(57)【要約】本発明は、鋼材の熱間圧延時に発生するスケールを、高圧水を複数のノズルから該鋼材表面に噴射してデスケーリングを行う鋼材のデスケーリング方法であって、前記高圧水に、振動子による直接的な加振あるいはその共鳴による加振により周波数が３．０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの脈動を与え、ノズルから鋼片までの距離が５０〜７００ｍｍの範囲であることを特徴とする鋼材のデスケーリング方法である。これにより、非常に吐出圧力の高い高圧水を必要とせず、加熱炉の温度規制を緩和しながら、高Ｓｉ含有鋼に代表されるデスケーリングが困難な鋼片のスケールを除去して、十分に良好な品質の熱延鋼材を製造する方法を提供ものである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の熱間圧延時に発生するスケールを、複数のノズルから該鋼材表面に高圧水を噴射してデスケーリングを行う熱延鋼板の製造方法であって、前記高圧水に、振動子又は前記振動子から繋がる部品による直接的な加振あるいは前記振動子の共鳴による加振により周波数が３．０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの脈動を与え、各前記ノズルから前記鋼片までの距離を５０〜７００ｍｍの範囲とすることを特徴とする、熱延鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記鋼材が、Ｓｉを０．２質量％以上含有する鋼材であって、前記高圧水の前記各ノズルからの吐出圧力を１０ＭＰａ〜６０ＭＰａとし、前記ノズル一本あたりの流量を２０〜３００Ｌ／ｍｉｎとすることを特徴とする、請求項１に記載の熱延鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記高圧水の脈圧比が１．５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱延鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記ノズルがフラットスプレーノズルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の処理工程で鋼片の表面に生成するスケールを高圧水の噴射によってデスケーリングする方法に関する。特に、デスケーリングの困難な高Ｓｉ含有鋼に対して有効である。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱間圧延においては、加熱炉を用いて鋼片を加熱した後、粗圧延及び仕上圧延を行って、熱延鋼材を製造する。前記の加熱炉における高温加熱の際には鋼片表面に１次スケールが生成し、粗圧延開始から仕上圧延工程において２次スケールが生成するが、これらのスケールが除去されずに圧延されると、製品表面にスケールが食い込んでスケール疵となる。このスケール疵の発生を防止するため、粗圧延機及び仕上圧延機の直前で高圧水を鋼片表面に噴射するデスケーリングを行い、１次スケール及び２次スケールの除去が行われている。【０００３】
一方、デスケーリングにより、鋼片の温度が低下し過ぎると均一に熱延ができなくなり形状不良となるため、デスケーリング工程では、温度低下を抑えながら十分にスケールを除去することが必要とされる。【０００４】
近年、自動車等に使用される高張力鋼板においては、その成形性を向上させ、強度を高くするために、Ｓｉ添加が行われているが、Ｓｉを含有する鋼材表面に形成するスケールは、デスケーリングによって完全に除去することが困難であり、スケールの一部であるＦｅＯ（ウスタイト）が鋼材表面に残存する。その後の圧延工程で、ＦｅＯは、粉砕されながら空気と接触してＦｅ２Ｏ３（ヘマタイト）となって、鋼材表面に押し込まれる。このようにして、鋼材の表面にＳｉスケール又は赤スケールと呼ばれるスケール模様欠陥が発生する。このＳｉスケールは酸洗によって除去されるが、酸洗前にスケールが残存していた部分と残存していなかった部分とで酸洗後の鋼板表面に凹凸を生じるため、疲労破壊の起点となり易く、また、部材として使用する際に塗装ムラとなって、自動車ホイール等の最終製品の美観を損なうこととなる。【０００５】
