JP4998516B2

JP4998516B2 - 剥離粉除去機および伸線装置

Info

Publication number: JP4998516B2
Application number: JP2009115338A
Authority: JP
Inventors: 幸四郎平田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2029-05-12
Also published as: JP2010264459A

Description

本発明は、鋼線に付着する潤滑被膜の剥離粉を除去する剥離粉除去機およびそれを備えた伸線装置に関する。

冷間鍛造用鋼線の製造工程においては、一般に、鋼線用の線材または線材よりあらかじめ一次伸線を施した鋼線（以下、線材または線材よりあらかじめ一次伸線を施した鋼線を合わせて「線材」という。）にリン酸亜鉛および石灰石けん等による潤滑処理が施される。そして、その線材を乾燥させた後、伸線することにより冷間鍛造用の鋼線（以下、線材または線材よりあらかじめ一次伸線を施した鋼線を伸線して得られた鋼線を「鋼線」という。）に加工される。また、この伸線工程においても、上記の潤滑処理とは別に、必要に応じ、ダイス前に設けられたパウダー状の潤滑剤による潤滑処理が行われる。これらにより、潤滑被膜が形成される。これらの潤滑被膜を形成することにより、冷間鍛造における鋼線の加工性を向上させることができる。潤滑被膜が形成された鋼線は、客先において切断された後、冷間鍛造される。

ところで、潤滑被膜を鋼線に強固に密着させた場合でも潤滑被膜の表層部は剥離しやすい。そのため、客先において潤滑被膜の表層部が剥離し、その剥離粉により工場等の環境が汚染される場合がある。そこで、従来より、このような剥離粉の発生を防止するための技術が提案されている。

例えば、特許文献１に記載されている線材表面の洗浄方法では、剥離粉を除去するために、線材をセラミック等の硬質粒子および洗浄液が充填された振動容器内を通過させている。特許文献１には、上記の方法において、線材に付着した剥離粉等が硬質粒子に衝突することによって物理的に剥離されると記載されている。

特開平１０−２８０１７８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている方法では、振動容器内に充填されている粒子が硬質であるため、剥離粉だけではなく潤滑被膜自体も剥離される場合がある。また、欠損等により硬質粒子の一部が鋭い形状になった場合には、その硬質粒子により潤滑被膜の下の鋼線の表面に疵がつくおそれがある。

そこで、本発明者らは、上記の問題を解決するために、籾殻および粒状の発泡スチロール等の軟質粒子が充填された振動容器内に鋼線を通過させて剥離粉の除去を試みた。この方法によれば、潤滑被膜自体の剥離は防止することができた。しかしながら、剥離粉を十分に除去することができなかった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、鋼線に密着した潤滑被膜の剥離を防止しつつ、潤滑被膜の剥離粉を効率よく除去することができる剥離粉除去機および伸線装置を提供することである。

本発明は、以下に示す発明を要旨とする。

第１の発明に係る剥離粉除去機は、鋼線に付着する潤滑被膜の剥離粉を除去する剥離粉除去機であって、鋼線が通過する容器と、容器に収容される複数の固形物と、容器内において複数の固形物に埋設される筒状体とを備え、固形物の硬度は鋼線の硬度よりも低く、筒状体は、鋼線の進行方向において断面積が漸次減少する内部空間を有するテーパ部を含み、鋼線がその内部空間を通過するように構成したものである。

この剥離粉除去機においては、筒状体が複数の固形物に埋設されている。したがって、筒状体内にも複数の固形物が存在している。この場合、筒状体内の固形物の移動は筒状体の内面によって制限されるので、鋼線が筒状体内を通過することにより、鋼線と固形物との間に適度な摩擦力が発生する。それにより、鋼線の表面に付着している潤滑被膜の剥離粉を除去することができる。

また、この剥離粉除去機においては、筒状体が容器内に収容された固形物に埋設され、その固形物と鋼線との間の摩擦力により固形物が筒状体内に誘導（循環）される。この場合、固形物を誘導（循環）するための装置を剥離粉除去機に設ける必要が無い。それにより、剥離粉除去機の製造コストを低減することができる。また、固形物の入れ替えおよび筒状体のメンテナンスも容易に行うことができる。

また、筒状体には、鋼線の進行方向において内部空間の断面積が漸次減少するテーパ部が形成されているので、鋼線の進行に従って固形物を円滑に誘導することができる。それにより、適切な量の固形物を筒状体内に常時供給することができるので、鋼線の表面の剥離粉を効率よく除去することができる。

