JP3265249B2 - デスケーリング装置及び熱間圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延設備で使
用されるデスケーリング装置、及び当該デスケーリング
装置を使用した熱間圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱間圧延では鋼板温度が７００
℃〜１１００℃の温度で圧延を実施するため、被圧延材
を加熱炉で１０００℃〜１３００℃程度に加熱する。こ
のため、被圧延材の表面には酸化スケールが生成されて
おり、この酸化スケールが被圧延材の表面にある状態で
圧延を行うと、上記酸化スケールが鋼板表面に噛み込
み、スケール疵を生じる。

【０００３】これを防止するため、圧延直前に、鋼板表
面に高圧水を噴射し酸化スケールを除去している。この
工程をデスケーリングという。一般に、デスケーリング
処理を行うデスケーリング装置は、図６及び図７に示す
ように、搬送される鋼板１の上側及び下側にそれぞれ配
置されるデスケーリングヘッダ２を備え、その各デスケ
ーリングヘッダ２には、上記鋼板１の幅方向に沿って複
数のノズル３が設けられている。各ノズル３は、鋼板１
の対向する表面に向いていると共に鋼板搬送方向Ｐと反
対方向に向く噴射角αを持って、つまり高圧水４を搬送
方向Ｐに対して迎え噴射されるように設置されている。

【０００４】そして、各ノズル３から鋼板１の表面に向
けて迎え噴射で高圧水４を噴射し、その高圧水４が衝突
する際の衝撃によって鋼板１表面の酸化スケールを除去
している。

【０００５】このとき、鋼板１の幅方向全面に高圧水４
が吹き付けられるように、各ノズル３から噴射する高圧
水４は、それぞれ鋼板１の幅方向に所定のスプレー幅Ａ
を持って噴射するように設定されていると共に、隣合う
ノズル３から噴射された高圧水４は、互いに鋼板１の幅
方向でオーバラップする部分（以下、スプレーラップ部
Ｒと呼ぶ）を持つように設定されている。

【０００６】ここで、上記スプレーラップ部Ｒでは、隣
合うノズル３から噴射された高圧水４同士の相互干渉に
よって鋼板１表面に与える衝撃力が弱まってデスケーリ
ング能力が低下するが、鋼板１の大半を占める鋼種（普
通鋼、低炭素鋼、極低炭素鋼等）に生じた酸化スケール
は剥離性が良いため、スプレーラップ部Ｒを通過する鋼
板１表面部分の酸化スケールも上記噴射された高圧水４
により問題なく除去される。

【０００７】しかし、ＳｉやＮｉの含有率が各々又は合
計で０．２〜２．０重量％と高い鋼種の鋼板１において
は、剥離性の悪い酸化スケールが発生するため、上記従
来のデスケーリング装置におけるノズル配列では、噴射
した高圧水４同士が干渉する上記スプレーラップ部Ｒを
通過する酸化スケールを十分に除去できない。この結
果、スプレーラップ部Ｒを通過した鋼板１表面に酸化ス
ケールが残存し、その残存した酸化スケールによって、
圧延後に、図８に示すような、赤スケールと呼ばれるス
ケール疵２０が発生する。

【０００８】このスケール疵２０（赤スケール）は、酸
洗工程で酸により洗浄することで除去できるが、スケー
ル疵が発生した鋼板１は、酸洗後の表面粗度が大きく、
見栄えが良くないため、二級品の製品となってしまう。

【０００９】また、ＳｉやＮｉの含有率が高い鋼種の中
には、例えばトラックのフレーム用の鋼種のように、良
好な疲労特性を求められるものがあり、上記表面粗度の
増大は疲労強度の確保という点からも望ましくない。

【００１０】これに対して、図９に示すように、隣合う
ノズル３の噴射角の向きを交互に変更して配列、つまり
隣合うノズル３による高圧水の噴射が交互に迎え噴射及
び追い噴射となるようにノズル３を設置することで、鋼
板搬送方向Ｐからみた高圧水４のオーバラップ部分であ
る上記スプレーラップ部Ｒでの高圧水４の干渉がないよ
うにすることが考えられる。

【００１１】ここで、この改善に先立って単ノズル３に
よる噴射実験を行い、ノズル３を鋼板搬送方向に傾けて
追い噴射とした場合における、当該ノズル３から噴出さ
れた高圧水４によるデスケーリング能力を検討したとこ
ろ、鋼板１に対し高圧水４が所謂追い吹きとなり鋼板１
への衝撃が若干低下するものの、デスケーリング能力は
十分に確保されていることを確認している。

