JP5935541B2

JP5935541B2 - 熱延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP5935541B2
Application number: JP2012145621A
Authority: JP
Inventors: 孝喜神
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: JP2014008517A

Description

本発明は、複数の仕上圧延スタンドを備えた仕上圧延機を用いて鋼板の仕上圧延を行う工程を具える熱延鋼板の製造方法であって、特に、鋼板表面のスケール疵の発生を低減できる熱延鋼板の製造方法に関するものである。

薄鋼板等の熱延鋼板を製造する際、鋼板を空気中で高温度にさらすため、鋼板の表面に鉄と酸の化合物である酸化鉄（スケール）が発生する。このスケールは、図１に示すように、鋼板表面から部分的に剥がれ（図１(ａ)）、その後圧延されることによって（図１(ｂ)）、表面疵（スケール疵）を発生させるという問題があり（図１(ｃ)）、その解決が望まれている。
ここで、前記スケールは、加熱炉における加熱中に生じる一次スケール、圧延中又は圧延ラインの搬送中に生じるスケールを二次スケールとして区別される。

スケール除去手段としては、圧延機の前段にデスケーリング装置を設け、圧延鋼板の表面に高圧水を噴射して、スケールを除去することが一般的である。しかしながら、デスケーリング装置では、完全なスケール除去は困難であるという問題に加え、上述した二次スケールについては抑制できないため、依然としてスケール疵の低減についての課題は残されたままであった。

近年、上記課題を解決するための技術がいくつも開発されており、例えば特許文献１には、粗圧延機、デスケーリング装置及び複数の仕上圧延機からなる圧延装置列で鋼板を熱間圧延するに際し、デスケーリング装置と第１段の仕上圧延機の間あるいは第１段と第２段の仕上圧延機との間もしくはその双方において予め定められた熱延鋼板のスケール疵発生臨界温度以上の幅方向中央部を強制冷却することで、スケールの発生を抑制しつつ圧延を行う熱延鋼板の製造方法が開示されている。

また、特許文献２には、仕上圧延機の下流に入側のデスケーリング用ピンチロールと出側のデスケーリング用ピンチロールを有する噴射圧力１００kg／cm2 以上のデスケーリング装置を、その下流に熱伝達率４０００kcal／m²・hr・℃以上の冷却装置を、さらにその下流にストリップ表面温度計（巻取温度計）とスケール厚検出器を有し、該巻取温度計及びスケール厚検出器により測定されるストリップの表面温度（巻取温度）及びスケール厚に応じて前記冷却装置の冷却長さ、及び前記デスケーリング装置の噴射圧力を制御する制御装置を有することを特徴とする薄スケール鋼板の連続熱間圧延設備が開示されている。

さらに、特許文献３には、熱間圧延により鋼板を製造するに際し、粗圧延前のスラブ形状をその断面の面積Ｓａと、スラブ幅中央部の厚みｈｃ及びスラブ幅ｗで構成される長方形の面積Ｓｂ（Ｓｂ＝ｈｃ×ｗ）との差△Ｓ（△Ｓ＝Ｓａ−Ｓｂ）の前記長方形の面積Ｓｂに対する比ｒ（ｒ＝△Ｓ／Ｓｂ）を０．００１〜０．００３にするとともに、粗圧延第１パスのスラブ幅中央部の圧延率を２〜８％とすることを特徴とする熱間圧延における鋼板の表面疵低減方法が開示されている。

特開昭５７−１５４３０１号公報特開平８−３３２５１４号公報特開平９−２４４０１号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、仕上圧延機の入り口温度が極端に低くなるため、通板不良が発生するおそれがあり、また、冷却設備を新たに設け、維持するためのコストが大きくなり、実際の操業に適応しないという問題があった。

また、特許文献２及び３の技術については、上記一次スケールについては低減できるものの、仕上圧延機において発生する二次スケールについては低減できないため、依然としてスケール疵の問題は残されたままであった。

本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであり、新たな装置等を設けることなく、鋼板表面のスケール疵の発生を有効に低減できる熱延鋼板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、複数の仕上圧延スタンドを備えた仕上圧延機を用いて鋼板の仕上圧延を行う工程を具える熱延鋼板の製造方法について、上記課題を解決すべく調査を行った。その結果、通板中、前記複数の仕上圧延スタンドのうち前記鋼板が２番目に接触する仕上圧延スタンド（Ｆ２スタンド）の圧下率を低く設定し、さらに該Ｆ２スタンドと接触する際の鋼板の表面温度を低く設定することで表面疵の発生が低減されるという知見を得た。

