JPH0531663A

JPH0531663A - 帯状金属体の処理方法

Info

Publication number: JPH0531663A
Application number: JP18788991A
Authority: JP
Inventors: Tomio Satsunoki; 富美夫札軒; Yoshio Uzuki; 淑夫卯月; Hiroyuki Hiramatsu; 博之平松; Shuichi Inoue; 周一井上; Takahiro Fujiwara; 隆広藤原
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1993-02-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、帯状金属体の表面スケールや表面
疵を除去するに際して、表面品質の向上と酸洗処理工程
および表面疵取り工程の簡省略を可能とする処理方法を
提供する。【構成】帯状金属体をペイオフリールより捲き戻して
供給し、酸素濃度が２〜１８vol.％の雰囲気中にて加熱
・冷却し表面スケールに亀裂または剥離を生じせしめ、
必要に応じてメカニカルな手段により該スケールの亀裂
または剥離を助長させ、続いて素地を含む表層部をメカ
ニカルに研削・除去してスケールおよび表面疵を取り仕
上げ面の粗さをＲ_max≦３０μｍにし、続いて厚さ３５
μｍ以下の素地をメカニカルに研磨・除去し研削目の目
ならしを行い、必要に応じて酸洗処理を行い、続いて洗
浄処理後テンションリールにより捲き取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼、普通
鋼、チタンおよびその合金、高合金等において熱間圧延
工程や薄肉鋳片連続鋳造工程にて生成した帯状金属体の
表面スケールや表面疵を除去するに際して、帯状金属体
の表面品質向上と酸洗処理および別ラインでの表面疵取
り工程の簡省略などを可能とする帯状金属体の処理方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】帯状金属体の製造工程においては、鋳片
の加熱およびその後の熱間圧延や薄肉鋳片連続鋳造など
により帯状金属体の表面に酸化スケールや表面疵が生じ
るため、これらを除去しかつその表面を仕上げるための
工程が必要である。ここで、帯状金属体とはステンレス
鋼、普通鋼、チタンおよびその合金、高合金等の熱延コ
イルまたは薄肉に連続鋳造され捲き取られたコイルであ
る。従来の代表的な方法としては、帯状金属体の表面に
０．２〜０．６mm径の鋼球を投射して表層研掃するショ
ットブラストなどを施してスケールの亀裂や剥離を生じ
させ、次いで硝弗酸、硫酸や塩酸などの酸洗によりデス
ケールし、その後に帯状金属体の形状矯正のための冷間
圧延を行い、しかる後別ラインでのベルト研削により帯
状金属体の表面疵を除去する方法である。

【０００３】しかしながら、従来の製造工程では酸洗工
程は焼鈍工程との連続ラインであり、研削ラインと圧延
ラインあるいはダミー板溶接ラインは別々に配置されて
いるため、帯状金属体の酸化スケールと表面疵の除去の
ためには２乃至４ラインを通板させる必要があり、能率
が極めて悪いという問題があった。焼鈍酸洗ラインは、
デスケーリングを酸洗により行うものであるため非能率
であり、更に酸洗に伴う多量の廃液発生があるなど、生
産性、コストおよび省力の点から種々の問題があった。
また、ベルト研削による表面疵取りを板幅方向に均一に
行うには、コイルの形状を冷間加工によりフラット矯正
する必要があるが、通常の冷間圧延ミルを用いて行う場
合が多く、そのため本来のゲージダウン（減厚）作業以
外に形状矯正作業を余分に必要とするため、能率が向上
しないばかりかコストアップにつながる問題があった。
更に、研削ラインでは、回転式エンドレスベルトにより
帯状金属体の表面を研削する方法が主体であるが、ベル
ト寿命が短く頻繁なベルト交換を必要とするため作業性
が悪く、通板速度が低く、その上研削前の板形状がフラ
ットでないと均一研削できない等の問題があった。

