JPH05195082A - 硬鋼線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冶金学的可能性の広がった硬鋼線の製造方
法。 【構成】 圧延の前及び圧延の少なくとも一部分の間に
鋼線をそのオーステナイト化温度より高い温度、好まし
くは９５０乃至１１００℃に加熱し、該鋼線を複数のパ
スにより初期口径から予め定められた第一中間径まで熱
間圧延する。この鋼線を準安定オーステナイト構造を与
える温度、好ましくは６５０乃至４５０℃まで冷却す
る。オーステナイトからパーライトへの同素変態のイン
キュベーション時間より短い時間、この温度に維持す
る。この維持期の間で準安定オーステナイトの同素変態
が始まる前に、この鋼線を予め定められた第二中間径ま
で圧延するオースフォーミング処理を施す。次に、この
鋼線を９０％以上等温変態させる。最後に鋼線を周囲温
度まで冷却し、伸線により鋼線の最終断面を縮小する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は硬鋼線の製造方法に関す
るものであり、特に小口径たとえば口径２ｍｍ未満の鋼
線の製造方法に関する。硬綱とは、炭素を０．４％以
上、好ましくは０．６％以上含有する鋼である。

【０００２】

【従来の技術】この種の鋼線の従来の製造方法は、一般
に少なくとも三つの工程すなわち鋼線の断面を中間口径
まで縮小する第一伸線工程、熱処理工程及び鋼線に最終
寸法を付与する最終伸線工程を包含する。ゴム製品の強
化用に特に使用される「スチールコード」型鋼線の製造
の場合が特にそうである。代表的には、第一工程は継続
する二操作の伸線操作からなり、鋼線の口径は第一操作
では５．５ｍｍから２．８ｍｍに、次の第二操作で２．
８ｍｍから０．９−１．７ｍｍになる。上記口径値のう
ち後者の値が前記の中間径であるが、これらの口径値は
単なる例示であって、本発明を限定するものではない。

【０００３】鋼線圧延機からやってくる鋼線に適用され
る第一の操作は、脱スケール（decalminage）すなわち
酸洗い、ゆすぎ、潤滑剤の塗付と乾燥及び最後の厳密な
意味での第一伸線である。引続き、鋼線を巻き取り、場
合によっては前記の第二操作に付する前に倉庫に収納す
ることがある。第二操作は鋼線の巻き戻し、更なる伸線
及び巻き取りから本質的になり、その後新たに倉庫に収
納する。

【０００４】従来法の第二工程は、普通、鉛パテンティ
ング（Patentage au plomb）であって、鋼線の巻き戻
し、場合による洗浄、所要温度への加熱、厳密な意味で
のパテンティング、それに続くゆすぎ、乾燥、真ちゅう
層の沈着、新たなゆすぎと乾燥、引き続く巻き取り及び
倉庫収納を包含する。

【０００５】最後の第三工程は、鋼線に最終寸法を与え
る最終伸線の工程である。

【０００６】実際には、初めの二工程で二ラインの伸線
と一ラインのパテンティング−真ちゅうメッキを並列的
に実施する必要がある。これにはかなりの工数を要し、
倉庫収納の費用も高額になる。

【０００７】他方、この方法は、伸線潤滑剤としての石
鹸の使用及びその結果もたらされる排水処理に関連した
環境問題を提起する。

【０００８】一方で伸線ラインが高速であって、他方で
パテンティング−真ちゅうメッキのラインが低速である
ことの不一致は、遅い方のラインのストランド数を多く
することにより補償しなければならない。多数のストラ
ンドを平列にすることは、そのために生ずる労務費の他
にも下記のような種々の技術的不都合をもたらすもので
ある。すなわち、 −各ストランドの引張りを個々に調節することが困難
で、破損の恐れが比較的多い； −種々の口径の鋼線を平列的に処理する必要があり、従
って各々の口径に最も適した熱サイクルの適用が不可能
である； −各ストランドが同一径であっても、そのオーステナイ
ト化温度を個々に調節できない； ことである。

