JP2635265B2 - 圧延素材の加熱方法 - Google Patents
圧延素材の加熱方法Info
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- JP2635265B2 JP2635265B2 JP10702392A JP10702392A JP2635265B2 JP 2635265 B2 JP2635265 B2 JP 2635265B2 JP 10702392 A JP10702392 A JP 10702392A JP 10702392 A JP10702392 A JP 10702392A JP 2635265 B2 JP2635265 B2 JP 2635265B2
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- heating
- temperature
- heated
- grain boundary
- heating furnace
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延素材を連続的に加
熱する加熱方法に関し、特に加熱炉と誘導加熱炉を複合
して加熱する加熱方法に関する。
熱する加熱方法に関し、特に加熱炉と誘導加熱炉を複合
して加熱する加熱方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、鋼材に熱間圧延加工処理を施す前に
は加熱処理により鋼材は加熱される。この加熱処理とし
て、ガスバーナ等による加熱炉と誘導加熱コイルによる
誘導加熱炉を組み合せて，すなわち鋼材を加熱炉で加熱
した後、誘導加熱炉で加工温度に加熱する方法が開示さ
れている（特開平3-24224号公報）。これによれば、短
時間で鋼材を加工温度まで加熱することができる。
は加熱処理により鋼材は加熱される。この加熱処理とし
て、ガスバーナ等による加熱炉と誘導加熱コイルによる
誘導加熱炉を組み合せて，すなわち鋼材を加熱炉で加熱
した後、誘導加熱炉で加工温度に加熱する方法が開示さ
れている（特開平3-24224号公報）。これによれば、短
時間で鋼材を加工温度まで加熱することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鋼材を通常雰
囲気下（Ｏ2；濃度２〜６％程度以上）にて加熱する場
合、高温となると鋼材の表層部は著しく酸化し、酸化し
た表層部が圧延加工処理後においても残存するという問
題がある。
囲気下（Ｏ2；濃度２〜６％程度以上）にて加熱する場
合、高温となると鋼材の表層部は著しく酸化し、酸化し
た表層部が圧延加工処理後においても残存するという問
題がある。
【０００４】図２に、ステンレス鋼材（鋼種；ＳＵＳ３
０４）を使用して通常雰囲気下で加熱した場合の、加熱
温度に対する粒界酸化深さ（スケール酸化量）の関係，
図３に、加熱時間（分）に対する粒界酸化深さ（μｍ）
の関係をそれぞれ示す。なお、粒界酸化深さとは鋼材の
表層部の材料組織の酸化の発生した結晶粒界の表面から
の深さをいう。
０４）を使用して通常雰囲気下で加熱した場合の、加熱
温度に対する粒界酸化深さ（スケール酸化量）の関係，
図３に、加熱時間（分）に対する粒界酸化深さ（μｍ）
の関係をそれぞれ示す。なお、粒界酸化深さとは鋼材の
表層部の材料組織の酸化の発生した結晶粒界の表面から
の深さをいう。
【０００５】図２は、加熱による保定時間を６０分とし
たものである。これによれば、１０００℃以下の低温域
では粒界の酸化は問題とならないが、１０００℃を越え
た高温域になると粒界の酸化が増大する。この場合の臨
界酸化が増大し始める温度を粒界酸化臨界温度と呼ぶ。
通常、ステンレス鋼材の加工温度は１１００〜１２５０
℃の高温域であるので特に粒界の酸化による品質劣化が
問題となる。
たものである。これによれば、１０００℃以下の低温域
では粒界の酸化は問題とならないが、１０００℃を越え
た高温域になると粒界の酸化が増大する。この場合の臨
界酸化が増大し始める温度を粒界酸化臨界温度と呼ぶ。
通常、ステンレス鋼材の加工温度は１１００〜１２５０
℃の高温域であるので特に粒界の酸化による品質劣化が
問題となる。
【０００６】図３は、加熱における保定温度を１２００
℃（高温域）としたものである。これによれば、加熱時
間が長くなるほど粒界酸化が増大することがわかる。通
常、高温域での加熱は、低温域の加熱と比較して加熱時
間が長く、例えば加熱速度は低温域では１００℃／mi
n，高温域では３℃／minである。
℃（高温域）としたものである。これによれば、加熱時
間が長くなるほど粒界酸化が増大することがわかる。通