【００１２】なお、以下の説明においては、鋼板搬送方
向Ｐに傾いて（噴射角が負）追い噴射された高圧水４を
出側噴射スプレー４ｂと呼び、鋼板搬送方向Ｐと反対側
に傾いて（噴射角が正）迎え噴射された高圧水４を入側
噴射スプレー４ａと呼ぶ。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
９のノズル３配列を採用した場合には、圧延後の赤スケ
ールの発生頻度は幾分抑えられるものの、現実には、完
全に赤スケールの発生を抑制できるまでには至っていな
いという問題がある。

【００１４】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、難剥離性のスケールであっても圧延後に
赤スケールに発展しない程度にまで酸化スケールの除去
が可能な熱間圧延設備におけるデスケーリング装置を提
供することを課題としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項１に記載したデスケーリング装
置は、搬送される鋼板の幅方向に沿って複数のノズルを
配列し、その各ノズルは、それぞれ鋼板搬送方向に所定
の噴射角を持ち且つ鋼板幅方向に所定のスプレー幅の広
がりを持って鋼板表面に高圧水を噴射するデスケーリン
グ装置において、上記配列した複数のノズルについて、
隣合うノズルの上記噴射角を互いに正負反転させて交互
に反対方向に傾け、かつ、鋼板搬送方向から見て隣合う
ノズルからの高圧水同士をオーバラップさせると共に、
各ノズルによる上記スプレー幅の向きを鋼板幅方向から
所定捩じれ角だけ傾けたことを特徴とするものである。

【００１６】本発明においては、隣合うノズルの噴射角
は、正負反転して交互に迎え噴出及び追い噴出となって
噴射する向きが互いに異なるので、鋼板搬送方向からみ
て両者のスプレー幅にオーバラップ部分があっても、高
圧水のスプレーラップ部での干渉がなく、当該スプレー
ラップ部分でのデスケーリング能力の低下が回避され
る。

【００１７】このとき、本発明者等は、上述のように交
互に高圧水の噴射角を反転したノズル配列を単に採用し
ただけの場合（図１０参照）に、デスケーリング処理を
した鋼板表面にスケールが残る原因を検討したところ、
赤スケールが鋼板上面にのみ発生すること、しかも、そ
の発生部位に対応するスケール残りが鋼板上面における
出側噴射スプレー４ｂのパターンの軌跡２１として生じ
ることが判明した。さらに、入側噴射スプレー４ａと出
側噴射スプレー４ｂとの間（以下、滞留空間と呼ぶ）に
位置する鋼板表面に滞留水２２が所定量，存在してお
り、その滞留水２２によって、出側噴射スプレー４ｂの
衝撃力が弱められることにより、スケール残りが生じて
しまうことを突き止めた。

【００１８】即ち、鋼板１に吹き付けられた高圧水４の
一部が反射して上記滞留空間に向かうのであるが、従来
においては、噴射された高圧水４におけるスプレー幅の
向きは、板幅方向の広がりを大きくとるために板幅方向
に向いているため、上記滞留空間位置では、上記出側噴
射スプレー４ｂでの反射した水は、鋼板搬送方向と反対
側に向かい、且つ上記入側噴射スプレー４ａでの反射し
た水は、鋼板搬送方向に向かうために（図１０における
矢印Ｓが反射した水の進行方向を示す）、上記滞留空間
に常時所定量以上の滞留水２２が寄せられるようにして
滞留した状態となり、その水２２が鋼板１の進行に伴い
順次，出側噴射スプレー４ｂの位置に移動するためであ
る。

【００１９】そして、本願発明では、上記滞留水による
悪影響を除去すべく、各ノズルから噴射された高圧水の
スプレー幅に所定の捩じれ角を設ける、すなわち、スプ
レー幅の向きと板幅方向とに角度を設けることで、上記
滞留空間に反射する水に対し、鋼板幅方向に向かう分力
を持たせることが可能となる。そして、各捩じれ角の向
きを適当に揃えることで、上記反射した水が板幅方向端
部側に流れ易くなり、その結果、滞留水となる水が板幅
方向端部側に流れると共に現に存在する滞留水も板幅方
向端部側に逃げ易くなる。これによって、出側噴射スプ
レーの位置に移動してくる滞留水が減少して、該出側噴
射スプレーによる衝撃力が直接，鋼板に伝播し易くな
る。

