JP6512286B2 - How to remove scale - Google Patents
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Description
本開示は、鉄系材料からなる被加工物の母材表面に形成された酸化物などのスケールをショットブラスト処理により除去するスケール除去方法に関する。 The present disclosure relates to a scale removing method for removing a scale such as an oxide formed on the surface of a base material of a workpiece made of an iron-based material by shot blasting.
従来、熱間圧延などにより製造され、母材表面に形成された酸化物などのスケールを除去するために、主として鉄系材料からなる硬質粒子を被加工物の表面に投射するショットブラスト処理が行われてきた。普通鋼、合金鋼、工具鋼、又は軸受鋼等による線材は、溶解及び連続鋳造によりビレット等となる。ビレット等は、圧延工程を経てコイル又はバー材となる。製造されたコイル材等は、ベンダ又はショットブラスト処理によりスケールが除去され、伸線又は化成処理等が実施される。スケール除去が困難な場合は、ベンダ又はショットブラスト前に酸洗処理が行われる。しかしながら、酸洗処理は環境負荷などの観点より極力避けられている。 Conventionally, in order to remove scale such as oxide formed on the surface of a base material, which is manufactured by hot rolling etc., shot blasting is performed in which hard particles consisting mainly of iron-based material are projected onto the surface of a workpiece. It has been done. Wires made of ordinary steel, alloy steel, tool steel, bearing steel, etc. become billets etc. by melting and continuous casting. A billet etc. becomes a coil or a bar material through a rolling process. The manufactured coil material etc. is scale-removed by a bender or a shot blasting process, and a wire-drawing or chemical conversion treatment etc. are implemented. If descaling is difficult, pickling is performed before the bender or shot blasting. However, pickling treatment is avoided as much as possible from the viewpoint of environmental load and the like.
ショットブラスト処理では、例えば特許文献１に開示されているように、線材を供給する線材供給手段と、線材供給手段から引き出されて走行する線材に対して投射材を投射する投射手段と、投射手段で投射材が投射された線材を巻き取る巻き取り手段とを有するショットブラスト装置を用いて、線材を張架状態で走行させながらショットブラスト処理が行われ、スケールが除去される。 In the shot blasting process, as disclosed in, for example, Patent Document 1, a wire supply means for supplying a wire, a projection means for projecting a projection material onto a wire drawn and run from the wire supply means, and a projection means The shot blasting process is performed while traveling the wire in a stretched state using a shot blasting device having a winding means for winding the wire onto which the projection material has been projected, and the scale is removed.
また、ステンレス鋼などの圧延鋼板では、例えば特許文献２に開示されているように、スケールを除去する酸洗処理において酸を浸透させやすくするために、ショットブラスト処理によりスケールに亀裂や剥離を生じさせる予備スケール除去処理が行われている。また、例えば特許文献３に開示されているように、ショットブラスト処理による予備スケール除去処理の後に、酸洗処理に代えて研削処理を行うスケール除去方法も提案されている。 In addition, in rolled steel plates such as stainless steel, as disclosed in, for example, Patent Document 2, cracks and peeling occur in the scale by shot blasting treatment to facilitate the penetration of acid in pickling treatment for removing the scale. A preliminary de-scaling process is performed. Further, for example, as disclosed in Patent Document 3, there has been proposed a scale removal method in which grinding treatment is performed instead of acid pickling treatment after preliminary scale removal treatment by shot blasting treatment.
ブラスト装置の操業において、所定量の投射材をブラスト装置に投入し、ブラスト処理を行うときに、投射材は、投射、回収、微粉の除去、投射のサイクルを繰り返す。投射を繰り返すと、投射材は粉砕され微粉となるが、このような微粉はセパレータなどにより選別、除去される。除去された分だけブラスト装置内の投射材量が減少するため、減少分に応じた投射材を補給するが、投射材の供給、粉砕、装置外への排出を繰り返していくと、装置内の投射材の粒子径分布は初期の粒子径分布とは異なる粒子径分布となる。ショットブラスト処理によるスケール除去処理、予備スケール除去処理（以下、スケール除去と予備スケール除去とを併せて、スケール除去、という。）を効率的に行うためには、装置内投射材の初期と異なる粒子径分布をスケール除去処理に好適な条件となるように管理する必要がある。 In the operation of the blasting device, when a predetermined amount of blasting material is introduced into the blasting device and blasting is performed, the blasting material repeats a cycle of projection, recovery, removal of fine powder, and projection. When the projection is repeated, the projectile material is pulverized into fine powder, but such fine powder is sorted and removed by a separator or the like. Since the amount of projectiles in the blasting device is reduced by the amount removed, the projectiles are replenished according to the amount of reductions, but if the projectiles are supplied, crushed, and discharged out of the device repeatedly, The particle size distribution of the projectile has a particle size distribution different from the initial particle size distribution. In order to efficiently perform scale removal treatment by shot blasting and preliminary de-scaling treatment (hereinafter, de-scaling and preliminary de-scaling together are referred to as “scaling out”), particles different from the initial ones of the project material in the apparatus It is necessary to manage the diameter distribution so as to be suitable conditions for the scale removal process.
ここで、スケール除去処理に用いられる投射材は、一般的に、バリ取り、表面粗度の向上などの他の用途にも用いられる。このため、用途に応じて粒子径及び硬度が適宜選定され得るものの、粒子径分布などがスケール除去処理に特化して調整された投射材は見当たらない。 Here, the projectile used in the scale removing process is generally used in other applications such as deburring and improvement of surface roughness. For this reason, although the particle diameter and the hardness may be appropriately selected depending on the application, no projection material whose particle diameter distribution etc. is specialized for the scale removing process and adjusted is not found.
また、上述のスケール除去処理は、被加工物を搬送しながら処理を行う連続処理として行われることが多く、処理速度が速いことが要求される。しかし、処理速度を速くするために、例えば、粒子径の大きな投射材を用いてスケール除去力を高くした場合、下記の問題が生じる。線材のショットブラスト処理においては、投射材の衝突により線材の揺れが大きくなる現象が生じる。これにより、投射材が線材に有効に投射されなくなり、スケール除去の効率が低下してしまうという問題がある。また、鋼板に粒子径の大きい投射材を衝突させた場合、カバレージ（一定面積当たりにおける投射材の実打痕面積）が低下するため、後工程で必要な十分な量のクラック又は剥離を導入することができず、十分なスケール除去を行うことができない、または時間がかかるという問題がある。上述のように、スケール除去処理においては、高いスケール除去力とスケール除去処理効率とを併せ持つ粒子径分布調整がなされたスケール除去方法の要請がある。なお、鋼板のスケール除去処理の場合には、「スケール除去力」は、クラック、剥離を導入するための力を含み、「スケール除去処理効率」は、クラック、剥離を導入する効率を含む。 In addition, the above-described scale removing process is often performed as a continuous process in which the process is performed while transporting the workpiece, and a high processing speed is required. However, in order to increase the processing speed, for example, when the scale removing power is increased using a projection material having a large particle size, the following problems occur. In the shot blasting treatment of the wire, a phenomenon occurs in which the swing of the wire becomes large due to the collision of the projection material. As a result, there is a problem that the projection material is not effectively projected onto the wire, and the efficiency of scale removal is reduced. In addition, when a projectile having a large particle diameter is caused to collide with a steel plate, the coverage (the actual strike mark area of the projectile per unit area) decreases, so a sufficient amount of cracks or exfoliation necessary in the post process is introduced. There is a problem that it can not do, it can not perform sufficient scale removal, or it takes time. As described above, in the descaling process, there is a demand for a descaling method in which particle size distribution adjustment is performed, which has both high scale removing power and descaling process efficiency. In addition, in the case of the scale removal process of a steel plate, "scale removal power" contains the force for introduce | transducing a crack and peeling, and "scale removal processing efficiency" includes the efficiency which introduce a crack and peeling.
そこで、本技術分野では、ショットブラスト処理によるスケール除去方法として、スケール除去力とスケール除去処理効率とをともに向上させたスケール除去方法を提供することが望まれている。 Therefore, in the present technical field, it is desired to provide a scale removing method in which both the scale removing power and the scale removing treatment efficiency are improved as the scale removing method by shot blasting.
