(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延前のスラブ又は熱間圧延途中の中間素材である圧延鋼片にデスケーリングを施した後、下記(a)及び(b)の工程からなる処理を２回以上施し、しかる後、スラブ又は圧延鋼片を熱間圧延することを特徴とする表面性状に優れた熱延鋼帯の製造方法。
(a) スラブ又は圧延鋼片の表面に空気以上の酸素濃度を有する酸素含有ガス又は酸素ガスを吹き付けることにより、スラブ又は圧延鋼片の表面酸化を促進させてスケール層を生成させる。
(b) 前記工程(a)によりスケール層を生成したスラブ又は圧延鋼片をデスケーリングし、スケール層を剥離させる。
【請求項２】
スラブ又は圧延鋼片の表面に吹き付ける酸素含有ガスとして、空気よりも酸素濃度が高いガスを用いることを特徴とする請求項１に記載の表面性状に優れた熱延鋼帯の製造方法。
【請求項３】
熱間圧延途中の中間素材である圧延鋼片が、粗圧延後の粗バーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面性状に優れた熱延鋼帯の製造方法。
【請求項４】
酸素含有ガス又は酸素ガスの吹き付けにより生成するスケール層のトータルの厚さが、除去すべきスラブ表層部又は圧延鋼片表層部の厚さになるまで、(a)及び(b)の工程からなる処理を２回以上繰り返すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面性状に優れた熱延鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は熱延鋼帯の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に熱延鋼帯は、加熱炉において所定温度に加熱されたスラブ又は連続鋳造された高温のスラブを粗圧延機で所定の厚さに圧延して粗バーとした後、この粗バーを複数基のスタンドからなる仕上圧延機において仕上圧延して所定の厚さの鋼帯とし、この熱延鋼帯をランナウトテーブル上の冷却スタンドにおいて冷却した後、コイラーで巻き取ることにより製造される。
【０００３】
このようにして製造される熱延鋼帯には、表面疵が生じることが避けられない。特に、連続鋳造された高温のスラブをその保有熱を利用して圧延する熱片直送圧延法や、連続鋳造されたスラブが完全に冷却される前に加熱炉で再加熱して圧延を行う熱片装入圧延法では、スラブ表層部の一部はスケールとなって剥離脱落するものの、基本的には連続鋳造したままの表面状態で最終仕上圧延されるので、連続鋳造段階でスラブ表面近傍に残存した異物、例えば、連続鋳造時に使用したモールドパウダーやモールド内で浮上しきれず溶鋼に残存して鋳造初期段階でシェルに付着した介在物等が圧延後の鋼帯表面に疵となって残る場合がある。
【０００４】
また、近年、ＴｉやＮｂを単独又は複合添加した極低炭素鋼の使用が飛躍的に増大し、その鋼板の安定した製造と高い表面品質が求められている。この極低炭素鋼は、材質上、仕上圧延終了温度をＡｒ３以上にする必要があり、Ａｒ３温度が高い極低炭素鋼の場合には、必然的に仕上圧延終了温度が高くなる。したがって、加熱炉における加熱温度や炉抽出後の粗圧延および仕上圧延での圧延温度が高くなり、このためスケール発生量が多く、スケール欠陥が多発するという問題がある。特に、極低炭素鋼の加熱炉におけるスケール生成の挙動は、結晶粒界に酸化が選択的に進行して粒界酸化と呼ばれる根の深い内部酸化が著しく、これらの深さはスラブ表面から１００〜数百μｍにも及ぶ。このような根の深い内部酸化は、圧延前に高圧水を噴射してスケール除去を行なう従来のデスケーリングでは完全に除去することはできず、製品の表面欠陥の原因となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような問題に対して、特に表面の要求性能が厳しい鋼板については、鋳造段階や加熱炉での加熱により生成した表面スケールや内部酸化スケールをスラブの温度が下がった段階で研削や溶削により除去することが行われており、また、加熱炉で加熱した後のスラブ（直送圧延では鋳造ままのスラブ）を圧延前にホットスカーフと呼ばれる溶削によって除去する技術（例えば、特開平６−３１５７０２号）も知られている。しかしながら、このようにスラブ表面を溶削する方法では溶削後のスラブ表面に凹凸が生じることが避けられず、後の圧延で表面性状を整えることが難しく、表面性状の安定した熱延鋼帯を製造することは難しかった。
