JP2000033417A

JP2000033417A - 鉄系線材の脱スケール方法及び装置

Info

Publication number: JP2000033417A
Application number: JP10222405A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Okamura; 清隆岡村
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1998-07-21
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】表面にスケール層が厚く入り組んで形成され
た線材についても、迅速かつ確実に脱スケールできる鉄
系線材の脱スケール方法及び装置を提供する。【解決手段】鉄系線材Ｗに対し電解脱スケール処理を
行うのに先立って、研磨粒子を含んだ気流６２を鉄系線
材Ｗに吹き付けることにより、該線材の表面に形成され
たスケール層を部分的に除去するショットブラスト処理
を行う。そして、そのショットブラスト処理後の線材を
電解液に浸漬し、該電解液中に配置された電極と線材と
の間に電解液を介して通電することにより、該線材の表
面を電解脱スケール処理する。ショットブラスト処理後
の線材表面に電解脱スケール処理を行うことで、脱スケ
ールの効率が飛躍的に高められ、表面にスケール層が厚
く入り組んで形成された線材についても、迅速かつ確実
に脱スケールすることができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼や軸
受用鋼等の鉄系線材の脱スケール方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱間圧延や熱処理等により線材表
面に生じたスケールや汚れ等を除去するために、ステン
レス鋼や軸受用鋼等の鉄系線材に対して酸洗処理が行わ
れている。例えば、熱間圧延後、熱処理して製造された
ステンレス鋼線材の表面には、酸に難溶性のクロム酸化
物を含有する強固なスケール層が形成されているが、こ
のようなスケール層を除去するために、従来より、まず
線材を塩浴処理してスケール層を酸に可溶なものに転化
し、次いで弗硝酸水溶液等の酸洗液で仕上げ酸洗する方
法が行われている。しかしながら、塩浴処理は化学的反
応によりスケール改質を行う処理であるため、厚いスケ
ール層の改質には長時間を要する上、スケール残り等も
生じやすい欠点がある。また、塩浴に使用されるＮａＯ
ＨやＮａＮＯ₃といった薬剤は高価であり、さらに高温
に加熱するためのエネルギーも多く必要となるので、コ
ストアップの要因にもなる。さらに、寿命の尽きた塩浴
の交換や廃棄も極めて面倒である。

【０００３】そのため、近年では酸洗の効率と脱スケー
ル性を高めるため、塩浴処理に代えて、酸系電解液に線
材を浸漬し、該電解液中に配置された電極と線材との間
に電解液を介して通電することにより線材表面を脱スケ
ール処理する電解脱スケール処理が行われることも多く
なってきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱間圧
延で製造された鉄系線材表面、例えばＮｉを多く含有す
るオーステナイト系ステンレス鋼線材等の表面に形成さ
れるスケール層はことのほか強固で分厚く、電解脱スケ
ール処理によっても除去しきれない場合がある。例え
ば、熱間線材圧延では、帯状鋼等と異なり、被圧延材は
多段の対ロールにより圧延されて断面積が大きく縮小す
ることから、断面の急激な縮小に伴う凹凸（例えば皺）
が線材表面に発生しやすい。そして、このような凹凸の
形成により、スケール層は線材表面から奥深くにまで入
り組んで形成されるため、スケール残留等を特に起こし
やすい問題がある。

【０００５】本発明は、表面にスケール層が厚く入り組
んで形成された線材についても、迅速かつ確実に脱スケ
ールできる鉄系線材の脱スケール方法及び装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の
請求項１の鉄系線材の脱スケール方法は、上述の課題を
解決するために、鉄系線材に対し電解脱スケール処理を
行うのに先立って、研磨粒子を含んだ気流を鉄系線材に
吹き付けることにより、該線材の表面に形成されたスケ
ール層を部分的に除去するショットブラスト処理を行う
ショットブラスト工程と、そのショットブラスト処理後
の線材を電解液に浸漬し、該電解液中に配置された電極
と線材との間に電解液を介して通電することにより、該
線材の表面を電解脱スケール処理する電解脱スケール工
程と、を含むことを特徴とする。

