熱延鋼帯は、次いでブラシロール６によ
りブラッシングされる。スケール層に発生している亀裂
にブラシ毛が入り込み、下地鋼に対する付着力が弱くな
ったスケール層が鋼帯表面から除去される。このとき、
砥粒入りのブラシを使用すると、スケールの除去が一層
促進される。ブラッシングにより大半のスケールが鋼帯
表面から除去される。

【００１２】ブラッシング中又はブラッシング後に、ス
プレー処理しても良い。スプレー処理では、８０℃以上
の保持された温水をたとえば１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ
² 程度の高圧で鋼帯表面に噴射させることが好ましい。
ブラッシング後にも残留しているスケールは、高圧水の
吹付けにより、基地鋼を傷付けることなく除去される。
高圧水は、ブラシ毛を洗浄するためブラシロール６，７
の内部から噴射させてもよい。また、図１に示すように
ブラシロール６，７を多段に配置するとき、上段側６を
デスケーリング用に、下段側７を洗浄用に使用すること
ができる。

【００１３】このようにして、高圧下圧延及びブラッシ
ングにより、大半のスケールが鋼帯表面から除去される
ので、酸洗槽１１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、８０〜９５℃に保持された温水を使用するとき、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１１に搬入できる。したがって、酸洗浴
の温度低下が抑制され、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。しかし、温水の温度が高くなりすぎる
と、ブラシロールの損傷を促進させるので、温度８０℃
以下の温水を使用することが好ましい。

【００１４】冷間圧延機としては、ポリッシャー，スプ
レー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。この場合、熱延鋼帯から
ワークロールの周面に転写された熱延スケールの粉砕物
は、圧延ロールの表面に対向配置したポリッシャー，ス
プレーノズル，スクレーパ等によってロール表面から除
去され、系外に排出される。ポリッシャー，スプレーノ
ズル，スクレーパ等は、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の周面に対向配置すること
が好ましい。また、ワークロールに接して回転するバッ
クアップロールに対しても、同様なポリッシャー，スプ
レーノズル，スクレーパ等を設けてもよい。

【００１５】

【実施例】板厚２．７ｍｍの熱延鋼帯を、図１に示すデ
ィスケーリングラインで酸洗に先立って圧下率５０％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６〜１５μｍの熱延スケール
が付着したままの熱延鋼帯を使用した。熱延鋼帯１に、
冷間圧延機５の入側でレベラー４により５ｋｇｆ／ｍｍ
² 以上の張力を付与し、圧延機５により圧下率５０％で
圧延した。鋼種Ａを高圧下圧延したときの摩擦係数は、
付与した張力に応じて図３に示すように変化した。すな
わち、５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の張力を付与すると、摩擦
係数が０．２を下回り、過大な圧延荷重が圧延機に負荷
されることなく、熱延鋼帯１を圧延することができた。
これに対し、５ｋｇｆ／ｍｍ² 未満の張力を付与した熱
延鋼帯１を圧延したときには、摩擦係数が２以上の高く
なり、大きな圧延荷重が発生した。張力付与が摩擦係数
の低下に及ぼす影響は、鋼種Ｂについても同様にみられ
た。この結果から、５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の張力を付与
することにより、安定条件下で熱延鋼帯１を高圧下圧延
できることが判る。

【００１６】

【００１７】高圧下圧延後、砥粒入りのナイロンブラシ
ロール６で熱延鋼帯１をブラッシングした。そして、適
宜スプレー処理を施した鋼帯を酸洗槽に搬入し、各鋼帯
の酸洗状況を調査した。なお、酸液には１０％ＨＣｌ＋
７％Ｆｅ²⁺＋１ｇ／ｌＦｅ³⁺の割合で調合した液を使用
し、この酸液を９０℃に保持した状態で撹拌し、酸液に
各試験片を２〜２０秒間浸漬した。この酸洗条件は、通
常の酸洗条件にほぼ同等なものである。酸洗によるデス
ケーリング時間を比較した結果、レベラー後に３０％以
上の圧下率で高圧下圧延しブラッシングした鋼帯では、
２〜５秒の酸洗でデスケーリングが完了し、良好な肌が
得られた。他方、レベラーを施すことなく３０％以上の
圧下率で高圧下圧延しブラッシングした鋼帯では、デス
ケーリング性にバラツキがあり、ブラッシングによるデ
スケーリング性も劣る傾向が示され、酸洗時間にもバラ
ツキが発生した。

