(57)【要約】【課題】脱スケール作業における作業コストを削減することができる鋼材のスケール除去方法及び圧延鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、熱間加工された鋼板１１の表面に付着したスケールを、実施雰囲気において液体又は気体に相変化し得る固体からなる粒状物としてドライアイスペレット又はアイスペレットを用い、粒状物噴射処理部１４で鋼板１１の表面にペレットを噴射させた後に、酸洗浄処理部１５で鋼板１１の表面に酸性の溶液をさらす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間加工された鋼材の表面に付着したスケールを除去する鋼材のスケール除去方法であって、
実施雰囲気において液体又は気体に相変化し得る固体からなる粒状物を、前記鋼材の表面に噴射させる粒状物噴射工程と、
粒状物噴射工程の後に、前記鋼材の表面に酸性の溶液をさらさせる酸洗浄工程と、
を備えることを特徴とする鋼材のスケール除去方法。
【請求項２】
前記粒状物噴射工程では、前記粒状物としてドライアイスの粒体を噴射させることを特徴とする請求項１に記載の鋼材のスケール除去方法。
【請求項３】
鋼板を圧延する圧延工程と、
請求項１または請求項２に記載のスケール除去方法によって前記圧延工程で圧延された鋼板の表面に付着したスケールを除去するスケール除去工程と、
を備えることを特徴とする圧延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間加工された鋼材の表面に付着した汚れや被覆物を除去する鋼材のスケール除去方法及び圧延鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱間圧延等の熱間加工された鋼材の表面には、加熱状態の鋼材の表面に厚さ数μｍの酸化スケール等の汚れや被覆物（以下、単に「スケール」と称する。）が付着する。
【０００３】
このようなスケールにあっては、例えば、還元性雰囲気ガス中に微量に存在する酸素によって酸化が進行して膜厚が増したスケール層となってしまう。そこで、塩酸等の酸洗槽による酸洗（デスケーリング）を行なっている。この際、鋼材の材料として、自動車用鋼材や電磁鋼材として適用される高シリコン鋼材やステンレス鋼材などの場合、通常の普通鋼材（例えば、鉄）よりもスケールの除去が困難である。したがって、酸洗処理を行なう前工程で、ガラスや鉄製のビーズを表面に噴射するショットブラスト処理、鋼材を曲げる曲げ加工処理、表面をブラシするブラシ処理、等によってスケールを一次除去しつつ亀裂を発生させ、次工程の酸洗処理での溶液が浸透し易いようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−１９１３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した酸洗処理を行なう前のショットブラスト処理にあっては、再利用のためにビーズを回収する必要があり、しかも剥離させたスケールとビーズとの振り分けも行なうことから、作業コストが高騰してしまうという問題が生じていた。また、曲げ加工処理にあっては、スケールを一時的に除去することが困難で亀裂を発生させるに留まることから酸洗処理時間が長くなるうえ、鋼材の曲げを戻さないとならない等、作業コストが高騰するという問題が生じていた。さらに、ブラシ処理にあっては、その前段階で塩溶液の浸透・加熱・冷却といった焼鈍処理を施こさないとブラシ処理効果が薄く、処理時間が長くなる等、作業コストが高騰するという問題が生じていた。
【０００６】
そこで、本発明は、脱スケール作業における作業コストを削減することができる鋼材のスケール除去方法及び圧延鋼板の製造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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の鋼材のスケール除去方法は、熱間加工された鋼材の表面に付着したスケールを除去する鋼材のスケール除去方法であって、実施雰囲気において液体又は気体に相変化し得る固体からなる粒状物を、前記鋼材の表面に噴射させる粒状物噴射工程と、粒状物噴射工程の後に、前記鋼材の表面に酸性の溶液をさらさせる酸洗浄工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような鋼材のスケール除去方法にあっては、噴射した固体物は、スケールを一次除去若しくは亀裂を発生させた後に、回収が不要な液体又は気体に相変化することから、脱スケール作業における作業コストを削減することができる。
【０００９】
また、本発明の圧延鋼板の製造方法は、鋼板を圧延する圧延工程と、請求項１に記載のスケール除去方法によって前記圧延工程で圧延された鋼板の表面に付着したスケールを除去するスケール除去工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このような圧延鋼板の製造方法にあっては、噴射した固体物は、圧延された鋼板の表面に付着したスケールを一次除去若しくは亀裂を発生させた後に、回収が不要な液体又は気体に相変化することから、脱スケール作業における作業コストを削減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の鋼材のスケール除去方法及び圧延鋼板の製造方法は、脱スケール作業における作業コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る鋼材のスケール除去方法及び圧延鋼板の製造方法に適用される作業ラインの説明図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）はスケール除去を時系列で示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るブラスト処理の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の一実施形態に係る鋼材のスケール除去方法及び圧延鋼板の製造方法について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施形態は本発明の鋼材のスケール除去方法及び圧延鋼板の製造方法における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る鋼材のスケール除去方法及び圧延鋼板の製造方法に適用される作業ラインの説明図、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）はスケール除去を時系列で示す説明図、図３は本発明の一実施形態に係るブラスト処理の説明図である。