【０００９】結局、鉛パテンティングにおける柔軟性の
乏しさが、この方法の冶金学的な可能性を制限している
のである。

【００１０】

【発明が解決すべき問題点】本発明の目的は、一方で第
一伸線の二操作を取り除き、他方で熱処理速度を増大さ
せるような方法を用いて、前記の不都合を解決すること
である。この点に関し、本発明の方法は、この継続する
二工程を独特の連続ラインで実施できるような方式で最
初の二工程の個々の速度を調和させる目的も有する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、鋼線の断面
を縮小する第一工程、鋼線の熱処理及び鋼線断面を縮小
する最終工程を含む硬鋼線の製造方法は、前記の第一工
程が鋼線を複数のパス（passe）によりその初めの径か
ら予かじめ定められた第一中間径まで熱間圧延に付し、
但し前記の第一工程の前及びその間の少なくとも一部で
前記鋼線をそのオーステナイト化温度より高い温度まで
加熱すること；準安定なオーステナイト構造を与える温
度まで前記鋼線を冷却すること；オーステナイトからパ
ーライトへの同素変態のインキュベーション（incubati
on）時間よりも短い時間、一般に１０秒より短い時間、
この鋼線をこの温度に維持すること；前記の維持期間及
び準安定オーステナイトの同素変態が起きる前に、この
鋼線を第二中間径まで圧延すること；この鋼線を周囲温
まで冷却すること；及び伸線により鋼線の最終断面を縮
小することを特徴とする。

【００１２】

【実施例】鋼線の圧延は圧延ロールを用いて行われる。
このロールは、例えば対を組み、相続くロール対間の回
転軸が９０°をなすように設置することができる。本発
明の説明は、この特別の組立てに関して行う。しかしな
がら、ロールの設置は公知の適当な全ての方式で行なう
ことが可能であり、例えば三対のロールを１２０°づつ
ずらせたケージ状に設置することもできる。このロール
は、単軸手段を用いて駆動させることもできるし、各々
にモータを取り付けて駆動させることもできる。後者
は、ロール対又はロールケージ間で鋼線の引張りを調節
可能にするので特に有利である。

【００１３】通常、従来の鋼線圧延機から製造される鋼
線の口径は５．５ｍｍ、時として５ｍｍである。その
後、本発明によるロール圧延により、鋼線の口径は２ｍ
ｍ以下、好ましくは０．８乃至１．７ｍｍに減少する。

【００１４】本発明の方法では、鋼線の加熱は、鋼線が
圧延ロール対に入る前及び圧延ロール内を走行する少な
くとも一部の間に、鋼線に直接通電することにより行わ
れる。鋼のオーステナイト化を確実に行なうためには、
鋼線を９５０℃乃至１１００℃の温度まで加熱する。こ
のジュール効果による加熱は、熱効率の向上、鋼線温度
の急速かつ正確な調節並びに鋼線の酸化防止のための雰
囲気調節が可能であること等多数の利点を与える。

【００１５】電流は公知の方法でロールを介して鋼線に
印加される。通常、ジュール効果による鋼線加熱の原理
的困難は、鋼線とロールの接触とくに「熱間」接触にあ
る。実際、加熱電流を良い状態すなわち鋼線の表面状態
を劣化させずに流すには、ロールが鋼線にある程度の圧
力を及ぼすようにする必要があり、その結果として鋼線
を特に熱間接触時に変形させる危険がある。しかしなが
ら本発明の範囲では、熱ロールは正しく圧延ロールなの
で、そのような変形も欠点とはならない。

【００１６】安定オーステナイト状態にある鋼線は、第
一群圧延ロール内で、２乃至３ｍｍ程度の第一中間口径
まで圧延される。

【００１７】圧延時の直接通電による鋼線の加熱は、圧
延温度を各圧延パス毎に極めて正確に調節可能にする。
この正確な調節は、最終製品の性質改善のための比較的
複雑な熱処理も可能にする。

