JPH0780535A - 鋼材のデスケーリング方法 - Google Patents

鋼材のデスケーリング方法

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JPH0780535A
JPH0780535A JP25209293A JP25209293A JPH0780535A JP H0780535 A JPH0780535 A JP H0780535A JP 25209293 A JP25209293 A JP 25209293A JP 25209293 A JP25209293 A JP 25209293A JP H0780535 A JPH0780535 A JP H0780535A
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JP
Japan
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steel
abrasive grains
descaling
rust
abrasive
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Withdrawn
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JP25209293A
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English (en)
Inventor
Akira Nishida
朗 西田
Norio Yasuzawa
典男 安沢
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ウォータージェットと砥粒剤の投
射を併用して、密着性の高い酸化皮膜を除去する鋼材の
デスケーリング方法を提供する。 【構成】 移動する鋼材の錆,酸化皮膜等のスケールを
除去する方法において、超高圧ウォータージェットの気
中高速噴流に砥粒を供給する鋼材のデスケーリング方法
であって、供給する砥粒の材質が鋼で、その硬度が被除
錆鋼材の硬度以上とし、またその形状を球,回転楕円体
またはこれらを結合した滑らかな表面形状とし、さらに
その砥粒子群の平均重量域における代表径を150μm
以下としたデスケーリング方法である。 【効果】 酸洗並みの良好な表面潤滑性が得られ、除錆
に続くサイジング工程において潤滑剤の引込み性を向上
させ、酸洗法に優る低引抜抵抗を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延や熱処理を施
した鋼材の表面に生成する錆,酸化皮膜等のスケール
を、冷間加工前に処理する鋼材のデスケーリング方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】鋼材の酸化により生成したスケールは、
次工程での加工に有害となり、例えば線材の引抜きの場
合にはこれが障害となるので、加工前に完全に除去する
必要があり、一般にこの方法は化学的除去方法と機械的
除去方法に大別される。
【0003】化学的除去方法には主に硫酸や塩酸が使用
され、酸洗後の鋼材表面には微細な凹凸が形成されるた
め、伸線時の引込みを良好にする働きを有するが、大量
の廃酸処理に係る公害防止の観点から、近年は機械的方
法が普及している。
【0004】機械的除去方法としては、リバースベンデ
ィング法,ショットブラスティング法の他に、特開昭5
0−56323号公報に示されるエアブラスティング
法,特開昭54−85125号公報に開示されている湿
式ブラスト法がある。
【0005】また本発明者等はこれらに代わる除去技術
として、先に特願平2−257420号にて、超高圧ウ
ォータージェットの気中噴流構造の液滴領域で生ずる液
滴を衝突させてデスケーリングするウォータージェット
デスケーリング法を提案している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記のそれぞ
れの技術は、以下に述べるような問題点を有している。
即ちリバースベンディング法は完全にデスケーリングす
ることは困難で、微細なスケールの残留することが多
く、適用可能な鋼材の種類、寸法に限界がある。
【0007】ショットブラスティング法やエアブラステ
ィング法および湿式ブラスティング法は、CrやMo等
との合金鋼や密着性の高い酸化皮膜を有する鋼材,所謂
難デスケーリング材の場合、完全にデスケーリングする
ことが困難であるか、デスケーリングを完了するまでに
長時間を要する問題があった。また赤錆部分が膜様とな
って残り発錆したり、ブラスト材が鋼材に刺込んで異物
噛込が生ずる場合があり、設備費,ランニングコストが
比較的高価になる問題もあった。
【0008】他方超高圧ウォータージェット法は、これ
らの問題点の殆どを解決できる優れた方法であるが、や
はり難デスケ材の酸化皮膜のデスケーリング完了するま
でに長時間を要するという問題があった。また機械的除
去方法では、何れも酸洗並みの良好な潤滑性が得られる
表面凹凸を形成させることが困難であった。
【0009】本発明は上記課題に鑑み、超高圧ウォータ
ージェットと砥粒材の投射を併用して、密着性の高い酸
化皮膜をも短時間で完全に除去する鋼材のデスケーリン
グ法を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、移動する鋼材
の錆,酸化皮膜等のスケールを除去する方法において、
超高圧ウォータージェットの気中高速噴流に砥粒を供給
しながら、これを連続的に噴射する鋼材のデスケーリン
グ方法であって、前記供給する砥粒は、材質が鋼で、そ
の硬度が被除錆鋼材の硬度以上とし、またその形状を
球,回転楕円体またはこれらを結合した滑らかな表面形
状とし、さらにその砥粒子群の平均重量域における代表
径を150μm以下としたことを特徴とする鋼材のデス
ケーリング方法である。
【0011】
【作用】本発明は、除錆に際してウォータージェットの
衝撃力がデスケーリングに効果的な作用を及ぼすととも
に、気中高速噴流中に砥粒を供給することにより、密着
性の高い酸化皮膜に対しては砥粒が効果的に作用して、
この酸化皮膜を短時間で且つ完全に除去する。
【0012】この砥粒による除錆に際して、被除錆鋼材
表面への砥粒剤の刺込みを防止するとともに、表面に所
望の凹凸(粗度)を与えることができるように、特に使
用する砥粒剤の材質,強度,形状,粒度に下記のように
特徴を持たせている。
【0013】即ちここで使用する砥粒としては、 (1)砥粒の材質は鋼で、その硬度が被除錆鋼材の硬度
以上とする。 (2)その砥粒子の形状を球,回転楕円体またはこれら
を結合した滑らかな表面形状とする。 (3)その砥粒子群の平均重量域における代表径を15
0μm以下とする。
【0014】先ず上記(1)の限定理由について説明す
ると、砥粒を鋼製とすることで、被除錆鋼材への異成分
の付着,混入を防止し、また砥粒の硬度を被除錆鋼材の
硬度以上とすることで、砥粒剤の粉化,変形を防止して
砥粒の高寿命化を可能とし、同時に砥粒剤の粉化,変形
による砥粒の被除錆鋼材表面への刺込み残留を防止でき
る。
【0015】次に(2)の限定理由について説明する
と、砥粒子の形状を球,回転楕円体またはこれらを結合
した滑らかな表面形状とすることにより、砥粒剤の被除
錆鋼材表面への砥粒の押込み深さhと、砥粒子の直径ま
たは代表径dとの比h/dを、刺込み残留が生じない
0.2以下に抑えることができる。このようにしてエメ
リーや川砂等では防止することができない刺込み残留を
完全に防止できる。
【0016】次に(3)の限定理由について説明する
と、砥粒子群の平均重量域における代表径を150μm
以下に限定することで被除錆鋼材表面の凹凸数を増加さ
せ、酸洗並みの良好な潤滑性が得られる表面凹凸を形成
させる事ができ、例えば超高圧潤滑伸線方式による伸線
方法等において伸線時の潤滑剤の引込み性を向上させ、
酸洗法に優る低引抜抵抗を達成できる。
【0017】ここで平均重量域における代表径とは、粒
度分析装置を用いるなどして、砥粒子群の直径dを実測
し、そのdの全分布範囲を複数の微小範囲に分割し、微
小範囲毎の中央値をdM とする。更に微小範囲に属する
砥粒子個数nを計測して、このnと先に定めたdM とか
ら下記に示す(1)式数1を用いて平均重量外1を算出
した上で、その平均重量を有する砥粒子が属する微小範
囲のdM をもって平均重量域での代表径と称するもので
ある。
【0018】
【数1】
【0019】
【外1】
【0020】上記(1)式において、 dM ; 微小範囲毎の中央値 ρ ; 砥粒子密度 ni ; i番目の微小範囲における砥粒子個数 m ; 微小範囲の分割数 である。
【0021】この鋼材のデスケーリング方法に使用する
好適な砥粒として、上記(1)〜(3)の条件を最もよ
く満足する材料としては、転炉精錬による製鋼過程で生
成する製鋼ダスト(通常OGダストと呼称される)が最
も好ましい。
【0022】OGダストは、溶鋼表面のバブルバースト
時に発生する液滴や溶鋼ヒュームを集塵吸引装置により
回収する過程で空冷等による凝固,熱処理するもので、
凝固前の表面張力作用を利用して球,回転楕円体または
これらを結合した滑らかな表面形状に成形できる。回収
したOGダストを研磨,洗浄し篩い分けした後、硬度が
不足している場合には更に熱処理加工して砥粒を製造す
る。
【0023】ここで超高圧ウォータージェットの水の供
給圧力としては、1000〜10000kg/cm2
度が好ましい。この下限の1000kg/cm2 の値
は、液滴流領域での衝突で、無次元デスケーリング量を
最大とする被除錆鋼材からノズルまでの距離とノズル径
の比を選んで脱スケールできる下限の圧力である。
【0024】また上限の10000kg/cm2 の値
は、液滴流領域での衝突で、無次元デスケーリング量を
最小とする被除錆鋼材からノズルまでの距離とノズル径
の比を選んで金属素地の壊食に至る限界の値である。
【0025】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明の方法を実施する砥粒噴射方式の超高
圧ウォータージェットによる鋼線材のデスケーリングお
よびサイジングラインの一例を示すブロック図である。
【0026】図において、被除錆鋼材である鋼線材1
は、サプライスタンド2から巻き戻されて先ず矯正機3
にて歪み取りが行われ、次いでデスケーリング装置4で
除錆が行われる。
【0027】デスケーリング装置4には、内部を挿通す
る鋼線材1の進行方向および周方向に、所定間隔で配置
したウォータージェットおよび砥粒噴射ノズル4aを備
え、それぞれ砥粒供給装置5およびウォータージェット
ポンプ6より噴射ノズル4aに砥粒および超高圧水が供
給され、鋼線材1の除錆が行われる。なおケーシングの
底部に溜まった砥粒は、再び砥粒供給装置5に戻され、
分別のうえ再使用される。