【０００６】
したがって本発明の目的は、上記のような従来技術の課題を解決し、安価な方法で表面性状の優れた鋼帯を効率的且つ安定的に製造することができる熱延鋼帯の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下のとおりである。
[1] 熱間圧延前のスラブ又は熱間圧延途中の中間素材である圧延鋼片にデスケーリングを施した後、下記(a)及び(b)の工程からなる処理を２回以上施し、しかる後、スラブ又は圧延鋼片を熱間圧延することを特徴とする表面性状に優れた熱延鋼帯の製造方法。
(a) スラブ又は圧延鋼片の表面に空気以上の酸素濃度を有する酸素含有ガス又は酸素ガスを吹き付けることにより、スラブ又は圧延鋼片の表面酸化を促進させてスケール層を生成させる。
(b) 前記工程(a)によりスケール層を生成したスラブ又は圧延鋼片をデスケーリングし、スケール層を剥離させる。
【０００８】
[2] 上記[1]の製造方法において、スラブ又は圧延鋼片の表面に吹き付ける酸素含有ガスとして、空気よりも酸素濃度が高いガスを用いることを特徴とする表面性状に優れた熱延鋼帯の製造方法。
[3] 上記[1]又は[2]の製造方法において、熱間圧延途中の中間素材である圧延鋼片が、粗圧延後の粗バーであることを特徴とする表面性状に優れた熱延鋼帯の製造方法。
[4] 上記[1]〜[3]のいずれかの製造方法において、酸素含有ガス又は酸素ガスの吹き付けにより生成するスケール層のトータルの厚さが、除去すべきスラブ表層部又は圧延鋼片表層部の厚さになるまで、(a)及び(b)の工程からなる処理を２回以上繰り返すことを特徴とする表面性状に優れた熱延鋼帯の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では、スラブや熱間圧延途中の圧延鋼片の表層部に存在している介在物やモールドパウダー等の異物、鋳造段階やその後の搬送過程でスラブ表層部に生成したスケール、加熱炉での加熱中に生じたスラブ表面から地鉄内部にまでに及ぶような根の深い内部酸化（粒界酸化）等を除去するために、まず、熱間圧延前のスラブ又は熱間圧延途中の圧延鋼片（例えば、粗圧延後の粗バー）に対して１回目のデスケーリングを実施し、これによりスラブ又は圧延鋼片の地鉄表面を露出させ、その状態でスラブ又は圧延鋼片の表面に酸素含有ガス又は酸素ガス（以下、酸素含有ガスを例に説明する。）を一定時間吹き付けることにより、スラブ又は圧延鋼片の地鉄面の表面酸化を促進させ、表面スケール層を生成・成長させる。次いで、２回目のデスケーリングを実施し、１回目のデスケーリング後に成長したスケール層を剥離させて、再度地鉄面を露出させる。
【００１０】
このような酸素含有ガスの吹き付けにより表面酸化（スケール層の生成・成長）を促進させる工程と引き続き行うデスケーリング工程とからなる処理を２回以上実施することより、スラブ又は圧延鋼片の表層部に存在する介在物やモールドパウダー等の異物、鋳造段階やその後の搬送過程で生じたスケール、加熱炉での加熱により生じた根の深い粒界酸化を確実に除去することができる。
【００１１】
特に、熱片直送圧延や熱片装入圧延において鋳造ままの状態で送られてくるスラブの場合には、鋳造時に使用したモールドパウダーや鋳造段階で生成したスケール、鋳造段階で生じた介在物がスラブ表層部の深さ１００μｍ〜数百μｍの領域まで存在しているが、本発明によれば、上記表層部の除去処理によりこのような欠陥を有する表層部分を短時間で酸化させて確実に取り除くことができる。
また、スラブを加熱炉で加熱した場合、スラブ表層部には深さ１００μｍ〜数百μｍにも及ぶような根が深い粒界酸化が生じるが、本発明によれば、上記表層部の除去処理によりこのような欠陥を有する表層部分も短時間で酸化させて確実に取り除くことができる。
【００１２】