【００１８】冷却は鋼線製造過程の中でも重要な工程で
ある。冷却が製品の構造、従ってその性質を調整するか
らである。硬鋼線の一般的冷却方法は、変態に最適な温
度までの第一冷却、同素変態に必要な時間にわたってこ
の温度に維持すること及び周囲温度までの最終冷却を包
含する。

【００１９】本発明の方法では、鋼線が準安定オーステ
ナイト構造を有する条件にある際に鋼を変形させる処理
を含むので、鋼線の冷却は特別の性質を与えるものとな
る。このような処理は、オースフォーミング（ausformi
ng）なる呼称で当該な技術分野で周知の処理であるが、
鉛パテンティング処理と比較して鋼の破損応力をある程
度増加させる。しかしながら、高温伸線は技術的困難が
あるので工業的に適用されることはなかった。

【００２０】本発明は、圧延ロール対で圧延することに
よりオースフォーミング処理を実現して、上記の困難を
解決したのである。

【００２１】このため、鋼線を６５０℃乃至４５０℃、
好ましくは５４０℃程度の温度まで冷却する。この準安
定オーステナイト構造を与える温度は、鋼組成の関数と
して選択される。操作時間及び装置の所要長さを短縮し
且つオースフォーミング処理前又は処理時のオーステナ
イトからパーライトへの同素変態開始を避けるため、こ
の冷却は急速に行うことが好ましい。冷却が十分急速で
短時間である限り冶金学的効果は現れない。この時間は
１０秒未満であることが好ましい。

【００２２】次に、鋼線をこの温度で急速に圧延する。
その時間は一般に１秒未満であって、準安定オーステナ
イトからパーライトへの同素変態が始まる前に圧延を終
わらせるような時間である。この点に関しては、鋼線が
最終伸線操作に必要な口径である予かじめ定められた第
二中間径に達した際に圧延は終了する。この口径は０．
８乃至１．７ｍｍであることが好ましい。オースフォー
ミング処理で施される口径減少率は１５％以上である。

【００２３】オースフォーミング圧延の後、鋼線はオー
ステナイトが十分に同素変態する時間、前記の温度に維
持される。この維持の間、鋼線の再熱（recalascene）
を除去して等温変態を実現するために、例えば空気循環
により鋼線を冷却すると有利である。再熱とは、発熱現
象である同素変態が放出する熱効果により鋼線が受ける
再加熱のことである。この維持期間は１０秒未満であ
り、約１秒であることが好ましい。この時間は同素変態
率が９０％以上となるように選択すると有利である。

【００２４】次に、鋼線は周囲温度まで冷却される。こ
の冷却には冶金学的効果が伴わないので、製造ラインの
長さを出来るだけ減らすために、好ましくは水を用いて
出来るだけ短い時間に行うようにすると有利である。

【００２５】最終冷却後、伸線潤滑剤のアンカー層（un
e couche d'accrochage）を受け入れるため、真ちゅう
メッキの通常操作に付する。

【００２６】この段階では、圧延ロールの圧延によりも
たらされる断面の卵形化を回避して口径公差を改善する
ため、伸線による鋼線の口径測定パスを予かじめ準備し
ておくと有利である。

【００２７】引続き、通常の最終伸線操作を施こすので
ある。

【００２８】口径測定後に鋼線を洗浄しなくてもよいよ
うに、口径測定のための潤滑剤と最終伸線のための潤滑
剤とを同じものにしておくことが好ましい。

【００２９】付属図面を引用しながら本発明の方法の一
実施例を説明する。図の上部は（ａ）本発明の方法を使
用するための連続ラインを、下部は（ｂ）このラインの
長さ方向に沿った鋼線の温度変化を示す。本図は装置の
概念図であって、本発明の理解に必要な要素しか再現し
ていない。

