JPH0551641B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0551641B2 JPH0551641B2 JP59150126A JP15012684A JPH0551641B2 JP H0551641 B2 JPH0551641 B2 JP H0551641B2 JP 59150126 A JP59150126 A JP 59150126A JP 15012684 A JP15012684 A JP 15012684A JP H0551641 B2 JPH0551641 B2 JP H0551641B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- atmosphere
- steel material
- heat treatment
- partial pressure
- pressure ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は酸化鉄スケールを有した線材コイル、
棒材、板材、帯状材等の鋼材を爾後の酸洗によつ
て有効的に脱スケールさせる雰囲気熱処理方法に
関する。 ［従来の技術とその問題点］ 一般に圧延等の加工工程における熱や環境の影
響により鋼材の表面には酸化鉄スケール（圧延ス
ケールとも称される。）が発生する。この酸化鉄
スケールは鋼材を塩酸、硫酸、過マンガン酸カリ
ウム等の溶液に浸漬し洗浄することによつて通常
除去される。鋼材表面の脱浸炭を防止するために
N2ガス等の不活性雰囲気または真空中で焼鈍等
の熱処理が行なわれる。その場合上記のような酸
洗は第４図に示したようにその熱処理の前と後に
２回行なわなければ酸化鉄スケールを完全に除去
することは困難であつた。即ち圧延時に形成され
た酸化鉄スケールは熱処理をN2ガス等の不活性
雰囲気または真空中にて行なつても、市敗の不活
性ガス或いは真空中にはわずかながら（１〜
10PPm）も酸素が含まれているため熱処理中に
上記酸化鉄スケールの酸化はさらにすすみFe2O3
を主成分とするスケールに変化することから熱処
理後に酸洗をしてもFe2O3は酸に対して侵食され
難いため熱処理後の酸洗のみでは酸化鉄スケール
を完全に除去することは困難であつた。 ［問題点を解決するための手段］ そこで本発明者等は酸化鉄スケールのFeO，
Fe3O4，Fe2O3の三つの形態のうちのFe2O3また
はFe3O4は酸に漬けても侵食され難いのに対し、
FeOは比較的侵食され易いことを知得し、酸化鉄
スケールの脱スケール性を改善したものである。
即ち、この出願に係る第１の発明は、不活性雰囲
気または真空中で鋼材を昇温−高温保持−徐冷の
各工程を経た後、分圧比（H2Ｏ／H2）が0.5以下
の炭化水素系燃料燃焼ガス雰囲気中にて該鋼材を
640℃〜680℃の温度に0.5時間〜1.5時間保持し、
その後に冷却するようにしたことを特徴とする熱
処理方法である。 またこの出願に係る第２の発明は、不活性雰囲
気または真空中で鋼材を昇温−高温保持−徐冷の
各工程を経た後、分圧比（H2Ｏ／H2）が0.5以下
の炭化水素系燃料燃焼ガス雰囲気中にて該鋼材を
640℃〜680℃の温度に0.5時間〜1.5時間保持し、
さらにその後該鋼材を分圧比（H2Ｏ／H2）が10
〜10-2の炭化水素系燃料燃焼ガス雰囲気中で冷却
するようにしたことを特徴とする雰囲気熱処理方
法である。 ［作用］ 圧延後酸洗処理をしないで直接上記雰囲気条件
で熱処理することにより酸化鉄スケールFe3O4，
Fe2O3はFeOに還元されることから爾後の酸洗に
おける脱スケール性が著しく改善される。 また、還元後の冷却をFeOに対して酸化も還元
もさせないで平衡を保つ雰囲気、即ちN2ガス等
の不活性雰囲気または分圧比（H2Ｏ／H2）が10
〜10-2に調整された中性雰囲気中で行うことによ
り、酸洗時の脱スケール性が損なわれることがな
い。 ［実施例］ 第１図にこの雰囲気熱処理方法にて使われる連
続熱処理炉の各処理ゾーンの配列を示し、圧延後
の鋼材は、加熱ゾーン１、均熱ゾーン２、徐冷ゾ
ーン３、還元ゾーン４、冷却ゾーン５の順に通過
する。加熱ゾーン１内および均熱ゾーン２内、徐
冷ゾーン３内は処理される鋼材の種類に合わせ
N2ガス等の不活性雰囲気または真空に保持され
ている。そして加熱ゾーン１、均熱ゾーン２の内
