(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造機により鋳造され、所定の長さに切断された鋳片を加熱炉に装入して加熱し、加熱炉を出た鋳片のデスケーリングを行った後、粗圧延及び仕上圧延を行う鋼板の製造方法において、
前記鋳片を加熱炉に装入するのに先立ち、鋳片表面に付着したモールドパウダーの除去を鋳片表面への高圧水吹き付けにより行い、該高圧水吹き付けでは高圧水のノズル噴射圧力を１３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、鋳片表面での衝突圧力を１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上とし、
鋳片表面に付着したモールドパウダーの除去後、鋳片表面に酸化促進剤を塗布し、しかる後、鋳片を加熱炉に装入することを特徴とする鋼板の製造方法。
【請求項２】
酸化促進剤として、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物、ホウ素の酸化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物、フッ素の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物の中から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面欠陥の少ない鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な熱延鋼板の製造方法は、溶鋼を連続鋳造機にて鋳造して連続鋳造機出口において所定長さの鋳片に切断し、この鋳片（熱片）を加熱炉に代表される熱補償プロセスにおいて温度を均一化した後、鋳片表面に生成したスケールを高圧水吹き付け等により除去しながら熱間圧延する方法が採られる。この鋳片表面に生成したスケールを除去する工程は、表面欠陥がなく、表面性状の優れた鋼板を得るための必要不可欠の工程である。鋳片表面のスケールを除去する方法としては、一般に高圧水を鋳片表面に吹き付けてスケールを鋳片から剥離させる方法や、鋳片を幅方向に圧下してスケールに塑性変形を加え、スケールを細かくして除去する方法が採られている。
【０００３】
しかしながら、近年、鋼板の品質に対する要求がより厳格化していること伴い、上記のような方法でスケール除去を行っても、鋳片表面に僅かに残存するスケールが圧延後や表面処理を施した鋼板の表面に欠陥となって表れることが鋼板の品質面で問題となっていた。
【０００４】
従来、これらの問題を解決するために様々な提案がなされている。
特開昭５８−１３８５０１号公報には、鋳片若しくは鋼塊の表面に酸化物、水酸化物、硫化物、塩、金属、合金の中から選ばれる１種以上を溶融状態で付着させることにより、付着部分の表面疵を促進酸化させて除去する方法が提案されている。
【０００５】
また、特開平１１−３５００２７号公報では、連続鋳造鋳片の表面にアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物の中から選ばれる１種または２種以上の化合物１００重量部と、珪酸カリウム、珪酸ナトリウム、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸ジルコニウム、燐酸アルミニウム、燐酸マグネシウム、燐酸バリウム、燐酸ホウ素の中から選ばれる１種または２種以上の化合物１〜２００重量部とからなる有効成分を、水又は水と有機溶剤との混合物中に分散させた酸化促進剤を塗布することにより、粒界酸化を助長させることなく、スケールの剥離性を向上させることができるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らが検討したところによれば、鋳片に上記特開昭５８−１３８５０１号公報や特開平１１−３５００２７号公報に開示された酸化促進剤を塗布してもスケール剥離性はさほど向上せず、鋼板の表面欠陥はほとんど減少しないことが判った。
したがって本発明の目的は、鋳片表面のスケールを確実に除去し、残存スケールに起因した表面欠陥が極めて少ない鋼板を製造することができる鋼板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】
本発明者らは、上述した従来技術において酸化促進剤により十分なスケール剥離性が得られない原因とその対策について検討を行った。その結果、連続鋳造プロセスで用いられているモールドパウダーが鋳片表面に残存付着していることが、酸化促進剤を塗布してもスケール剥離性が向上しない主要な原因であることを突き止めた。