また、テーパ部においては、内部空間の断面積が漸次減少するので、鋼線と固形物との間の摩擦力を鋼線の表面全体において徐々に大きくすることができる。それにより、鋼線の表面全体において効率よく剥離粉を除去することができるので、剥離粉が鋼線の表面に部分的に残留することを防止することができる。

また、固形物の硬度は鋼線の硬度よりも低い。この場合、固形物との接触によって鋼線に密着している潤滑被膜の剥離を防止できるとともに、鋼線の表面に疵が付くことを防止することができる。

以上の結果、鋼線に密着した潤滑被膜の剥離を防止しつつ、潤滑被膜の剥離粉を効率よく除去することが可能となる。

テーパ部の内部空間の軸方向の任意の位置におけるその軸方向に垂直な断面の形状は略相似形状であってもよい。この場合、鋼線と固形物との間の摩擦力を鋼線の表面全体において略均一な割合で増加させることができる。それにより、鋼線の表面全体においてより効率よく剥離粉を除去することができるので、剥離粉が鋼線の表面に部分的に残留することを十分に防止することができる。

筒状体は、テーパ部の進行方向側に形成され鋼線の進行方向において断面積が略一定の内部空間を有する定常部を含んでもよい。この場合、定常部を適度な大きさにすることにより、固形物を鋼線の表面全体に適切な圧力で接触させることができる。それにより、定常部において潤滑被膜の剥離粉を十分に除去することができる。

筒状体の軸方向に垂直な断面の形状は、鋼線の軸方向に垂直な断面の形状と略相似形状であってもよい。この場合、筒状体内において、固形物を鋼線の表面全体に略均一な圧力で接触させることができる。それにより、鋼線の表面全体においてより効率よく剥離粉を除去することができるので、剥離粉が鋼線の表面に部分的に残留することを十分に防止することができる。

第２の発明に係る伸線装置は、線材を伸線することにより鋼線に加工する伸線機と、伸線機において加工された鋼線に付着する潤滑被膜の剥離粉を除去する剥離粉除去機とを備え、剥離粉除去機は、鋼線が通過する容器と、容器に収容される複数の固形物と、容器内において複数の固形物に埋設される筒状体とを有し、固形物の硬度は鋼線の硬度よりも低く、筒状体は、鋼線の進行方向において断面積が漸次減少する内部空間を有するテーパ部を含み、鋼線がその内部空間を通過するように構成したものである。

この伸線装置は、第１の発明に係る剥離粉除去機と同様の構成の剥離粉除去機を備えている。したがって、この伸線装置によれば、潤滑被膜の剥離が防止されかつ潤滑被膜の剥離粉が十分に除去された鋼線を製造することができる。

本発明によれば、鋼線に密着した潤滑被膜の剥離を防止しつつ、潤滑被膜の剥離粉を効率よく除去することができる。

伸線工程を示す図である。図１の筒状体を示す斜視図である。図２の筒状体のＡ矢視図である。筒状体の他の形状を示す図である。筒状体のさらに他の形状を示す図である。

以下、添付図面を参照しつつ、線材コイルを素材として伸線を行なう場合を例として、本発明の実施の形態に係る剥離粉除去機および伸線装置について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る伸線装置の使用方法を説明するための図である。なお、図１には、伸線工程が示されている。

図１に示すように、伸線工程においては、保持手段１０に保持された線材コイル１１から線材１１ａが巻き取り装置１２によって引き出される。そして、この線材１１ａが伸線装置１３において伸線されることにより鋼線１１ｂに加工される。なお、線材１１ａの表面には、例えば、リン酸塩および石けん（石灰石けん）等からなる潤滑被膜が形成されている。また、保持手段１０としては、例えば、ステムが用いられる。以下、伸線装置１３の詳細を説明する。

伸線装置１３は、伸線機２０および剥離粉除去機３０を有する。伸線機２０は、容器２１およびダイス２２を有する。容器２１内には、パウダー状の潤滑剤２３が収容されている。潤滑剤２３としては、例えば、石灰粉末と石けん粉末の混合物等が用いられる。

