JP2003126906A

JP2003126906A - 熱間圧延による厚鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP2003126906A
Application number: JP2001320386A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Serizawa; 良洋芹澤; Yutaka Tsuchiya; 裕土屋; Joji Ikemura; 城司池村; Kazuhiko Fukutani; 一彦福谷
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: JP3811380B2

Abstract

(57)【要約】【課題】鋼材を熱間圧延して厚鋼板を製造する場合に
おいて、粗圧延前でのファイアライトの生成を抑制し、
また、デスケーリング時の冷却むらを防止して、表面性
状および機械的特性に優れた厚鋼板を製造する方法を提
供すること。【解決手段】鋼材をＳｉ含有量（質量％）に応じた加
熱炉温度で加熱した後、粗圧延および仕上圧延を行い、
仕上圧延後に、高圧水噴射によるデスケーリングおよび
デスケーリング水の低圧水噴射による水切りを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延による厚
鋼板の製造方法に関し、より詳しくは、有害スケールの
生成を抑制あるいは除去した、表面性状の良好で材質が
均一な厚鋼板を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延により厚鋼板を製造する場合、
鋼スラブを加熱炉で加熱する過程で１次スケールが発生
し、また、粗圧延および仕上げ圧延過程で２次スケール
が発生することが知られている。これらのスケールは、
仕上げ圧延後の熱間矯正中に噛み込まれ厚鋼板表面に残
留してスケール疵を発生させる、塗装用鋼板の表面微粉
状スケール発生による塗装不具合、あるいは、スケール
厚のむらから一部剥離することによる腐食の進行による
溶接不具合、塗装不良などの表面品質の低下の原因とな
る。こうした鋼板表面品位の低下を防止するために、例
えば特開平７−１７８４３６号公報に記載されるよう
に、熱間矯正後にデスケーリングによって除去すること
が開示されている。

【０００３】一方、均一な材質特性および平坦度を得る
ために、板幅方向の温度分布が一様となるように冷却制
御を行う必要があり、例えば、特開平９−５７３２７号
公報には、仕上げ圧延終了後に熱間矯正を行って強制冷
却する場合において、仕上げ圧延の最終パスの直前およ
び直後の少なくともいずれか一方でデスケーリングを行
い、仕上げ圧延終了後の熱間矯正後に成長する２次スケ
ールのデスケーリングを強制冷却の直前に行うことによ
って、スケールの成長を抑制し、しかもタイトにして矯
正冷却時における冷却ムラを防止し、機械的特性および
形状、表面性状に優れた鋼板を製造することが開示され
ている。