【０００８】
すなわち、従来技術で提案されている酸化促進剤は理想的な地鉄の表面に塗布された場合には有効に機能するが、連続鋳造プロセスで用いられているモールドパウダーなどが鋳片表面に残存付着している場合には、酸化促進剤が有効に機能していないことが判った。一般に、鋳片表面に付着したモールドパウダーの大部分は連続鋳造機の二次冷却スプレー水により鋳型直下で剥離してしまうが、不可避的に一部のモールドパウダーが鋳片表面に残存してしまう。この残存したモールドパウダー中に含まれるＳｉＯ２は単体での融点が２０００℃以上であり、化合物でも融点が１５００℃を超えるものを生成するため、加熱温度が１１００〜１４００℃である加熱炉内に鋳片を装入しても、ＳｉＯ２と酸化促進剤との化合物は加熱炉の炉温以上の融点を有することになるため、その化合物は加熱炉内では溶融しない。このため鋳片表面でモールドパウダーが残存している領域では加熱炉内において酸化が促進されず（つまり、酸化促進剤が有効に機能しない）、加熱炉以降の後工程で高圧水吹き付け等によるスケール除去を行ってもスケールが適切に剥離せす、この結果、鋼板に表面欠陥が発生していたことが判った。
【０００９】
そこで本発明者らは、そのような鋳片表面に残存するモールドパウダーに起因した問題を解決すべく、以下のような実験を行った。この実験では、真空高周波溶解炉を用いてＣ：０．００３mass％、Ｓｉ：０．０５mass％、Ｍｎ：０．３mass％、Ｐ：０．００２mass％、Ｓ：０．００１mass％、Ｔｉ：０．０４mass％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０４mass％の組成の極低炭素鋼を溶製し、この溶鋼を小型試験連続鋳造機（鋳型形状：幅２００ｍｍ，厚さ１００ｍｍ）にてモールドパウダーを用いて鋳造速度１ｍ／分で鋳造した。この鋳造終了後、鋳片表面に残存するモールドパウダーの除去を目的として、鋳片表面にノズル噴射圧力１０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２、流量１００Ｌ／分で高圧水を吹き付け、次いで酸化促進剤を鋳片表面に塗布し、大気加熱炉内にて２時間加熱した。加熱炉から抽出された鋳片に対して、再度ノズル噴射圧力１５０ｋｇｆ／ｃｍ２、流量１００Ｌ／分で高圧水の吹き付けを行って酸化スケールを除去し、その際のスケール剥離性を評価した。このスケール剥離性は、１つのノズルから鋳片表面に高圧水を吹き付けてスケールが剥離した鋳片表面の面積を測定し、この面積で評価した。なお、鋳片表面に生成するスケールを改質するための酸化促進剤としては、アルカリ金属酸化物の炭酸塩であるＮａ２ＣＯ３を用い、これを鋳片表面に８０ｇ／ｍ２の塗布量で塗布した。また、モールドパウダーの除去及びデスケールの際のノズル開口と鋳片表面までの距離は、いずれも１００ｍｍとした。
【００１０】
図１に、上記酸化促進剤の塗布前に鋳片表面に吹き付けた高圧水のノズル噴射圧力と上記デスケールによるスケール剥離面積との関係を示す。これよれば、高圧水のノズル噴射圧力が増加するにつれてスケール剥離面積が増大し、スケール剥離性が向上していることが判る。特にノズル噴射圧力を１３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、より好ましくは１５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上とすることによりスケール剥離面積が顕著に増加している。調査の結果、このようなスケール剥離性の向上は、鋳片表面に残存するモールドパウダーが上記高圧水の吹き付けにより除去されたためであることが判った。つまり、酸化促進剤の塗布前に鋳片表面に残存するモールドパウダーを確実に除去することにより、加熱炉内で酸化促進剤とスケールが有効に反応し、スケール剥離性が格段に向上することが判った。
【００１１】
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その特徴は以下の通りである。
［1］連続鋳造機により鋳造され、所定の長さに切断された鋳片を加熱炉に装入して加熱し、加熱炉を出た鋳片のデスケーリングを行った後、粗圧延及び仕上圧延を行う鋼板の製造方法において、
前記鋳片を加熱炉に装入するのに先立ち、鋳片表面に付着したモールドパウダーの除去を鋳片表面への高圧水吹き付けにより行い、該高圧水吹き付けでは高圧水のノズル噴射圧力を１３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、鋳片表面での衝突圧力を１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上とし、