上記目的を達成するために、本発明の一側面に係るスケール除去方法では、ブラスト装置により投射材を投射し、鉄系材料からなる被加工物のスケールの除去を行うスケール除去方法であって、ビッカース硬度がＨＶ３００〜６００（日本工業規格であるＪＩＳ Ｚ ２２４４）の範囲の未使用の投射材をブラスト装置に装填する投射材装填工程と、ブラスト装置の操業により該ブラスト装置内の投射材の粒子径分布を所定の粒子径分布となるように調整する粒子径分布調整工程と、粒子径分布調整工程後の投射材を被加工物の表面に投射するスケール除去工程と、を備え、粒子径分布調整工程後の投射材の粒子径分布が、粒子径３００μｍを超える第１粒体と、粒子径３００μｍ以下で７５μｍを超える第２粒体と、粒子径７５μｍ以下の第３粒体と、に区分したときに、（第２粒体の比率）≧（第１粒体の比率）≧（第３粒体の比率）を充足する。 In order to achieve the above object, the scale removing method according to one aspect of the present invention is a scale removing method in which a blast material projects a projection material to remove the scale of a workpiece made of an iron-based material, Projecting material loading step of loading unused blasting material having Vickers hardness in the range of HV300 to 600 (Japanese Industrial Standard JIS Z 2244) into a blasting device, and particles of the projecting material in the blasting device by operation of the blasting device A particle diameter distribution adjusting step of adjusting the diameter distribution to a predetermined particle diameter distribution, and a scale removing step of projecting the projection material after the particle diameter distribution adjusting step onto the surface of the workpiece; The particle size distribution of the projectile after the adjusting step is: first particles having a particle diameter of 300 μm, second particles having a particle diameter of 300 μm or less, and 75 μm, and a third particle diameter of 75 μm or less And body, when broken down in to satisfy the (second grain body ratio of) ≧ (the ratio of the first particle body) ≧ (the ratio of the third grain body).
このスケール除去方法では、粒子径分布調整後の投射材の粒子径分布を、カバレージを確保するための第２粒体を多量に含有し、スケール除去力が大きい第１粒体をそれに次いで多く含み、スケール除去力が低い第３粒体を少なくする、またはなくす、という特徴的な分布とする。これにより、このスケール除去方法は、第１粒体によりスケール除去力を向上させてスケール除去時間を短縮することができ、第２粒体によりカバレージを確保することができる。このため、このスケール除去方法は、スケール除去力とスケール除去処理効率とをともに向上させることができる。 In this scale removing method, the particle size distribution of the projectile after the particle size distribution adjustment contains a large amount of the second particles for securing coverage, and is followed by the first particles having a large scale removing power in a large amount. The characteristic distribution is to reduce or eliminate the third particles with low scale removing power. Thereby, according to the scale removing method, the scale removing power can be improved by the first particles to shorten the scale removing time, and the coverage can be secured by the second particles. For this reason, this scale removal method can improve both the scale removal power and the scale removal processing efficiency.
第２粒体の比率は６０重量％以上、第１粒体の比率は１０〜４０重量％、第３粒体の比率は１０重量％以下でもよい。粒子径分布調整後の装置内投射材の粒子径分布を、上記の粒子径分布にすることにより、このスケール除去方法は、第２粒体の比率をカバレージの確保に適したものとし、第１粒体の比率を十分なスケール除去力を確保するものとし、いずれにも寄与しない第３粒体を極力少なくすることができる。よって、このスケール除去方法は、スケール除去力とスケール除去処理効率とをともに向上させることができる。 The ratio of the second particles may be 60% by weight or more, the ratio of the first particles may be 10 to 40% by weight, and the ratio of the third particles may be 10% by weight or less. By setting the particle size distribution of the in-apparatus projectile after the particle size distribution adjustment to the above-described particle size distribution, this scale removing method makes the ratio of the second particles suitable for securing coverage, The ratio of the particles is to ensure a sufficient scale removing power, and it is possible to minimize the third particles that do not contribute to either. Therefore, this scale removal method can improve both the scale removal power and the scale removal processing efficiency.
被加工物は、圧延により形成されてもよい。線材、鋼板などの圧延（熱間および／または冷間）により形成された被加工物のスケール除去処理は、被加工物を搬送しながら処理を行う連続処理として行われることが多く、処理速度が速いことが要求される。このスケール除去方法は、高いスケール除去力とスケール除去処理効率とを併せ持つため、圧延により母材表面にスケールが形成された被加工物に用いることができる。 The workpiece may be formed by rolling. De-scaling treatment of workpieces formed by rolling (hot and / or cold) such as wire rod and steel plate is often performed as a continuous treatment that carries out the processing while transporting the workpiece, and the processing speed is It is required to be fast. This scale removal method has high scale removal power and scale removal processing efficiency, so it can be used for a workpiece on which scale is formed on the surface of a base material by rolling.
被加工物は線材でもよい。被加工物が線材である場合には、投射材の衝撃力が大きいときに、投射材の衝突により線材の揺れが大きくなる現象が生じ、投射材が線材に有効に投射されなくなり、スケール除去の効率が低下してしまうという問題がある。このスケール除去方法では、粒子径が第１粒体よりも小さい第２粒体を多量に含有している。このため、このスケール除去方法は、投射材の衝撃力を従来より低減させることができるので、線材の揺れを抑制することができる。よって、このスケール除去方法は、効率的なスケール除去が可能である。 The workpiece may be a wire. When the workpiece is a wire, when the impact force of the projectile is large, the collision of the projectile causes a phenomenon that the swing of the wire becomes large, the projectile is not effectively projected onto the wire, and the scale is removed There is a problem that the efficiency is reduced. In this scale removing method, a large amount of second particles having a particle diameter smaller than that of the first particles are contained. For this reason, since the scale removing method can reduce the impact force of the projection material as compared with the related art, the swing of the wire can be suppressed. Thus, this de-scaling method enables efficient de-scaling.
投射材の粒子径ｄが１２５μｍ＜ｄ≦６００μｍであり、かつ、投射材の粒子径ｄの分布が頻度分布（ＪＩＳ Ｇ ５９０４）における粒子径区間２１２μｍ＜ｄ≦３００μｍの頻度が最大となり、当該頻度に対して、粒子径区間３５５μｍ＜ｄ≦５００μｍの頻度が０．３〜１．０倍であってもよい。 The particle diameter d of the projectile is 125 μm <d ≦ 600 μm, and the distribution of the particle diameter d of the projectile has the largest frequency of 212 μm <d ≦ 300 μm in the frequency distribution (JIS G 5904), the frequency On the other hand, the frequency of the particle diameter section 355 μm <d ≦ 500 μm may be 0.3 to 1.0 times.
このスケール除去方法では、特別な装置、方法によることなく、粒子径分布調整後におけるブラスト装置内の粒子径分布を被加工物のスケール除去に好適な上述の分布にすることができる。ここで、「粒子径区間２１２μｍ＜ｄ≦３００μｍの粒子」とは、ＪＩＳ Ｚ８８０１（２００６）に規定の公称目開き３００μｍの標準ふるいを通過し、公称目開き２１２μｍの標準ふるいで捕獲された（通過しない）粒子を示す。また、粒子径区間の下限値以下の小径の粒子を最大５％程度含むことを許容するものとする。 In this scale removing method, the particle size distribution in the blasting apparatus after the particle size distribution adjustment can be the above-mentioned distribution suitable for the scale removal of the workpiece without using any special apparatus or method. Here, “particles of particle diameter section 212 μm <d ≦ 300 μm” were passed through a standard sieve with a nominal opening of 300 μm specified in JIS Z8801 (2006) and captured with a standard sieve with a nominal opening of 212 μm (pass Do not show particles. In addition, it is permitted to include up to about 5% of particles having a diameter smaller than the lower limit value of the particle diameter section.
投射材は、粒度番号０３０の粒子からなる第１投射材と、粒度番号０４０の粒子からなる第２投射材との混合物でもよい。粒度番号は、ＪＩＳ Ｚ０３１１：２００４に規定されている。このスケール除去方法で用いる投射材は、上述のように、スケール除去力が向上するように調整された第１投射材と、カバレージが向上するように調整された第２投射材と、を混合することにより作製することができる。 The projectile may be a mixture of a first projectile consisting of particles of particle size number 030 and a second projectile consisting of particles of particle size number 040. The particle size number is defined in JIS Z0311: 2004. As described above, the projectile used in this scale removing method mixes the first projectile adjusted to improve the scale removing power and the second projectile adjusted to improve the coverage. Can be produced by
本発明の種々の側面によれば、スケール除去力とスケール除去処理効率とをともに向上させることができる。 According to various aspects of the invention, both scale removal power and scale removal processing efficiency can be improved.
実施形態に係るスケール除去方法について、図を参照して説明する。 The scale removal method according to the embodiment will be described with reference to the drawings.