ここで、粒界酸化とは、鋳造時の結晶粒の粒界に沿って酸素が浸入し、その結果として粒界に選択的な酸化が生じる、いわゆる選択的酸化である。この選択的酸化は根が深い酸化となるので、後の圧延段階で表面割れの起点になったり、酸化物が表層から母材中に埋め込まれるヘゲキズなどの原因となる。この選択的酸化は酸素濃度が低い雰囲気下、例えば加熱炉などのような酸素濃度が３〜５％程度の燃焼ガス雰囲気下で特に生じやすく、根が深い酸化となる。一方、酸素濃度が高い状態、例えば空気を含む酸素含有ガス雰囲気下（例えば、酸素濃度１０％以上）では、選択的酸化もある程度は生じるが粒内も表面から順次酸化が進行する。このような酸化形態では、粒界の選択的酸化とは異なって表面全体が均等に酸化していき、根が深い酸化はあまり生じない。つまり、表面全体が酸化していくために相対的に選択的酸化の根の深さが浅くなる。本発明の方法では、上記のように加熱炉などで不可避的に生じる選択的酸化（根が深い糸状の酸化）であっても、スラブの表面酸化を促進することでこれを削り落とすことができ、これによって粒界酸化に起因するキズやヘゲなどの発生の防止を図ることができる画期的な方法であると言える。
【００１３】
したがって、以上のような本発明による上記表層部の除去処理を経たスラブや圧延鋼片を直ちに熱間圧延することにより、スラブや圧延鋼片の表層部に存在するモールドパウダーや介在物などの異物、スケールや内部酸化等に起因した表面欠陥がない優れた表面性状を有する熱延鋼帯を製造することができる。
また、以上のような本発明による表層部の除去処理は、酸素含有ガスの吹き付けにより表面酸化を促進させる工程とこれに続くデスケーリング工程とからなるものであるため、溶削によりスラブ表面の手入れを行った場合のようにスラブ表面に凹凸が生じるようなこともない。
【００１４】
なお、酸素含有ガスの吹き付けによりスラブや圧延鋳片の表面酸化を促進させる場合、生成されるスケール層が次第に厚くなっていくとスケール層内の酸素元素の原子拡散が律速となってスケールの成長速度が遅くなる。したがって、ある程度スケール層が成長した段階でデスケーリングを施し、酸素含有ガスの吹き付けにより生成・成長したスケール層を除去するのが好ましい。
最初に行うデスケーリングや酸素含有ガスの吹き付けによるスケール層の生成後に行うデスケーリングの方法は特に制限はないが、幅方向に並べた複数の高圧水スプレーノズルから、例えば噴射圧力１５ＭＰａ以上の高圧水をスラブ等の表面に近い距離（例えば１５０〜２００ｍｍ）から噴射してスケールを除去する方法が一般的である。
【００１５】
スラブや圧延鋼片表面に吹き付ける酸素含有ガスは空気でもよいが、所望の厚みのスケール層を短時間で形成するには、空気よりも酸素濃度が高い酸素含有ガス（例えば、空気に酸素ガスを富化した酸素含有ガス）を用いることが好ましい。また、純酸素ガスを用いてもよいことは言うまでもない。
なお、スラブや圧延鋼片の表面への酸素含有ガスの吹き付けは、酸素分子をスラブや圧延鋼片表面に到達させればよいので、酸素含有ガスをスラブや圧延鋼片表面に対して高いガス流速で噴射、衝突させる必要はなく、したがって、酸素含有ガスの吹き付けによってスラブや圧延鋼片が冷却されてしまうようなことはない。また、酸素濃度が高い酸素含有ガス（又は純酸素ガス）をあまり強い圧力で吹き付けるとスラブや圧延鋼片の表面が溶融してしまうので、適度な圧力に調整することが好ましい。
【００１６】
酸素含有ガスのガス流量は、スラブや圧延鋼片の表面全体にまんべんなくガスが供給できる流量（風量密度＝流量／被噴射面積）であれば少量でもよい。またスラブや圧延鋼片の表層の除去したい厚みとスラブや圧延鋼片の表層の温度に応じて、噴射時間や酸素濃度を適宜調整してもよい。
【００１７】
図１は、圧延前のスラブ表面をデスケーリングした後、スラブ表面温度が１２００℃の状態で、▲１▼スラブ表面に酸素濃度が約３５％の酸素含有ガスを吹き付けた場合、▲２▼スラブ表面に酸素含有ガスとして空気を吹き付けた場合、▲３▼スラブ表面に酸素含有ガスを吹き付けることなくそのまま放置した場合、について、生成するスケール層の厚みの経時変化を示したものである。同図に示されるように、スラブ表面に酸素含有ガス、特に酸素濃度が空気よりも高い酸素含有ガスを吹きつけることにより表面酸化が効果的に促進され、短時間でスケール層を厚く生成・成長させることができる。
【００１８】
図２は、圧延前のスラブ表面をデスケーリングした後、表面温度がそれぞれ１０００℃、１１００℃、１２００℃であるスラブ表面に酸素濃度が約３５％の酸素含有ガスを吹きつけた場合において、生成するスケール層の厚みの経時変化を示したものである。