鋳片表面に付着したモールドパウダーの除去後、鋳片表面に酸化促進剤を塗布し、しかる後、鋳片を加熱炉に装入することを特徴とする鋼板の製造方法。
【００１２】
［2］上記［1］の製造方法において、酸化促進剤として、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物、ホウ素の酸化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物、フッ素の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物の中から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いることを特徴とする鋼板の製造方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の実施に供される一連の設備構成とこれによる本発明の一実施形態を示すもので、１は連続鋳造設備、２は鋳片表面のモールドパウダーを除去するためのモールドパウダー除去設備、３は酸化促進剤塗布設備、４は加熱炉、５は熱間圧延設備である。
前記連続鋳造設備１の鋳型６で鋳造された鋳片Ａは、鋳型下方に設けられた複数のロール７によって下方に引き抜かれ、これらロール７間に設けられた２次冷却スプレー８からスプレーされる冷却水により冷却され、且つロール７にサポート及びガイドされつつ移送され、最終的にカッター９によって所定の長さの鋳片ａに切断される。
【００１４】
この切断された鋳片ａ（熱片）は、モールドパウダー除去設備２において表面のモールドパウダーの除去が行われる。この設備におけるモールドパウダーの除去方法は特に限定されないが、例えば鋳片表面に高圧水を吹き付けすることにより行う。先に述べたように図１は鋳片表面に高圧水を噴射してモールドパウダー除去を行った場合の、高圧水のノズル噴射圧力とスケール剥離性との関係を示している。この試験ではノズル開口と鋳片表面までの距離を１００ｍｍとし、高圧水の流量を１００Ｌ／分とした。同図によれば、高圧水のノズル噴射圧力を１００ｋｇｆ／ｃｍ２以上とすることによりスケール剥離性が改善され、特にノズル噴射圧力を１３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、好ましくは１５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上とすることにより、モールドパウダーが確実に除去されるため高いスケール剥離性が得られている。ここで、本試験においてノズル噴射圧力とスケール剥離に直接影響するパラメータである高圧水の鋳片表面での衝突圧力との関係を調査した結果、ノズル噴射圧力が１３０ｋｇｆ／ｃｍ２の場合、高圧水の鋳片表面での衝突圧力はほぼ１０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。したがって、鋳片表面への高圧水の吹き付けによりモールドパウダーを確実に除去して高いスケール剥離性を得るには、高圧水を１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上の衝突圧力で鋳片表面に吹き付けることが好ましい。
【００１５】
次いで、酸化促進剤塗布設備３において鋳片表面に酸化促進剤が塗布される。この酸化促進剤の種類は特に限定しないが、スケール剥離性の観点からはアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物、ホウ素の酸化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物、フッ素の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩又は水酸化物の中から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いることが好ましい。また、これらのなかでも炭酸塩やホウ素酸化物が好ましく、そのなかでも特にＮａ２ＣＯ３やＢ２Ｏ３が最も好ましい。
通常、これらの酸化促進剤は水及び／又は有機溶剤（アルコールなど）に溶解させ、この溶液を噴霧機などにより鋳片表面にスプレー塗布する。
【００１６】