被加工物の表面に形成されたスケールの除去は、ブラスト装置により投射材を被加工物表面に投射することにより行われる。このようなブラスト装置として、図１に示す遠心型ブラスト装置を用いることができる。図１は、実施形態に係るスケール除去方法に用いるブラスト装置１の一例を示す説明図である。図１の（Ａ）は、ブラスト装置１の全体構成図であり、図１の（Ｂ）は図１の（Ａ）のＡ−Ａ矢視図で投射室の内部の構成を示す説明図である。このブラスト装置１は被加工物Ｗとして線材のスケール除去処理を行うための構成を有している。なお、実施形態に係るスケール除去方法は当該ブラスト装置１を用いた方法に限定されるものではない。 The removal of the scale formed on the surface of the workpiece is performed by projecting the projectile onto the surface of the workpiece by a blast device. As such a blasting apparatus, a centrifugal blasting apparatus shown in FIG. 1 can be used. Drawing 1 is an explanatory view showing an example of blasting machine 1 used for a scale removal method concerning an embodiment. (A) of FIG. 1 is the whole block diagram of the blasting apparatus 1, (B) of FIG. 1 is an explanatory view showing an internal configuration of the projection chamber in the AA arrow view of (A) of FIG. is there. The blasting device 1 has a configuration for performing scale removal processing of a wire as a workpiece W. In addition, the scale removal method which concerns on embodiment is not limited to the method using the said blast apparatus 1. FIG.
ブラスト装置１は、投射材の貯留及び定量供給を行うホッパー１１、投射材を投射するインペラ２２、投射材を循環させる循環装置であるバケットエレベータ１３、投射材とスケール（主に酸化鉄）と、を分離するサイクロン１４、集塵機１５、投射室２０及び図示しない制御装置、投射室２０内に被加工物を搬入する搬入機構、投射室２０内からスケール除去処理済みの被加工物を搬出する搬出機構など、を備えている。 The blasting device 1 includes a hopper 11 for storing and quantitatively supplying a projectile, an impeller 22 for projecting the projectile, a bucket elevator 13 as a circulation device for circulating the projectile, a projectile and a scale (mainly iron oxide), , A dust collector 15, a projection chamber 20 and a control device (not shown), a loading mechanism for loading a workpiece into the projection chamber 20, and an unloading mechanism for unloading a workpiece whose scale has been removed from the projection chamber 20 And so on.
投射室２０は、線材の搬入口、搬出口及び投射室２０の内部に、被加工物の走行方向に所定の間隔で配置され、線材を一直線に張り渡すための案内部材２１と、走行する線材に対し、上下左右方向から投射材Ｓを投射する４基のインペラ２２と、投射済の投射材を回収するために底部に装着されたスクリューコンベア２３などを備えている。 The projection chamber 20 is disposed at a predetermined interval in the traveling direction of the workpiece in the carry-in port, the carry-out port and the projection chamber 20 of the wire, and the guide member 21 for stretching the wire in a straight line On the other hand, four impellers 22 for projecting the projection material S from the upper, lower, left, and right directions, and a screw conveyor 23 attached to the bottom for collecting the projection material having been projected are provided.
ホッパー１１は、投射材が貯留される貯留部１１ａと、貯留部１１ａ下部に設けられ、投射材をインペラ２２に定量供給するためのカットゲート１１ｂと、を備えている。カットゲート１１ｂは、開口面積が可変に構成されており、一定量の投射材をインペラ２２に供給することができる。 The hopper 11 includes a storage portion 11 a in which the projection material is stored, and a cut gate 11 b provided below the storage portion 11 a and supplying the projection material to the impeller 22 in a fixed amount. The cut gate 11 b has a variable opening area, and can supply a fixed amount of projection material to the impeller 22.
インペラ２２は、ホッパー１１から供給された投射材を、回転するブレードにより加速して、投射室２０内に搬入され走行する被加工物へ投射する。これにより、被加工物にスケール除去処理が行われる。 The impeller 22 accelerates the projectile supplied from the hopper 11 by the rotating blade and projects the projectile onto the workpiece which is carried into the projection chamber 20 and travels. Thus, the scale removing process is performed on the workpiece.
バケットエレベータ１３は投射室２０に接続されて設けられている。スケール除去処理後の投射材、被加工物から除去されたスケールなど（以下、投射材等、という）はスクリューコンベア２３によりバケットエレベータ１３へ搬送される。バケットエレベータ１３は、この投射材等をブラスト装置１の上方に搬送し、投げ出し部１６を経てホッパー１１に供給する。ここで、投げ出し部１６とホッパー１１との間にはパンチングメタル１８が配置されている。パンチングメタル１８は、投射材等から大きなスケールなどをあらかじめ除去することができる。 The bucket elevator 13 is connected to the projection chamber 20 and provided. The projectile after the scale removal processing, the scale removed from the workpiece, etc. (hereinafter referred to as a projectile etc.) are transported by the screw conveyor 23 to the bucket elevator 13. The bucket elevator 13 conveys the projection material and the like to the upper side of the blasting device 1 and supplies it to the hopper 11 through the throwing part 16. Here, a punching metal 18 is disposed between the throwing portion 16 and the hopper 11. Punching metal 18 can remove a large scale etc. beforehand from a projection material etc.
更に、バケットエレベータ１３にはショット補給口１３ａが設けられている。投射材は、ショット補給口１３ａから補給され得る。 Furthermore, the bucket elevator 13 is provided with a shot supply port 13a. The projection material can be supplied from the shot supply port 13a.
投げ出し部１６は、サイクロン１４及びホッパー１１に接続されて設けられている。ここでは、サイクロン１４について説明する。ブラスト装置１を操業した場合、投射材は割れ、微粉が発生する。その際、投射室２０内に粉塵が発生し、該粉塵が粉塵爆発を起こす危険を生じたり、被加工物への付着もしくは突き刺さることで被加工物の品質を低下させたりする懸念がある。または、投射材が細かくなり過ぎ、スケールが除去しきれなくなる。そのため、投げ出し部１６では、サイクロン１４を介して集塵機１５による吸引で生じる所定の風速・風量の気流によって集塵が行われる。大半の投射材は、パンチングメタル１８を通過してホッパー１１に供給される。しかし、投射材は、サイズが小さいので、発生した微粉（除去されたスケールや粉砕された微細な投射材）と一緒にサイクロン１４により分級されることがある。サイクロン１４では、微粉は、集塵機１５により回収され、装置外へ排出される。ここで、集塵機１５による吸引で生じる気流の風速・風量は、集塵機１５とサイクロン１４との間に設けられたダンパ１９の開度により制御される。これにより、サイクロン１４の分級能力が制御される。このように、分級精度が調整され、後述する所望する粒子径分布が形成、維持される。そして、スケール除去に有効な投射材は再度投射室２０へ供給され、循環使用される。 The throwing part 16 is connected to the cyclone 14 and the hopper 11 and provided. Here, the cyclone 14 will be described. When the blasting apparatus 1 is operated, the projection material is broken and fine powder is generated. At this time, dust is generated in the projection chamber 20, and there is a concern that the dust may cause a dust explosion, or the quality of the workpiece may be degraded by sticking to or sticking to the workpiece. Or, the shot material becomes too fine and the scale can not be removed. Therefore, in the throwing-off part 16, dust collection is performed by the airflow of the predetermined | prescribed wind speed and volume which arise by attraction | suction by the dust collector 15 through the cyclone 14. As shown in FIG. Most of the shot material passes through the punching metal 18 and is supplied to the hopper 11. However, since the projectiles are small in size, they may be classified by the cyclone 14 together with the generated fine powder (removed scale and pulverized fine projectiles). In the cyclone 14, the fine powder is collected by the dust collector 15 and discharged out of the apparatus. Here, the speed and volume of the air flow generated by the suction of the dust collector 15 are controlled by the opening degree of the damper 19 provided between the dust collector 15 and the cyclone 14. Thereby, the classification ability of the cyclone 14 is controlled. Thus, classification accuracy is adjusted, and a desired particle size distribution described later is formed and maintained. Then, the projection material effective for removing the scale is again supplied to the projection chamber 20 and circulated and used.
ブラスト装置１外へ排出された量だけ装置内投射材量が減少するので、減少量に対応した量の投射材が補給される必要がある。投射材の減少はインペラ２２の負荷電流値により検知され、新たな投射材がショット補給口１３ａより補給される。 Since the amount of blast material in the device is reduced by the amount discharged to the outside of the blasting device 1, it is necessary to replenish the amount of blast material corresponding to the reduced amount. The reduction of the projectile is detected by the load current value of the impeller 22, and a new projectile is supplied from the shot supply port 13a.
図示しない制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータであり、上述したブラスト装置１の構成要件を制御する。 The control device (not shown) is a computer provided with a CPU, a ROM, a RAM and the like, and controls the configuration requirements of the above-described blasting device 1.
