(57)【要約】【課題】廉価で簡易な設備構成によって、表面品質が良好な薄スケール熱延鋼板を安定して製造することができる薄スケール熱延鋼板の製造設備及び製造方法を提供する。【解決手段】ランアウトテーブル２に、それぞれ噴射圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2以上１００ｋｇ／ｃｍ2未満の上面デスケーリング装置１１〜１４と下面デスケーリング装置２１〜２４を配置し、熱延鋼板１０上のスケールの成長に合わせて複数回に分けてデスケーリングを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランナウトテーブルの上方と下方のそれぞれに、噴射圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2以上１００ｋｇ／ｃｍ2未満のデスケーリング装置を熱延鋼板の走行方向に沿って複数配置したことを特徴とする薄スケール熱延鋼板の製造設備。
【請求項２】
予め求めておいた鋼板温度とスケール成長厚さとの関係及びデスケーリング装置によるスケール除去量に基づいて、ランナウトテーブルでの熱延鋼板の冷却パターンと通板速度を考慮して、デスケーリング装置の配置が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の薄スケール熱延鋼板の製造設備。
【請求項３】
最終仕上圧延機と最上流側のデスケーリング装置間及び最上流側と２番目のデスケーリング装置間がそれぞれ３０ｍ以内、２番目以降のデスケーリング装置間がそれぞれ８０ｍ以内、最下流側のデスケーリング装置とコイラ間が１００ｍ以内となるようにデスケーリング装置が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の薄スケール熱延鋼板の製造設備。
【請求項４】
ランナウトテーブルに設けられた冷却装置の入側、入側から３０ｍ以内、出側の少なくとも３個所に、デスケーリング装置が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の薄スケール熱延鋼板の製造設備。
【請求項５】
デスケーリング装置は、ランナウトテーブルの上方と下方で熱延鋼板の走行方向に沿って同じ位置に対向して配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄スケール熱延鋼板の製造設備。
【請求項６】
ランナウトテーブルを走行する熱延鋼板の上面と下面に対して、それぞれ走行方向の複数個所で、噴射圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2以上１００ｋｇ／ｃｍ2未満のデスケーリングを行うことを特徴とする薄スケール熱延鋼板の製造方法。
【請求項７】
鋼板温度とスケール成長厚さとの関係及びデスケーリング装置によるスケール除去量を予め求めておき、ランナウトテーブルでの熱延鋼板の冷却パターンと通板速度を考慮して、デスケーリングを行う間隔を設定することを特徴とする請求項６に記載の薄スケール熱延鋼板の製造方法。
【請求項８】
最終仕上圧延終了後から最初のデスケーリングまでの間隔及び最初と２番目のデスケーリングの間隔がそれぞれ３秒以内、２番目以降のデスケーリングの間隔がそれぞれ８秒以内、最終のデスケーリングからコイラ巻取りまでの間隔が１０ｓ以内とすることを特徴とする請求項６に記載の薄スケール熱延鋼板の製造方法。
【請求項９】
ランナウトテーブルに設けられた冷却装置の入側、入側から３秒以内、出側の少なくとも３個所で、デスケーリングを行うことを特徴とする請求項６に記載の薄スケール熱延鋼板の製造方法。
【請求項１０】
ランナウトテーブルを走行する熱延鋼板の上面と下面に対して、熱延鋼板の走行方向に沿って同じ位置で対向してデスケーリングを行うことを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の薄スケール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、薄スケール熱延鋼板の製造設備及び製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に熱延鋼板を製造するには仕上圧延に先だってデスケーリングを実施し、薄スケール化して圧延中のスケール疵を防止している。