【０００７】上記鉄系線材の脱スケール方法において
は、電解脱スケール処理を行うのに先立って、スケール
層を部分的に除去するショットブラスト処理を行い、そ
のショットブラスト処理後の線材表面に電解脱スケール
処理を行うことで、脱スケールの効率が飛躍的に高めら
れ、表面にスケール層が厚く入り組んで形成された線材
についても、迅速かつ確実に脱スケールすることができ
るようになる。ショットブラストにより線材表面のスケ
ール層を部分的に除去することで、電解液のスケール層
に対する浸透性が高められ、脱スケール性が向上するも
のと考えられる。これにより、例えば従来、脱スケール
がやや困難であるとされていたＮｉ成分を多く含む鉄系
線材（例えばオーステナイト系ステンレス鋼線材）等に
関しても、効果的に脱スケールを行うことが可能とな
る。

【０００８】上記ショットブラスト処理は、該線材の素
地が部分的に露出する程度にスケール層が除去されるよ
うに行うのがよい（請求項２）。これにより、線材素地
側からの電解液浸透の効果も加わり、一層効果的に脱ス
ケールを行うことができる。

【０００９】線材の素地が部分的に露出する程度にショ
ットブラストを行う場合、そのスケール層の除去量は、
線材表面の素地露出率が１〜５０％となるように調整す
るのがよい（請求項３）。素地露出率が１％未満の場合
は、線材素地側からの電解液浸透の効果が必ずしも十分
に達成されない場合がある。また、素地露出率が５０％
を超えるショットブラスト処理に非常な長時間を要する
こととなり、処理能率の低下を招く。また、ストランド
状の線材を連続搬送しながら脱スケールのための一連の
工程を行おうとした場合、線材の搬送速度を小さくする
ことでショットブラスト処理時間を延長しようとする
と、それに伴い電解脱スケール工程も長時間実施される
こととなるから、線材の溶食が過度に生じて肌荒れや寸
法不良といった問題につながる場合がある。他方、線材
の搬送速度が比較的大きい場合は、極端に長いショット
ブラストラインが必要となり現実的でない。

【００１０】電解脱スケール工程においては、例えば鉄
系線材側をカソード、電極側をアノードとして通電した
場合、線材表面に形成された鉄系の酸化物が還元され、
これが溶解することでスケール除去が促進される。ま
た、本発明の方法により鉄系線材に電解脱スケール処理
を施すと、不働態化処理を行わなくとも比較的耐食性に
優れた表面状態を得ることができ、ひいては生産効率の
向上につながる。なお、本明細書においては、電解液中
に正電荷を放出する側の電極あるいは線材部分をアノー
ド、電解液から正電荷を受け取る側の電極あるいは線材
部分をカソードと定義する。また、本発明でいう脱スケ
ール処理においては、線材表面に形成されたスケールの
他、該線材表面に付着した油分や汚れ等も除去できる場
合がある。

【００１１】次に、使用する電解液としては、弗酸と硫
酸とを含有する電解液を用いるのがよい。これにより、
ステンレス鋼等に形成された強固なスケール層も、より
速やかに除去することができる（請求項４）。具体的に
は、弗酸を０．５〜１０重量％、硫酸を１〜４０重量％
含有するものを使用するのがよい（請求項５）。これら
２成分の含有量が上述の範囲の下限値未満となっている
場合、線材表面の電解洗浄効果が十分に得られなくなる
場合がある。また、弗酸ないし硫酸成分が多く含有され
過ぎていると、同様に洗浄効果が十分に得られなくなる
場合があるほか、これら酸成分の含有量が極端に多くな
った場合には、酸による腐食を受けて線材の表面状態が
却って悪化する場合がある。電解液は、より望ましくは
弗酸を１〜５重量％、硫酸を３〜２０重量％含有するも
のを使用するのがよい。

