JPS582245B2 - 薄い黒皮スケ−ルを有する熱延鋼帯の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、薄い黒皮スケールを有する熱延鋼帯の製造
方法に関し、とくに熱間圧延条件を制御することによっ
て黒皮スケールの酸洗性その他の性能を改善した熱延鋼
帯の製造方法を提案するものである。

熱間圧延によって鋼帯表面には、一般に黒皮スケールと
呼ばれる酸化皮膜が生成する。

このような鋼帯を冷間圧延する場合、あるいはメッキ等
の表面処理を施す場合、さらには熱間圧延製品としてプ
レス加工等の成形加工用途に供する場合には、それらの
工程に先立って黒皮スケールを除去するのが通常である
。

スケールを除去する手段としては、一般には酸洗による
方法とショットブラスト等による機械的処理の方法があ
るが、後者の方法は完全な脱スケール手段としては適さ
ないことから、酸洗による方法が主に用いられている。

しかし酸洗による脱スケール作業には時間がかかるため
、高速化されている現在の鋼帯製品の製造工程において
は他のラインに比べて酸洗ラインは非能率的な、工程上
のネックになっているのが実情である。

そこで、黒皮スケールの酸洗性は、この種鋼板の生産性
あるいは品質を左右する重要な因子になっており、その
向上が強く望まれている。

ところで、熱延鋼帯の黒皮スケールは大部分マグネタイ
トであるが、このマグネタイトは熱間圧延後の冷却過程
においてウスタイトがマグネタイトとび鉄にかわる共析
変態反応によって生成したものであることが知られてい
る。

マグネタイトは通常の酸洗ラインで用いられている希塩
酸、希硫酸などに対して難溶であること、しかも上記し
た共析変態によって生成したα−Ｆｅ粒を含むマグネタ
イト層は緻密であることなどの理由により酸による溶解
、はく離を困難ならしめていると考えられてきた。

このため、従来の黒皮スケールの酸洗性を改善する手段
としては、大別すると次の２つの方法によって進められ
てきている。

その第一は、機械的な外力を加えて緻密な黒皮スケール
層に亀裂を発生させ、酸洗液の浸透性をよくしようとす
るものである。

この代表的な例は、酸洗する前にスキンパス圧延あるい
はレベラー加工を施すという方法である。

しかしながら、この方法の最大の欠点は、工程数が増え
るわけであるから、製造全工程を通じての生産性の向上
にはつながらず、またこれらの冷間加工により材質とく
に伸びの劣化を伴なう。

また、この方法による酸洗性の向上効果は通常の場合の
約１．３倍以下で、飛躍的な改善は期待できない。

その第二は、前記した熱間圧延後の冷却過程に生ずるス
ケールの共析変態反応の進行を抑制して、酸溶解性の大
きいウスタイトを残存させる方法である。

この目的を達する手段として、たとえば熱間圧延過程で
鋼表面に薬剤を付着もしくは塗布する方法が知られてい
る。

しかしながら、この方法の場合、使用する薬剤の用意は
もとより、それを塗布するための設備、さらには薬剤の
種類によっては環境水系への薬剤混入による弊害を防止
するための対策など、多くの出費と労力が必要である。

また、重要なことは、酸洗ラインの操業条件は、鋼板中
の最も酸洗性の劣る部分に律速されるのが実情であるこ
とから、薬剤の付着むらが生じた場合など、実際的な酸
洗時間の短縮は達成され得ないうれいがあり、そして高
速で移動する高温の鋼表面に薬剤を塗布しようとする場
合に、ムラなく薬剤を付着させることは極めて困離であ
って、現在この問題点を確実に解消し得る現実的に有効
な手段は見出されるに至っていない。

さてこの発明は、かかる従来の方法における諸問題を解
消する手段として、そこに付加されていたような別工程
を何ら経ることなく、また従って特別の付帯設備を必要
とせず、簡便かつ確実に黒皮スケールの酸洗性を飛躍的
に向上することができる方法を提供するものである。

この発明においては、熱間圧延条件の制御によって、黒
皮スケール量を大幅に低減することを骨子とするもので
ある。

もちろんスケールの酸洗性か、スケール量によって大き
な影響を受けることは知られているが、発明者らの調査
によって、第１図に示す如く、酸洗所要時間は黒皮スケ
ール量の減少割合にほぼ比例して短くなることが確認さ
れた。

発明者らは熱間圧延条件と黒皮スケール量の関係を詳細
に検討した結果、黒皮スケール量を左右するもつとも大
きな因子は仕上圧延終了温度と圧延終了直後からの冷却
条件であることをつきとめた。

すなわち、第２図は発明者らの調査による仕上圧延終了
温度と黒皮スケール量の関係、また第３図は仕上圧延終
了温度を７８０℃とした場合について圧延終了直後から
の冷却速度と黒皮スケール量の関係を示すものである。

