(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機の出側から、粗圧延材を冷却するための冷却装置と、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱することのできる誘導加熱装置と、粗圧延材表面に高圧水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリング装置とが順次配設されていることを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項２】
粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機の出側から、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱することのできる誘導加熱装置と、粗圧延材を冷却するための冷却装置と、粗圧延材表面に高圧水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリング装置とが、順次配設されていることを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項３】
粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機の出側から、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱することのできる誘導加熱装置と、圧延材表面に高圧水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリング装置と、粗圧延材を冷却するための冷却装置とが、順次配設されていることを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項４】
仕上げ圧延機の入側と仕上げ圧延機のスタンド間の一方または双方に緩冷却装置が配設されている請求項１〜３のいずれかに記載の熱間圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面性状の良好な熱延鋼帯を製造するための熱間圧延設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粗圧延および仕上げ熱間圧延をおこなって熱延鋼帯を製造する工程において、被圧延材は８００〜１３００℃の高温域で加熱、圧延されるため、圧延材の表面には酸化スケール（以下、単にスケールと記す）が生成する。このスケールを除去するために、粗圧延機のスタンド間や仕上げ圧延機の入り側にデスケーリング装置が設けられている。
【０００３】
しかし、仕上げ圧延前に有害なスケールが粗圧延材の表面に残っていると、仕上圧延中にスケールが圧延材の表面に押し込まれて、熱延鋼帯の表面にスケール疵が発生する。
【０００４】
スケールに起因する表面疵としては、次の２種類が知られている。
【０００５】
（１）噛み込みスケール
粗圧延機からでてきた粗圧延材は、仕上圧延機前でデスケーリングされたてから仕上げ圧延されるが、その間に３〜７秒程度の時間がある。その間にスケールが除去された表面は再酸化されて、スケールが生成する。厚く生成したスケールは、仕上圧延されることによってスケールが割れて開口し、噛み込みスケール疵となる。
【０００６】
（２）砂状スケール
粗圧延機からでてきた粗圧延材は、仕上圧延機前でデスケーリングされるまでの間に粗圧延材表面に生成している厚いスケールが部分的に剥離し、その部分が再酸化されて、再びスケールが生成する。この再生成した薄いスケールは仕上げ圧延機前でデスケーリングしてもスケールを完全に除去することができなく、残ったスケールが圧延中に圧延材の表面に押し込まれて砂状スケール疵となる。
【０００７】
特開平１０−１２８４２３号公報には、噛み込み疵は、仕上圧延機前のデスケーリングの後に発生した２次スケールが、仕上圧延中に圧延材の表面に押し込まれて発生するものであること、デスケーリング後の粗圧延材の表面温度１０２０℃以下と低くして２次スケールの生成を抑制することにより、噛み込み疵の発生が防止できることが開示されている。また、砂状スケール疵は、仕上圧延機の前のデスケーリングで完全に除去されなかったスケールが、仕上圧延される際に圧延材の表面に押し込まれて発生すること、およびこの砂状スケール疵を防止するには、デスケーリングする前に粗圧延材の表面温度を１０００〜１０２０℃と高くすればよいことが開示されている。粗圧延材の表面温度が高いほど、スケールの生成量が多く、スケールの内部応力が大きくなるとともに、デスケーリング前後の温度差が大きくなって、スケールと粗バーの界面の熱応力が大きくなることによって、スケールが除去できると説明されている。
【０００８】