前述のようにしてスケール疵が発生した鋼材であっても、冷間圧延を施せばこの凹凸を消滅させることができるが、黒スケール（ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４を主体とする緻密なスケール）が発生した部分とＳｉスケールが発生していた部分では、鋼の表面付近の化学組成に違いがあるので、溶融亜鉛めっきの際の合金化が不均一に進行し、めっきむらを生じる。【０００６】
従って、鋼材の強度を上げる方法としてＳｉを添加するには、これらの問題を解決しなければならない。Ｓｉ含有鋼の上記問題を解決するには、熱間圧延の粗圧延あるいは仕上圧延の前に行うデスケーリングを強化し、表面のスケールを十分に除去することが必要である。【０００７】
特許文献１には、Ｓｉ含有量０．５質量％以上の高Ｓｉ含有鋼の熱間圧延方法において、鋼材表面がＦｅＯとＦｅ２ＳｉＯ４系の共晶温度（１１７３℃）未満の状態で加熱すると共に、デスケーリング水の衝突流速や衝突エネルギーを規定したデスケーリング技術が開示されている。この条件を満足するため、Ｓｉ≧１質量％の高Ｓｉ含有鋼においては、吐出圧力４５ＭＰａ以上の高圧水を用いた実施例が記載されている。しかしながら、鋼材表面が１１７３℃未満で加熱する方法では、デスケーリング性は向上するものの、スラブの昇温速度が低下するため加熱炉における加熱時間が長くなり、スループットが低下する問題がある。また、４５ＭＰａ以上の高圧水を用いるため、設備が大型化してコストが上昇すると共に、デスケーリングの電力原単位が悪化する問題がある。【０００８】
特許文献２には、高圧水に研削粉末を入れることにより、デスケーリング能力を高める方法が開示されているが、研削粉末の添加によるコスト増及び設備の損耗、さらには研削粉末自体が鋼片へ押し込まれて新たな疵の原因になる等の問題がある。【０００９】
特許文献３には、ノズル形状を強化し、ノズル内に整流器を付けて、効率良く高圧水を噴射する装置が開示されているが、噴射エネルギーロスを低減させるだけで、デスケーリング強化にはならず、表面のスケールを十分に除去することができない。【００１０】
特許文献４には、高圧流体によるデスケーリング能力を高めるため、流体の圧力を所定の圧力を中心に脈動させる方法とそのための装置が開示されている。しかし、特許文献４で開示されている装置は、機械的手法により高圧水に脈動を与えるものであり、配管系も含めた装置の耐久性が問題となる。また、装置構造上、脈動周波数も高周波にはできないことから、デスケーリング能力向上には限界があった。【００１１】
特許文献５には、特許文献４と同様に、デスケーリング能力を高めるため高圧水に脈動を与える方法が開示され、具体的な脈動周波数や脈圧比が提案されている。しかしながら、特許文献５に開示されている方法は、脈圧比が２以上ではあるが脈動の周波数が５００〜２０００Ｈｚと低いため、特許文献４と同様に、脈動の付与によるデスケーリング能力の向上が十分ではなく、鋼片上に生成するスケールを十分にデスケーリングすることはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２５４７２４号公報
【特許文献２】特開平５−５７３３２号公報
【特許文献３】特開平６−９１３２０号公報
【特許文献４】特開平５−２８５５２４号公報
【特許文献５】特開平７−５１７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
高Ｓｉ含有鋼の熱間圧延において、特許文献１に開示されている技術を適用することによりデスケーリング性は向上するものの、設備の大型化に伴うコストの上昇やデスケーリングの電力原単位が悪化する問題がある。また、それ以外の上記公知技術を適用してデスケーリングを行っても、スケールを完全に除去することはできなかった。そのため、熱間圧延後の製品にＳｉスケールが残存し、十分な品質の熱延鋼板を製造することができなかった。【００１４】