【０００４】しかし、上記の従来例における加熱炉での
加熱条件、デスケーリング条件では、Ｓｉを０．１質量
％以上含んだ厚鋼板用鋼材を熱間圧延対象とする場合、
表面スケール性状および材質の均一性という点におい
て、十分に目的を達成できる条件を有しないものであ
る。特に、加熱炉内での鋼材表面の加熱履歴温度で１１
７３℃以上になる区間がある場合には、鉄の結晶粒界に
くさび状に入り込むファイアライト（Ｆｅ₂ ＳｉＯ₄ 、
融点１１７３℃）の溶融再凝固物の生成を十分に抑制す
ることができず、スケールを除去することが困難とな
る。このファイアライトの溶融再凝固物は、鋼材のＳｉ
含有量が多い場合には、加熱炉から抽出した鋼材に対し
て粗圧延前に１０〜２０MPa の高圧水噴射によるデスケ
ーリングを行っても十分に除去できず、厚鋼板表面の有
害スケール（ファイアライト層が鉄表面に残存し、さら
に、その上に鉄酸化物がある層、以下「有害スケール」
という。）として残存することになり、仕上げ圧延後に
デスケーリングしても有害スケールが残存しやすく、こ
の残存スケールの上に、さらにスケールが生成するなど
して、スケールの厚みのむら、表面性状の悪化を招くと
いう問題がある。また、デスケーリングに際しては、デ
スケーリング後、鋼板の上を流れるデスケーリング水の
流れが不均一になり、デスケーリング水による冷却ムラ
の発生があり、また、一旦除去（剥離）したスケールが
付着残留してスケール疵を発生させ、表面性状、機械的
特性に優れた厚鋼板の製造が難しいという問題もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特にＳｉを
０．１質量％以上含んだ鋼材を対象とし熱間圧延して厚
鋼板を製造する場合において、粗圧延前でのファイアラ
イトの生成を十分に抑制して、粗圧延および仕上げ圧延
して得られる厚鋼板に生成するスケールを薄くし密着性
の良好なものにするとともに、デスケーリングによる冷
却むらの発生やデスケーリングで一旦除去（剥離）され
たスケールの付着残留を抑制することにより、表面性状
および機械的特性に優れた厚鋼板を製造する方法を提供
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、基本的には、
Ｓｉを０．１質量％以上含有する鋼材を熱間圧延して厚
鋼板を製造する場合において適用されるものであり、以
下の（１）〜（６）を要旨とするものである。（１）熱間圧延による厚鋼板の製造方法において、鋼
材をＳｉ含有量（質量％）に応じた加熱炉温度で加熱し
た後、粗圧延および仕上げ圧延を行い、仕上げ圧延後
に、１０〜２０MPa の高圧水噴射によるデスケーリング
および０．２〜２MPa の低圧水噴射によるデスケーリン
グ水の水切りを行うことを特徴とする熱間圧延による厚
鋼板の製造方法。（２）熱間圧延による厚鋼板の製造方法において、鋼
材をＳｉ含有量（質量％）に応じた加熱炉温度で加熱し
た後、粗圧延および仕上げ圧延を行い、仕上げ圧延後
に、１０〜２０MPa の高圧水噴射によるデスケーリング
および０．２〜２MPa の低圧水噴射によるデスケーリン
グ水の水切りを行い、鋼板表面温度が６５０℃以下にな
るように強制冷却することを特徴とする熱間圧延による
厚鋼板の製造方法。（３）熱間圧延による厚鋼板の製造方法において、鋼
材をＳｉ含有量（質量％）に応じた加熱炉温度で加熱し
た後、粗圧延および仕上げ圧延を行い、仕上げ圧延後
に、熱間矯正を行う場合に、熱間矯正の前あるいは熱間
矯正の後に１０〜２０MPa の高圧水噴射によるデスケー
リングおよび０．２〜２MPa の低圧水噴射によるデスケ
ーリング水の水切りを行うことを特徴とする熱間圧延に
よる厚鋼板の製造方法。（４）熱間圧延による厚鋼板の製造方法において、鋼
材をＳｉ含有量（質量％）に応じた加熱炉温度で加熱し
た後、粗圧延および仕上げ圧延を行い、仕上げ圧延後
に、熱間矯正を行う場合に、熱間矯正の前あるいは熱間
矯正の後に１０〜２０MPa の高圧水噴射によるデスケー
リングおよび０．２〜２MPa の低圧水噴射によるデスケ
ーリング水の水切りを行い、表面温度が６５０℃以下に
なるように強制冷却することを特徴とする熱間圧延によ
る厚鋼板の製造方法。（５）（１）〜（４）のいずれかにおいて、仕上げ圧
延後のデスケーリングおよびデスケーリング水の水切り
の前に厚鋼板を強制冷却することを特徴とする熱間圧延
による厚鋼板の製造方法。（６）（１）〜（５）のいずれかにおいて、デスケー
リングの高圧水を水平方向に対して傾斜させて噴射し、
このデスケーリング水の水切りのための低圧水を、デス
ケーリングの高圧水の噴射方向に相対するように一定の
距離をおいて水平方向に対して傾斜させて噴射すること
を特徴とする熱間圧延による厚鋼板の製造方法。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明では、基本的には、Ｓｉを
０．１質量％以上含有する鋼材を、加熱炉で加熱して、
熱間粗圧延機および熱間仕上圧延機で熱間圧延して厚鋼
板を製造する場合において適用されるものである。具体
的には、図１に示すように、Ｓｉを０．１質量％以上含
有する鋼材Ｓｂを、加熱炉１において鋼材のＳｉ含有量
（質量％）に応じた温度域で加熱して鋼材Ｓｂ表面での
ファイアライトの生成を抑制し、加熱炉１から抽出した
鋼材Ｓｂに対して、デスケーリング装置２からの１０〜
２０MPa の高圧水噴射により１次スケールを除去後、粗
圧延機３および仕上圧延機４で熱間圧延して厚鋼板Ｓｔ
を圧延し、この厚鋼板Ｓｔに対して、デスケーリング装
置５からの１０〜２０MPa 高圧水噴射によりデスケーリ
ングを行うと同時に、このデスケーリング装置５の上流
側に向き合うように、一定の距離をおいて配置した水切
り装置６から０．２〜２MPa の低圧水を噴射してデスケ
ーリング水の水切り、すなわち、この低圧水による水切
り水を、図７に示すように、厚鋼板の表面で高圧水によ
るデスケーリング水と距離ｃの一定領域内で衝突させ
て、デスケーリング水と水切り水の衝突流を速やかに厚
鋼板の両側端から排出させるものである（以下、これを
「デスケーリング水の水切り」という。）。このように
して、デスケーリング水による冷却むらを防止しなが
ら、粗圧延、仕上げ圧延過程で生成した２次スケールを
確実に除去するものである。そして、厚鋼板の表面の残
存スケールの層厚を、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ
以下にして、スケールの密着性を良好にするものであ
る。

【０００８】デスケーリングおよびデスケーリング水の
水切り後は、復熱によるスケールの再生成をより確実に
防止するために、図２に示すように、デスケーリング装
置５の後段に冷却装置７を配置して強制冷却してから放
冷することも可能である。この場合の強制冷却では、厚
鋼板Ｓｔの表面温度が６５０℃以下になるようにするこ
とが有効である。

【０００９】図３では、図１、図２の場合と同様に、仕
上圧延機４の後にデスケーリング装置５を配置するとと
もに、このデスケーリング装置の上流側で向き合うよう
に水切り装置６を配置し、その後に熱間矯正機８を配置
して、仕上げ圧延して得られた厚鋼板Ｓｔに対して、デ
スケーリング装置５で高圧水噴射によるデスケーリング
を行うと同時に、水切り装置６で低圧水噴射によりデス
ケーリング水の水切りを行って、デスケーリング水によ
る冷却むらを防止しながら、粗圧延、仕上げ圧延過程で
生成した２次スケールを確実に除去してから、熱間矯正
機８で熱間矯正を行う場合を示している。図４は、図３
の場合で、熱間矯正後に、復熱によるスケールの再生成
をより確実に防止するために、熱間矯正機８の後に冷却
装置７を配置して強制冷却してから放冷するものであ
る。この場合の強制冷却では、厚鋼板Ｓｔの表面温度が
６５０℃以下になるようにすることが有効である。