同図に示されるようにスケール層の生成速度はスラブ表面温度が高いほど速く、スケール層が厚くなる。したがって、除去すべきスラブ表層部の厚みに応じて、スラブ表面温度と酸素含有ガスの吹き付け時間などを最適化することにより、効率的な処理が可能となる。例えば、スラブ表層部の厚さ約１００μｍの部分に介在物やモールドパウダーなどが存在し、この部分を除去したい場合には、スラブ表面温度に応じて酸素含有ガスの吹き付けによるスケール層のトータルの生成量（厚さ）が約１００μｍになるまで、酸素含有ガスの吹き付け工程（及びその後のデスケーリング工程）を２回以上実施すればよい。
【００１９】
また、図２に示されるように酸素含有ガスの吹きつけ開始直後ではスラブ地鉄面が酸素含有ガスに直接曝されるために酸化速度が速く、スケール層の成長速度が大きい。しかし、ある程度酸化が進行すると成長したスケールが地鉄への酸素の供給を妨げるために酸化が抑制され、スケール層の成長が遅くなる。したがって、このスケール成長速度が遅くなった段階でデスケーリングを実施し、成長したスケール層を除去するようにすれば、短い時間で最も効率的な処理を行うことができる。また、このようなデスケーリングにより地鉄を露出させれば、再度高い成長速度でスケール層が生成・成長するので、この工程を複数回繰り返すことにより、欠陥を有するスラブ表層部を確実に除去することができる。
【００２０】
図３は、本発明の実施に供される連続鋳造−熱間圧延設備の一例を示すもので、１は連続鋳造機、２はスラブカッター、３は粗圧延機群、４は仕上圧延機、５はランナウトテーブル上の冷却装置、６は巻取機、７は加熱炉である。
この連続鋳造−熱間圧延設備では、前記粗圧延機群３の入側に第１デスケーリング装置８ａ、第１ガス噴射装置９ａ、第２デスケーリング装置８ｂ、第２ガス噴射装置９ｂ、第３デスケーリング装置８ｃが、ライン上流側から順に設けられている。
【００２１】
このような設備において、連続鋳造後のスラブを熱片直送圧延する場合における本発明法の一実施形態について説明する。
連続鋳造機１で鋳造されたスラブａはスラブカッター２で所定の長さに切断された後、直ちに粗圧延機群３に送られて粗圧延されるが、この粗圧延機群３の入側において本発明法によるスラブ表層部の除去処理が行われる。
【００２２】
このスラブ表層部の除去処理では、まず、第１デスケーリング装置８ａでスラブａをデスケーリングし、連続鋳造機１から直送されるまでの間に生成した１次スケールを除去する。その後直ちに、第１ガス噴射装置９ａにおいてライン上下に配置したガス噴射ノズルからスラブ表面に酸素含有ガスを吹き付け、スラブ表面の酸化を促進させてスケール層を生成・成長させる。この酸素含有ガスとしては、表面酸化を促進させるために空気よりも酸素濃度が高いガスを用いることが好ましく、例えば空気に酸素を所定の割合で混合富化したガスが用いられる。また、この際、スラブの全表面で均一にスケール層が生成・成長するようにするため、スラブを往復させながらガス噴射ノズルからスラブ表面に酸素含有ガスを吹き付けるようにしてもよい。
【００２３】
ここで、表面酸化させて除去できるスケール層の厚みは、スラブの表面温度、酸素含有ガスの酸素濃度、スラブの鋼種などによって異なるが、予めその関係を求めておき、除去したいスケール層厚みに応じて、酸素含有ガスの吹き付け時間や酸素濃度を決めればよい。
【００２４】
上記のような酸素含有ガスの吹き付けによってスラブの表面酸化を促進させてスケール層を生成・成長させ、その後直ちに第２デスケーリング装置８ｂでデスケーリングを行い、スラブ表面に生成・成長したスケール層を剥離させる。この際、スラブ表層部に残存していた介在物やモールドパウダー等もスケールとともに除去される。さらに、第２ガス噴射装置９ｂでの酸素含有ガスの吹き付けによる表面酸化の促進と第３デスケーリング装置８ｃによるデスケーリングを上記と同様の形態で繰り返し、スラブ表層部の欠陥の除去をより確実に行う。
第３デスケーリング装置８ｃによりデスケーリングされたスラブａを直ちに粗圧延機群４で圧延して粗バーｂとする。この粗バーｂを搬送テーブルで仕上圧延機４に搬送して仕上圧延を行い、圧延後の鋼帯をランナウトテーブル上で冷却装置５により冷却した後、ランナウトテーブルを巻取機６まで搬送して巻き取り、熱延コイルｃとする。
【００２５】
また、連続鋳造したスラブを常温まで冷却することなく加熱炉で加熱して熱間圧延する、いわゆる熱片装入圧延の場合にも本発明の方法は適用可能であり、例えば以下のような実施形態が採られる。すなわち、連続鋳造されたスラブを常温まで冷却される前に加熱炉で加熱し、このスラブをデスケーリング（例えば、高圧水噴射によるデスケーリング）した後、直ちにスラブ表面にガス噴射装置から酸素含有ガスを吹きつけ、スラブ表面の酸化を促進させてスケール層を生成・成長させる。その後、直ちにデスケーリング（例えば、高圧水噴射によるデスケーリング）し、圧延を行う。また、この酸素含有ガスを吹きつけによるスラブ表面の酸化促進と生成したスケール層のデスケーリングは、２回以上実施する。また、その他の好ましい条件は、先に述べた実施形態と同様である。
【００２６】
次に、連続鋳造されたスラブを一旦常温まで冷却した後、加熱炉で再加熱して熱間圧延する場合（冷片装入圧延）における本発明法の一実施形態について説明する。このスラブ再加熱圧延では、特に極低炭素鋼のスラブを圧延する場合、加熱炉内でのスラブ加熱中にスラブ表層部に粒界酸化とよばれる根の深い内部酸化が発生しやすい。
【００２７】
連続鋳造機１で鋳造されたスラブａはスラブカッター２で所定の長さに切断された後、一旦常温まで冷却される。このスラブａは加熱炉７において所定の温度まで加熱され、直ちに粗圧延機群３に送られて粗圧延されるが、この粗圧延機群３の入側において本発明法によるスラブ表層部の除去処理が行われる。
このスラブ表層部の除去処理は、第１デスケーリング装置８ａ、第１ガス噴射装置９ａ、第２デスケーリング装置８ｂ、第２ガス噴射装置９ｂ、第３デスケーリング装置８ｃによって先に述べたとおりの手順で行われる。これによりスラブ表層部に存在する介在物やモールドパウダーだけでなく、加熱炉内での高温酸化により生成した粒界酸化も確実に除去される。
【００２８】
第３デスケーリング装置８ｃによりデスケーリングされたスラブａを直ちに粗圧延機群４で圧延して粗バーｂとする。この粗バーｂを搬送テーブルで仕上圧延機４に搬送して仕上圧延を行い、圧延後の鋼帯をランナウトテーブル上で冷却装置５により冷却した後、ランナウトテーブル上を巻取機６まで搬送して巻き取り、熱延コイルｃとする。
【００２９】
本発明法によるスラブ表層部の除去処理は、熱間圧延途中の圧延鋼片（中間素材）、例えば粗圧延後の粗バーに対して行ってもよく、この場合には例えば、上記第１デスケーリング装置８ａ、第１ガス噴射装置９ａ、第２デスケーリング装置８ｂ、第２ガス噴射装置９ｂ、第３デスケーリング装置８ｃが粗圧延機群３の出側にライン上流側から順に設けられ、粗圧延機群３で圧延された後の粗バーｂに対して先に述べたとおりの手順で表層部の除去処理が行われる。なお、一般にスラブは粗圧延前にデスケーリングされるので、この実施形態の第１デスケーリング装置８ａによるデスケーリングでは、粗圧延段階で発生した２次スケールが除去されることになる。
【００３０】
以上のような本発明法による表層部の除去処理により、スラブ表層部に存在する介在物やモールドパウダー、加熱炉内での高温酸化により生成した粒界酸化が確実に除去される。
なお、このような熱間圧延途中の中間素材に対する表層部の除去処理は、先に述べた圧延前のスラブの表層部の除去処理とともに行ってもよい。
この処理後の粗バーｂを搬送テーブルで仕上圧延機４に搬送して仕上圧延を行い、圧延後の鋼帯をランナウトテーブル上で冷却装置５により冷却した後、ランナウトテーブル上を巻取機６まで搬送して巻き取り、熱延コイルｃとする。
【００３１】
【実施例】
［実施例１］
図３に示す連続鋳造−熱間圧延設備において、連続鋳造されたスラブ（鋼種：低炭素鋼）を熱片直送圧延することで熱延鋼帯を製造した。その際、粗圧延機群３の入側に設けられた第１デスケーリング装置８ａでスラブをデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）して１次スケールを除去した後、直ちに第１ガス噴射装置９ａにおいて酸素濃度３５％の酸素含有ガス（流量：１０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２）をライン上下に配置したガス噴射ノズルから４０秒間スラブ表面に吹き付けることにより表面酸化を促進させ、スケール層を生成・成長させた。この際、スラブ全表面で均一にスケールが成長するように、ガス噴射ノズルに対してスラブを往復させながら酸素含有ガスを吹き付けた。この酸素含有ガス吹き付けの際のスラブの表面温度は１１００℃であった。
【００３２】