本発明は、上記課題を解決し、鋼片表面の温度低下を抑えながら、非常に吐出圧力の高い高圧水を必要とせず、加熱炉の温度規制を緩和しながら、高Ｓｉ含有鋼に代表されるデスケーリングが困難な鋼材のスケールを除去して、良好な品質の熱延鋼材を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための本発明者らは、鋭意検討の結果、高圧水に高周波振動を付与することにより、噴射された高圧水の液滴化が一層助長され、ウォーターハンマー効果による衝撃力が増加すること、さらに、脈動周波数を高くするほどデスケーリング能力が高くなることを見出し、本発明を成すに至った。【００１６】
本発明の要旨となるところは、
（１）鋼材の熱間圧延時に発生するスケールを、複数のノズルから該鋼材表面に高圧水を噴射してデスケーリングを行う熱延鋼板の製造方法であって、前記高圧水に、振動子又は前記振動子から繋がる部品による直接的な加振あるいは前記振動子の共鳴による加振により周波数が３．０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの脈動を与え、各前記ノズルから前記鋼片までの距離を５０〜７００ｍｍの範囲とすることを特徴とする、熱延鋼板の製造方法、【００１７】
（２）前記鋼材が、Ｓｉを０．２質量％以上含有する鋼材であって、前記高圧水の前記各ノズルからの吐出圧力を１０ＭＰａ〜６０ＭＰａとし、前記ノズル一本あたりの流量を２０〜３００Ｌ／ｍｉｎとすることを特徴とする、（１）に記載の熱延鋼板の製造方法、【００１８】
（３）前記高圧水の脈圧比が１．５以下であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の熱延鋼板の製造方法、である。【００１９】
（４）前記ノズルがフラットスプレーノズルであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の熱延鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の熱延鋼板の製造方法によれば、熱間圧延におけるデスケーリングが困難な高Ｓｉ含有鋼等を設備コストの上昇及びデスケーリングの電力原単位を悪化させることなく、デスケーリング能力を大幅に強化し、十分に良好な品質の熱延鋼板を製造することが可能であり、その工業的意義は甚大である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
図１は、フラットスプレーノズルから噴射した水流状況の一例を示す模式図である。
図２は、フラットスプレーノズルから噴射した水流状況の高速度写真の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。先ず、本発明の技術思想について説明する。
【００２３】
本発明は、高Ｓｉ含有鋼板等のデスケーリングが困難な鋼材を熱間圧延する際に、デスケーリング能力を向上させて、表面性状の良好な熱間圧延を可能とする熱延鋼板の製造方法である。
【００２４】
高張力鋼板においては、強度を高くするために、Ｓｉ添加が行われているが、Ｓｉ  の添加量の増加に伴い、デスケーリング性は低下し、特にＳｉを０．２質量％以上含有する鋼材表面に形成するスケールは、吐出圧力が１０ＭＰａ程度のデスケーリングではデスケーリング性が極めて低くなり、５０ＭＰａ程度の高圧水を用いた場合でも鋼片の加熱条件に厳しい操業規制が必要となる。これは、ＦｅとＳｉの複合酸化物であるＦｅ２ＳｉＯ４がスケールと鋼材界面に生成し、Ｆｅ２ＳｉＯ４と鋼材の密着性が非常に良いために、Ｆｅ２ＳｉＯ４の除去が困難なためである。
【００２５】
表面性状に優れた鋼板を製造するためには、ノズルに対峙する鋼片の面全体に高圧水を噴射することが必要であるため、一般的な実機のデスケーリング設備では、一列に複数個の高圧水を噴射するノズルが、例えば１〜３列並んでいる。
