CN113453845A - 钢片的磨削方法、棒钢的制造方法以及线材的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种能够抑制生产率的降低、同时进一步减低表面缺陷的钢片的磨削方法、棒钢的制造方法以及线材的制造方法。钢片的磨削方法、棒钢的制造方法以及线材的制造方法包括下述工序：在对一个方向上长、且用与一个方向正交的平面切出的截面的形状为矩形的钢片进行轧制之前，对包括从矩形的角部起沿矩形的一边直到该一边的长度的26％以上且30％以下的范围的区域，遍及钢片的全长地进行磨削。

Description

钢片的磨削方法、棒钢的制造方法以及线材的制造方法

技术领域

本发明涉及钢片的磨削方法、棒钢的制造方法以及线材的制造方法。

背景技术

作为减低棒钢制品的表面缺陷的方法，已知有如下方法：对成为原材料的钢片的表面进行整面熔除，利用表面检查装置检测表面缺陷，并用磨削机对检测出的表面缺陷进行磨削去除(例如专利文献1)。从整面熔除到利用磨削机所进行的将表面缺陷去除为止的工序，也被称为修复(repairing)。修复完成的钢片被轧制成棒钢。另外，专利文献2中公开了一种关于抑制结疤缺陷发生的效果优异的冷锻用粗径线材的制造方法的技术。该专利文献2的技术的特征在于，在对角钢片进行热轧来制造直径20mm以上的粗径线材时，在从角钢片将通过磁粉探伤检测出的缺陷以及未能由磁粉探伤检测出的压痕缺陷以及划痕缺陷去除之后，进行热轧。这里，专利文献2还提出如下的粗径线材的制造方法：由于未能由磁粉探伤检测出的压痕缺陷、划痕缺陷存在于角钢片的角部，所以在对角部沿其长度方向全部进行倒角之后、进行热轧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-27906号公报

专利文献1:日本特开2008-68297号公报

发明内容

发明所要解决的课题

即使是使用如上述那样、成为原材料的钢片的整面熔除以及表面缺陷的磨削这一修复已完成的钢片的棒钢，有时会在棒钢残留有缺陷。为了使缺陷去除更完整，也实施了用磨削机强制地对轧制前的钢片的整个面进行磨削的方法，但该方法中，修复的所需时间增加、磨削量也增加，因此钢片的生产率降低。

另外，专利文献2中，在将角钢片轧制成直径20mm以上的粗径线材的情况下，存在于角钢片的压痕缺陷以及划痕缺陷成为轧制后的线材发生结疤缺陷的原因。但是，在轧制成直径低于20mm的线材的情况，有时也会在轧制后的棒钢、线材残留有缺陷。另外，即使是在对一般认为会产生压痕缺陷、划痕缺陷的角部遍及全长地进行了倒角的情况下，在对极微小缺陷的存在也无法接受等需求方对无缺陷化的要求水平高时，有时在轧制后的棒钢、线材仍存在缺陷发生的问题。

本发明的目的在于提供一种能够抑制生产率的降低、同时进一步减低表面缺陷的钢片的磨削方法、棒钢制造方法以及线材的制造方法。

用于解决课题的手段

本申请发明人用显微镜观察对钢片进行轧制而得的棒钢的截面并进行了铸造组织的调查。然后，本申请发明人根据该调查结果，确定了对轧制前的钢片中特别容易发生表面的缺陷(以下也称为表面缺陷)的位置。通过该确定，明确了：在轧制前的钢片中，在钢片的角部及其附近表面缺陷大量存在。本发明是基于这样的认知而完成的。

本发明的一方案的钢片的磨削方法包括下述工序：在对一个方向长、且用与所述一个方向正交的平面切出的截面的形状为矩形的钢片进行轧制之前，对包括从所述钢片的所述矩形的角部起沿所述矩形的一边直到该一边的长度的26％以上且30％以下的范围的区域，遍及所述钢片的全长地进行磨削。

本发明的一方案的棒钢的制造方法包括：进行上述的钢片的磨削方法的工序；和对所述区域被磨削后的钢片进行轧制来制造棒钢的工序。

本发明的一方案的线材的制造方法包括：进行上述的钢片的磨削方法的工序；和对所述区域被磨削后的钢片进行轧制来制造线材的工序。

发明的效果

根据本发明的一方案，能够提供一种能够抑制生产率的降低、同时进一步减低表面缺陷的钢片的磨削方法、棒钢的制造方法以及线材的制造方法。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的钢片的磨削方法的流程图。

