JPH0551642B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0551642B2 JPH0551642B2 JP59150127A JP15012784A JPH0551642B2 JP H0551642 B2 JPH0551642 B2 JP H0551642B2 JP 59150127 A JP59150127 A JP 59150127A JP 15012784 A JP15012784 A JP 15012784A JP H0551642 B2 JPH0551642 B2 JP H0551642B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- atmosphere
- heat treatment
- steel material
- temperature
- concentration
- 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.)
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (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］ 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
除去されるが、第４図に示したように圧延後にさ
らに線引等の３次加工を施す場合その加工性を改
善するため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
ことは困難であるとされていた。即ちこの熱処理
は鋼材の脱炭を防ぐため普通還元性雰囲気中で行
なわれるために、仮に熱処理前の１回目の酸洗を
省略したとすると鋼材に付着していた酸化鉄スケ
ールが熱処理によつて還元されるために熱処理後
に酸洗をしてもスケール除去が阻害され鋼材表面
に還元された酸化鉄スケール（以下、還元スケー
ルという。）が薄膜状に残存するものであつた。
即ち、酸化鉄スケールは還元雰囲気中に置かれる
とFe2O3→Fe3O4→FeOの順に夫々変化してゆく
がその還元スケール層がそのまま鋼材表面の残る
という問題があつた。 そこで特公昭57−28725号公報に示された熱処
理方法は、圧延スケールを有する鋼材を炭素濃度
が調整される還元性雰囲気中で昇温−高温保持−
徐冷からなる熱処理を施した後、酸化性雰囲気中
で650℃〜500℃に加熱保持し、その後大気放冷す
ることにより熱処理後に該鋼材に付着している還
元スケールを積極的に再酸化させ爾後の酸洗時に
おける脱スケール性を改善しようとするものであ
つた。 ［発明が解決しようとする問題点］ 上記特公昭57−28725号公報に記載された発明
は、熱処理前の酸洗を省略できるので設備費等に
おいて経済的であるとするものであるが、本出願
にかかる発明者等が実施した試験によればこの刊
行物に記載の発明どおりに還元スケールを再酸化
させても必ずしも熱処理後の脱スケール性を満足
すべき状態にまで改善されず、２回の酸洗工程を
経たものと比べると品質が悪いというのが実情で
あつた。 そこで本発明者等はその原因をさらに追求し次
のような脱スケール性改善の手法を知得すること
により本発明をなし得た。即ち、酸化鉄スケール
は、Feの周囲にFeO，Fe3O4，Fe2O3の三つの層
がその順番に形成されているが、そのうちの表面
に近い層であるFe2O3またはFe3O4は酸に漬けて
も侵食され難いのに対し、FeOは簡単に侵食され
ることである。しかるに特公昭57−28725号の発
明における再酸化では鋼材表面にFe3O4または
Fe2O3の厚い層が形成されこのことがむしろ酸洗
時の脱スケール性を拒んでいることである。 ［問題点を解決するための手段］ そこで本発明は、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還元性雰囲気中で
昇温−高温保持−徐冷の各工程を経た後、O2濃
度が10％以下、CO濃度が３％以下、H2Ｏ露点が
10℃以上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N2ガス等の不活
性雰囲気中または炭化水素系燃料燃焼ガスの分圧
比（H2Ｏ／H2）を10〜10-2に調整した中性雰囲
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］ 熱処理後の鋼材を上記雰囲気条件のもので一定
時間その温度条件に保持することによりFeは主
としてFeOの段階で酸化が止りFe3O4，Fe2O3ま
で酸化が進まないことから爾後の酸洗における脱
スケール性が顕しく改善される。 また、再酸化後の冷却を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、再酸化ゾーン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
その脱炭を防ぐために発熱形ガスまたは吸熱形ガ
ス等の還元性雰囲気に保持されている。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、鋼材を第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脱
炭なく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。次の再酸化ゾーン４は、徐冷ゾー
ン３とは雰囲気が隔絶されており、該再酸化ゾー
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、再酸化ゾーン
４内は、O2濃度が10％以下で、CO濃度が３％以
下、またはH2Ｏ露点が10℃以上の炭化水素系燃
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、O2濃度が10％以上では酸化力が強す
ぎてFe3O4またはFe2O3が生成され、反対にCO濃
度が３％以上であると酸化力が不足しFeをFeO
に再酸化させることができない。勿論これらの濃
度は鋼材温度およびその保持時間にも関連するの
で640℃〜680℃にて0.5時間〜1.5時間の温度条件
および保持時間も厳格に守られなければならず、
これらの条件の基においてFeの再酸化をFeOの
状態にてくい止めることができる。 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、N2ガス等の不活性雰囲気
または炭化水素系燃料の燃焼ガスの分圧比（H2
Ｏ／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FeOの
酸化、還元平衡状態図を示したように、分圧比
（H2Ｏ／H2）が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夫々還元性雰囲気中で
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O2濃度５％、CO濃度０％、H2Ｏ露点40
℃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）が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。結果はその酸洗に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］ 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
除去されるが、第４図に示したように圧延後にさ
らに線引等の３次加工を施す場合その加工性を改
善するため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
ことは困難であるとされていた。即ちこの熱処理
は鋼材の脱炭を防ぐため普通還元性雰囲気中で行
なわれるために、仮に熱処理前の１回目の酸洗を
省略したとすると鋼材に付着していた酸化鉄スケ
ールが熱処理によつて還元されるために熱処理後
に酸洗をしてもスケール除去が阻害され鋼材表面
に還元された酸化鉄スケール（以下、還元スケー
ルという。）が薄膜状に残存するものであつた。
即ち、酸化鉄スケールは還元雰囲気中に置かれる
とFe2O3→Fe3O4→FeOの順に夫々変化してゆく
がその還元スケール層がそのまま鋼材表面の残る
という問題があつた。 そこで特公昭57−28725号公報に示された熱処
理方法は、圧延スケールを有する鋼材を炭素濃度
