JP2015202517A - surface treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼材の表面処理方法に関するものである。 The present invention relates to a surface treatment method for a steel material.
従来より、鉄筋コンクリート製の電柱に使用される鉄筋などの鋼材は、水素脆化が生じるために、めっきや塗装などの表面処理を行うことによって水素脆化を抑制することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。例えば、特許文献1には、水素イオンが還元される電位よりも貴な電位で還元される酸化物からなる表面層を鋼材の表面に形成することにより、鋼材における添加物の状態を変更することなく、鋼材における水素脆化が抑制できることが報告されている。
Conventionally, steel materials such as rebars used for reinforced concrete utility poles are prone to hydrogen embrittlement. Therefore, it has been proposed to suppress hydrogen embrittlement by performing surface treatment such as plating or painting (for example, , See Patent Document 1). For example, in
上述したような表面処理は、粗鋼などの原料に対して圧延等による整形や熱処理等による材質調整などを行ってロールや棒材等の鋼材を形成した後、保管や搬送のために一度冷却してから表面処理装置へと運搬し、表面処理を行うために必要な温度まで鋼材を再度加熱して行われていた。このように、鋼材の表面処理を行うには、鋼材を冷却したり再加熱したりするために、エネルギーや時間が無駄になっていた。 In the surface treatment as described above, raw materials such as crude steel are shaped by rolling or material adjustment by heat treatment, etc. to form steel materials such as rolls and rods, and then cooled once for storage and transportation. After that, the steel material was transported to a surface treatment apparatus and heated again to a temperature necessary for the surface treatment. Thus, in order to perform the surface treatment of the steel material, energy and time are wasted because the steel material is cooled or reheated.
そこで、本発明は、より効率的に鋼材の表面処理を行うことができる表面処理方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the surface treatment method which can perform the surface treatment of steel materials more efficiently.
上述したような課題を解決するために、本発明に係る表面処理方法は、加熱を伴う処理を経て鋼材を形成する第1のステップと、この第1のステップにより加熱された前記鋼材を常温まで冷却することなく前記鋼材の表面処理を行う第2のステップとを有することを特徴とするものである。 In order to solve the problems as described above, a surface treatment method according to the present invention includes a first step of forming a steel material through a process involving heating, and the steel material heated by the first step to room temperature. And a second step of performing a surface treatment of the steel material without cooling.
上記表面処理方法において、前記第2のステップは、表面処理を行う前に、前記鋼材の温度を前記表面処理に適した温度とするステップを含むようにしてもよい。 In the surface treatment method, the second step may include a step of setting the temperature of the steel material to a temperature suitable for the surface treatment before performing the surface treatment.
本発明によれば、加熱する処理を経て形成された鋼材を常温まで冷却することなく表面処理を行うことにより、鋼材を搬送や保管のために冷却したり、この冷却した鋼材を表面処理のために加熱したりしなくてよいので、より効率的に鋼材の表面処理を行うことができる。 According to the present invention, a steel material formed through a heating process is subjected to a surface treatment without cooling to room temperature, whereby the steel material is cooled for transportation and storage, or the cooled steel material is subjected to a surface treatment. Therefore, it is possible to perform the surface treatment of the steel material more efficiently.
[第1の実施の形態]
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方法を実現するための表面処理システムは、鋼材10を加工する鋼材加工部1と、この鋼材加工部1により加工された鋼材10に対して表面処理を行う表面処理部2とを備えている。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, a surface treatment system for realizing a surface treatment method according to a first embodiment of the present invention is processed by a steel
鋼材加工部1は、板材、棒材、線材などの所定の形状および所定の性質を有する鋼材10を生成するための処理を行う装置である。この処理には、圧延や引き抜きなどの整形や熱処理による材質調整など、加熱を伴う処理が少なくとも含まれている。したがって、鋼材加工部1により生成された鋼材10の温度は、常温より高くなっている。このように鋼材加工部1で生成された鋼材10は、常温まで冷却されることなく表面処理部2に搬送される。
なお、鋼材加工部1により処理には、表面処理を行う直前の状態で、かつ、常温よりも高い温度を有する鋼材10が生成されるのであれば、各種処理が含まれるようにしてもよい。例えば、原料からの製鋼、鋼塊からの整形、熱処理による材質調整などが含まれていてもよい。
The steel
In addition, as long as the
表面処理部2は、鋼材加工部1で生成された鋼材10に対して表面処理を行う装置である。通常、鋼材10に対する表面処理は、鋼材10を常温よりも高い、その表面処理に適した温度で行われる。上述したように鋼材加工部1から搬送されてくる鋼材10の温度は、常温より高いので、常温の場合よりもより表面処理に適した温度となっている。そこで、本実施の形態では、鋼材10が既に常温よりも高い表面処理に適した温度となっているので、表面処理部2は、鋼材加工部1から搬送されてきた鋼材10に対してそのまま、すなわち加熱や冷却等の熱処理を行わずに表面処理を行う。
この表面処理としては、電気化学処理、ガス処理、塗装処理のうちの少なくとも1つが行われる。
The
As the surface treatment, at least one of electrochemical treatment, gas treatment, and coating treatment is performed.