次に、ブラスト装置１を用い、被加工物の表面に形成されたスケールを除去する方法について説明する。図２は、実施形態に係るスケール除去方法の工程を示す説明図である。 Next, the method of removing the scale formed on the surface of the workpiece using the blast apparatus 1 will be described. FIG. 2 is an explanatory view showing a process of the scale removing method according to the embodiment.
まず、ブラスト装置１を起動し、ステップＳ１において、投射材充填工程が実施される。投射材装填工程では、未使用の投射材をショット補給口１３ａよりブラスト装置１に装填する。投射材については後述する。 First, the blasting device 1 is activated, and in step S1, a projection material filling process is performed. In the shot material loading step, a fresh shot material is loaded into the blast apparatus 1 from the shot supply port 13a. The projection material will be described later.
続くステップＳ２において、粒子径分布を調整する工程（粒子径分布調整工程）が実施される。投射材は、粒子径分布調整後の装置内投射材の粒子径分布を効率的なスケール除去が行えるように管理することが重要である。 In the subsequent step S2, a step of adjusting the particle size distribution (particle size distribution adjusting step) is performed. It is important to manage the projection material so that the particle size distribution of the projection material in the apparatus after the particle size distribution adjustment can be efficiently removed in scale.
ステップＳ２では、粒子径分布調整後におけるブラスト装置内の粒子径分布が（第２粒体の比率）≧（第１粒体の比率）≧（第３粒体の比率）を充足する特徴的な分布となるように制御される。ここで、投射材は、粒子径３００μｍを超える第１粒体と、粒子径３００μｍ以下で７５μｍを超える第２粒体と、粒子径７５μｍ以下の第３粒体と、に区分している。各粒体は単一粒径でなく、粒子径分布を有するものである。 In step S2, characteristically, the particle size distribution in the blasting apparatus after adjusting the particle size distribution satisfies (ratio of second particles) ≧ (ratio of first particles)) (ratio of third particles) It is controlled to become distribution. Here, the projectile is divided into a first particle having a particle diameter of 300 μm, a second particle having a particle diameter of 300 μm or less and a particle diameter of 75 μm, and a third particle having a particle diameter of 75 μm or less. Each particle is not a single particle size, but has a particle size distribution.
そして、第２粒体の比率は６０重量％以上、第１粒体の比率は１０〜４０重量％、第３粒体の比率は１０重量％以下となるように粒子径分布を管理してもよい。 And, even if the ratio of the second particles is 60% by weight or more, the ratio of the first particles is 10 to 40% by weight, and the ratio of the third particles is 10% by weight or less, even if the particle size distribution is controlled. Good.
粒子径分布調整後の投射材の粒子径分布は、カバレージを確保するために、従来用いられてきた粒子径より小さい第２粒体を多量に含有し、スケール除去力が大きい第１粒体をそれに次いで多く含み、スケール除去力が低い第３粒体を少なくする、またはなくす、という特徴的な分布とする。第２粒体を多量に含有することにより、カバレージを確保することができるので、スケール除去処理効率を向上させることができる。第１粒体はスケール除去力が高く、スケール除去時間を短縮することができる。そして、第３粒体はスケール除去力が低く、有効にスケールを除去することができないので、極力低減させる。 The particle size distribution of the projectile after adjustment of the particle size distribution contains a large amount of second particles smaller than the conventionally used particle size to ensure coverage, and the first particles having a large scale removing power Then, the characteristic distribution is such that the third particles having a large scale removing power and having a large amount are reduced or eliminated. By including a large amount of the second particles, coverage can be ensured, and therefore the scale removal processing efficiency can be improved. The first particles have high scale removal power and can reduce the scale removal time. And since the third particles have low scale removing power and can not effectively remove the scale, they are reduced as much as possible.
図３は、粒子径分布調整工程の一例を示す説明図である。粒子径分布調整工程は、オペレーティングミックスの状態の粒子径分布に調整する方法と、積極的に所望の粒子径分布を得るように所定の投射材を投入する方法とがある。ブラスト装置１を操業し、投射、微粉の装置外排出、補給を繰り返し行う一連の操作の結果、ブラスト装置１内の投射材の粒子径分布は、未使用の投射材分布と異なる一定の粒子径分布で安定する。オペレーティングミックスとは、この安定した粒子径分布の状態を指す。ここでは、粒子径分布の状態をオペレーティングミックス形成後の状態に調整することを例にして説明する。 FIG. 3 is an explanatory view showing an example of the particle size distribution adjusting step. The particle size distribution adjusting step includes a method of adjusting to the particle size distribution in the state of the operating mix and a method of injecting a predetermined projectile to positively obtain a desired particle size distribution. As a result of a series of operations in which the blasting apparatus 1 is operated and the projection, discharge of fine powder out of the apparatus, and replenishment are repeated, the particle size distribution of the projectile in the blasting apparatus 1 is a constant particle size different from the unused projectile distribution. Stable in distribution. The operating mix refers to the state of this stable particle size distribution. Here, adjustment of the state of particle size distribution to the state after forming the operating mix will be described as an example.
粒子径分布調整工程においてオペレーティングミックスを形成するためには、まず、ステップＳ２１において、例えば被加工物と同様の材質からなるダミーワークを用意し、ステップＳ２２においてブラスト装置１を起動し、ダミーワークに被加工物のスケール除去時と同様の条件により投射材を投射し、微粉の装置外排出、補給を繰り返し行う一連の操作を行う。この結果、ブラスト装置１内の投射材の粒子径分布は、未使用の投射材の粒子径分布とは異なる粒子径分布となる。なお、ダミーワークは実際の被加工物のように走行させてもよいし、静止状態でもよい。また、ダミーワークを使用せず、投射材を空打ちしてもよい。 In order to form an operating mix in the particle size distribution adjustment step, first, in step S21, a dummy work made of, for example, the same material as the workpiece is prepared, and in step S22 the blasting device 1 is activated to A projective material is projected under the same conditions as when removing the scale of the workpiece, and a series of operations are performed to repeatedly discharge and supply fine powder out of the apparatus. As a result, the particle size distribution of the projectile in the blast apparatus 1 becomes a particle size distribution different from the particle size distribution of the unused projectile. The dummy workpiece may be run like an actual workpiece or may be stationary. Also, the projection material may be blanked without using a dummy work.
ステップＳ２３では、後述するステップＳ５と同様の判断を行い、投射材を補給する場合にはステップＳ２５に進み、その後ステップＳ２３に戻る。投射材を補給しない場合にはステップＳ２４に進む。 In step S23, the same determination as in step S5 described later is performed, and in the case of supplying the projection material, the process proceeds to step S25, and thereafter, the process returns to step S23. If the projection material is not supplied, the process proceeds to step S24.
続くステップＳ２４では、投射時間がオペレーティングミックスを形成するためにあらかじめ設定される相当時間に到達したか否かを判断する。投射時間が相当時間に到達した場合にはステップＳ２６に進み、到達していない場合にはステップＳ２３に戻る。 In the following step S24, it is determined whether the projection time has reached an equivalent time preset to form the operating mix. If the projection time has reached an equivalent time, the process proceeds to step S26, and if not, the process returns to step S23.
続くステップＳ２６では、投射材をサンプリングして粒子径分布を測定し、所望の粒子径分布（オペレーティングミックス）が形成されているかの評価を行う。ここで、投射材のサンプリングは、カットゲート１１ｂ、バケットエレベータ１３、投げ出し部１６から行うことができる。所望のオペレーティングミックスが形成されていると判断した場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）には、ステップＳ３に進む。 In the subsequent step S26, the projection material is sampled to measure the particle size distribution, and it is evaluated whether a desired particle size distribution (operating mix) is formed. Here, the sampling of the projection material can be performed from the cut gate 11 b, the bucket elevator 13, and the throwing part 16. If it is determined that the desired operating mix has been formed (step S26: YES), the process proceeds to step S3.
図４は、粒子径分布調整工程における粒子径分布の変化を示す説明図である。図４では、オペレーティングミックスが形成される過程が模式的に示される。横軸の粒子径は、粒子径区間の下限値を代表値として示している。以下の粒子径分布の図で同様である。未使用の状態で（Ａ）の粒子径分布を示していた投射材は、（Ｂ)に示すように、第１粒体の重量分率が低下し、第２粒体の粒子径分布がブロードになっていく。これは第１粒体が粉砕され減少し、第２粒体以下が生成されるためである。オペレーティングミックスが形成されると、（Ｃ）に示すように、更に第１粒体の重量分率が低下し、第２粒体以下の粒子が増大していく。第３粒体以下は機外に排出され、その増加が抑制される。また、第１粒体はイニシャルショットが排出量に相当されるだけ補給されるためその減少が抑制される。そのため、第１粒体、第２粒体、第３粒体の割合が（Ｃ）の状態に安定する。 FIG. 4 is an explanatory view showing a change in particle size distribution in the particle size distribution adjusting step. FIG. 4 schematically shows the process of forming the operating mix. The particle diameter on the horizontal axis indicates the lower limit value of the particle diameter section as a representative value. The same is true of the particle size distribution below. In the projectile material showing the particle size distribution of (A) in the unused state, as shown in (B), the weight fraction of the first particles decreases and the particle size distribution of the second particles becomes broad. It will be. This is because the first particles are crushed and reduced, and the second particles and less are generated. When the operating mix is formed, as shown in (C), the weight fraction of the first particles further decreases, and the particles below the second particles increase. The third and subsequent particles are discharged out of the machine, and the increase is suppressed. In addition, since the first particles are replenished so that the initial shot corresponds to the discharge amount, the decrease is suppressed. Therefore, the ratio of the first particle, the second particle, and the third particle is stabilized in the state of (C).