壁にはラジアントチユーブが配設され、第２図の
温度線図に示したように加熱ゾーン１においてそ
の鋼材を球状化焼鈍するため冶金学的に決定され
る温度（720℃〜760℃）に加熱し、その温度を均
熱ゾーン２において所定時間保持する。その後該
鋼材を徐冷ゾーン３を通過させることで640℃〜
680℃に徐冷する。次の還元ゾーン４は、徐冷ゾ
ーン３とは雰囲気が隔絶されており、該還元化ゾ
ーン４には、加熱ゾーン１、均熱ゾーン２のラジ
アントチユーブで燃焼された炭化水素系燃料燃焼
ガスを成分調整して供給する。即ち、還元ゾーン
４内は、分圧比（H2Ｏ／H2）が0.5以下の炭化水
素系燃料燃焼ガスを雰囲気とし、この雰囲気中に
て鋼材を640℃〜680℃の温度に0.5時間〜1.5時間
保持する。なお、第３図にFe2O3、Fe3O4および
FeOの酸化、還元平衡状態図を示すが、640℃〜
680℃において分圧比（H2Ｏ／H2）が0.5以下の
の雰囲気条件ではFe2O3およびFe3O4に対して還
元作用を持つ。従つて雰囲気の分圧比および鋼材
温度および保持時間はFe3O4をFeOに速やかに還
元させるのに必要な条件である。 さらにその後該鋼材は冷却ゾーン５に移送され
50℃／時間以上の速度で350℃以下まで急冷され
る。冷却ゾーン５は、炭化水素系燃料の燃焼ガス
の分圧比（H2Ｏ／H2）を10〜10-2に調整するこ
とによつてFeOに対して酸化作用も還元作用もな
さない中性雰囲気を充満させている。なお、第３
図に示されるように分圧比（H2Ｏ／H2）＝10〜
10-2においてFeOは略々平衡状態を保つ。 次に本発明の熱処理方法について炭素鋼
（S45C）線材およびクロムモリブデン鋼
（SCM435）線材を用いて脱スケール性の比較試
験を行なつたのでその結果について言及する。 圧延後酸洗処理をしていない炭素鋼線材および
クロムモリブデン鋼線材をN2雰囲気中で２時間
で740℃に昇温し、その温度を４時間保つた後、
４時間かけて660℃まで徐冷した。その後、該線
材を分圧比（H2／H2Ｏ）＝0.1の炭化水素系燃料
燃焼ガス雰囲気中で660℃に１時間保持した。し
かる後、試材については大気中で50℃／時間以
下の冷却速度で自然放冷し、試材については扇
風機を当てて150℃／時間の冷却速度で急冷し、
試材については分圧比（H2Ｏ／H2）＝10〜10-2
の中性雰囲気中で50℃／時間の冷却速度で冷却
し、試材については同じ中性雰囲気中で150
℃／時間の冷却速度で急冷した。その夫々につい
て要した時間を次表に示す。
棒材、板材、帯状材等の鋼材を爾後の酸洗によつ
て有効的に脱スケールさせる雰囲気熱処理方法に
関する。 ［従来の技術とその問題点］ 一般に圧延等の加工工程における熱や環境の影
響により鋼材の表面には酸化鉄スケール（圧延ス
ケールとも称される。）が発生する。この酸化鉄
スケールは鋼材を塩酸、硫酸、過マンガン酸カリ
ウム等の溶液に浸漬し洗浄することによつて通常
除去される。鋼材表面の脱浸炭を防止するために
N2ガス等の不活性雰囲気または真空中で焼鈍等
の熱処理が行なわれる。その場合上記のような酸
洗は第４図に示したようにその熱処理の前と後に
２回行なわなければ酸化鉄スケールを完全に除去
することは困難であつた。即ち圧延時に形成され
た酸化鉄スケールは熱処理をN2ガス等の不活性
雰囲気または真空中にて行なつても、市敗の不活
性ガス或いは真空中にはわずかながら（１〜
10PPm）も酸素が含まれているため熱処理中に
上記酸化鉄スケールの酸化はさらにすすみFe2O3
を主成分とするスケールに変化することから熱処
理後に酸洗をしてもFe2O3は酸に対して侵食され
難いため熱処理後の酸洗のみでは酸化鉄スケール
を完全に除去することは困難であつた。 ［問題点を解決するための手段］ そこで本発明者等は酸化鉄スケールのFeO，
Fe3O4，Fe2O3の三つの形態のうちのFe2O3また
はFe3O4は酸に漬けても侵食され難いのに対し、
FeOは比較的侵食され易いことを知得し、酸化鉄
スケールの脱スケール性を改善したものである。
即ち、この出願に係る第１の発明は、不活性雰囲
気または真空中で鋼材を昇温−高温保持−徐冷の
各工程を経た後、分圧比（H2Ｏ／H2）が0.5以下
の炭化水素系燃料燃焼ガス雰囲気中にて該鋼材を
640℃〜680℃の温度に0.5時間〜1.5時間保持し、
その後に冷却するようにしたことを特徴とする熱
処理方法である。 またこの出願に係る第２の発明は、不活性雰囲