【００１０】図５では、仕上圧延機４の後に熱間矯正機
８を配置し、この熱間矯正機の後にデスケーリング装置
５を配置するとともに、このデスケーリング装置の上流
側で向き合うように水切り装置６を配置して、仕上げ圧
延して得られた厚鋼板Ｓｔに対して、熱間矯正機８で熱
間矯正を行い、熱間矯正後にデスケーリング装置５で高
圧水噴射によるデスケーリングを行うと同時に、水切り
装置６で低圧水噴射によるデスケーリング水の水切りを
行って、デスケーリング水による冷却むらを防止しなが
ら２次スケールを除去する場合を示している。図６は、
図５の場合で、デスケーリングおよびデスケーリング水
の水切り後、復熱によるスケールの再生成をより確実に
防止するために、デスケーリング装置５の後に冷却装置
７を配置して強制冷却してから放冷するものである。こ
の場合の強制冷却では、厚鋼板Ｓｔの表面温度が６５０
℃以下になるようにすることが有効である。

【００１１】なお、図１〜図６において、デスケーリン
グ装置５が上流側にあってもよい。ただし、水切り装置
６はデスケーリング装置５と向き合うに一定距離をおい
て配置して、水切り水がデスケーリング水と厚鋼板の表
面で衝突するようにする。図１〜図２の場合、仕上げ圧
延後にデスケーリングを行う際、仕上げ圧延〜デスケー
リングを行うまでの時間は５〜６０秒の間である。図３
〜図４の場合、仕上げ圧延後にデスケーリングを行う
際、仕上げ圧延〜デスケーリングを行うまでの時間は５
〜６０秒、デスケーリング後、熱間矯正を行うまでの時
間は１〜５秒程度である。図５〜図６の場合、仕上げ圧
延後に熱間矯正を行う際、仕上げ圧延〜熱間矯正を行う
までの時間は５〜６０秒、熱間矯正後、デスケーリング
を行うまでの時間は１〜５秒程度である。

【００１２】なお、図１の例で仕上げ圧延に続いてデス
ケーリングおよびデスケーリング水の水切りを行う場合
において、仕上げ圧延直後の厚鋼板Ｓｔの温度が高い場
合には、デスケーリングおよびデスケーリング水の水切
り前に強制冷却を行ってもよい。また、図３および図４
の例で、デスケーリングおよびデスケーリング水の水切
りに続いて熱間矯正を行う場合において、デスケーリン
グおよびデスケーリング水の水切り直後の厚鋼板Ｓｔの
温度が高い場合には、熱間矯正前に強制冷却を行っても
よい。図５および図６の例で、仕上げ圧延に続いて熱間
矯正を行う場合において、仕上げ圧延後の厚鋼板Ｓｔの
温度が高い場合には、熱間矯正前に強制冷却を行っても
よい。なお、図１１に示すように、厚鋼板のスケール残
存厚を１０μｍ以下にするためには、デスケーリングお
よびデスケーリング水の水切り後の厚鋼板温度は、８５
０℃以下が望ましい。

【００１３】以下に本発明の要部について詳述する。本
発明では、（１）加熱炉で鋼材をＳｉ含有量（質量％）に応じた温
度域で加熱することを第一の構成要件とする。これは以
下の知見に基づくものである。加熱炉での加熱時の表面
温度が高いと、鉄−Ｓｉ酸化物が、ファイアライト（Ｆ
ｅ₂ ＳｉＯ₄）を生成する。ファイアライトの融点は、
ＳｉＯ−ＦｅＯ系の平行状態図より１１７３℃であり、
加熱温度が１１７３℃以上になると、図８に示すよう
に、このファイアライトＡは鉄の結晶粒界Ｂに根のよう
に入り込んだ状態になり、温度が融点以下になると固化
し、４０MPa 以上の高圧水噴射によるデスケーリングで
なければ除去が困難なものであり、通常レベルの１０〜
２０MPaの高圧水噴射によるデスケーリングでは残留す
ることが多く、残留した場合には、粗圧延および仕上げ
圧延過程において表面品質を低下させるとともに、ファ
イアライト上に密着性が悪く剥離しやすい鉄酸化物によ
るスケール層が成長（再生成を含む）する。

【００１４】この鉄スケール層は、一般に、図９に示す
ように、鉄に近い方から、ＦｅＯ、Ｆｅ₃ Ｏ₄ 、Ｆｅ₂
Ｏ₃から構成され、このうち表層部のＦｅ₂ Ｏ₃ は、破
壊されると粉状になり赤色を呈し表面品質を低下させ
る。本発明者らは、このような知見から、鋼材を、加熱
炉で加熱後、１０〜２０MPa の高圧水によるデスケーリ
ングを行って、粗圧延および仕上げ圧延後に１０〜２０
MPa の高圧水によるデスケーリングを行って得られた厚
鋼板の鉄スケールの残存厚みを室温で測定して、加熱炉
での加熱温度と仕上げ圧延後の鉄スケールの残存厚みと
の関係を調査した。その結果は、図１０に示す通りで、
加熱温度が１１６５℃以上の場合、鉄スケール層の残存
厚みは１０〜３０μｍ以上であり、このスケールは表層
部が密着性に乏しく破壊・剥離しやすい有害性の高いス
ケールになる。これに対して、加熱温度が１１６５℃の
以下の場合では、ファイアライトの生成は殆どなく、鉄
スケールの残存厚みは１０μｍ以下であり、このスケー
ルは密着性があり剥離し難く、有害性の小さいものであ
り厚鋼板の表面品質を低下させるものではない。