【００１５】
図１において、作業ライン１０は、熱間圧延後の鋼材としての鋼板（鋼帯）１１を巻回した原反リール１２と、ルーバ１３を経由した鋼板１１の表面に付着した酸化スケール等の汚れや被覆物（以下、単に「スケール」と称する。）を除去するスケール除去工程として、実施雰囲気において液体又は気体に相変化し得る固体からなる粒状物を鋼板１１の表面に噴射させる粒状物噴射処理部１４と、この粒状物噴射工程の後に鋼板１１の表面に塩酸等の酸性の溶液をさらさせる酸洗浄処理部１５と、鋼板１１の材質（例えば、ステンレス）に応じて鋼板１１の表面に硝酸溶液をさらさせる硝酸洗処理部１６と、酸洗浄工程又は硝酸洗工程で付着した溶液を純水等で洗浄する洗浄処理部１７と、熱風等を吹き付けて鋼板１１を乾燥させる乾燥処理部１８と、鋼板１１を所定寸法に切断する切断部１８と、鋼板１１を巻き取る巻取リール１９と、を備えている。
【００１６】
粒状物噴射処理部１４は、実施雰囲気において液体又は気体に相変化し得る固体からなる粒状物として、図２に示すように、実施雰囲気において気体に相変化するＣＯ２の粒体らなるドライアイスペレット２０を鋼板１１に向けて噴射する。
【００１７】
粒状物噴射処理部１４は、例えば、容器内にドライアイスペレット（例えば、３ｍｍペレット）を弱い圧力で必要量にして集め、その後、スプレーガン等の噴射ノズルから鋼板１１に向けて高速（例えば、３００ｍ／分）で一気にドライアイスペレットを噴射する。
【００１８】
すると、図２（Ａ）に示すように、噴射されたドライアイスペレット２０は、圧縮空気と一緒に鋼板１１の表面に付着したスケール１１ａに衝突する。
【００１９】
スケール１１ａにおけるドライアイスペレット２０の衝突した部分には、その衝撃により亀裂が生じ、さらには剥離が生じる。また、ドライアイスペレット２０によって急激に冷却されるスケール１１ａと、鋼板１１の内部との間には急激な温度差が生じることとなり、熱変形差によってもスケール１１ａの表面に亀裂が生じ、さらには剥離が生じる。そして、図２（Ｂ）に示すように、連続して噴射されるドライアイスペレット２０が、亀裂、剥離が生じたスケール１１ａの部分から、スケール１１ａと鋼板１１の間に入り込み、変形することによって、亀裂の拡大、剥離の進展が助長される。
【００２０】
そして、図２（Ｃ）に示すように、鋼板１１の表面とスケール１１ａとの間に入り込んだドライアイスペレット２０は、スケール１１ａとの間に生じる摩擦力によってスケール１１ａを破壊、除去させる。また、当該ドライアイスペレット２０は、液化または昇華して、液体または気体に相変化することで体積膨張して、これによりスケール１１ａを破壊、除去させる。ドライアイスペレット２０は、その急激（爆発的）な液化、昇華によって、体積が膨張変化（７５０〜８００倍）する。
【００２１】
このような複合的な作用により、図２（Ｄ）に示すように、ドライアイスペレット２０がスケール１１ａに入り込んだ部位では、スケール１１ａが除去される。その一方で、噴射されたドライアイスペレット２０は、気体に相変化してしまい残存しない。
【００２２】
ところで、実施雰囲気において液体又は気体に相変化し得る固体からなる粒状物としては、上記ドライアイスペレット２０に限らず様々なものが選択され、例えば、実施雰囲気において液体に相変化する粒状物であるＨ２Ｏの粒体からなるアイスペレットを用いることができる。
【００２３】
具体的には、アイスペレットは、図３に示すように、アイスペレット２１を生成する容器２２と、アイスペレット２１を鋼板１１の表面（表裏二面）に向けて噴射する噴射ノズル２３と、を備えている。
【００２４】
容器２２は、容器本体２４と、容器本体２４の内部に液体（純水）を噴射する噴射装置２５と、容器本体２４の内部に液体窒素を供給して容器本体２４の内部を所定温度（例えば、マイナス１００℃）以下に冷却する液体窒素供給装置２６と、を備え、噴射装置２５で噴射された純水からアイスペレット２１を生成する。
【００２５】
噴射ノズル２３には、容器２２で生成されたアイスペレット２１が供給される（図示符号２７で示す矢印参照）と同時に高圧空気（図示符号２８で示す矢印参照）が供給され、この高圧空気によって鋼板１１にアイスペレット２１を噴射する。なお、アイスペレット２１によるスケール１１ａの除去は、ドライアイスペレット２０を用いた場合ほど体積膨張効果はないものの、図２に示したものに近い作用をスケール１１ａに与えることができる。アイスペレット２１は、最終的には液体に相変化しつつ、鋼板１１の熱や粒状物噴射処理部１４の内部環境温度によって蒸発するために回収が不要となる。
【００２６】
なお、粒状物噴射処理部１４を除く各工程１５〜１８は公知の工程を適用することができる。また、例えば、上述した各工程１５〜１８は、適宜省略又は他の工程を追加するなど、使用される鋼板１１の種類等に応じて応用が可能である。一例として、鋼板１１の材質が鉄の場合には、酸洗浄処理部１５では溶液に塩酸が用いられると共に硝酸洗処理部１６を行わなくても良い。また、鋼板１１の材質がステンレスの場合には、硝酸洗処理部１６が適用される。さらに、各工程のライン長や処理時間等においても、鋼板１１の大きさや厚さに応じたものが適用される。
【００２７】
このように、本発明においては、熱間加工された鋼材（鋼板１１）の表面に付着したスケール１１ａを、実施雰囲気において液体又は気体に相変化し得る固体からなる粒状物としてドライアイスペレット２０、アイスペレット２１を用い、粒状物噴射処理部１４で鋼板１１の表面にペレット２０，２１を噴射させた後に、酸洗浄処理部１５で鋼板１１の表面に酸性の溶液をさらすことにより、ペレット２０，２１の回収を不要とし得て、脱スケール作業における作業コストを削減することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１１…鋼板（鋼材）
１１ａ…スケール
１４…粒状物噴射処理部
１５…酸洗浄処理部
２０…ドライアイスペレット（粒状物）
２１…アイスペレット（粒状物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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