JPH09108724A - Mechanical descaling method for hot rolled strip - Google Patents
Mechanical descaling method for hot rolled stripInfo
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- JPH09108724A JPH09108724A JP29031495A JP29031495A JPH09108724A JP H09108724 A JPH09108724 A JP H09108724A JP 29031495 A JP29031495 A JP 29031495A JP 29031495 A JP29031495 A JP 29031495A JP H09108724 A JPH09108724 A JP H09108724A
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- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、熱延鋼帯を機械的にデ
ィスケーリングすることにより酸洗負荷を軽減したディ
スケーリング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a descaling method for reducing the pickling load by mechanically descaling a hot rolled steel strip.
【０００２】[0002]
【従来の技術】熱間圧延された鋼帯は、酸化物を主体と
するスケールで表面が覆われている。この熱延鋼帯を、
そのまま冷延等の下工程に送ると、熱延スケールに起因
する表面疵やクラック等の欠陥が発生する原因となる。
そこで、通常、酸洗によって熱延スケールを除去し、熱
延鋼帯を下工程に搬送している。この方法では、酸洗設
備，廃酸処理，脱スケール能の調整等の点で問題があ
り、また酸洗時に発生する水素の侵入によって鋼材の特
性が劣化する虞れもある。酸洗に起因する諸問題を解決
するため、酸洗工程に送り込まれる熱延鋼帯のスケール
を除去する方法が種々検討されている。たとえば、スケ
ールが付着した熱延鋼帯を高圧下率で冷間圧延すること
（以下、黒皮圧延という）が特公昭５４−１３３４６０
号公報，特開昭５７−４１８２１号公報，特開昭５７−
１０９１７号公報等で紹介されている。高圧下率の冷間
圧延により、スケールに亀裂が発生し、また鋼帯に対す
る付着力が低下するので、ショットブラスト，高圧水噴
射，ブラッシング，砥粒研削等により冷間圧延後の鋼帯
から容易に分離される。その結果、酸洗槽に搬入される
熱延鋼帯に付着しているスケールが少なくなり、酸洗工
程の負荷が軽減する。2. Description of the Related Art A hot-rolled steel strip is covered with a scale mainly composed of an oxide. This hot rolled steel strip
If it is sent to a lower step such as cold rolling as it is, it causes defects such as surface flaws and cracks due to the hot rolling scale.
Therefore, the hot-rolled steel strip is usually removed by pickling, and the hot-rolled steel strip is transported to a lower step. This method has problems in pickling equipment, waste acid treatment, adjustment of descaling ability, and the like, and there is also a possibility that the properties of the steel material may be deteriorated due to intrusion of hydrogen generated during pickling. In order to solve various problems caused by the pickling, various methods for removing the scale of the hot-rolled steel strip sent to the pickling step have been studied. For example, cold rolling of a hot-rolled steel strip to which scale is attached at a high pressure ratio (hereinafter referred to as black scale rolling) is disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-133460.
