(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流から下流に向かって、粗圧延機、加熱装置、デスケーリング装置および仕上圧延機を順次備え、前記粗圧延機でスラブに粗圧延を施して被圧延材とし、次いで、前記加熱装置で前記被圧延材の幅方向全体を加熱した後、前記デスケーリング装置で高圧水を噴射して被圧延材のスケールを除去し、その後、複数のスタンドを備えた前記仕上圧延機で仕上圧延を施して熱延鋼帯を製造する方法であって、前記仕上圧延機の隣接するスタンド間における被圧延材の通過時間が１秒以上となる少なくとも１つのスタンド間で高圧水を噴射して被圧延材のスケールを除去するとともに、前記通過時間が２秒以上となる全てのスタンド間における上流側スタンド出口に冷却装置を設け、該冷却装置で被圧延材の表面を水冷却することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【請求項２】
前記通過時間が１秒以上となる複数のスタンド間に、スタンド間デスケーリング装置を設け、被圧延材の仕上板厚の目標値と仕上下限温度の目標値に応じて、前記スタンド間デスケーリング装置の使用基数を調整することを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【請求項３】
上流から下流に向かって、スラブに粗圧延を施して被圧延材とするための粗圧延機、前記被圧延材の幅方向全体を加熱するための加熱装置、高圧水を噴射して被圧延材のスケールを除去するためのデスケーリング装置および、複数のスタンドを有し、仕上圧延を施すための仕上圧延機を順次備える熱延鋼帯の製造設備であって、さらに、前記仕上圧延機の隣接するスタンド間における被圧延材の通過時間が１秒以上となるスタンド間で高圧水を噴射して被圧延材のスケールを除去するためのスタンド間デスケーリング装置と、前記通過時間が２秒以上となるスタンド間における上流側スタンド出口に設けられて、被圧延材の表面を水冷却するための冷却装置とを備えることを特徴とする熱延鋼帯の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱延鋼帯の製造方法および製造設備に関する。詳しくは、本発明は、表面性状に優れ、かつ、機械的特性に優れた熱延鋼帯の製造方法および製造設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱延鋼帯は、所定温度に加熱したスラブを粗圧延機で粗圧延して被圧延材となし、この被圧延材の表面に高圧水を噴射してスケールを除去した後、複数のスタンドを有する仕上圧延機で仕上圧延を施して製造される。
【０００３】
仕上圧延機出側における熱延鋼帯の温度（以下、仕上温度ともいう）は、熱延鋼帯の機械的性質に大きく影響を及ぼす。したがって、所期の機械的性質を確保するために、仕上温度の下限値（以下、仕上下限温度ともいう）が定められている。
【０００４】
ところで、上記熱延鋼帯の製造において、被圧延材は高温状態で搬送、圧延されるため、被圧延材の表面には酸化スケールが生成する。この酸化スケールは酸化鉄を主成分とするものであるが、金属酸化物を含むこともある。
【０００５】
このような酸化スケール（以下、単にスケールともいう）が被圧延材の表面に存在したまま、熱間圧延をおこなうと、圧延時にスケールが表面に押し込まれて表面疵が発生する。特に、近年は、熱延鋼帯の機械的性質の改善に伴い、その利用範囲の拡大から、高い表面品質へのニーズが高まり、スケール原因の表面品質劣化防止が重要となっている。例えば、冷延代替熱延鋼板として、板厚が２ｍｍ以下で、ＳＰＨＤクラス以上の機械的性質を有し、かつ、表面性状の良好な熱延鋼帯が要求されている。
【０００６】
スケール原因の表面品質劣化防止策として、特開平６−２６９８４０号公報や特開平１０−１２８４２３号公報には、仕上圧延機の入側で鋼板表面を加熱後、高圧水によるデスケーリングを行い、直ちに仕上圧延する方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示された方法においても、特に板厚の薄い熱延鋼帯を圧延する場合に、微細な２次スケールの残存により表面疵が発生することがあり、高い表面品質のニーズを満足することができない。
【０００８】
