JPS6362823A - 直接熱処理高炭素鋼線材の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱間圧延時の熱を利用して熱処理を行い、高
強度の高炭素鋼線材を製造する方法に関する。

（従来の技術） 近年、高炭素鋼線材は、直接熱処理法（ダイレクトパテ
ンチング）によってバテンチングが行われている。パテ
ンチングは、周知のように、鋼線の組織を微細なパーラ
イト組織にして、優れた伸線性と必要な強度を与えるた
めの熱処理である。

直接熱処理法は、圧延顕熱を有効利用し、圧延直後の線
材を調整冷却することによってバテンチングを行う方法
である。すなわち、通常、１０００℃以上で圧延された
高温の線材を約８００℃まで水冷した後、レイングヘッ
ドによってコイル状に巻取り、巻取られたコイル状の線
材をコンベヤ上に非同心円状に載置して、これを衝風に
よって調整冷却するものである。

パテンチングされた線材の表面には、スケールが付着し
ており、このスケールは伸線加工上有害であるため、伸
線加工前に完全に除去しなければならない。スケールは
、通常、酸洗によって除去されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、直接熱処理法でバテンチングされた線材を酸
洗すると、微細な横割れ状の表面疵の発生が著しく、爾
後の加工上あるいは最終製品の品質上問題となっている
。

本発明者は、かかる表面疵の発生について鋭意研究した
結果、線材表面のスケールの厚さが重要な要因であるこ
とを突き止めた。

すなわち、酸洗の際に、線材表面のスケールに生じたひ
び割れに酸洗液が浸透して、ひび割れ直下の線材表面が
選択的に浸食される。スケールが１０μ−以下と薄い場
合、スケール自体が溶解される時間が短いので、線材の
浸食の程度も問題とならない。しかし、直接熱処理法に
よって製造された線材においては、高温で圧延されたま
ま冷却されて線材となるため、スケールが厚く付着して
いる。それ故、スケールの溶解に時間がかかり、スケー
ルひび割れ直下の線材表面が選択的に深く浸食され、こ
れが横割れ状のスケールクランク疵となって残るのであ
る。

本発明者は、鋼材加熱温度を下げて線材圧延することに
より、厚いスケールの発生を防止できるものと考えた。

そこで、低温加熱鋼材を用いて圧延を実施したが、鋼材
割れや圧延荷重の増大により、ロール折損が生じた。ま
た、スケールの発生を巻取り段階でも防止するため、巻
取り温度を下げたところ、強冷却のためにムラ冷えが生
じ、線材表面に適冷組織（マルテンサイト、ベイナイト
ｍｖａ）が生成して伸線性が劣化するという問題が生じ
た。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、線材圧延
に際して、鋼材割れやロール折損の心配がなく、また、
線材表層に適冷組織を生じさせることなく、スケールク
ランク疵の発生を可及的に防止することができる直接熱
処理高炭素鋼線材の製造法を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 叙上の目的を達成するために講じられた本発明の特徴と
するところは、高炭素鋼材として中心部が９００〜１０
００℃に加熱されると共に表面部が中心部より高温で１
０００〜１１５０℃に加熱されたものを用い、線材圧延
後７００〜８５０℃に水冷する点にある。

（作用および実施例） 本発明は、ＪＩＳ　　Ｇ３５０６に規定されている５Ｗ
ＲＨ４２Ａ−３ＷＲＨ８２ＢのようなＣ含有量が０．４
〜０．９重量％の高炭素鋼線材を製造対象とする。

本発明において、まず、高炭素鋼材を線材圧延に供する
が、圧延に際して、鋼材の中心部を９００〜１０００℃
に加熱すると共に表面部を中心部より高温で１０００〜
１１５０℃に加熱する。すなわち、鋼材の中心部から表
面部にかけて高温となるような温度勾配を与え、これを
線材圧延するのである。

鋼材中心部を９００〜１０００℃に加熱するのは、９０
０℃以下では圧延荷重の増大により、鋼材割れやロール
折損が生じ易くなり、一方、１０００℃以上にすると鋼
材表面におけるスケールの成長を抑えることができない
からである。

鋼材表面部を中心部より高温に加熱するのは、圧延初期
段階における鋼材表面の温度低下を補填するためである
。すなわち、圧延初期段階では、圧延速度が遅く熱の放
散が大きく、またロール冷却水による冷却やロールとの
接触による抜熱が生じ、鋼材表面温度が著しく低下する
。

鋼材表面部を１０００〜１１５０℃に加熱するのは、１
０００℃以下では、鋼材表面の温度低下を十分補填する
ことができず、中心部が９００℃以下になるおそれがあ
り、鋼材割れやロール折損が生じ易くなる。