JP, JP-A-57-41821, JP-A-57-41821
No. 10917, and the like. Cold rolling at a high pressure reduction causes cracks in the scale and reduces the adhesion to the steel strip, so shot blasting, high-pressure water jetting, brushing, abrasive grain grinding, etc. can easily be performed on the steel strip after cold rolling. Is separated into As a result, the scale attached to the hot-rolled steel strip carried into the pickling tank is reduced, and the load of the pickling step is reduced.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】熱延鋼帯を高圧下率で
黒皮圧延するとき、確かに酸洗工程の負荷が軽減される
ものの、被圧延材である熱延鋼帯の履歴によっては圧延
後の鋼帯表面にスケールが残存しやすいものがある。残
存スケールがあると酸洗負荷の軽減効果が小さくなり、
酸洗槽に送り込まれるスケールも多くなる。本発明は、
このような問題を解消すべく案出されたものであり、高
圧下圧延で熱延鋼帯をディスケーリングする際、スケー
ルの厚みに応じて圧下率を調節することにより、熱延ス
ケールを効率よく除去すると共に、スケール付着量が大
幅に軽減された鋼帯を得、酸洗負荷を軽減することを目
的とする。When black-rolling a hot-rolled steel strip at a high pressure reduction rate, the load of the pickling process is certainly reduced, but it depends on the history of the hot-rolled steel strip as the material to be rolled. Some scales tend to remain on the surface of steel strip after rolling. If there is residual scale, the effect of reducing the pickling load will be reduced,
More scale will be sent to the pickling tank. The present invention
It was devised to eliminate such problems, and when descaling a hot-rolled steel strip under high-pressure rolling, the hot-rolling scale can be efficiently produced by adjusting the reduction ratio according to the scale thickness. The purpose of the steel strip is to remove the scale and obtain a steel strip with a significantly reduced amount of scale deposit, thereby reducing the pickling load.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明のディスケーリン
グ方法は、その目的を達成するため、表面に熱延スケー
ルが付着している熱延鋼帯を酸洗に先立って高圧下圧延
及びブラッシングによりディスケーリングする際、熱延
スケールの厚みｔ（μｍ）と圧下率Ｒ（％）との間に、
ｔ×Ｒ≧１５０の関係を維持することを特徴とする。熱
延鋼帯を高圧下圧延するとき、基地鋼の展延に追従でき
ないスケールには、亀裂，層間剥離等が生じ、基地鋼に
対する密着性が低下する。このような鋼帯をブラッシン
グするとき、スケール層に発生している隙間にブラシ毛
が入り込み、鋼帯表面からスケールが除去される。この
ときのスケール剥離性は、本発明者等の調査・研究によ
るとき圧下率によって大きく変動することが判った。し
かも、予想に反し、圧下率を大きくすると却ってスケー
ル剥離が進行せず、多量のスケールが残存したままで鋼
帯が酸洗槽に持ち込まれ、酸洗時間の短縮が図れない場
合があった。In order to achieve the object, the descaling method of the present invention is carried out by rolling a hot-rolled steel strip having a hot-rolled scale on its surface by high pressure rolling and brushing prior to pickling. During descaling, between the thickness t (μm) of the hot rolled scale and the rolling reduction R (%),
It is characterized by maintaining the relationship of t × R ≧ 150. When the hot-rolled steel strip is rolled under high pressure, cracks, delamination, etc. occur in the scale that cannot follow the expansion of the base steel, and the adhesion to the base steel decreases. When brushing such a steel strip, brush bristles enter the gaps generated in the scale layer, and the scale is removed from the surface of the steel strip. The scale releasability at this time was found to greatly vary depending on the rolling reduction rate when investigated and studied by the present inventors. Moreover, contrary to expectations, when the reduction rate was increased, scale peeling did not proceed, but the steel strip was brought into the pickling tank with a large amount of scale remaining, and the pickling time could not be shortened in some cases.
【０００５】本発明者等は、この圧下率が酸洗でのディ
スケーリング性に及ぼす影響を次のように推察した。熱
延スケールは、巻取り温度が高くなるに従って厚いスケ
ール層になっている。このスケールが付着した熱延鋼板
を高圧下率で圧延すると、圧延におけるメタルフロー
は、図１に示すように摩擦によって拘束された非変形部
Ｉと大きな歪みを受ける主変形部IIに分けられる。これ
らの不均一な変形により内部応力が生じ、クラックが発
生し易くなる。この点は、表層部に大きな変形を起こす
テンションレベラーによる場合のメタルフローと基本的
に異なるところである。すなわち、テンションレベラー
では表層部のみに大きな変形を引き起こすが、高圧下圧
延では内部までの変形が大きくなる。これは、スケール
層の厚さに拘らず基地鋼とスケール部の境界付近の変形
が比較的大きいことから、厚いスケールでも剥離し易い
理由と考えられる。また、スケールが厚いと、クラック
の発生する数も、スケールの薄い場合に比較して多くな
り、スケールの剥離を促進させると考えられる。したが
って、厚いスケールに対しては、低い圧下率でも十分な
スケール剥離効果が得られる。The present inventors presume the effect of this reduction rate on the descaling property in pickling as follows. The hot rolled scale has a thicker scale layer as the winding temperature increases. When the hot-rolled steel sheet to which the scale adheres is rolled at a high pressure reduction rate, the metal flow in the rolling is divided into a non-deformed portion I restrained by friction and a main deformed portion II subjected to a large strain as shown in FIG. Due to these non-uniform deformations, internal stress is generated and cracks easily occur. This point is basically different from the metal flow in the case of using a tension leveler that causes large deformation in the surface layer portion. That is, the tension leveler causes a large deformation only in the surface layer portion, but in the high pressure rolling, the deformation to the inside becomes large. This is considered to be the reason why the thickness near the boundary between the base steel and the scale portion is relatively large regardless of the thickness of the scale layer, so that even a thick scale is likely to peel off. In addition, when the scale is thick, the number of cracks generated is larger than that when the scale is thin, and it is considered that peeling of the scale is promoted. Therefore, for a thick scale, a sufficient scale peeling effect can be obtained even at a low rolling reduction.