そして、さらに鋭意検討を重ねた結果、通板中、前記Ｆ２スタンドを通過する際のＦ２スタンドの圧下率及び鋼板の表面温度について以下の関係式を満たすように制御することによって、スケールの発生を抑制するとともに、鋼板表面にスケールが発生した場合であっても、それに起因した疵の発生を低減できることを見出した。
Ｐ≦−0.1Ｔ＋140
Ｐ：Ｆ２スタンドの圧下率（％）
Ｔ：Ｆ２スタンドを通過する際の鋼板の表面温度（℃）

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
（１）複数の仕上圧延スタンドを備えた仕上圧延機を用いて、鋼板の仕上圧延を行う工程を具える、熱延鋼板の製造方法であって、
通板中、前記複数の仕上圧延スタンドのうち、前記鋼板が２番目に接触する仕上圧延スタンド（Ｆ２スタンド）を通過する際のＦ２スタンドの圧下率及び鋼板の表面温度が以下の関係式を満たし、該Ｆ２スタンドを通過する際のＦ２スタンドの圧下率（Ｐ）が40％以下、鋼板の表面温度（Ｔ）が960℃以下となるように制御することを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
Ｐ≦−0.1Ｔ＋140
Ｐ：Ｆ２スタンドの圧下率（％）
Ｔ：Ｆ２スタンドを通過する際の鋼板の表面温度（℃）

（３）前記仕上圧延機の出側の温度を870℃以下に制御することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の熱延鋼板の製造方法。

本発明によれば、新たな装置等を設けることなく、鋼板表面のスケール疵の発生を有効に低減できる熱延鋼板の製造方法を提供できる。
また、本発明では、仕上圧延の条件を制御しているだけであり、新たな装置を設けるわけではないためコストの高騰を招くという問題もなく、通板不良等の新たな懸念が発生することもない。

スケール疵の発生を説明するための模式図である。本発明による熱延鋼板の仕上圧延を説明するための模式的図である。Ｆ２スタンドを通過する際の鋼板の表面推定温度及びＦ２スタンドの下率の条件を変更して仕上圧延を行ったときの鋼板の表面疵の有無について示したグラフである。各仕上圧延スタンドを通過する際の鋼板の中心温度と表面温度の一例を示した図である。

以下、本発明について図面を用いて具体的に説明する。
図２は、本発明による熱延鋼板の仕上圧延の状態を模式的に示したものである。

本発明による熱延鋼板の製造方法は、図２に示すように、複数の仕上圧延スタンド（Ｆ１スタンド〜Ｆ７スタンド）を備えた仕上圧延機１を用いて、鋼板の仕上圧延を行う工程を具える。
そして、本発明は、通板中、前記複数の仕上圧延スタンド（Ｆ１スタンド〜Ｆ７スタンド）のうち、前記鋼板が２番目に接触する仕上圧延スタンド（Ｆ２スタンド）を通過する際のＦ２スタンドの圧下率（％）及び鋼板の表面温度（℃）を、以下の関係式（１）及び（２）を満たすように制御することを特徴とする。
Ｐ≦−0.1Ｔ＋140・・・（１）
Ｔ≦975・・・（２）
Ｐ：Ｆ２スタンドの圧下率、Ｔ：Ｆ２スタンドを通過する際の鋼板の表面温度

前記Ｆ２スタンドを通過する際の鋼板の表面温度Ｔを975℃以下とすることで、鋼板表面に発生するスケールを抑制できるとともに、Ｆ２スタンドによる圧下率Ｐを特定の数値（−0.1Ｔ＋140）以下とすることで、鋼板表面にスケールが発生した場合であっても、それに起因した疵の発生を低減できる。

ここで、Ｆ２スタンドを通過する際の鋼板の表面推定温度（℃）及びＦ２スタンドの圧下率（％）の条件を変更し、その他の条件は全て同じにして熱延鋼板の仕上圧延を行った（４９サンプル）。熱延鋼板の各サンプルについて、表面疵の有無を調査した結果を図３に示す。
図３に示す結果から、上記式（１）及び（２）を満たす条件によってＦ２スタンドを通過した鋼板のサンプルについては、いずれも表面疵の発生がないことがわかった。一方、式（１）及び（２）を満たさない鋼板のサンプルについては、表面疵を発生する場合があることがわかる。