【０００４】そこで、デスケーリングの効率向上や熱延
鋼帯の表面品質改善を目的に、テンションレベラーから
成る前処理工程の後に複数の酸洗処理工程を設けると共
に、この複数の酸洗処理工程間に主に金属残渣やスマッ
トを除去する研削工程を組み合わせたデスケーリングラ
インが特開昭５９−４１４８２号公報に開示されてい
る。しかしながら、該デスケーリングラインは、鋼帯の
表面品質がある程度改善されるがその効果には限度があ
り、デスケーリングの殆どを酸洗処理により行うことか
ら相当大規模な酸洗処理設備が必要であるため、初期投
資が多大である。かつ酸洗に伴う多量の廃液の処理が必
要である。また、各酸洗処理工程間に設けられた研削工
程が鋼帯の表面疵を積極的に除去するためのものではな
いため、該デスケーリングラインを通板した鋼帯を表面
疵除去のための別の研削ラインに通板しなければならな
い問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ステンレス
鋼、普通鋼、チタンおよびその合金、高合金等において
熱間圧延工程や薄肉鋳片連続鋳造工程にて生成した帯状
金属体の表面スケールや表面疵を除去するに際して、帯
状金属体の表面品質向上と酸洗処理および表面疵取り工
程の簡省略化などを可能とするメカニカルデスケーリン
グおよび表面コンディショニング方法により帯状金属体
の処理作業を高能率化すると共に、酸および廃液処理の
簡省略化による製造コスト減と公害対策などの投資減
と、作業環境の改善を図り、更に連続処理化によって別
ラインでの疵取り作業を不必要とすることを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、この目的のた
めにメカニカルデスケーリングおよび表面コンディショ
ニング方法と該方法の組合せを種々検討した結果、完成
したもので、その要旨とするところは下記のとおりであ
る。１．帯状金属体をペイオフリールより捲き戻して供給
し、続いて酸素濃度が２〜１８vol.％の雰囲気中にて表
面スケールを改質せしめる加熱処理をし、続いて該スケ
ールに亀裂または剥離を生じせしめる冷却処理をし、続
いて素地を含む表層部をメカニカルに研削除去して仕上
げ面の粗さをＲ_max≦３０μｍに仕上げる重研削処理を
し、続いて深さ３５μｍ以下の素地をメカニカルに研磨
除去する表面コンディショニング処理をし、続いて洗浄
処理をし、続いてテンションリールにより捲き取ること
を特徴とする帯状金属体の処理方法。２．前記の帯状金属体の捲き戻しに続いて、帯状金属体
エッジのトリミング処理またはグラインディング処理を
行うことを特徴とする帯状金属体の処理方法。３．前記の冷却処理に続いて、メカニカルな手段により
表面スケールの亀裂または剥離を助長させる前処理する
ことを特徴とする帯状金属体の処理方法。４．前記の冷却処理に続いて、形状矯正処理を行うこと
を特徴とする帯状金属体の処理方法。５．前記の前処理に続いて、形状矯正処理を行うことを
特徴とする帯状金属体の処理方法。６．前記表面コンディショニング処理研磨に続いて、酸
洗することを特徴とする帯状金属体の処理方法。

【０００７】

【作用】本発明に関わる帯状金属体の処理方法について
以下に図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明方
法を実施するためのプロセスラインの１実施例を示す概
略説明図である。図１において、１は帯状金属体を捲き
戻して供給するペイオフリール、２は熱間圧延または薄
肉鋳片連続鋳造された帯状金属体、３は帯状金属体への
ダミー板（以下、リーダーと呼ぶ）の溶接やリーダーど
うしの溶接を行うための溶接機であり、例えばサブマー
ジアーク溶接機、ＴＩＧ溶接機、プラズマ溶接機、スポ
ット溶接機等が用いられる。４は熱間圧延または薄肉鋳
片連続鋳造で発生するエッジ疵や熱間割れを切断除去す
るトリマーであり、５はこのような疵や割れの中でも比
較的微小なものを研削除去するためのエッジグラインダ
ーである。６は帯状金属体を加熱するための加熱炉で通
常重油焚きやガス焚き等による加熱炉が用いられるが、
誘導加熱または直接通電加熱等の電気加熱炉を用いても
良い。

【０００８】７は帯状金属体を加熱後冷却するための冷
却帯であり、例えばガス冷却、噴霧冷却、水スプレー冷
却、ロール冷却等がある。８は帯状金属体の表面に鋼球
を投射する乾式または湿式ショットブラストである。９
は帯状金属体を研削するために必要なテンションを付与
するブライドルロールである。１０は帯状金属体に曲げ
加工や引張加工を施すテンションレベラーである。１１
は例えば弾性砥石ロール１１ａとバックアップロール１
１ｂとでそれぞれ対を成し、帯状金属体の表裏両面を研
削する重研削装置である。１２は例えば弾性砥石ロール
またはブラシロール１２ａとバックアップロール１２ｂ
とでそれぞれ対を成し、帯状金属体の表裏両面をメカニ
カルにコンディショニングする表面コンディショニング
装置である。

