JP2009045667A

JP2009045667A - 表面性状に優れたコイルまたはバーの製造方法

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Publication number: JP2009045667A
Application number: JP2007216585A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Kakuta; 智宏加来田; Shigeru Saito; 滋齋藤; Ryuji Tashiro; 龍次田代
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2027-08-23
Also published as: JP5023883B2

Abstract

【課題】サプライスタンドでの巻き戻しの際に発生するスリ疵を防止できることはもちろんのこと、ショットブラスト時の脱スケール性の低下を招くことがなく、深さで（５／１００）ｍｍという精度の高い疵保証が可能であり、しかも、ショットブラスト設備のトラブルを生じることもなく高い生産性を確保することが可能な、表面性状に優れた鋼製のコイルまたはバーの製造方法の提供。
【解決手段】鋼製のコイル状の素材１をサプライスタンド３に載荷して巻き戻した後、ショットブラストによる脱スケール４を施してから伸線加工し、渦流探傷試験５を行うコイルおよびバーの製造方法であって、鋼製のコイル状の素材に予め潤滑剤を塗布して乾燥２させた後、サプライスタンド３に載荷する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面性状に優れたコイルまたはバーの製造方法に関する。詳しくは、鋼製のコイル状の素材をサプライスタンドに載荷して巻き戻した後、ショットブラストによる脱スケールを施してから伸線加工し、渦流探傷試験（以下、「ＥＴ」ともいう。）を行う所謂「条鋼の２次加工」に際して、サプライスタンドでの巻き戻しの際に発生するスリ疵を防止できるとともにＥＴの際のノイズレベルの上昇を抑えることができる、表面性状に優れたコイルまたはバーの製造方法に関する。

鋼製のコイル状の素材（以下、単に「コイル状の素材」ともいう。）は熱間圧延のまま使用されるほかに、サプライスタンドに載荷され、巻き戻された後、ショットブラストによる脱スケールを施こされてから伸線加工されて、ＥＴによる疵保証がなされ、その後、それぞれの用途に向けられることが多い。

上記の所謂「条鋼の２次加工」においては、サプライスタンドで巻き戻された素材表面にスリ疵が発生しやすく、伸線加工後のＥＴで微小な表面疵として検出されるため生産性および品質の低下を招いていた。

このため、上記スリ疵を防止する技術が種々検討され、例えば、特許文献１に、「コイル状とした素材をサプライスタンドに載荷し、巻き戻した後、スケール除去を行い、伸線、矯正後、渦流探傷装置により表面疵検査を行う磨き棒鋼の製造方法において、コイル状の素材に、サプライスタンドに載荷後、巻き戻す前において、潤滑剤を散布することを特徴とする表面性状に優れた磨き棒鋼の製造方法」が開示されている。

特開平２００６−９５５５５号公報

前記の特許文献１で提案された技術は、スリ疵防止には効果を有するものである。しかしながら、ショットブラスト時の脱スケール性が低下して、スケール残りによる表面肌荒れによりＥＴ時のノイズが上昇し、深さで（１０／１００）ｍｍ程度の疵保証の場合には特に問題とはならないものの、深さで（５／１００）ｍｍという精度の高い疵保証を行なう場合には、疵信号とノイズの比である所謂「ＳＮ比」が小さいために疵の弁別が困難になって、本来除去すべき深さの疵を残したままで次工程に送られてしまい、品質面で大きな問題となっていた。

また、ショット玉がショットブラスト設備内を循環できず、設備的トラブルが発生することもあり、この場合には、生産性の低下をも招くこととなっていた。

そこで、本発明の目的は、サプライスタンドでの巻き戻しの際に発生するスリ疵を防止できることはもちろんのこと、ショットブラスト時の脱スケール性の低下を招くことがなく、深さで（５／１００）ｍｍという精度の高い疵保証が可能であり、しかも、ショットブラスト設備のトラブルを生じることもなく高い生産性を確保することが可能な、表面性状に優れたコイルまたはバーの製造方法を提供することである。