電気化学処理は、めっきや酸化により水素イオンが還元される電位より貴な電位で還元される酸化物からなる表面層を、鋼材10の表面に形成する処理である。鋼材10に形成される表面層は、半製品の成分の酸化物を形成してもよいし、めっき浴によって半製品の成分以外の酸化物を形成してもよい。
ガス処理としては、金属に炭素を添加する浸炭処理、金属に窒素を浸み込ませる窒化処理、酸化処理などが行われる。
塗装処理としては、溶剤型塗料や水性塗料による塗装、粉体塗装などが行われる。この粉体塗装では、粉体として酸化物を主体とするものを用いればよいが、酸化物以外の例えば一般的な有機材料を用いても水素イオンが還元される電位より貴な電位で還元される表面層を形成することが可能なので、酸化物を用いた場合と同様の効果を得られるものと考えられる。
The electrochemical treatment is a treatment for forming on the surface of the steel material 10 a surface layer made of an oxide that is reduced at a potential nobler than a potential at which hydrogen ions are reduced by plating or oxidation. The surface layer formed on the
As the gas treatment, carburizing treatment for adding carbon to metal, nitriding treatment for immersing nitrogen in the metal, oxidation treatment, or the like is performed.
As the coating treatment, solvent-based paint or water-based paint, powder coating, or the like is performed. In this powder coating, powders mainly composed of oxides may be used. However, even if a general organic material other than oxides is used, for example, hydrogen ions are reduced at a potential that is higher than the potential at which hydrogen ions are reduced. It is considered that the same effect as that obtained when an oxide is used can be obtained.
次に、図2を参照して、本実施の形態に係る表面処理方法について説明する。 Next, the surface treatment method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
まず、鋼材加工部1は、所定の形状および所定の性質を有する鋼材10を生成する(ステップS1)。鋼材加工部1により生成された鋼材10は、常温よりも高い温度となっており、この温度が常温まで冷却される前に表面処理部2に搬送される。
First, the steel
鋼材10が搬送されてくると、表面処理部2は、常温よりも高い温度となっている鋼材10に対して表面処理を行う(ステップS2)。これにより、表面処理が行われた鋼材10が生成されることとなる。
If the
ここで、表面処理部2で電気化学処理を行う場合には、電気化学処理を行うために鋼材10と接触する溶液が鋼材10を冷却する。このため、従来のように所定の形状に加工された鋼材を予め冷却しなくてよいので、鋼材が生成されてから表面処理を開始するまでの時間を短縮することができる。
また、ガス処理を行う場合には、従来では冷却された鋼材を反応が起こる温度まで加熱する必要があったが、鋼材加工部1から搬送されてきた鋼材10は既に常温よりも高い温度を有しているので、鋼材を加熱しなくてよい。また、鋼材加工部1から搬送された鋼材10が既に常温よりも高い温度となっているので、表面処理部2に到達するとすぐに表面処理を開始することができる。結果として、加熱の省略による省エネルギー化と、表面処理の開始時間の短縮による製造時間の短縮化とを実現することができる。
また、塗装処理を行う場合には、溶剤型塗料や水性塗料を塗装するとき、鋼材10が常温よりも高い温度となっているので、塗布した塗料の乾燥を短時間で行うことができる。また、粉体塗料を塗装する場合には、従来では冷却された鋼材を塗装のために加熱する必要があったが、鋼材加工部1から搬送されてきた鋼材10が既に常温よりも高い温度になっているので、鋼材10を加熱しなくてよいとともに、搬送されてきた鋼材10をすぐに塗装することができる。この結果、加熱の省略による省エネルギー化と、表面処理の開始時間の短縮による製造時間の短縮化とを実現することができる。
Here, when performing an electrochemical process in the
In the case of performing gas treatment, conventionally, it has been necessary to heat the cooled steel material to a temperature at which the reaction occurs, but the
Moreover, when performing a coating process, since the
以上説明したように、本実施の形態によれば、所定の形状に形成された鋼材10を常温まで冷却することなく表面処理を行うことにより、鋼材を搬送や保管の冷却する処理やこの冷却された鋼材を表面処理のために加熱する処理を省略できるので、より効率的に鋼材の表面処理を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the
従来では、鋼塊に対して引抜加工を施すことにより棒状に成形し、これを高周波焼き入れして所定の硬さを有する鋼材を生成した後、保管や搬送のために水冷などにより冷却した後、粉体塗装や溶融亜鉛めっきなどの表面処理を行うためにその冷却した鋼材を加熱することが行われていた。これに対して、本実施の形態では、引抜加工と高周波焼き入れを施すことにより鋼材を生成した後、そのまま、すなわち常温まで冷却せずに粉体塗装や溶融亜鉛めっきなどの表面処理を行う。これにより、表面処理のために鋼材を加熱しなくてよいので、この加熱に要するエネルギーや時間を節約することができる。 Conventionally, a steel ingot is formed into a rod shape by drawing, and after induction-hardening to produce a steel material having a predetermined hardness, it is cooled by water cooling or the like for storage or transportation In order to perform surface treatment such as powder coating or hot dip galvanization, the cooled steel material has been heated. In contrast, in the present embodiment, after a steel material is generated by performing drawing and induction hardening, surface treatment such as powder coating or hot dip galvanization is performed as it is, that is, without cooling to room temperature. Thereby, since it is not necessary to heat steel materials for surface treatment, the energy and time which this heating requires can be saved.