图2是示意性地示出本发明的实施方式的钢片的表面检查及表面磨削的各工序的图。

图3是示意性地示出本发明的实施方式的钢片的角部附近的磨削方法的图。

图4是示出角部附近被磨削后的钢片的剖视图。

图5是示出本发明的实施方式的棒钢的剖视图。

图6是示出本发明的实施方式的线材的剖视图。

图7是示出对角部附近的磨削的有无与棒钢中的不合格发生率之间的关系进行调查而得出的结果的图表。

图8是棒钢制品的C截面的组织观察照片，(a)示出整个截面，(b)示出缺陷的发生位置。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，对相同或类似的部分标注同一或类似的附图标记。不过，应留意到附图是示意性的，厚度与平面尺寸的关系、各装置、各构件的厚度的比率等不同于现实的情况。因此，具体的厚度、尺寸应参照以下的说明来判定。另外，当然，附图相互之间也包括彼此尺寸关系、比率不同的部分。

另外，在以下的说明中，有时将Z轴方向的正侧称为“上”，而将Z轴方向的负侧称为“下”。“上”和“下”并不一定意味着相对于地面的铅垂方向。也即是，“上”和“下”的方向不限定于重力方向。“上”和“下”不过是对后述的钢片等中的相对的位置关系进行特定的方便的表达而已，并不限定本发明的技术思想。例如，如果对纸面进行180度旋转则“上”变为“下”、“下”变为“上”这是当然的。

另外，在以下的说明中，有时使用X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的用语对方向进行说明。例如，X轴方向及Y轴方向为水平方向，Z轴方向为铅垂方向。X轴、Y轴以及Z轴彼此正交。X轴、Y轴以及Z轴例如构成左手系。

本发明的实施方式的钢片通过连续铸造来制造。就通过连续铸造制造出的钢片而言，在一个方向(以下也称为长度方向)上长，在其表面存在裂纹、非金属夹杂物等缺陷(即表面缺陷)。为了将该表面缺陷去除，在本发明的实施方式中，首先，用热火焰清理机(hotscarfer)、冷火焰清理机(cold scarfer)等熔除设备，将熔除用氧气吹到钢片表面并对钢片整个表面进行熔除处理，熔除例如2mm左右的厚度。

在进行了熔除之后，在表面缺陷比熔除深度深的情况下，表面缺陷未被充分去除有残存。另外，在钢片的熔除深度的偏差大的情况下，也有时会产生未熔除部分。于是，在本发明的实施方式中，对进行熔除处理后的钢片，进行表面检查和基于表面检查的结果的表面磨削。

图1是示出本发明的实施方式的钢片的磨削方法的流程图。图2是示意性地示出本发明的实施方式的钢片的表面检查及表面磨削的各工序的图。本发明的实施方式中，如图2所示，进行了熔除处理的钢片2由输送辊3向钢片2的长度方向上的一侧(例如X轴方向上的箭头侧)输送。钢片2是轧制前的半成品(即、处于制造工序的中途的未完成的制品)，根据用途和/或形状、大小称为钢锭或钢坯。钢片2一边沿着X轴方向被输送，一边通过表面检查装置1检查表面缺陷的有无(图1的工序ST1)。

表面检查装置1例如是使用荧光磁粉对表面缺陷进行探伤的荧光磁粉探伤装置。表面检查装置1对在熔除处理后的钢片2的表面残存的表面缺陷、未熔除部分进行检测，使表面磨削装置显示检测出的位置而确定有缺陷的位置。在检测出表面缺陷、未熔除部分的情况下(图1的工序ST2；是)，表面磨削装置使磨削机4与钢片2的表面上的上述的检测出的位置即确定为有缺陷的位置接触，对表面进行磨削。由此，表面磨削装置将残存于钢片2的表面缺陷、未熔除部分去除(图1的工序ST3)。

另一方面，在没有检测出表面缺陷、未熔除部分的情况下(图1的工序ST2；否)，表面磨削装置不使磨削机4接触钢片2的表面。也即是，磨削机4不对钢片2的表面进行磨削。此时，磨削处理向图1的工序ST4前进，表面磨削装置使磨削机4(参照后述的图3)动作而对钢片2的角部及其附近进行磨削(图1的工序ST4)。

图3是示意性示出对本发明的实施方式的钢片的角部及其附近的磨削方法的图。图3示出将钢片2用正交于其长度方向(例如X轴方向)的面(例如Y-Z平面)切断得到的截面。如图3所示，将钢片2用Y-Z平面切出的截面的形状为矩形。图1的工序ST4中，对该矩形的4个角部和其附近的部位进行磨削。本发明的实施方式的说明中，以后将角部及其附近的部位合并称为角部附近。

要磨削的角部附近是包括从矩形的角部起沿矩形的一边直到该一边的长度的26％以上且30％以下的范围的区域。例如，如图3所示，作为钢片2的截面形状的矩形具有4个角部2A、2B、2C、2D。将该矩形的平行于宽度方向(例如Y轴方向)的一边的长度设为y、将平行于厚度方向(例如Z轴方向)的一边的长度设为z。另外，将包括角部2A的角部附近21的Y轴方向上的长度设为y21，将角部附近21的Z轴方向上的长度设为z21。

要磨削的角部附近21的Y轴方向上的长度y21为矩形的平行于Y轴方向的一边的长度y的26％以上且30％以下。要磨削的角部附近21的Z轴方向上的长度z21为矩形的平行于Z轴方向的一边的长度z的26％以上且30％以下。

同样，将包括角部2B的角部附近22的Y轴方向上的长度设为y22，将角部附近22的Z轴方向上的长度设为z22。要磨削的角部附近22的Y轴方向上的长度y22为矩形的平行于Y轴方向的一边的长度y的26％以上且30％以下。要磨削的角部附近22的Z轴方向上的长度z22为矩形的平行于Z轴方向的一边的长度z的26％以上且30％以下。

将包括角部2C的角部附近23的Y轴方向上的长度设为y23，将角部附近23的Z轴方向上的长度设为z23。要磨削的角部附近23的Y轴方向上的长度y23为矩形的平行于Y轴方向的一边的长度y的26％以上且30％以下。要磨削的角部附近23的Z轴方向上的长度z23为矩形的平行于Z轴方向的一边的长度z的26％以上且30％以下。

将包括角部2D的角部附近24的Y轴方向上的长度设为y24，将角部附近24的Z轴方向上的长度设为z24。要磨削的角部附近24的Y轴方向上的长度y24为矩形的平行于Y轴方向的一边的长度y的26％以上且30％以下。要磨削的角部附近24的Z轴方向上的长度z24为矩形的平行于Z轴方向的一边的长度z的26％以上且30％以下。

4个角部2A、2B、2C、2D分别具有曲率半径R的弧形。例如曲率半径R为15mm以上且25mm以下。

关于钢片2及角部附近21、22、23、24的各尺寸，示出具体例。在钢片2为钢坯的情况下，y＝160mm、z＝160mm、y21＝y22＝y23＝y24＝45mm、z21＝z22＝z23＝z24＝45mm、R＝25mm。在钢片2为钢锭的情况下，y＝400mm、z＝300mm、y21＝y22＝y23＝y24＝112mm、z21＝z22＝z23＝z24＝84mm、R＝25mm。需要说明的是，这些尺寸不过是一例，并不限定本发明的实施方式。

图4是示出角部附近被磨削后的钢片的剖视图。在图1的工序ST4中，上述的角部附近21、22、23、24的各表面通过磨削机4被磨削。如图4所示，若将磨削的深度设为d，则d为1mm以上且3mm以下、例如为2mm。在钢片的角部附近21、22、23、24被磨削之后，角部附近21、22、23、24的表面成为与周围相比凹陷了深度d的形状，作为磨削的痕迹。

在图1的工序ST5中，例如作业者目视角部附近21、22、23、24的表面来确认磨削残余的有无。或者，也可以是，检查装置取代作业者对角部附近21、22、23、24的表面进行外观检查来确认磨削残余的有无。在有磨削残余的情况下(工序ST6；否)返回工序ST4。在无磨削残余的情况下(工序ST6；是)结束图1所示的钢片2的磨削工序。

图5是示出本发明的实施方式的棒钢的剖视图。图6是示出本发明的实施方式的线材的剖视图。结束了图1的磨削工序的钢片进入轧制工序。在轧制工序中，钢片2被轧制。由此，从钢片2制造图5所示那样的棒钢11、或者图6所示那样的线材12。

图7是示出对角部附近的磨削的有无与棒钢中的不合格发生率之间的关系进行调查而得出的结果的图表。图7中，最左边的数据为完全没有进行角部附近的磨削的情况下的数据。左起第2位的数据是仅对角部(仅对曲率半径R的圆弧部分)遍及钢片全长实施了磨削的情况。其右侧的3个数据分别为遍及从角部起分别至钢片的一边长度的25％、26％、30％的长度区域地对钢片全长实施了磨削的情况。

如图7所示，本申请发明人确认到：通过遍及钢片全长地对角部附近、即包括从矩形的角部起沿矩形的一边直到该一边长度的26％以上且30％以下的范围的区域进行磨削，从而与完全不进行角部及其附近的磨削的情况(图7中最左边的数据)以及仅对角部进行了磨削的情况(图7中左起第2位的数据)相比较，在从该钢片制造的棒钢中以表面缺陷为原因的不合格的发生率降低。

需要说明的是，这里的磨削将磨削深度设为1mm地进行。另外，不合格发生率的确认通过对将经各磨削条件的钢片2(每个条件2000条、合计10000条)进行热轧所得到的棒钢调查表面缺陷的有无来进行。就表面缺陷有无的确认而言，对于所得的棒钢通过光学显微镜进行C截面的组织观察，将在棒钢表面存在深度超过0.050mm超的缺陷的情况视为有缺陷(参照图8、图8为有深度0.076mm的缺陷的例子)，将这以外的情况视为无缺陷。并且，将关于各磨削条件2000条的有缺陷的比例作为不合格发生率。

图8是在轧制前的钢片阶段中、用磨削机对通过表面检查被确定为有缺陷的位置的表面进行磨削、之后进行了热轧得到的制品直径φ15mm的棒钢制品的C截面的组织观察照片。就该棒钢制品而言，在轧制后的制品阶段在表面确认到了缺陷的发生，图8的(a)示出棒钢制品的整个截面，图8的(b)示出进一步以高倍率(200倍)对缺陷的发生位置进行了观察的情况。关于图8的(b)所示的缺陷发生部位，若确定棒钢制品的周向位置，并将图8的(a)所示的组织观察结果与缺陷发生位置相关联，则知晓在钢片(热轧前)阶段中的与角部相当的位置产生有缺陷。也即是，可知：在钢片的表面检查中角部附近的缺陷无法检测出，对于角部附近，靠基于表面检查结果的确定位置的磨削还是不充分的。该认知与图7所示的结果很好地吻合，图7所示的结果显示无论表面检查中是否检测出缺陷都对角部附近进行磨削、从而缺陷发生率减低。

如以上所说明，本发明的实施方式的钢片的磨削方法包括下述工序：在对一个方向(例如X轴方向)长、且用与一个方向正交的平面(例如Y-Z平面)切出的截面的形状为矩形的钢片2进行轧制之前，在钢片2对矩形的角部附近21、22、23、24遍及全长地进行磨削(例如图1的工序ST4)。如上述那样，在通过连续铸造制造出的钢片2的角部附近21、22、23、24的表面，容易发生小裂纹等的表面缺陷。作为其原因，可以考虑因为在钢片2的表面产生的振痕(oscillation marks)、凝固形态，在角部附近21、22、23、24容易发生细小的内部裂纹、偏析等。

需要说明的是，关于图7所示的结果中、左起第2个仅对角部遍及全长实施了磨削的情况，确认到：在角部磨削后的钢片2的角部附近，不存在能够视觉辨认的压痕缺陷、划痕缺陷。由此可知：通过仅对压痕缺陷、划痕缺陷之类的靠目视能够辨认的缺陷进行磨削去除、仅对一般认为会发生靠目视能够辨认的缺陷的角部遍及钢片2的全长地进行磨削，无法使不合格发生率显著降低。并且，根据图7可知：一般认为起因于上述的振痕、内部裂纹、偏析等的表面缺陷，通过对包括从钢片的矩形的角部起沿矩形的一边直到一边长度的26％以上且30％以下的范围的区域遍及钢片全长地进行磨削，就能够显著减低。

通过本发明的实施方式的钢片的磨削方法，特别容易发生小裂纹等表面缺陷的角部附近21、22、23、24的表面在钢片2的轧制前被强制磨削。由此，能够进一步减低钢片2的表面缺陷。结果，能够减低对钢片2进行轧制而制造的棒钢11、线材12中以表面缺陷为原因的不合格的发生。本发明的实施方式的钢片的磨削方法，与为了将表面缺陷去除而用磨削机强制地对钢片的整个表面进行磨削的方法相比，能够缩短磨削的所需时间，并能够也压低磨削量，因此能够抑制钢片2的生产率的降低。

要磨削的角部附近是包括从矩形的角部起沿矩形的一边直至该一边的长度的26％以上且30％以下的范围内的区域。据此，能够在将钢片2的磨削量压低的同时、高效地去除表面缺陷。例如，在钢片2为y＝160mm、z＝160mm的钢坯的情况下，通过利用显微镜的截面观察，确认了在从钢片2的角部2A、2B、2C、2D起分别为20mm的范围内表面缺陷大量残存。通过在该范围强制地用磨削机进行磨削去除，从而能够高效地将钢片2的表面缺陷去除。

在对角部附近进行磨削的工序中，对角部附近的表面进行磨削至1mm以上且3mm以下的深度。据此，由于表面缺陷多是存在至从表面起1mm以上且3mm以下的范围，因此能够在将钢片2的磨削量压低的同时、将表面缺陷去除。能够高效地将表面缺陷去除。

就本发明的实施方式的钢片的磨削方法而言，包括：在对角部附近21、22、23、24进行磨削的工序之前，对钢片2的表面进行检查而对具有表面缺陷的位置进行确定的工序(例如图1的工序ST1)；和在钢片2的表面对被确定为具有表面缺陷的位置的表面进行磨削来将表面缺陷去除的工序(例如图1的工序ST2、工序ST3)。据此，在钢片2，对于角部附近21、22、23、24以外的表面，也能够高效地将表面缺陷去除。

本发明的实施方式的棒钢的制造方法包括：进行上述的钢片的磨削方法的工序；和对角部附近21、22、23、24被磨削后的钢片2进行轧制来制造棒钢11的工序。据此，钢片2的表面缺陷减低，因此能够减低以钢片2为材料的棒钢11中以表面缺陷为原因的不合格的发生。

本发明的实施方式的线材的制造方法包括：进行上述的钢片磨削方法的工序；和对角部附近21、22、23、24被磨削后的钢片2进行轧制来制造线材12的工序。据此，钢片2的表面缺陷减低，因此能够减低以钢片2为材料的线材12中以表面缺陷为原因的不合格的发生。

附图标记说明

1 表面检查装置

2 钢片

2A、2B、2C、2D 角部

3 输送辊

4 磨削机

11 棒钢

12 线材

21、22、23、24 角部附近

Claims (5)

1.钢片的磨削方法，其包括下述工序：

在对一个方向长、且用与所述一个方向正交的平面切出的截面的形状为矩形的钢片进行轧制之前，对包括从所述钢片的所述矩形的角部起沿所述矩形的一边直到该一边的长度的26％以上且30％以下的范围的区域，遍及所述钢片的全长地进行磨削。

2.根据权利要求1所述的钢片的磨削方法，其中，

在对所述区域进行磨削的工序中，将所述区域的表面磨削的深度为1mm以上且3mm以下。

3.根据权利要求2所述的钢片的磨削方法，进一步包括下述工序：

在对所述区域进行磨削的工序之前，对所述钢片的表面进行检查并对有缺陷的位置进行特定；和

对所述钢片的被特定为有缺陷的位置的表面进行磨削来去除所述缺陷。

4.棒钢的制造方法，其包括：

进行权利要求1～3中任一项所述的钢片的磨削方法的工序；以及

对所述区域被磨削后的钢片进行轧制来制造棒钢的工序。

5.线材的制造方法，其包括：

进行权利要求1～3中任一项所述的钢片的磨削方法的工序；以及

对所述区域被磨削后的钢片进行轧制来制造线材的工序。

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