JP2010269360A - Method of manufacturing steel wire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼線の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a steel wire.
鋼線や銅線の製造方法に関しては、下記の技術が開示されている。 The following technique is disclosed regarding the manufacturing method of a steel wire or a copper wire.
特許文献1には、「伸線、圧延等により鋼線に付着した圧延油、潤滑剤等の異物を流動床等の加熱炉により400〜600℃の温度に加熱し焼却した後、焼入れ焼戻し処理により最終製品とする、鋼線の表面清浄化熱処理方法」に関する技術が開示されている。
特許文献2には、「少なくとも、溶体化処理工程、冷間加工工程、時効熱処理工程を有する析出強化型銅合金トロリ線の製造方法において、該冷間加工工程において最後に用いる潤滑剤が、140〜700℃で分解する有機成分のみからなる固体潤滑剤であることを特徴とする、析出強化型銅合金トロリ線の製造方法。」に関する技術が開示されている。
図1は、従来の鋼線コイルの製造方法の一例を示すフロー図であり、図2は、酸洗工程を示す図、図3は、連続焼鈍工程を示す図である。 FIG. 1 is a flowchart showing an example of a conventional method of manufacturing a steel wire coil, FIG. 2 is a diagram showing a pickling process, and FIG. 3 is a diagram showing a continuous annealing process.
図1に示すように、高炭素クロム軸受鋼または冷間鍛造に用いられる鋼線製品は、熱間圧延された後の線材に焼鈍を施し、酸洗またはショットブラストにて酸化スケールを除去した後に、中間伸線を行い、中間伸線で付着した潤滑剤を酸洗で除去し、さらに中間伸線で加工硬化した中間段階の鋼線を再度軟化焼鈍し、続いて酸洗と潤滑被膜処理を施した後に、仕上伸線により客先仕様を満足する寸法精度および硬さに調整して、製造されることが多い。 As shown in FIG. 1, high-carbon chromium bearing steel or steel wire products used for cold forging are obtained by annealing the hot-rolled wire rod and removing the oxide scale by pickling or shot blasting. Then, intermediate wire drawing is performed, the lubricant adhering to the intermediate wire drawing is removed by pickling, and the intermediate stage steel wire that has been work hardened by intermediate wire drawing is softened and annealed again, followed by pickling and lubrication coating treatment. After being applied, it is often manufactured by adjusting the dimensional accuracy and hardness to satisfy customer specifications by finish drawing.
図1に示す鋼線の製造方法では、伸線および焼鈍を各々2回行う必要があるのに加え、酸洗も3回行なわれることになるので、工程が複雑で製造コストが上昇するという問題点を有している。 In the method of manufacturing a steel wire shown in FIG. 1, in addition to the need to perform wire drawing and annealing twice each, pickling is also performed three times, so that the process is complicated and the manufacturing cost increases. Has a point.
いずれの酸洗においても、例えば、図2に示すように、鋼線コイル1がCフック3に吊された状態で、酸洗槽4に浸漬することにより、酸洗処理が行われる。酸洗処理後は、例えば、図3に示すように、鋼線コイル1を縦置き(コイルの中心軸がほぼ鉛直となるような置き方。以下、同じ。)した状態で、連続方式の焼鈍炉2(バッチ式焼鈍炉を用いる場合もある。)に装入し、予備加熱室にて予備加熱の後、焼鈍室にて焼鈍が行なわれる。このとき、焼鈍室における焼鈍は、鋼線表面の脱炭層または浸炭層の生成を抑制するために、焼鈍炉雰囲気中のCO量とCO2量との比を制御しながら行われている。
In any pickling, for example, as shown in FIG. 2, the pickling process is performed by immersing the
ここで、中間伸線では、ダイスの直前で金属石けんと消石灰等を主成分とする潤滑剤を塗布しながら伸線を行っており、中間伸線後の鋼線コイル1の表面には上記の潤滑剤が付着、残存する。鋼線コイル1をそのまま焼鈍しようとすると(即ち、図1中の(a)のルート)、潤滑剤中の金属石けんが燃焼してCO2等の炭素含有ガスが発生するため、焼鈍室の雰囲気中のCO量とCO2量との比の制御が困難となる。また、鋼線表面に残存する潤滑剤が過剰な場合には、リング間の摩擦係数が小さくなり、焼鈍時にコイルの荷崩れが発生しやすくなる。これに対しては、インナーステムを使用して荷崩れを抑制する方法も考えられるが、作業性が悪化し、ステム自体の製作・管理など、製造コストを上昇させる。
Here, in the intermediate wire drawing, wire drawing is performed while applying a lubricant mainly composed of metal soap and slaked lime immediately before the die, and the surface of the
この問題を回避するためには、図1中の(b)のルートに沿って、鋼線コイルの焼鈍前に鋼線表面に付着している潤滑剤を酸洗して除去する必要がある。しかしながら、この方法では、酸洗後の鋼線のメタル表面が露出する。このため、図3に示すように、酸洗後の鋼線コイル1を縦置きで連続焼鈍炉2に装入した場合には、自重により鋼線間で圧着するという問題がある。したがって、焼鈍中の鋼線の圧着を防止するために、中間伸線後の鋼線は酸洗後、さらに表面に消石灰を塗布した後(即ち、図1中の(c)のルート)、焼鈍を行う必要があった。