一方、２次スケール対策として、スタンド間の通過時間が長く、圧延負荷も大きい仕上圧延機の上流スタンドのスタンド間で高圧水によるデスケーリングを行う方法が考えられる。しかしながら、スタンド間で高圧水を噴射するデスケーリングを行うと、特に、板厚の薄い熱延鋼帯を圧延する場合に、被圧延材の温度低下が大きく、仕上下限温度の確保が難しく、所期の機械的性質が得られないことがある。
【０００９】
したがって、従来の技術では、仕上板厚が２ｍｍ以下で、ＳＰＨＤクラス以上の機械的性質を有し、かつ、表面性状に優れた熱延鋼帯を安定して圧延するのが困難であった。
【００１０】
本発明の課題は、表面疵の発生を抑制し、かつ、ＳＰＨＤクラス以上の機械的性質を得るために必要な仕上下限温度の確保を可能とした熱延鋼帯の製造方法および製造設備を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため、種々検討を行い、以下の知見を得た。
（ａ）仕上圧延前で被圧延材の幅方向全体を加熱する加熱処理を施すことにより、仕上下限温度の確保が可能となる。しかしながら、被圧延材の温度上昇により、仕上圧延機のスタンド間でスケールの生成が大きくなり、特に、隣接するスタンド間における被圧延材の通過時間が長い上流側スタンドにおける圧延の際に表面疵が発生しやすい。
【００１２】
（ｂ）上記通過時間が１秒以上となるスタンド間で、被圧延材の表面に高圧水を噴射するスケール除去を行うことにより、上記表面疵の発生が抑制される。
（ｃ）従って、仕上圧延前で被圧延材の幅方向全体を加熱する加熱処理と、隣接するスタンド間における被圧延材の通過時間が１秒以上となる仕上圧延機のスタンド間で被圧延材の表面に高圧水を噴射するスケール除去を行うことにより、仕上下限温度の確保と表面疵の発生の抑制が可能となり、ＳＰＨＤクラス以上の機械的性質を備え、かつ、表面性状に優れた熱延鋼帯を製造することができる。
【００１３】
（ｄ）前記通過時間が２秒以上となると、スタンド間で生成するスケール量の増加により、高Ｓｉ鋼や高Ｍｎ鋼などの熱延鋼帯では、スタンド間でのスケール除去が不十分となることがある。
【００１４】
（ｅ）スタンド間の上流側スタンド出口で被圧延材の表面に水を噴射して被圧延材の表面を冷却することにより、スタンド間で生成するスケールの量を減少させることができる。
【００１５】
（ｆ）従って、スタンド間でのスケール除去を行い、更に、仕上圧延機においてスタンド間の通過時間が２秒以上となる全てのスタンド間における上流側スタンド出口で被圧延材に低圧水を噴射し被圧延材の表面を冷却することにより、高Ｓｉ鋼や高Ｍｎ鋼などの熱延鋼帯の圧延でも、表面疵の発生を抑制することができる。
【００１６】
本発明は、上記知見に基づき完成されたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１７】
（１）上流から下流に向かって、粗圧延機、加熱装置、デスケーリング装置および仕上圧延機を順次備え、前記粗圧延機でスラブに粗圧延を施して被圧延材とし、次いで、前記加熱装置で前記被圧延材の幅方向全体を加熱した後、前記デスケーリング装置で高圧水を噴射して被圧延材のスケールを除去し、その後、複数のスタンドを備えた前記仕上圧延機で仕上圧延を施して熱延鋼帯を製造する方法であって、前記仕上圧延機の隣接するスタンド間における被圧延材の通過時間が１秒以上となる少なくとも１つのスタンド間で高圧水を噴射して被圧延材のスケールを除去するとともに、前記通過時間が２秒以上となる全てのスタンド間における上流側スタンド出口に冷却装置を設け、該冷却装置で被圧延材の表面を水冷却することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
（２）前記通過時間が１秒以上となる複数のスタンド間に、スタンド間デスケーリング装置を設け、被圧延材の仕上板厚の目標値と仕上下限温度の目標値に応じて、前記スタンド間デスケーリング装置の使用基数を調整することを特徴とする(1) 項に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【００１８】