なお、前記仕上圧延機のＦ２スタンドに着目した理由としては、仕上圧延スタンドを通板中の材料表面温度が前記Ｆ２スタンドで最も高くなるためである。通常、仕上圧延スタンドを通板している鋼板の中心温度は、一番最初に接触する仕上圧延スタンド（Ｆ１スタンド）との接触時が最も高いが、図２に示すように、仕上圧延機１の直前の高圧デスケーリング機２によるデスケーリング処理によって、鋼板の表面温度が一時的に低下する。そのため、前記Ｆ１スタンドを通過した後に、Ｆ１スタンドによる加工発熱によって鋼板の表面温度が鋼板中心温度と同等にまで増大し、Ｆ２スタンドを通過する際の鋼板の表面温度が一番高くなると考えられる。
そして、鋼板表面に発生するスケールの厚さは、一般的に材料温度が高くなるほど厚くなり、剥がれやすくなる傾向があるため、Ｆ２スタンドによる圧延時にスケールが剥がれ、巻き込み表面疵が発生するのを抑制すべく、鋼板の表面温度はできるだけ低くし、スタンドの圧下率も低く制御することが重要である。

ここで、図４は、各仕上圧延スタンドを通過する際の鋼板の中心温度と表面温度の一例を示したものである。なお、鋼板は低炭素鋼を用いて仕上圧延を行っている。
図４から、鋼板の中心温度についてはＦ１スタンド通過時が一番高いが、鋼板の表面温度についてはＦ２スタンド通過時が一番高くなっていることがわかる。

また、より確実にスケール疵の発生を低減する観点から、前記Ｆ２スタンドを通過する際のＦ２スタンドの圧下率を40％以下、前記鋼板の表面温度を960℃以下とする。

さらに、仕上圧延機の出側の温度を870℃以下に制御することが好ましい。前記仕上圧延機の出側温度が870℃を超える場合、鋼板の表面温度が高くなりすぎるため、Ｆ２スタンド通過した後に、スケールの剥がれを引き起こし、スケール疵が発生するおそれがあるからである。

なお、図２では、仕上圧延機１の仕上圧延スタンドを、計７個（Ｆ１スタンド〜Ｆ７スタンド）設置しているが、その数は特に限定はされない。仕様等に応じて適宜変更できる。

また、図２では、前記デスケーリング装置２が仕上圧延機１の直前に設けられ、デスケーリング処理を行っているが、その条件については特に限定はされない。
例えば、スケールを有効に除去できる観点から、噴射圧力を120MPa以上とすることが好ましい。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

低炭素鋼板（厚さ：1.6〜2.2mm）に対して、図２に示すように、仕上圧延機１を用いた仕上圧延を行った。仕上圧延後、冷却設備にて所定の巻取温度まで鋼板を冷却した後、コイラで巻取りを行うことで、薄鋼板を製造した。
ここで、前記仕上圧延においては、Ｆ２スタンドの圧下率を40〜42％、Ｆ２スタンドを通過する際の表面温度を960〜990℃、仕上圧延機出側の温度が840〜870℃となるように制御した。

（評価）
上述した薄鋼板の製造を５２回行い、スケール疵の発生の有無について、従来の製造条件によって薄鋼板を製造した場合と比較した。

その結果、従来の製造方法では、全製造量のうちの10％程度にスケール疵の発生が見受けられたが、実施例で得られた薄鋼板については、いずれもスケール疵の発生はない（0％）ことがわかった。

本発明によれば、新たな装置等を設けることなく、鋼板表面のスケール疵の発生を有効に低減できる熱延鋼板の製造方法を提供できる。

１仕上圧延機
２デスケーリング装置
Ｆ１〜Ｆ７仕上圧延スタンド

Claims

複数の仕上圧延スタンドを備えた仕上圧延機を用いて、鋼板の仕上圧延を行う工程を具える、熱延鋼板の製造方法であって、
通板中、前記複数の仕上圧延スタンドのうち、前記鋼板が２番目に接触する仕上圧延スタンド（Ｆ２スタンド）を通過する際のＦ２スタンドの圧下率及び鋼板の表面温度が以下の関係式を満たし、該Ｆ２スタンドを通過する際のＦ２スタンドの圧下率（Ｐ）が40％以下、鋼板の表面温度（Ｔ）が960℃以下となるように制御することを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
Ｐ≦−0.1Ｔ＋140
Ｐ：Ｆ２スタンドの圧下率（％）
Ｔ：Ｆ２スタンドを通過する際の鋼板の表面温度（℃）
前記仕上圧延機の出側の温度を870℃以下に制御することを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼板の製造方法。