この方法は、噛み込み疵および砂状疵の発生防止に有効である。しかし、仕上げ圧延された鋼板のうち粗圧延材の先端部分が仕上げ圧延された部分には依然として噛み込み疵が発生するという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、粗圧延材の先端部分が仕上げ圧延された際に噛み込み疵が発生しない熱間圧延設備を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、熱間仕上げ圧延された鋼板（以下熱延鋼板と記す）の先端部（全長約１０００ｍの場合で、先端から約１５０ｍの部分）に噛み込み疵が多発する原因を究明すると共に、その対策につき検討して種々実験した結果、下記の知見を得るに至った。
【００１１】
ａ）熱延鋼板の先端側で噛み込み疵が多くなる原因は、仕上圧延機入り側での粗圧延材の温度は、粗圧延材の先端部（全長約８０Ｍの場合で、先端から約２０ｍ）が他の部分に比べ高くなっているからである。すなわち、粗圧延材が粗圧延機から出て仕上げ圧延機に噛み込まれるまでの時間は、粗圧延材の先端から後端にかけて徐徐に長くなるので、仕上げ圧延される粗圧延材の先端部の温度は比較的高く、粗圧延材の後端になるほど温度が低くなる。したがって、粗圧延材の先端部分には、デスケーリング後仕上げ圧延されるまでの間に他の部分よりも厚いスケールが生成し、厚いスケールは仕上げ圧延で割れて開口するからである。
【００１２】
ｂ）粗圧延材の先端部分に厚いスケールが発生するのを防止するには、粗圧延機出側から仕上げ圧延機入り側でのデスケーリング直後の間に粗圧延材の先端部分を冷却すればよい。
【００１３】
ｃ）さらに、必要により仕上げ圧延機の入り側および／または仕上げ圧延機スタンド間に緩冷却装置を設け被圧延材の極表面のみを冷却すると、デスケーリング後のスケールの生成が少なくなり噛み込み疵の発生を抑制することができる。
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
【００１４】
（１）粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機の出側から、粗圧延材を冷却するための冷却装置と、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱することのできる誘導加熱装置と、粗圧延材表面に高圧水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリング装置とが、順次配設されていることを特徴とする熱間圧延設備。
（２）粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機の出側から、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱することのできる誘導加熱装置と、粗圧延材を冷却するための冷却装置と、粗圧延材表面に高圧水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリング装置とが、順次配設されていることを特徴とする熱間圧延設備。
（３）粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗圧延機の出側から、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱することのできる誘導加熱装置と、圧延材表面に高圧水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリング装置と、粗圧延材を冷却するための冷却装置とが順次配設されていることを特徴とする熱間圧延設備。
【００１５】
（４）仕上げ圧延機の入側と仕上げ圧延機のスタンド間の一方または双方に緩冷却装置が配設されている請求項１〜３のいずれかに記載の熱間圧延設備。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施態様を図で示し、本発明の圧延設備を具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の熱間圧延設備例を示す側面図である。最終スタンドの粗圧延機１と仕上圧延機２との間に、粗圧延機の出側から、粗圧延材を冷却するため冷却装置４と、粗圧延材を幅方向全体にわたって加熱することのできる誘導加熱装置３と、粗圧延材表面に高圧水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリング装置５とが順次配設されている。また、粗圧延機出側、誘導加熱炉入り側と出側、デスケーリング装置の出側にそれぞれ粗圧延材の温度測定装置が設けられている。
図２は、冷却装置を誘導加熱装置とデスケーリング装置の間に設けた圧延設備の例を示す図である。