【００１５】Ｓｉ含有量（質量％）が０．１％の際に
は、前記の加熱温度が１２３０℃程度までは鉄スケール
の厚みは１０μｍ以下であった。また、図１０に示すＳ
ｉ含有量（質量％）とスケール残存厚みの関係から、加
熱炉温度のＳｉ含有量（質量％）による加熱炉温度の規
制値は以下の（１）式に従うように設定した。Ｓｉ＞０．２５％Ｔ＝１１７３Ｔ：温度（℃）Ｓｉ＜０．２５％Ｔ＝−３８０Ｓｉ＋１２６８（１）

【００１６】このような知見から、本発明では、加熱炉
での加熱温度をＳｉ含有量（質量％）に応じて規制し、
１０〜２０MPa の高圧水によるデスケーリングを行うこ
とによって、厚鋼板の表面に生成する鉄スケールの層厚
を、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下にすることに
より、鉄スケールの密着性を高め、破壊され難くするこ
とにより、外観が赤色を呈さない鉄スケール層を実現さ
せるものである。

【００１７】（２）粗圧延及び仕上げ圧延後に１０〜２
０MPa の高圧水噴射によるデスケーリングを行い、圧延
した厚鋼板に生成したスケールを除去するとともに、デ
スケーリング水の水切りを行って、デスケーリング水を
一定領域内で安定排出させることを第二の要件にする。
デスケーリングは、粗圧延および仕上げ圧延過程で厚鋼
板表面に生成したスケールの除去と、冷却に機能するも
のであり、このデスケーリングで厚鋼板の表面品質を安
定確保するとともに、デスケーリング水の水切りを行っ
て、厚鋼板に衝突後のデスケーリング水と水切り水を一
定領域で衝突させて、この衝突流を厚鋼板の両側端か
ら、すみやかに安定排出させるすることにより、デスケ
ーリングで除去（剥離）したスケールの浮遊を助長させ
て、その排出をより確かなものにし、スケールの排出効
率を高めることができる。

【００１８】また、図１２に示すように、デスケーリン
グ水の水切りを行わない場合に比較して、デスケーリン
グ水（および水切り水）を一定領域で均一に流動させて
速やかに排出させるため、冷却作用が均一になり、厚鋼
板に対する進行方向の冷却むらを緩和して厚鋼板の温度
分布をより均一化させ形状と機械的性質を安定確保でき
る。ここでのデスケーリングは、１０〜２０MPa の高圧
水噴射によるデスケーリングで、厚鋼板の上面側と下面
側で行うものであり、噴射する高圧水は水切りを行うこ
とから、前方または後方に角度α（６０〜９０°）傾斜
させて噴射させることが好ましい。なお、高圧水の圧力
は、１０MPa 以上ないとデスケーリング能力が不十分で
あり、また、２０MPa 超ではデスケーリング装置が過大
になるため上記の圧力範囲とした。

【００１９】デスケーリング水の水切りは、厚鋼板の上
面側で行う。下面側はデスケーリング水が衝突後、重力
により落ちるので、水切りを行う必要はない。水切り
は、０．２〜２MPa の低圧水噴射によるものであり、デ
スケーリングの高圧水噴射方向に対向するように、水平
方向に対して角度β（３０〜８０°）傾斜させて低圧水
を噴射させる。そして、図７に示すように、デスケーリ
ング水の厚鋼板への衝突点から厚鋼板進行方向に沿った
長さｃだけ離れた地点でデスケーリング水の水切り水を
衝突させ、デスケーリング水を厚鋼板幅方向端部より安
定的に排出させることができる。なお、このデスケーリ
ング装置と水切り装置は反対の位置関係になるように配
置してもよい。このように、デスケーリング水の水切り
によって、デスケーリング水を厚鋼板幅方向端部より排
出することにより、デスケーリング水が厚鋼板上に残存
することによる厚鋼板冷却の不均一を抑制することがで
き、除去したスケールを安定的に浮遊させて除去するこ
とができる。

【００２０】デスケーリング水とデスケーリング水の水
切り水の厚鋼板上での距離ｃについては、ｃが小さい
と、水切り水がデスケーリング能力に影響し、デスケー
リング能力が低下する現象が生じる。これは、水切り水
とデスケーリング水が形成する滞留水により、デスケー
リング水の衝突力が厚鋼板に衝突前に減衰するためであ
る。また、ｃが小さいと、水切り能力が低下して、デス
ケーリング水が水切り水の衝突位置を越えて広がってし
まい、厚鋼板冷却の不均一を抑制できない。ｃが大きい
と、厚鋼板が冷却され温度の低下が著しいため、厚鋼板
の機械的性質への影響が生じる可能性があり好ましくな
い。上記の理由により、ｃとしては、５００〜４０００
mmが妥当である。

【００２１】なお、水切りの低圧水の噴射ノズル１本当
たりの噴射圧力は、デスケーリングの高圧水の噴射ノズ
ル１本当たりの噴射圧力の０．５〜２０％程度にし、噴
射量は、デスケーリングの高圧水の噴射量の２０〜６０
％程度にすることで十分な効果が得られる。高圧、すな
わち、２MPa を超えるとデスケーリング水によるスケー
ル除去効果が低下し、冷却が不均一になりやすくなるの
で好ましくない。さらに、低圧側、すなわち、０．２MP
a 未満であると、デスケーリング水の排出効果が不十分
となる。このようなデスケーリングおよびデスケーリン
グ水の水切りによって、厚鋼板表面にデスケーリングで
一旦除去（剥離）したスケールの付着残留を防止して、
後工程でのスケール疵の発生を防止することができ、ま
た、厚鋼板表面の鉄スケールを１０μｍ程度まで厚みを
薄くして、密着性のある無害性のものにすることができ
る。