【００１２】本発明が適用可能な線材は、鉄系線材であ
れば特に限定はされないが、形成されるスケールが緻密
で強固なステンレス鋼線材に対しては、特に顕著な脱ス
ケール効果を達成することができる。具体的には、日本
工業規格Ｇ４３０４（１９８７）に記載された各種ステ
ンレス鋼、例えば、ＳＵＳ２０１、ＳＵＳ２０２、ＳＵ
Ｓ３０１、ＳＵＳ３０１Ｊ、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０
２Ｂ、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４Ｎ
１、ＳＵＳ３０４Ｎ２、ＳＵＳ３０４ＬＮ、ＳＵＳ３０
５、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、
ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｎ、ＳＵＳ３１６ＬＮ、
ＳＵＳ３１６Ｊ１、ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ３１
７、ＳＵＳ３１７Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｊ１、ＳＵＳ３２
１、ＳＵＳ３４７、ＳＵＳＸＭ１５Ｊ１等のオーステナ
イト系ステンレス鋼、ＳＵＳ３２９Ｊ１、ＳＵＳ３２９
Ｊ２Ｌ等のオーステナイト−フェライト系ステンレス
鋼、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４２９、Ｓ
ＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０ＬＸ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ
４３６Ｌ、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４４７Ｊ１、ＳＵＳＸ
Ｍ２７等のフェライト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４０３、
ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｓ、ＳＵＳ４２０Ｊ１、Ｓ
ＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４２９Ｊ１、ＳＵＳ４４０Ａ等
のマルテンサイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ６３１等の析
出硬化系ステンレス鋼が使用できる。

【００１３】また、ステンレス鋼以外では、例えば日本
工業規格に規定されたＭｎ鋼（ＳＭｎ４２０〜４４
３）、ＭｎＣｒ鋼（ＳＭｎＣ４２０、４４３）、Ｃｒ鋼
（ＳＣｒ４１５〜４４５）、ＣｒＭｏ鋼（ＳＣＭ４１５
〜４４５、８２２）、ＮｉＣｒ鋼（ＳＮＣ２３６、４１
５、６３１、８１５〜８３６）、ＮｉＣｒＭｏ鋼（ＳＮ
ＣＭ２２０、２４０、４１５、４２０、４３１〜４４
７、６１６、６２５、６３０、８１５）、ＡｌＣｒＭｏ
鋼（ＳＡＣＭ６４５）等の各種機械構造用合金鋼、Ｓｉ
−Ｍｎ系、Ｃｒ−Ｍｎ系、Ｃｒ−Ｖ系、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｂ
系、（以上、ＪＩＳＳＵＰ３、６、７、９、９Ａ、１
０、１１Ａ）、Ｓｉ−Ｃｒ系、Ｃｒ−Ｍｏ系（以上、Ｓ
ＵＰ１２、１３）、Ｓｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系（ＩＳＯ）の各
種ばね鋼、及び炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２、３）等に
対しても本発明の脱スケール方法を適用することができ
る。

【００１４】例えば鉄系線材の場合、圧延ないし熱処理
による線材製造ラインからストランド状態で搬送・供給
されることが多いが、このような線材には強固で厚いス
ケール層が形成されているのが通常である。そして、上
記本発明の脱スケール方法によれば、そのような線材に
対しても、スケール層を効果的に除去することができ
る。具体的には、処理対象となる鉄系線材を長手方向に
ストランド形態で搬送しつつ、熱間圧延処理及び熱処理
の少なくともいずれかを施し、その後、電解液中に連続
的に線材を搬入して電解脱スケール処理を行うようにす
る。このようにすれば、圧延ないし熱処理により強固で
厚いスケール層が形成された線材の脱スケール処理を、
極めて効率的に行うことができる。

【００１５】次に、上述の脱スケール方法を実施するた
めの本発明の装置は下記の要件を含んで構成されること
を特徴とする。電解脱スケール槽：弗酸と硫酸とを含有する電解液が
収容される。電極：電解脱スケール槽内に配置され、線材との間に
電解液を介して通電することにより、線材の表面を電解
脱スケール処理する。ショットブラスト装置：研磨粒子を含んだ気流を被加
工線材に吹き付けて、線材の素地を部分的に露出させ
る。

【００１６】上述の装置によれば、本発明の脱スケール
方法を効率よく実施することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態をいく
つかの実施例により図面を用いて説明する。図１は、本
発明の電解脱スケール装置及びショットブラスト装置を
含んで構成された線材の表面清浄化ラインの一構成例を
示す概念図である。該表面清浄化ライン５０は、線材Ｗ
を製造する圧延装置１（又は伸線装置）、溶体化処理炉
４、冷却槽５、予備洗浄槽６、ショットブラスト装置Ｓ
Ｂ、電解脱スケール装置８、仕上処理槽１０、中和槽１
２等を備え、各槽間には水洗用のシャワー槽７、９、１
１等が適宜配置される。