剥離粉除去機３０は、容器３１および筒状体３２を有する。容器３１内には、複数の固形物３３が収容されている。筒状体３２は、複数の固形物３３に埋設されている。固形物３３としては、鋼線１１ｂよりも軟質の材料が用いられ、例えば、籾殻、おがくず、木球、植物性加工物（例えば、紙などの植物性の繊維質を圧力で押し固めたもの）、球状、多角形状、カットワイヤ形状もしくはカットチューブ形状のプラスチック、ゴム、ワックス、発砲スチロールまたは複合材料（例えば、紙などの植物性の繊維質を樹脂で固めたもの）等の一種以上を用いることができる。固形物３３と鋼線１１ｂを擦り合わせて鋼線１１ｂに疵がつかないことを確認することによって、固形物３３の硬度が鋼線１１ｂの硬度よりも低いことを調べることができる。

上記のような構成において、線材１１ａが容器２１内を通過する際に、線材１１ａの表面に潤滑剤２３が付される。そして、その線材１１ａがダイス２２によって伸線されることにより、鋼線１１ｂに加工されるとともに、鋼線１１ｂの表面に潤滑剤２３からなる潤滑被膜が形成される。次に、鋼線１１ｂは、筒状体３２を通過するように容器３１内を通過する。このとき、筒状体３２内において、固形物３３によって潤滑被膜の剥離粉が除去される。以下、剥離粉の除去について詳細に説明する。

図２は、図１の筒状体３２を示す斜視図である。また、図３は、図２の筒状体３２のＡ矢視図である。図２および図３に示すように、筒状体３２は、頂部を切り取った円錐状のテーパ部３２ａおよび略一定の内径を有する円筒状の定常部３２ｂからなる。筒状体３２の軸方向に垂直な断面の形状は円であり、鋼線１１ｂの軸方向に垂直な断面の形状の円と相似形状である。また、テーパ部３２ａは頂部を切り取った円錐状の形状をしているため、テーパ部３２ａの内部空間の軸方向の任意の位置における前記軸方向に垂直な断面の形状は全て円の相似形状である。定常部３２ｂの内径は、例えば、２つまたは３つ以上の固形物３３が同時に通過可能な大きさに設定される。また、定常部３２ｂの内径は、内部空間の断面積が鋼線１１ｂの断面積の２０倍以下になるように設定されることが好ましい。

上述したように、本実施の形態においては、筒状体３２は、複数の固形物３３（図１参照）に埋設されている。そして、筒状体３２内にも複数の固形物３３が存在している。この場合、筒状体３２内の固形物３３の移動は筒状体３２の内面によって制限されるので、鋼線１１ｂが筒状体３２内を通過することにより、鋼線１１ｂと固形物３３との間に適度な摩擦力が発生する。それにより、鋼線１１ｂの表面に付着している潤滑被膜の剥離粉を除去することができる。

また、本実施の形態においては、筒状体３２が容器３１内に収容された固形物３３に埋設され、その固形物３３と鋼線１１ｂとの間の摩擦力により固形物３３が筒状体３２内に誘導（循環）される。この場合、固形物３３を誘導（循環）するための装置を剥離粉除去機３０に設ける必要が無いので、剥離粉除去機３０の製造コストを低減することができる。また、固形物３３の入れ替えおよび筒状体３２のメンテナンスも容易に行うことができる。

また、図２に示すように、筒状体３２には、鋼線１１ｂの進行方向において内径（内部空間の断面積）が漸次減少するテーパ部３２ａが形成されている。それにより、鋼線１１ｂの進行に従って、固形物３３をテーパ部３２ａから定常部３２ｂに円滑に導くことができる。その結果、定常部３２ｂ内に適切な量の固形物３３を常時供給し、固形物３３を鋼線１１ｂの表面全体に適切な圧力で接触させ、鋼線１１ｂの表面の剥離粉を効率よく除去することができる。

また、テーパ部３２ａにおいては、内部空間の断面積が漸次減少するので、鋼線１１ｂと固形物３３との摩擦力を鋼線１１ｂの表面全体において徐々に大きくすることができる。それにより、鋼線１１ｂの表面全体においてより効率よく剥離粉を除去することができる。また、定常部３２ｂを適度な大きさに設定することにより、固形物３３を鋼線１１ｂの表面全体に適切な圧力で接触させ続けることができる。それにより、定常部３２ｂにおいて潤滑被膜の剥離粉を確実に除去することができるので、剥離粉が鋼線１１ｂの表面に部分的に残留することを防止することができる。

また、本実施の形態においては、固形物３３として鋼線１１ｂよりも軟質の材料が用いられている。この場合、固形物３３との接触によって鋼線１１ｂに密着している潤滑被膜が剥離することを防止することができるとともに、鋼線１１ｂの表面に疵が付くことを防止することができる。

