KR20090094934A - 스틸코드용 강선의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 스틸코드용 강선의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건식 윤활제를 사용하여 신선함에 있어, 건식 신선하는 도중 다이스 출구 쪽에서 보락스 코팅을 실시하는 스틸코드용 강선의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 스틸코드용 강선 제조 방법은 와이어 표면에 흠을 발생시키지 않으면서 건식 신선 속도와 가공량을 향상시키는 효과가 있다.

스틸코드, 건식 신선, 보락스 코팅, 흠, 가공량 향상

Description

스틸코드용 강선의 제조방법{Method of Manufacturing Steel Wire for Steel Cord}

본 발명은, 스틸코드용 강선의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건식 윤활제를 사용하여 신선함에 있어, 신선하는 도중 보락스를 연속적으로 코팅하는 것을 특징으로하는 스틸코드용 강선의 제조 방법에 관한 것이다.

종래에 타이어 등의 고무제품에 보강용으로 사용되는 스틸코드용 강선은 대체로 제강, 열간 압연선재의 제조, 신선, 열처리(페이텐팅), 신선, 열처리, 코팅(도금), 신선 등의 공정을 거쳐 제조되는데 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

우선, 탄소함량이 0.6 내지 0.97 중량%인 탄소강을 재질로 하는 일정직경(현재 5.5 mm의 것이 대부분임)의 열간압연 선재를 사용하여 1회의 페이텐팅 열처리와 1회 내지 2회의 신선 가공을 실시하여 직경 0.8 내지 2.0 mm 인 강선을 제조한다.

그런 다음, 가공 변형된 금속 내부 조직의 회복을 위해 다시 1회의 페이텐팅 열처리를 실시한 후에 0.5 내지 1.5 ㎛ 두께의 구리 도금을 실시하고, 그 위에 0.3 내지 1.0 ㎛의 아연도금을 순차적으로 실시한 이후, 다양한 방법의 열 확산 과정을 실시하여 황동 도금층을 얻는다.

그 후, 상기 황동 도금된 선재를 직경 0.1 내지 0.6 mm로 신선 가공을 행하면, 고무제품의 보강용으로 사용되는 스틸코드용 강선이 제조된다.

이와 같이 제조되는 선재는 용도에 따라, 다양한 구조(1x3, 1x4, 2+2, 2+7, 3+6, 3+9+15 등)로 꼬아서 사용되는데, 강도, 모듈라스, 내열성, 내피로성이 다른 종류의 무기섬유 및 유기섬유에 비하여 우수하여 타이어, 콘베이어 벨트 등의 고무제품 보강용으로 유용하게 사용되고 있다.

상기의 스틸코드 제조공정 중 신선 공정은 통상 2~3회 이루어지게 되는데 그 중 건식 윤활제에 의해 이루어지는 신선 공정은 1~2회이다.

건식 윤활제에 의해 이루어지는 신선 공정은 통상 4~13개의 신선 다이스에 의한 다중 신선법에 의해 신선이 이루어진다.

다중 신선 시 신선할 때마다 가공에 따른 스틸코드의 인장 강도가 증가하게 되며 와이어 표면의 조도가 악화 된다.

스틸코드 업계에서는 생산성 향상과 원가 절감을 위하여 건식 신선 시 신선 속도 향상과 중간 열처리 공정을 생략하기 위하여 신선 가공량을 증가하기 위한 많은 노력을 하고 있다.

그러나, 전술한 신선 속도 향상과 신선 가공량의 증가는 신선 시 와이어 표면의 흠 발생 현상이 없어야 한다는 것이다. 신선 시 와이어 표면에 흠이 발생할 경우 후공정 작업성에 막대한 악영향을 미치게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 신선 시 와이어 표면 온도 증가를 억제하기 위하여 냉각능 향상, 건식 윤활제 성능 향상과 통상적으로 사용되는 텅스텐카바이드 다이스 대신에 다이아몬드로 다이스 재질 변경, 다이스의 교체 주기를 감소시키는 방법으로 와이어 표면의 흠 발생 없이 신선 속도 및 신선 가공량을 증가 시키고자 하였다.

그러나, 상기의 종래 방법은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

첫째, 냉각능 향상과 건식 윤활제 성능 향상하는 방법은, 신선 속도 및 신선 가공량을 증가시키는 효과가 거의 미비하여 근본적인 문제 해결책은 되지 못한다.