In order to avoid this problem, it is necessary to pickle and remove the lubricant adhering to the steel wire surface before annealing the steel wire coil along the route (b) in FIG. However, in this method, the metal surface of the steel wire after pickling is exposed. For this reason, as shown in FIG. 3, when the
なお、上記の酸洗工程では潤滑剤に含まれる石けんカスなどが発生し、廃酸処理などにコストを要する。また、酸の使用は、作業環境の管理負荷が高いため、省略できれば製造コストを低減できるというメリットもある。 In the above pickling process, soap debris contained in the lubricant is generated, and costs are required for waste acid treatment and the like. Moreover, since the use of an acid has a high management load in the work environment, there is an advantage that the manufacturing cost can be reduced if it can be omitted.
特許文献1には、具体的に、どのような潤滑剤を用いたのかが開示されていない。また、この技術は、ばね用オイルテンパー鋼線の最終製品に必要な寸法・形状にした後の最終の鋼線を、鋼線コイルの状態のまま加熱するのではなく、鋼線を連続的に走行させながら予備加熱し、焼入れ焼戻しするものであり、コイル状態の鋼線を熱処理するものではない。この技術を中間伸線後の鋼線コイルに適用しても、縦置きの状態で焼鈍した鋼線コイルの鋼線間では圧着が発生する可能性がある。
特許文献2の技術は、鋼線ではなく、銅合金のトロリ線を350〜550℃で時効熱処理する際に同時に固体潤滑剤を分解させるものである。銅合金の350〜550℃の時効熱処理とは異なり、鋼線の600〜800℃での焼鈍では、脱炭または浸炭という現象が起こるため、固体潤滑剤が付着した鋼線をそのまま軟化焼鈍炉に装入することはできない。
The technique of
本発明は、このような課題を解決するものであり、中間伸線後から軟化焼鈍までの間に、実施されていた伸線用潤滑剤を除去するための酸洗、および、鋼線間の圧着を防止するための消石灰塗布を省略可能とし、かつ鋼線コイルの荷崩れが生じにくい鋼線の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, and is performed between the steel wires and the pickling for removing the wire drawing lubricant that has been performed between the intermediate wire drawing and the soft annealing. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a steel wire that can omit the application of slaked lime to prevent crimping and is less likely to cause collapse of the steel wire coil.
本発明者らは、上記の課題を解決するべく、焼鈍炉内の雰囲気を安定させるためには、伸線用潤滑剤として800℃以下の温度域で炭素含有ガスを発生させる物質を、酸洗以外の方法により除去できる潤滑剤を用いて伸線することを基本方針として、鋭意研究を行った。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention, in order to stabilize the atmosphere in the annealing furnace, pickle a substance that generates a carbon-containing gas in a temperature range of 800 ° C. or less as a wire drawing lubricant. Based on the basic policy of drawing using a lubricant that can be removed by other methods, we conducted intensive research.
既に述べたように、伸線用潤滑剤を完全に除去すると鋼線コイルのリング間で圧着が生じる一方で、伸線用潤滑剤の残存量が過剰な場合には焼鈍時の荷崩れが生じる。このため、伸線用潤滑剤の選定に当たっては、伸線時には十分な潤滑性を有しているが、焼鈍時には、鋼線コイルのリング間の圧着を防止するべく、薄膜の状態で鋼線コイル表面に残存し、かつ、荷崩れを防止するべく、潤滑作用が消失している材料であることが必要である。 As described above, when the wire drawing lubricant is completely removed, crimping occurs between the rings of the steel wire coil, but when the remaining amount of the wire drawing lubricant is excessive, load collapse occurs during annealing. . For this reason, when selecting a wire drawing lubricant, it has sufficient lubricity during wire drawing, but during annealing, the steel wire coil is in a thin film state to prevent crimping between the rings of the steel wire coil. It is necessary for the material to remain on the surface and to lose its lubricating action in order to prevent collapse of the load.