第２図より仕上圧延終了温度が低下するに従い、また第
３図より仕上圧延後の冷却速度が犬となるに従い、黒皮
スケール量は減少することがわかる。

このような黒皮スケール量におよぼす仕上圧延終了温度
とその後の冷却速度の影響は互いに相乗的な作用をもつ
もので、仕上圧延終了温度を８００℃未満とし、かつ仕
上圧延直後からの冷却速度を３０６Ｃ／Ｓ以上とした場
合に極めて効果が大きくなり、黒皮スケール量を著しく
減少させることが可能となる。

なお、上記の効果は仕上圧延機入側温度にほとんど無関
係である。

これは仕上圧延機列中で生成した表面スケールは、各パ
ス毎に粉砕、はく離が繰返されるため、最終的な黒皮ス
ケール量は最終パス以前の表面温度にほとんど関与しな
いためと思われる。

この発明によれば、後述する実施例からもわかるように
、黒皮スケール量が通常の圧延方法による場合に比べて
非常に少ないので、酸洗性が極めて良好となるものであ
る。

この発明は上記知見に基づき、仕上圧延終了温度、仕上
圧延終了直後からの冷却条件および巻取温度を構成要件
とし、その限定理由は次のとおりである。

仕上圧延終了温度； ８００℃未満、６５０℃以上とする。

その理由は、８００℃以上の場合には、黒皮スケールの
生成速度が大きいためこの発明の目的が達せられないた
めであり、また６５０℃未満では効果が飽和するほか材
質的に延性の劣化などの弊害によるデメリットが大きく
なるためである。

仕上圧延終了後の冷却条件； 仕上圧延終了後の被圧延材温度が６５０℃を超える場合
には直ちに冷却を開始し、６５０℃までの平均冷却速度
が３０°Ｃ／Ｓ以上となるように冷却する。

この理由は３０°Ｃ／Ｓ未満の冷却速度の場合には仕上
圧延終了温度との相乗作用が少なく、黒皮スケール量を
減少させることができナくナるためであり、そして６５
０℃未満の温度領域では黒皮スケールの成長速度は小さ
く、冷却速度の影響が実質的に問題にならないからであ
る。

巻取温度； ６５０℃未満とする。

この理由は６５０℃以上の温度領域では黒皮スケールの
成長速度が大きく、巻取後に黒皮スケールの成長が生じ
るためである。

次に本発明の実施例について述べる。

第１表は高炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）熱延鋼帯の製造に際して
、この発明を適用した場合の実施例であり、比較例に掲
げたところと比べて黒皮スケール厚が著しく減少し、酸
洗性が著しく向上することが明らかである。

このようにして黒皮スケール量の著減は酸洗性の顕著な
向上をもたらすがそのほかにも鋼の歩留りの上昇が結果
的に得られることもとくに有利である。

すなわち、通常の熱延鋼板の黒皮スケールの占める重量
割合は、たとえば第１表の比較材で言えば約０．６０％
であるが黒皮スケール付着量、２０ｇ／ｍ２の実施例で
はそれが０．１６％であるから、両者における酸洗前後
の重量減少割合は０．４４％（純Ｆｅ分では約０．３４
％）の差となり、大量生産工場においては、継続的に得
られるメリットは非常に大きい。

この発明の圧延条件において上述高炭素鋼のみならず低
含鋼の熱延操業についてもほゞ同様な黒皮スケール量の
低減比が実現された。

この発明によって得られる黒皮スケールは、上に実施例
について実証したように著しく薄いために酸洗する場合
には容易に除去でき、しかもその反面機械的にはく離を
しようとする場合には極めて強固である。

これは薄い皮膜程はく離し難いという本質的性質に加え
て構造的に黒皮スケールが緻密で地鉄との密着性に富ん
だマグネタイト層からなっていることに基づいている。

従って、たとえば酸洗などの脱スケールを施さず黒皮ス
ケールの付着したままでこの発明による熱延鋼板を成形
加工に供する場合にも、加工時の黒皮スケールのはく離
がほとんど生じないのであり、近年、脱スケールのため
の設備的、経済的負担をなくす目的で黒皮スケールのま
ま加工する用途が増加する傾向にあるが、この発明によ
って得られる黒皮スケールの特性はこのような用途に対
しても好適である。

以上のべたところにおいてこの発明の効果は次のように
要約される。

１．前処理工程を経ることなく、また特別の付帯設備を
用いず、簡便かつ、確実に酸洗性を向上し得る。

２．鋼板製品の歩留り向上が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は黒皮スケール厚と酸洗性の関係グラフ、第２図
は黒皮スケール厚と仕上圧延終了温度の関係グラフ、そ
して第３図は黒皮スケール厚と仕上圧延後の冷却速度の
関係グラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱間圧延に際し、仕上圧延をその出側温度が６５０
   ℃以上、８００℃未満の温度範囲で終了し、仕上圧延終
   了後に被圧延材の温度が６５０℃を超える場合は直ちに
   冷却を開始して該圧延終了温度から６５０℃までにわた
   る温度領域を３０℃／Ｓ以上の平均冷却速度で冷却し、
   しかるのち６５０℃未満の温度範囲で巻取ることを特徴
   とする薄い黒皮スケールを有する熱延鋼帯の製造方法。