【０００６】本発明者等は、このように熱延鋼帯の履歴
によって層構造が変化するスケールを高圧下圧延で機械
的にディスケーリングする際、圧下率をスケール厚みに
応じて調整するとき、如何なる厚みのスケールであって
も効率よく除去されることを多数の実験結果から見い出
した。すなわち、本発明においては、熱延スケールの厚
みｔ（μｍ）と圧下率Ｒ（％）との間に、ｔ×Ｒ≧１５
０の関係を維持する。この関係式は、実験結果から演繹
的に導き出されたものであり、関係式が満足されない
と、後続する酸洗工程におけるディスケーリング時間が
長くなり、高圧下圧延の効果が減少する。When the present inventors mechanically descale a scale whose layer structure changes according to the history of the hot-rolled steel strip by high-pressure rolling, when adjusting the reduction ratio according to the scale thickness, It was found from a large number of experimental results that any scale of thickness can be efficiently removed. That is, in the present invention, t × R ≧ 15 between the thickness t (μm) of the hot-rolled scale and the rolling reduction R (%).
Maintain a zero relationship. This relational expression is derived a priori from the experimental result, and if the relational expression is not satisfied, the descaling time in the subsequent pickling step becomes long and the effect of high pressure rolling is reduced.
【０００７】本発明に従ったラインは、図２に示すよう
に構築される。熱延スケールが付着したままの熱延鋼帯
１は、ペイオフリール２から巻き戻され、ブライドルロ
ール３を経て冷間圧延機４で高圧下圧延される。熱延ス
ケールは、高圧下圧延によって亀裂，粉砕され、鋼帯１
から剥離される。鋼帯表面に残留しているスケール粉砕
物をブラシ５で除去した後、更にスプレー装置６に導入
され、スプレーノズル７から高圧水を吹き付けることに
よって鋼帯の表面が清浄化される。このように処理され
た鋼帯は、次いで酸洗槽８に送り込まれ、表面に僅かに
残っているスケールが酸洗除去される。そして、巻取り
リール９で巻き取られる。冷間圧延機４としては、ポリ
ッシャー，スプレーノズル又はスクレーパを周面に対向
させたワークロールを備えたものが好ましい。この場
合、熱延鋼帯からワークロールの周面に転写された熱延
スケールの粉砕物は、圧延ロールの表面に対向配置した
ポリッシャー，スプレーノズル，スクレーパ等によって
ロール表面から除去され、系外に排出される。ポリッシ
ャー，スプレーノズル，スクレーパ等は、回転方向に関
して圧下点よりも下流側の位置でワークロールの周面に
対向配置することが好ましい。また、ワークロールに接
して回転するバックアップロールに対しても、同様なポ
リッシャー，スプレーノズル，スクレーパ等を設けても
よい。The line according to the invention is constructed as shown in FIG. The hot-rolled steel strip 1 with the hot-rolled scale adhered is unwound from the payoff reel 2, passed through bridle rolls 3, and rolled under high pressure by a cold rolling mill 4. The hot-rolled scale is cracked and crushed by rolling under high pressure, and the steel strip 1
Peeled off from After the scale pulverized material remaining on the surface of the steel strip is removed by the brush 5, it is further introduced into the spray device 6 and the surface of the steel strip is cleaned by spraying high-pressure water from the spray nozzle 7. The steel strip treated in this way is then sent to a pickling tank 8, where scales slightly remaining on the surface are pickled and removed. Then, it is taken up by the take-up reel 9. The cold rolling mill 4 