しかし、その後、仕上圧延からコイラに巻取られるまでの間、すなわち、ランナウトテーブルを走行中にも、鋼板表面にスケール（２次スケール）が生成する。スケールが表面に生成した鋼板は、酸洗工程を経由して最終製品に加工する場合と、直接最終製品に加工する場合がある。前者の場合には酸洗効率を高めるために、できるだけスケール厚を薄くすることが重要である。また後者の場合には、加工する際にスケールが剥離することがあり、加工品の見栄えが悪く好ましくないばかりでなくスケール疵が発生することがある。このため、スケール厚みを所定厚以下（例えば、３μｍ以下）に薄くすることが必要である。
【０００３】
そこで、このような薄スケールの熱延鋼板を得る技術として、特許文献１には、仕上圧延機の下流に入側デスケーリング用ピンチロールと出側デスケーリング用ピンチロールを有する噴射圧力１００ｋｇ／ｃｍ2以上の高圧のデスケーリング装置を設けて、熱延鋼板の薄スケール化を図った技術が示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、仕上圧延機と制御冷却装置の間に供給水圧力１００ｋｇ／ｃｍ2〜２００ｋｇ／ｃｍ2の高圧でデスケーリングする前方デスケーリング装置と、制御冷却装置と巻取装置の間に供給水圧力１００ｋｇ／ｃｍ2〜２００ｋｇ／ｃｍ2の高圧でデスケーリングする後方デスケーリング装置を設置し、巻き取り温度が５５０℃以上の熱延鋼板に対して後方デスケーリング装置を選択し、巻き取り温度が５５０℃未満の熱延鋼板に対しては前方デスケーリング装置を選択してデスケーリングすることにより、熱延鋼板の薄スケール化を図った技術が示されている。
【特許文献１】特開平０８−３３２５１４号公報
【特許文献２】特開平１０−２９１０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の特許文献１及び特許文献２に記載の技術のように、１００ｋｇ／ｃｍ2以上の高圧のデスケーリング装置を用いると、設備費が高価になってしまうとともに、その際の高圧の噴射圧力によってランナウトテーブルを走行中の鋼板が揺動し、場合によっては、鋼板がデスケーリング装置に衝突する危険性がある。
【０００６】
そこで、特許文献１に記載の技術では、デスケーリング装置の入出側に配したデスケーリング用ピンチロールで拘束して鋼板の揺動を防止しているが、そのような付帯設備を設けることによって、ますます大掛かりな設備構成となってしまうとともに、そのピンチロールによって鋼板にロール疵が生じる危険性がある。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、廉価で簡易な設備構成によって、表面品質が良好な薄スケール熱延鋼板を安定して製造することができる薄スケール熱延鋼板の製造設備及び製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、上記の課題について鋭意検討した結果、ランナウトテーブルを走行する鋼板に対し、従来技術のような、１００ｋｇ／ｃｍ2以上の高圧のデスケーリング装置を用いて、一気にデスケーリングを行うのではなく、低圧のデスケーリング装置を用いて、スケールの成長に合わせて複数回に分けてデスケーリングを行うことによって、上記の課題を解決することができることを見出した。
【０００９】
すなわち、上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１０】
［１］ランナウトテーブルの上方と下方のそれぞれに、噴射圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2以上１００ｋｇ／ｃｍ2未満のデスケーリング装置を熱延鋼板の走行方向に沿って複数配置したことを特徴とする薄スケール熱延鋼板の製造設備。
【００１１】
［２］予め求めておいた鋼板温度とスケール成長厚さとの関係及びデスケーリング装置によるスケール除去量に基づいて、ランナウトテーブルでの熱延鋼板の冷却パターンと通板速度を考慮して、デスケーリング装置の配置が設定されていることを特徴とする前記［１］に記載の薄スケール熱延鋼板の製造設備。
【００１２】