【００２６】
熱間圧延工程におけるデスケーリングでは、高圧水が鋼片表面に衝突する際の物理的な衝撃と、高温であるスケールに低温の水が衝突することによる熱衝撃の足し合わせにより、鋼片表面のスケールを破壊して除去する。そのため、従来から、デスケーリングの強化策として噴射する水の高圧化や、流量の増加がなされてきた。
【００２７】
ノズルから噴出した高圧水は、ノズルからの距離に応じて連続流から液滴流に変化する。このノズルから出た直後の連続流領域の噴流は、平均圧力が高く、標準偏差が小さい等の特長により、石材やコンクリート等を切断する際に用いられている。また、ノズルからの距離が１００〜６００ｍｍ程度の範囲は液滴流領域であり、平均圧力が一定で比較的広範囲に広がり、液滴が衝撃的に鋼片等の被照射体に当たる。高速水粒が液滴化して鋼片に衝突する際には、ウォーターハンマー効果により衝撃力が増加するため、連続流が衝突する場合の数倍以上の衝撃力となることが知られている。これらの特徴により、デスケーリングには高圧水の液滴領域が用いられている。噴射する水の高圧化や流量の増加を伴わずにデスケーリング能力を高めるには、噴射された高圧水流を均一に液滴化させることが効果的である。
【００２８】
本発明者らは、振動子により高圧水に高周波の脈動を付与することで、噴射された高圧水流が均一に液滴化すること、さらに噴射される高圧水の吐出圧力や流量が一定の場合でも、脈動周波数を高くするほどデスケーリング能力が高くなることを見出した。
【００２９】
高圧水に脈動を付与する方法は、大別して機械式と振動式の２つの方法がある。
機械式では、高圧水の噴出口近くで水路を開閉する方法や、特許文献４のようなピストン等を用いて配管やノズル内チャンバーの容積を変化させて脈動を与える方法がある。しかしながら、熱間圧延工程における鋼材の標準的なラインスピード５０〜５００ｍ／ｍｉｎとデスケーリング水の厚み約１０ｍｍの関係から、数百Ｈｚ以上の脈動が必要である。機械的な稼動により高圧水に上記のような高周波数の脈動を与える方法では、稼動部の耐久性に問題があり、安定的に長期間稼動することが求められる熱間圧延工程のデスケーリングに適用することは難しい。
【００３０】
一方、振動子により高圧水に脈動を与える方法では、機械的な稼動部が存在しないため耐久性が高く、デスケーリングへの適用が可能である。さらに、機械式より容易に高周波の脈動を付与することが可能であるため、高圧水の液滴化が促進されてデスケーリング能力が向上する。
特に、脈動の周波数が３．０ｋＨｚ以上になると液滴化が均一に促進されると共に、高圧水の噴流エネルギーに高周波振動のエネルギーが付与されることにより、さらにデスケーリング能力が向上する。なお、本発明において、高圧水に脈動を付与する場合、振動子が高圧水に直接接していなくても良く、例えば導波棒のような振動子から繋がる部品により、高圧水に振動を導いても良い。振動子により高圧水に脈動を与える方法は、例えば、特公表２００７−５２３７５１号公報に記載の方法や、特開Ｈ７−１７８７００号公報に記載の方法がある。
【００３１】
水流が鋼片に衝突した際の衝撃力によりスケールを破壊してデスケーリングする場合、水流の水量密度を高めることが有効であることが知られている。例えば、フラットスプレーノズルを使用する場合は、扇型に噴射する水流の厚みを薄くして水量密度を高めることによりデスケーリング性を向上させている。本発明では、脈動の付与により均一に水流の液滴化が促進され、さらに噴射水流に高周波振動エネルギーが付与され、そのような水量密度が大きい水流が衝突することにより、デスケーリング性が飛躍的に向上するものと考えられる。
【００３２】