が調整される還元性雰囲気中で昇温−高温保持−
徐冷からなる熱処理を施した後、酸化性雰囲気中
で650℃〜500℃に加熱保持し、その後大気放冷す
ることにより熱処理後に該鋼材に付着している還
元スケールを積極的に再酸化させ爾後の酸洗時に
おける脱スケール性を改善しようとするものであ
つた。 ［発明が解決しようとする問題点］ 上記特公昭57−28725号公報に記載された発明
は、熱処理前の酸洗を省略できるので設備費等に
おいて経済的であるとするものであるが、本出願
にかかる発明者等が実施した試験によればこの刊
行物に記載の発明どおりに還元スケールを再酸化
させても必ずしも熱処理後の脱スケール性を満足
すべき状態にまで改善されず、２回の酸洗工程を
経たものと比べると品質が悪いというのが実情で
あつた。 そこで本発明者等はその原因をさらに追求し次
のような脱スケール性改善の手法を知得すること
により本発明をなし得た。即ち、酸化鉄スケール
は、Feの周囲にFeO，Fe3O4，Fe2O3の三つの層
がその順番に形成されているが、そのうちの表面
に近い層であるFe2O3またはFe3O4は酸に漬けて
も侵食され難いのに対し、FeOは簡単に侵食され
ることである。しかるに特公昭57−28725号の発
明における再酸化では鋼材表面にFe3O4または
Fe2O3の厚い層が形成されこのことがむしろ酸洗
時の脱スケール性を拒んでいることである。 ［問題点を解決するための手段］ そこで本発明は、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還元性雰囲気中で
昇温−高温保持−徐冷の各工程を経た後、O2濃
度が10％以下、CO濃度が３％以下、H2Ｏ露点が
10℃以上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N2ガス等の不活
性雰囲気中または炭化水素系燃料燃焼ガスの分圧
比（H2Ｏ／H2）を10〜10-2に調整した中性雰囲
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］ 熱処理後の鋼材を上記雰囲気条件のもので一定
時間その温度条件に保持することによりFeは主
としてFeOの段階で酸化が止りFe3O4，Fe2O3ま
で酸化が進まないことから爾後の酸洗における脱
スケール性が顕しく改善される。 また、再酸化後の冷却を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、再酸化ゾーン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
その脱炭を防ぐために発熱形ガスまたは吸熱形ガ
ス等の還元性雰囲気に保持されている。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、鋼材を第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脱
炭なく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。次の再酸化ゾーン４は、徐冷ゾー
ン３とは雰囲気が隔絶されており、該再酸化ゾー
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、再酸化ゾーン
４内は、O2濃度が10％以下で、CO濃度が３％以
下、またはH2Ｏ露点が10℃以上の炭化水素系燃
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、O2濃度が10％以上では酸化力が強す
ぎてFe3O4またはFe2O3が生成され、反対にCO濃
度が３％以上であると酸化力が不足しFeをFeO
に再酸化させることができない。勿論これらの濃
度は鋼材温度およびその保持時間にも関連するの
で640℃〜680℃にて0.5時間〜1.5時間の温度条件
および保持時間も厳格に守られなければならず、
これらの条件の基においてFeの再酸化をFeOの
状態にてくい止めることができる。 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、N2ガス等の不活性雰囲気
または炭化水素系燃料の燃焼ガスの分圧比（H2
Ｏ／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FeOの
酸化、還元平衡状態図を示したように、分圧比
（H2Ｏ／H2）が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夫々還元性雰囲気中で
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O2濃度５％、CO濃度０％、H2Ｏ露点40
℃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）が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。結果はその酸洗に要した時間を次表に示す。
【表】
【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再酸化により生成され
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再酸化により生成され
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
FeO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
FeO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
を有した鋼材を還元性雰囲気中で昇温−高温保持
−徐冷の各工程を経た後、O2濃度が10％以下、
CO濃度が３％以下、H2Ｏ露点が10℃以上の炭化
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N2ガス等の不活性雰囲気中ま
たは炭化水素系燃料燃焼ガスの分圧比（H2Ｏ／
H2）を10〜10-2に調整した中性雰囲気中で冷却
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 |
|---|---|---|---|
| JP15012784A JPS6130622A (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 |
|---|---|---|---|
| JP15012784A JPS6130622A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 雰囲気熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130622A JPS6130622A (ja) | 1986-02-12 |
| JPH0551642B2 true JPH0551642B2 (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=15490069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15012784A Granted JPS6130622A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 雰囲気熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130622A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07329994A (ja) * | 1994-06-10 | 1995-12-19 | Yoshida Kogyo Kk <Ykk> | 多連式並列チューブ及びその製造方法 |
| JP7006141B2 (ja) * | 2017-11-01 | 2022-01-24 | 日本製鉄株式会社 | 熱延鋼板の酸洗性向上方法 |
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 JP15012784A patent/JPS6130622A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6130622A (ja) | 1986-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |