JPH0610045A - Pc鋼材の製造方法 - Google Patents
Pc鋼材の製造方法Info
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Abstract
法を提供する。 【構成】 伸線加工装置・直線加工装置・冷却装置・
切断装置または巻取り装置を順に連続配置したPC鋼材
の製造工程において、伸線加工装置の加工発熱による温
度上昇で100〜200℃の範囲として、さらに、直線
加工装置の加工発熱によって加えられた後の温度上昇で
は、200〜300℃の温度範囲とすること。 コイル状に巻き取る場合、の方法にて製造し引き続
き冷却装置により70℃以下にして巻き取ることを特徴
としたPC鋼材の製造方法。 この製造法により低コスト・高生産性のPC鋼材を製造
することができる。
Description
む)の製造方法に係わり、例えばプレストレストコンク
リートに用いる伸線型PC鋼材(JIS G 353
6,3109に記載)のような高張力棒線材を低コス
ト、高生産性で製造する方法に関する。
伸線加工工程,直線加工および低温焼なまし工程に分類
できる。それぞれの工程の概略と必要理由について以下
に述べる。
図の(a)でパテンティングあるいは圧延パテンティン
グ処理された鋼材1は、酸洗ボンデ処理等の前処理工程
をへて、サプライスタンド10より供給され、複数の伸
線加工装置2で伸線され、巻取り装置3で巻き取られ
る。
された鋼材1−aは、直線加工装置4で曲がりのない鋼
材に直線加工され熱処理装置5で低温焼きなまし処理さ
れ、冷却装置6で冷却され、巻取り装置3’で巻きとら
れる。
種類により異なり、PC鋼線ではピアノ線材(JIS
G 3502)を、PC鋼棒では熱間圧延鋼材(JIS
G3109に規制された鋼材)がそれぞれ適用され
る。
線加工に適した微細パーライト組織(ソルバイト組織)
にするためにパテンティング処理を行うのが一般的であ
る。
び鉛パテンティング処理あるいは、圧延パテンティング
処理により達成される。
る鋼材に加工する工程であり、一般にパテンティング処
理した素材を、単位断面減少率10〜40%前後で1〜
10回引抜き加工され、総断面減少率は10〜90%と
なる。
るが、伸線加工をはじめこれら冷間加工を受けたものに
は、加工ひずみが残留しているため、弾性限、耐力が低
く伸びも小さい。
ト製品製造上、その付加張力のばらつきを低減するため
に、直線性の優れた鋼材が要求されるため、直線加工
(矯直加工)が行われる。
性である弾性限および耐力の向上と前述した加工ひずみ
残留による特性の劣化を改善するために行われるもの
で、300〜400℃で低温焼きなまし処理(ブルーイ
ング処理)が行われる。
る場合、高温のまま巻き取ると、時効がコイル状の状態
で進行し、直線加工した鋼材に巻きぐせがついてしまう
ため、その時効を抑制・停止するために冷却している。
構成は、特開昭48−84723号、特開昭57−19
8211号、特開平3−281726号の各公報に開示
されているように、伸線加工装置,直線加工装置,熱処
理装置で構成されている。熱処理装置は、加熱装置と冷
却装置で構成されており、加熱装置は塩浴、鉛浴等の浸
漬方法、あるいは通電加熱,誘導加熱法が採用されてい
る。
と(b)に示したように伸線加工工程と熱処理工程(直
線加工工程を含む)とは、工程の連続化が極めて難し
く、従来それぞれ分離された工程で製造されていた。
は著しく生産性が異なり、具体的には、伸線加工時の鋼
材速度と熱処理工程での鋼材の通過速度との速度アンバ
ランスによる。その速度の比は、鋼材の減面率、最終製
品径に影響されるが、およそ、30:1の速度比とな
り、生産性のアンバランス化を生じるためである。
処理装置の大型化・高性能化は設備ライン長の延長化に
よるハンドリング性の悪化を招くだけでなく、投資も大
型化となり経済的ではない。
のハンドリングに多大の時間、要員を必要とし、極め
て、労働生産性が低かった。
加工工程で生ずる加工発熱の利用、すなわち、加工発熱
による鋼材温度を、低温焼なまし温度領域に積極的に利
用することはできない。
よび熱処理工程を同一工程内に配置し、熱処理工程の加
熱工程として、外部の加熱設備を必要としないPC鋼材
の製造法を提供することにある。