【０００９】ここで、弾性砥石ロールとは板の形状にな
じみやすくするためにある程度の弾性を持たせたロール
状の砥石であり、例えば砥粒が塗布された円盤を積層し
ロール状に成形したもの（積層型）、フラップホイール
を積層しロール状に成形したもの（フラップ型）および
砥粒入りナイロン樹脂をロール状に一体成形したもの
（一体型）等がある。ブラシロールとは、例えば砥粒が
内包されたナイロン繊維から成るブラシをロール状に成
形したもの等がある。

【００１０】１３は重研削および表面コンディショニン
グされた帯状金属体の表面に付着した金属残渣やスケー
ル粉等を除去するブラシ洗浄装置である。１４は表面疵
残存の有無を検査するための疵検出器であり、その方式
としては例えばＣＣＤカメラ方式やレーザー光方式等が
ある。１５は帯状金属体をテンションリールあるいは圧
延機へ送るための切替え機である。１６は洗浄された帯
状金属体を捲き取るテンションリールである。１７は１
６で帯状金属体を捲き取らずに洗浄された帯状金属体を
引き続いて圧延を行うために必要なテンションを付与す
るブライドルロールである。１８はデスケールまたは疵
取りされた帯状金属体を圧延する圧延機である。１９は
圧延された帯状金属体を捲き取るテンションリールであ
る。

【００１１】このような構成の帯状金属体の処理工程に
おいて、帯状金属体２はペイオフリールから捲き戻され
て、まず溶接機３によりリーダーが溶接され、引き続き
先行材のリーダーと溶接される。続いて、トリマー４ま
たはエッジグラインダー５にてエッジ部の疵や割れが除
去された後、加熱炉６内で加熱され素地近傍のスケール
の空洞化が進み、引き続く冷却帯７での急速冷却時に発
生する歪みにより該スケールに亀裂または剥離が生じ
る。また、乾式または湿式ショットブラスト８で表面に
投射される鋼球の衝突力により酸化スケールの亀裂や剥
離が助長される。更に、ブライドルロール９にて帯状金
属体に張力を付与しつつ、テンションレベラー１０にて
このような亀裂や剥離が一層助長されると共に、均一研
削・研磨を容易にするための形状矯正がなされる。

【００１２】次に、重研削装置１１の弾性砥石ロール１
１ａにて、酸化スケールを含む表層部を研削してデスケ
ールと疵取りが同時に行われる。続いて、表面コンデイ
ショニング装置１２の弾性砥石ロールまたはブラシロー
ル１２ａあるいは酸洗処理にて素地が若干研削あるいは
溶削されると共に重研削面の目ならしあるいは平滑化・
ボカシが施される。しかる後に、帯状金属体の表面に付
着している金属残渣やスケール粉等を洗浄、除去されて
仕上げられ、疵検出器１４により表面疵残存有無の確認
後テンションリール１６に捲き取られる。また、洗浄し
た後更にブライドルロール１７にて帯状金属体に張力が
付与されつつ圧延機１８によって表面を一層平滑化さ
せ、テンションリール１９に捲き取られる。

【００１３】熱延帯のスケールは、熱延途中での生成と
圧延による剥離とが繰り返され、最終的には極めて薄
く、素地との結合が強い。しかし、該スケールは加熱に
よりその厚みが増加し、あるいはその組成が変化するた
め、剥離または亀裂が生じ易い状態になる。このような
改質効果は、加熱炉内雰囲気中の酸素濃度が２vol.％未
満では極めて小さい。更に、該酸素濃度が１８vol.％を
超えると、スケール厚の増加が顕著となり歩留りが極め
て低下し、コストアップになる。従って、雰囲気中の酸
素濃度を２〜１８vol.％とする。また、加熱温度は７０
０℃以上にするのが良く、更に８００℃以上が望まし
い。加熱によるスケールは、その後の冷却処理において
急速冷却時に発生する歪により剥離または亀裂が生じ
る。この効果は冷却速度を５℃／sec 以上にするのが良
く、更に１０℃／sec 以上が望ましい。

