JP2005342770A - 熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スケール疵の発生が少なく表面性状が良好なＳｉ含有量が０．２％以上である熱延鋼板を製造する。
【解決手段】粗圧延を行われた粗バーの表面に高圧水を噴射して粗バーの表面のスケールを除去した後に仕上圧延を行い、その後に冷却を行うことによってＳｉ含有量が０．２％以上である熱延鋼板を製造する。この際、粗圧延の終了からスケールの除去までの間においては、粗バーの表面の最高温度が、Ｔ(℃)＝１６８．１５×（（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ）²−２４５．１２×（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ＋１１７０（℃）として規定される限界温度Ｔ（℃）以上となるとともに、スケールの除去から冷却の開始までの間においては、被圧延材の表面の最高温度がこの限界温度Ｔ（℃）未満となるように、粗バーの温度を調整する。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱延鋼板の製造方法に関する。具体的には、本発明は、スケール疵の発生が少なく表面品質が優れたＳｉ含有量が０．２％以上(本明細書では特にことわりがない限り「％」は「質量％」を意味するものとする)である熱延鋼板の製造方法に関する。

熱延鋼板は、通常、１１００〜１３５０℃程度に加熱されたスラブに粗圧延を行って粗バーとし、次いでこの粗バーを被圧延材として仕上圧延を行うことにより製造される。この際、加熱時のスラブに生ずる一次スケールや、この一次スケールを除去した後に粗バーに生じる二次スケール等が残存したままで粗圧延や仕上圧延を行うと、熱延鋼板の表面にスケールが噛み込んだいわゆるスケール疵が発生し、熱延鋼板の表面品質を低下させる。このようなスケール疵の発生を防止するために、通常、圧延ラインにはスラブや粗バーに高圧水を噴射することにより一次スケールや二次スケールを除去するためのデスケーリング装置が配置されており、これらのデスケーリング装置を用いて圧延の各段階で一次スケールや二次スケールを除去しながら圧延を行っている。

しかしながら、Ｓｉ含有量が０．２％以上と高い高Ｓｉ含有鋼では、スラブの加熱中にスラブ地金と生じたスケールとの界面に生成したファイアライト（Ｆｅ_２ＳｉＯ_４）がスケールの地金への密着性を向上させるためにデスケーリング不良が発生し易く、赤スケール又は島状スケールと呼ばれるスケール疵が発生し易い。このため、これまでにもデスケーリング不良に起因したスケール疵の発生を防止するために様々な発明が提案されている。

例えば、特許文献１、２には仕上圧延前の粗バーに対して高圧水デスケーリングを強化して行うことによりスケール疵の発生を防止する発明が、特許文献３にはスラブの加熱温度又は粗バーの表面温度をファイアライトの生成が急増する共晶点である１１７３℃以下に抑制してファイアライトの生成を抑制しながら高圧水によりデスケーリングを行うことによりスケール疵の発生を防止する発明が、特許文献４には粗圧延開始前に高圧水デスケーリングを行い、［１１７３−４２０×（Ｐ％/Ｓｉ％)］℃以上で粗圧延を終了することによりスケール疵の発生を防止する発明が、さらに、特許文献５には粗圧延の終了から仕上圧延の開始までの間の粗バーの表面温度をＳｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、ＰさらにはＳ等の成分によって規定される温度以上とすることによりスケール疵の発生を防止する発明が、それぞれ開示されている。
特開平６−１９０４３３号公報 特開平７−１４４２１３号公報 特開平９−２４９９１４号公報 特開平８−２０６７２３号公報 特開２００１−３２３３２４号公報

しかしながら、これらの発明によっても、Ｓｉ含有量が０．２％以上の高Ｓｉ含有鋼からなる熱延鋼板を製造する際に、赤スケール等のスケール疵の発生を確実に防止して、優れた表面性状を有する熱延鋼板を製造することは難しい。

すなわち、特許文献１、２により開示された発明は、高圧水デスケーリングの強化、すなわち高圧水の圧力や流量を増加することによりスケールの除去性を向上させることを図ったものであるが、スケール除去効果を安定的に十分確保することは難しい。なお、この発明を実施するには、高圧水の圧力や流量を増加するための設備改造を行う必要があり、この設備改造には相応のコストを要してしまう。