を解決するにあたって、伸線加工時の発熱の有効利用を
検討するとともに、直線加工工程における塑性加工発熱
および摩擦による発熱に着目し、これらの発熱手段を用
いて、外部からの加熱を必要とせずにオンラインで直接
ブルーイング処理する方法を見いだした。
・冷却装置・切断装置 順に連続配置したPC鋼材の製
造工程において、前記製造工程の通過中の鋼材温度を、
前記伸線加工装置の加工発熱による温度上昇で100〜
200℃の範囲として、さらに、前記直線加工装置の加
工発熱によって加えられた後の温度上昇では200〜3
00℃の温度範囲とすることを特徴とするPC鋼材の製
造方法である。
装置・巻き取り装置 順に連続配置したPC鋼材の製造
工程においては、前記記載の方法にて製造し、引き続き
前記冷却装置の冷却で70℃以下にして直ちに前記巻き
取り装置で巻き取ることを特徴とするPC鋼材の製造方
法である。
おける加熱源が本工程で発生する伸線による加工発熱、
直線加工による加工発熱等を利用し、外部の加熱装置を
必要としない点にあること、および従来のブルーイング
温度(300〜400℃)よりも低い温度で処理可能で
ありながら、得られる鋼材の特性は、従来のブルーイン
グ材よりも良好であることである。
と、総減面率10〜90%時において最終ダイスでの伸
線直後の鋼材温度は加工発熱により100〜200℃前
後まで昇温する。
しの曲げ加工により残留ひずみを除去し直線化する直線
加工工程において、この曲げ加工および矯直加工工具と
鋼材との摩擦による加工現象は塑性加工分野での一加工
法であることから、加工による発熱作用をともなうこと
が予想される。従って、その加工量により前述した伸線
加工による加工発熱と曲げ加工による加工発熱および、
矯直加工工具と鋼材との摩擦発熱との合計発熱量に着目
し、その発熱量が低温焼きなまし工程の必要温度に代替
可能であることを見いだした。
件により異なるが、鋼材温度換算でおよそ200〜30
0℃にも達し、十分低温焼きなまし工程の必要温度に代
替可能であること、および直線加工工程の本来目的であ
る直線性も失わないことが確認された。
取る場合、高温のまま巻き取ると時効がコイル状の状態
で進行し、折角、直線加工した鋼材に巻きぐせがついて
しまうことになる。これを、防止するためには、直線加
工後巻き取る前に70℃以下まで急冷し、時効を停止す
ることが重要である。
巻き取る製造工程例である。伸線加工装置2,直線加工
装置4を同一工程内に配置し、鋼材1は複数の伸線加工
装置2で減面され、そのまま、直線加工装置4に導入
し、温間での直線加工処理が施される。図中、6は冷却
装置、3は巻き取り装置である。
示す如くダイス2−a,キャプスタン2−bで構成され
ており、ダイスでの伸線加工直後の鋼材温度は、キャプ
スタン2−b本体の冷却、外部からの強制冷却、キャプ
スタン2−bでの鋼材の巻き数2−cの変更等によって
制御される。
ある。直線加工装置4のドラム11は駒12,13とと
もに回転し、直線性の加工程度は、駒12と駒13の押
し込み量で調整できる構造となっている。
直線加工装置を同一工程内に配置し、かつ伸線工程での
加工発熱、直線加工工程での加工発熱を利用すること
で、図3の(b)で示す外部の加熱装置5を必要とせず
に工程の直結化が可能となり、大幅な生産性向上と労働
生産性が達成されるとともに、目標の機械的性質を有す
るPC鋼材が得られる。
℃に限定する理由は、100℃未満では、有効な熱の利
用が得られず、200℃超においては、ダイスでの鋼材
との焼きつきの発生が懸念されるため温度範囲を100
〜200℃とした。
00℃に限定する理由は、200℃未満および300℃
超においては、引張強度,降伏強度,リラクセーション
特性が著しく悪化し、所定の特性値が得られないため鋼
材温度範囲を200〜300℃とした。
鋼材の巻き取り開始温度を70℃以下に限定する理由
は、70℃超では時効の進行により降伏強度,リラクセ
ーション特性,直線性が著しく悪化し、所定の特性値が
得られないため、鋼材温度の上限を70℃とした。
の製造結果例を示す。
材)で圧延パテンティング処理したものを用いた。該素
材の成分実績値を表1に示す。
材径は9.0mmφとした。(減面率:50%) 伸線加工回数は3回,伸線速度は70mpm,巻き取り
径を2000φmmで製造した。