【００１４】続いて、帯状金属体のデスケールと疵取り
をメカニカルな重研削で行うが、熱間圧延あるいはその
後の工程の焼鈍や薄肉鋳片連続鋳造で発生するスケール
の厚みや表面疵の深さは少なくとも５〜１０μｍ程度あ
るため、スケールや表面疵を除去するためには素地を含
む表層部を除去する重研削を施さなければならない。重
研削量は少なくとも１０μｍを超える必要がある。望ま
しくは２０μｍを超えるのが良い。更に、重研削後の表
面粗さはＲ_maxが３０μｍを超えるとスクラッチのよう
な深い研削目が生じ、これを十分に除去するためには後
工程の表面コンディショニングの負荷が増大する。従っ
て、重研削後の表面粗さを表面コンディショニングの負
荷軽減の点からＲ_max≦３０μｍとする。更に望ましく
はＲ_max≦２０μｍにするのが良い。そのために重研削
は２パス以上で行い、最終パスではＲ_max≦２０μｍに
対応して砥粒番手を＃１２０以上で行っても良い。

【００１５】次に、重研削後の表面コンディショニング
は重研削面の目ならしのための工程であるが、重研削に
比べ細かい砥粒番手の弾性砥石ロールあるいはブラシロ
ールを使用するため、素地の除去厚みを３５μｍ超にす
ると、処理効率が悪く更に歩留りも低下する。従って、
表面コンディショニングの素地の除去厚みは処理効率お
よび歩留りの点から３５μｍ以下にした。また、表面コ
ンディショニング後の仕上げ面の粗さＲ_maxが１０μｍ
を超えると冷延焼鈍後の製品でも研削目や表面凹凸が残
り良好な表面性状が得られないため、表面粗さＲ_max≦
１０μｍが良い。望ましくはＲ_max≦５μｍにするのが
良く、そのためには表面コンディショニングを少なくと
も２パス以上に分けて行うのが望ましい。砥粒番手は、
＃１５０以上を用いて行い、また後パスでは前パス以上
の番手を使用するのが望ましい。更に、＃１５０以上の
砥粒番手を有する研磨工具の場合には、負荷が４．５Ａ
／cmより超えると一定研磨量に対して工具磨耗が顕著に
増大し、従って工具寿命が著しく短くなるので、負荷を
４．５Ａ／cm以下にするのが望ましい。

【００１６】リーダーどうしの溶接は、帯状金属体の連
続処理を行うためであり、溶接作業時間の短いスポット
溶接が望ましい。また、帯状金属体にリーダー付け溶接
は、別ラインによる該溶接作業を省略し２工程の直結を
行うためであり、溶接部強度の高く圧延工程での張力が
確保できるサブマージアーク溶接、ＴＩＧ溶接またはプ
ラズマ溶接が望ましい。同溶接は、作業性および作業能
率の点から捲き戻しに続いて行う。

【００１７】トリミングおよびエッジグラインディング
は、別ラインによるエッジ部の疵および割れの除去作業
を省略し２工程の直結を行うためであり、作業性、作業
能率および歩留りの点から比較的大きな疵や割れには丸
刃タイプのトリマーを、微小なものには砥石タイプのエ
ッジグラインダーを使用する。更に、熱延焼鈍コイルを
製品として出荷する際にはトリマーを幅出しとして使用
できる。

【００１８】乾式または湿式ショットブラスト等のメカ
ニカルな手段は、必要に応じて冷却処理により発生させ
た表面スケールの亀裂または剥離を助長させるために使
用する。また、テンションレベラー等の手段は、必要に
応じて加熱冷却時に発生した帯状金属体の形状不良を矯
正し、更に表面スケールの亀裂または剥離を一層助長さ
せる。

【００１９】表面コンディショニング後に酸洗を組み合
わせれば、シャープな研削目が丸みを帯び表面プロフィ
ールが改善され、更に研削時に加工変質層が入る材料に
は必要に応じて該層を除去できるため、冷延後の表面性
状が一層向上する。酸洗は硫酸、硝酸及び硝弗酸の単独
または複数処理にて対象材料に応じて使い分けるのが望
ましい。

【００２０】表面コンディショニング後に圧延を組み合
わせれば表面は一層平滑化されると共に、効率的に中間
板厚まで圧延加工するため生産性が大いに向上できる。
圧延の全圧下率が２０％未満では、表面コンディショニ
ングでの目残りが十分に消せない。従って、圧延の全圧
下率は２０％以上が好ましい。また、圧延機のタイプは
形状制御の点から６段ロール圧延機が好ましく、更に圧
延機のスタンド数は重研削・表面コンディショニングの
通板速度が通常の圧延速度に比べ１桁以上遅いため３〜
４スタンドで十分であり設備投資の点から３スタンド以
下が好ましい。