둘째, 다이아몬드 다이스를 사용하는 경우 생산 비용이 수배 증가하는 문제점을 갖고 있고 다중 신선 시 와이어 표면 흠 발생 억제 효과가 떨어지게 된다.

셋째, 다이스의 교체 주기를 감소시킬 경우 생산성이 나빠지는 현상이 발생한다.

본 발명은 상술한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 건식 신선 도중 보락스를 연속적으로 코팅을 함으로써 와이어 표면의 흠 발생 없이 신선 속도와 신선 가공량을 증가 시키는 스틸코드용 강선의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 탄소함량이 0.70 내지 0.97 wt%이고, 직경이 4 내지 7 mm인 열간압연 선재를 사용하여 건식 신선기 내부에 설치된 다중의 다이스를 통과하도록 하여 선재의 길이 방향으로 연신이 이루어지도록 건식 신선 단계와 열처리 과정을 거쳐 황동 도금한 후, 상기 황동 도금된 선재를 습식 신선 하는 단계를 포함하는 스틸코드용 강선의 제조 방법에 있어서,

상기 건식신선 단계에서 건식 신선기 내부에 설치된 다이스의 중간에 보락스 코팅 장치를 설치한 것을 특징으로 하는, 스틸코드용 강선의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에서, 상기 스틸코드용 강선의 건식 신선 후 직경은 0.5 내지 4.5 mm이다.

본 발명에 의한 스틸코드용 강선의 제조 방법은, 건식 신선 도중 보락스를 연속적으로 코팅함으로써 와이어 표면의 흠 발생 없이 신선 속도와 신선 가공량을 증가 시키는 효과가 있다

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 탄소함량이 0.70 내지 0.97 wt%이고, 직경이 4 내지 7 mm인 열간압연 선재를 사용하여 건식 신선기 내부에 설치된 다중의 다이스를 통과하도록 하여 선재의 길이 방향으로 연신이 이루어지도록 건식 신선 단계와 열처리 과정을 거쳐 황동 도금한 후, 상기 황동 도금된 선재를 습식 신선 하는 단계를 포함하는 스틸코드용 강선의 제조 방법에 있어서,

상기 건식 신선 단계에서 건식 신선기 내부에 설치된 다이스의 중간에 보락스 코팅 장치를 설치하여 제조하는 것을 특징으로 하는, 스틸코드용 강선의 제조 방법을 제공한다.

일반적으로 스틸코드 제조 공정은 직경이 4 내지 7 mm인 열간압연 선재에 있는 스케일을 화학적 또는 기계적인 방법으로 제거한 다음 건식신선에 용이하도록 보락스 코팅을 한 후 건식 신선기 내부에 설치된 다중의 다이스(통상 4~13개)를 통과하도록 하여 선재의 길이 방향으로 연신이 이루어지도록 하는 건식 신선 단계를 통하여 원하는 직경을 얻는다.

이 때 건식 신선 시 다중의 다이스를 통과하면서 와이어 표면에 코팅되어 있던 보락스 코팅량이 점차적으로 감소하게 된다.

이러한 형상으로 통상적인 방법으로는 건식 신선 속도 및 신선 가공량을 증가시킬 경우 와이어 표면에 흠이 발생하게 되어 후공정 작업성에 막대한 악영향을 미치게 된다.

본 발명에 있어서, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 건식 신선 다이스 출구쪽에 새로운 보락스 코팅 장치를 설치하여 다이스를 통과하면서 와이어 표면에 손상된 보락스 코팅을 보완해 줌으로써 신선 시 발생되는 윤활성 감소를 줄여준다.

이러한 코팅은 신선 시 반복적으로 실시해줌으로써 와이어 표면에 새로운 코팅을 입혀줘 와이어를 보호해주는 역할을 한다.

본 발명에 있어서 고안된 다이스 출구쪽에 설치되어 있는 보락스 중간 코팅 장치는 도 1과 같이 이루어진다.

와이어는 다이스 출구 통과 후 순간적으로 보락스 코팅 박스(4)를 통과하게 되고 이 때 와이어 표면에 새로운 보락스 코팅이 형성되어 진다.

도 1에서 참조번호 1은 히터, 2는 보락스용액, 3은 펌프, 4는 코팅박스이고 5는 공기-와이퍼이다.

와이어 표면에 묻어 있는 과도한 보락스 용액은 보락스 코팅 박스 출구에 있는 공기-와이퍼(5)를 통해 사라지고, 와이어 표면에 잔존하는 보락스 용액은 신선시 발생하는 열에 의해 자연적으로 건조되면서 코팅이 이루어지게 되므로 추가적인 건조 장치도 필요가 없다.

