JP3367156B2 - 脱スケール性を改善するバッチ式熱処理装置 - Google Patents
脱スケール性を改善するバッチ式熱処理装置Info
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- JP3367156B2 JP3367156B2 JP20274593A JP20274593A JP3367156B2 JP 3367156 B2 JP3367156 B2 JP 3367156B2 JP 20274593 A JP20274593 A JP 20274593A JP 20274593 A JP20274593 A JP 20274593A JP 3367156 B2 JP3367156 B2 JP 3367156B2
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- cooling
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコイル状に巻回された線
材等の鋼材の処理品を熱処理すると共にその表面に発生
するスケールが離脱し易いように改善するバッチ式熱処
理装置に関するものである。
材等の鋼材の処理品を熱処理すると共にその表面に発生
するスケールが離脱し易いように改善するバッチ式熱処
理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱圧廷した棒材，線材コイル等の鋼材を
さらに伸線或いは冷間鍛造等高次元に塑性加工する場
合、その加工に先立って該鋼材は例えば還元性雰囲気中
で所定の過程で加熱，均熱，徐冷することにより焼鈍さ
れる。
さらに伸線或いは冷間鍛造等高次元に塑性加工する場
合、その加工に先立って該鋼材は例えば還元性雰囲気中
で所定の過程で加熱，均熱，徐冷することにより焼鈍さ
れる。
【０００３】この熱処理後の鋼材表面にはスケールが発
生しスケールを付着させたままで上記のような加工をす
るとダイスを著しく摩耗させたりスケールが地肌にくい
込んだりして品質を損なうために、従来から熱処理後の
鋼材を酸洗等の化学的方法、或いはショットブラスト等
の機械的方法により脱スケールするようにしている。
生しスケールを付着させたままで上記のような加工をす
るとダイスを著しく摩耗させたりスケールが地肌にくい
込んだりして品質を損なうために、従来から熱処理後の
鋼材を酸洗等の化学的方法、或いはショットブラスト等
の機械的方法により脱スケールするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで鋼材を雰囲気
熱処理炉から約６５０℃で取出して大気中に放置する
と、該鋼材表面にウスタイト（ＦeＯ）が発生し、該ウ
スタイトはマグネタイト（Ｆe 3Ｏ4）、ヘマタイト（Ｆ
e2Ｏ3）へと酸化してゆく。このため該鋼材の表面には
その地鉄界面から順にウスタイト層、マグネタイト層、
ヘマタイト層からなるスケールが形成される。
熱処理炉から約６５０℃で取出して大気中に放置する
と、該鋼材表面にウスタイト（ＦeＯ）が発生し、該ウ
スタイトはマグネタイト（Ｆe 3Ｏ4）、ヘマタイト（Ｆ
e2Ｏ3）へと酸化してゆく。このため該鋼材の表面には
その地鉄界面から順にウスタイト層、マグネタイト層、
ヘマタイト層からなるスケールが形成される。
【０００５】そしてゆっくりと冷却されるときには地鉄
界面近傍のウスタイト層の一部がマグネタイトと鉄に変
態する。このように大気中で徐冷されると鋼材の表面に
ウスタイトと共に硬いマグネタイトが析出し該マグネタ
イトは酸洗によっても容易に溶解しないし、ショットブ
ラストのような機械的方法によっても容易に脱落しない
ため脱スケール性が著しく悪いものとなる。
界面近傍のウスタイト層の一部がマグネタイトと鉄に変
態する。このように大気中で徐冷されると鋼材の表面に
ウスタイトと共に硬いマグネタイトが析出し該マグネタ
イトは酸洗によっても容易に溶解しないし、ショットブ
ラストのような機械的方法によっても容易に脱落しない