また、特許文献３により開示された発明を実施すると、１１７３℃以下という低温で圧延を行う必要が生じるため、高Ｓｉ含有鋼からなる熱延鋼板の全域について確実かつ十分にスケールを除去することは難しい。なお、この発明を実施すると、圧延荷重が過大になるために得られる熱延鋼板の板厚精度の確保が難しくなってしまう。

さらに、特許文献４、５により開示された発明は、いずれも仕上圧延前のデスケーリングでの剥離性を向上させるものであるが、これらの発明によっても、高Ｓｉ含有鋼からなる熱延鋼板のスケール除去効果を安定的に十分確保することは難しい。

本発明の目的は、例えば赤スケール等のスケール疵の発生が少なく表面性状が良好なＳｉ含有量が０．２％以上である熱延鋼板を製造する方法を提供することである。

本発明は、粗バーの表面に生成するＦｅ_２ＳｉＯ_４が溶融化する温度、換言すれば、粗バーの表面に生成するＦｅＯとＦｅ_２ＳｉＯ_４との共晶温度 (以下、「ＦｅＯ／Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の共晶温度」と記載する)以上に粗バーの温度を高めれば、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の強い酸化抑制効果を消失できるために、高Ｓｉ含有鋼からなる粗バーであっても酸化スケールを十分に生成でき、これにより、生成された酸化スケールをデスケーリングし易くすることができるために、その後に通常の条件でデスケーリングを行っても確実にデスケーリングを行うことができ、スケール疵を生じない熱延鋼板を製造できること、及び、ＦｅＯ／Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の共晶温度を、粗バー又は被圧延材のＰ、Ａｌ及びＳｉ含有量を用いて表わされる臨界温度Ｔ(℃)＝１６８．１５×（（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ）²−２４５．１２×（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ＋１１７０（℃）により代用すれば、実際の製造ラインにおいても確実かつ簡単に実施できることという新規な知見に基づいてなされたものである。

本発明は、粗圧延を行われた粗バーの表面に高圧水を噴射してこの粗バーの表面のスケールを除去した後に、この粗バーを被圧延材として仕上圧延を行い、その後に冷却を行うことによってＳｉ含有量が０．２質量％以上である熱延鋼板を製造する際に、粗圧延の終了からスケールの除去までの間においては、粗バーの表面の最高温度がこの粗バーの表面に生成するFe₂SiO₄が溶融化する限界温度以上となるように、粗バーの温度を調整することを特徴とする熱延鋼板の製造方法である。

この本発明に係る熱延鋼板の製造方法では、さらに、スケールの除去から冷却の開始までの間においては、被圧延材の表面の最高温度がこの被圧延材の表面に生成するＦｅ_２ＳｉＯ_４が溶融化する限界温度未満となるように、被圧延材の温度を調整することが、望ましい。

これらの本発明に係る熱延鋼板の製造方法では、限界温度が、（ｉ）粗バー又は被圧延材の表面に生成するＦｅＯとＦｅ_２ＳｉＯ_４との共晶温度であること、又は（ｉｉ）限界温度Ｔ(℃)＝１６８．１５×（（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ）²−２４５．１２×（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ＋１１７０（℃）を用いて求められることが例示される。

さらに、これらの本発明に係る熱延鋼板の製造方法では、粗圧延の終了からスケールの除去までの間に粗バーを加熱することが望ましい。この加熱は、粗圧延を行う粗圧延機と、スケールの除去を行うデスケーリング装置との間に設けられた、例えば誘導加熱装置等の加熱装置を用いて行うことが例示される。

本発明により、熱間圧延ままでも、赤スケール等のスケール疵の発生が少なく表面性状が良好なＳｉ含有量が０．２％以上である熱延鋼板を製造することができる。

以下、本発明に係る熱延鋼板の製造方法を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施の形態において製造される熱延鋼板は、Ｓｉ量が０．２％以上である高Ｓｉ含有鋼からなる。Ｓｉ量が０．２％未満では、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の生成量が少なく、デスケーリング不良が発生しないため、赤スケール庇の発生は問題とはならない。

Ｓｉ添加により赤スケール等のスケール疵が発生し問題となるのは、熱間圧延のままで使用される鋼材だけでなく、熱間圧延を行われた後に酸洗、冷間圧延、あるいはめっきを行われる鋼材も含まれる。これは、塩酸酸洗によりスケールを除去した際、赤スケールの発生部は凹凸が大きくなることと、塩酸は、Ｓｉ酸化物が溶解しないために鋼板の表面に残存するためである。