도 2는 이러한 보락스 코팅 장치가 설치되어 있는 건식 신선기에 대한 대략적인 모형이다.

< 실시예 및 비교예 >

이하, 실시예 등에 의하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하나, 본 발명의 범위가 하기에 기재된 실시예 등에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

표 1에 나타난 바와 같이 탄소함량 0.80 wt%이고 직경 5.5 mm의 열간압연 선재를 사용하여 염산으로 선재 표면에 있는 스케일을 제거하고 보락스 코팅을 한 후, 건식 신선기 내부에 설치된 13개의 다이스를 통과시켜 직경 1.45 mm가 되도록 신선하였다. 이때, 보락스 중간 코팅 장치는 2개의 다이스마다 1개를 설치하였다. 이 때 신선 속도에 따른 와이어 표면의 흠 발생 유무 및 잔존해 있는 코팅량을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 1

종래의 방법으로, 탄소함량 0.80 wt%이고 직경 5.5 mm의 열간압연 선재를 사용하여 염산으로 선재 표면에 있는 스케일을 제거하고 보락스 코팅을 한 후, 건식 신선기 내부에 설치된 13개의 다이스를 통과시켜 직경 1.45 mm가 되도록 신선하였다. 이 때 신선 속도에 따른 와이어 표면의 흠 발생 유무 및 잔존해 있는 코팅량을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 2

표 2에 나타난 바와 같이 탄소함량 0.80 wt%이고 직경 5.5 mm의 열간압연 선 재를 사용하여 염산으로 선재 표면에 있는 스케일을 제거하고 보락스 코팅을 한 후, 건식 신선기 내부에 설치된 13개의 다이스를 통과시켜 직경 0.8 mm가 되도록 신선하였다. 이때, 보락스 중간 코팅 장치는 2개의 다이스마다 1개를 설치하였다. 이 때 신선 가공량에 따른 와이어 표면의 흠 발생 유무 및 잔존해 있는 코팅량을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.

비교예 2

표 2에 나타난 바와 같이 탄소함량 0.80 wt%이고 직경 5.5 mm의 열간압연 선재를 사용하여 염산으로 선재 표면에 있는 스케일을 제거하고 보락스 코팅을 한 후, 건식 신선기 내부에 설치된 13개의 다이스를 통과시켜 직경 0.8 mm가 되도록 신선하였다. 이 때 신선 가공량에 따른 와이어 표면의 흠 발생 유무 및 잔존해 있는 코팅량을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.

본 발명에서 사용한 물성 측정방법은 다음과 같다

1) 와이어 표면 흠

마이크로 스코프(40배)를 사용하여 와이어를 360도 회전하면서 평가 하였다.

2) 잔존 코팅량(g/㎡)

무게 측정법에 의해서 평가 하였다.

　　

[표 1]

구분	와이어 흠 유무				잔존 코팅량(g/㎡)
신선속도(m/분)	600	650	700	750	600	650	700	750
실시예1	무	무	무	무	1.6	1.4	1.2	1.1
비교예1	무	무	유	유	1.3	1.1	0.8	0.6

[표 2]

구분	와이어 흠 유무				잔존 코팅량(g/㎡)
가공선경(mm)	1.6	1.4	1.1	0.8	1.6*	1.4	1.1*	0.8
실시예2	무	무	무	무	2.0	1.5	2.0	1.4
비교예2	무	무	유	유	1.3	1.1	0.8	0.6

* 중간 보락스 코팅 장치가 있는 다이스 선경

이상에서, 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 기술되었지만 본 발명의 기술상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가해질 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수 정이 특허청구범위에 속함은 당연하다.

도 1은 다이스 출구쪽에 설치되어 있는 보락스 중간 코팅 장치의 모형도이다.

도 2는 보락스 중간 코팅 장치가 설치되어 있는 건식 신선기의 모형도이다.

Claims (2)

1. 탄소함량이 0.70 내지 0.97 wt%이고 직경이 4 내지 7 mm인 열간압연 선재를 건식 신선하고 황동 도금 후 습식 신선하여 스틸코드용 강선을 제조함에 있어서, 상기 건식 신선 시에 다이스 출구쪽에서 와이어 표면에 보락스 코팅을 실시해 주는 것을 특징으로 하는 스틸코드용 강선의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 2개의 다이스마다 1회 보락스 코팅함을 특징으로 하는 스틸코드용 강선의 제조방법.

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