【００１８】圧延装置１は、例えば８００〜１４００℃
に加熱された被圧延材（本実施例ではステンレス鋼線材
とするが、他の鉄系線材でもよい）を、多段の対ロール
により順次圧延してその断面積を順次縮小させることに
より線材とするものである。

【００１９】溶体化処理炉４は、例えば線材Ｗ中の炭化
物等を固溶させて、以下の工程における線材Ｗの耐食性
を確保するためのものであり、処理後は線材マトリック
ス中に炭化物等が再析出しないように、冷却槽５におい
て線材Ｗを強制冷却する。次に、予備洗浄槽６は、線材
Ｗから可溶性のスケール等を予め溶解除去するために設
けられており、硫酸溶液等の酸洗液を収容する。そし
て、その下流側に本発明のショットブラスト装置ＳＢ、
及び電解脱スケール装置８が配置されているが、両装置
についての詳しい構成は後に説明する。

【００２０】また、電解脱スケール装置８のさらに下流
には、塩酸溶液等を収容した仕上処理槽１０が配置され
ており、電解脱スケール後の線材Ｗの表面を仕上処理す
る。仕上処理後の線材Ｗは、さらに中和槽１２に搬送さ
れるとともに、そこでプレパレン溶液等（プレパレンは
商品名）のアルカリ性水溶液で構成された中和液に浸漬
されて残留した処理液等が中和処理され、以下の工程に
回される。なお、線材Ｗの材質ないし性状に応じて、溶
体化処理炉４、冷却槽５、予備洗浄槽６、仕上処理槽１
０、ならびにシャワー槽７及び１１のうち、それらの１
ないし複数のものを適宜省略することができる。

【００２１】ショットブラスト装置ＳＢとしては、例え
ば図２に示すようなものが使用されている。すなわち、
同図（ａ）に示すように、搬送される線材Ｗに対し、そ
の周囲に配置された回転式の研磨粒子吹付ノズル６１か
ら、研磨粒子を含んだ気流６２を吹き付けて、線材Ｗの
表面に形成されたスケール層を、例えば線材の素地が部
分的に露出する程度に除去する。具体的には、（ｂ）に
示すように、複数の羽根車状の研磨粒子吹付ノズル６１
が、その回転軸が線材Ｗの搬送方向と略平行となる位置
関係で、かつ線材Ｗを中心とした螺旋状の経路に沿って
所定の間隔で配置され、それぞれ線材Ｗに対して研磨粒
子を吹き付けるようになっている。なお、ショットブラ
スト工程は、予備洗浄工程の前で行うことも可能であ
る。

【００２２】図６に示すように、ショットブラスト処理
を行うことで、線材表面のスケール層には傷あるいはク
ラックが生じ、あるいは線材素地表面が部分的に露出す
る。そして、後述する電解脱スケール処理においてここ
に電解液が浸透し、脱スケール効果が高められる。

【００２３】例えば、熱間線材圧延では、図４（ａ）に
示すように、原料となる被圧延材Ｐは多段の対ロールに
より圧延されて断面積が大きく縮小することから、同図
（ｂ）に示すように、断面の急激な縮小に伴う凹凸、例
えば皺ＷＲが線材表面に発生しやすい傾向にある。この
ような皺の形成により、スケール層は線材表面から奥深
くにまで入り組んで形成される。しかしながら、上記シ
ョットブラスト処理を行うと、後の電解脱スケール処理
により、このような強固で入り組んだスケール層も、迅
速かつ確実に除去できるようになる。

【００２４】なお、ショットブラストによる脱スケール
性改善効果を顕著に得るためには、そのスケール層の除
去量を、素地露出率が１〜５０％となるように調整する
のがよい。

【００２５】図３は、電解脱スケール装置８の一例を模
式的に示している。すなわち、該電解脱スケール装置８
においては、線材Ｗはガイドローラ５３により、長手方
向にストランド状態で搬送され、電解脱スケール槽２０
内に導かれる。該電解脱スケール槽２０は、電解液２１
を常時充満させておくための３つの内槽５１ａ〜５１ｃ
と、その各内槽５１ａ〜５１ｃからオーバーフローした
電解液２１を受ける外槽５２とを備え、外槽５２内の電
解液２１は配管５２ａを介してポンプ５０ａにより各内
槽５１ａ〜５１ｃ内に戻されて循環するようになってい
る。