赤スケールが問題となる主な鋼種としては、高張力鋼板、高炭素鋼板さらには電磁鋼板等があり、本発明はこれらの鋼板に適用できる。
高張力鋼板の組成として、Ｃ：０．０２％以上０．１０％以下、Ｓｉ：０．２％以上２．００％以下、Ｍｎ：０．５０％以上２．００％以下、Ｐ：０．０１０％以上０．０５０％以下、Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２％以上１．５％以下を含有し、さらに、Ｔｉ：０．１５％以下、Ｎｂ：０．０６％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ｃｒ：：０．６％以下、Ｖ：０．０６％以下、Ｃａ：０．０１％以下、Ｂ：０．０１％以下、及び希土類元素：０．１０％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物が例示される。

高炭素鋼板の組成として、Ｃ：０．４０％以上０．８０％以下、Ｓｉ：０．２％以上０．５０％以下、Ｍｎ：０．０５％以上１．００％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．２％以下、さらに、Ｃｒ：０．６０％以下、Ｍｏ：：０．５０％以下、Ｔｉ：０．１００％以下、Ｎｂ：０．１００％以下、Ｎｉ：１．００％以下、Ｎ：０．００８０％以下、Ｃａ：０．０１％以下、Ｂ：０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物が例示される。

電磁鋼板の組成として、Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．２％以上４．０％、Ｍｎ：０．５０％以上３．００％以下、Ａｌ：２．０％以下、Ｓ：０．０４０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物が例示される。

本実施の形態では、このような組成を有するスラブに、上流から下流へ向けて、加熱炉、粗圧延機、粗バー加熱装置、デスケーリング装置及び仕上圧延機をこの順に備える熱間圧延設備を用いて、熱間圧延を行うことにより、Ｓｉ含有量が０．２％以上の熱延鋼板を製造する。

加熱炉は、上述した組成を有するとともに１００〜３００ｍｍ程度の厚みを有するスラブを所定の温度に加熱するものであり、本実施の形態では周知慣用の加熱炉を用いた。この加熱炉によるスラブの加熱温度は、粗圧延の終了から仕上圧延の前のデスケーリングによるスケール除去の開始までの間における粗バーの表面の最高温度を、粗バーの表面に生成するＦｅ_２ＳｉＯ_４が溶融化する限界温度以上、つまり、粗バーの表面に生成するＦｅＯ／Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の共晶温度以上に維持できるとともに、このデスケーリングの終了時から冷却の開始時までの間における被圧延材の表面の最高温度をこの限界温度Ｔ（℃）未満に維持できるのであれば、何ら限定を要さない。例えば、この加熱炉により１２００℃以上に加熱することが例示される。なお、本実施の形態では、後述するように、この限界温度として、上述したＦｅＯ／Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の共晶温度を用いるのではなく、Ｔ(℃)＝１６８．１５×（（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ）²−２４５．１２×（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ＋１１７０（℃）を用いて求められる限界温度を用いる。

加熱炉により加熱されたスラブは、粗圧延機に送られて粗圧延されることにより、３０〜４０ｍｍ程度の厚さの被圧延材である粗バーとされる。このような粗圧延機は周知慣用の粗圧延機であればよく、本実施の形態では６基の粗圧延スタンドを有する粗圧延機を用いた。

粗圧延機により粗圧延された粗バーは、粗バー加熱装置へ送られて、その長手方向の全域が所定の温度に加熱される。粗バー加熱装置は、誘導加熱方式、通電加熱方式又はバーナ加熱方式等の公知の各種の加熱装置を用いることが可能である。しかし、加熱のむらが少ないこと等の理由により誘導加熱方式の加熱装置を用いることが望ましい。この粗バー加熱装置によって、後述するように、被圧延材である粗バーは、粗圧延の終了からスケールの除去までの間に、その表面の最高温度が粗バーの表面に生成するＦｅ_２ＳｉＯ_４を溶融化する限界温度である、粗バーの表面に生成するＦｅＯ／Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の共晶温度以上、具体的には、Ｔ(℃)＝１６８．１５×（（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ）²−２４５．１２×（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ＋１１７０（℃）として規定される限界温度T（℃）以上となるように、加熱される。