［３］最終仕上圧延機と最上流側のデスケーリング装置間及び最上流側と２番目のデスケーリング装置間がそれぞれ３０ｍ以内、２番目以降のデスケーリング装置間がそれぞれ８０ｍ以内、最下流側のデスケーリング装置とコイラ間が１００ｍ以内となるようにデスケーリング装置が配置されていることを特徴とする前記［１］に記載の薄スケール熱延鋼板の製造設備。
【００１３】
［４］ランナウトテーブルに設けられた冷却装置の入側、入側から３０ｍ以内、出側の少なくとも３個所に、デスケーリング装置が配置されていることを特徴とする前記［１］に記載の薄スケール熱延鋼板の製造設備。
【００１４】
［５］デスケーリング装置は、ランナウトテーブルの上方と下方で熱延鋼板の走行方向に沿って同じ位置に対向して配置されていることを特徴とする前記［１］〜［４］のいずれかに記載の薄スケール熱延鋼板の製造設備。
【００１５】
［６］ランナウトテーブルを走行する熱延鋼板の上面と下面に対して、それぞれ走行方向の複数個所で、噴射圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2以上１００ｋｇ／ｃｍ2未満のデスケーリングを行うことを特徴とする薄スケール熱延鋼板の製造方法。
【００１６】
［７］鋼板温度とスケール成長厚さとの関係及びデスケーリング装置によるスケール除去量を予め求めておき、ランナウトテーブルでの熱延鋼板の冷却パターンと通板速度を考慮して、デスケーリングを行う間隔を設定することを特徴とする前記［６］に記載の薄スケール熱延鋼板の製造方法。
【００１７】
［８］最終仕上圧延終了後から最初のデスケーリングまでの間隔及び最初と２番目のデスケーリングの間隔がそれぞれ３秒以内、２番目以降のデスケーリングの間隔がそれぞれ８秒以内、最終のデスケーリングからコイラ巻取りまでの間隔が１０ｓ以内とすることを特徴とする前記［６］に記載の薄スケール熱延鋼板の製造方法。
【００１８】
［９］ランナウトテーブルに設けられた冷却装置の入側、入側から３秒以内、出側の少なくとも３個所で、デスケーリングを行うことを特徴とする前記［６］に記載の薄スケール熱延鋼板の製造方法。
【００１９】
［１０］ランナウトテーブルを走行する熱延鋼板の上面と下面に対して、熱延鋼板の走行方向に沿って同じ位置で対向してデスケーリングを行うことを特徴とする前記［６］〜［９］のいずれかに記載の薄スケール熱延鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、噴射圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2以上１００ｋｇ／ｃｍ2未満という低圧のデスケーリング装置を用い、ランナウトテーブルを走行する鋼板に対し、スケールの成長に合わせて複数回に分けてデスケーリングを行うようにしているので、廉価で簡易な設備構成によって、表面品質が良好な薄スケール熱延鋼板を安定して製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る薄スケール熱延鋼板の製造設備を示すものである。
【００２２】
図１中、１が最終仕上圧延機、２がランナウトテーブル、４がコイラ用ピンチロール、５がコイラである。
【００２３】
そして、この実施形態においては、低圧のデスケーリング装置を用いて、スケールの成長に合わせて複数回に分けてデスケーリングを行うことによって、熱延鋼板の薄スケール化を図ることが基本的な考え方であり、ランナウトテーブル２の上方と下方のそれぞれに、噴射圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2以上１００ｋｇ／ｃｍ2未満のデスケーリング装置が熱延鋼板１０の走行方向に沿って所定の間隔で複数配置されている。すなわち、図１では、ランナウトテーブル２の上方に４個の上面デスケーリング装置１１〜１４、ランナウトテーブル２の下方に４個の下面デスケーリング装置２１〜２４がそれぞれ所定の間隔で配置されている。
【００２４】
ここで、各デスケーリング装置の噴射圧力を２０ｋｇ／ｃｍ2以上１００ｋｇ／ｃｍ2未満としているのは、噴射圧力が１００ｋｇ／ｃｍ2以上だと、その噴射圧力で鋼板１０が揺動し、走行が不安定になるからである。また、噴射圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2未満だと、デスケーリング能力がほとんどなくなるからである。ちなみに、噴射圧力２０ｋｇ／ｃｍ2でのデスケーリングによって、６μｍの厚さのスケールが除去できることを実験的に確認している。