本発明者らは、伸線用潤滑剤として、(1)伸線温度では安定して高い潤滑性を維持するが、(2)予備加熱工程(焼鈍の前工程)では大部分が熱分解し、(3)焼鈍開始時には微量の潤滑剤が鋼線表面に残存するが、焼鈍中には炭素含有ガスをほとんど発生させないものを用いるとともに、(4)このような潤滑剤に適した予備加熱条件を採用することとした。 As the wire drawing lubricant, the present inventors (1) stably maintain high lubricity at the wire drawing temperature, but (2) most of the wire is thermally decomposed in the preheating step (pre-annealing step). (3) At the start of annealing, a small amount of lubricant remains on the surface of the steel wire, but during annealing, a material that hardly generates carbon-containing gas is used. (4) Preheating conditions suitable for such a lubricant It was decided to adopt.
本発明者らは、伸線温度、予備加熱温度および焼鈍温度における潤滑剤の熱分解性能を更に調査すべく、下記(A)式から求められる潤滑剤の質量減少率に着目して、更なる検討を行った結果、従来用いられた潤滑剤(共栄社化学/コーシンS550)では、200℃における質量減少率は1%と良好であるものの、400℃における質量減少率が20%程度であり、焼鈍温度の600℃における質量減少率も31%程度と低い。その結果、焼鈍炉内で炭素含有ガスを多量に発生させることが予想される。 In order to further investigate the thermal decomposition performance of the lubricant at the wire drawing temperature, the preheating temperature, and the annealing temperature, the inventors focused on the mass reduction rate of the lubricant obtained from the following formula (A), and further As a result of the investigation, the conventionally used lubricant (Kyoeisha Chemical Co., Ltd./Koshin S550) has a good mass reduction rate of 1% at 200 ° C., but the mass reduction rate at 400 ° C. is about 20% and is annealed. The mass reduction rate at 600 ° C. is also as low as about 31%. As a result, it is expected that a large amount of carbon-containing gas is generated in the annealing furnace.
なお、質量減少率Rm(%)は、熱重量測定装置(TGA)を用い、大気中で室温から温度T℃まで昇温速度10℃/minで加熱したときの質量変化に基づいて、下記の(A)式から求めることができる。
Rm=(M0−MT)/M0×100(%) (A)
但し、(A)式中の各記号の意味は下記の通りである。
MT:温度Tにおける質量(mg)
M0:加熱前(室温)における質量(mg)
The mass reduction rate R m (%) is the following based on the change in mass when heated at a heating rate of 10 ° C./min from room temperature to T ° C. in the atmosphere using a thermogravimetric measuring device (TGA). (A).
R m = (M 0 −M T ) / M 0 × 100 (%) (A)
However, the meaning of each symbol in the formula (A) is as follows.
M T : mass at temperature T (mg)
M 0 : mass (mg) before heating (room temperature)
本発明者らは、市販されている様々な潤滑剤を200℃、400℃および600℃における質量減少率の観点から整理し、鋼線コイルの製造に適した伸線用潤滑剤を見出し、本発明を完成した。 The present inventors arranged various lubricants on the market from the viewpoint of mass reduction rate at 200 ° C., 400 ° C. and 600 ° C., and found a lubricant for wire drawing suitable for the production of steel wire coils. Completed the invention.
本発明は「大気中で昇温速度10℃/minで加熱した場合の質量減少率が400℃で75%以上、600℃で97%以下である潤滑剤を使用して伸線して鋼線を得る工程と、この鋼線を巻き取って得た鋼線コイルを縦置きの状態で連続式焼鈍炉に装入し、400〜600℃の温度域での酸化性雰囲気における予備加熱、続いて600〜800℃の温度域での焼鈍を行う工程を含むことを特徴とする鋼線の製造方法。」を要旨とする。 The present invention is “a steel wire drawn using a lubricant having a mass reduction rate of 75% or more at 400 ° C. and 97% or less at 600 ° C. when heated at a heating rate of 10 ° C./min in the atmosphere. And a steel wire coil obtained by winding up the steel wire is charged into a continuous annealing furnace in a vertically placed state, followed by preheating in an oxidizing atmosphere in a temperature range of 400 to 600 ° C. The gist of the method is a method of manufacturing a steel wire, which includes a step of annealing in a temperature range of 600 to 800 ° C. ”.