一方、１１５０℃以上ではロール表面の温度低下を考慮
しても高温に過ぎ表面のスケールの成長を抑えることが
できなくなる。

鋼材の中心部と表面部との間に温度勾配を設けるように
加熱するには、加熱炉を通過する鋼材の送り速度を上げ
ることにより容易に行うことができる。このような加熱
方法の採用により、生産性の向上（時間当りの線材生産
量）や加熱炉原単位の低下（燃料費の軽ｆｓｉ＞を図る
ことができる。

以上のようにして圧延された線材は、７００〜８５０℃
に水冷される。７００℃未満では線材表面に適冷組織が
生じ易く、一方、８５０℃を越えるとスケールの成長が
生じ、スケールの厚さを抑制することが困難になる。

その後、レイングヘッドによってコイル状に巻取ると共
にコンベヤ上に非同心状に展開して衝風空冷を行う。冷
却速度は、線材をオーステナイト組織から微細パーライ
トｍｍに変態させるために１〜ｂ 次に具体的実施例を揚げて説明する。

（１）下記成分（重量％）の５ＷＲＨ６２Ｂの鋼材を第
１表に掲げた製造条件によって線材に加工した。尚、第
１表において、巻取時の温度が水冷後の温度より若干高
温となっているのは、線材の復熱によるものである。

〔鋼材成分〕

Ｃ：　０．６４χ、Ｓｔ　：　０．２４χ、　Ｍｎ　：
　０．７５χ、Ｐ　：　０．０２３χ、Ｓ　：　０．０
１５χ、　残部実質的にＦｅ次　　　　　　　　葉 第１表 （２）　　得られた線材のスケール厚さを測定した後、
酸洗し、表層適冷組織の有無およびスケールクラック疵
の発生率を調べた。また、機械的性質を測定した。それ
らの結果を第２表に示す。尚、同表中、ＳＣとはスケー
ルクラックの略であり、ＳＣＣ全発生率は、下記式で示
され、線材各１コイルを寸断し、ランダムに９６本のサ
ンプルを採取して、サンプル９６本中に何本ｓｃ疵があ
ったかを示すものである。

第２表 （３）　　第２表より、本発明実施例に係る線材は、ス
ケール厚さが１０μｍ以下と薄層であり、また表層適冷
組織も生じなかった。従って、ＳＣ疵の発生も皆無であ
り良好な品質が得られた。尚、機械的性質については、
従来例と同等であり、グイレクトバテンチングされた線
材として使用できる。

一方、従来例１は、スケール厚さが大きく、ＳＣＣ全発
生率高かった。従来例２は、スケール厚さは良好であっ
たが、表層適冷組織が生じた。これは、水冷時の圧延線
材温度が高く、水冷によってムラ冷えが生じたためと考
えられる。

（４）次に、圧延線材の水冷後の温度とスケール厚さお
よび表層過冷組織発生率との関係について調べた。ここ
に、表層過冷組織発生率とは、ＳＣＣ全発生率同様に線
材１コイルを寸断し、９６本のサンプルを採取して、そ
のうち何本のサンプルに表層適冷組織があったかを求め
たものである。

線材試料は、前記５ＷＲＨ６２Ｂの鋼材を、中心部９０
０℃、表面部１０００℃に加熱して圧延した後、種々の
温度に水冷して巻取り、８．０℃／秒で空冷して製造さ
れた。

その結果を第１図に示す。同図より、本発明範囲である
７００〜８５０℃で適冷組織が生じにくく、またスケー
ルも１０μ川以下と薄い範囲に止まっていることが確認
された。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明の直接熱処理高炭素鋼線材の
製造法によれば、中心部を９００−１０００℃に加熱す
ると共に表面部が中心部より高温で１０００〜１１５０
℃に加熱した鋼材を圧延するので、圧延初期に鋼材表面
が抜熱されても、鋼材を塑性変形容易な状態に保持する
ことができ、鋼材割れやロール折損を防止することがで
きる。しかも、鋼材表面の抜熱によって速やかに鋼材温
度を低下させることができ、線材表面のスケールの成長
を抑制することができ、スケールクランク疵の発生を可
及的に防止することができる。

また、線材圧延後、７００〜８５０℃に水冷して巻取る
ので、スケールの成長を抑止しながら、適冷組織の発生
を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、圧延された線材の水冷後の温度とスケール厚
さおよび表Ｎ過冷Ｕ織発生率との関係を示すグラフ図で
ある。 特　許　出　願　人　　株式会社　神戸製鋼所筒１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高炭素鋼材を線材圧延した後、水冷して巻取り、
   その後線材に衝風空冷を施して線材の組織をオーステナ
   イト組織から微細パーライト組織に変態させる直接熱処
   理高炭素鋼線材の製造法において、 前記高炭素鋼材として中心部が９００〜１０００℃に加
   熱されると共に表面部が中心部より高温で１０００〜１
   １５０℃に加熱されたものを用い、線材圧延後７００〜
   ８５０℃に水冷することを特徴とする直接熱処理高炭素
   鋼線材の製造法。