本発明者らは、前記した課題を解決するために種々検討した。その結果、下記（ａ）〜（ｅ）の知見を得た。

（ａ）コイル状の素材表面が水分を含んだ状態のままでショットブラスト工程に移行した場合、微細なショットブラスト玉に水分が混入してショットブラスト設備内でショット玉の固着が発生することを避けられない。

（ｂ）上記（ａ）のショット玉の固着が発生した場合には、ショットブラスト時の脱スケール性が低下し、このため、スケール残りによる表面肌荒れが生じて、ＥＴ時のノイズが上昇することとなる。

（ｃ）ショットブラスト設備のトラブルは、コイル状の素材表面に付着した余分な水分がショット玉同士を固着させ、この固着したショット玉がショットブラスト設備内を循環できないことから生じる。

（ｄ）コイル状の素材に予め潤滑剤を塗布して乾燥させた後、サプライスタンドに載荷すれば、水分混入に基づくショットブラスト設備内でのショット玉の固着発生を防止することができる。

（ｅ）ショットブラスト設備内でのショット玉の固着発生の防止がなされれば、ショットブラスト時の脱スケール性の低下を招くことがないのでＥＴ時のＳＮ比は大きく、深さで（５／１００）ｍｍという精度の高い疵保証が可能であり、しかも、ショットブラスト設備のトラブルを生じることもない。

（ｆ）在庫場等でコイル状の素材に予め潤滑剤を塗布して乾燥させておき、これをサプライスタンドに載荷すれば、サプライスタンドで巻き戻された素材の表面スリ疵の発生を防止できることはもちろんのこと、コイル状の素材を在庫場等からサプライスタンドまで輸送して載荷する際の所謂「ハンドリング疵」をも防止することができる。

本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記に示す表面性状に優れたコイルまたはバーの製造方法にある。

「鋼製のコイル状の素材をサプライスタンドに載荷して巻き戻した後、ショットブラストによる脱スケールを施してから伸線加工し、渦流探傷試験を行うコイルまたはバーの製造方法であって、鋼製のコイル状の素材に予め潤滑剤を塗布して乾燥させた後、サプライスタンドに載荷することを特徴とする表面性状に優れたコイルまたはバーの製造方法。」
なお、「鋼製のコイル状の素材」とは、熱間圧延で製造された線材やバーインコイルを指す。

本発明の製造方法によれば、サプライスタンドでの巻き戻しの際に発生するスリ疵を防止できることはもちろんのこと、微細なショットブラスト玉に水分が混入してショットブラスト設備内でショット玉の固着が発生することがないので、ショットブラスト時の脱スケール性の低下を招くことがなく、深さで（５／１００）ｍｍという精度の高い疵保証が可能であり、また、ショットブラスト設備のトラブルを生じることもないので高い生産性を確保することができる。さらに、本発明の製造方法によれば、コイル状の素材を在庫場等からサプライスタンドまで輸送して載荷する際の所謂「ハンドリング疵」をも防止することができる。

以下、本発明について図を参照しながら説明する。

図１および図２はそれぞれ、本発明のコイルおよびバーの製造工程を説明する図である。図において、１は鋼製のコイル状の素材を、１’は潤滑剤を塗布して乾燥させた鋼製のコイル状の素材を、２は潤滑剤の塗布・乾燥工程を、３はサプライスタンドを、４はショットブラスト工程を、５は伸線加工と渦流探傷試験の工程を、６は製造されたコイルを、そして７は製造されたバーを示す。

熱間圧延で製造された線材やバーインコイル、すなわち、鋼製のコイル状の素材１は、潤滑剤の塗布・乾燥工程２を経てサプライスタンド３に載荷され、巻き戻された後、ショットブラスト工程４で脱スケール処理され、次いで、伸線加工とＥＴの工程５において所定の寸法への加工と表面疵の検査を受けて、所望のコイル６（図１）またはバー７（図２）に仕上げられる。