次いで、第２デスケーリング装置８ｂでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）を行ない、スラブ表面に生成したスケール層を剥離させた。さらに、第２ガス噴射装置９ｂにおいて酸素濃度３５％の酸素含有ガス（流量：１０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２）をライン上下に配置したガス噴射ノズルから４０秒間スラブ表面に吹き付けることにより、表面酸化を促進させ、スケール層を生成・成長させた。この際も、スラブ全表面で均一にスケールが成長するように、ガス噴射ノズルに対してスラブを往復させながら酸素含有ガスを吹き付けた。次いで、第３デスケーリング装置８ｃでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）を行ない、スラブ表面に生成したスケール層を剥離させた後、このスラブを直ちに粗圧延機群３で圧延し、厚み３０ｍｍの粗バーとし、さらに仕上圧延機４で板厚２．３ｍｍの鋼帯まで連続的に圧延した。圧延後はランナウトチーブル上で冷却装置５により冷却し、巻取機６により所定の温度で巻き取った。
【００３３】
なお、本実施例では鋳造段階で生成した介在物や搬送過程で生成したスケールがスラブ表面から約１００μｍの深さまで存在していると推定されたので、その表層部を取り除くべく、図２に示すようなスケール成長曲線に基づき酸素含有ガスの吹き付けによるスケール成長量の合計が約１００μｍ以上となるよう、酸素含有ガスの吹き付けとデスケーリングを繰り返した。
巻き取り後はコイルの状態で徐冷し、常温になった段階でその表面性状を検査した。その結果、スケールが噛み込んだ疵や介在物などによる表面欠陥は全く見られず、良好な表面性状であった。
【００３４】
［実施例２］
図３に示す連続鋳造−熱間圧延設備において、連続鋳造されたスラブ（鋼種：極低炭素鋼）を一旦常温まで冷却し、これを加熱炉で１２００℃に再加熱して圧延する（冷片装入圧延）ことで熱延鋼帯を製造した。その際、加熱炉で加熱して抽出されたスラブを、粗圧延機群３の入側に設けられた第１デスケーリング装置８ａでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）して１次スケールを除去した後、直ちに第１ガス噴射装置９ａにおいて酸素濃度３５％の酸素含有ガス（流量：２０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２）をライン上下に配置したガス噴射ノズルから１０秒間スラブ表面に吹き付けることにより表面酸化を促進させ、スケール層を生成・成長させた。この際、スラブ全表面で均一にスケールが成長するように、ガス噴射ノズルに対してスラブを往復させながら酸素含有ガスを吹き付けた。
【００３５】
次いで、第２デスケーリング装置８ｂでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）を行ない、スラブ表面に生成したスケール層を剥離させた。さらに、第２ガス噴射装置９ｂにおいて酸素濃度３５％の酸素含有ガス（流量：２０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２）をライン上下に配置したガス噴射ノズルから１０秒間スラブ表面に吹き付けることにより表面酸化を促進させ、スケール層を生成・成長させた。この際も、スラブ全表面で均一にスケールが成長するように、ガス噴射ノズルに対してスラブを往復させながら酸素含有ガスを吹き付けた。次いで、第３デスケーリング装置８ｃでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）を行ない、スラブ表面に生成したスケール層を剥離させた後、このスラブを直ちに粗圧延機群３で圧延し、厚み３０ｍｍの粗バーとし、さらに仕上圧延機４で板厚２．３ｍｍの鋼帯まで連続的に圧延した。圧延後はランナウトテーブル上で冷却装置５により冷却し、巻取機６により所定の温度で巻き取った。
【００３６】
なお、本実施例では加熱炉での加熱により生成した粒界酸化がスラブ表面から約１５０μｍの深さまで存在していると推定されたので、その表層部取り除くべく、図２に示すようなスケール成長曲線に基づき酸素含有ガスの吹き付けによるスケール成長量の合計が約１００μｍ以上となるよう、酸素含有ガスの吹き付けとデスケーリングを繰り返した。