このように、本実施の形態の熱間圧延設備は、粗バー加熱装置を備えるものである。粗バー加熱装置を備える熱間圧延設備を用いてこの粗バー加熱装置による加熱により上述した温度に粗バーを加熱することができれば、加熱炉によるスラブの加熱温度や粗圧延を行う際の温度には特段の限定を要することがなくなるため、工程の自由度を高めることができるからである。しかし、粗バー加熱装置を備えていない熱間圧延設備を用いることも可能であり、このような熱間圧延設備を用いる場合には、粗圧延の終了時に上述した温度を満たすことができるように、加熱炉の設定温度を設定してスラブを加熱すればよい。

このようにして、粗バー加熱装置により加熱された粗バーは、デスケーリング装置に送られて、表面に存在するスケールが除去される。デスケリーング装置は、公知のデスケーリング装置であればよく、本実施の形態では、粗バーの幅方向へ粗バーの表面へ高圧水を、高圧水吐出圧：１４ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下及び粗バー単位幅当たり流量：０．０１ｍ^３／秒／ｍ以上０．０４ｍ^３／秒／ｍ以下の条件で噴射するための噴射用ノズルを複数個配置されたデスケーリング装置を用いた。また、スケール除去時の粗バーの移動速度は０．５ｍ／秒以上１．８ｍ／秒以下とした。なお、仕上圧延前にデスケーリングを行う際の粗バーの温度も特に限定を要さない。

このようにして、デスケーリングされた粗バーは、被圧延材として仕上圧延機に送られて仕上圧延を行われることにより１．０〜２５ｍｍ程度の所定の板厚を有する熱延鋼板とされる。この仕上圧延機としては、周知慣用の仕上圧延機を用いればよく、本実施の形態では、タンデムに配置された５〜７基の圧延スタンドを有する公知の仕上圧延機を用いた。

このようにして仕上圧延を終了した熱延鋼板は、仕上圧延機のすぐ下流に配置された周知慣用の冷却装置により所定の温度に冷却されて、最終製品である熱延鋼板とされる。
本実施の形態では、このような熱間圧延設備を用いてＳｉ含有量が０．２％以上２．０％以下である熱延鋼板を製造する際に、粗バー加熱装置によって、粗バーの表面の最高温度が、粗圧延の終了からスケールの除去までの間においては、粗バーの表面に生成するＦｅ_２ＳｉＯ_４を溶融化する限界温度以上、具体的には、Ｔ(℃)＝１６８．１５×（（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ）²―２４５．１２×（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ＋１１７０（℃）として規定される限界温度Ｔ（℃）以上に高められるとともに、スケールの除去から冷却の開始までの間においては限界温度Ｔ（℃）未満に抑制される。本実施の形態において、このように粗バー又は被圧延材の温度を調整する理由を説明する。

粗圧延を終了した時から仕上圧延前のデスケーリングを開始する時までの間における粗バーの表面におけるスケールの生成量が少ないと、粗バーのデスケーリング性が悪化する。すなわち、鋼は酸化する際に体積膨張するために酸化量（すなわちスケールの生成量）が大きくなるほど、スケールの内部に圧縮応力が発生するとともに、酸化の際に粗バーとスケールとの界面に生成するボイドの生成量も増加する。発生した圧縮応力及び生成したボイドの相互作用により、粗圧延を終了した時からデスケーリングを開始する時までの間における酸化が進行するほど、粗バーの表面に生成するスケールは剥離し易いものとなる。

一方、Ｓｉ含有量が０．２％以上であるＳｉ含有鋼は、酸化速度が低いためにデスケーリング性が良好でないとともに、高温かつ長時間のスラブ加熱によってＳｉ酸化物が母材及びスケールの界面に濃化することによって酸化抑制効果がいっそう高まっている。ここで、一般的に、スケールの生成量を増加するには鋼板温度を高く設定すればすればよいが、Ｓｉ含有鋼ではこの酸化抑制効果がかなり大きいために、鋼板温度を多少高めた程度ではスケールの生成量はあまり増加しない。