【００２２】（３）（２）のデスケーリングおよびデス
ケーリング水の水切り後は、放冷または強制冷却する。
仕上げ圧延直後の厚鋼板の表面温度は、７５０〜９００
℃であり、デスケーリングおよびデスケーリング水の水
切りによって、厚鋼板表面の鉄スケールを１０μｍ程度
まで薄くして、密着性のある無害性のものにすることが
できるが、厚鋼板の表面温度によっては、デスケーリン
グおよびデスケーリング水の水切り後、復熱して、有害
性の鉄スケールを再生成してスケールの厚みが１０μｍ
以上になり、厚鋼板の表面品質を低下させることがあ
る。

【００２３】本発明者らの実験によれば、デスケーリン
グおよびデスケーリング水の水切り後の厚鋼板の表面温
度と、３０℃以下まで温度降下した厚鋼板表面のスケー
ルの厚みとの関係は、図１１に示す通りで、デスケーリ
ングおよびデスケーリング水の水切り後の有害性の鉄ス
ケールの再生成を防止し、厚鋼板表面の鉄スケールを、
厚み１０μｍ以下で密着性のある無害性のものに安定さ
せるためには、デスケーリングおよびデスケーリング水
の水切り後、厚鋼板の表面温度を８５０℃以下にするこ
とが有効である。したがって、デスケーリングおよびデ
スケーリング水の水切りによって、厚鋼板の表面温度を
８５０℃以下にできる場合には、放冷しても有害性の鉄
スケールの再生成はないが、８５０℃以上になる場合に
は、直ちに（好ましくは３秒以内）強制冷却して８５０
℃以下に温度降下させることが好ましい。あるいは、圧
延温度の調整により、デスケーリングおよびデスケーリ
ング水の水切り後の厚鋼板の表面温度を８５０℃以下に
することが可能である。また、スケール厚みを５μｍ程
度まで低減し、より密着性の高いスケールとするために
は、デスケーリングおよびデスケーリング水の水切り後
に強制冷却を行う、あるいは圧延温度の調整で、厚鋼板
の表面温度を図１１に示すように、６５０℃以下にする
ことも可能である。

【００２４】（４）仕上げ圧延後に厚鋼板の形状を整え
るために熱間矯正を行う場合は、熱間矯正前または熱間
矯正直後にデスケーリングおよびデスケーリング水の水
切りを行う。熱間矯正を、仕上げ圧延後に（２）のよう
にデスケーリングおよびデスケーリング水の水切りを行
った後に行う場合、厚鋼板の表面温度が８５０℃以下の
場合には、熱間矯正中および熱間矯正後に復熱によるス
ケールの再生成は殆どなく、スケールの部分剥離などに
よる表面品質の低下はないので、熱間矯正後は放冷して
も問題はない。なお、熱間矯正後の厚鋼板の表面温度が
８５０℃以上の場合には、復熱によるスケールの再生成
の懸念があるので、熱間矯正後に強制冷却を行ってもよ
い。また、スケール厚みを５μｍ程度まで低減し、より
密着性の高いスケールとするためには、デスケーリング
およびデスケーリング水の水切り後に強制冷却を行う、
あるいは圧延温度の調整で、厚鋼板の表面温度を図１１
に示すように、６５０℃以下にすることも可能である。

【００２５】このように、熱間矯正を、デスケーリング
およびデスケーリング水の水切りを行った後に行う場合
には、熱間矯正におけるスケール疵の発生が抑制でき
る。熱間矯正を、仕上げ圧延後に引き続いて行う場合に
は、熱間矯正後にデスケーリングおよびデスケーリング
水の水切りを行う。この場合、熱間矯正によってスケー
ルの一部が剥離し、熱間矯正後のデスケーリングおよび
デスケーリング水の水切りによるスケールの除去が容易
である。熱間矯正後にデスケーリングおよびデスケーリ
ング水の水切りを行った後の厚鋼板の表面温度が８５０
℃以下の場合には、スケールの生成は殆どなく、スケー
ルの部分剥離などによる表面品質の低下はないので、熱
間矯正後は放冷しても問題はない。熱間矯正後の厚鋼板
の表面温度が８５０℃以上の場合には、復熱によるスケ
ールの再生成の懸念があるので、熱間矯正後に強制冷却
を行ってもよい。また、スケール厚みを５μｍ程度まで
低減し、より密着性の高いスケールとするためには、デ
スケーリングおよびデスケーリング水の水切り後に強制
冷却を行う、あるいは圧延温度の調整で、厚鋼板の表面
温度を図１１に示すように、６５０℃以下にすることも
可能である。

【００２６】

【実施例】［実施例１］図１の例において、Ｓｉを０．
３質量％含有する鋼材Ｓｂを、加熱炉１で１１６０℃以
下で加熱し、加熱炉１から抽出後、デスケーリング装置
２で１５MPa の高圧水噴射によるデスケーリングを施
し、加熱炉で生成した１次スケールを除去後、粗圧延機
３および仕上圧延機４によって、厚み３０mm、幅３００
０mmの厚鋼板Ｓｔを熱間圧延した。この圧延後の厚鋼板
に対して、デスケーリング装置５で高圧水噴射によるデ
スケーリングを行うと同時に水切り装置６で低圧水噴射
によるデスケーリング水の水切りを行い、この厚鋼板を
放冷した。デスケーリング装置５は、複数のノズルを組
み合わせ配置したもので、高圧水の噴射圧力１４MPa 、
水量はノズル１本当たり２８リットル／分、ノズル先端
と鋼板Ｓｔの表面間の距離は、板厚により異なるが、１
２０〜２００mm、噴射角度αを７５°とした。