巻き取り後はコイルの状態で徐冷し、常温になった段階でその表面性状を検査した。その結果、スケールが噛み込んだ疵や介在物などによる表面欠陥、加熱炉における加熱によりで生成した粒界酸化などによる表面欠陥は全く見られず、良好な表面性状であった。
【００３７】
［実施例３］
図３に示す連続鋳造−熱間圧延設備において、連続鋳造されたスラブ（鋼種：極低炭素鋼）を常温まで冷却することなく、加熱炉で１２００℃に加熱し、これを圧延する（熱片装入圧延）ことで熱延鋼帯を製造した。その際、加熱炉で加熱して抽出されたスラブを、粗圧延機群３の入側に設けられた第１デスケーリング装置８ａでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）して１次スケールを除去した後、直ちに第１ガス噴射装置９ａにおいて酸素濃度３５％の酸素含有ガス（流量：２０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２）をライン上下に配置したガス噴射ノズルから１０秒間スラブ表面に吹き付けることにより表面酸化を促進させ、スケール層を生成・成長させた。この際、スラブ全表面で均一にスケールが成長するように、ガス噴射ノズルに対してスラブを往復させながら酸素含有ガスを吹き付けた。
【００３８】
次いで、第２デスケーリング装置８ｂでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）を行ない、スラブ表面に生成したスケール層を剥離させた。さらに、第２ガス噴射装置９ｂにおいて酸素濃度３５％の酸素含有ガス（流量：２０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２）をライン上下に配置したガス噴射ノズルから１０秒間スラブ表面に吹き付けることにより表面酸化を促進させ、スケール層を生成・成長させた。この際も、スラブ全表面で均一にスケールが成長するように、ガス噴射ノズルに対してスラブを往復させながら酸素含有ガスを吹き付けた。次いで、第３デスケーリング装置８ｃでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）を行ない、スラブ表面に生成したスケール層を剥離させた後、このスラブを直ちに粗圧延機群３で圧延し、厚み３０ｍｍの粗バーとし、さらに仕上圧延機４で板厚２．３ｍｍの鋼帯まで連続的に圧延した。圧延後はランナウトテーブル上で冷却装置５により冷却し、巻取機６により所定の温度で巻き取った。
【００３９】
なお、本実施例では加熱炉での加熱により生成した粒界酸化がスラブ表面から約１５０μｍの深さまで存在していると推定されたので、その表層部取り除くべく、図２に示すようなスケール成長曲線に基づき酸素含有ガスの吹き付けによるスケール成長量の合計が約１００μｍ以上となるよう、酸素含有ガスの吹き付けとデスケーリングを繰り返した。
巻き取り後はコイルの状態で徐冷し、常温になった段階でその表面性状を検査した。その結果、スケールが噛み込んだ疵や介在物などによる表面欠陥、加熱炉における加熱によりで生成した粒界酸化などによる表面欠陥は全く見られず、良好な表面性状であった。
【００４０】
［実施例４］
熱間圧延設備の粗圧延機群３の出側に、図１と同様の第１デスケーリング装置８ａ、第１ガス噴射装置９ａ、第２デスケーリング装置８ｂ、第２ガス噴射装置９ｂ、第３デスケーリング装置８ｃが、ライン上流側から順に設けられた設備において、連続鋳造されたスラブ（鋼種：低炭素鋼）を熱片直送圧延することで熱延鋼帯を製造した。連続鋳造されたスラブをデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）した後、直ちに粗圧延機群３で圧延し、厚み３０ｍｍの粗バーとした。この粗バーを、粗圧延機群３の出側に設けられた第１デスケーリング装置８ａでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）して２次スケールを除去した後、直ちに第１ガス噴射装置９ａにおいて酸素濃度５０％の酸素含有ガス（流量：２０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２）をライン上下に配置したガス噴射ノズルから１５秒間粗バー表面に吹き付けることにより表面酸化を促進させ、スケール層を生成・成長させた。
【００４１】