上記において、コイル状の素材１に予め潤滑剤を塗布して乾燥させる前記の工程２は、例えば、在庫場等で実施すればよい。

そして、潤滑剤を乾燥させた後でコイル状の素材１’をサプライスタンド３に載荷すれば、水分混入に基づくショットブラスト工程４でのショット玉の固着発生が生じることがなく、このため、ショットブラスト時の脱スケール性の低下を招くことがないのでＥＴ時のＳＮ比は大きく、深さで（５／１００）ｍｍという精度の高い疵保証が可能で、しかも、ショットブラスト設備のトラブルを生じることもない。

さらに、コイル状の素材１’には乾燥した潤滑剤が塗布されているので、サプライスタンド３で巻き戻されても表面スリ疵の発生が防止される。また、熱間圧延で製造されたコイル状の素材１に対して潤滑剤の塗布・乾燥工程２を実施した場所（例えば、上述した在庫場等）から潤滑剤を乾燥させたコイル状の素材１’をサプライスタンド３まで輸送して載荷する際の所謂「ハンドリング疵」をも防止することができる。

上述のように、本発明は、コイル状の素材１を、潤滑剤の塗布・乾燥工程２を経てコイル状の素材１’とし、それをサプライスタンド３に載荷するところに特徴を有するものである。

したがって、本発明においてはコイル状の素材１、１’の鋼種については、特に規定する必要はない。

例えば、ＪＩＳＧ４０５１（２００５）に記載のＳ１０ＣやＳ２５Ｃなどの「機械構造用炭素鋼鋼材」、ＪＩＳＧ４０５３（２００３）に記載のＳＭｎ４２０、ＳＣｒ４２０やＳＣＭ４２０などの「機械構造用合金鋼鋼材」、さらには、ＪＩＳＧ４８０５（１９９９）に記載のＳＵＪ２やＳＵＪ４などの「高炭素クロム軸受鋼鋼材」などを用いることができる。

また、ＪＩＳＧ３５０２（２００４）に記載のＳＷＲＳ６２ＡやＳＷＲＳ８０Ｂなどの「ピアノ線材」、ＪＩＳＧ３５０６（２００４）に記載のＳＷＲＨ２７やＳＷＲＨ４７Ｂなどの「硬鋼線材」、さらには、ＪＩＳＧ４３０８（１９９８）に記載のＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０やＳＵＳ４１０などの「ステンレス鋼線材」などであってもよい。

潤滑剤の種類については、特に規定する必要はなく、通常使用されている潤滑剤を用いればよい。

上記潤滑剤を塗布するための量、時間や温度など潤滑剤の塗布条件についても、特に規定する必要はなく、サプライスタンドに載荷する際に乾燥されておればよい。

さらに、ショットブラスト条件についても、特に規定する必要はなく、例えば、上記したような鋼種の脱スケールに対して通常使用されているショットブラスト条件であればよい。

同様に、伸線加工条件についても、特に規定する必要はなく、例えば、上記したような鋼種を伸線加工する際に通常使用されている条件であればよい。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。

（実施例１）
ＪＩＳＧ４８０５（１９９９）に記載のＳＵＪ２を素材とする直径が１４ｍｍの圧延コイル（２トンコイル）を用いて、次の〈１〉〜〈３〉の条件で処理して、直径が１２．４ｍｍの製品コイルに加工し、ＥＴを実施して深さで（５／１００）ｍｍの疵検出時のＳＮ比を調査した。

また、製品コイルの全長にわたってＥＴ検出部を目視検査することによって、スリ疵の調査を実施した。

なお、各条件について、上記の２トンコイルを８コイルずつ用いた。

〈１〉素材コイルをサプライスタンドに載荷し、潤滑剤を塗布せずに、巻き戻し、ショットブラストによる脱スケール、伸線加工の各処理を行い、直径が１２．４ｍｍの製品コイルに加工、
〈２〉素材コイルをサプライスタンドに載荷し、潤滑剤を塗布して巻き戻した後、ショットブラストによる脱スケールを施してから伸線加工し、直径が１２．４ｍｍの製品コイルに加工、
〈３〉予め在庫場で素材コイルに潤滑剤を塗布して乾燥させた後、サプライスタンドに載荷し、巻き戻した後、ショットブラストによる脱スケールを施してから伸線加工し、直径が１２．４ｍｍの製品コイルに加工。