【００２７】デスケーリング水の水切り装置６は、複数
のノズルを組み合わせ配置したもので、低圧水の噴射圧
力は０．５MPa 、水量はノズルは１本当たり７６〜１１
０リットル／分、ノズル先端と厚鋼板Ｓｔの表面間の距
離は、板厚により異なるが、６００mm、噴射角度βを５
０°とし、噴射した低圧水による水切り水とデスケーリ
ング水とが厚鋼板の表面において、その進行方向の約３
ｍの範囲で衝突流を形成するようにした。この実施例１
では、デスケーリングおよびデスケーリング水の水切り
後の厚鋼板の表面温度は８００〜８３０℃であった。こ
の厚鋼板の放冷後の表面温度が３０℃に温度降下した段
階では、厚鋼板の表面には、９〜１０μｍの密着性の良
好な無害性のスケールがあり、デスケーリングにより一
旦除去されたスケールの付着残留も認められず、表面品
質は良好であった。また、この厚鋼板はデスケーリング
水の水切りによる冷却むら防止効果によって、形状およ
び機械的性質も安定していた。

【００２８】［実施例２］図２の例において、Ｓｉを
０．１５質量％含有する鋼材Ｓｂを、加熱炉１で１２０
０℃以下で加熱し、加熱炉１から抽出後、デスケーリン
グ装置２で１５MPaの高圧水噴射によるデスケーリング
を施し、加熱炉で生成した１次スケールを除去後、粗圧
延機３および仕上圧延機４によって、厚み２５mm、幅２
８００mmの厚鋼板Ｓｔを熱間圧延した。この圧延後の厚
鋼板に対して、デスケーリング装置５で高圧水噴射によ
るデスケーリングを行うと同時に水切り装置６で低圧水
噴射によるデスケーリング水の水切りを行った。その直
後の厚鋼板の表面温度は、８３０〜８５０℃であり、直
後のクーリングベッドに設けた散水による簡易冷却装置
７あるいは制御冷却装置７により厚鋼板の表面温度が６
５０℃以下になるように強制冷却後、放冷した。デスケ
ーリングおよびデスケーリング水の水切り条件は、実施
例１と同じ条件にした。厚鋼板の表面温度が３０℃に温
度降下した段階では、厚鋼板の表面には、２〜４μｍの
密着性の良好な無害性のスケールが存在に、デスケーリ
ングにより一旦除去されたスケールの付着残留も認めら
れず、表面品質は良好であった。また、この厚鋼板はデ
スケーリング水の水切りによる冷却むら防止効果によっ
て、形状および機械的性質も安定していた。

【００２９】また、上記の例において、デスケーリング
およびデスケーリング水の水切りを行った後に、制御冷
却装置を用いて、冷却停止温度４００℃まで制御冷却を
行った。制御冷却時の表面のスケールむらが少ないた
め、制御冷却時の冷却むらがなく、制御冷却後、厚鋼板
の表面温度が３０℃に降下した段階では、表面品質、形
状、機械的性質とも良好であった。

【００３０】［実施例３］（１）図３の例において、Ｓｉを０．２質量％含有する
鋼材Ｓｂを、加熱炉１で１１７０℃以下で加熱し、加熱
炉１から抽出後、デスケーリング装置２で１５MPa の高
圧水噴射によるデスケーリングを施し、加熱炉１で生成
した１次スケールを除去後、粗圧延機３および仕上圧延
機４によって、厚み３２mm、幅２５００mmの厚鋼板Ｓｔ
を熱間圧延した。この圧延後、厚鋼板に対して、デスケ
ーリング装置５で高圧水噴射によるデスケーリングを行
うと同時に水切り装置６で低圧水噴射によるデスケーリ
ング水の水切りを行った。デスケーリングおよびデスケ
ーリング水の水切り条件は、実施例１と同じ条件にし
た。この厚鋼板を熱間矯正機（ここではローラーレベラ
ー）８により、厚鋼板の形状をさらに安定化するために
熱間矯正を行った。矯正直後の温度は７５０〜８００℃
であった。この実施例３では、厚鋼板表面の温度が３０
℃に温度降下した段階では、厚鋼板の表面には７〜９μ
ｍの密着性の良好な無害性のスケールがあり、デスケー
リングにより一旦除去されたスケールの付着残留は認め
られず、表面品質は良好であり、熱間矯正により形状を
さらに安定させることができ、機械的性質も安定させる
ことができた。

【００３１】［実施例４］図４の例において、Ｓｉを
０．１質量％含有する鋼材Ｓｂを、加熱炉１で１２２０
℃以下で加熱し、加熱炉１から抽出後、デスケーリング
装置２で１５MPa の高圧水噴射によるデスケーリングを
施し、加熱炉で生成した１次スケールを除去後、粗圧延
機３および仕上圧延機４によって、厚み３０mm、幅２６
００mmの厚鋼板Ｓｔを熱間圧延した。この圧延後、厚鋼
板に対して、デスケーリング装置５で高圧水噴射による
デスケーリングを行うと同時に水切り装置６で低圧水噴
射によるデスケーリング水の水切りを行った。デスケー
リングおよびデスケーリング水の水切り条件は、実施例
１と同じ条件にした。

【００３２】この厚鋼板を熱間矯正機（ここではローラ
ーレベラー）８により、厚鋼板の形状をさらに安定化す
るために熱間矯正を行った。矯正後の温度は８３０〜８
５０℃であり、その直後にクーリングベッドに設けた簡
易冷却装置７あるいは制御冷却装置７により冷却して、
厚鋼板の表面温度を６５０℃以下にして放冷した。厚鋼
板の表面温度が３０℃に温度降下した段階では、厚鋼板
の表面には、２〜４μｍの密着性の良好な無害性のスケ
ールがあり、デスケーリングにより一旦除去されたスケ
ールの付着残留は認められず、表面品質は良好であり、
熱間矯正により形状をさらに安定させることができ、機
械的性質も安定させることができた。