【００２６】各内槽５１ａ〜５１ｃには、図３（ｂ）に
示すように、それぞれ線材Ｗの搬送方向両側において線
材Ｗを挟んで互いに対向する一対の電極２４ａ〜２４ｃ
が配置されている（なお、以下において電極２４ａ〜２
４ｃを総称する場合には、単に電極２４と記すこともあ
る）。そして、第一の内槽５１ａ内に配置された電極２
４ａを第一の電極として、これを電源４７の正極及び負
極の一方に接続し、また第三の内槽５１ｃ内の電極２４
ｃを第三の電極として、これを電源４７の第一の電極と
同極に接続する。他方、第二の内槽５１ｂ内の電極２４
ｂを第二の電極として、これを電源４７の第一及び第三
の電極とは逆の極に接続する。これにより、線材Ｗに対
しては、第一の内槽５１ａ及び第三の内槽５１ｃではア
ノード酸化反応又はカソード還元反応の一方のみが進行
し、第二の内槽５１ｂ内ではそれらの他方のみが進行す
る形となる。結果として、線材Ｗの各部に対しては上記
両反応が搬送に伴い交互に進む形となる。

【００２７】電解液２１は、弗酸と硫酸を含有する水溶
液、例えば弗酸を０．５〜１０重量％（望ましくは１〜
５重量％）、硫酸を１〜４０重量％（望ましくは３〜２
０重量％）含有するものが使用されている。また、線材
Ｗを電解脱スケール処理するための電極２４が、例えば
ストランド状態で搬送される線材Ｗに対し、それぞれそ
の側面から対向するように配置されている。各電極２４
はカーボンを主体に構成され、例えばグラファイト粉末
を板状に成形して焼成したもの等が使用されているが、
それ以外の材質のもの、例えば白金やパラジウム等の貴
金属あるいは、板状の基材をそれら貴金属で被覆したも
のも使用可能である。

【００２８】ここで、図５（ａ）に示すように、線材搬
送経路に対応する位置において、各内槽（図では、５１
ａ〜５１ｃの１つを代表させて符号５１により示す）５
１の線材搬送方向における前端面及び後端面には、それ
ぞれ搬送される線材Ｗの内槽５１に対する出入り部を形
成するとともに、電解液２１の流出口としても機能する
線材出入部兼電解液流出口としての切欠部Ｆが、槽の壁
部上端縁に開放するする形態で形成されている。そし
て、内槽５１において、電解液２１の液面Ｌの位置は切
欠部Ｆの底よりも高く設定され、切欠部Ｆからオーバー
フローされる仕組みとなっており、線材Ｗは上記液面Ｌ
よりも低い位置にて切欠部Ｆ内を搬送されることにより
電解液２１に浸漬される。

【００２９】なお、図５（ｂ）に示すように内槽５１に
は、各切欠部Ｆからの電解液２１の流出量を調節するた
めに、電解液流出抑制部材３６が設けられている。該電
解液流出抑制部材３６は、例えばゴム等により板状に形
成されており、対応する切欠部Ｆを内側から覆う形態で
配置されている。本実施例では、電解液流出抑制部材３
６は、ステンレス鋼等で構成された支持棒３１に対し上
縁側が固定され、その支持棒３１の両端を内槽５１の両
側壁上縁に形成された槽側支持部３４に対し着脱可能に
固定することで、内槽５１の内壁面に沿って吊り下げ形
態で取り付けられている。

【００３０】そして、電解液流出抑制部材３６には、上
記取付け状態において切欠部Ｆに対応する位置に線材挿
通孔３３が形成されるとともに、その線材挿通孔３３か
ら下縁側に向けて、線材Ｗの該線材挿通孔３３に対する
相対的な出入りを許容する線材移動許容部３２が、例え
ば縦方向のスリット状に形成されている。

【００３１】上記のような内槽５１に線材Ｗをセットす
るには例えば次のようにする。まず、線材Ｗを上方から
切欠部Ｆ内に配置し、次いで図５（ｃ）に示すように内
槽５１内部に電解液流出抑制部材３６を装着する。この
とき、線材Ｗは線材移動許容部３２内を相対的に移動し
て線材挿通孔３３内に位置決めされる。なお、内槽５１
からの電解液２１の流出量は、線材挿通孔３３と切欠部
Ｆとの重なり部３５の大きさによって調節することがで
きる。