気または真空中で鋼材を昇温−高温保持−徐冷の
各工程を経た後、分圧比（H2Ｏ／H2）が0.5以下
の炭化水素系燃料燃焼ガス雰囲気中にて該鋼材を
640℃〜680℃の温度に0.5時間〜1.5時間保持し、
さらにその後該鋼材を分圧比（H2Ｏ／H2）が10
〜10-2の炭化水素系燃料燃焼ガス雰囲気中で冷却
するようにしたことを特徴とする雰囲気熱処理方
法である。 ［作用］ 圧延後酸洗処理をしないで直接上記雰囲気条件
で熱処理することにより酸化鉄スケールFe3O4，
Fe2O3はFeOに還元されることから爾後の酸洗に
おける脱スケール性が著しく改善される。 また、還元後の冷却をFeOに対して酸化も還元
もさせないで平衡を保つ雰囲気、即ちN2ガス等
の不活性雰囲気または分圧比（H2Ｏ／H2）が10
〜10-2に調整された中性雰囲気中で行うことによ
り、酸洗時の脱スケール性が損なわれることがな
い。 ［実施例］ 第１図にこの雰囲気熱処理方法にて使われる連
続熱処理炉の各処理ゾーンの配列を示し、圧延後
の鋼材は、加熱ゾーン１、均熱ゾーン２、徐冷ゾ
ーン３、還元ゾーン４、冷却ゾーン５の順に通過
する。加熱ゾーン１内および均熱ゾーン２内、徐
冷ゾーン３内は処理される鋼材の種類に合わせ
N2ガス等の不活性雰囲気または真空に保持され
ている。そして加熱ゾーン１、均熱ゾーン２の内
壁にはラジアントチユーブが配設され、第２図の
温度線図に示したように加熱ゾーン１においてそ
の鋼材を球状化焼鈍するため冶金学的に決定され
る温度（720℃〜760℃）に加熱し、その温度を均
熱ゾーン２において所定時間保持する。その後該
鋼材を徐冷ゾーン３を通過させることで640℃〜
680℃に徐冷する。次の還元ゾーン４は、徐冷ゾ
ーン３とは雰囲気が隔絶されており、該還元化ゾ
ーン４には、加熱ゾーン１、均熱ゾーン２のラジ
アントチユーブで燃焼された炭化水素系燃料燃焼
ガスを成分調整して供給する。即ち、還元ゾーン
４内は、分圧比（H2Ｏ／H2）が0.5以下の炭化水
素系燃料燃焼ガスを雰囲気とし、この雰囲気中に
て鋼材を640℃〜680℃の温度に0.5時間〜1.5時間
保持する。なお、第３図にFe2O3、Fe3O4および
FeOの酸化、還元平衡状態図を示すが、640℃〜
680℃において分圧比（H2Ｏ／H2）が0.5以下の
の雰囲気条件ではFe2O3およびFe3O4に対して還
元作用を持つ。従つて雰囲気の分圧比および鋼材
温度および保持時間はFe3O4をFeOに速やかに還
元させるのに必要な条件である。 さらにその後該鋼材は冷却ゾーン５に移送され
50℃／時間以上の速度で350℃以下まで急冷され
る。冷却ゾーン５は、炭化水素系燃料の燃焼ガス
の分圧比（H2Ｏ／H2）を10〜10-2に調整するこ
とによつてFeOに対して酸化作用も還元作用もな
さない中性雰囲気を充満させている。なお、第３
図に示されるように分圧比（H2Ｏ／H2）＝10〜
10-2においてFeOは略々平衡状態を保つ。 次に本発明の熱処理方法について炭素鋼
（S45C）線材およびクロムモリブデン鋼
（SCM435）線材を用いて脱スケール性の比較試
験を行なつたのでその結果について言及する。 圧延後酸洗処理をしていない炭素鋼線材および
クロムモリブデン鋼線材をN2雰囲気中で２時間
で740℃に昇温し、その温度を４時間保つた後、
４時間かけて660℃まで徐冷した。その後、該線
材を分圧比（H2／H2Ｏ）＝0.1の炭化水素系燃料
燃焼ガス雰囲気中で660℃に１時間保持した。し
かる後、試材については大気中で50℃／時間以
下の冷却速度で自然放冷し、試材については扇
風機を当てて150℃／時間の冷却速度で急冷し、
試材については分圧比（H2Ｏ／H2）＝10〜10-2
の中性雰囲気中で50℃／時間の冷却速度で冷却
し、試材については同じ中性雰囲気中で150
℃／時間の冷却速度で急冷した。その夫々につい
て要した時間を次表に示す。
【表】
このように試料についても脱スケール性は良
好であつたが、冷却を中性雰囲気中で行なうこと
によつて酸洗時間がより短かくできる。また急冷
は反応時間が短かいために還元により生成された
FeOがFe3O4またはFe2O3に変化する割合が少な
いこと、および、急冷によるスケールの収縮によ
りクラツクが発生し酸洗液を浸透し易くする。そ
のため急冷は脱スケール性を一層改善するものと
考えられる。 ［発明の効果］ 脱スケール性が著しく改善されるため圧延後の