【００２１】

【実施例】図１に示す工程に準じて帯状金属体を表１及
び表２に示す条件にて加熱・冷却と重研削および表面コ
ンディショニングを行い、デスケール評価、表面粗さお
よび研削量を調査した。その結果も表１及び表２に示し
た。この表において、研削量は処理前後の重量を測定
し、比重から除去厚みを算出した。表面粗さは各処理後
にサンプルを採取し板幅方向に粗度計にて測定し、最大
粗さＲ_maxを用いた。デスケール評価は、次のようにし
た。 ○：スケール残りおよび表面疵なし。 △：スケール残りが認められないが、表面疵は残存。 ×：スケールおよび表面疵残存。また、冷延焼鈍製品の表面品質は光沢の程度により特Ａ
及びＡ〜Ｄの５ランクにて評価し、Ｂランク以上を合格
とした。冷延焼鈍の条件は通常条件とした。この表から
明らかなように本発明法による帯状金属体の評価結果は
いずれも良好であり、スケール残りや表面疵は認められ
ず、冷延焼鈍後の製品も良好な表面性状が得られる。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】

【表４】

【００２６】

【発明の効果】以上のことから明らかな如く、表面スケ
ールや表面疵を除去するに際して、本発明法に従って帯
状金属体を処理することによって、帯状金属体の表面品
質向上と酸洗処理および表面疵取り工程の簡省略化など
を可能とするメカニカルな重研削およびメカニカルな表
面コンディショニング方法によりデスケーリングを高能
率化すると共に、酸および廃液処理の簡省略化による製
造コストの減少と公害対策費用の削減と、作業環境の改
善を図り、更に連続処理による別ラインでの疵取りの省
略が可能となった。また、溶接機、トリマー及びエッジ
グラインダーを同一ラインに併用する本発明法は、別ラ
インでのリーダー溶接や端部の疵取りを不必要とし作業
性を著しく向上させ、更に熱延焼鈍コイル製品では一工
程化により大幅な納期短縮を可能とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための１実施例を示す概略説
明図。

【符号の説明】

１ペイオフリール２帯状金属体３溶接機４トリマー５エッジグラインダー６加熱炉７冷却帯８乾式または湿式ショットブラスト９ブライドルロール１０テンションレベラー１１重研削装置１１ａ弾性砥石ロール１１ｂバックアップロール１２表面コンディショニング装置１２ａブラシロール１２ｂバックアップロール１３ブラシ洗浄装置１４疵検出器１５切替え機１６テンションリール１７ブライドルロール１８圧延機１９テンションリール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上周一山口県光市大字島田3434番地新日本製鐵株式会社光製鐵所内 (72)発明者藤原隆広山口県光市大字島田3434番地新日本製鐵株式会社光製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯状金属体をペイオフリールより捲き戻
して供給し、続いて酸素濃度が２〜１８vol.％の雰囲気
中にて表面スケールを改質せしめる加熱処理をし、続い
て該スケールに亀裂または剥離を生じせしめる冷却処理
をし、続いて素地を含む表層部をメカニカルに研削除去
して仕上げ面の粗さをＲ_max≦３０μｍに仕上げる重研
削処理をし、続いて深さ３５μｍ以下の素地をメカニカ
ルに研磨除去する表面コンディショニング処理をし、続
いて洗浄処理をし、続いてテンションリールにより捲き
取ることを特徴とする帯状金属体の処理方法。
【請求項２】帯状金属体の捲き戻しに続いて、帯状金
属体エッジのトリミング処理またはグラインディング処
理を行うことを特徴とする請求項１記載の帯状金属体の
処理方法。
【請求項３】請求項１又は２記載の冷却処理に続い
て、メカニカルな手段により表面スケールの亀裂または
剥離を助長させる前処理することを特徴とする帯状金属
体の処理方法。
【請求項４】請求項１，２，３のいずれか１項記載の
冷却処理に続いて、形状矯正処理を行うことを特徴とす
る帯状金属体の処理方法。
【請求項５】請求項３記載の前処理に続いて、形状矯
正処理を行うことを特徴とする帯状金属体の処理方法。
【請求項６】請求項１，２，３，４，５のいずれか１
項記載の表面コンディショニング処理研磨に続いて、酸
洗することを特徴とする帯状金属体の処理方法。