【００３２】以下、電解脱スケール装置８の作用につい
て説明する。図１において、圧延装置１等から搬送され
てくる線材Ｗは、図３（ａ）に示すガイドローラ５３を
介して長手方向に搬送されつつ、電解脱スケール槽２０
内に導かれ電解液２１に浸漬される。すると、前述の通
り線材Ｗは、第一の電極２４ａと対向する位置において
はカソードとなり、第二の電極２４ｂと対向する位置に
おいてはアノードとなるように、また、第三の電極２４
ｃと対向する位置においてはカソードとなるように、交
互に通電方向が変化しながら通電されて、表面に形成さ
れたスケールが除去されていく。

【００３３】ステンレス鋼におけるスケール除去反応
は、以下のような機構に基づいて進行するものと推測さ
れる。まずステンレス鋼線材Ｗが、第一の電極２４ａ及
び第三の電極２４ｃを通過する際には、その表面におい
て下記化１に示すアノード酸化反応が起こるものと考え
られる。

【００３４】

【化１】

【００３５】すなわち、熱間圧延により製造されたステ
ンレス鋼線材の表面には、酸に難溶性のクロム酸化物
（Ｃｒ₂Ｏ₃）を含有する強固なスケール層が形成されて
いるが、上記化１に示す反応式に基づいてアノード酸化
反応による加水分解が起こることにより、これが酸に可
溶のクロム酸成分（あるいは重クロム酸成分）に転化し
て、その溶解除去が促進される。一方、第二の電極２４
ｂを通過する際には、下記化２に示すカソード還元反応
が起こるものと考えられる。

【００３６】

【化２】

【００３７】この場合は、スケール中の鉄イオンがカソ
ード還元反応により還元されてその溶解が促進され、ス
ケールの主成分となる鉄の酸化物が除去される。こうし
て、線材Ｗの表面ではアノード酸化反応とカソード還元
反応とが交互に起こってスケール除去が進行してゆくも
のと考えられる。

【００３８】ここで、図３においては、電極２４の一部
（例えば第一の電極２４ａ及び第三の電極２４ｃ）を
正、残り（例えば第二の電極２４ｂ）を負として、カソ
ード還元反応用の電極とアノード酸化反応用の電極とで
役割を振り分ける場合において、極性反転制御部７０に
より通電の極性（すなわち、通電方向）を所定の周期で
反転させる構成が可能である。これにより、線材Ｗに対
する電解脱スケール効果を一層高めることができる。な
お、このような効果をより顕著に得るためには、通電方
向の反転の頻度を０．１〜７０回／秒に設定するのがよ
く、さらに望ましくは０．２〜３０回／秒とするのがよ
い。

【００３９】上述のような通電方向の反転により電解脱
スケール効果が高められる原因については、次のような
機構が推定される。まず、線材Ｗ側がカソードとなって
Ｆｅ酸化物の還元反応が起こる際には、これと同時に起
こる前述の加水分解反応（あるいは水の電気分解反応）
により生成した水素ガスが、スケール層に形成されたク
ラック等からその内部に浸透する一方、通電方向が反転
して線材Ｗ側がアノードとなった場合には、その浸透し
た水素ガスがスケール層から急速に放出される。一方、
これとは逆に、線材Ｗ側がアノードとなった場合には、
酸素が発生してこれがスケール層に浸透し、極性反転に
伴いこれが急速に放出されることとなる。すなわち、極
性が反転する毎に、水素及び酸素のスケール層に対する
浸透・放出が交互に繰り返され、その衝撃によってスケ
ール層の破壊・脱落が促進されるものと考えられる。

【００４０】上記電極２４と線材Ｗとの間で通電される
電流の電流密度は１Ａ／ｄｍ²以上、望ましくは５Ａ／
ｄｍ²以上に設定することで、上述の電解脱スケール効
果を高めることができる。なお、電流密度を５０Ａ／ｄ
ｍ²より大きく設定しても、水素もしくは酸素の発生量
が大きくなるのみで、脱スケール速度は余り変化しない
ので、電流密度はそれ以下の範囲、より望ましくは３０
Ａ／ｄｍ²以下の範囲で設定するのがよい。

【００４１】なお、上記実施例において線材Ｗはストラ
ンド状の形態にて脱スケール処理されるようになってい
たが、例えば線材Ｗに巻線部を順次形成し、これを一方
向にずらせて重ね合わせた、いわゆるループロ状態で搬
送しつつ脱スケール処理を行うようにしてもよい。この
場合、例えば図７に示すように、内槽５１の内部に搬送
手段としての複数の搬送ローラ５３ａが所定の間隔で配
置し、図示しないモータ等の駆動部により各々同方向に
回転駆動して、ループロ状態の線材Ｗをその上面側で搬
送するようにする。

【００４２】（実施例１）所定の圧延装置により温度９
００℃以上で熱間圧延されたステンレス鋼線材（ＳＵＳ
３０４、線径５．５mmφ）を、ストランド状態で連続的
に搬送しながら１１５０℃で溶体化し、さらにこれを水
冷後、図２に示すショットブラスト装置を用いて、粒径
約０．７〜１ｍｍの研磨粒子を５０〜６０ｍ／ｓｅｃの
速度で各種時間線材に吹き付けることによりショットブ
ラスト処理を行った（なお、試料Ｎｏ．１は、ショット
ブラスト処理を行わない比較例である）。そして、ショ
ットブラスト処理後の線材表面を光学顕微鏡（倍率２０
０倍）にて観察し、その観察像に基づいて下地の露出面
積率を算出した。

【００４３】その後、図３に示す電解脱スケール装置８
にて電解脱スケール処理を行った。なお、電解液は弗酸
３重量％、硫酸１０重量％含むものを用い、電解液の温
度を６０℃、電流密度を１０Ａ／ｄｍ²、ストランド状
態の線材Ｗの搬送速度を５ｃｍ／秒、電極２４と線材Ｗ
との距離を３ｃｍに設定するとともに、線材Ｗが陰極と
なる時間Ｔ1と同じく陽極となる時間Ｔ2との比Ｔ1／Ｔ2
が１／２となり、サイクルピッチ（Ｔ1＋Ｔ2）が０．６
秒となるように、通電の極性を周期的に反転させた。ま
た、電解液中にて線材が通電を受ける合計時間は９０秒
とした。

【００４４】こうして電解脱スケール処理が終了後、線
材Ｗをプレパレン水溶液で中和し、さらにこれを洗浄・
乾燥してその表面の脱スケール状態について評価した。
なお、脱スケール状態の評価は、線材表面の拡大写真
（倍率１０倍）を撮影し、その脱スケール領域の面積率
を画像処理により求め、面積率がほぼ１００％に近いも
のを優（◎）、９０％以上のものを良（○）、５０〜９
０％のものを可（△）、５０％未満のものを不可（×）
として行った。

【００４５】

【表１】

【００４６】すなわち、ショットブラスト処理を電解脱
スケール前に行うことで、より効果的に脱スケールを行
うことが可能であることがわかる。

【００４７】（実施例２）所定の圧延装置により温度９
００℃以上で熱間圧延されたステンレス鋼線材（ＳＵＳ
３０４、線径５．５mmφ）を、ストランド状態で連続的
に搬送しながら１１００℃で溶体化し、さらにこれを水
冷後、図２に示すショットブラスト装置を用いて、粒径
約０．７〜１ｍｍの研磨粒子を５０〜６０ｍ／ｓｅｃの
速度で２０秒線材に吹き付けることによりショットブラ
スト処理を行った。次いで、図３に示す電解脱スケール
装置８にて脱スケール処理を行った。なお、電解液は表
１に示す各種組成のものを用いた。ただし、硫酸に変え
て塩酸を用いたものは比較例である。また、電解液の温
度を６０℃、電流密度を１０Ａ／ｄｍ²、ストランド状
態の線材Ｗの搬送速度を５ｃｍ／秒、電極２４と線材Ｗ
との距離を３ｃｍに設定するとともに、線材Ｗが陰極と
なる時間Ｔ1と同じく陽極となる時間Ｔ2との比Ｔ1／Ｔ2
が１／２となり、サイクルピッチ（Ｔ1＋Ｔ2）が０．６
秒となるように、通電の極性を周期的に反転させた。ま
た、電解液中にて線材が通電を受ける合計時間は９０秒
とした。