ＦｅとＳｉの酸化物は共晶を作り、粗バーがＦｅ及びＳｉのみからなると仮定すると、ＦｅＯ／Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の共晶温度は１１７７℃程度である。この共晶温度以上になると、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４は溶融化して酸化抑制効果が失われる。このため、原理的には、粗圧延から仕上圧延前デスケーリングまでの間で表面温度が共晶温度である１１７７℃以上に維持されておれば、Ｓｉ含有鋼のＳｉ量が高くとも、あるいはＳｉが界面に濃化していようとも、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４が溶融化するために酸化抑制効果はなくなり、酸化及びスケールの生成が進行する。この結果、生成したスケールはデスケーリングし易いものとなり、例えば上述した特許文献１、２に記載されている超高圧デスケーリングではなく、従来から行われている通常の条件でのデスケーリングを行っても、確実にデスケーリングできる。

すなわち、Ｓｉ含有鋼は、粗バーの表面に生成するＦｅＯ／Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の共晶温度を境として、共晶温度以上では酸化が急激に進行してデスケーリングが容易なスケールを生成し、共晶温度未満では酸化が殆ど進展せずデスケーリングが難しいスケールを生成する。このため、デスケーリングを容易にするためには、粗圧延後〜デスケーリング間で鋼板の表面の最高温度を、粗バーの表面に生成するＦｅＯ／Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の共晶温度以上に維持すればよいことになる。そして、このデスケーリング後には、鋼板の表面の最高温度を共晶温度未満に低下すれば、このデスケーリング後におけるスケール発生を抑制することが可能である。

この共晶温度は粗バーの組成によって変動する。すなわち、粗バーがＦｅ及びＳｉからなる場合を仮定すると、この共晶温度は上述したように約１１７７℃であるが、実際の粗バーはＭｎ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、必要に応じてＢ、Ｖ、ＷさらにはＭｏ等を含有するため、この共晶温度は低下する。したがって、これらの成分を含む鋼からなる粗バーではより低い温度で酸化が進行する。

本発明者らは、この共晶温度に影響を与える成分のうちで比較的、機械的特性に悪い影響を及ぼさない成分としてＡｌに着目し、さらにＰとの関係を調査するため、表１に示す８鋼種の材料を用いた試験を行った。

まず、それぞれの鋼種のスラブからサンプル（厚さ３ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３０ｍｍ）を機械加工により切り出した後、電気炉を用い１２００℃、３０分間加熱し表面にスケールを生成させた。炉から取り出した後、急冷しスケールを除去した後、１０８０〜１１８０℃に加熱しスケールの生成量を測定した。

この最初の１２００℃、３０分間の加熱は、実機におけるスラブ再加熱を模擬しており、急冷は高圧水デスケーリングを模擬しており、さらに１０８０〜１１８０℃の加熱は粗バーの酸化を模擬している。

図１に鋼種Ｂにおける１０８０〜１１８０℃への再加熱時のサンプルの重量変化を示す。１１４０℃までの酸化温度では重量変化が小さく、スケールの生成量が少ないことがわかる。これに対し、１１６０℃以上になると急激に酸化が進むことがわかる。なお、この試験のサンプルの断面観察より、１１４０℃以下では界面のＦｅ_２ＳｉＯ_４は溶融化した痕跡は確認できなかったが、１１６０℃以上では溶融化しており、共晶温度がこの間に存在することが確認できた。

ちなみに、このように作成したサンプルに１４ＭＰａの高圧水を噴射しスケールの剥離性を調査した結果、１１４０℃以下の場合にはスケールが剥離せず、１１６０℃以上では容易にスケールが剥離することが確認された。

しかし、このような試験方法を行う中で、同じ鋼種を用いても、急冷によるスケール剥離条件によって共晶温度が変化することが判明してきた。これは、共晶温度自身は、物理量であり、構成する酸化物の量により決まるものであるが、加熱時に生成した酸化物の構成比がデスケーリングによる剥離状況によって変化するためである。

したがって、実際の製造工程における粗バーの表面に存在する酸化物の共晶温度を知るには、粗バーそのものの温度を変化させ、その時々の断面観察から溶融化しているか否かにより判断する必要があるが、現実的には困難である。

そこで、実際の製造工程における粗バーの温度を変化させた時のスケール剥離状況（製品の赤スケール発生状況）を調査し、粗バーの表面に生成するＦｅ_２ＳｉＯ_４が溶融化する温度を求めた。