[第2の実施の形態]
次に、本発明に係る第2の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第1の実施の形態における表面処理システムに、さらに熱処理部を設けたものである。したがって、本実施の形態において、上述した第1の実施の形態と同等の構成やステップについては、同じ名称および符号を付して、適宜説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. In the present embodiment, a heat treatment unit is further provided in the surface treatment system in the first embodiment described above. Therefore, in the present embodiment, the same names and reference numerals are assigned to the same configurations and steps as those in the first embodiment described above, and description thereof is omitted as appropriate.
図3に示すように、本実施の形態に係る表面処理方法を実現するための表面処理システムは、所定の形状および所定の特性を有する鋼材10を加工する鋼材加工部1と、この鋼材加工部1により加工された鋼材に対して熱処理を行う熱処理部3と、この熱処理部3により熱処理が行われた鋼材10に対して表面処理を行う表面処理部2とを備えている。
As shown in FIG. 3, the surface treatment system for realizing the surface treatment method according to the present embodiment includes a steel
熱処理部3は、鋼材加工部1により加工された鋼材10を加熱または冷却する装置である。この熱処理部3は、鋼材10が表面処理部2で行われる表面処理に適した温度となるように、鋼材10に対して熱処理を行う。
The
次に、図4を参照して、本実施の形態に係る表面処理方法について説明する。 Next, a surface treatment method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
まず、鋼材加工部1は、所定の形状および所定の特性を有する鋼材10を生成する(ステップS1)。鋼材加工部1により生成された鋼材10は、常温より高い温度となっており、この温度が常温まで冷却される前に熱処理部3に搬送される。
First, the steel
鋼材10が搬送されてくると、熱処理部3は、鋼材10が表面処理に適した温度となるように鋼材10に対して熱処理を行う(ステップS3)。上述したように、鋼材加工部1によって加工された鋼材10は常温よりも高い温度を有しており、この温度が常温まで冷却される前に熱処理部3へと搬送されてくる。そこで、熱処理部3は、搬送されてきたときの温度を基準として鋼材10に対して加熱または冷却することにより、鋼材10の温度を表面処理に適した温度にする。このように、熱処理部3では、鋼材10の温度を常温からではなく鋼材加工部1によって加熱された状態の温度から熱処理が行われる。これにより、熱処理部3において鋼材10を加熱するときには、常温よりも高い温度から加熱が行われるので、従来のように常温から加熱する場合よりも短時間かつ少ないエネルギーで表面処理に適した温度とすることができる。一方、熱処理部3において鋼材10を冷却するときには、冷却のみが行われるので、従来のように常温とした後に再度加熱して表面処理に適した温度にする場合よりも、短時間かつ少ないエネルギーで表面処理に適した温度とすることができる。
When the
表面処理に適した温度とされた鋼材10が搬送されると、表面処理部2は、鋼材10に対して表面処理を行う(ステップS2)。これにより、表面処理が行われた鋼材10が生成されることとなる。
When the
以上説明したように、本実施の形態によれば、表面処理部2で表面処理を行う前に熱処理部3で鋼材10を表面処理に適した温度とすることにより、従来よりも短時間かつ少ないエネルギーで表面処理に適した温度とすることができるので、より効率的に鋼材の表面処理を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the temperature of the
本発明は、加熱された部材に対して表面処理を行う各種処理に適用することができる。 The present invention can be applied to various treatments in which surface treatment is performed on a heated member.
1…鋼材加工部、2…表面処理部、3…熱処理部、10…鋼材。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
この第1のステップにより加熱された前記鋼材を常温まで冷却することなく前記鋼材の表面処理を行う第2のステップと
を有することを特徴とする表面処理方法。 A first step of forming a steel material through a process involving heating;
A surface treatment method comprising: a second step of performing a surface treatment of the steel material without cooling the steel material heated in the first step to room temperature.
前記第2のステップは、前記表面処理を行う前に、前記鋼材の温度を前記表面処理に適した温度とするステップを含む
ことを特徴とする表面処理方法。 The surface treatment method according to claim 1,
The second step includes a step of setting the temperature of the steel material to a temperature suitable for the surface treatment before performing the surface treatment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014084281A JP2015202517A (en) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | surface treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2014084281A Pending JP2015202517A (en) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | surface treatment method |
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2014
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