本発明によれば、伸線時には十分な潤滑性能を発揮し、焼鈍時には炭素含有ガスの発生を防止し、かつ、鋼線コイルの圧着も荷崩れも発生させない。また、従来、伸線工程と焼鈍工程との間に行っていた酸洗工程および消石灰塗布工程を省略できるので、製造コストの大幅な低減が可能となる。特に、取扱に相当な注意を要する酸洗工程を省略できることから、作業環境の大幅な改善が可能となる。 According to the present invention, sufficient lubrication performance is exhibited at the time of wire drawing, generation of carbon-containing gas is prevented at the time of annealing, and neither crimping nor collapse of the steel wire coil occurs. Moreover, since the pickling process and the slaked lime application process which were conventionally performed between the wire drawing process and the annealing process can be omitted, the manufacturing cost can be greatly reduced. In particular, since the pickling process that requires considerable care in handling can be omitted, the working environment can be greatly improved.
本発明に係る鋼線コイルの製造方法は、潤滑剤を使用して伸線して鋼線を得る工程と、この鋼線を巻き取って得た鋼線コイルを縦置きの状態で連続式焼鈍炉に装入し、400〜600℃の温度域での予備加熱室での予備加熱、続いて600〜800℃の温度域での焼鈍室での焼鈍を行う工程を含むものである。 The method of manufacturing a steel wire coil according to the present invention includes a step of drawing a steel wire by using a lubricant, and a continuous annealing of the steel wire coil obtained by winding the steel wire in a vertically placed state. It includes a step of charging in a furnace and performing preheating in a preheating chamber in a temperature range of 400 to 600 ° C., followed by annealing in an annealing chamber in a temperature range of 600 to 800 ° C.
図4は、本発明に係る鋼線コイルの製造方法を例示したフロー図である。図4に示すように、本発明に係る鋼線コイルの製造方法においては、例えば、熱間圧延された後の線材に焼鈍を施し(この焼鈍は省略する場合がある。)、酸洗またはショットブラストにて酸化スケールを除去した後に、中間伸線を行い、鋼線コイルの予備加熱をした後、中間伸線で加工硬化した中間段階の鋼線を再度、軟化焼鈍し、その後、酸洗と潤滑被膜処理を施し、仕上伸線により客先仕様を満足する寸法精度および硬さに調整する。 FIG. 4 is a flow diagram illustrating a method for manufacturing a steel wire coil according to the present invention. As shown in FIG. 4, in the method for manufacturing a steel wire coil according to the present invention, for example, the wire material after hot rolling is annealed (this annealing may be omitted), and pickling or shot. After removing the oxide scale by blasting, intermediate wire drawing is performed, the steel wire coil is preheated, the intermediate stage steel wire work hardened by intermediate wire drawing is softened and annealed again, and then pickling Lubricant coating is applied and finish drawing is adjusted to dimensional accuracy and hardness that satisfy customer specifications.
上記の中間伸線後の焼鈍において前述の問題が生じるので、以下の説明では、主として、中間伸線とその後の焼鈍について述べるが、伸線後に焼鈍が行われる工程であれば、本発明に係る鋼線コイルの製造方法を適用可能である。また、予備加熱および軟化焼鈍は、例えば、図3に示す焼鈍炉を用いて、連続的に実施することができるが、この場合、予備加熱室と焼鈍室との間には扉、パージ室および扉が設けられており、それぞれの分室で雰囲気が独立しているものを使用するのが好ましい。 Since the above-mentioned problems occur in the annealing after the intermediate wire drawing, the following description will mainly describe the intermediate wire drawing and the subsequent annealing. However, the present invention is applicable to any process in which annealing is performed after the wire drawing. The manufacturing method of a steel wire coil is applicable. Further, preheating and softening annealing can be carried out continuously using, for example, an annealing furnace shown in FIG. 3. In this case, a door, a purge chamber, and a purge chamber are provided between the preheating chamber and the annealing chamber. It is preferable to use a door provided with an independent atmosphere in each compartment.
予備加熱の雰囲気は、伸線用潤滑剤を熱分解させるために酸化性雰囲気とする必要があるが、ガス量を制御する必要がないことから大気雰囲気が望ましい。 The preheating atmosphere needs to be an oxidizing atmosphere in order to thermally decompose the wire drawing lubricant, but an air atmosphere is desirable because there is no need to control the amount of gas.
予備加熱は、400〜600℃の温度域で行う。予備加熱温度が400℃未満では、伸線用潤滑剤を十分に熱分解することができず、続く焼鈍において炭素含有ガスを多量に発生して焼鈍室の雰囲気中のCO量とCO2量との比の制御を困難にする。一方、予備加熱温度が600℃を超えると、伸線用潤滑剤の熱分解が進みすぎて鋼線表面の潤滑剤の残存量が少なくなり、続く焼鈍時に鋼線コイルのリング間で圧着が発生する。また、予備加熱温度が600℃を超えると予備加熱の酸化性雰囲気により、鋼線表面に脱炭層が生成するおそれがある。従って、予備加熱は、400〜600℃の温度域で行うこととした。 Preheating is performed in a temperature range of 400 to 600 ° C. When the preheating temperature is less than 400 ° C., the wire drawing lubricant cannot be sufficiently pyrolyzed, and in the subsequent annealing, a large amount of carbon-containing gas is generated, and the amount of CO and CO 2 in the atmosphere of the annealing chamber Makes the control of the ratio difficult. On the other hand, if the preheating temperature exceeds 600 ° C., the thermal decomposition of the wire drawing lubricant proceeds too much, and the residual amount of lubricant on the surface of the steel wire decreases, and crimping occurs between the rings of the steel wire coil during subsequent annealing. To do. Further, if the preheating temperature exceeds 600 ° C., a decarburized layer may be generated on the surface of the steel wire due to the preheating oxidizing atmosphere. Accordingly, the preheating is performed in the temperature range of 400 to 600 ° C.
予備加熱の時間には、特に制約はないが、3〜30分で行うのが好ましい。3分未満では、コイルが十分に昇温しない。一方、30分を超えると、最高温度(600℃)では脱炭する場合がある。 The preheating time is not particularly limited, but it is preferably 3 to 30 minutes. If it is less than 3 minutes, the temperature of the coil will not increase sufficiently. On the other hand, if it exceeds 30 minutes, decarburization may occur at the maximum temperature (600 ° C.).
焼鈍は、600〜800℃の温度域で行う。600℃未満では、鋼線を十分に軟化できない。一方、焼鈍温度が高くなりすぎると燃料費のみ高くなり、800℃を超えても特段の効果はないため、焼鈍は、600〜800℃の温度域で行うこととした。 Annealing is performed in a temperature range of 600 to 800 ° C. If it is less than 600 degreeC, a steel wire cannot fully be softened. On the other hand, if the annealing temperature becomes too high, only the fuel cost becomes high, and even if it exceeds 800 ° C., there is no particular effect. Therefore, the annealing is performed in the temperature range of 600 to 800 ° C.
焼鈍時間には、特に制約はないが、600〜1800分で行うのが好ましい。600分未満では、鋼線を十分軟化することができない場合があり、焼鈍時間が長くなりすぎると燃料費のみ高くなる。 Although there is no restriction | limiting in particular in annealing time, It is preferable to carry out in 600-1800 minutes. If it is less than 600 minutes, the steel wire may not be sufficiently softened. If the annealing time is too long, only the fuel cost is increased.
伸線用潤滑剤は、熱重量測定装置(TGA)を用い、大気中で室温から温度T℃まで昇温速度10℃/minで加熱した場合の質量減少率、即ち、下記(A)式から求められる質量減少率Rm(%)が400℃で75%以上、600℃で97%以下であることが必要である。
Rm=(M0−MT)/M0×100(%) (A)
但し、(A)式中の各記号の意味は下記の通りである。
MT:温度Tにおける質量(mg)
M0:加熱前(室温)における質量(mg)
The wire drawing lubricant is a mass reduction rate when heated at a heating rate of 10 ° C./min from room temperature to T ° C. in the atmosphere using a thermogravimetric measuring device (TGA), that is, from the following formula (A). The required mass reduction rate R m (%) is required to be 75% or more at 400 ° C. and 97% or less at 600 ° C.
R m = (M 0 −M T ) / M 0 × 100 (%) (A)
However, the meaning of each symbol in the formula (A) is as follows.
M T : mass at temperature T (mg)
M 0 : mass (mg) before heating (room temperature)
200℃における質量減少率は10%以下がよい。10%を超えると伸線時の摩擦熱によって潤滑効果が低下し、ダイスとの焼付きが生じやすく、また、潤滑剤の消費量が多くなるためである。 The mass reduction rate at 200 ° C. is preferably 10% or less. If it exceeds 10%, the lubricating effect is reduced by frictional heat during wire drawing, seizure with the die is likely to occur, and the amount of lubricant consumed increases.
ここで、伸線用潤滑剤の400℃における質量減少率が75%未満の場合、予備加熱工程における潤滑剤の残存量が過剰であり、続く焼鈍工程において炭素含有ガスが多量に発生して、焼鈍雰囲気を乱してしまう。従って、400℃における質量減少率が75%以上の伸線用潤滑剤を用いて、400〜600℃の温度域での予備加熱を実施することにより、潤滑剤の大部分を除去することができるので、続く焼鈍室の雰囲気中のCO量とCO2量との比の制御に支障を来たさない。 Here, when the mass reduction rate at 400 ° C. of the wire drawing lubricant is less than 75%, the residual amount of the lubricant in the preheating step is excessive, and a large amount of carbon-containing gas is generated in the subsequent annealing step, It will disturb the annealing atmosphere. Therefore, most of the lubricant can be removed by performing preheating in a temperature range of 400 to 600 ° C. using a wire drawing lubricant having a mass reduction rate of 75% or more at 400 ° C. Therefore, the control of the ratio between the CO amount and the CO 2 amount in the atmosphere of the subsequent annealing chamber is not hindered.
伸線用潤滑剤の600℃における質量減少率が97%を超える場合には、焼鈍開始時の鋼線表面の潤滑剤の残存量が少なくなり、続く焼鈍工程において鋼線コイルのリング間で圧着が発生する。従って、伸線用潤滑剤は、加熱による質量減少率が400℃で75%以上、600℃で97%以下であるものを使用することとした。 When the mass reduction rate at 600 ° C. of the wire drawing lubricant exceeds 97%, the amount of lubricant remaining on the surface of the steel wire at the start of annealing decreases, and crimping is performed between the rings of the steel wire coil in the subsequent annealing process. Occurs. Accordingly, as the wire drawing lubricant, one having a mass reduction rate by heating of 75% or more at 400 ° C. and 97% or less at 600 ° C. is used.
本発明の効果を確認するべく、本発明例の潤滑剤としてワックス系潤滑剤(共栄社化学/コーシンU−100)と、比較例の潤滑剤として石けん+消石灰混合潤滑剤(共栄社化学/コーシンS550)とを用意した。本発明例の潤滑剤の大気中での加熱(昇温速度:10℃/min)による質量減少率は、200℃で2%、400℃で80%、600℃で96%である。一方、比較例の潤滑剤の大気中での加熱(昇温速度:10℃/min)による質量減少率は、200℃で1%、400℃で20%、600℃で31%である。 In order to confirm the effect of the present invention, a wax-based lubricant (Kyoeisha Chemical Co., Ltd./Kashin U-100) as a lubricant of the present invention example, and a soap + slaked lime mixed lubricant (Kyoeisha Chemical Co., Ltd./Kousin S550) as a lubricant of a comparative example. And prepared. The mass reduction rate due to heating of the lubricant of the present invention in the atmosphere (temperature increase rate: 10 ° C./min) is 2% at 200 ° C., 80% at 400 ° C., and 96% at 600 ° C. On the other hand, the mass reduction rate due to heating of the lubricant of the comparative example in the atmosphere (temperature increase rate: 10 ° C./min) is 1% at 200 ° C., 20% at 400 ° C., and 31% at 600 ° C.
続いて、17.0mmφのSCr435Hの線材コイルについて上記のワックス系潤滑剤(共栄社化学/コーシンU−100)を用いて伸線を施し、14.2mmφの鋼線コイルを複数製造し、本発明例1の鋼線コイルとした。 Subsequently, the 17.0 mmφ SCr435H wire coil was drawn using the above wax-based lubricant (Kyoeisha Chemical Co., Ltd./Kashin U-100) to produce a plurality of 14.2 mmφ steel wire coils. 1 steel wire coil.
同じく17.0mmφのSCr435Hの線材コイルについて上記の石けん+消石灰混合潤滑剤(共栄社化学/コーシンS550)を用いて伸線を施し、14.2mmφの鋼線コイルを複数製造し、比較例に係る鋼線コイルとした。比較例に係る鋼線コイルの内の一部は、11質量%の硫酸に5分間浸漬した後、続く焼鈍中の鋼線間の圧着防止のため消石灰を塗布し、比較例1(酸洗あり)の鋼線コイルとした。比較例に係る鋼線コイルの残部は、比較例2(酸洗なし)の鋼線コイルとした。 Similarly, a wire coil of 17.0 mmφ SCr435H was drawn using the above-mentioned soap + slaked lime mixed lubricant (Kyoeisha Chemical Co., Ltd./Koshin S550) to produce a plurality of 14.2 mmφ steel wire coils. A wire coil was used. A part of the steel wire coil according to the comparative example was immersed in 11% by mass of sulfuric acid for 5 minutes, and then applied with slaked lime to prevent crimping between the steel wires during the subsequent annealing, and Comparative Example 1 (with pickling) ) Steel wire coil. The balance of the steel wire coil according to the comparative example was the steel wire coil of Comparative Example 2 (without pickling).
