(57)【要約】 【課題】  酸成分を含む使用環境に対する耐食性を有し、ステンレス鋼板のスケール除去性能に優れ、かつ寿命の長いステンレス鋼のデスケール用ブラシを提供する。【解決手段】  ステンレス鋼板の表面に生成されるスケールの除去に用いられるデスケール用ブラシ１の毛材５が、耐酸性を有し、耐磨耗性に優れる金属、好ましくはステンレス鋼からなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼板の表面に生成されるスケールの除去に用いられるデスケール用ブラシにおいて、
ブラシの毛材が、耐酸性を有し、耐磨耗性に優れる金属からなることを特徴とするステンレス鋼のデスケール用ブラシ。
【請求項２】
ブラシの毛材を構成する金属は、引張強さが３６０Ｎ／ｍｍ２以上のステンレス鋼であることを特徴とする請求項１記載のステンレス鋼のデスケール用ブラシ。
【請求項３】
ブラシの毛材を構成するステンレス鋼は、線径が０．１〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項２記載のステンレス鋼のデスケール用ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼板の表面に生成されるスケールを除去するために用いられるデスケール用ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ステンレス鋼の熱延鋼板は、溶製されてスラブに成形された後、熱間圧延、焼鈍、酸洗の各工程を経て製造され、冷延鋼板は、焼鈍酸洗後の熱延鋼板をさらに冷間圧延、焼鈍、酸洗の各工程を経て製造される。なお、ここで鋼板は、鋼帯を含む意味に用いられる。
【０００３】
上記工程の中でステンレス鋼板の焼鈍は、通常大気雰囲気中で行われるので、ステンレス鋼板の表面には酸化スケールが生成される。酸洗は、ステンレス鋼板を、酸の溶液すなわち酸洗液中に浸漬することによって除去するものであるけれども、単に酸洗液に浸漬するだけでは、酸洗液に対する負荷が増大し、酸洗の効率も低くなるので、一般的には、浸漬する前に機械的な手段でステンレス鋼板表面のスケール除去（デスケール）が図られている。
【０００４】
機械的なデスケール方法としては、スケールブレーカ、ショットブラスト、ブラシ研削などが用いられている。なかでもブラシ研削は、デスケールとともに、ステンレス鋼板の表面を若干研削することができるので、微小な表面疵等の削除が可能であり、ステンレス鋼板の表面性状を向上することが可能であり、多用されている。
【０００５】
ステンレス鋼板の生産設備においては、機械的デスケール設備が酸洗設備の入側にシリーズに併設されているものが多い。したがって、機械的デスケール設備は、酸洗設備の近傍すなわち酸成分を含む雰囲気中で稼動するので、耐酸性が要求される。このことから、従来、ブラシ研削設備のデスケール用ブラシの毛材にも、たとえばポリアミド系合成繊維に砥粒としてシリコンカーバイド（ＳｉＣ）を混入したものなどのような、耐酸性に優れるとともに研削機能を付与した素材が用いられている。
【０００６】
しかしながら、ＳｉＣを混入したポリアミド系合成繊維を毛材とするデスケール用ブラシは、耐酸性には優れるけれども、ポリアミド系合成繊維自体が軟質であるため、スケール除去性能は、必ずしも充分とは言い難い。たとえば日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４３０３においてＳＵＳ４００番台で規定される熱延ステンレス鋼板、いわゆるクロム（Ｃｒ）系ステンレス鋼の熱延鋼板は、スケールの被除去性が悪いので、ＳｉＣ混入ポリアミド系合成繊維からなる毛材の線径を太くするなどの対策を講じてはいるものの、ブラシむらが発生するなど、充分にスケールを除去できていないのが実情である。さらに、ＳｉＣ混入ポリアミド系合成繊維の毛材は、ブラシ研削に用いられるとき、毛材の素地自体が軟質のため、磨耗による消耗が激しく、ブラシの交換頻度が高く作業性を低下させるという問題がある。
【０００７】