【００２０】更に、請求項１の発明は、上記配列した複
数のノズルを鋼板幅方向の所定位置を境として板幅方向
で二つに区分し、各区分毎に、各ノズルの上記捩じれ角
の捩じれの向きを揃え、隣合うノズルによるスプレー幅
が平面視で鋼板幅方向端部側が広い略ハの字状となるよ
うに設定したことを特徴とするものである。

【００２１】この発明では、鋼板幅方向の所定位置を境
として板幅方向で二つに区分されて、各区分毎にそれぞ
れ板幅方向端部に向けて滞留水が流れるように各高圧水
の上記鋼板幅方向への広がりの向きが設定される。

【００２２】即ち、各区分毎にスプレー幅の向きを、鋼
板の幅方向端部側を向くように揃えることで、各区分毎
に、鋼板に衝突して反射した水のうち上記滞留空間に向
かう水は、全て同じ方向の鋼板幅方向端部側への分力を
持ち、確実に該鋼板幅方向端部側に流れ易くなる。

【００２３】次に、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の構成に対して、上記捩じれ角は、絶対値で５〜
１５度の範囲（−１５〜−５度，５〜１５度）に設定し
たことを特徴とするものである。

【００２４】捩じれ角θ（絶対値とする）と、出側噴射
スプレー側のスケール残存状況の関係を示すと、図５に
示すようになっていた。即ち、鋼板の通板速度が早くな
ると、酸化スケールが除去できなくなる傾向がある。こ
れは、主には通板速度が速いと滞留水が板幅方向に逃げ
る前に出側のスプレー位置に鋼板が来てしまうためであ
る。一般的には、赤スケール発生材は高張力鋼の厚物で
あり、その高張力鋼の通板速度は０．５〜１．０ｍ／ｓ
ｅｃの範囲である。このため、上記図５から、上記捩じ
れ角θが絶対値で鋼板幅方向から５度以上に設定されて
いれば、対象とする鋼種において出側噴射スプレー側で
も酸化スケールは完全に除去できることが分かる。

【００２５】このため、上記捻じれ角θの絶対値の下限
値を５度とした。また、上記捻じれ角θが大きいほど、
板幅方向への滞留水の水はけは良くなるが、各噴射され
た高圧水による鋼板幅方向の投影スプレー幅が小さくな
るため、ノズル個数を増設する必要が生じデスケーリン
グで使用される水量が増加し、エネルギー効率上不利で
ある。これに基づき、上記捻じれ角の絶対値の上限を１
５度とした。次に、請求項３に記載した発明は、上記請
求項１又は請求項２に記載のデスケーリング装置を使用
して鋼板表面のデスケーリングを行うことを特徴とする
熱間圧延方法を提供するものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。本実施形態のデスケーリング装
置は、熱間圧延設備に設けられ、図１に示すように、搬
送される鋼板１の上側及び下側にそれぞれヘッダ２が配
置され、その各ヘッダ２に高圧水供給装置５から高圧水
が供給されている。

【００２７】各ヘッダ２は、図２に示すように、鋼板１
の幅方向Ｗに延在していると共に、該ヘッダ２には、鋼
板幅方向Ｗに沿って配列した複数のノズル３が設けられ
ている。

【００２８】この配列した各ノズル３の軸は、隣合うノ
ズル３同士が、噴射角αを互いに正負反転させて交互に
反対方向に傾け、一方のノズル３からの噴射を迎え噴射
としたら他方のノズル３からの噴射が追い噴射となるよ
うに交互に設定されている。

【００２９】また、各ノズル３から噴射される高圧水４
は、板幅方向Ｗに所定のスプレー幅Ａを持って噴射され
ると共に、鋼板搬送方向Ｐからみて、隣合うノズル３か
ら噴射された各高圧水４は、板幅方向で互いにオーバラ
ップするように設定されている（図２中、δがオーバラ
ップ部分である）。

【００３０】このとき、上側に配設されたノズル３は、
上記図２及び図３に示すように、例えば絶対値で１０度
の捻じれ角を付けることで、各スプレー幅Ａの向きＨ
を、板幅方向Ｗから鋼板搬送方向に沿った方向Ｑに、例
えば絶対値でθ＝１０度だけの捻じれ角θを持って傾く
ように設定されている。

【００３１】本実施形態では、板幅方向Ｗの中央部Ｄを
境として板幅方向に二つに区画して、各区画毎に、各ノ
ズルの上記捩じれ角θの捩じれの向きを揃え、隣合うノ
ズルによるスプレー幅Ａが平面視で鋼板幅方向端部側が
広い略ハの字状となるように設定することで、滞留水
が、板幅方向Ｗの中央部Ｄを境としてそれぞれ反対方向
Ｔに流れ易くしている。