まず、比較例1(酸洗あり)の鋼線コイルを連続焼鈍炉に連続的に装入した後、続いて比較例2(酸洗なし)の鋼線コイルを連続焼鈍炉に連続的に装入し、予備加熱室での予備加熱及び焼鈍室での焼鈍を行った。次に、上記の比較例1(酸洗あり)の鋼線コイルを連続焼鈍炉に連続的に装入した後、続いて本発明例1の鋼線コイルを連続焼鈍炉に連続的に装入し、同様に予備加熱室での予備加熱及び焼鈍室での焼鈍を行った。これらの結果を図5および図6に示す。 First, the steel wire coil of Comparative Example 1 (with pickling) was continuously charged into a continuous annealing furnace, and then the steel wire coil of Comparative Example 2 (without pickling) was continuously loaded into a continuous annealing furnace. Then, preheating in the preheating chamber and annealing in the annealing chamber were performed. Next, the steel wire coil of Comparative Example 1 (with pickling) was continuously charged into a continuous annealing furnace, and then the steel wire coil of Invention Example 1 was continuously charged into a continuous annealing furnace. In the same manner, preheating in the preheating chamber and annealing in the annealing chamber were performed. These results are shown in FIG. 5 and FIG.
それぞれ予備加熱は、550℃で10分、焼鈍は、760℃(最高温度)で720分行った。 Preheating was performed at 550 ° C. for 10 minutes, and annealing was performed at 760 ° C. (maximum temperature) for 720 minutes.
図5および図6には、それぞれの連続焼鈍炉の焼鈍室内のCO2濃度を測定した結果を示す。これらの図では、焼鈍室の入側部分を4つのゾーン(各ゾーンには3つの鋼線コイルが入る)に分け、焼鈍室の入側からZ1、Z2、Z3およびZ4として、各ゾーンにおけるCO2濃度の測定値を示している。また、各グラフの測定値は波をうったように上下変動しながら推移しているが、これは予備加熱室と焼鈍室との間に設けられた扉の開閉により鋼線コイルが予備加熱室より焼鈍室に移動装入された時のCO2濃度の変動である。すなわち、一つの鋼線コイルが焼鈍室内に移動した場合のCO2濃度の変動が、一つの波に相当する。 5 and 6 show the results of measuring the CO 2 concentration in the annealing chamber of each continuous annealing furnace. In these figures, the inlet side portion of the annealing chamber is divided into four zones (each zone contains three steel wire coils), and Z1, Z2, Z3 and Z4 from the inlet side of the annealing chamber are designated as CO in each zone. Two concentration measurements are shown. In addition, the measured values of each graph change while moving up and down like a wave. This is because the steel wire coil is moved by the opening and closing of the door provided between the preheating chamber and the annealing chamber. It is the fluctuation of the CO 2 concentration when it is moved into the annealing chamber. That is, the fluctuation of the CO 2 concentration when one steel wire coil moves into the annealing chamber corresponds to one wave.
図5に示すように、酸洗ありの比較例1を焼鈍炉に装入しても、焼鈍炉の焼鈍室内のCO2濃度はほとんど変化しないが、酸洗を実施しない比較例2を焼鈍炉に装入すると、焼鈍炉の焼鈍室内のCO2濃度が急激に上昇していき、炉内雰囲気のコントロールが難しくなることが分かる。一方、図6に示すように、本発明例1では、焼鈍炉の焼鈍室内のCO2濃度はほとんど変化しなかった。 As shown in FIG. 5, even when Comparative Example 1 with pickling is charged into an annealing furnace, the CO 2 concentration in the annealing chamber of the annealing furnace is hardly changed, but Comparative Example 2 without pickling is used as an annealing furnace. It is understood that the CO 2 concentration in the annealing chamber of the annealing furnace rises rapidly and the control of the furnace atmosphere becomes difficult. On the other hand, as shown in FIG. 6, in Example 1 of the present invention, the CO 2 concentration in the annealing chamber of the annealing furnace hardly changed.