【００３０】本発明の方法による硬鋼線の製造ライン
は、第一ロール対群１、冷却装置２、第二ロール対群
３、温度維持装置４、最終冷却装置５、真ちゅうメッキ
装置６、口径測定ケージ７及び最終伸線台８から本質的
になる。

【００３１】鋼線９が矢印１０の方向に移動する順序に
従って装置の説明を行なう。

【００３２】ロール群１は先ず初めに２個のロール対１
１及び１２を含むが、これらは単なる電気接触ロールで
あって、変圧器１３の二次巻き線として記号表示される
電源の両極に接続される。このロール１１，１２は、本
質的に、鋼線の加熱を可能にする電気接触部である。

【００３３】このロール群１は次に１４及び１５といっ
た多数のロール対を含むが、それらの相継続する二ロー
ル対間の回転軸は９０°の角度でずれている。このロー
ル対１４，１５は、好ましくは１０又は１２個存在する
が、変圧器１６の二次巻線として記号表示されている電
源に接続されている。このロール対１４，１５は二重の
機能すなわち、鋼線９への加熱電流の運搬と鋼線を第一
中間口径にする圧延の機能とを有する。

【００３４】安全のため、ロール対１１と第一ロール対
１４とは接地される。

【００３５】冷却装置２は既知の任意の型のものであっ
てよい。この冷却装置２は、ラインの実施速度に適合す
る時間で鋼線を圧延終期温度からオースフォーミング温
度まで、すなわち安定オーステナイト構造から準安定オ
ーステナイト構造まで冷却できるものでなければならな
い。このため、通風冷却装置の使用が好ましい。

【００３６】同様に群３のロール対１７，１８も、互い
に９０°の角度をなして配されている。その数は好まし
くは２乃至６個であって、オーステナイトが準安定状態
にある間にオースフォーミング圧延が行なわれるように
選択される。２個のロール対間の距離又は継続するケー
ジの長さは例えば４００ｍｍである。

【００３７】４で示す装置は、鋼線を変態温度たとえば
約５４０℃に約１秒間維持する装置である。この装置
は、鋼線の再熱すなわち同素変態の間の加熱を消去する
ため、好ましくは空気による鋼線の冷却手段を有する。

【００３８】同素変態が達成された後の最終冷却は、通
常タイプの装置５内で行なわれる。この冷却は鋼線に何
等の冶金学的効果も及ぼさず、従って出来るだけ急速
に、好ましくは水を用いて冷却することができる。

【００３９】最後に、真ちゅうメッキ装置６に続いて伸
線による口径測定ケージ７があり、ロール圧延に基く鋼
線の卵形化を補正する。

【００４０】通常タイプの伸線台８は鋼線を最終寸法に
する。

【００４１】図の下部に示したグラフは、本発明の方法
による処理の過程での鋼線の温度変化の概念図であり、
特定の目盛りは設けていない。水平軸ＯＸは鋼線が経る
工程を表わし、垂直軸はこの工程の種々の部分における
鋼線の温度を示す。

【００４２】鋼線は、一般に周囲温度である初期温度Ｔ
₀から出発して、ロール対１１と１２との間（ＯＡ）で
オーステナイト化温度Ｔａまで加熱される。鋼線はロー
ル対１４，１５での圧延の間（ＡＢ）この温度に維持さ
れ、続いて冷却装置２に入る。鋼線は、ここで、ライン
速度に適合する時間で変態温度まで冷却される（Ｂ
Ｃ）。この冷却は冶金学的な効果をもたせてはならない
ので、この時間を短くすることができる。Ｃ点で鋼線は
変態温度に達するのであるが、この変態は直ちに始まる
わけではない。一般には、１秒未満の極く短かい時間、
鋼線はこの温度でオーステナイト状態に留まり、その後
この状態すなわち準安定オーステナイトは急速に消失し
てパーライトに変態するのである。ロール群３で鋼線の
新たな圧延を行なうのは、この極く短い期間である（Ｃ
Ｃ’）。次に鋼線は温度維持装置４に入り、そこで同素
変態を受ける（Ｃ’Ｄ）。最後に鋼線は周囲温まで冷や
されて（ＤＥ）、最終操作に供される。