特性値の調査結果を示す。
5℃の範囲で試験を実施した。
置2のキャプスタンでの巻き数と冷却条件の変更によ
り、調整した。
た。
出側および鋼材冷却後の温度を、また、得られた機械的
特性値を表3に示す。
は、最終ダイスでの鋼材温度は無論、直線加工条件を適
当に選定することにより十分昇温可能であり、また、そ
の条件での機械的特性値は、直線加工後の鋼材温度に強
く影響されることが判明した。
り、装置内でおよそ20〜150℃程度昇温し、昇温量
の程度により機械的特性値も大きく変化し、例えば、最
終ダイス後の鋼材温度が100℃の条件で、直線加工装
置の矯直条件により鋼材の温度が125から260℃ま
で昇温し、その昇温にともなう機械的特性値への影響
は、引張強度,降伏強度が33kg/mm2 の向上、伸
びで2.1%の向上、リラクセーション値で1.1%向
上することが判明した。また、本発明方法によって得ら
れる鋼材は、目標となる機械的特性値をすべて満足して
いる。
度を規制し冷却後の温度を変化させ範囲を選定した。な
お、鋼材冷却後の温度は巻き取り開始直前の温度とし
た。
220〜225℃となるよう、最終ダイスでの鋼材温
度、直線加工装置の矯直条件を調整した。
0℃とした。
範囲は、70℃以下で良好な結果が得られた。70℃超
では、巻き取り後の時効が進行し、機械的特性値のほぼ
全項目について悪化傾向が見られた。
C鋼材の製造法に比較して、機械的特性に著しい改善が
認められた。
kg/mm2 の向上、伸びが同程度、リラクセーション
が0.8%の向上が認められた。
専用の加熱装置を必要とせずに、既設の機器の再配置、
あるいは操業諸条件を設定することで、伸線加工工程,
直線加工工程,および熱処理工程が同一工程内で処理可
能となり、所定の品質特性を確保しつつ、大幅な生産性
向上と労働生産性向上が図られる。
時効の促進が効果的に発生し、PC鋼材の重要特性であ
るリラクセーション特性も大幅に向上する。
めに抑える必要があったが、本法によれば、高強度で高
い伸びが確保され、鋼材の性能向上面でも著しい効果が
得られる。
発熱を利用するので、省エネルギー効果が大きい。
は伸線加工装置2の詳細を示す図。
線加工中心の工程例、(b)は直線加工および熱処理工
程例をそれぞれ示す。
タン 2−c…鋼材の巻数 3,3’…巻取り
装置 4…直線加工装置 5…熱処理装置 6…冷却装置 10…サプライス
タンド 11…ドラム 12,13…駒
Claims (2)
- 【請求項1】 伸線加工装置・直線加工装置・冷却装置
・切断装置 順に連続配置したPC鋼材の製造工程にお
いて、 前記製造工程の通過中の鋼材温度を、前記伸線加工装置
の加工発熱による温度上昇で100〜200℃の範囲に
して、さらに、前記直線加工装置の加工発熱によって加
えられた後の温度上昇では200〜300℃の範囲とす
ることを特徴としたPC鋼材の製造方法。 - 【請求項2】 伸線加工装置・直線加工装置・冷却装置
・巻取り装置 順に連続配置したPC鋼材の製造工程に
おいて、 前記製造工程の通過中の鋼材温度を、前記伸線加工装置
の加工発熱による温度上昇で100〜200℃の範囲に
して、さらに、前記直線加工装置の加工発熱によって加
えられた後の温度上昇では200〜300℃の範囲と
し、引き続く前記冷却装置の急冷によって前記巻取り装
置での巻取り開始温度が70℃以下であることを特徴と
するPC鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4166262A JP2618564B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Pc鋼材の製造方法 |
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Publications (2)
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1992
- 1992-06-24 JP JP4166262A patent/JP2618564B2/ja not_active Expired - Fee Related
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