【００３３】また、上記の例において、デスケーリング
およびデスケーリング水の水切りを行った後に、制御冷
却装置を用いて、冷却停止温度４００℃まで制御冷却を
行った。制御冷却時の表面のスケールむらが少ないた
め、制御冷却時の冷却むらがなく、制御冷却後、厚鋼板
の表面温度が３０℃に降下した段階では、表面品質、形
状、機械的性質とも良好であった。

【００３４】［実施例５］図５の例において、Ｓｉを
０．３質量％含有する鋼材Ｓｂを、加熱炉１で１１６０
℃以下で加熱し、加熱炉１から抽出後、デスケーリング
装置２で１５MPa の高圧水噴射によるデスケーリングを
施し、加熱炉で生成した１次スケールを除去後、粗圧延
機３および仕上圧延機４によって、厚み２８mm、幅２８
００mmの厚鋼板Ｓｔを熱間圧延した。この圧延後の厚鋼
板に対して、熱間矯正機（ここではローラーレベラー）
８により、厚鋼板の形状をさらに安定化するために熱間
矯正を行った。熱間矯正後の厚鋼板の表面温度は６５０
〜７００℃であった。

【００３５】この熱間矯正後の厚鋼板にデスケーリング
装置５で高圧水噴射によるデスケーリングを行うと同時
に水切り装置６で低圧水噴射によるデスケーリング水の
水切りを行った。デスケーリングおよびデスケーリング
水の水切り条件は、実施例１と同じ条件にした。厚鋼板
の表面温度が３０℃に温度降下した段階では、厚鋼板の
表面には、厚みが３〜５μｍの密着性の良好な無害性の
スケールがあり、デスケーリングにより一旦除去された
スケールの付着残留は認められず、表面品質は良好であ
リ、熱間矯正により形状をさらに安定させることがで
き、機械的性質も安定させることができた。

【００３６】［実施例６］図６の例において、Ｓｉを
０．３質量％含有する鋼材Ｓｂを、加熱炉１で１１６０
℃以下で加熱し、加熱炉１から抽出後、デスケーリング
装置２で１５MPa の高圧水噴射によるデスケーリングを
施し、加熱炉で生成した１次スケールを除去後、粗圧延
機３および仕上圧延機４によって、厚み３２mm、幅３０
００mmの厚鋼板Ｓｔを熱間圧延した。この圧延後の厚鋼
板に対して、熱間矯正機（ここではローラーレベラー）
８により、厚鋼板の形状をさらに安定化するために熱間
矯正を行った。

【００３７】この熱間矯正後の厚鋼板にデスケーリング
装置５で高圧水噴射によるデスケーリングを行うと同時
に水切り装置６で低圧水噴射によるデスケーリング水の
水切りを行った。デスケーリングおよびデスケーリング
水の水切り条件は、実施例１と同じ条件にした。デスケ
ーリングおよびデスケーリング水の水切り後の厚鋼板の
表面温度は８３０〜８５０℃であった。その直後に、ク
ーリングベッドに設けた簡易冷却装置７あるいは制御冷
却装置７により冷却して厚鋼板の表面温度を６５０℃以
下にして放冷した。厚鋼板の表面温度が３０℃に温度降
下した段階では、厚鋼板の表面には、厚みが２〜４μｍ
の密着性の良好な無害性のスケールがあったが、デスケ
ーリングにより一旦除去されたスケールの付着残留は認
められず、表面品質は良好であリ、熱間矯正により形状
をさらに安定させることができ、機械的性質も安定させ
ることができた。

【００３８】また、上記の例において、デスケーリング
およびデスケーリング水の水切りを行った後に、制御冷
却装置を用いて、冷却停止温度４００℃まで制御冷却を
行った。制御冷却時の表面のスケールむらが少ないた
め、制御冷却時の冷却むらがなく、制御冷却後、厚鋼板
の表面温度が３０℃に降下した段階では、表面品質、形
状、機械的性質とも良好であった。

【００３９】［比較例１］実施例１〜実施例６におい
て、加熱炉１での鋼材Ｓｂの加熱温度（最高温度）を
（１）式の温度以上にした場合では、放冷または強制冷
却して厚鋼板Ｓｔの表面温度を３０℃まで降下させた段
階での厚鋼板のスケール残存厚は１５〜４０μｍとかな
り厚く表層部が剥離しやすいものになっており表面品質
が低下した。

【００４０】［比較例２］実施例１〜実施例６におい
て、デスケーリング水の水切りを省略した場合、デスケ
ーリング後の鋼板の表面にデスケーリングで一旦除去
（剥離）されたスケールの付着残留が認められ、実施例
３および実施例４の場合では熱間矯正機後の厚鋼板表面
にスケール疵の発生が認められ、表面品質が低下した。
また、厚鋼板の温度分布が不均一で、矯正工程を有しな
い実施例１および実施例２の場合には、形状が不安定に
なり、また、機械的性質も不均一であった。

【００４１】なお、本発明は、上記の各実施例の内容に
限定されるものではない。例えば、鋼材の加熱条件、デ
スケーリング条件、デスケーリング水切り条件、デスケ
ーリングとデスケーリング水の水切り位置関係、熱間矯
正条件、冷却条件などについては、圧延対象鋼材、厚鋼
板のサイズ（特に板厚）、圧延条件、厚鋼板に要求され
る表面品質、形状、機械的性質などに応じて、上記請求
項を満足する範囲内で変更のあるものである。

