JP2004351467A

JP2004351467A - 条鋼の製造方法

Info

Publication number: JP2004351467A
Application number: JP2003152191A
Authority: JP
Inventors: Tomohide Uno; 知秀宇野
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】疵が存在するとの誤認識が生じない条鋼製造方法の提供。
【解決手段】取鍋１０及び鋳造装置１２を経て、ビレットが得られる。このビレットの表面が、切削装置１４によって切削される。切削により、ビレットから脱炭層が除去される。このビレットは加熱炉１８で加熱され、粗列圧延機２０、中間列圧延機２４及び仕上列圧延機２６によって圧延される。これにより、丸棒鋼が得られる。丸棒鋼は、探傷機によって検査される。検査には、漏洩磁束探傷法が採用される。この丸棒鋼は、ビレットの脱炭層に由来する脱炭層を備えていないので、脱炭層に起因するノイズ検知が生じない。この製造方法では、丸棒鋼に疵が存在してないにもかかわらず存在していると誤認識されることが防止される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、丸棒鋼等の条鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
丸棒鋼の製造方法として、圧延による方法が広く知られている。この製造方法では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経て、ビレットが得られる。このビレットは、加熱炉によって加熱される。次に、このビレットに熱間圧延が施される。通常は、タンデムに並べられた粗列圧延機、中間列圧延機及び仕上列圧延機による多段圧延が施される。この熱間圧延によってビレットは徐々に細径化し且つ長尺化して、丸棒鋼が得られる。
【０００３】
丸棒鋼には、ビレットの疵に起因した表面疵や、圧延工程で発生した表面疵が存在する場合がある。疵の程度によっては、この疵が丸棒鋼の品質を低下させ、使用に支障を来すこともある。用途によっては、丸棒鋼の疵の有無が検査される。検査には、漏洩磁束探傷法が採用されている。
【０００４】
図５は、従来の丸棒鋼２が示された断面図である。この丸棒鋼２は、表面に疵４を備えている。漏洩磁束探傷法では、まず丸棒鋼２が励磁される。この際、疵４の近傍において磁束が空間に漏洩する。この漏洩磁束が、センサで検知される。例えば、深さが０．１ｍｍである疵４がある箇所では、センサの信号の強さが、他の箇所の約２倍となる。疵４が検知された場合、メーカーは丸棒鋼２を補修する。疵４の程度の激しい丸棒鋼２は、廃棄される。このような漏洩磁束探傷法は、特公昭５３−２１６６７号公報に開示されている。
【０００５】
ビレット又はその素材である鋼塊は熱履歴を受けるので、化学反応によってその表面の炭素含有量が減少し、脱炭層が形成される。このビレットから得られた丸棒鋼２は、図５に示されるように、その表面に脱炭層６を備えている。この脱炭層６は、主としてビレットの脱炭層に由来する。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭５３−２１６６７号公報
【特許文献２】
特開２００１−１００１公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示されるように、脱炭層６の厚みは均一ではない。脱炭層６が、局所的に内部にまで深く食い込む箇所が存在することもある。図５において符号８で示されているのが、脱炭層６が深い箇所である。脱炭層６は中心近傍とは磁性特性が異なるので、脱炭層６が深い箇所８によっても磁束が漏洩する。漏洩により、センサでノイズが検知される。ノイズの検知により、丸棒鋼２に疵４が存在してないにもかかわらず、存在していると誤認識されることがある。誤認識された丸棒鋼２は、補修工程に回されたり、廃棄されたりする。誤認識は、丸棒鋼２の生産性又は歩留まりを低下させる。
【０００８】
本発明の目的は、誤認識の生じない条鋼製造方法の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る条鋼製造方法は、
（１）精錬及び鋳造によってビレットが得られる準備工程、
（２）このビレットの表面部分が除去される除去工程
及び
（３）このビレットが圧延によって長尺化され、条鋼が得られる圧延工程
を含む。好ましくは、除去工程において、準備工程で発生した脱炭層が除去される。この条鋼製造方法では、疵が存在しない条鋼に疵が存在すると誤認識されることが抑制される。