ため脱スケール性が著しく悪いものとなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑みてな
されたもので、鋼材の脱スケールを一層改善したバツチ
式熱処理装置を提供しようとするものである。そのため
に、本発明は、還元性雰囲気に保たれた室内に線材等の
処理品を装入して該処理品を加熱，均熱し所定の熱処理
を行なわしめる加熱室と、該加熱室に酸化性ガスを導入
し処理品の表面を酸化させる手段と、該加熱室から取出
された処理品を急速冷却する冷却室とからなることを特
徴とした。さらに、本発明は、上記加熱室の処理品の温
度を７００〜５６０℃に保ち空気を導入することを特徴
とした。さらに本発明は、上記冷却室において処理品を
少なくとも５６０℃から３５０℃の範囲を冷却速度８℃
／分以上にて冷却することを特徴とした。
されたもので、鋼材の脱スケールを一層改善したバツチ
式熱処理装置を提供しようとするものである。そのため
に、本発明は、還元性雰囲気に保たれた室内に線材等の
処理品を装入して該処理品を加熱，均熱し所定の熱処理
を行なわしめる加熱室と、該加熱室に酸化性ガスを導入
し処理品の表面を酸化させる手段と、該加熱室から取出
された処理品を急速冷却する冷却室とからなることを特
徴とした。さらに、本発明は、上記加熱室の処理品の温
度を７００〜５６０℃に保ち空気を導入することを特徴
とした。さらに本発明は、上記冷却室において処理品を
少なくとも５６０℃から３５０℃の範囲を冷却速度８℃
／分以上にて冷却することを特徴とした。
【０００７】
【作用】加熱室から取出した鋼材を急冷することにより
亀裂の多く入ったスケールを形成させることにより酸液
の浸透を容易ならしめ脱スケール性を改善する。また、
処理品の表面の酸化を促進させることによりマグネタイ
ト層が大部分を占め地鉄界面に薄くウスタイト層のある
スケールが形成される。そして、このスケールには８℃
／分以上の急速冷却により多くの亀裂が生じる。このた
め緻密で厚いマグネタイト層が薄いウスタイト層を抱え
て剥離させ易くなり、機械的方法による脱スケールを容
易にする。さらに、処理品の表面の酸化の促進は５６０
℃以上の温度において行なう。
亀裂の多く入ったスケールを形成させることにより酸液
の浸透を容易ならしめ脱スケール性を改善する。また、
処理品の表面の酸化を促進させることによりマグネタイ
ト層が大部分を占め地鉄界面に薄くウスタイト層のある
スケールが形成される。そして、このスケールには８℃
／分以上の急速冷却により多くの亀裂が生じる。このた
め緻密で厚いマグネタイト層が薄いウスタイト層を抱え
て剥離させ易くなり、機械的方法による脱スケールを容
易にする。さらに、処理品の表面の酸化の促進は５６０
℃以上の温度において行なう。
【０００８】
【実施例】次に図１〜図４と共に本発明の一実施例を説
明する。図１にこのバッチ式熱処理装置の全体を平面図
にて示す。図中、１ａ，１ｂ，１ｃは互いに隣接して設
けられた加熱室で、該加熱室１ａ，１ｂ，１ｃは図３に
示したように断熱壁により構築され、一端に出入口扉２
が設けられている。３はその床面に一連に設けられた搬
送ローラ、４は天井ファン、５はラジアントチューブバ
ーナ式のヒータ、６は該室内に装入された処理品たる線
材コイルである。なお、該各加熱室１ａ，１ｂ，１ｃに
は還元性の雰囲気ガスを供給するためガス発生装置７、
および空気を導入するためブロワ８が夫々バルブを介し
て連結されている。
明する。図１にこのバッチ式熱処理装置の全体を平面図
にて示す。図中、１ａ，１ｂ，１ｃは互いに隣接して設
けられた加熱室で、該加熱室１ａ，１ｂ，１ｃは図３に
示したように断熱壁により構築され、一端に出入口扉２
が設けられている。３はその床面に一連に設けられた搬
送ローラ、４は天井ファン、５はラジアントチューブバ
ーナ式のヒータ、６は該室内に装入された処理品たる線
材コイルである。なお、該各加熱室１ａ，１ｂ，１ｃに
は還元性の雰囲気ガスを供給するためガス発生装置７、
および空気を導入するためブロワ８が夫々バルブを介し