【００３２】上記構成のデスケーリング装置を使用した
場合には、各ノズル３から噴射された高圧水４における
鋼板１に衝突してノズル３側（滞留水ができる側）に反
射した水は、図４に示すように、鋼板１と衝突した際
に、上記スプレー幅Ａの向きＨと直交する方向Ｂに流
れ、その流れは鋼板幅方向Ｗに傾いた方向を持つため
に、鋼板幅方向端部１ａ，１ｂのうち近い側の端部にそ
れぞれ流れ易くなり、滞留水を鋼板幅方向Ｗに逃がし易
くなる。

【００３３】この結果、出側噴射スプレー４ｂと入側噴
射スプレー４ａとの間の滞留水の量が大幅に減少する。
これにより、出側噴射スプレー４ｂは、滞留水の悪影響
が大幅に軽減され、直接鋼板１表面に衝突して鋼板１表
面の酸化スケールを衝撃により除去される。

【００３４】ここで、上記各ノズルからの噴射された高
圧水４の捻じれ角θは全て同じにする必要はなく、絶対
値で板幅方向Ｗから個々に５〜１５度の範囲に適宜設定
すればよい。

【００３５】また、本発明では、板幅方向Ｗの中央部Ｄ
を境として両側に滞留水を逃がすようにしているが、例
えば、一方の板幅方向端部を鋼板幅方向の所定位置とし
て、他方の板幅方向端部側に向けて全て流れるように捻
じれ角を揃えてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のデス
ケーリング装置では、滞留水を鋼板幅方向に逃げやすい
ようにしたため、出側スプレーの衝撃力が確実に鋼板に
伝搬するようになり、難剥離性の酸化スケールであって
も確実に除去ができるようになり、難剥離性のスケール
を生じるような鋼種の鋼板であっても赤スケールの発生
を防止できるようになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るデスケーリング装置
を示す側面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るデスケーリング装置
を示す平面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る各ノズルから噴射さ
れた高圧水のスプレー幅の向き（捻じれ角）を示す図で
ある。

【図４】本発明の実施の形態に係る鋼板に衝突して反射
した水の流れる方向を示す図である。

【図５】噴射された高圧水の広がり方向の傾きと鋼板通
板速度との関係を示す図である。

【図６】従来のデスケーリング装置を示す側面図であ
る。

【図７】従来のデスケーリング装置を示す正面図であ
る。

【図８】スケール疵（赤スケール）の発生を示す図であ
る。

【図９】従来のデスケーリング装置を示す斜視図であ
る。

【図１０】従来のデスケーリング装置の問題を説明する
ための図である。

【符号の説明】

Ｐ 搬送方向 Ｄ 区画の境 Ｈ スプレー幅の向き α 噴射角 θ 捻じれ角 １ 鋼板 ２ ヘッダ ３ ノズル ４ 噴射された高圧水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−174137（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 45/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送される鋼板の幅方向に沿って複数の
   ノズルを配列し、その各ノズルは、それぞれ鋼板搬送方
   向に所定の噴射角を持ち且つ鋼板幅方向に所定のスプレ
   ー幅の広がりを持って鋼板表面に高圧水を噴射するデス
   ケーリング装置において、 上記配列した複数のノズルについて、隣合うノズルの上
   記噴射角を互いに正負反転させて交互に反対方向に傾
   け、かつ、鋼板搬送方向から見て隣合うノズルからの高
   圧水同士をオーバラップさせると共に、各ノズルによる
   上記スプレー幅の向きを鋼板幅方向から所定捩じれ角だ
   け傾け、さらに、上記配列した複数のノズルを鋼板幅方
   向の所定位置を境として板幅方向で二つに区分し、各区
   分毎に、各ノズルの上記捩じれ角の捩じれの向きを揃
   え、隣合うノズルによるスプレー幅が平面視で鋼板幅方
   向端部側が広い略ハの字状となるように設定したことを
   特徴とするデスケーリング装置。
2. 【請求項２】 上記捩じれ角は、絶対値で５〜１５度の
   範囲に設定したことを特徴とする請求項１に記載したデ
   スケーリング装置。
3. 【請求項３】 上記請求項１又は請求項２に記載のデス
   ケーリング装置を使用して鋼板表面のデスケーリングを
   行うことを特徴とする熱間圧延方法。