is preferably equipped with a work roll having a polisher, a spray nozzle or a scraper facing the circumferential surface. In this case, the crushed material of the hot-rolled scale transferred from the hot-rolled steel strip to the peripheral surface of the work roll is removed from the roll surface by a polisher, a spray nozzle, a scraper, or the like disposed opposite to the surface of the rolling roll, and is removed from the system. Is discharged. It is preferable that the polisher, the spray nozzle, the scraper, and the like are arranged facing the peripheral surface of the work roll at a position downstream of the rolling point in the rotation direction. Further, a similar polisher, spray nozzle, scraper and the like may be provided for a backup roll which rotates in contact with a work roll.
【０００８】ブラシ５としては、シリカ系，アルミナ系
等の砥粒入りナイロンブラシ，ノッチワイヤーブラシ等
が使用される。このようにして、大半のスケールが除去
された鋼帯を酸洗槽に搬入すると、酸洗処理で取り除く
べきスケールは極く僅かなものとなる。そのため、酸洗
負荷が大幅に軽減される。また、ブラッシング後のスプ
レーで使用する高圧水として、８０〜９５℃に保持され
た温水を使用するとき、高圧下冷延に起因する加工熱で
昇温した鋼帯を降温させることなく酸洗槽に搬入でき
る。そのため、酸洗浴の温度低下が抑制され、一定した
酸洗条件下での処理が可能になると共に、酸洗浴の温度
補償に必要なエネルギーも節減される。As the brush 5, a silica brush, an alumina brush or the like containing abrasive grains, a notch wire brush or the like is used. In this way, when the steel strip from which most of the scale has been removed is carried into the pickling tank, the scale to be removed by the pickling treatment becomes extremely small. Therefore, the pickling load is greatly reduced. When hot water held at 80 to 95 ° C is used as the high-pressure water used in the spray after brushing, the pickling tank is used without lowering the temperature of the steel strip heated by the working heat caused by cold rolling under high pressure. You can carry it in. Therefore, the temperature drop of the pickling bath is suppressed, the treatment under constant pickling conditions becomes possible, and the energy required for temperature compensation of the pickling bath is also saved.
【０００９】[0009]
【実施例】板厚２．５ｍｍの熱延鋼帯を、図２に示すデ
ィスケーリングラインで酸洗に先立って圧下率５〜５０
％で冷間圧延した。熱延鋼帯としては、表１に示す成分
・組成を持ち、表面に平均厚み１５μｍ及び７μｍの熱
延スケールが付着したままの熱延鋼帯を使用した。Example A hot-rolled steel strip having a plate thickness of 2.5 mm was drawn at a descaling line shown in FIG.
Cold rolled in%. As the hot rolled steel strip, a hot rolled steel strip having the components and compositions shown in Table 1 and having hot rolled scales having an average thickness of 15 μm and 7 μm attached to the surface was used.