すなわち、上述した本実施の形態の圧延設備を用いて、スラブを加熱炉で１２００〜１２６０℃に加熱した後にデスケーリングしてから粗圧延を行うことにより約３５ｍｍ厚の粗バーとし、その後、誘導加熱方式の粗バー加熱装置で粗バーの表面を加熱し、次いでデスケーリング装置により高圧水の吐出圧：１４ＭＰａ、粗バーの単位幅当たりの流量：０．０２ｍ^３／秒／ｍ、デスケーリング時の粗バーの移動速度：０．８ｍ／ｓの条件により高圧水を噴射して粗バーの表面のスケールを除去し、その後、仕上圧延機で板厚２．６ｍｍの熱延鋼板を製造した。そして、得られた熱延鋼板の表面の赤スケール発生状況を調査した。

粗圧延機の出口温度は粗圧延機ロール中心からライン方向に１０ｍの距離に設けた粗圧延機出口温度計で測定し、バーヒータ出側温度は、バーヒータの最終コイルからライン方向に１．５ｍの距離に設けたバーヒータ出側温度計にて測定した 。

図２、３は、いずれも、表１における鋼種Ｆについて、熱延鋼板の長手方向について粗圧延機の出口温度又はバーヒータの出側温度と発生した島状スケール面積率との関係を示すグラフである。図１は、粗圧延終了時の温度の方がバーヒータ出側の温度より高い場合であり、図２はその逆である。

図２、３に示すように、この鋼種Ｆでは、粗圧延機の出口温度又はバーヒータの出側温度が１１００℃以上であると、島状スケールは全く発生しない。同様に、表１における鋼種Ｆ以外の鋼種についても同様の確認を行い、島状スケールが全く発生しなくなる温度を求めた。表１には、これらの温度を限界温度として記載した。そして、表１における限界温度と、パラメータ（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉとの関係を図４にグラフで示す。

図４にグラフで示す関係は、Ｔ(℃)＝１６８．１５×（（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ）²−２４５．１２×（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ＋１１７０（℃）として表わされる。
つまり、粗圧延を終了した時からデスケーリングを開始する時までの間における粗バーの表面の最高温度が、限界温度Ｔ(℃)＝１６８．１５×（（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ）²−２４５．１２×（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ＋１１７０（℃）以上となるように、粗バー加熱装置により粗バーを加熱することにより、粗バーの地金とスケールとの界面に存在するフェアライトを溶融化してその酸化抑制効果を消失させることができ、これにより、粗圧延を終了した時からデスケーリングを開始する時までの間に生成するスケールを、多量に生成させて、そのデスケーリング性を良好なものとすることができる。このため、本実施の形態によれば、通常条件のデスケーリングであっても確実にスケールを除去することができ、この後に仕上圧延を行っても、スケール疵が発生しない熱延鋼板を製造することができる。

なお、本実施の形態では、粗圧延の終了時からデスケーリングの開始時の間における粗バーの表面の最高温度が限界温度Ｔ（℃）以上となるように、粗バー加熱装置を用いて粗バーを加熱したが、粗バー加熱装置を用いないかあるいは設置しない場合には、加熱炉によるスラブの加熱温度を高く設定することにより、圧延の終了時からデスケーリングの開始時の間における粗バーの表面の最高温度が限界温度Ｔ（℃）以上となるようにすればよい。しかし、これでは、加熱炉の負荷が増えるとともにエネルギーコストが増加するため、粗バー加熱装置を用いて粗バーを加熱するほうが望ましい。

さらに、本実施の形態では、デスケーリングを終了してから冷却を開始するまでの間における被圧延材の表面の最高温度が限界温度Ｔ（℃）未満となるように被圧延材を加熱することにより、スケール除去後における酸化及びスケールの発生を著しく抑制することができる。これにより、熱延ままであってもスケール厚の薄い熱延鋼板を得ることができる。例えば、Ｓｉ含有量が０．８％以上ではスケール厚が５μｍ以下の熱延鋼板を得ることができ、Ｓｉ含有量が１．２％以上ではスケール厚が３μｍ以下の熱延鋼板を得ることができる。

このようにして、本実施の形態により、スケール疵の発生が少なく表面性状が良好なＳｉ含有量が０．２％以上である熱延鋼板を製造することができる。

粗圧延機、誘導加熱式粗バー加熱装置、仕上圧延前デスケーリング装置、仕上圧延機及び冷却装置を備える上述した熱間圧延設備を用いて、表１に示す鋼種Ａ〜Ｉの２７０ｍｍ厚のスラブを加熱炉で所定温度に加熱し、次いで粗圧延機で３５ｍｍ厚の粗バーに圧延し、その後、仕上圧延前デスケーリング装置で高圧水を噴射してスケール除去を行い、次いで仕上圧延機で２．６ｍｍ厚まで仕上圧延を行い、冷却装置で所定温度に冷却することにより、熱延鋼板とした。