て連結されている。
【０００９】９は該加熱室１ａ，１ｂ，１ｃの前を横断
し得るようにレール１０上に走行可能に設けられた移送
台車で、該移送台車９上には前記搬送ローラ３と同水準
に連なる搬送ローラ１１が設けられ該搬送ローラ１１上
に加熱室１ａ，１ｂ，１ｃより装入または取出した処理
品６が搬送可能に支持されるようにしている。
し得るようにレール１０上に走行可能に設けられた移送
台車で、該移送台車９上には前記搬送ローラ３と同水準
に連なる搬送ローラ１１が設けられ該搬送ローラ１１上
に加熱室１ａ，１ｂ，１ｃより装入または取出した処理
品６が搬送可能に支持されるようにしている。
【００１０】１３はレール１０を隔てて加熱室１ａ，１
ｂ，１ｃと反対側に設けられた冷却室で、該冷却室１３
は図４に示したように、炉床および両側壁に外気を吹込
むファン１４，１５，１６が夫々設けられ、冷却室１３
中の処理品６の下面および周囲に外気の衝風を当てるこ
とにより処理品６を８℃／分以上の速度で急冷できるよ
うにしている。１７は該冷却室１３の天井部に開設され
た排気口、１８は該冷却室１３の床に設けられた搬送ロ
ーラ、１９は該冷却室１３の一端に設けられた出入口扉
を示す。
ｂ，１ｃと反対側に設けられた冷却室で、該冷却室１３
は図４に示したように、炉床および両側壁に外気を吹込
むファン１４，１５，１６が夫々設けられ、冷却室１３
中の処理品６の下面および周囲に外気の衝風を当てるこ
とにより処理品６を８℃／分以上の速度で急冷できるよ
うにしている。１７は該冷却室１３の天井部に開設され
た排気口、１８は該冷却室１３の床に設けられた搬送ロ
ーラ、１９は該冷却室１３の一端に設けられた出入口扉
を示す。
【００１１】この熱処理装置では、３つの加熱室１ａ，
１ｂ，１ｃにつき使用サイクルを互いに少し宛ずらし順
に使用してゆくこととする。即ち、先ず加熱室１ａの出
入口扉２を開け移送台車９をその前に停止させ移送台車
９上に支持され処理品６を該加熱室１ａ中に搬送ローラ
１１，搬送ローラ３の駆動により装入し出入口扉２を閉
じ、ガス発生装置７より加熱室１ａ内に雰囲気ガスを供
給し、その雰囲気ガスの基でヒータ５により処理品６を
所要温度に加熱・均熱する。次に少し間を置いて加熱室
１ｂに処理品６を装入し、さらに少し間を置いて加熱室
１ｃに処理品６を装入し夫々所要温度に加熱・均熱す
る。
１ｂ，１ｃにつき使用サイクルを互いに少し宛ずらし順
に使用してゆくこととする。即ち、先ず加熱室１ａの出
入口扉２を開け移送台車９をその前に停止させ移送台車
９上に支持され処理品６を該加熱室１ａ中に搬送ローラ
１１，搬送ローラ３の駆動により装入し出入口扉２を閉
じ、ガス発生装置７より加熱室１ａ内に雰囲気ガスを供
給し、その雰囲気ガスの基でヒータ５により処理品６を
所要温度に加熱・均熱する。次に少し間を置いて加熱室
１ｂに処理品６を装入し、さらに少し間を置いて加熱室
１ｃに処理品６を装入し夫々所要温度に加熱・均熱す
る。
【００１２】こうして加熱室１ａ中の処理品６につき所
定の熱処理が終ったところで、該加熱室１ａの温度を処
理品６が脱炭せずしかも地鉄界面にマグネタイトが生成
しない温度（処理品６の表面近傍温度で７００℃以下、
５６０℃以上）に保持してブロワ８より空気を導入す
る。これにより処理品６の表面は酸化されウスタイトと
マグネタイトとヘマタイトからなる５〜２０μｍの厚さ
のスケールを生成させる。なお、上記表面近傍温度とは
処理品表面のスケールを含む部位の温度である。また上
記温度範囲は鋼種によっても異なるが安全を見込んで７
００〜５６０℃の温度範囲とするのが好ましい。
定の熱処理が終ったところで、該加熱室１ａの温度を処
理品６が脱炭せずしかも地鉄界面にマグネタイトが生成
しない温度（処理品６の表面近傍温度で７００℃以下、
５６０℃以上）に保持してブロワ８より空気を導入す
る。これにより処理品６の表面は酸化されウスタイトと
マグネタイトとヘマタイトからなる５〜２０μｍの厚さ
のスケールを生成させる。なお、上記表面近傍温度とは
処理品表面のスケールを含む部位の温度である。また上