【００１８】以上の結果から、５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の
張力を与えることにより３０％以上の高圧下率で熱延鋼
帯を安定条件下に高圧下圧延でき、下地鋼からスケール
が効果的に剥離され、この熱延鋼帯をブラッシングする
ことによって大半のスケールが除去され、酸洗条件が大
幅に緩和されることが確認された。したがって、酸洗負
荷の軽減が可能になり、小型化された酸洗槽を使用して
短時間で酸洗仕上げすること，廃液処理の負荷が軽減さ
れる低濃度の酸液を使用すること等の種々の利点が得ら
れることが判る。また、酸洗浴へのＦｅ分の持込みが激
減するため、酸液自体の寿命も長くなる。しかも、高圧
下圧延によって所定の特性を酸洗ままの鋼帯に作り込む
ことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、高圧下冷間圧延で熱延鋼帯をデスケーリングする
際、レベラー又はスキンパスロールで５ｋｇｆ／ｍｍ²
以上の張力を付与した熱延鋼帯を圧延機に送り込むこと
により、鋼帯表面にあるスケール層に亀裂発生を促進さ
せている。スケール層の亀裂は、水又は水溶性圧延油を
効果的に捕捉し、安定条件下での高圧下圧延を可能にす
る。その結果、下地鋼からスケールの剥離が促進され、
ブラッシングを施すことにより、酸洗槽に搬入される鋼
帯のスケール付着量が大幅に軽減する。そのため、酸洗
負荷が減少し、酸洗時間の短縮，酸洗設備の小規模化や
低濃度酸液の使用等が可能となり、また酸洗に起因する
欠陥が素材に持ち込まれることも抑制される。更には、
酸洗浴の超寿命化も図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った熱延鋼帯のディスケーリング
ライン

【図２】熱延鋼帯表面に形成されているスケールの層
構成

【図３】張力付与が摩擦係数に及ぼす影響

【符号の説明】

１：熱延鋼帯２：ペイオフリール３：入側ブラ
イドルロール４：レベラー５：冷間圧延機６：デスケーリン
グ用のブラシロール７：洗浄用のブラシロール８：出側ブライドルロー
ル９：スプレー装置１０：スプレーノズル１１：酸洗槽１２：巻取
りリール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ２３Ｇ 3/02 Ｃ２３Ｇ 3/02 (72)発明者橋田拓弥大阪府堺市石津西町５番地日新製鋼株式会社堺製造所内 (72)発明者内山匠大阪府堺市石津西町５番地日新製鋼株式会社堺製造所内 (72)発明者原健治兵庫県尼崎市鶴町１番地日新製鋼株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に熱延スケールが付着している熱延
鋼帯にレベラー又はスキンパスロールにより５ｋｇｆ／
ｍｍ² 以上の張力を与え、冷間圧延機で高圧下圧延した
後、酸洗槽に導入する特徴とする熱延鋼帯のディスケー
リング方法。
【請求項２】高圧下圧延された鋼帯表面をブラッシン
グする請求項１記載の熱延鋼帯のディスケーリング方
法。
【請求項３】表面に熱延スケールが付着している熱延
鋼帯に５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の張力を付与するレベラー
又はスキンパスロールと、該レベラー又はスキンパスロ
ールの下流側に配置され、前記熱延鋼帯を高圧下圧延す
る冷間圧延機と、該冷間圧延機の出側に配置されたブラ
シロールと、該ブラシロールの下流側に配置された酸洗
槽とを備えている熱延鋼帯のディスケーリング装置。