【００１８】
図３は、熱間圧延設備の他の例を示す図で、図３（ａ）は冷却装置をデスケーリング装置の後に配置した図で、図３（ｂ）は、さらに緩冷却装置を仕上げ圧延機前および仕上げ圧延機の第１スタンドと第２スタンド間に設けた例である。
【００１９】
冷却装置は通常のノズルから冷却水を噴出する装置でよく、誘導加熱装置は粗圧延材を幅方向全体を加熱することができる装置で、粗圧延機から仕上げ圧延機間における粗圧延材の温度低下を補償すると共に仕上げ温度を確保するための装置である。また、緩冷却装置１０ａ、１０ｂは粗圧延材の極表面の温度を下げるための装置で、前記水冷装置と同様のノズルから冷却水を噴射する装置でよいが、この装置は被圧延材の極表面の温度を下げるための装置で、被圧延材の表面全体に薄い水膜ができる程度の水量が噴射できればよく、水圧は１ＭＰａ程度負荷できる装置でよい。なお、緩冷却装置による冷却は、ノズルから冷却水を噴射する場合スプレー冷却、ミスト冷却が好ましい。
【００２０】
デスケーリング装置は、通常使用されているノズルから高圧水を噴射する装置が好ましく、水圧が１０〜３０ＭＰａ程度の装置でよい。
【００２１】
このような熱間圧延設備で、所定温度に加熱されたスラブは粗圧延機で圧延されて粗圧延材となる。粗圧延材はテーブルローラによって仕上圧延機に送られる。
【００２２】
図１に示した熱間圧延設備では、冷却装置４によって粗圧延材の先端部約２０ｍの部分が冷却され、誘導加熱装置によって幅方向全体にわたり加熱された後、デスケーリング装置により高圧水を表面に噴射してスケールを除去してから、仕上圧延機で仕上圧延されて所定厚さの熱延鋼帯となる。なお、粗ミル出側温度計、誘導加熱装置入り側温度計、デスケーリング入り側温度計で温度を検出し、測定した温度および搬送速度検出用テーブルローラ１１から得られる搬送速度を制御装置に入力し、冷却装置、誘導加熱装置およびデスケーリング装置を制御して好適な温度に加熱または冷却されれる。
【００２３】
ここで、まず粗圧延材の温度分布に付いて説明する。粗圧延機で圧延された粗圧延材の温度は、全長がほぼ９５０〜１１５０℃の温度範囲にある。ただし、スラブの下面は加熱炉でスラブを支えているスキッド部と部分的に接触するので接触部の温度が低くなる。
【００２４】
図４は、スラブが粗圧延材に圧延された後の温度分布を測定した例を示す。スキッド部の温度は他の部分よりも２０℃前後低い。また、仕上圧延機前で粗圧延材の長手方向の温度分布を測定した結果、先端部の温度は高く、徐々に温度が低下し、後端部は仕上げ圧延機に噛み込むまでに一番時間がかかるので、温度が最も低くなる。
【００２５】
図５は、仕上げ圧延機の直前で通板中の粗圧延材の長手方向の温度分布を測定した例である。同図に示されるように、粗圧延材の先端側と後端側とでは温度差が約１３０℃となる。このため、粗圧延材先端部は、デスケーリングした直後の温度が高く、再酸化してスケールが厚く生成する。この厚く生成したスケールの粗圧延材を仕上圧延すると、スケールが割れて開口しスケール疵となる。
【００２６】
図６は、図５の温度分布のもとでデスケーリング後の仕上圧延機前のスケール厚の計算値例である。なお、粗圧延材先端部の温度の低いスキッドマーク部は、スケール厚が薄く生成するために圧延してもスケール疵は発生しにくい。
【００２７】
図７は、仕上圧延機前のスケール厚と圧下率のスケール割に及ぼす影響を示す図である。同図から仕上げ圧延機前のスケール厚さが薄いと圧下率を高くしても割れが発生しにくいことが分かる。
【００２８】
本発明の熱間圧延設備によれば、スケール疵が発生し易い粗圧延材の先端部を仕上げ圧延するまでに冷却して、粗圧延材先端部のスケール生成量を少なくすることができる。
【００２９】
図１に示した設備例では、粗圧延機出側から、冷却装置、誘導加熱装置、デスケーリング装置の順に配置して、まず粗圧延機を出た直後の粗圧延材の先端部を冷却する。その後、この冷却部分とそれ以外の部分との温度差を保持するように誘導加熱装置で全体を加熱して、デスケーリング装置でデスケーリングする。デスケーリングした後の粗圧延材先端部の温度は、仕上げ圧延するまでにスケール厚が厚くならない温度に確保されいる。これにより、薄いスケールの状態で仕上圧延されるので、スケールが割れることなくスケール疵の発生を防止できる。  図２の設備例は、誘導加熱装置、冷却装置、デスケーリング装置の順に配置して、誘導加熱後に粗圧延材先端部を冷却する。この場合、粗圧延機で圧延された粗圧延材は、誘導加熱装置で粗圧延材全体を所定の温度に加熱され、デスケーリングされる前に粗圧延材先端部が冷却装置で冷却される。その後、デスケーリング装置でデスケーリングする。デスケーリングした後の粗圧延材先端部の温度は、仕上げ圧延するまでスケール厚が厚くならない温度に確保されいる。これにより、薄いスケールの状態で仕上圧延されるので、スケールが割れることなくスケール疵の発生を防止できる。