記温度範囲は鋼種によっても異なるが安全を見込んで７
００〜５６０℃の温度範囲とするのが好ましい。
【００１３】この酸化は、加熱室１ａ内にて還元された
一部のスケールを再酸化し、また炉内スーティングで付
着したカーボンを燃焼させるためにも行なうが、とりわ
け地鉄界面にウスタイト層を生成させるために行なう。
一部のスケールを再酸化し、また炉内スーティングで付
着したカーボンを燃焼させるためにも行なうが、とりわ
け地鉄界面にウスタイト層を生成させるために行なう。
【００１４】こうして表面に厚いスケールが生成された
ところで該処理品６を再び移送台車９に乗せて冷却室１
３中に装入する。そしてファン１４，１５，１６によ
り、処理品６の表面に衝風を当てて該処理品６を急速冷
却することによりこのスケールに多数のクラックを生じ
させる。この急冷は少なくとも地鉄界面におけるマグネ
タイトの生成開始温度〜地鉄界面に生成したウスタイト
の変態終了温度の温度範囲（鋼種により異なるが５６０
℃〜３００℃の範囲）を急冷するようにする。この温度
範囲が徐冷されると地鉄界面のウスタイトがマグネタイ
トに変態し脱スケール性が著しく悪化する。
ところで該処理品６を再び移送台車９に乗せて冷却室１
３中に装入する。そしてファン１４，１５，１６によ
り、処理品６の表面に衝風を当てて該処理品６を急速冷
却することによりこのスケールに多数のクラックを生じ
させる。この急冷は少なくとも地鉄界面におけるマグネ
タイトの生成開始温度〜地鉄界面に生成したウスタイト
の変態終了温度の温度範囲（鋼種により異なるが５６０
℃〜３００℃の範囲）を急冷するようにする。この温度
範囲が徐冷されると地鉄界面のウスタイトがマグネタイ
トに変態し脱スケール性が著しく悪化する。
【００１５】冷却速度は鋼種によっても異なるが８℃／
分以上となるようにし、そのためにこの冷却室１３では
処理品６を両側および下方から囲むようにファンが設け
られその衝風を直接表面に吹き付けることによりそのよ
うな冷却速度を達成することを可能としている。
分以上となるようにし、そのためにこの冷却室１３では
処理品６を両側および下方から囲むようにファンが設け
られその衝風を直接表面に吹き付けることによりそのよ
うな冷却速度を達成することを可能としている。
【００１６】なお、この冷却の所要時間は３０〜４０分
であるのに対し、上記加熱室１ａ，１ｂ，１ｃにおける
熱処理の所要時間は１５〜２０時間であるので、各加熱
室１ａ，１ｂ，１ｃから順に処理品６が取り出されるよ
うにすることによりこの一台の冷却室１３により全部の
処理品６を冷却させ得る。
であるのに対し、上記加熱室１ａ，１ｂ，１ｃにおける
熱処理の所要時間は１５〜２０時間であるので、各加熱
室１ａ，１ｂ，１ｃから順に処理品６が取り出されるよ
うにすることによりこの一台の冷却室１３により全部の
処理品６を冷却させ得る。
【００１７】なお、冷却雰囲気は特に限定されるもので
はなく大気，Ｎ2 ，還元性雰囲気でもよい。また冷却手
段は他の冷却手段、例えば噴霧水の吹付け、冷却水槽へ
の浸漬等を採用してもよい。
はなく大気，Ｎ2 ，還元性雰囲気でもよい。また冷却手
段は他の冷却手段、例えば噴霧水の吹付け、冷却水槽へ
の浸漬等を採用してもよい。
【００１８】こうして急冷によりスケールにクラックが
多く入った処理品は、ショツトブラスト，ロールベンデ
イング，エヤーブラスティング等の機械的脱スケール手
段、或いは酸洗することにより、表面が容易にきれいに
なり脱スケール性を著しく高めることができる。
多く入った処理品は、ショツトブラスト，ロールベンデ
イング，エヤーブラスティング等の機械的脱スケール手
段、或いは酸洗することにより、表面が容易にきれいに
なり脱スケール性を著しく高めることができる。
【００１９】なお、この実施例では加熱室１ａ，１ｂ，
１ｃにて処理品６を酸化させるようにしたが、この酸化
は移送台車９に抽出して行なわれるようにしても、或い
は冷却室１３に装入してから行なわれるようにしてもよ
い。或いはさらに独立した酸化室を設けて行うようにし