発明者らは、吐出圧力を変化させながら噴射された水流を高速度ビデオカメラ（１μｓｅｃ、２μｓｅｃ及び４μｓｅｃごとに１フレーム撮影の３パターン）で撮影し、その映像を解析することにより、噴射水流の脈動周波数および流速を求めた。フラットスプレーノズルを用いて、高圧水を扇型に噴射した際の水流の状態の一例として、図１に模式図を、図２に高速度写真（４μｓｅｃ／１フレーム）の例を示す。図２の高速度写真から水量密度により、噴流に濃淡が観察できる。図１に模式図を示すように、本発明による噴射水流では、フラットスプレーノズル１から噴射された直後から、水量密度の大きい領域２と水量密度の小さい領域３が交互に生じ、水量の密度に脈動が生じていることが確認できた。これは、解析の結果、振動子により付与した周波数と同じ周波数であることが確認された。
【００３３】
次に吐出圧力の脈動について調査した。吐出圧力と噴射水流の流速にはベルヌーイの定理による以下の関係式が成り立つことが知られており、すなわち吐出圧力が大きいほど噴出する高圧水の流速は大きくなる。
ｖ∝（２Ｐ／ρ）０．５                  ・・・（１）
ここで、ｖ：水流の流速、Ｐ：吐出圧力、ρ：水の密度、である。
【００３４】
吐出圧力自体の高速変動を直接測定することは困難であるので、式（１）から流速を用いて測定することとした。しかし、ノズルから噴出した水流は、空気抵抗によりノズルからの飛行距離の増加に伴い減速され、その影響は水量密度の小さな領域ほど顕著になる。したがって、吐出圧力を算出する場合、吐出流速（ノズル近傍における流速値）を用いる必要があるが、ノズルからの距離が短すぎると飛行距離および時間の測定誤差が相対的に大きくなり流速値の誤差が大きくなる。そこで、本発明ではノズル先端から５０ｍｍまでの領域における噴射水流の中で、流速の最大の領域と最小の領域を解析し、流速の最大値と最小値を求め、これらの脈動する水流における流速の最大値と最小値から、（１）式より吐出圧力の最大値と最小値を求めた。つまり、本発明でいうところの脈圧比は、ノズル先端から５０ｍｍにおける高圧水の吐出圧力の最大値と最小値の比と定義される。実際の脈圧比を測定すると、表２に示すように本発明による高圧水の脈圧比は最大でも１．５であった。
【００３５】
前述したように、ノズルから噴出した水流は、空気抵抗により減速される。これは、水量密度の小さい領域で顕著となるため、ノズル先端５０ｍｍといえども、水量が少ない場合は、その誤差はさらに大きくなる。従って、本発明の定義による脈圧比は、ノズルから５０ｍｍにおける流速比から求めているが、吐出口直後の流速比は、これより小さいものと推定できる。即ち、吐出口直後の脈圧比は、１．５より小さく、誤差等を考慮して検証したところ、１．０〜１．１程度であるものと思われる。
即ち、本発明による高周波振動を付与した高圧水のスプレー噴射は、圧力や流速の脈動は小さく、水量密度の脈動が大きいと考えられる。
【００３６】
本発明において、吐出圧力の変動は小さく、噴射水流の水量密度が大きく脈動する原因については現時点で明らかではないが、高周波振動の共鳴現象により高圧水がノズルから噴出する際の流量が大きく脈動するものと推定される。
【００３７】
次に、本発明による高周波振動を付与した高圧水のデスケーリング性能が向上するメカニズムについて考察する。
水流が鋼片に衝突した際の衝撃力によりスケールを破壊してデスケーリングする場合、水流の水量密度を高めることが有効であることが知られている。したがって、フラットスプレーノズルを使用する場合は、扇型に噴射する水流の厚みを薄くして水量密度を高めることによりデスケーリング性を向上させている。水量密度の増加がデスケーリング性を向上させる機構については明確ではないが、水量密度を高めることにより、液滴のサイズが大きくなることで鋼片に衝突した際の衝突圧力が大きくなり、デスケーリング性が向上するものと推察される。
つまり、本発明では、脈動の付与により均一に液滴化が促進されるとともに、水量密度が大きいことによりサイズの大きな液滴が多い水流が周期的に生じることにより、デスケーリング性が飛躍的に向上するものと考えられる。
【００３８】
さらに、それぞれの液滴には高周波振動エネルギーが付与されているため、液滴が衝突した際のウォーターハンマー現象に何らかの影響を与えて衝突圧力が増大し、デスケーリング性がさらに向上するものと考えられる。
【００３９】