所望のオペレーティングミックスが形成されてないと判断した場合（ステップＳ２６：ＮＯ）には、ステップＳ２７に進みダンパ１９の開度を調整した後に、ステップＳ２２に戻る。ステップＳ２７では、例えば、小径の粒子が多い場合には、ダンパ１９の開度を下げて、サイクロン１４の分級力を下げさせることにより除去する、などを行うことができる。 If it is determined that the desired operating mix is not formed (step S26: NO), the process proceeds to step S27, and the opening degree of the damper 19 is adjusted, and then the process returns to step S22. In step S27, for example, when there are many small diameter particles, removal can be performed by lowering the opening degree of the damper 19 and reducing the classification force of the cyclone 14.
上述の各工程（Ｓ２１−Ｓ２７）において、ステップＳ２３の判断に代えて、機外に排出される投射材の量で判断したりすることができる。また、判断を行わず、所定時間毎に投射材を補給することもできる。また、ステップＳ２７でダンパの調節を行わず、投射時間を延長することで対応することもできる。各工程は自動、手動は問わない。各工程が自動で行われる場合、制御装置により各工程が実施される。 In each process (S21-S27) mentioned above, it can replace with judgment of step S23 and can judge by the quantity of the projection material discharged | emitted out of an aircraft. In addition, the projection material can be replenished every predetermined time without performing the determination. Moreover, it can also respond by extending a projection time, without adjusting a damper by step S27. Each process may be automatic or manual. When each process is performed automatically, each process is performed by the control device.
ステップＳ３では、スケール除去処理対象の被加工物を投射室２０内にセットする。被加工物である線材は、案内部材２１に搬送方向の上流（図１の（Ｂ）中左方向）から順次挿通されて一直線に位置決めされ配置される。そして、線材は、所定の張力が負荷された状態で牽引され、右方向に走行する。 In step S3, a workpiece to be descaled is set in the projection chamber 20. The wire which is a workpiece is sequentially inserted into the guide member 21 from the upstream (left direction in FIG. 1B) in the transport direction, and is positioned and arranged in a straight line. Then, the wire is pulled in a state in which a predetermined tension is loaded, and travels in the right direction.
ステップＳ４において粒子径分布が調整された状態で投射材を投射することにより、被加工物の表面に形成されたスケールの除去を行う（スケール除去工程）。スケール除去処理は、投射室２０内に連続的に供給され走行する線材に、４方向に設けられたインペラ２２よりそれぞれ投射材が投射されて行われる。そして、スケール除去処理が行われた線材は、搬出口から連続的に投射室２０外へ搬出され、次工程へ搬送される。 The scale formed on the surface of the workpiece is removed by projecting the projectile in a state in which the particle size distribution is adjusted in step S4 (scale removal process). In the scale removing process, the projectiles are projected from the impellers 22 provided in the four directions onto the wire which is continuously supplied and traveled in the projection chamber 20, respectively. And the wire which performed the scale removal process is continuously taken out from the projection chamber 20 from an outlet, and is conveyed by the following process.
ステップＳ５では、投射材を投射中のインペラ２２のアンメータの負荷電流値により投射材を補給するか否かを判断する。負荷電流値があらかじめ設定した電流値より大きくかつ所定の変動値以下である場合には投射材を補給しないと判断してステップＳ６に進む。負荷電流値があらかじめ設定した電流値以下または所定の変動値を超えた場合には投射材を補給すると判断してステップＳ７に進む。そして、ステップＳ７において所定量の新たな投射材をショット補給口１３ａより補給し、ステップＳ５に戻る。投射材は、バケットエレベータの負荷などを勘案して設定した所定量分補給する。これにより、所望の粒子径分布（本実施形態ではオペレーティングミックス）を維持することができる。 In step S5, it is determined whether or not the projection material is to be supplied based on the load current value of the ammeter of the impeller 22 during projection of the projection material. When the load current value is larger than the preset current value and not more than the predetermined fluctuation value, it is determined that the projection material is not to be replenished, and the process proceeds to step S6. If the load current value is equal to or less than a preset current value or exceeds a predetermined fluctuation value, it is determined that the projection material is to be supplied, and the process proceeds to step S7. Then, in step S7, a new projection material of a predetermined amount is supplied from the shot supply port 13a, and the process returns to step S5. The projection material is replenished by a predetermined amount set in consideration of the load of the bucket elevator and the like. Thereby, a desired particle size distribution (operating mix in the present embodiment) can be maintained.
ステップＳ６では、被加工物の有無を判断する。被加工物が存在しスケール除去処理を継続する場合にはステップＳ５に進み、被加工物が存在しない場合、つまりスケール除去処理を行う被加工物がすべて投射室２０外に搬出された場合にはステップＳ８に進み投射材の投射を終了する。被加工物の有無の判断は、目視で行ってもよいし、磁気、光学的な手法により判断を行う線材検知装置により行ってもよい。 In step S6, the presence or absence of a workpiece is determined. When the workpiece is present and the scale removal processing is continued, the process proceeds to step S5, and when the workpiece is not present, that is, all the workpieces to be subjected to the scale removal processing are carried out of the projection chamber 20. The process proceeds to step S8 to end the projection material projection. The determination of the presence or absence of the workpiece may be performed visually, or may be performed by a wire detection device that performs the determination by a magnetic or optical method.
ステップＳ９では、スケール除去処理を継続するか否かを判断する。次の被加工物がない場合には一連の操作を終了し、次の被加工物がある場合にはステップＳ３以下の操作を繰り返し実施する。 In step S9, it is determined whether to continue the scale removal process. If there is no next workpiece, the series of operations is ended, and if there is a next workpiece, the operations from step S3 are repeated.
上述のスケール除去方法によれば、粒子径分布調整後の投射材の粒子径分布を、被加工物のスケール除去に適した分布とすることができる。このため、上述のスケール除去方法は、スケール除去力とスケール除去処理効率とをともに向上させることができる。 According to the above-described scale removing method, the particle size distribution of the projectile after particle size distribution adjustment can be made a distribution suitable for scale removal of a workpiece. For this reason, the above-described scale removing method can improve both the scale removing power and the scale removing processing efficiency.
本実施形態に係るスケール除去方法は、圧延により母材表面にスケールが形成された被加工物、例えば、線材、鋼板などに用いることができる。このような被加工物のスケールは数１０μｍ程度の厚さで母材に強固に付着しており、高いスケール除去力が要求される。また、このような被加工物のスケール除去処理は、被加工物を搬送しながら処理を行う連続処理として行われることが多く、処理速度が速いことが要求される。本実施形態に係るスケール除去方法は、高いスケール除去力とスケール除去処理効率とを併せ持つため、圧延により母材表面にスケールが形成された被加工物に用いることができる。 The scale removing method according to the present embodiment can be used for a workpiece having a scale formed on the surface of a base material by rolling, for example, a wire rod, a steel plate, and the like. Such a scale of a workpiece is firmly attached to a base material at a thickness of about several tens of μm, and a high scale removing power is required. In addition, such scale removal processing of a workpiece is often performed as continuous processing in which the processing is carried while transporting the workpiece, and it is required that the processing speed is high. The scale removing method according to the present embodiment has both high scale removing power and scale removing processing efficiency, and thus can be used for a workpiece on which a scale is formed on the surface of a base material by rolling.