【0028】引き続き除錆された鋼線材1は、例えば超
高圧潤滑伸線方式等による縮径ダイス7にて所定の径に
サイジングされ、巻取機8に巻き取られる。
【0029】表1〜表3は、上記図1に示したデスケー
リングおよびサイジングラインにより、種々の材質およ
び形状の砥粒を使用してS45C材,SCM435材,
SWRH77材より製造した鋼線材を除錆し、乾式潤滑
伸線方法により減面率20%にてサイジングした場合
の、縮径ダイス7における引抜抵抗比,完全デスケーリ
ングの可否,刺込みの有無について試験した結果を示
す。
【0030】ここで引抜抵抗比とは、酸洗法にて除錆し
た鋼線材を上記条件でサイジングした場合の引抜抵抗を
基準とする引抜抵抗の比をとったもので、数値が小さい
程、潤滑性が良好と判断できる。
【0031】この場合のウォータージェットの供給圧力
は2000kg/cm2 ,砥粒濃度は60〜65wt
%,スラリー供給量は1ノズル当たり2.5リットル/
min,ノズルセット数は10セットで試験を行った。
なお表4には参考として酸洗法にて除錆し、これを上記
と同じ条件で引抜きサイジングを行った結果を示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【表3】
【0035】
【表4】
【0036】この試験結果から判るように、S45C,
SCM435,SWRH77何れの鋼材においても、比
較例においては、代表粒径が大なる場合は引抜抵抗比が
大きくなり、砥粒形状が鋭角多角形の場合は砥粒の刺込
みが発生し、また硬度が低い場合は完全なデスケーリン
グが不可能になる等の不具合が発生した。
【0037】これに対して本発明の条件を満足する砥粒
を使用した実施例では、いずれも良好なデスケーリング
および引抜きサイジングを行うことができた。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明のデスケーリ
ング方法によれば、先ず砥粒材質を鋼とすることで、被
除錆鋼材への異成分の付着,混入を防止し、また砥粒の
硬度を被除錆鋼材の硬度以上とすることで、砥粒剤の粉
化を防止して砥粒の高寿命化を可能とし、同時に砥粒剤
の粉化による砥粒の被除錆鋼材表面への刺込み残留を防
止できる。
【0039】次に砥粒子の形状を球,回転楕円体または
これらを結合した滑らかな表面形状とすることにより、
砥粒剤の被除錆鋼材表面への砥粒の押込み深さと、砥粒
子の直径または代表径との比を、刺込み残留が生じない
値以下に抑えることができ、刺込み残留を完全に防止で
きる。
【0040】さらに砥粒子群の平均重量域における代表
径を150μm以下に限定することで被除錆鋼材表面の
凹凸数を増加させ、酸洗並みの良好な潤滑性が得られる
表面凹凸を形成させる事ができ、除錆に続くサイジング
工程において伸線時の潤滑剤の引込み性を向上させ、酸
洗法に優る低引抜抵抗を達成できる。
【0041】以上のようにして砥粒を被除錆鋼材に高速
で衝突させることにより、密着性の高いスケール等は確
実に破壊除去され、微細なスケールや赤錆模様が残るこ
とはなく完全なデスケーリングが可能であり、また異物
刺込みがなくなるので、それを起点とした断線やダイス
磨耗を防止でき、品質および生産性の向上,ならびにコ
ストの低減にその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施する砥粒噴射方式のウォー
タージェットによる鋼線材のデスケーリングおよびサイ
ジングラインの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 被除錆鋼材である鋼線材 2 サプライスタンド 3 矯正機 4 デスケーリング装置 4a ウォータージェットおよび砥粒噴射ノズル 5 砥粒供給装置 6 ウォータージェットポンプ 7 縮径ダイス 8 巻取機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動する鋼材の錆,酸化皮膜等のスケー
    ルを除去する方法において、超高圧ウォータージェット
    の気中高速噴流に砥粒を供給しながら、これを連続的に
    噴射する鋼材のデスケーリング方法であって、前記供給
    する砥粒は、材質が鋼で、その硬度が被除錆鋼材の硬度
    以上とし、またその形状を球,回転楕円体またはこれら
    を結合した滑らかな表面形状とし、さらにその砥粒子群
    の平均重量域における代表径を150μm以下としたこ
    とを特徴とする鋼材のデスケーリング方法。
JP25209293A 1993-09-16 1993-09-16 鋼材のデスケーリング方法 Withdrawn JPH0780535A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102847631A (zh) * 2011-06-29 2013-01-02 宝山钢铁股份有限公司 金属板带表面清洗喷嘴装置及其清洗方法
WO2016174897A1 (ja) * 2015-04-30 2016-11-03 新東工業株式会社 スケール除去方法
US10589329B2 (en) 2015-03-25 2020-03-17 Kobe Steel, Ltd. Method and device for descaling metal wire

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Effective date: 20001128