ここで、上記の〈２〉は、特許文献１に記載の方法に準じた製品コイルの製造方法であり、上記の〈３〉は本発明の方法による製品コイルの製造方法である。

なお、上記の〈２〉および〈３〉の方法において、潤滑剤には界面活性剤を主成分とした水溶性潤滑剤を用い、これを、室温で、素材コイル表面が濡れる程度に散布して素材コイルに塗布した。

また、上記の〈１〉〜〈３〉の方法におけるショットブラスト条件は、いずれも次のとおりとした。

・投射材の種類：鋼製スチールショット、
・投射材の直径：０．３〜０．５ｍｍ、
・投射材の硬さ：ロックウェルＣ硬さで４０〜５０、
・投射圧力：１２２５Ｐａ。

さらに、上記の〈１〉〜〈３〉の方法における伸線加工条件は、いずれも次のとおりとした。

・ダイス材質：超硬合金、
・ダイス角度：１４゜、
・ダイス個数：２個、
・伸線速度：６０ｍ／ｍｉｎ。

表１に、上記の調査結果を示す。

表１から、本発明で規定する条件で加工した〈３〉の条件の場合、スリ疵の総数は１９個と少なく表面性状に優れていることが明らかである。また、ＥＴによる深さで（５／１００）ｍｍの疵検出時のＳＮ比は１．４２であって、他の２条件に比べて大きく、精度の高い疵保証の可能なことが明らかである。さらに、ショットブラスト設備にトラブルを生じることもなかった。

これに対して、本発明で規定する条件から外れた〈１〉および〈２〉の条件の場合は、スリ疵の総数が多く表面性状に劣るか、または、ＥＴによる深さで（５／１００）ｍｍの疵検出時のＳＮ比が小さく、精度の高い疵保証ができないものである。また、ショットブラスト設備にトラブルを生じることもあった。

すなわち、素材コイルに潤滑剤を塗布せずに巻き戻して加工した〈１〉の条件の場合、ＥＴによる深さで（５／１００）ｍｍの疵検出時のＳＮ比は１．３３であって、〈２〉の条件に比べて大きいものの、スリ疵の総数は４５個と多く、本発明で規定する条件で加工した〈３〉の条件の場合に比べて表面性状に劣っている。

また、素材コイルをサプライスタンドに載荷し、潤滑剤を塗布して巻き戻した〈２〉の条件の場合、スリ疵の総数は２２個で上記〈１〉の条件に比べて少ないものの、塗布した潤滑剤が乾燥せず、素材表面が水分を含んだ状態のままで次のショットブラスト工程に移行するため、ＥＴによる深さで（５／１００）ｍｍの疵検出時のＳＮ比が１．１７と極めて小さく、精度の高い疵保証ができないものである。しかも、ショットブラスト設備にトラブルを生じた。

（実施例２）
ＪＩＳＧ４０５１（２００５）に記載のＳ２０Ｃを素材とする直径が１３．５ｍｍの圧延コイル（２トンコイル）を用いて、次の〈４〉〜〈６〉の条件で処理して、直径が１０．８ｍｍの製品コイルに加工し、ＥＴを実施して深さで（５／１００）ｍｍの疵検出時のＳＮ比を調査した。