【００２５】
そして、各デスケーリング装置間の間隔は、以下のようにして設定されている。
【００２６】
まず、スケールの成長は、鉄鋼の場合一般的に、放物線則に従うことが知られており、スケール厚をδ、時間をｔとすると、下式のようになる。
【００２７】
δ2＝Ｋ・ｔ    ……（１）
ここで、Ｋは反応速度常数であり、
Ｋ＝Ａｅｘｐ（−Ｑ／ＲＴ）  ……（２）
Ａ：常数
Ｑ：活性化エネルギー
Ｒ：気体定数
Ｔ：絶対温度
である。
【００２８】
実験等によって、常数Ａを求めた結果、上式は、
δ＝（４．５７×１０11×ｅｘｐ（−２８４５６／Ｔ）・ｔ）0.5  ……（３）
で表される。
【００２９】
そして、通常、最終仕上圧延終了時の鋼板１０の温度は９００℃が上限であるので、鋼板が９００℃の時のスケール厚を（３）式によって求めると、図３のようになる。
【００３０】
ここで、前述のように、噴射圧力２０ｋｇ／ｃｍ2でのデスケーリングによるスケール除去量は６μｍであることから、スケール厚が６μｍに成長する時間を図３から求めると、３ｓということになる。
【００３１】
したがって、最終仕上圧延終了直後の鋼板１０のスケール厚が０であるとすると、最終仕上圧延終了後３ｓ以内に、噴射圧力２０ｋｇ／ｃｍ2以上でのデスケーリングを行えば、鋼板１０のスケール厚を再び０にすることができる。
【００３２】
つまり、一般に、ランナウトテーブル２での最低の通板速度は６００ｍｐｍ（１０ｍ／ｓ）であることから、最上流側のデスケーリング装置は、最終仕上圧延機１から３０ｍ以内に設置すればよい。それにより、任意の通板速度（６００ｍｐｍ以上）において、最終仕上圧延終了から３ｓ以内にデスケーリングが行われることとなり、最終仕上圧延後に成長した鋼板１０のスケールを除去することができる。
【００３３】
次に、最初のデスケーリング後、再びスケールが成長を始める。その際、通常はランナウトテーブル２に設けられた冷却装置によって鋼板１０が冷却されて温度降下するが、冷却パターンによっては、２番目のデスケーリング装置までの間には鋼板１０は冷却されず、鋼板１０の温度が９００℃のままである場合もあるので、上記に基づいて、最初のデスケーリング後３ｓ以内に、２番目のデスケーリングが行えるように、最上流側のデスケーリング装置と２番目のデスケーリング装置との間隔も３０ｍ以内とする。
【００３４】
次に、２番目のデスケーリング後、再びスケールが成長を始めるが、その時の鋼板１０の温度は少なくとも８５０℃には降下していると考えられるので、鋼板が８５０℃の時のスケール厚を（３）式に基づいて求め、スケール厚が６μｍに成長する時間を算出すると、８ｓということになる。
【００３５】
したがって、２番目のデスケーリング後８ｓ以内に、３番目のデスケーリングが行えるように、２番目のデスケーリング装置と３番目のデスケーリング装置との間隔を８０ｍ以内とすればよい。
【００３６】
以下、４番目以降のデスケーリングを行う場合についても、直前のデスケーリング後８ｓ以内に、当該デスケーリングが行えるように、直前のデスケーリング装置と当該デスケーリング装置との間隔を８０ｍ以内とする。
【００３７】
そして、最終のデスケーリングを行った後、コイラで巻き取られる間にもスケールは成長する。ここで成長したスケール厚は、熱延鋼板表面に残るスケール厚ということになるため、この間のスケール成長を例えば２μｍ以内に抑えるためには、その時の鋼板１０の温度は少なくとも７５０℃以下には降下していると考えられるので、鋼板が７５０℃の時のスケール厚を（３）式に基づいて求め、スケール厚が２μｍに成長する時間を算出すると、１０ｓということになる。したがって、最終のデスケーリング後１０ｓ以内に巻取りが行えるように、最下流側のデスケーリング装置とコイラとの間隔を１００ｍ以内とする。
【００３８】
なお、以上説明したデスケーリング装置間の間隔を狭くすることには特に制限はないが、必要以上に狭くしてもデスケーリングの効果が飽和し、一方で設備コストが高くなるため、１０ｍ以上とすることが好ましい。
【００３９】
以上述べたようにして、各デスケーリング装置間の間隔が設定されており、図１においては、最終仕上圧延機１、最上流側の上面デスケーリング装置１１、２番目の上面デスケーリング装置１２、３番目の上面デスケーリング装置１３、最下流側の上面デスケーリング装置１４、コイラ５についてのそれぞれ隣り合う間隔Ｌ11、Ｌ12、Ｌ13、Ｌ14、Ｌ15と、最終仕上圧延機１、最上流側の下面デスケーリング装置２１、２番目の下面デスケーリング装置２２、３番目の下面デスケーリング装置２３、最下流側の下面デスケーリング装置２４、コイラ５についてのそれぞれ隣り合う間隔Ｌ21、Ｌ22、Ｌ23、Ｌ24、Ｌ25が、