常、高温域での加熱は、低温域の加熱と比較して加熱時
間が長く、例えば加熱速度は低温域では１００℃／mi
n，高温域では３℃／minである。
【０００７】特開平3-24224号公報は、誘導加熱炉によ
り加熱することによって加熱炉だけの場合と比較して加
熱時間を短縮するので高温域での酸化は少なくなるが、
粒界酸化の発生を完全に防止することはできない。
り加熱することによって加熱炉だけの場合と比較して加
熱時間を短縮するので高温域での酸化は少なくなるが、
粒界酸化の発生を完全に防止することはできない。
【０００８】そこで本発明は、特にステンレス鋼材の加
熱において粒界酸化の発生を低減して品質向上を図るこ
とを目的とする。
熱において粒界酸化の発生を低減して品質向上を図るこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の圧延素材の加熱
方法は、圧延素材（６）を連続的に加熱炉（１）で加熱
した後、誘導加熱炉（２）で加熱して加工温度（１１０
０〜１２５０℃）とする加熱方法において、圧延素材
（６）を加熱する際に発生する粒界酸化量が増大を開始
する粒界酸化臨界温度（１０００℃）までは圧延素材
（６）を通常雰囲気下（Ｏ2；濃度２〜６％）にて加熱
炉（１）で加熱し、その後粒界酸化臨界温度（１０００
℃）を越える温度域は誘導加熱炉（２）で非酸化性雰囲
気下（Ａｒ，Ｎ2等）にて加熱することを特徴とする。
なお、カッコ内の記号は、図面に示し後述する実施例の
対応要素又は対応事項を示す。
方法は、圧延素材（６）を連続的に加熱炉（１）で加熱
した後、誘導加熱炉（２）で加熱して加工温度（１１０
０〜１２５０℃）とする加熱方法において、圧延素材
（６）を加熱する際に発生する粒界酸化量が増大を開始
する粒界酸化臨界温度（１０００℃）までは圧延素材
（６）を通常雰囲気下（Ｏ2；濃度２〜６％）にて加熱
炉（１）で加熱し、その後粒界酸化臨界温度（１０００
℃）を越える温度域は誘導加熱炉（２）で非酸化性雰囲
気下（Ａｒ，Ｎ2等）にて加熱することを特徴とする。
なお、カッコ内の記号は、図面に示し後述する実施例の
対応要素又は対応事項を示す。
【００１０】
【作用】これによれば、粒界酸化臨界温度（１０００
℃）までは圧延素材（６）を通常雰囲気下（Ｏ2；濃度
２〜６％）にて加熱炉（１）で加熱するので、スケール
酸化をほとんど発生することなく、かつ特別な雰囲気調
整を必要としない。その後、粒界酸化臨界温度（１００
０℃）を越える温度域は非酸化性雰囲気下（Ａｒ，Ｎ2
等）にて誘導加熱炉（２）で加熱するので、通常雰囲気
下では問題となる粒界のスケール酸化は全く発生しな
い。
℃）までは圧延素材（６）を通常雰囲気下（Ｏ2；濃度
２〜６％）にて加熱炉（１）で加熱するので、スケール
酸化をほとんど発生することなく、かつ特別な雰囲気調
整を必要としない。その後、粒界酸化臨界温度（１００
０℃）を越える温度域は非酸化性雰囲気下（Ａｒ，Ｎ2
等）にて誘導加熱炉（２）で加熱するので、通常雰囲気
下では問題となる粒界のスケール酸化は全く発生しな
い。
【００１１】したがって、圧延素材（６）を目標とする
加工温度まで加熱する際に発生するスケール酸化量は、
１０００℃以下で発生する問題とならない程度の極少と
なるので、圧延素材（６）から最終的に製造される、例
えばステンレス線材の歩留および品質が向上する。
加工温度まで加熱する際に発生するスケール酸化量は、
１０００℃以下で発生する問題とならない程度の極少と
なるので、圧延素材（６）から最終的に製造される、例
えばステンレス線材の歩留および品質が向上する。
【００１２】本発明の目的は少くとも粒界酸化臨界温度
上の温度域は非酸化雰囲気の誘導加熱を行なうことによ
って粒界酸化の発生を抑えることであり、これに先行す
る低温域の加熱も非酸化雰囲気中で行なってもよいがコ
スト上は好ましいことではないので低温域の加熱は通常
の雰囲気での加熱を行なう。通常の雰囲気での加熱到達
温度は臨界温度未満としなければならない。
上の温度域は非酸化雰囲気の誘導加熱を行なうことによ
って粒界酸化の発生を抑えることであり、これに先行す
る低温域の加熱も非酸化雰囲気中で行なってもよいがコ
スト上は好ましいことではないので低温域の加熱は通常
の雰囲気での加熱を行なう。通常の雰囲気での加熱到達
温度は臨界温度未満としなければならない。
【００１３】本発明の他の目的および特徴について図面
を参照した以下の実施例を用いて説明する。
を参照した以下の実施例を用いて説明する。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明を一態様で実施する加熱装置
の機能ブロックを示す。加熱処理は、線材製造工程にお