なお、筒状体３２の形状は上記の例に限定されない。例えば、図４に示すように、テーパ部３２ａと定常部３２ｂとが滑らかに連続する形状であってもよく、図５に示すように、テーパ部３２ａの傾斜角度が２段階で変化する形状であってもよい。また、定常部３２ｂは形成されなくてもよく、筒状体３２の一端から他端に向かって内部空間の断面積が漸次減少してもよい。また、筒状体３２の内部空間の断面形状は円形に限定されず、筒状体３２の断面形状は略正四角形または他の略正多角形であってもよい。また、筒状体３２の断面形状は、鋼線１１ｂの断面形状の相似形状であってもよい。例えば、鋼線１１ｂの断面形状が略楕円形である場合には、筒状体３２の断面形状が略楕円形であってもよい。なお、筒状体３２の内部空間の任意の位置における断面形状（軸方向に垂直な断面の形状）は互いに相似形状であることが好ましい。

また、上記実施の形態においては、伸線装置１３においてパウダー状の潤滑剤２３を用いて潤滑被膜が形成されている例で説明したが、パウダー状の潤滑剤２３は用いなくてもよい。この場合でも、線材１１ａに予め形成されているリン酸塩および石けん（石灰石けん）等からなる潤滑被膜の剥離粉を剥離粉除去機３０において適切に除去することができる。なお、この場合には、容器２１（図１参照）および潤滑剤２３（図１参照）は設けなくてよい。また、上記実施の形態においては、線材コイルを素材として伸線を行なう場合を例としたが、線材よりあらかじめ一次伸線を施した鋼線コイルを素材とする場合であっても、同様の効果が得られることは言うまでもない。また、上記実施の形態においては、容器３１内に１つの筒状体３２が設けられる場合を例としたが、容器３１内に２つ以上の筒状体３２が設けられてもよい。また、２つ以上の筒状体３２を設ける場合には、巻き取り装置１２側（鋼線１１ｂの進行方向側）に設置される筒状体３２の内径を伸線機２０側に設置される筒状体３２の内径よりも小さくすることが好ましい。この場合、鋼線１１ｂと固形物３３との間の摩擦力は、巻き取り装置１２側に設置される筒状体３２内においてより大きくなるので、鋼線１１ｂの表面の剥離粉をより効率よく除去することができる。

本発明によれば、鋼線に密着した潤滑被膜の剥離を防止しつつ、潤滑被膜の剥離粉を効率よく除去することが可能となる。

１０保持手段
１１線材コイル
１１ａ線材
１１ｂ鋼線
１２巻き取り装置
１３伸線装置
２０伸線機
２１容器
２２ダイス
２３潤滑剤
３０剥離粉除去機
３１容器
３２筒状体
３３固形物

Claims

鋼線に付着する潤滑被膜の剥離粉を除去する剥離粉除去機であって、
鋼線が通過する容器と、
前記容器に収容される複数の固形物と、
前記容器内において前記複数の固形物に埋設される筒状体とを備え、
前記固形物の硬度は鋼線の硬度よりも低く、
前記筒状体は、鋼線の進行方向において断面積が漸次減少する内部空間を有するテーパ部を含み、鋼線が前記内部空間を通過するように構成したことを特徴とする剥離粉除去機。
前記テーパ部の内部空間の軸方向の任意の位置における前記軸方向に垂直な断面の形状は略相似形状であることを特徴とする請求項１に記載の剥離粉除去機。
前記筒状体は、テーパ部の前記進行方向側に形成され前記進行方向において断面積が略一定の内部空間を有する定常部を含むことを特徴とする請求項１または２記載の剥離粉除去機。
前記筒状体の軸方向に垂直な断面の形状は、鋼線の軸方向に垂直な断面の形状と略相似形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の剥離粉除去機。
線材を伸線することにより鋼線に加工する伸線機と、
前記伸線機において加工された鋼線に付着する潤滑被膜の剥離粉を除去する剥離粉除去機とを備え、
前記剥離粉除去機は、
鋼線が通過する容器と、
前記容器に収容される複数の固形物と、
前記容器内において前記複数の固形物に埋設される筒状体とを有し、
前記固形物の硬度は鋼線の硬度よりも低く、
前記筒状体は、鋼線の進行方向において断面積が漸次減少する内部空間を有するテーパ部を含み、鋼線が前記内部空間を通過するように構成したことを特徴とする伸線装置。