（３）上流から下流に向かって、スラブに粗圧延を施して被圧延材とするための粗圧延機、前記被圧延材の幅方向全体を加熱するための加熱装置、高圧水を噴射して被圧延材のスケールを除去するためのデスケーリング装置および、複数のスタンドを有し、仕上圧延を施すための仕上圧延機を順次備える熱延鋼帯の製造設備であって、さらに、前記仕上圧延機の隣接するスタンド間における被圧延材の通過時間が１秒以上となるスタンド間で高圧水を噴射して被圧延材のスケールを除去するためのスタンド間デスケーリング装置と、前記通過時間が２秒以上となるスタンド間における上流側スタンド出口に設けられて、被圧延材の表面を水冷却するための冷却装置とを備えることを特徴とする熱延鋼帯の製造設備。
【００１９】
本発明は、仕上板厚が２ｍｍ以下の冷延代替鋼板として利用可能な熱延鋼帯の製造方法に好適である。また、上記（３）項に記載の発明は、Ｓｉの含有量が高い高Ｓｉ含有鋼の熱延鋼帯やＭｎの含有量が高い高Ｍｎ含有鋼の熱延鋼帯の製造に好適である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明を実施する熱間圧延設備の一例の要部を模式的に示す概要図である。
【００２１】
図１に示すように、この熱間圧延設備は、加熱装置１、加熱装置２ならびに７基のスタンド（上流から下流に向かってＦ１スタンド〜Ｆ７スタンド）からなる仕上圧延機５を備え、更に、Ｆ１スタンドの入側に設けたデスケーリング装置すなわち仕上前デスケーリング装置４と、Ｆ１スタンド〜Ｆ５スタンドの各スタンド間に設けたデスケーリング装置すなわちスタンド間デスケーリング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと、Ｆ１スタンド〜Ｆ３スタンドの各スタンド間に設けた冷却装置８ａ，８ｂとを備える。符号３はクロップシャー、７は仕上温度計で、１０は被圧延材、１１は熱延鋼帯である。なお、以下、仕上前デスケーリング装置およびスタンド間デスケーリング装置によるスケール除去をそれぞれ仕上前デスケーリング、スタンド間デスケーリングといい、冷却装置による冷却をスタンド間冷却ともいう。
【００２２】
所定温度に加熱されたスラブは、１基以上のスタンドで構成される粗圧延機で粗圧延を施されて被圧延材１０（以下、粗バ−ともいう）となる。次いで、図１に示すように、この粗バー１０は、ローラテーブル上を搬送されて、Ｆ１スタンドの前に設置された加熱装置１および加熱装置２で所定温度に加熱された後、クロップシャー３で必要に応じて粗バー１０の先端と後端を切断され、その後、仕上前デスケーリング装置４で高圧水を表面に噴射してスケールが除去され、仕上圧延機５で仕上圧延されて所定厚さの熱延鋼帯１１となる。
【００２３】
加熱装置１は粗バー１０の幅方向全体を加熱する全幅加熱装置で、例えば、ソレノイド型誘導加熱装置が用いられる。加熱装置２は幅端部を加熱するエッジ加熱装置で、例えば、誘導加熱方式の加熱装置が用いられる。図１では、加熱装置１の下流に加熱装置２を配置しているが、加熱装置２を加熱装置１の上流に設けてもよい。但し、仕上温度確保の観点から、温度降下の大きい幅端部を効率的に昇温するために、図１に示すように、加熱装置２は加熱装置１の下流に設置するのがよい。
【００２４】
加熱装置１と加熱装置２による被圧延材の加熱では、長手方向と幅方向の全ての領域の仕上温度が製品である熱延鋼帯の機械的性質に応じて定まる仕上下限温度以上となるように、仕上前デスケーリングやスタンド間デスケーリング、スタンド間冷却による温度降下も考慮して加熱装置１と加熱装置２とを組み合わせて被圧延材の昇温が行われる。以下、加熱装置１と加熱装置２による被圧延材の温度上昇量を昇温量という。
【００２５】
図２は、被圧延材の昇温量と、Ｆ７スタンド出側の熱延鋼帯の温度すなわち仕上温度の長手方向の変化の一例を示すグラフで、図２（ａ）は昇温量の変化を、図２（ｂ）は仕上温度の変化を、横軸に長手方向の位置を粗バー長さで換算して示す。
【００２６】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、被圧延材の昇温量を長手方向に調節することにより、仕上温度を長手方向にほぼ均一に制御することができる。なお、以下、長手方向における昇温量の最大値を最大昇温量という。
【００２７】
被圧延材の昇温量は幅中央部に比べ幅方向端部が大きく、かつ、仕上圧延機入側での幅方向温度分布も幅中央部に比べ幅方向端部で高くなるように加熱することが望ましい。これは、高圧水の噴射による被圧延材の温度降下が幅端部で大きくなるからである。
【００２８】