表面に酸化促進剤が塗布された鋳片ａ（熱片）は加熱炉４に装入され、圧延可能な所定の温度まで加熱される。通常、この加熱炉４での加熱温度は１１００〜１４００℃の範囲である。加熱炉４から抽出された鋳片は、スケールの除去が行われる。このスケール除去では、幅圧下圧延機１０によって鋳片に幅圧下を加えることによりスケールに塑性変形を加えた後、高圧水噴射装置１１から高圧水を鋳片表面に噴射してもよいし、幅圧下圧延機１０による幅圧下を行うことなく高圧水噴射装置１１による高圧水の噴射だけを行ってもよい。
【００１７】
上記のようにして表面のスケールが除去された鋳片ａを粗圧延機１２で粗バーに圧延し、さらにこの粗バーを仕上圧延機１３で所定の厚みまで圧延して熱延鋼板を製造する。この製造された熱延鋼板は、そのまま製品とされる場合と、冷間圧延や鍍金等の後工程を経て冷延鋼板や表面処理鋼板として製品化される場合がある。
このように本発明法によれば、連続鋳造機で鋳造された鋳片から鋼板を製造するに際し、鋳片に付着したスケールが効率よく且つ確実に除去され、スケール性欠陥がなく、表面性状の優れた鋼板を安定して製造することが可能となる。
【００１８】
【実施例】
図２に示す一連の鋼板製造設備を用いて、表１に示す極低炭素鋼と低炭素鋼の２つの鋼種の鋳片から先に述べたような工程にしたがって熱延鋼板を製造した。連続鋳造設備では、厚さ２５０ｍｍ、幅１０５０ｍｍのサイズの鋳片を鋳造速度２．５ｍ／分で鋳造した。その際に使用したモールドパウダーの組成を表２に示す。
【００１９】
【表１】
0004821071.tif 000002
【００２０】
【表２】
0004821071.tif 000003
【００２１】
酸化促進剤の塗布前のモールドパウダー除去の工程では、鋳片表面に高圧水を吹き付ける法を用いた。この高圧水の鋳片表面への吹き付けは種々の噴射圧力で行い、高圧水の流量は１００Ｌ／分とした。なお、一部の実施例については、このモールドパウダー除去は行わなかった。
鋳片表面に酸化促進剤を塗布する工程では、酸化促進剤としてアルカリ金属酸化物の炭酸塩であるＮａ２ＣＯ３を用い、これを水に溶かした溶液を噴射機で鋳片表面にスプレーすることにより、鋳片表面に酸化促進剤を８０ｇ／ｍ２の塗布量で塗布した。なお、一部の実施例については鋳片表面への酸化促進剤の塗布は行わなかった。
【００２２】
加熱炉の雰囲気温度は１２００℃とした。鋳片を加熱炉で加熱・均熱した後、幅圧下圧延機において幅圧下圧延を５０ｍｍ／パスで１パス行い、その後、高圧水吹き付けによるスケール除去を行った後に、粗圧延機で粗バーとし、この粗バーを熱間仕上圧延機で圧延して板厚３．２ｍｍの熱延鋼板とし、その後冷間圧延により板厚０．８ｍｍの冷延鋼板とした。次いで、この冷延鋼板に連続溶融亜鉛めっき設備で表裏面それぞれに５０ｇ／ｍ２の付着量の合金化溶融亜鉛めっきを施した。
このようにして製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、検査ラインにおいて製品コイル１本当たりに生じている１ｍｍ以上の大きさの表面欠陥の個数を目視により調べ、下記のように評価した。
◎  ：表面欠陥が全くないもの
○  ：表面欠陥の個数が１〜５個
○−：表面欠陥の個数が５個超、１０個以下
△  ：表面欠陥の個数が１０個超、２０個以下
×  ：表面欠陥の個数が２０個超
【００２３】
その結果を、酸化促進剤の塗布前の高圧水吹き付け条件（モールドパウダー除去の工程）と酸化促進剤の塗布条件とともに表３に示す。
表３においてＮｏ．９とＮｏ．１０が本発明例であり、他の例に比べて鋼板の表面品質が良好である。Ｎｏ．９とＮｏ．１０は、酸化促進剤の塗布前の高圧水吹き付けにより鋳片表面のモールドパウダーとが略完全に除去された例であり、これらは製品鋼板のスケール性欠陥が殆ど発生していない。
【００２４】
【表３】
0004821071.tif 000004
【００２５】
【発明の効果】
以上述べた本発明によれば、鋳片表面のスケールを確実に除去し、残存スケールに起因した表面欠陥が極めて少ない鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】酸化促進剤の塗布前に鋳片表面に吹き付けた高圧水のノズル吐出圧力と、デスケール後に評価したスケール剥離性との関係を示すグラフ
【図２】本発明の実施に供される一連の設備構成とこれによる本発明の一実施形態を示す説明図
【符号の説明】
１…連続鋳造設備、２…モールドパウダー除去設備、３…酸化促進剤塗布設備、４…加熱炉、５…熱間圧延設備、６…鋳型、７…ロール、８…２次冷却スプレー、９…カッター、１０…幅圧下圧延機、１１…高圧水噴射装置、１２…粗圧延機、１３…仕上圧延機
【図１】
0004821071.tif 000005
【図２】
0004821071.tif 000006