ける圧延加工処理の前処理として行われる。
の機能ブロックを示す。加熱処理は、線材製造工程にお
ける圧延加工処理の前処理として行われる。
【００１５】加熱装置は、加熱炉１，誘導加熱炉２，流
量制御部３，電力制御部４，およびコントローラ５等か
ら構成され、圧延素材６を加熱炉１および誘導加熱炉２
に搬送して目標とする加工温度（通常１１００〜１２５
０℃）まで加熱する。
量制御部３，電力制御部４，およびコントローラ５等か
ら構成され、圧延素材６を加熱炉１および誘導加熱炉２
に搬送して目標とする加工温度（通常１１００〜１２５
０℃）まで加熱する。
【００１６】コントローラ５は、加熱炉１および誘導加
熱炉２の入口側，出口側にそれぞれ設けられた放射温度
計８〜１１からの温度情報，圧延素材６の情報（大き
さ，長さ等），加工温度，搬送速度からなる情報を受け
て流量制御部３および電力制御部４を制御する。
熱炉２の入口側，出口側にそれぞれ設けられた放射温度
計８〜１１からの温度情報，圧延素材６の情報（大き
さ，長さ等），加工温度，搬送速度からなる情報を受け
て流量制御部３および電力制御部４を制御する。
【００１７】加熱炉１にはガスバーナ７が設けられ搬送
されてきた圧延素材（ステンレス鋼材sus304）６を輻射
加熱する。輻射加熱は、図２で示す粒界酸化臨界温度，
すなわち粒界酸化の問題とならない温度（１０００℃）
まで通常雰囲気下（Ｏ2；濃度２〜６％）の状態で行わ
れる。流量制御部３は、加熱炉１内に設けられた炉温測
定用熱電対１２，１３およびコントローラ５からの情報
に基づいてガスバーナ７に供給するガス流量を調整して
１０００℃まで輻射加熱させる。このとき発生するスケ
ール酸化量は極少である。
されてきた圧延素材（ステンレス鋼材sus304）６を輻射
加熱する。輻射加熱は、図２で示す粒界酸化臨界温度，
すなわち粒界酸化の問題とならない温度（１０００℃）
まで通常雰囲気下（Ｏ2；濃度２〜６％）の状態で行わ
れる。流量制御部３は、加熱炉１内に設けられた炉温測
定用熱電対１２，１３およびコントローラ５からの情報
に基づいてガスバーナ７に供給するガス流量を調整して
１０００℃まで輻射加熱させる。このとき発生するスケ
ール酸化量は極少である。
【００１８】誘導加熱炉２には誘導加熱コイル１６が設
けられ、搬送されてきた圧延素材６を誘導加熱する。電
力制御部４は、誘導加熱炉２内に設けられた炉温測定用
熱電対１４，１５およびコントローラ５からの情報に基
づいて誘導加熱コイル１６に供給する電力量を調整して
加工温度まで誘導加熱にて急速昇温（昇温時間は５分以
内）する。
けられ、搬送されてきた圧延素材６を誘導加熱する。電
力制御部４は、誘導加熱炉２内に設けられた炉温測定用
熱電対１４，１５およびコントローラ５からの情報に基
づいて誘導加熱コイル１６に供給する電力量を調整して
加工温度まで誘導加熱にて急速昇温（昇温時間は５分以
内）する。
【００１９】誘導加熱炉２には非酸化性ガス（Ｎ2，Ａ
ｒガス等）が充填されているので、誘導加熱は非酸化性
雰囲気下で行われる。これにより、誘導加熱炉２では１
０００℃以上の高温域であってもスケール酸化は発生し
ない。
ｒガス等）が充填されているので、誘導加熱は非酸化性
雰囲気下で行われる。これにより、誘導加熱炉２では１
０００℃以上の高温域であってもスケール酸化は発生し
ない。
【００２０】加熱処理の終了した圧延素材６は、次の処
理行程（圧延加工処理）に搬送され圧延後、線材とされ
る。
理行程（圧延加工処理）に搬送され圧延後、線材とされ
る。
【００２１】なお、本実施例では非酸化性ガスとしてＮ
2ガスを使用したが、Ａｒガス等その他の非酸化性ガス
でもよい。また、ステンレス鋼材の加熱について示した
が、例えばチタン材においてもステンレス鋼材と同様に
粒界酸化臨界温度（図２）を求めて温度制御することに
よりスケール酸化の発生を低減することができる。
2ガスを使用したが、Ａｒガス等その他の非酸化性ガス
でもよい。また、ステンレス鋼材の加熱について示した
が、例えばチタン材においてもステンレス鋼材と同様に
粒界酸化臨界温度（図２）を求めて温度制御することに
よりスケール酸化の発生を低減することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上の通り本発明によれば、圧延素材
（６）を目標とする加工温度まで加熱する際に発生する
スケール酸化量は極少に低減されるので、圧延素材
（６）から最終的に製造される、例えばステンレス線材
の歩留および品質が向上する。
（６）を目標とする加工温度まで加熱する際に発生する
スケール酸化量は極少に低減されるので、圧延素材
（６）から最終的に製造される、例えばステンレス線材