【００１０】 [0010]
【００１１】圧延後の鋼帯を、シリカ又はアルミナ砥粒
入りのナイロンブラシ（太さ１．６ｍｍの線材を３本撚
り，外径３６０ｍｍ）を１２００ｒｐｍで回転させて研
磨した。次いで、鋼帯表面に高圧温水を吹き付けて残留
スケールを除去した後、１０％濃度の塩酸系酸液（浴温
９０℃）を収容した酸洗槽に搬入した。そして、残留ス
ケール及びスケール起因の異物が鋼帯表面に観察されな
くなるまで酸洗処理した。このときの酸洗時間を圧下率
で整理したところ、両者の関係はスケール厚みに応じて
異なっていた。すなわち、１５μｍと比較的厚いスケー
ルが形成されている熱延鋼帯では、図３に示すように圧
下率２０％以上でディスケーリング時間が大幅に短くな
っていた。他方、７μｍと比較的薄いスケールが形成さ
れている熱延鋼帯では、図４に示すように圧下率３０％
以上でディスケーリング時間が大幅に短くなっていた。The rolled steel strip was polished by rotating a nylon brush containing silica or alumina abrasive grains (three strands having a thickness of 1.6 mm twisted with an outer diameter of 360 mm) at 1200 rpm. Next, high-pressure hot water was sprayed on the surface of the steel strip to remove residual scale, and then the steel strip was carried into a pickling tank containing a 10% concentration hydrochloric acid-based acid solution (bath temperature 90 ° C.). Then, pickling treatment was performed until residual scale and foreign matter due to scale were not observed on the surface of the steel strip. When the pickling time at this time was arranged by the rolling reduction, the relationship between the two was different depending on the scale thickness. That is, in the hot-rolled steel strip having a relatively thick scale of 15 μm, the descaling time was significantly shortened at a rolling reduction of 20% or more as shown in FIG. On the other hand, in the hot-rolled steel strip having a relatively thin scale of 7 μm, the rolling reduction is 30% as shown in FIG.
As a result, the descaling time was greatly shortened.
【００１２】通常の酸洗ラインでは、十分な酸洗時間を
確保するため酸洗槽の長さを８０〜９０ｍに設計し、約
１６秒の酸洗時間を確保している。黒皮圧延は、酸洗槽
を小規模化することを一つの目的としている。そこで、
従来の酸洗槽の長さの約半分にあたる酸洗時間を可能に
することを前提とし、酸洗時間を５秒の一定値に維持し
て圧下率とスケール厚みとの関係を調査した。図５の調
査結果にみられるように、前掲した条件下ではスケール
厚みが厚く、また圧下率の高いほどスケールの残存量が
少なくなっていた。更に、スケール残存の境界となる条
件は、スケール厚みｔ（μｍ）と圧下率Ｒ（％）の積と
なる曲線で表されていた。すなわち、スケール厚み
（ｔ）×圧下率（Ｒ）≧１５０を満足する条件であれ
ば、スケールを効率よく除去できることが確認された。
このようにして得られた圧下率とスケール厚みとの関係
に基づき、熱延鋼帯に応じて調整された圧下率で高圧下
圧延するとき、鋼帯表面から効率よくスケールが除去さ
れる。ディスケーリングされた鋼帯は、大幅に緩和され
た酸洗条件でも良好な表面性状をもつ冷延用素材として
使用された。In an ordinary pickling line, the length of the pickling tank is designed to be 80 to 90 m in order to secure a sufficient pickling time, and a pickling time of about 16 seconds is secured. Black leather rolling has one purpose to reduce the size of the pickling tank. Therefore,
Assuming that a pickling time corresponding to about half the length of a conventional pickling tank is possible, the pickling time was maintained at a constant value of 5 seconds, and the relationship between the rolling reduction and the scale thickness was investigated. As can be seen from the survey results in FIG. 5, the scale thickness was thicker under the conditions described above, and the higher the reduction rate, the smaller the residual amount of scale. Furthermore, the condition that becomes the boundary for remaining scale is represented by a curve that is the product of the scale thickness t (μm) and the rolling reduction R (%). That is, it was confirmed that the scale can be efficiently removed under the condition that the thickness of the scale (t) × the reduction ratio (R) ≧ 150 is satisfied.