酸洗処理が不必要となり、熱処理後に１回酸洗す
るだけで完全に酸化鉄スケールを洗い落とすこと
ができる。このため洗浄コスト或いは設備費等が
大幅に低減できる利点がある。
好であつたが、冷却を中性雰囲気中で行なうこと
によつて酸洗時間がより短かくできる。また急冷
は反応時間が短かいために還元により生成された
FeOがFe3O4またはFe2O3に変化する割合が少な
いこと、および、急冷によるスケールの収縮によ
りクラツクが発生し酸洗液を浸透し易くする。そ
のため急冷は脱スケール性を一層改善するものと
考えられる。 ［発明の効果］ 脱スケール性が著しく改善されるため圧延後の
酸洗処理が不必要となり、熱処理後に１回酸洗す
るだけで完全に酸化鉄スケールを洗い落とすこと
ができる。このため洗浄コスト或いは設備費等が
大幅に低減できる利点がある。
第１図は本発明を実施する連続熱処理炉の配置
図、第２図は鋼材の熱処理温度線図、第３図は酸
化鉄の酸化、還元平衡状態図、第４図は従来の鋼
材の処理工程を示した図である。
図、第２図は鋼材の熱処理温度線図、第３図は酸
化鉄の酸化、還元平衡状態図、第４図は従来の鋼
材の処理工程を示した図である。
Claims (1)
- １ 圧延等の加工により発生する酸化鉄スケール
を有した鋼材を不活性雰囲気または真空中で昇温
−高温保持−徐冷の各工程を経た後、分圧比
（H2Ｏ／H2）が0.5以下の炭化水素系燃料燃焼ガ
ス雰囲気中にて該鋼材を640℃〜680℃の温度に
0.5時間〜1.5時間保持し、さらにその後該鋼材を
分圧比（H2Ｏ／H2）が10〜10-2の炭化水素系燃
料燃焼ガス雰囲気中で冷却するようにしたことを
特徴とする雰囲気熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15012684A JPS6130621A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 雰囲気熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15012684A JPS6130621A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 雰囲気熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130621A JPS6130621A (ja) | 1986-02-12 |
| JPH0551641B2 true JPH0551641B2 (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=15490046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15012684A Granted JPS6130621A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 雰囲気熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130621A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2982918C (en) | 2015-05-11 | 2021-08-31 | Seal and Pack Co., LTD | Container sealing member, and method for producing same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728725A (en) * | 1980-07-11 | 1982-02-16 | Dainippon Printing Co Ltd | Packing vessel and its manufacture and its use |
-
1984
- 1984-07-19 JP JP15012684A patent/JPS6130621A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6130621A (ja) | 1986-02-12 |
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