【００４８】こうして電解脱スケール処理が終了後、線
材Ｗをプレパレン水溶液で中和し、さらにこれを洗浄・
乾燥して、その表面の脱スケール状態について評価し
た。なお、脱スケール状態の評価は、線材表面の拡大写
真（倍率１０倍）を撮影し、その脱スケール領域の面積
率を画像処理により求め、面積率がほぼ１００％に近い
ものを優（◎）、９０％以上のものを良（○）、５０〜
９０％のものを可（△）、５０％未満のものを不可
（×）として行った。以上の結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】すなわち、弗酸及び硫酸を適度な組成範囲
で含有する電解液を用いることにより良好な脱スケール
状態が得られていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解脱スケール装置を含む線材の表面
清浄化ラインの構成例を示す概念図。

【図２】ショットブラスト装置の模式図。

【図３】実施例１の電解脱スケール装置の一例を、その
変形例とともに示す側面断面模式図及び平面模式図。

【図４】圧延線材の表面に皺ができる様子を示す説明
図。

【図５】内槽５１からの電解液２１のオーバーフロー量
を調節する仕組みを示す模式図。

【図６】ショットブラスト処理の効果を示す模式図。

【図７】ループロ状態の線材に対して用いる電解脱スケ
ール装置の一例を示す側面断面模式図。

【符号の説明】

Ｗ線材８電解脱スケール装置ＳＢショットブラスト装置２０電解脱スケール槽２１電解液２４電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２５Ｆ 7/00 Ｃ２５Ｆ 7/00 Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄系線材に対し電解脱スケール処理を行
うのに先立って、研磨粒子を含んだ気流を前記鉄系線材
に吹き付けることにより、該線材の表面に形成されたス
ケール層を部分的に除去するショットブラスト処理を行
うショットブラスト工程と、そのショットブラスト処理後の線材を電解液に浸漬し、
該電解液中に配置された電極と前記線材との間に前記電
解液を介して通電することにより、該線材の表面を電解
脱スケール処理する電解脱スケール工程と、を含むことを特徴とする鉄系線材の脱スケール方法。
【請求項２】前記ショットブラスト工程において、前
記スケール層は、該線材の素地が部分的に露出する程度
に除去される請求項１記載の脱スケール方法。
【請求項３】前記ショットブラスト工程において、線
材の素地露出面積率が１〜５０％となるように、前記ス
ケール層の除去量が調整される請求項２記載の脱スケー
ル方法。
【請求項４】前記電解脱スケール工程において、前記
電解液は、弗酸と硫酸とを含有するものが使用される請
求項１ないし３のいずれかに記載の脱スケール方法。
【請求項５】前記電解液は、弗酸を０．５〜１０重量
％、硫酸を１〜４０重量％含有するものが使用される請
求項１ないし４のいずれかに記載の脱スケール方法。
【請求項６】前記鉄系線材はステンレス鋼線材又は機
械構造用合金鋼線材である請求項１ないし５のいずれか
に記載の脱スケール方法。
【請求項７】電解液が収容された電解脱スケール槽
と、該電解脱スケール槽内に配置され、前記電解液中に
浸漬された鉄系線材との間に、前記電解液を介して通電
するための電極とを有し、前記通電により、該線材表面
を電解脱スケール処理する電解脱スケール装置と、前記電解脱スケール処理に先立って、前記線材表面に研
磨粒子を含んだ気流を吹き付けることにより、該線材表
面に形成されたスケール層を部分的に除去するショット
ブラスト装置と、を含むことを特徴とする鉄系線材の脱スケール装置。
【請求項８】熱間圧延処理及び熱処理の少なくともい
ずれかが施された前記鉄系線材を長手方向にストランド
形態で搬送する線材搬送機構を備え、前記電解脱スケール装置は、その線材搬送経路の途上に
設けられて、前記線材搬送機構により前記電解脱スケー
ル槽に搬入される前記鉄系線材に対し、前記電解脱スケ
ール処理を連続的に施すものであり、前記ショットブラスト装置は、前記線材搬送経路の途上
において前記電解脱スケール装置の上流側に配置されて
いる請求項７記載の鉄系線材の脱スケール装置。