【００４３】

【発明の効果】この方法によれば、各ストランドの引張
りを個々に調節することが困難で、破損の恐れが比較的
多い等の技術的不都合を解決でき、硬鋼線の冶金学的可
能性を広げた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示したものである。

フロントページの続き (72)発明者 ニコル・ランベール ベルギー王国ベ 4300 ヴァレム，アヴニ ュー・ジェ・ジョアシム 42

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼線の断面を縮小する第一工程、鋼線の
   熱処理及び鋼線の断面を縮小する最終工程を包含する硬
   鋼線の製造方法であって、前記の第一工程が複数のパス
   により鋼線を初期口径から予め定められた第一中間径ま
   で熱間圧延することからなり、但し前記鋼線は前記の第
   一工程の前及び第一工程の少なくとも一部の間にそのオ
   ーステナイト化温度より高い温度に加熱されているこ
   と；前記鋼線を準安定オーステナイト構造を与える温度
   まで冷却すること；オーステナイトからパーライトへの
   同素変態のインキュベーション時間よりも短い時間、該
   鋼線をこの温度に維持すること；前記の維持期間にあっ
   て準安定オーステナイトの同素変態の前に予め定められ
   た第二中間径まで該鋼線を圧延すること；該鋼線を周囲
   温度まで冷却すること；及び、伸線により該鋼線の最終
   断面を縮小すること；を特徴とする方法。
2. 【請求項２】 該鋼線に直接通電して該鋼線を９５０乃
   至１１００℃の温度まで加熱することを特徴とする請求
   項１の方法。
3. 【請求項３】 圧延の各パス内で個々の鋼線の温度を調
   節することを特徴とする請求項１又は２の方法。
4. 【請求項４】 該鋼線を安定オーステナイト域内で２乃
   至３ｍｍの第一中間径まで圧延することを特徴とする請
   求項１乃至３の何れかの方法。
5. 【請求項５】 該鋼線をその熱間圧延終期温度から６５
   ０乃至４５０℃の温度まで１０秒未満の時間で冷却する
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかの方法。
6. 【請求項６】 該鋼線をその変態温度で１秒未満の時
   間、１５％以上の断面縮小率で予め定められた第二中間
   径まで圧延することを特徴とする請求項１乃至５の何れ
   かの方法。
7. 【請求項７】 該鋼線内の同素変態率が９０％以上とな
   るよう該鋼線をその変態温度に１０秒未満の時間にわた
   って維持することを特徴とする請求項１乃至６の何れか
   の方法。
8. 【請求項８】 最終冷却が水冷であることを特徴とする
   請求項１乃至７の何れかの方法。
9. 【請求項９】 −第一群の圧延ロール、但しこれらのロールは電源（１
   ３，１６）の少なくとも 一方に接続されて前記鋼線（９）に電流を伝える電気接
   触部を構成する； −該鋼線を変態温度に戻すための、好ましくは水による
   冷却装置（２）； −該鋼線をその変態温度で圧延するための２乃至６ケー
   ジを含む第二群圧延ロール（３）； −該鋼線を空冷手段により該変態温度に維持する装置
   （４）； −該鋼線の好ましくは水による最終冷却装置（５）； −真ちゅうメッキ装置（６）； −最終伸線台（８）； を包含することを特徴とする請求項１乃至８の何れかの
   方法を実施するための装置。
10. 【請求項１０】 最終伸線台（８）の手前に配置される
    伸線による口径測定ケージ（７）を包含することを特徴
    とする請求項９の装置。