一方、ブラシの耐磨耗性を高めて耐久寿命の向上を図るものに、ブラシの毛材に金属素線を用いるバリ除去用ブラシが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１に提案されるバリ除去用ブラシは、たとえば連続鋳造で形成されたスラブの溶断バリ、研削バリを除去するためのブラシであり、通常の大気環境で使用されるので、ブラシの金属素線は、硬鋼線（ＳＷＲＨ）やピアノ線（ＳＷＲＳ）からなり、酸洗設備の入り側のような酸成分を含む環境下では、耐食寿命が極めて短くなるという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１２９１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、酸成分を含む使用環境に対する耐食性を有し、ステンレス鋼板のスケール除去性能に優れ、かつ寿命の長いステンレス鋼のデスケール用ブラシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ステンレス鋼板の表面に生成されるスケールの除去に用いられるデスケール用ブラシにおいて、
ブラシの毛材が、耐酸性を有し、耐磨耗性に優れる金属からなることを特徴とするステンレス鋼のデスケール用ブラシである。
【００１１】
また本発明は、ブラシの毛材を構成する金属は、引張強さが３６０Ｎ／ｍｍ２以上のステンレス鋼であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、ブラシの毛材を構成するステンレス鋼は、線径が０．１〜１．０ｍｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ブラシの毛材が、耐酸性を有し、耐磨耗性に優れる金属からなるので、酸成分を含む使用環境に対する耐食性を有し、ステンレス鋼板のスケール除去性能に優れ、かつ寿命の長いステンレス鋼のデスケール用ブラシが実現される。
【００１４】
また本発明によれば、ブラシの毛材がステンレス鋼であり、その引張強さが３６０Ｎ／ｍｍ２以上であり、好ましくはその線径が０．１〜１．０ｍｍであるように構成されるので、優れたスケール除去性能に加えて適度の研削量を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の一形態であるステンレス鋼のデスケール用ブラシ１の構成を示す図であり、図２は図１に示すステンレス鋼のデスケール用ブラシ１の構成部材であるブラシホイール２の構成を示す図である。
【００１６】
ステンレス鋼のデスケール用ブラシ１（以後、単にデスケール用ブラシ１と呼ぶ）は、略、軸芯体３と、軸芯体３が挿通することによって複数個が積層されるブラシホイール２とを含んで構成される。このデスケール用ブラシ１は、ステンレス鋼板の酸洗設備の入側、すなわち酸洗されるべきステンレス鋼板が搬送される方向で言えば、酸洗設備の上流側に設けられるスケール除去設備であるデスケール設備に設けられる。
【００１７】
軸芯体３は、鋼製の丸棒である。ブラシホイール２は、円板状のホイール本体４と、ホイール本体４に装着される毛材５とを含んで構成される。ホイール本体４は、鋼製であり、円板の中心部分に軸芯体３が挿通される芯体挿通孔６が形成される。またホイール本体４には、周縁部に沿い円周方向に予め定める間隔を有して複数の毛材装着孔７が形成される。毛材５は、これらの毛材装着孔７に、ホイール本体４の半径方向外方に向って突出するようにして装着される。なお、ホイール本体４に対する毛材５の装着に際し、ホイール本体４の中心から毛材５の先端までの距離であるブラシホイール２の半径ｒは、一定になるように調整される。
【００１８】
本実施形態のデスケール用ブラシ１の毛材５は、耐酸性を有し、耐磨耗性に優れる金属、好ましくは引張強さが３６０Ｎ／ｍｍ２以上のステンレス鋼であり、そのステンレス鋼の線径が０．１〜１．０ｍｍである。
【００１９】
デスケール用ブラシ１は、焼鈍された後、酸洗工程に導入される前のステンレス鋼板をデスケールするための設備に設けられるので、毛材５の素材としては、デスケール動作を通じて、毛材５を構成する金属粉がデスケール対象のステンレス鋼板に付着し、もらい錆等が発生することを防止するために基本的にステンレス鋼であることが好ましい。
【００２０】
また毛材５の素材であるステンレス鋼としては、ＪＩＳ−Ｇ４３０９に規定されるステンレス鋼線であることが好ましく、特にニッケル（Ｎｉ）を含有するＳＵＳ３００番台で規定されるステンレス鋼線であることがより好ましい。
【００２１】