被加工物は線材である場合には、投射材の衝撃力が大きいときに、投射材の衝突により線材の揺れが大きくなる現象が生じ、投射材が線材に有効に投射されなくなり、スケール除去の効率が低下してしまうという問題がある。本実施形態に係るスケール除去方法では、粒子径が第１粒体よりも小さい第２粒体を多量に含有している。このため、本実施形態に係るスケール除去方法は、投射材の衝撃力を従来より低減させることができるので、線材の揺れを抑制することができ、効率的なスケール除去が可能である。更に、本実施形態に係るスケール除去方法は、効率的なスケール除去が可能なので、従来スケール除去処理の前処理として行われていた酸洗処理を省略することができる。 When the workpiece is a wire, when the impact force of the projectile is large, the collision of the projectile causes a phenomenon that the swing of the wire becomes large, and the projectile is not effectively projected onto the wire, and the scale is removed There is a problem that the efficiency is reduced. The scale removing method according to the present embodiment contains a large amount of second particles whose particle diameter is smaller than that of the first particles. For this reason, since the scale removing method according to the present embodiment can reduce the impact force of the projection material as compared with the related art, the swing of the wire can be suppressed, and the scale can be removed efficiently. Furthermore, since the scale removal method according to the present embodiment can perform efficient scale removal, it is possible to omit the pickling treatment that has been conventionally performed as a pretreatment for the scale removal treatment.
被加工物は鋼板である場合には、ショットブラスト処理によりスケールに亀裂や剥離を生じさせる予備スケール除去処理において、後工程で必要な十分な量のクラック、剥離を導入する必要がある。本実施形態に係るスケール除去方法は、第２粒体により大幅にカバレージを向上させることができる。また、本実施形態に係るスケール除去方法は、打痕の寸法も小さくすることができるので、表面粗さを向上させることもできる。 When the workpiece is a steel plate, it is necessary to introduce a sufficient amount of cracks and peeling necessary in the subsequent steps in the preliminary descaling treatment to cause cracks and peeling in the scale by shot blasting. The scale removing method according to the present embodiment can significantly improve the coverage by the second particles. Moreover, since the scale removal method according to the present embodiment can also reduce the size of the indentation, the surface roughness can also be improved.
以下、本実施形態の粒子径分布に調整可能な投射材の一例を示す。 Hereinafter, an example of the projection material which can be adjusted to the particle diameter distribution of this embodiment is shown.
投射材は、ビッカース硬度ＨＶ３００〜６００の範囲から選択されたショットである。材質、形状は適宜選定することができるが、本実施形態では、鉄系材料からなる球状のショットを用いる。ここで、鉄系材料として、例えば、Ｃ：０．８〜１．２重量％、Ｍｎ:０．３５〜１．２０重量％、Ｓｉ:０．４０〜１．５０重量％、Ｐ≦０．０５重量％、Ｓ≦０．０５重量％、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含む成分系であって、焼き戻しマルテンサイト組織若しくは類する組織を有する粒子を採用することができる。このような粒子は例えば水アトマイズ法等の公知の方法で作製することができる。ここで、投射材は、ＨＶ３００以上では被加工物に対して十分な硬度であり、ＨＶ６００以下では投射材が十分な靱性を有する。このように本実施形態の投射材は、十分な硬度と靱性とを併せ持つため、被加工物表面のスケール除去に好適に用いることができる。ビッカース硬度ＨＶは日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ２２４４（２００９）に基づくものである。 The shot material is a shot selected from the range of Vickers hardness HV300-600. The material and the shape can be selected appropriately, but in the present embodiment, a spherical shot made of an iron-based material is used. Here, as an iron-based material, for example, C: 0.8 to 1.2% by weight, Mn: 0.35 to 1.20% by weight, Si: 0.40 to 1.50% by weight, P ≦ 0. It is possible to use a component system containing 05 wt%, S ≦ 0.05 wt%, balance Fe and unavoidable impurities, and having a tempered martensitic structure or a similar structure. Such particles can be produced, for example, by a known method such as a water atomization method. Here, the projectile has sufficient hardness to the workpiece at HV300 or more, and the projectile has sufficient toughness at HV600 or less. As described above, since the projectile material of the present embodiment has sufficient hardness and toughness at the same time, it can be suitably used for scale removal on the surface of a workpiece. Vickers hardness HV is based on Japanese Industrial Standard JIS Z 2244 (2009).
図５は、実施形態に係るスケール除去方法で使用可能な一例としての投射材の粒子径分布の模式図である。投射材の粒子径ｄは、１２５μｍ＜ｄ≦６００μｍであり、投射材の粒子径ｄの分布は、頻度分布（ＪＩＳ Ｇ ５９０４）における粒子径区間２１２μｍ＜ｄ≦３００μｍの頻度が最大となり、当該頻度に対して、粒子径区間３５５μｍ＜ｄ≦５００μｍの頻度が０．３〜１．０倍であるように調整する。粒子径分布の測定方法は日本工業規格ＪＩＳ Ｇ ５９０４（１９６６）に基づくものであり、重量分布で示している。 FIG. 5 is a schematic view of a particle size distribution of a shot material as an example usable in the scale removing method according to the embodiment. The particle diameter d of the projectile is 125 μm <d ≦ 600 μm, and the distribution of the particle diameter d of the projectile is such that the frequency of the particle diameter section 212 μm <d ≦ 300 μm in the frequency distribution (JIS G 5904) is the largest. On the other hand, the frequency of the particle diameter section 355 μm <d ≦ 500 μm is adjusted to be 0.3 to 1.0 times. The method of measuring the particle size distribution is based on Japanese Industrial Standard JIS G 5904 (1966), and is shown by weight distribution.
このような粒子径分布を有する投射材は、粒度番号０３０の粒子からなる第１投射材と、粒度番号０４０の粒子からなる第２投射材と、を混合して作製することができる。つまり、投射材は、第１投射材と第２投射材との混合物である。 A projectile having such a particle size distribution can be produced by mixing a first projectile consisting of particles of particle size number 030 and a second projectile consisting of particles of particle size number 040. That is, the projectile is a mixture of the first projectile and the second projectile.
例えば、スケール除去に第１投射材のみを用いると、スケール除去力を大きくすることができるが、単位重量あたりの粒子数が少なくなるため、カバレージ（一定面積当たりにおける投射材の実打痕面積）の低下に繋がる。一方、第２投射材は、カバレージを向上させることができるが、第１投射材に比べスケール除去力が低いため、スケール除去時間が長くなる。 For example, when using only the first projectile for scale removal, the scale removing power can be increased, but the number of particles per unit weight decreases, so coverage (the actual strike area of the projectile per fixed area) Leading to a decrease in On the other hand, although the second projectile can improve coverage, the scale removing time is longer because the scale removing power is lower than that of the first projectile.
実施形態に係る投射材では、これらの投射材を上述の粒子径分布となるように混合することにより、それぞれの利点を維持し、スケール除去能力が不足する部分を補完することができる。第１投射材によりスケール除去力を向上させ、第２投射材によりカバレージを向上させることができる。つまり、スケール除去力とスケール除去処理効率とをともに向上させたスケール除去を行うことができる。 In the projectile material according to the embodiment, by mixing these projectile materials so as to have the above-described particle size distribution, it is possible to maintain the respective advantages and to compensate for the lack of scale removal ability. The scale removal power can be improved by the first projectile, and the coverage can be improved by the second projectile. That is, it is possible to perform scale removal that improves both scale removal power and scale removal processing efficiency.
第１投射材及び第２投射材は、水アトマイズ法等の公知の方法により作製した粒子をＪＩＳ Ｚ ８８０１（２００６）に規定の篩目６００μｍ〜１２５μｍの篩を用いて分級し、所望の粒子径分布となるように混合、調整して作製することができる。 The first shot material and the second shot material are obtained by classifying particles produced by a known method such as water atomization method using a sieve with a sieve of 600 μm to 125 μm specified in JIS Z 8801 (2006), and desired particle diameter It can be mixed and adjusted to be a distribution.
上述の投射材を用いた場合、特別な装置、方法によることなく、粒子径分布調整工程後におけるブラスト装置内の粒子径分布を被加工物のスケール除去に好適な上述の分布にすることができる。 When the above-mentioned projectile is used, the particle size distribution in the blasting apparatus after the particle size distribution adjusting step can be made the above-mentioned distribution suitable for scale removal of a workpiece without using a special device or method. .
（変更例）
ステップＳ２５、Ｓ７で補給する投射材はステップＳ１で装填する投射材と異なるものを用いることもできる。例えば、大径の投射材のみを補給して、所望のオペレーティングミックスを形成することもできる。また、投射材の形態はショットに限定されるものではなく、グリット、カットワイヤなどを用いることもできる。そして、第１投射材と第２投射材は、同じ材質としてもよいし、硬度が異なる材質で形成してもよい。(Modification example)
The projection material to be replenished in steps S25 and S7 may be different from the projection material loaded in step S1. For example, only large diameter projectiles can be replenished to form the desired operating mix. Further, the form of the projection material is not limited to the shot, and a grit, a cut wire or the like can also be used. And the 1st projection material and the 2nd projection material may be made the same material, and may be formed with the material from which hardness differs.