３０ｍ≧Ｌ11≧１０ｍ  、  ３０ｍ≧Ｌ21≧１０ｍ
３０ｍ≧Ｌ12≧１０ｍ  、  ３０ｍ≧Ｌ21≧１０ｍ
８０ｍ≧Ｌ13≧１０ｍ  、  ８０ｍ≧Ｌ23≧１０ｍ
８０ｍ≧Ｌ14≧１０ｍ  、  ８０ｍ≧Ｌ24≧１０ｍ
１００ｍ≧Ｌ15≧１０ｍ  、１００ｍ≧Ｌ25≧１０ｍ
となっている。
【００４０】
図２は、本発明の他の実施形態に係る薄スケール熱延鋼板の製造設備を示すものである。図２に示すように、一般的には、ランナウトテーブル２に冷却装置３が設けられており、それによって鋼板１０が冷却されるが、その場合に、最終仕上圧延機１から水冷装置３入側までの距離は２０ｍ程度、水冷装置３の長さは１００ｍ程度、水冷装置３出側からコイラ５までの距離は５０ｍ程度である。したがって、それに対しては、冷却装置３の入側と、冷却装置３入側から３０ｍ以内と、冷却装置３出側の少なくとも３個所に、デスケーリング装置を配置すればよい。
【００４１】
すなわち、冷却装置３の入側に上面デスケーリング装置３１と下面デスケーリング装置４１を、冷却装置３入側から３０ｍ以内に上面デスケーリング装置３２と下面デスケーリング装置４２を、冷却装置３出側に上面デスケーリング装置３３と下面デスケーリング装置４３をそれぞれ設置すればよく、これによって、最終仕上圧延終了後から最初のデスケーリングまでを３ｓ以内、最初のデスケーリングから２番目のデスケーリングまでを３ｓ以内、３番目のデスケーリングから巻取りまでを１０ｓ以内とすることができる。なお、２番目のデスケーリングから３番目のデスケーリングまでが８ｓを超える場合には、その間にさらにデスケーリング装置を適宜追加すればよい。
【００４２】
なお、ランナウトテーブル２上方の各デスケーリング装置の配置と、下方の各デスケーリング装置の配置は、それぞれ別個に設定しても問題はないが、図１、図２に示すように、上面デスケーリング装置と下面デスケーリング装置を、鋼板１０の走行方向に沿って上下が同じ位置になるように対向して配置して、鋼板１０の上面と下面が同じ位置でデスケーリングされるようにすれば、鋼板１０の走行の安定性が一層向上する。
【００４３】
このようにして、上記の実施形態においては、噴射圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2以上１００ｋｇ／ｃｍ2未満という低圧のデスケーリング装置を用い、スケールの成長に合わせて複数回に分けてデスケーリングを行うようにしたので、廉価で簡易な設備構成によって、表面品質が良好な薄スケール熱延鋼板を安定して製造することができる。
【実施例】
【００４４】
図２に示す製造設備により、薄スケール熱延鋼板の製造を行った。各デスケーリング装置の具体的な配置は、最終仕上圧延機から最上流側のデスケーリング装置までの間隔を２０ｍ、最上流側と２番目のデスケーリング装置の間隔を２５ｍ、２番目と３番目のデスケーリング装置までの間隔を７０ｍとした。なお、３番目（最下流側）のデスケーリング装置からコイラーまでの間隔は５０ｍである。また、各デスケーリング装置からの噴射圧力は６０ｋｇ／ｃｍ2とした。
【００４５】
その結果、得られた熱延鋼板表面のスケール厚は２μｍ以下となり、本発明の効果が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態の説明図である。
【図２】本発明の他の実施形態の説明図である。
【図３】鋼板温度が９００℃の時のスケールの成長を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  最終仕上圧延機
２  ランナウトテーブル
３  冷却装置
４  コイラ用ピンチロール
５  コイラ
１０  熱延鋼板
１１〜１４  上面デスケーリング装置
２１〜２４  下面デスケーリング装置
３１〜３３  上面デスケーリング装置
４１〜４３  下面デスケーリング装置
【図１】
2006247707.tif 000003
【図２】
2006247707.tif 000004
【図３】
2006247707.tif 000005