の歩留および品質が向上する。
【図１】 本発明を一態様で実施する加熱装置の機能を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】 ステンレス鋼材（sus304）を加熱した場合
の、加熱温度（℃）に対する粒界酸化深さ（μｍ）の関
係を示す図である。
の、加熱温度（℃）に対する粒界酸化深さ（μｍ）の関
係を示す図である。
【図３】 ステンレス鋼材（sus304）を１２００℃の温
度で加熱した場合の、加熱時間（分）に対する粒界酸化
深さ（μｍ）の関係を示す図である。
度で加熱した場合の、加熱時間（分）に対する粒界酸化
深さ（μｍ）の関係を示す図である。
１：加熱炉 ２：誘導加熱炉 ３：流量制御部 ４：電力制御部 ５：コントローラ ６：圧延素材 ７：ガスバーナ ８〜１１：放射
温度計 １２〜１５：炉温測定用熱電対 １６：誘導加熱
コイル
温度計 １２〜１５：炉温測定用熱電対 １６：誘導加熱
コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 村 吉 孝 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式 会社 光製鐵所内 (72)発明者 寺 前 昭 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 昭48−102709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−95124（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−24224（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】圧延素材を連続的に加熱炉で加熱した後、
誘導加熱炉で加熱して加工温度とする加熱方法におい
て、 前記圧延素材を加熱する際に発生する粒界酸化量が増大
を開始する粒界酸化臨界温度までは前記圧延素材を通常
雰囲気下の加熱炉で加熱し、引き続く高温の温度域は非
酸化性雰囲気下の誘導加熱炉で加熱することを特徴とす
る圧延素材の加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10702392A JP2635265B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 圧延素材の加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10702392A JP2635265B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 圧延素材の加熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302114A JPH05302114A (ja) | 1993-11-16 |
| JP2635265B2 true JP2635265B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=14448560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10702392A Expired - Fee Related JP2635265B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 圧延素材の加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635265B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP10702392A patent/JP2635265B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05302114A (ja) | 1993-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970225 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
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|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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