次いで、第２デスケーリング装置８ｂでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）を行ない、粗バー表面に生成したスケール層を剥離させた。さらに、第２ガス噴射装置９ｂにおいて酸素濃度３５％の酸素含有ガス（流量：２０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２）をライン上下に配置したガス噴射ノズルから２５秒間粗バー表面に吹き付けることにより、表面酸化を促進させ、スケール層を生成・成長させた。次いで、第３デスケーリング装置８ｃでデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）を行ない、粗バー表面に生成したスケール層を剥離させた。この粗バーを直ちに仕上圧延機４で板厚２．３ｍｍの鋼帯まで連続的に圧延した。圧延後はランナウトテーブル上で冷却装置５により冷却し、巻取機６で所定の温度で巻き取った。
【００４２】
なお、本実施例では鋳造段階で生成した介在物や搬送中に生成したスケールが粗バー表面から約１００μｍの深さまで存在していると推定されたので、その表層部を取り除くべく、図２に示すようなスケール成長曲線に基づき酸素含有ガスの吹き付けによるスケール成長量の合計が約１００μｍ以上となるよう、酸素含有ガスの吹き付けとデスケーリングを繰り返した。
巻き取り後はコイルの状態で徐冷し、常温になった段階でその表面性状を検査した。その結果、スケールが噛み込んだ疵や介在物などによる表面欠陥は全く見られず、良好な表面性状であった。
【００４３】
［比較例］
連続鋳造されたスラブ（鋼種：低炭素鋼）を直送圧延することで熱延鋼帯を製造した。連続鋳造されたスラブを粗圧延機群の入側に設けられたデスケーリング装置でデスケーリング（噴射圧１５ＭＰａの高圧水噴射によるデスケーリング）して１次スケールを除去した後、直ちに粗圧延機群で粗圧延を行い、厚み３０ｍｍの粗バーとし、さらに仕上圧延機で板厚２．３ｍｍの鋼帯まで連続的に圧延した。圧延後はランナウトテーブル上で冷却装置により冷却し、巻取機により所定の温度で巻き取った。
【００４４】
巻き取り後はコイルの状態で徐冷し、常温になった段階でその表面性状を検査した。その結果、明かに介在物に起因すると思われる疵が熱延鋼板表面に多数存在していた。これは、粗圧延前に行ったデスケーリングだけではスラブ表層に存在する介在物が除去されず、これが圧延が進行するにつれて表層に出現し、表面疵となったものと考えられる。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べた本発明によれば、酸素含有ガスの吹き付けにより表面酸化を促進させる工程とこれに続くデスケーリング工程とからなる処理を行うことにより、スラブや熱間圧延途中の圧延鋼片の表層部に存在する介在物やモールドパウダーなどの異物、鋳造段階やその後の搬送過程で生じたスケール、加熱炉での加熱により生じた根の深い粒界酸化を確実に除去することができ、しかも、溶削によりスラブ表面の手入れを行った場合のようなスラブ表面の凹凸を生じることがないため、表面欠陥が少ない表面性状の優れた熱延鋼帯を安価にしかも効率的且つ安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧延前のスラブ表面をデスケーリングした後、▲１▼スラブ表面に酸素濃度が約３５％の酸素含有ガスを吹きつけた場合、▲２▼スラブ表面に酸素含有ガスとして空気を吹きつけた場合、▲３▼酸素含有ガスを吹き付けることなくそのまま放置した場合、について、生成するスケール層の厚みの経時変化を示したグラフ
【図２】デスケーリングされた後の表面温度が異なるスラブ表面に酸素含有ガスを吹きつけた場合において、生成するスケール層の厚みの経時変化を示すグラフ
【図３】本発明の実施に供される連続鋳造−熱間圧延設備の一例を示す説明図
【符号の説明】
１…連続鋳造機、２…スラブカッター、３…粗圧延機群、４…仕上圧延機、５…冷却装置、６…巻取機、７…加熱炉、８ａ…第１デスケーリング装置、８ｂ…第２デスケーリング装置、８ｃ…第３デスケーリング装置、９ａ…第１ガス噴射装置、９ｂ…第２のガス噴射装置、ａ…スラブ、ｂ…粗バー、ｃ…熱延コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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