てもよい。
１ｃにて処理品６を酸化させるようにしたが、この酸化
は移送台車９に抽出して行なわれるようにしても、或い
は冷却室１３に装入してから行なわれるようにしてもよ
い。或いはさらに独立した酸化室を設けて行うようにし
てもよい。
【００２０】
【発明の効果】このように本発明のバッチ式熱処理装置
によれば、処理品の脱スケール性が著しく改善され、酸
洗或いは機械的方法によりスケールをより完全に除去で
き、製品の品質を向上させる有益な効果がある。
によれば、処理品の脱スケール性が著しく改善され、酸
洗或いは機械的方法によりスケールをより完全に除去で
き、製品の品質を向上させる有益な効果がある。
【図１】本発明に係る脱スケール性を改善するバッチ式
熱処理装置の全体を示した平面図。
熱処理装置の全体を示した平面図。
【図２】図１の正面図。
【図３】図１の加熱室の拡大縦断面図。
【図４】図１の冷却室の拡大横断面図。
１ａ，１ｂ，１ｃ 加熱室
６ 処理品
９ 移送台車
１３ 冷却室
１４，１５，１６ ファン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21D 9/52 103
C21D 1/76
Claims (3)
- 【請求項１】 還元性雰囲気に保たれた室内に線材等の
処理品を装入して該処理品を加熱，均熱し所定の熱処理
を行なわしめる加熱室と、該加熱室に酸化性ガスを導入
し処理品の表面を酸化させる手段と、該加熱室から取出
された処理品を急速冷却する冷却室とからなることを特
徴とした脱スケール性を改善するバッチ式熱処理装置。 - 【請求項２】 加熱室の処理品の温度を７００〜５６０
℃に保ち空気を導入するようにした請求項１に記載の脱
スケール性を改善するバッチ式熱処理装置。 - 【請求項３】 冷却室において処理品を少なくとも５６
０℃から３５０℃の範囲を冷却速度８℃／分以上にて冷
却することを特徴とした請求項１または２に記載の脱ス
ケール性を改善するバッチ式熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20274593A JP3367156B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 脱スケール性を改善するバッチ式熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20274593A JP3367156B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 脱スケール性を改善するバッチ式熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0741867A JPH0741867A (ja) | 1995-02-10 |
| JP3367156B2 true JP3367156B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=16462462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20274593A Expired - Fee Related JP3367156B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 脱スケール性を改善するバッチ式熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3367156B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP20274593A patent/JP3367156B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0741867A (ja) | 1995-02-10 |
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