さらに毛材５の素材であるステンレス鋼は、その引張強さが、３６０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。以下、毛材５の引張強さの限定理由について説明する。図３は、デスケール用ブラシ１を用いて、焼鈍後のたとえばステンレス熱延鋼板８をデスケールする状況を説明する図である。ステンレス熱延鋼板８は、矢符９方向に搬送されて下流側で酸洗設備に導入される。デスケール用ブラシ１は、押圧力をもってステンレス熱延鋼板８の表面に毛材５部分が当接され、矢符９方向に搬送されるステンレス熱延鋼板８の上流側から下流側に向かう矢符１０方向に回転される。このことによって、デスケール用ブラシ１は、その毛材５部分でステンレス熱延鋼板８の表面を擦過し、デスケールするとともに、若干の研削を行う。
【００２２】
前述のように、デスケール用ブラシ１は、押圧力をもってステンレス熱延鋼板８の表面に毛材５部分が当接されるので、その軸芯体３の中心（軸芯体３が芯体挿通孔６に挿通されることによって積層されたブラシホイール４の中心に同じ）と、デスケールされるステンレス熱延鋼板８の表面との距離Ｌとの関係が、半径ｒ＞距離Ｌとなるように設定される。この半径ｒと距離Ｌとの差（＝半径ｒ−距離Ｌ）を、ここでは押込量と呼ぶ。通常、押込量を正値とする、すなわちデスケール用ブラシ１の毛材５部分をステンレス熱延鋼板８に、あたかも押込むことによって、デスケールおよび研削の効果を得るようにしている。
【００２３】
実際には、毛材５は、ステンレス熱延鋼板８に押込まれる訳ではなく、デスケール用ブラシ１の回転方向１０の上流側に向って少し曲がるように変形しながら、ステンレス熱延鋼板８の表面を擦過する。したがって、毛材５が軟質に過ぎると、押込量を正値に設定しても容易に変形するので、デスケールおよびブラシ研削の効果を充分に発現することができない。
【００２４】
一般的にステンレス鋼線の引張強さを大きくすると、縦弾性係数が高くなり、同一応力での弾性変形量が小さくなる、すなわち弾性変形しにくくなり剛性が増すので、毛材５が、ステンレス熱延鋼板８の表面に押圧される場合における弾性変形しにくさの指標として引張強さを用いることとした。引張強さが３６０Ｎ／ｍｍ２以上のステンレス鋼線を毛材５として用いることによって、毛材５が、ステンレス熱延鋼板８の表面に押圧されるとき、曲線状の弾性変形を起こしにくく、すなわち腰折れしにくく、適度の擦過力を発現するので、効果的にデスケールし研削することが可能になる。なお、引張強さの上限は特に限定されないけれども、過度に高い引張強さを有する毛材では、ステンレス鋼板の表面を傷付ける恐れもあるので、１０００Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００２５】
また前述のように、毛材５を構成するステンレス鋼線の線径を、０．１〜１．０ｍｍに限定する理由について説明する。線径が０．１ｍｍ未満では、ステンレス鋼線の断面二次係数が小さくなり過ぎるので、引張強さを規定することによる弾性変形しにくさの効果が充分に発現されない。一方、線径が１．０ｍｍを超えると、ステンレス鋼線の断面二次係数が大きくなり過ぎるので、腰折れしにくさが過度に強くなり、ステンレス鋼板の表面を傷付ける恐れがある。
【００２６】
また毛材５が、ホイール本体４から突出する長さＴＬは、特に限定されるものではないけれども、好ましくは１０〜４０ｍｍである。ステンレス鋼線で毛材５を構成しても磨耗による消耗は発生するので、毛材５の突出長さＴＬが１０ｍｍ未満では、毛材５の消耗に伴うデスケール用ブラシ１の交換頻度が高くなり、作業性を悪くする。一方、毛材５の突出長さＴＬが４０ｍｍを超えると、毛材５の腰が弱くなり、毛材５の腹がステンレス鋼板８に接触してしまい、研削力が劣る。
【００２７】
軸芯体３の直径および長さは、特に限定されない。しかしながら、軸芯体３の長さは、ブラシ研削されるステンレス鋼板の幅よりも長くすることが望ましい。軸芯体３に積層して装着されるブラシホイール２によって形成されるブラシ部分の幅ｗが、ブラシ研削されるステンレス鋼板８の幅よりも大きく、ステンレス鋼板８の幅全体を均一にブラシ研削できるようにするためである。
【実施例】
【００２８】
以下本発明の実施例について説明する。
本実施例では、本発明のデスケール用ブラシ１と、ポリアミド系繊維にＳｉＣの砥粒を混入させた毛材を備える比較例のデスケール用ブラシとを準備し、これらをデスケール設備に搭載し、ステンレス熱延鋼板のデスケール（ブラシ研削）を行った。デスケール用ブラシの構成を表１に、ブラシ研削の通板条件を表２に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