仕上前デスケーリング装置としては、慣用の高圧水噴射式のデスケーリング装置でよく、例えば、吐出圧力が５〜２０ＭＰａ程度の能力を有する装置とされる。なお、高圧水噴射時の被圧延材の温度降下を小さくするには、圧力を高め、噴射する水量を小さくするのがよい。
【００２９】
仕上前デスケーリング装置でスケールを除去された粗バーはＦ１スタンドから、順次、仕上圧延を施されが、その際、粗バー表面に形成したスケールを除去するため、スタンド間デスケーリング装置で高圧水を噴射する。図１の実施形態では、Ｆ１スタンド〜Ｆ５スタンドの各スタンド間にスタンド間デスケーリング装置６ａ〜６ｄを設ける場合を示したが、隣接するスタンド間を被圧延材が通過する時間すなわち通過時間が１秒以上となる少なくとも１つのスタンド間で高圧水を噴射してスケールの除去を行えばよい。
【００３０】
被圧延材の表面に形成するスケール疵は、仕上板厚や仕上温度によって種々異なる。すなわち、仕上板厚が薄くなるほど、また、仕上温度が高くなるほど、スケール疵は生成しやすい。したがって、スタンド間デスケーリング装置を複数のスタンド間に設け、仕上板厚と仕上温度に応じて、スタンド間デスケーリング装置の使用基数を調整することが望ましい。
【００３１】
例えば、仕上板厚と仕上温度に応じ、更に鋼種ごとにスタンド間デスケーリング装置の使用基数ならびにスケール除去を行うスタンド間を予め決定し、これをテーブル化しておき、このテーブルに基づいてスタンド間デスケーリングを行えばよい。
【００３２】
隣接するスタンド間の通過時間が増加すると、スタンド間で生成するスケールの量が増加するため、高圧水の噴射によるスタンド間でのスケール除去が不十分となり、特に、Ｓｉの含有量が高い高Ｓｉ含有鋼やＭｎの含有量が高い高Ｍｎ鋼などの熱延鋼板では、表面疵が発生しやすい。
【００３３】
従って、隣接するスタンド間の通過時間が２秒以上となる全てのスタンド間における上流側スタンド出口に冷却装置を設け、この冷却装置で被圧延材に冷却水を噴射し被圧延材の表面を冷却するのが望ましい。図１の実施形態では、通過時間が２秒以上となるＦ１スタンド〜Ｆ３スタンドの各スタンド間に冷却装置８ａ、８ｂを設けた。なお、冷却水の吐出圧力は２ＭＰａ程度以下でよい。
【００３４】
通過時間が２秒以上となるスタンド間で被圧延材の表面を冷却することにより、スタンド間で生成するスケールの量を抑制することが可能となり、高圧水の噴射によるスタンド間でのスケール除去の効果が向上する。従って、上記スタンド間で被圧延材の表面を冷却することにより、表面性状が良好な高Ｓｉ鋼や高Ｍｎ鋼の熱延鋼板の製造が可能となる。
【００３５】
なお、実施形態の説明では、被圧延材の加熱装置として、全幅加熱装置である加熱装置１とエッジ加熱装置である加熱装置２を備えた熱間圧延設備を用いた。しかし、本発明はこの形態に限定されず、加熱装置として全幅加熱装置のみを備える熱間圧延設備にたいしても同様に適用される。
【００３６】
【実施例】
（実施例１）
図１に示す基本構成の熱間圧延設備により、板厚３０ｍｍ、板幅１２５０ｍｍの粗バーを仕上圧延して、板厚１．２〜１．８ｍｍの熱延鋼帯とした。鋼種は低炭素鋼である。仕上下限温度はＳＰＨＤクラスの機械的性質の熱延鋼帯を得るために必要となる８２０℃とＳＰＨＥクラスの機械的特性の熱延鋼帯を得るために必要となる８４０℃のいずれかに設定した。
【００３７】
誘導加熱方式の加熱装置１，２を用い、仕上温度が仕上下限温度〜仕上下限温度＋２０℃の範囲となるように長手方向に粗バーの昇温量を制御しながら粗バーの幅方向全体を加熱した。
【００３８】
Ｆ１〜Ｆ５の各スタンド間に設けた高圧水噴射式のスタンド間デスケーリング装置６ａ〜６ｄの少なくとも１つのスタンド間デスケーリング装置を用いて被圧延材の表面に高圧水を噴射した。すなわち、表１に示す隣接するスタンド間における被圧延材の通過時間に基づき、その通過時間が１秒以上となる少なくとも１つのスタンド間で高圧水を噴射してスケールを除去した。高圧水の吐出圧力は１４ＭＰａとした。
【００３９】
【表１】
0003551129.tif 000002
比較例として、粗バーの加熱無し、かつ、スタンド間デスケーリング無しの条件（比較例１、４）と、粗バーの加熱有り、かつ、スタンド間デスケーリング無しの条件（比較例２、３、５）でも実施した。
【００４０】
Ｆ７スタンド出側に設けた仕上温度計７で仕上温度を熱延鋼帯の全長に渡って測定して仕上温度の最低値を求めるとともに、熱延鋼帯の表面性状を調査した。