仕上げ前デスケーリング条件は、噴射圧力１５ＭＰａ、水量１１０Ｌ／ｍｉｎ、ノズル高さ２２０ｍｍとした。
粗圧延機の出口温度は粗圧延機ロール中心からライン方向に１０ｍの距離に設けた粗圧延機出口温度計で測定し、バーヒータ出側温度は、バーヒータの最終コイルからライン方向に１．５ｍの距離に設けたバーヒータ出側温度計にて測定した 。

このようにして得られた熱延鋼板の表面状況（赤スケール面積率）、ならびにスケール厚を測定した。表２に、赤スケール面積率及びスケール厚の測定結果を、粗圧延出口温度計の指示値及び誘導式粗バー加熱装置（ＢＨ）の出側温度計の指示値とともに示す。なお、表２において、赤スケール面積率が３％以下である場合を○（良好）とし、３％超である場合を×（不良）とした。また、スケール厚はコイル先端部と後端部のエッジを除く幅方向５箇所の平均値とした。

表１及び表２に示すように、粗圧延を終了した時からデスケーリングを開始する時までの間における粗バーの表面の最高温度(表２における粗圧延出口温度計指示値またはＢＨ出側温度計指示値)が、表１における限界温度以上である熱延鋼板は、赤スケール面積率が３％以下のスケール疵の少ないものであった。特に、Ｓｉ含有量が０．８％以上ではスケール厚：５μｍ以下の熱延鋼板を得られ、Ｓｉ含有量が１．２％以上ではスケール厚は３μｍ以下であった。

これに対し、粗圧延を終了した時からデスケーリングを開始する時までの間における粗バーの表面の最高温度(表２における粗圧延出口温度計指示値またはＢＨ出側温度計指示値)が、表１における限界温度未満である熱延鋼板は、赤スケール面積率が３％を超え、スケール疵が多かった。

酸化時間及び酸化増量の関係の一例を、加熱温度毎に示すグラフである。 表１における鋼種Ｆについて、熱延鋼板の長手方向について粗圧延機の出口温度又はバーヒータの出側温度と発生した島状スケール面積率との関係を示すグラフである。 表1における鋼種Ｆについて、熱延鋼板の長手方向について粗圧延機の出口温度又はバーヒータの出側温度と発生した島状スケール面積率との関係を示すグラフである。 表１における限界温度と、パラメータ（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉとの関係を示すグラフである。

Claims (5)

1. 粗圧延を行われた粗バーの表面に高圧水を噴射して該粗バーの表面のスケールを除去した後に、該粗バーを被圧延材として仕上圧延を行い、その後に冷却を行うことによってＳｉ含有量が０．２質量％以上である熱延鋼板を製造する際に、前記粗圧延の終了から前記スケールの除去までの間においては、該粗バーの表面の最高温度が、該粗バーの表面に生成するＦｅ_２ＳｉＯ_４が溶融化する限界温度以上となるように、該粗バーの温度を調整することを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
2. さらに、前記スケールの除去から前記冷却の開始までの間においては、前記被圧延材の表面の最高温度が、該被圧延材の表面に生成するＦｅ_２ＳｉＯ_４が溶融化する限界温度未満となるように、該被圧延材の温度を調整することを特徴とする請求項１に記載された熱延鋼板の製造方法。
3. 前記限界温度は、該粗バー又は前記被圧延材の表面に生成するＦｅＯとＦｅ_２ＳｉＯ_４との共晶温度である請求項１又は請求項２に記載された熱延鋼板の製造方法。
4. 前記限界温度は、下記（１）式を用いて求められる請求項１又は請求項２に記載された熱延鋼板の製造方法。
   限界温度Ｔ（℃）＝１６８．１５×（（５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ）²―２４５．１２×（ ５×Ｐ＋Ａｌ）／Ｓｉ＋１１７０（℃） ・・・・・（１）
5. 前記粗圧延の終了から前記スケールの除去までの間に前記粗バーを加熱する請求項１から請求項４までのいずれか1項に記載された熱延鋼板の製造方法。

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