続いて、焼鈍炉内での荷崩れ防止性能を確認するため、焼鈍後の本発明例1ならびに比較例1および2について、バウデン試験機で、摺動回数:5回、荷重:3kgf、摺動長さ:2mm、鋼球サイズ:2φの条件で、摩擦係数を測定した。その結果、それぞれの摩擦係数μは、本発明例1は0.38、比較例1(酸洗あり)は0.30、比較例2(酸洗なし)は0.20であった。比較例1は、酸洗後に鋼線間の圧着防止のために塗布した消石灰により摩擦係数は低く、比較例2は焼鈍後も潤滑剤が多量に残存していたため摩擦係数は最も低かった。これに対し、本発明例1は予備加熱により潤滑剤が熱分解してしまっており焼鈍後には潤滑剤がほんのわずかしか残っていないため、摩擦係数は最も高かった。従って、本発明によると、鋼線コイルの荷崩れ防止効果にも優れる。 Subsequently, in order to confirm the load collapse prevention performance in the annealing furnace, the invention example 1 and the comparative examples 1 and 2 after the annealing were slid 5 times, the load: 3 kgf, the sliding with the Bowden test machine. The friction coefficient was measured under the conditions of length: 2 mm and steel ball size: 2φ. As a result, the respective friction coefficients μ were 0.38 for Invention Example 1, 0.30 for Comparative Example 1 (with pickling), and 0.20 for Comparative Example 2 (without pickling). Comparative Example 1 had a low coefficient of friction due to slaked lime applied to prevent crimping between steel wires after pickling, and Comparative Example 2 had the lowest coefficient of friction because a large amount of lubricant remained after annealing. On the other hand, in Example 1 of the present invention, the lubricant was thermally decomposed by preheating, and only a small amount of the lubricant remained after annealing, so that the friction coefficient was the highest. Therefore, according to this invention, it is excellent also in the load collapse prevention effect of a steel wire coil.
次に、上記本発明例1および比較例1について、焼鈍後の各コイルにおける下部30巻に圧着が無いかを目視観察により確認した。また、比較例1においてを酸洗後の消石灰の塗布を省略したものを比較例3の鋼線コイルとして作成し、前述の連続焼鈍炉で本発明例1および比較例1と同様に焼鈍し、焼鈍後のコイルの下部30巻に圧着が無いかを目視観察により確認した。その結果、比較例3では、75%のコイルで圧着が確認されたが、本発明例および比較例1では、全てのコイルで圧着が確認されなかった。従って、本発明によれば、従来酸洗によって伸線用潤滑剤を除去した場合に施す必要があった消石灰を施さずとも優れた圧着防止性能が得られることも確認された。 Next, with respect to the invention example 1 and the comparative example 1, it was confirmed by visual observation whether or not the lower 30 turns in each coil after annealing were crimped. Further, in Comparative Example 1, the application of slaked lime after pickling was omitted as a steel wire coil of Comparative Example 3, and annealed in the same manner as Invention Example 1 and Comparative Example 1 in the above-described continuous annealing furnace, It was confirmed by visual observation whether or not the lower 30 turns of the coil after annealing were crimped. As a result, in Comparative Example 3, crimping was confirmed with 75% of the coils, but in the inventive example and Comparative Example 1, crimping was not confirmed in all the coils. Therefore, according to the present invention, it was also confirmed that excellent anti-crimping performance can be obtained without applying slaked lime that had to be applied when the drawing lubricant was removed by pickling.
本発明によれば、伸線時には十分な潤滑性能を発揮し、焼鈍時には炭素含有ガスの発生を防止し、かつ、鋼線コイルの圧着も荷崩れも発生させない。また、従来、伸線工程と焼鈍工程との間に行っていた酸洗工程および消石灰塗布工程を省略できるので、製造コストの大幅な低減が可能となる。特に、取扱に相当な注意を要する酸洗工程を省略できることから、作業環境の大幅な改善が可能となる。 According to the present invention, sufficient lubrication performance is exhibited at the time of wire drawing, generation of carbon-containing gas is prevented at the time of annealing, and neither crimping nor collapse of the steel wire coil occurs. Moreover, since the pickling process and the slaked lime application process which were conventionally performed between the wire drawing process and the annealing process can be omitted, the manufacturing cost can be greatly reduced. In particular, since the pickling process that requires considerable care in handling can be omitted, the working environment can be greatly improved.
1.鋼線コイル
2.焼鈍炉
3.Cフック
4.酸洗槽
1. 1.
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