【００１０】
好ましくは、この条鋼製造方法は、圧延工程の後に、
（４）条鋼表面の疵の有無が漏洩磁束探傷法によって検査される検査工程
を含む。この製造方法では、検査工程におけるノイズの検知が抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態にかかる条鋼製造方法のための製造設備が示された概念図である。この製造設備は、取鍋１０、鋳造装置１２、切削装置１４、装入機１６、加熱炉１８、粗列圧延機２０、フライングシャー２２、中間列圧延機２４、仕上列圧延機２６、冷却床２８、コールドシャー３０、探傷機３２及び研磨機３４を備えている。
【００１３】
図２は、図１の製造設備による条鋼製造方法が示されたフローチャートである。この製造方法では、まず、電気炉等で加熱された溶鋼が取鍋１０に移され、この取鍋１０において精錬される（ＳＴＰ１）。その後溶鋼は、鋳造装置１２において塊状に鋳造される（ＳＴＰ２）。鋳造により、鋼塊が得られる。この鋼塊から分塊圧延等を経て、ビレットが得られる（ＳＴＰ３）。鋼塊及びビレットは高温であり、その表面は雰囲気の空気と化学反応を起こす。化学反応により、ビレットの表面に脱炭層が形成される。
【００１４】
冷却後のビレットは、切削装置１４へと搬送される。典型的な切削装置１４は、ピーリングマシンである。ピーリングマシンでは、ビレットの外周面を相対的に回転するバイトにより、ビレットの表面が切削される。切削により、脱炭層が除去される（ＳＴＰ４）。切削に代えて、グラインダー等による研削により、脱炭層が除去されてもよい。
【００１５】
次にビレットは、装入機１６を通じて加熱炉１８へと搬送される。この加熱炉１８で、ビレットが過熱される（ＳＴＰ５）。ビレットは、熱間圧延に適した温度まで昇温する。次にビレットには、粗列圧延機２０による圧延（ＳＴＰ６）が施される。粗列圧延により、ビレットは細径化しかつ長尺化する。粗列圧延により、母材が得られる。
【００１６】
粗列圧延後の母材は、フライングシャー２２に通される。このフライングシャー２２では、圧延ラインを高速で移動中の母材が停止されることなく、切断が行われる（ＳＴＰ７）。切断により、所定長さの母材が得られる。
【００１７】
次に母材は、中間列圧延機２４による圧延（ＳＴＰ８）が施される。さらに母材には、仕上列圧延機２６による圧延（ＳＴＰ９）が施される。粗列圧延機２０、中間列圧延機２４及び仕上列圧延機２６により、いわゆる多段圧延がなされる。この多段圧延によりビレットが段階的に細径化し、かつ段階的に長尺化する。
【００１８】
次に母材は、冷却床２８に搬送される。冷却床２８には多数の開口が設けられており、この開口から吹き出す空気によって母材が所定温度（例えば２００℃程度）まで冷却される（ＳＴＰ１０）。
【００１９】
次に、母材はコールドシャー３０（自動切断機）へと送られ、このコールドシャー３０にて所定寸法に切断される（ＳＴＰ１１）。こうして、丸棒鋼が得られる。丸棒鋼は、探傷機３２へと搬送される。探傷機３２により、丸棒鋼の疵の有無が検査される（ＳＴＰ１２）。典型的には、漏洩磁束探傷法による検査がなされる。漏洩磁束探傷法では、センサによって漏洩磁束が検知される。
【００２０】
検査において疵が検知された丸棒鋼は、研磨機３４へと搬送される。丸棒鋼の表面は研磨機３４によって研磨され、疵が修理される（ＳＴＰ１３）。修理後の丸棒鋼が、出荷される（ＳＴＰ１４）。疵の程度が大きくて修理が不可能な丸棒鋼は、廃棄される。検査において疵が検知された丸棒鋼は、そのまま出荷される（ＳＴＰ１４）。
【００２１】
図３は、図１の製造設備によって得られた丸棒鋼３６が示された断面図である。この丸棒鋼３６は、脱炭層３８を備えている。この製造方法ではビレットの脱炭層は除去されるので、図３に示された脱炭層３８はビレットの脱炭層に由来するものではない。この脱炭層３８は、加熱工程（ＳＴＰ５）から圧延工程（ＳＴＰ６から９）において生じたものである。丸棒鋼３６は、疵４０を有する場合がある。
【００２２】
図３と図５との対比から明らかなように、本発明に係る製造方法で得られた丸棒鋼３６では、脱炭層３８の厚みは小さい。しかも、この丸棒鋼３６では、脱炭層３８が内部にまで深く食い込んだ箇所（図５の符号８に相当）は存在しない。この丸棒鋼３６が漏洩磁束探傷法による検査に供される場合、脱炭層３８に起因するノイズの検知が生じない。この製造方法では、疵４０が存在してないにもかかわらず存在していると誤認識されることが防止される。この製造方法では、修理工程への不要な搬送が防止される。この製造方法では、丸棒鋼３６の誤った廃棄が防止される。この製造方法では、深さが０．１ｍｍ以上の疵４０が確実に検知される。