（実施形態の効果）
本実施形態に係るスケール除去方法では、粒子径分布調整後の投射材の粒子径分布が、カバレージを確保するための第２粒体を多量に含有し、スケール除去力が大きい第１粒体をそれに次いで多く含み、スケール除去力が低い第３粒体を少なくする、またはなくす、という特徴的な分布となる。これにより、本実施形態に係るスケール除去方法は、第１粒体によりスケール除去力を向上させてスケール除去時間を短縮することができ、第２粒体によりカバレージを確保することができる。よって、本実施形態に係るスケール除去方法は、スケール除去力とスケール除去処理効率とをともに向上させることができる。(Effect of the embodiment)
In the scale removing method according to the present embodiment, the particle size distribution of the shot material after the particle size distribution adjustment contains a large amount of the second particles for securing coverage, and the first particles having a large scale removing power. Then, the characteristic distribution is such that it contains a large number of particles, and reduces or eliminates the third particles with low scale removal power. Thus, in the scale removing method according to the present embodiment, the scale removing power can be improved by the first particles to reduce the scale removing time, and the coverage can be secured by the second particles. Therefore, the scale removing method according to the present embodiment can improve both the scale removing power and the scale removing processing efficiency.
また、本実施形態に係るスケール除去方法は、圧延により母材表面にスケールが形成された被加工物、例えば、線材、鋼板などに用いることができる。被加工物が線材である場合には、投射材の衝撃力を従来より低減させることができる。このため、本実施形態に係るスケール除去方法は、線材の揺れを抑制することができ、効率的なスケール除去が可能である。更に、効率的なスケール除去が可能なので、本実施形態に係るスケール除去方法は、従来スケール除去処理の前処理として行われていた酸洗処理を省略することができる。被加工物が鋼板である場合には、ショットブラスト処理によりスケールに亀裂や剥離を生じさせる予備スケール除去処理において、後工程で必要な十分な量のクラック、剥離を導入することができる。また、本実施形態に係るスケール除去方法は、打痕の寸法も小さくすることができるので、表面粗さを向上させることもできる。 Moreover, the scale removal method which concerns on this embodiment can be used for the to-be-processed object by which the scale was formed in the base-material surface by rolling, for example, a wire, a steel plate, etc. When the workpiece is a wire, the impact force of the projectile can be reduced compared to the prior art. For this reason, the scale removing method according to the present embodiment can suppress the sway of the wire and can perform efficient scale removing. Furthermore, since efficient scale removal is possible, the scale removal method according to the present embodiment can omit the pickling process that has been conventionally performed as a pretreatment for the scale removal process. When the workpiece is a steel plate, it is possible to introduce a sufficient amount of cracks and peeling necessary in the subsequent steps in the preliminary descaling treatment to cause cracks and peeling in the scale by shot blasting. Moreover, since the scale removal method according to the present embodiment can also reduce the size of the indentation, the surface roughness can also be improved.
以下、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。被加工物として、黒皮スケールが形成された機械構造用炭素鋼鋼材Ｓ４５Ｃ（ＪＩＳ Ｇ ４０５１：２００５）からなるφ２２ｍｍの丸棒を用意した。スケール除去処理は、インペラ型の投射装置を使用し、投射速度７３ｍ／ｓ、投射距離１００ｍｍ、投射角度９０°にて実施した。 Hereinafter, examples carried out to confirm the effects of the present invention will be described. As a workpiece, a phi 22 mm round bar made of carbon steel material for machine structure S45C (JIS G 4051: 2005) with black scale formed is prepared. The scale removing process was performed using an impeller-type projection device, at a projection speed of 73 m / s, a projection distance of 100 mm, and a projection angle of 90 °.
（１）粒子径分布とスケール除去処理後の被加工物との関係
第１粒体６８重量％、第２粒体３２重量％、第３粒体０重量％に調整されたスチールショットを用いてスケール除去処理を行い、ブラスト装置操業による第１粒体、第２粒体及び第３粒体の重量分率の経時変化と、各粒子径分布におけるスケール除去処理後の被加工物の仕上がり状態との関係を調べた。粒子径分布の変化を図６に示す。図６は、投射材の粒子径分布と、各粒子径分布におけるスケール除去処理後の被加工物の仕上がり状態との関係を示す説明図である。粒子径分布は、所定の時間間隔で投射材をサンプリングして測定した。仕上がり状況は、目視によりを観察、評価した。(1) Relationship between particle size distribution and work-piece after scale removal processing Steel shot adjusted to 68% by weight of first particles, 32% by weight of second particles and 0% by weight of third particles The scale removal process is performed, and the time-dependent change of the weight fraction of the first particle, the second particle and the third particle by the operation of the blast device, and the finish state of the workpiece after the scale removal process in each particle size distribution The relationship between The change in particle size distribution is shown in FIG. FIG. 6 is an explanatory view showing the relationship between the particle size distribution of the projectile and the finished state of the workpiece after scale removal processing in each particle size distribution. The particle size distribution was measured by sampling the projectile at predetermined time intervals. The finish condition was visually observed and evaluated.
粒子径分布は、全体的な傾向としては、時間の経過に伴い、第１粒体の重量分率は減少し、第２粒体の重量分率は増大する。第１粒体が多い状態では、線材の振れが大きく、投射パターン（投射範囲）から外れる確率が高くなるため、実投射密度が低下する。また、第１粒体が多いと同じ粒子重量で比較した場合の粒子数が低下しカバレージが低下する。これにより、スケールが残りやすくなり、仕上がり状態はよくなかった。第２粒体が６０重量％以上、第１粒体が４０重量％以下になると、仕上がり状態が良好になった。これにより、本実施形態の粒子径分布により十分なスケール除去が可能であることが確認された。 As for the particle size distribution, as a general trend, the weight fraction of the first particles decreases and the weight fraction of the second particles increases with the passage of time. In the state where there are many first particles, the deflection of the wire is large and the probability of being out of the projection pattern (projection range) is high, so the actual projection density is lowered. In addition, when the number of first particles is large, the number of particles in the case of comparison with the same particle weight is reduced, and the coverage is reduced. This made it easy for the scale to remain, and the finished state was not good. When the amount of the second particles was 60 wt% or more and the amount of the first particles was 40 wt% or less, the finished state was good. Thereby, it was confirmed that sufficient scale removal is possible by the particle size distribution of the present embodiment.
（２）投射材による衝撃力及びカバレージの検討
粒度番号０３０のスチールショットからなる第１投射材と、粒度番号０４０のスチールショットからなる第２投射材と、を混合して作製した投射材を用いて粒子径分布調整後の粒子径分布を評価した（実施例（１）、（２））また、比較例（３）として、φ３００μｍ（粒子径範囲：３００μｍ＜ｄ≦６００μｍ）のスチールショットでの試験も実施した。投射密度は１５０〜３００ｋｇ／ｍ２とした。実施例、比較例ともに、投射材を投射試験装置に投入し、連続運転及び補給を繰り返してオペレーティングミックスを形成した。図７は、投射材による衝撃力及びカバレージの検討に用いた粒子径分布調整後の粒子径分布を示す説明図である。実施例（１）、（２）の粒子径分布調整後の粒子径分布は、いずれも第２粒体が７８重量％以上、第１粒体が１５〜２０重量％、第３粒体が５重量％以下であり、本発明の粒子径分布を充足している。(2) Investigation of impact force and coverage by projectiles A projectile prepared by mixing a first projectile consisting of steel shots of particle size number 030 and a second projectile consisting of steel shots of particle size number 040 is used The particle size distribution after particle size distribution adjustment was evaluated (Examples (1), (2)). Also, as a comparative example (3), steel shot at φ 300 μm (particle size range: 300 μm <d ≦ 600 μm) Tests were also conducted. The projected density was 150 to 300 kg / m 2 . In both the example and the comparative example, the projectile was put into the projection test apparatus, and the continuous operation and the supply were repeated to form an operating mix. FIG. 7 is an explanatory view showing a particle size distribution after particle size distribution adjustment used in the study of impact force and coverage by a projectile. The particle size distributions after adjusting the particle size distributions in Examples (1) and (2) were 78 wt% or more for the second particles, 15 to 20 wt% for the first particles, and 5 for the third particles. % By weight or less, satisfying the particle size distribution of the present invention.
実施例（１）、（２）及び比較例（３）の１ｋｇ当たりの粒子数は以下の通りであった。
実施例（１）：６．２３×１０７個／ｋｇ
実施例（２）：８．７７×１０７個／ｋｇ
比較例（３）：１．７４×１０７個／ｋｇThe number of particles per 1 kg of Examples (1), (2) and Comparative Example (3) was as follows.