【００３０】
図３（ａ）の設備は、誘導加熱装置、デスケーリング装置、冷却装置の順に配置して、デスケーリング後に粗圧延材先端部を冷却する。この場合、粗圧延機で圧延された粗圧延材は、誘導加熱装置で粗圧延材全体を所定の温度に加熱され、デスケーリング装置でデスケーリングされる。その直後に粗圧延材先端部が冷却装置で冷却される。冷却装置で冷却した後の粗圧延材先端部の温度は、仕上げ圧延されるまでスケール厚が厚くならない温度に確保されいる。これにより、薄いスケールの状態で仕上圧延されるので、スケールが割れることなくスケール疵の発生を防止できる。
【００３１】
図３（ｂ）に示した設備例は、図３（ａ）で示した設備にさらに緩冷却装置を備えていることが特徴である。図３（ａ）に示した設備でデスケーリング後に粗圧延材先端部を冷却しても、仕上げ圧延されるまでに時間がありその間にスケールが生成する場合がある。また、仕上げ圧延機に噛み込まれても第１圧延機間の被圧延材の板厚が厚いので温度低下が遅く、スタンド間の通板時間が長いためスケールが生成する場合がある。このような場合は緩冷却装置を設けるのが好ましい。なお、仕上げ圧延機のスタンド間に設ける場合は、圧延初期段階の第１スタンドから第３スタンドの間に設けるのが好ましい。
【００３２】
【実施例】
本発明の効果を、実施例により具体的に説明する。
【００３３】
熱間圧延設備は電気炉−粗圧延機−誘導加熱装置−デスケーリング装置−仕上圧延機３台の順に配置した。冷却装置は、移動型として誘導加熱装置前、デスケーリング装置前およびデスケーリング装置後に設置できるようにした。
【００３４】
被圧延材として、厚さ１５ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの低炭素鋼スラブを用いた。
【００３５】
電気炉でスラブを１１５０℃に加熱した後、粗圧延機により８．５ｍｍに圧延し、粗圧延材を下記のように本発明例としてａ）〜ｃ）、比較例としてｄ）の４種の装置配列を通過させた後、それぞれ仕上げ圧延機により２．１ｍｍの厚さに圧延した。各設備配列で２回ずつ圧延し、１回目の圧延では仕上げ圧延機入り側に粗圧延材の先端が到達したとき圧延を中止して窒素雰囲気で冷却した。
本発明例
ａ）冷却装置−誘導加熱装置−デスケーリング装置
ｂ）誘導加熱装置−冷却装置−デスケーリング装置
ｃ) 誘導加熱装置−デスケーリング装置−冷却装置
比較例
ｄ）誘導加熱装置−デスケーリング装置
各圧延時に各装置の出側で放射温度計で粗圧延材の温度を測定した。また、仕上げ圧延機前で圧延を中止した粗圧延材の先端部から試料を採取し、断面を顕微鏡で観察してスケール厚さを測定した。また、仕上げ圧延した鋼板を酸洗してスケールを除去して先端部のスケール噛み込み疵の有無を観察した。
【００３６】
これらの結果は表１に示す通りであった。
【００３７】
【表１】
0004332991.tif 000002
表１から明らかなように、本発明例の場合は仕上げ圧延する前の粗圧延材先端部のスケール厚が１０μmと薄く、スケール噛み込み疵が発生しなかった。比較例は従来の粗圧延機、デスケーリング、仕上圧延機の配置で圧延したもので先端部にはスケール噛み込み疵の発生が見られた。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の熱間圧延設備によれば、仕上圧延機前の粗圧延材先端部のスケール厚を薄くすることができ、スケール噛み込み疵のない表面性状の良好な熱延鋼帯を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷却装置を誘導加熱装置の前に設置した本発明例の熱間圧延設備を示す図である。
【図２】冷却装置を誘導加熱装置の後に設置した本発明例の熱間圧延設備を示す図である。
【図３】冷却装置をデスケーリング装置の後に設置した本発明例の熱間圧延設を示す図である。
【図４】粗圧延機出側の粗圧延材温度分布例を示す図である。
【図５】従来の圧延設備により圧延した仕上圧延機入り側の粗圧延材の温度分布例を示す図である。
【図６】従来の圧延設備により圧延した仕上圧延機入り側の粗圧延材のスケール厚さを示す図である。
【図７】試験圧延機での圧下率とスケール厚のスケール割れに及ぼす影響を示す図である。
【符号の簡単な説明】
１  粗圧延機
２  仕上げ圧延機
３  誘導加熱装置
４  冷却装置
５  デスケーリング装置
８  粗圧延材
【図１】
0004332991.tif 000003
【図２】
0004332991.tif 000004
【図３】
0004332991.tif 000005
【図４】
0004332991.tif 000006
【図５】
0004332991.tif 000007
【図６】
0004332991.tif 000008
【図７】
0004332991.tif 000009