なお、各条件について、上記の２トンコイルを１８コイルずつ用いた。

〈４〉素材コイルをサプライスタンドに載荷し、潤滑剤を塗布せずに、巻き戻し、ショットブラストによる脱スケール、伸線加工の各処理を行い、直径が１０．８ｍｍの製品コイルに加工、
〈５〉素材コイルをサプライスタンドに載荷し、潤滑剤を塗布して巻き戻した後、ショットブラストによる脱スケールを施してから伸線加工し、直径が１０．８ｍｍの製品コイルに加工、
〈６〉予め在庫場で素材コイルに潤滑剤を塗布して乾燥させた後、サプライスタンドに載荷し、巻き戻した後、ショットブラストによる脱スケールを施してから伸線加工し、直径が１０．８ｍｍの製品コイルに加工。

ここで、上記の〈５〉は、特許文献１に記載の方法に準じた製品コイルの製造方法であり、上記の〈６〉は本発明の方法による製品コイルの製造方法である。

なお、上記の〈５〉および〈６〉の方法において、潤滑剤には界面活性剤を主成分とした水溶性潤滑剤を用い、これを、室温で、素材コイル表面が濡れる程度に散布して素材コイルに塗布した。

また、上記の〈４〉〜〈６〉の方法におけるショットブラスト条件は、いずれも次のとおりとした。

さらに、上記の〈４〉〜〈６〉の方法における伸線加工条件は、いずれも次のとおりとした。

表２に、上記の調査結果を示す。

表２から、本発明で規定する条件で加工した〈６〉の条件の場合、スリ疵の総数は３７個と少なく表面性状に優れていることが明らかである。また、ＥＴによる深さで（５／１００）ｍｍの疵検出時のＳＮ比は１．６７であって、他の２条件に比べて大きく、精度の高い疵保証の可能なことが明らかである。さらに、ショットブラスト設備にトラブルを生じることもなかった。

これに対して、本発明で規定する条件から外れた〈４〉および〈５〉の条件の場合は、スリ疵の総数が多く表面性状に劣るか、または、ＥＴによる深さで（５／１００）ｍｍの疵検出時のＳＮ比が小さく、精度の高い疵保証ができないものである。また、ショットブラスト設備にトラブルを生じることもあった。

すなわち、素材コイルに潤滑剤を塗布せずに巻き戻して加工した〈４〉の条件の場合、ＥＴによる深さで（５／１００）ｍｍの疵検出時のＳＮ比は１．５４であって、〈５〉の条件に比べて大きいものの、スリ疵の総数は７８個と多く、本発明で規定する条件で加工した〈６〉の条件の場合に比べて表面性状に劣っている。

また、素材コイルをサプライスタンドに載荷し、潤滑剤を塗布して巻き戻した〈５〉の条件の場合、スリ疵の総数は４３個で上記〈４〉の条件に比べて少ないものの、塗布した潤滑剤が乾燥せず、素材表面が水分を含んだ状態のままで次のショットブラスト工程に移行するため、ＥＴによる深さで（５／１００）ｍｍの疵検出時のＳＮ比が１．２５と極めて小さく、精度の高い疵保証ができないものである。しかも、ショットブラスト設備にトラブルを生じた。

以上、（実施例１）および（実施例２）では、コイル状の製品を製造する方法で試験したが、本発明の製造方法はバー状の製品を製造する方法にも有効である。

本発明のコイル製造方法を説明する図である。本発明のバー製造方法を説明する図である。

符号の説明

１：鋼製のコイル状の素材、
１’：潤滑剤を塗布して乾燥させた鋼製のコイル状の素材、
２：潤滑剤の塗布・乾燥工程、
３：サプライスタンド、
４：ショットブラスト工程、
５：伸線加工と渦流探傷試験の工程、
６：製造されたコイル、
７：製造されたバー。

Claims

鋼製のコイル状の素材をサプライスタンドに載荷して巻き戻した後、ショットブラストによる脱スケールを施してから伸線加工し、渦流探傷試験を行うコイルまたはバーの製造方法であって、鋼製のコイル状の素材に予め潤滑剤を塗布して乾燥させた後、サプライスタンドに載荷することを特徴とする表面性状に優れたコイルまたはバーの製造方法。