【表２】
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【００３１】
デスケール処理を行った後、デスケール性、研削量、ＳＵＳ３０４熱延鋼板の表面粗さ、耐久寿命について評価した。
【００３２】
（ａ）デスケール性：デスケール処理後におけるＳＵＳ３０４の熱延鋼板の表面を目視観察し、酸化スケールの除去の程度を評価した。
【００３３】
（ｂ）研削量：押込量を１〜３ｍｍの範囲で変化させてブラシ研削し、各押込量でブラシ研削した前後におけるＳＵＳ３０４の熱延鋼板の厚みを測定し、デスケール前の厚みとデスケール後の厚みとの差を、研削量として求めた。
【００３４】
（ｃ）表面粗さ：デスケール後のＳＵＳ３０４熱延鋼板の表面を、表面粗さ計（型式：ＳＪ−２０１Ｐ，Ｍｉｔｕｔｏｙｏ製）で測定し、中心線平均粗さ（Ｒａ）で評価した。
（ｄ）耐久寿命：毛材の摩耗長さと摩耗に要した時間から寿命を評価した。
【００３５】
（評価結果）
（Ａ）デスケール性：毛材にＳＵＳ３０４の線材を用いた実施例のデスケール用ブラシおよび毛材にＳｉＣ入りポリアミド系合成繊維を用いた比較例のデスケール用ブラシのいずれにおいても、ブラシ研削後のＳＵＳ３０４熱延鋼板表面の目視観察の結果では、充分にデスケールが行われていた。
【００３６】
（Ｂ）研削量：押込量を１〜３ｍｍの範囲で変化させてブラシ研削した際の各押込量について研削量を測定した結果を図４に示す。図４中、ライン１１が毛材にＳＵＳ３０４の線材を用いた実施例の研削量測定結果を表し、ライン１２が毛材にＳｉＣ入りポリアミド系合成繊維を用いた比較例の研削量測定結果を表す。
【００３７】
毛材にＳｉＣ入りポリアミド系合成繊維を用いた比較例のデスケール用ブラシでは、押込量を増加させても、研削量はほとんど増加しなかった。一方毛材にＳＵＳ３０４の線材を用いた実施例のデスケール用ブラシでは、押込量を増加させるのに伴って、研削量が増加した。このように、実施例のデスケール用ブラシでは、押込量の増加に伴って研削量を多くすることができるので、ＳＵＳ３０４熱延鋼板の表面に存在するたとえば微細な表面疵をブラシ研削にて研削除去し、その表面性状を向上することが可能である。
【００３８】
（Ｃ）表面粗さ：実施例のデスケール用ブラシおよび比較例のデスケール用ブラシ、それぞれを用いてブラシ研削した後の、ＳＵＳ３０４熱延鋼板表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を表３に示す。
【００３９】
毛材にＳＵＳ３０４の線材を用いた実施例のデスケール用ブラシは、研削性に優れるにも関らず、ブラシ研削後におけるＳＵＳ３０４熱延鋼板表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）は、毛材にＳｉＣ入りポリアミド系合成繊維を用いた比較例のデスケール用ブラシと変わらず、優れた表面性状のステンレス鋼板に仕上げることができる。
【００４０】
【表３】
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【００４１】
（Ｄ）耐久寿命：耐久寿命の差異は図４の研削量の差異と同程度であった。すなわち、押込量２ｍｍでは、実施例のＳＵＳ３０４製ブラシの方が比較例のポリアミド系合成繊維のブラシよりも約６倍の耐久寿命を有していた。これは実施例と比較例とにおける毛材の硬さの差によるものと考える。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の一形態であるステンレス鋼のデスケール用ブラシ１の構成を示す図である。
【図２】図１に示すステンレス鋼のデスケール用ブラシ１の構成部材であるブラシホイール２の構成を示す図である。
【図３】デスケール用ブラシ１を用いて、焼鈍後のたとえばステンレス熱延鋼板８をデスケールする状況を説明する図である。
【図４】押込量と研削量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  デスケール用ブラシ
２  ブラシホイール
３  軸芯体
４  ホイール本体
５  毛材
６  芯体挿通孔
７  毛材装着孔
８  ステンレス熱延鋼板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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