【００４２】

【発明の効果】本発明では、Ｓｉを０．１〜wt％以上含
有する鋼材を熱間圧延して、厚鋼板を製造する場合にお
いて、加熱炉でＳｉ含有量（質量％）に応じた加熱温度
で加熱して有害スケールの生成（成長）を抑制すること
ができ、デスケーリングによるスケールの除去を容易に
することができる。また、デスケーリング水の水切りを
同時に行うことによって、厚鋼板の冷却むらを防止する
と同時に、有害スケールを効果的に除去するものであ
り、残存スケールを均一に薄くして密着性のよいものに
することにより、厚鋼板の表面品質、形状、機械的性質
を安定確保することができ、また、表面が滑らかである
ため、刻印、製造番号などの視認性を良好にすることも
できる。さらに、スケールを除去することにより、制御
冷却時の冷却の均一性も確保でき、制御冷却時の厚鋼板
の形状、機械的品質についても良好であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の厚鋼板の製造方法を実施する設備配置
例を示す説明図。

【図２】本発明の厚鋼板の製造方法を実施する他の設備
配置例を示す説明図。

【図３】本発明の厚鋼板の製造方法を実施する他の設備
配置例を示す説明図。

【図４】本発明の厚鋼板の製造方法を実施する他の設備
配置例を示す説明図。

【図５】本発明の厚鋼板の製造方法を実施する他の設備
配置例を示す説明図。

【図６】本発明の厚鋼板の製造方法を実施する他の設備
配置例を示す説明図。

【図７】本発明の厚鋼板の製造方法におけるデスケーリ
ングとデスケーリング水の水切りの際の噴射高圧水の衝
突流とその排出状態を示す説明図。

【図８】加熱炉で加熱された鋼材表面におけるファイア
ライト生成状態を示す説明図。

【図９】厚鋼板の表面の鉄スケール層の形成状態を示す
説明図。

【図１０】鋼材の加熱炉内加熱温度と熱間圧延した厚鋼
板の放冷後のスケール残存厚との関係を示す説明図。

【図１１】仕上圧延後のデスケーリング後の厚鋼板の表
面温度と放冷後の厚鋼板表面のスケール残存厚との関係
を示す説明図。

【図１２】仕上圧延後のデスケーリングのみ行った場合
と、デスケーリングおよびデスケーリング水の水切りを
行った場合と、デスケーリングを行わなかった場合の鋼
板進行方向の温度分布を示す説明図。

【符号の説明】

Ｓｂ鋼材Ｓｔ厚鋼板１加熱炉２スケール３粗圧延機４仕上圧延機５デスケーリング装置６水切り装置７冷却装置８熱間矯正機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池村城司愛知県東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者福谷一彦愛知県東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱間圧延による厚鋼板の製造方法におい
て、鋼材をＳｉ含有量（質量％）に応じた加熱炉温度で
加熱した後、粗圧延および仕上げ圧延を行い、仕上げ圧
延後に、１０〜２０MPa の高圧水噴射によるデスケーリ
ングおよび０．２〜２MPa の低圧水噴射によるデスケー
リング水の水切りを行うことを特徴とする熱間圧延によ
る厚鋼板の製造方法。
【請求項２】熱間圧延による厚鋼板の製造方法におい
て、鋼材をＳｉ含有量（質量％）に応じた加熱炉温度で
加熱した後、粗圧延および仕上げ圧延を行い、仕上げ圧
延後に、１０〜２０MPa の高圧水噴射によるデスケーリ
ングおよび０．２〜２MPa の低圧水噴射によるデスケー
リング水の水切りを行い、鋼板表面温度が６５０℃以下
になるように強制冷却することを特徴とする熱間圧延に
よる厚鋼板の製造方法。
【請求項３】熱間圧延による厚鋼板の製造方法におい
て、鋼材をＳｉ含有量（質量％）に応じた加熱炉温度で
加熱した後、粗圧延および仕上げ圧延を行い、仕上げ圧
延後に、熱間矯正を行う場合に、熱間矯正の前あるいは
熱間矯正の後に１０〜２０MPa の高圧水噴射によるデス
ケーリングおよび０．２〜２MPa の低圧水噴射によるデ
スケーリング水の水切りを行うことを特徴とする熱間圧
延による厚鋼板の製造方法。
【請求項４】熱間圧延による厚鋼板の製造方法におい
て、鋼材をＳｉ含有量（質量％）に応じた加熱炉温度で
加熱した後、粗圧延および仕上げ圧延を行い、仕上げ圧
延後に、熱間矯正を行う場合に、熱間矯正の前あるいは
熱間矯正の後に１０〜２０MPa の高圧水噴射によるデス
ケーリングおよび０．２〜２MPa の低圧水噴射によるデ
スケーリング水の水切りを行い、表面温度が６５０℃以
下になるように強制冷却することを特徴とする熱間圧延
による厚鋼板の製造方法。
【請求項５】仕上げ圧延後のデスケーリングおよびデ
スケーリング水の水切りの前に厚鋼板を強制冷却するこ
とを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記
載の熱間圧延による厚鋼板の製造方法。
【請求項６】デスケーリングの高圧水を水平方向に対
して傾斜させて噴射し、このデスケーリング水の水切り
のための低圧水を、デスケーリングの高圧水の噴射方向
に相対するように一定の距離をおいて水平方向に対して
傾斜させて噴射することを特徴とする請求項１〜請求項
５のいずれか１項に記載の熱間圧延による厚鋼板の製造
方法。