特許文献５で開示されているデスケーリング方法は、付与する振動周波数は低いが、脈圧比が２以上と高いため、噴射する水流の流速が大きく変動し、その圧力変動の作用でデスケーリング効果を得る。一方、本発明による高圧水は、３ｋＨｚ以上の高周波振動を付与するため、吐出圧力の脈圧比は小さいが、一方で噴射水流の水量密度が大きく脈動し、この高水量密度でデスケーリング効果を飛躍的に向上させることが特徴であり、特許文献５等の従来技術とは、そのメカニズムが大きく異なる。
【００４０】
以下に、本発明における各条件の限定理由について説明する。
高圧水の脈動の振動数を３．０ｋＨｚ以上としたのは、３．０ｋＨｚ未満の脈動では高圧水の液滴化が十分ではなく、また、高周波振動のエネルギーも小さいため脈動の効果が十分に得られない。また、高圧水の脈動の振動数を２００ｋＨｚ以下としたのは、デスケーリングに必要な圧力及び流量の高圧水に２００ｋＨｚ超の周波数の脈動を付与することは現状の技術レベルでは困難だからである。デスケーリング能力の向上と振動子の耐久性向上の観点から、高圧水の脈動の振動数は、１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲がより好ましい。できれば、２０ｋＨｚ以上の、いわゆる超音波領域での脈動であれば、一層のデスケーリング効果が得られる。
【００４１】
ノズルから鋼片へ垂線を下ろした場合の垂線の長さであるノズルから鋼片までの距離を５０ｍｍ以上としたのは、５０ｍｍ未満の距離では、脈動を付与しても高圧水の液滴化が十分ではなく、効果が得られないためである。また、ノズルから鋼片までの距離を７００ｍｍ以下としたのは、７００ｍｍ超の距離では脈動の効果が低下し、十分にデスケーリングできなくなるためである。液滴化と脈動の効果を十分に発揮するには、ノズルから鋼片までの距離を７０〜４００ｍｍとすることがより好ましい。
【００４２】
デスケーリングによる除去が困難なＦｅ２ＳｉＯ４がスケールと鋼材界面に生成するため、Ｓｉの添加量の増加に伴い、デスケーリング性は低下する。特に、鋼材中のＳｉ含有量が０．２質量％をより大きくなると、デスケーリング性が非常に低下する。
【００４３】
吐出圧力が１０ＭＰａ程度のデスケーリングではデスケーリング性が極めて低くなり、５０ＭＰａ程度の高圧水を用いた場合でも鋼片の加熱条件に厳しい操業規制が必要となる。これは、ＦｅとＳｉの複合酸化物であるＦｅ２ＳｉＯ４がスケールと鋼材界面に生成し、Ｆｅ２ＳｉＯ４と鋼材の密着性が非常に良いために、Ｆｅ２ＳｉＯ４の除去が困難なためである。
【００４４】
また、ノズルからの吐出圧力を１０ＭＰａ以上としたのは、吐出圧力が１０ＭＰａ未満では圧力が小さ過ぎるために、脈動を付与しても十分にデスケーリングできない可能性があるためである。また、吐出圧力を６０ＭＰａ以下としたのは、６０ＭＰａ超の高圧水を噴射するには設備が大型化してコストが上昇する問題があるためである。設備コストの観点からは吐出圧力は１０ＭＰａ〜３０ＭＰａの範囲であることがより好ましい。
【００４５】
ノズル一本当たりの噴射流量を２０〜３００Ｌ／ｍｉｎとしたのは、２０Ｌ／ｍｉｎ未満の流量では熱衝撃力が小さいため脈動を付与しても十分にデスケーリングできない可能性があるためである。一方、３００Ｌ／ｍｉｎ超の流量の高圧水に脈動を与えることは現状の技術レベルでは困難であり、さらに鋼材表面の温度が低下して均一な圧延が困難になるからである。長期間にわたって安定的にデスケーリングと圧延を両立させるためには、噴射流量は５０〜２００Ｌ／ｍｉｎの範囲であることがより好ましい。
【００４６】
高圧水の脈圧比を１．５以下としたのは、本発明による噴射水流の流速の実測値から算出した脈圧比が最大で１．５であったため、これを上限とした。脈圧比が大きいほどノズルを含めた高圧水の経路に負荷される応力は大きくなるため、疲労による耐久性の観点から脈圧比は小さい（１に近い）ほど好ましい。
【００４７】
以下に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【実施例１】
【００４８】