表２に、仕上温度の最低値と、熱延鋼帯の表面性状を比較例とともに示す。なお、同表で、最大昇温量とは、加熱装置１、２による粗バー加熱の際の長手方向における粗バーの昇温量の最大値を指す。
【００４１】
【表２】
0003551129.tif 000003
表２に示すように、本発明例は、いずれもスケール疵発生率が５％未満で、かつ、全長に渡り仕上下限温度８２０℃の確保が可能であった。従って、本発明方法により、表面性状が良好で、機械的性質がＳＰＨＤクラス以上の特性を有する熱延鋼帯の製造が可能であることが判った。
【００４２】
比較例では、スケール疵発生率が５％以上で表面性状が不良であった。更に、比較例１は、仕上温度が８２０℃未満となる部位があり、この部位ではＳＰＨＤクラス以上の機械的特性を有する熱延鋼帯が得られないことが判った。
（実施例２）
図１に示す基本構成の熱間圧延設備により、板厚３０ｍｍ、板幅１２５０ｍｍの粗バーを板厚１．４ｍｍの熱延鋼帯とした。鋼種は高Ｓｉ含有鋼（Ｓｉ：０．３質量％）である。仕上下限温度はＳＰＨＤクラス以上の機械的性質の特性を有する熱延鋼帯を得るために必要となる８３０℃とした。
【００４３】
実施例１と同様に誘導加熱方式の加熱装置１、２で仕上温度が仕上下限温度〜仕上下限温度＋２０℃の範囲となるように長手方向に粗バーの昇温量を制御しながら粗バーの幅方向全体を加熱した。次いで、仕上前デスケーリング装置で高圧水を噴射してスケール除去を行い、その後仕上げ圧延を施した。
【００４４】
仕上圧延に際しては、Ｆ１スタンド〜Ｆ４スタンドの各スタンド間に設けたスタンド間デスケーリング装置６ａ〜６ｃの少なくとも１つのデスケーリング装置を用い、表１に示す通過時間が１秒以上となるＦ１スタンド〜Ｆ４スタンドの各スタンド間の少なくとも１つのスタンド間で高圧水を噴射してスケールを除去した。高圧水の吐出圧力は１４ＭＰａとした。
【００４５】
更に、本発明例２では、上記スケール除去を行うとともに、通過時間が２秒以上となるスタンド間、すなわちＦ１スタンドとＦ２スタンドのスタンド間ならびにＦ２スタンドとＦ３スタンドのスタンド間におけるそれぞれの上流側スタンドの出口に設けた冷却装置８ａ、８ｂで冷却水を噴射して被圧延材の表面を冷却した。なお、冷却水の吐出圧力は２ＭＰａとした。
【００４６】
比較例として、スタンド間デスケーリング無し、かつ、スタンド間冷却無し、の条件でも実施した。
実施例１と同様に、Ｆ７スタンド出側に設けた仕上温度計７で仕上温度を熱延鋼帯の全長に渡って測定して仕上温度の最低値を求めるとともに、熱延鋼帯の表面性状を調査した。
【００４７】
表３に、仕上温度の最低値と、熱延鋼帯の表面性状を比較例とともに示す。
【００４８】
【表３】
0003551129.tif 000004
表３に示すように、本発明例は、表面性状が良好で、仕上温度８３０℃以上の確保が可能であることが判った。特に、スタンド間冷却を実施した本発明例２では、スケール疵の発生がなく表面性状は極めて良好であった。一方、比較例は表面性状が不良であった。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、特に、板厚が２ｍｍ以下の薄い熱延鋼板の圧延に際し、熱延鋼帯の表面に発生するスケール疵が抑制され、かつ高い仕上温度も確保できる。したがって、表面性状に優れ、かつＳＰＨＤクラス以上の機械的特性を有する熱延鋼帯の製造が可能になる。また、本発明によれば、スタンド間で被圧延材を冷却することにより、スタンド間で生成するスケールの量が抑制され、表面性状に優れた高Ｓｉ鋼や高Ｍｎ鋼の熱延鋼帯の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する熱間圧延設備の一例の要部を模式的に示す概要図である。
【図２】被圧延材の昇温量と、Ｆ７スタンド出側の熱延鋼帯の温度すなわち仕上温度の長手方向の変化の一例を示すグラフで、（ａ）は昇温量の変化を、（ｂ）は仕上げ温度の変化である。
【符号の説明】
１、２：加熱装置、３：クロップシャー、
４：仕上前デスケーリング装置、
５：仕上圧延機、
６ａ〜６ｄ：スタンド間デスケーリング装置、
７：仕上温度計、８ａ、８ｂ：冷却装置、
１０：被圧延材（粗バー）、１１：熱延鋼帯。
【図１】
0003551129.tif 000005
【図２】
0003551129.tif 000006