【００２３】
本発明の製造方法は、中炭素鋼又は高炭素鋼からなる丸棒鋼３６の製造に特に適している。中炭素鋼及び高炭素鋼は炭素含有率が高いので、ビレットの段階で脱炭層が生じやすい。従って、この脱炭層に起因するノイズの検知が発生しやすい。ビレットの脱炭層が除去されることにより、中炭素鋼又は高炭素鋼からなる丸棒鋼３６におけるノイズ検知が防止される。
【００２４】
中炭素鋼からなる丸棒鋼３６が得られる場合、除去工程（ＳＴＰ４）における除去厚みは、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ未満が特に好ましい。高炭素鋼からなる丸棒鋼３６が得られる場合、除去工程（ＳＴＰ４）における除去厚みは、１．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が特に好ましい。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００２６】
［実施例１］
中炭素鋼（Ｓ５３Ｃ）からなるビレットを用意し、このビレットの表面部分をピーリングマシンで除去した。除去厚みは、０．５ｍｍである。このビレットを用い、図１に示された製造設備にて、直径が３５ｍｍである丸棒鋼を得た。
【００２７】
［実施例２から４］
除去厚みを下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、丸棒鋼を得た。
【００２８】
［比較例１］
ビレットの表面部分の除去を行わなかった他は実施例１と同様にして、丸棒鋼を得た。
【００２９】
［実施例５］
高炭素鋼（ＳＵＪ２）からなるビレットを用意し、このビレットの表面部分をピーリングマシンで除去した。除去厚みは、０．５ｍｍである。このビレットを用い、図１に示された製造設備にて、直径が３５ｍｍである丸棒鋼を得た。
【００３０】
［実施例６から８］
除去厚みを下記の表１に示される通りとした他は実施例５と同様にして、丸棒鋼を得た。
【００３１】
［比較例２］
ビレットの表面部分の除去を行わなかった他は実施例５と同様にして、丸棒鋼を得た。
【００３２】
［評価］
漏洩磁束探傷法により、漏洩磁束を検知した。センサで検知された信号の一例が、図４に示されている。図４におけるＰ１は、深さが０．１ｍｍである疵に起因する信号ピーク値である。図４におけるＰ２は、脱炭層に起因する信号ピーク値である。ピーク値Ｐ１に対するピーク値Ｐ２の比率が５０％未満である場合を「Ａ」とし、５０％以上７５％未満である場合を「Ｂ」とし、７５％以上である場合を「Ｃ」とした。この結果が、下記の表１に示されている。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１に示されるように、実施例の製造方法では、比較例の製造方法に比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の製造方法によれば、脱炭層に起因する誤認識が防止される。この製造方法は、条鋼の生産性及び歩留まりの向上に寄与する。この製造方法により、深さが０．１ｍｍ以上の疵を有さない条鋼が効率よく製造されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる条鋼製造方法のための製造設備が示された概念図である。
【図２】図２は、図１の製造設備による条鋼製造方法が示されたフローチャートである。
【図３】図３は、図１の製造設備によって得られた丸棒鋼が示された断面図である。
【図４】図４は、漏洩磁束探傷法の結果の一例が示されたグラフである。
【図５】図５は、従来の条鋼製造方法よって得られた丸棒鋼が示された断面図である。
【符号の説明】
１０・・・取鍋
１２・・・鋳造装置
１４・・・切削装置
１６・・・装入機
１８・・・加熱炉
２０・・・粗列圧延機
２２・・・フライングシャー
２４・・・中間列圧延機
２６・・・仕上列圧延機
２８・・・冷却床
３０・・・コールドシャー
３２・・・探傷機
３４・・・研磨機
３６・・・丸棒鋼
３８・・・脱炭層
４０・・・疵

Claims

精錬及び鋳造によってビレットが得られる準備工程と、
このビレットの表面部分が除去される除去工程と、
このビレットが圧延によって長尺化され、条鋼が得られる圧延工程と
を含む条鋼製造方法。
上記除去工程において、準備工程で発生した脱炭層が除去される請求項１に記載の条鋼製造方法。
上記圧延工程の後に、条鋼表面の疵の有無が漏洩磁束探傷法によって検査される検査工程をさらに含む請求項１又は請求項２に記載の条鋼製造方法。