表１に示すＳｉを０．１５及び０．３５質量％含有する成分組成で、大きさが３００×３００×３０ｍｍのＳｉ含有鋼材を用い、この鋼材を加熱炉で１２００℃で１２０ｍｉｎ加熱した後、鋼材を加熱炉から抽出後、一本のノズルから高圧水を鋼材表面に噴射してデスケーリングを行った。各デスケーリング条件において、鋼材表面におけるスプレー幅は約１００ｍｍとなるノズルを使用し、固有振動数が２ｋＨｚ、３ｋＨｚ及び２０ｋＨｚの振動子を用い、各ノズルから吐出圧力は２０ＭＰａで、ノズル一本あたり５０Ｌ／ｍｉｎである高圧水を噴射した。ノズルは、フラットスプレーノズルを使用した。【００４９】
【表１】
2009139496.tif 000002
【００５０】
なお、スケール剥離性の評価は、光学顕微鏡を用いて、デスケーリング後の鋼材表面を観察し、スケールの残存する面積率を求め、これをスケール残存率と定義し、このスケールの残存率が２０％以下を合格（○）、スケールの残存率が２０％超を不合格（×）とした。
表２に示すように、ノズルから鋼片までの距離が５０〜７００ｍｍの範囲である場合、本発明の方法であるデスケーリング水を振動子により脈動させることにより、高圧水の液滴化が促進され、デスケーリング能力が強化されることが確認できた。【００５１】
【表２】
2009139496.tif 000003
【実施例２】
【００５２】
表３に示すＳｉを０．３５及び１．０質量％含有する成分組成で、大きさが３００×３００×３０ｍｍのＳｉ含有鋼材を用い、この鋼材を加熱炉で１２００℃で１２０ｍｉｎ加熱した後、鋼材を加熱炉から抽出後、一本のノズルから高圧水を鋼材表面に噴射してデスケーリングを行った。各デスケーリング条件において、鋼材表面におけるスプレー幅は約１００ｍｍとなるノズルを使用し、固有振動数が５ｋＨｚ、２０ｋＨｚ及び１００ｋＨｚの振動子を用いた。【００５３】
【表３】
2009139496.tif 000004
【００５４】
なお、スケール剥離性の評価は、光学顕微鏡を用いて、デスケーリング後の鋼材表面を観察し、スケールの残存する面積率を求め、これをスケール残存率と定義し、このスケールの残存率が２０％以下を合格（○）とした。
表４に示すように、本発明の方法であるデスケーリング水を振動子により脈動させることにより、デスケーリング能力を強化し、高Ｓｉ含有鋼上に生成するスケールを十分に除去可能であることが確認できた。また、各ノズルからの吐出圧力が１０ＭＰａ〜６０ＭＰａで、ノズル一本あたりの流量が２０〜３００Ｌ／ｍｉｎの範囲とすることで、スケール残存率が非常に良好な値（＜５％）となることが確認できた。【００５５】
【表４】
2009139496.tif 000005
【００５６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、請求の範囲および明細書に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、本発明は、熱延鋼板のデスケーリングへの適用を主体としているが、熱延鋼板だけでなく、例えば、電縫鋼管等の鉄鋼製品の表面スケールのデスケーリング等に応用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る熱延鋼板の製造方法によれば、熱間圧延におけるデスケーリングが困難な高Ｓｉ含有鋼等を設備コストの上昇及びデスケーリングの電力原単位を悪化させることなく、デスケーリング能力を大幅に強化し、良好な品質の熱延鋼板を生産性良く、低コストで製造することが可能となり、鋼材需要家である自動車産業等の産業分野に多大に貢献するものと確信する。
【符号の説明】
【００５８】
１  フラットスプレーノズル
２  水量密度の大きい領域
３  水量密度の小さい領域
【図１】
2009139496.tif 000006
【図２】
2009139496.tif 000007
【国際調査報告】
2009139496.tif 000008
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