Based on the relationship between the rolling reduction and the scale thickness obtained in this way, when rolling under high pressure at a rolling reduction adjusted according to the hot-rolled steel strip, the scale is efficiently removed from the surface of the steel strip. The descaled steel strip was used as a cold-rolling material with good surface properties even under significantly relaxed pickling conditions.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、酸洗に先立って高圧下冷間圧延で熱延鋼帯をディス
ケーリングする際、冷間圧延の圧下率をスケールの厚み
との関係で調整している。これによって、熱延鋼帯の表
面からスケールが効率よく除去され、酸洗槽に搬入され
る鋼帯のスケール付着量が大幅に減少する。そのため、
酸洗負荷が減少し、酸洗時間の短縮，酸洗設備の小規模
化や低濃度酸液の使用等が可能となり、また酸洗に起因
する欠陥が素材に持ち込まれることも抑制される。更に
は、酸洗浴の超寿命化も図られる。As described above, in the present invention, when hot-rolled steel strip is descaled by high-pressure cold rolling prior to pickling, the reduction ratio of cold rolling is set to the scale thickness. I am adjusting in relation. As a result, the scale is efficiently removed from the surface of the hot-rolled steel strip, and the scale adhesion amount of the steel strip carried into the pickling tank is significantly reduced. for that reason,
The pickling load is reduced, so that the pickling time can be shortened, the pickling equipment can be reduced in scale, a low-concentration acid solution can be used, and the like, and defects caused by pickling can be suppressed from being introduced into the material. Further, the life of the pickling bath can be extended.
【図１】 熱延鋼帯を高圧下圧延したときのメタルフロ
ー（ａ）及び変形領域（ｂ）FIG. 1 shows a metal flow (a) and a deformation region (b) when a hot-rolled steel strip is rolled under high pressure.
【図２】 本発明に従った熱延鋼帯のディスケーリング
ラインFIG. 2 Descaling line of hot rolled steel strip according to the present invention
【図３】 厚み１５μｍのスケールが形成された熱延鋼
帯を冷間圧延したときの圧下率と脱スケール時間との関
係を示したグラフFIG. 3 is a graph showing the relationship between the rolling reduction and the descaling time when a hot-rolled steel strip on which a 15 μm-thick scale is formed is cold-rolled.
【図４】 厚み７μｍのスケールが形成された熱延鋼帯
を冷間圧延したときの圧下率と脱スケール時間との関係
を示したグラフFIG. 4 is a graph showing the relationship between the rolling reduction and the descaling time when a hot-rolled steel strip having a 7 μm-thick scale is cold-rolled.
【図５】 酸洗時間を５秒の一定値にしたときの圧下率
とスケール厚みとの関係を示したグラフFIG. 5 is a graph showing the relationship between the rolling reduction and the scale thickness when the pickling time is a constant value of 5 seconds.
【符号の説明】 １：スケールが付着している熱延鋼帯 ２：ペイオフ
リール ３：ブライドルロール ４：冷間圧延機
５：ブラシ ６：スプレー装置 ７：スプレーノ
ズル ８：酸洗槽 ９：巻取りリール[Explanation of Codes] 1: Hot-rolled steel strip with scale attached 2: Payoff reel 3: Bridle roll 4: Cold rolling mill
5: Brush 6: Spray device 7: Spray nozzle 8: Pickling tank 9: Take-up reel
フロントページの続き (72)発明者 早川 淳也 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内Front Page Continuation (72) Inventor Junya Hayakawa 5 Ishizushi Nishimachi, Sakai City, Osaka Prefecture Nisshin Steel Co., Ltd. Sakai Works
Claims (1)
鋼帯を酸洗に先立って高圧下圧延及びブラッシングによ
りディスケーリングする際、熱延スケールの厚みｔ（μ
ｍ）と圧下率Ｒ（％）との間に、ｔ×Ｒ≧１５０の関係
を維持することを特徴とする熱延鋼帯のディスケーリン
グ方法。1. When a hot-rolled steel strip having a hot-rolled scale adhered to its surface is descaled by high-pressure rolling and brushing before pickling, the thickness t (μ
A method of descaling a hot-rolled steel strip, characterized in that the relationship of t × R ≧ 150 is maintained between m) and the rolling reduction R (%).
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