Example (1): 6.23 × 10 7 / kg
Example (2): 8.77 × 10 7 / kg
Comparative Example (3): 1.74 × 10 7 / kg
まず、粒子径分布に基づき、粒子１つ当たりの平均衝撃力を評価した。投射密度が同じなら粒子径分布が異なっていても線材が受ける全衝撃力は等しくなるが、粒子１つ当たりの平均衝撃力が異なる。この平均衝撃力が線材の振れを支配している。平均衝撃力は、比較例（３）に対し、実施例（１）では０．２８倍、実施例（２）では０．２０倍となり、実施例では極めて小さくなることがわかる。これにより、本実施形態のスケール除去方法によれば、線材の振れを小さくすることができることが確認された。 First, based on the particle size distribution, the average impact force per particle was evaluated. If the projected density is the same, even though the particle size distribution is different, the total impact force received by the wire is equal but the average impact force per particle is different. This average impact force dominates the deflection of the wire. The average impact force is 0.28 times in Example (1), 0.20 times in Example (2) and 0.20 times in Example (1), as compared with Comparative Example (3). Thereby, according to the scale removal method of this embodiment, it was confirmed that the runout of the wire can be reduced.
また、打痕面積Ａを計算した。直径Ｄの粒子が及ぼす打痕の直径をγＤ、直径Ｄの粒子数をＮαとすると、打痕面積Ａは以下の数式で表現される。
（３）粒子径分布調整状態を変えたスケール除去試験
粒子径範囲３００μｍ＜ｄ≦６００μｍのスチールショット、粒子径範囲７５μｍ＜ｄ≦３００μｍのスチールショット及び粒子径範囲３２μｍ＜ｄ≦７５μｍのスチールショットを用意し、それらを混合して各種粒子径分布を有する投射材を作製した。図８は、粒子径分布調整状態を変えたスケール除去試験で用いた、オペレーティングミックスを模擬した投射材の粒子径分布を示す説明図である。実施例ａ〜ｄは本実施形態の粒子径分布を充足し、比較例ｅ〜ｈは第２粒体が少なく本実施形態の粒子径分布を充足していないものである。そして、投射密度を変えてスケール除去試験を行い、スケール除去率が８０％となる投射密度を調べた。図９は、粒子径分布とスケール除去率が８０％に到達した時の投射密度との関係を示す説明図である。スケール除去率の評価は目視であるため、１００％での評価を実施すると、測定精度が上がらない（出ない）ため８０％での評価とした。(3) Scale removing test with different particle size distribution adjustment state Steel shot with particle size range 300 μm <d ≦ 600 μm, steel shot with particle size range 75 μm <d ≦ 300 μm and steel shot with particle size range 32 μm <d ≦ 75 μm The materials were prepared and mixed to prepare projectiles having various particle size distributions. FIG. 8 is an explanatory view showing a particle size distribution of a projection material simulating an operating mix used in a scale removing test in which the particle size distribution adjustment state is changed. Examples a to d satisfy the particle size distribution of the present embodiment, and comparative examples e to h have few second particles and do not satisfy the particle size distribution of the present embodiment. Then, the scale removal test was performed by changing the shot density, and the shot density at which the scale removal rate became 80% was examined. FIG. 9 is an explanatory view showing the relationship between the particle size distribution and the projected density when the scale removal rate reaches 80%. Since the evaluation of the scale removal rate is visual observation, when the evaluation at 100% is performed, the measurement accuracy does not improve (does not come out), and the evaluation at 80% is made.
ブラスト装置によるスケール除去では、投射密度は２０ｋｇ／ｍ２以下にすることが好ましいが、実施例ａ〜ｄの条件、即ち、本発明の粒子径分布である第２粒体が６０重量％、第１粒体が１０〜４０重量％、第３粒体が１０重量％以下で投射密度が２０ｋｇ／ｍ２以下となり、本発明の粒子径分布が好適な条件であることが確認された。In the scale removal by a blasting apparatus, the projection density is preferably 20 kg / m 2 or less, but the conditions of Examples a to d, ie, 60% by weight of the second particles having the particle size distribution of the present invention, The particle size distribution of the present invention was confirmed to be suitable conditions, with 10 to 40% by weight of one particle, 10% by weight or less of the third particle, and a projection density of 20 kg / m 2 or less.
（４）スケール除去試験
粒度番号０３０のスチールショットからなる第１投射材と、粒度番号０４０のスチールショットからなる第２投射材と、を混合して作製した投射材及び比較例としてφ３００μｍ（粒子径範囲：３００μｍ＜ｄ≦６００μｍ）のスチールショットについて、粒子径分布調整工程としてオペレーティングミックスを形成後に、スケール除去試験を実施した。図１０は、スケール除去試験後の試料の表面状態を示す説明図である。目視により仕上がり状況を観察、評価した。比較例では、投射密度が５ｋｇ／ｍ２〜２０ｋｇ／ｍ２の範囲において、スケールが存在することが確認された。そして、投射密度３０ｋｇ／ｍ２の時点でスケールが除去された。このため、比較例では仕上がりまで３０ｋｇ／ｍ２を要した。これに対して、実施例では、投射密度が５ｋｇ／ｍ２〜１０ｋｇ／ｍ２の範囲において、スケールが存在することが確認された。そして、投射密度２０ｋｇ／ｍ２の時点でスケールが除去された。つまり、実施例では２０ｋｇ／ｍ２で仕上がることが確認された。このように、実施例では比較例よりも投射密度が１／３低い状態で同等の仕上がりが実現でき、スケール除去処理の時間を短縮できることが確認された。また、表面粗さは２割程度低減することが確認された。(4) Scale removal test A projectile prepared by mixing a first projectile consisting of steel shots of particle size number 030 and a second projectile consisting of steel shots of particle size number 040 and a diameter of 300 μm (particle diameter as a comparative example A scale removal test was conducted on a steel shot in the range of 300 μm <d ≦ 600 μm) after forming the operating mix as a particle size distribution adjustment step. FIG. 10 is an explanatory view showing the surface state of the sample after the scale removal test. The finish condition was visually observed and evaluated. In the comparative example, in the range projection density of 5kg / m 2 ~20kg / m 2 , the scale is present was confirmed. And the scale was removed at the time of 30 kg / m < 2 > of projection density. For this reason, in the comparative example, it took 30 kg / m 2 to finish. In contrast, in the embodiment, in the range projection density of 5kg / m 2 ~10kg / m 2 , it was confirmed that the scale is present. Then, the scale was removed at a point of projection density of 20 kg / m 2 . That is, in the example, it was confirmed to be finished at 20 kg / m 2 . As described above, it was confirmed that in the example, the equivalent finish can be realized in a state where the projection density is 1/3 lower than that of the comparative example, and the time of the scale removing process can be shortened. It was also confirmed that the surface roughness was reduced by about 20%.
１…ブラスト装置、１１…ホッパー、１１ａ…貯留部、１１ｂ…カットゲート、１３…バケットエレベータ、１３ａ…ショット補給口、１４…サイクロン、１５…集塵機、１６…投げ出し部、１８…パンチングメタル、１９…ダンパ、２０…投射室、２１…案内部材、２２…インペラ、２３…スクリューコンベア。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Blast apparatus, 11 ... Hopper, 11a ... Storage part, 11b ... Cut gate, 13 ... Bucket elevator, 13a ... Shot supply port, 14 ... Cyclone, 15 ... Dust collector, 16 ... Throwing part, 18 ... Punching metal, 19 ... Damper, 20: projection chamber, 21: guiding member, 22: impeller, 23: screw conveyor.
Claims (6)
ビッカース硬度がＨＶ３００〜６００の範囲の未使用の前記投射材を前記ブラスト装置に装填する投射材装填工程と、
前記ブラスト装置の操業により該ブラスト装置内の投射材の粒子径分布を所定の粒子径分布となるように調整する粒子径分布調整工程と、
前記粒子径分布調整工程後の投射材を被加工物の表面に投射するスケール除去工程と、
を備え、
前記粒子径分布調整工程後の投射材の粒子径分布が、粒子径３００μｍを超える第１粒体と、粒子径３００μｍ以下で７５μｍを超える第２粒体と、粒子径７５μｍ以下の第３粒体と、に区分したときに、（第２粒体の比率）≧（第１粒体の比率）≧（第３粒体の比率）を充足する、
スケール除去方法。A scale removing method for projecting a projection material by a blast device and removing the scale of a workpiece made of an iron-based material,
A projectile loading step of loading the blasting apparatus with the unused projectile having a Vickers hardness in the range of HV 300 to 600;
A particle size distribution adjusting step of adjusting the particle size distribution of the projectile in the blast apparatus to a predetermined particle size distribution by operation of the blast apparatus;
A scale removing step of projecting the projectile after the particle size distribution adjusting step onto the surface of the workpiece;
Equipped with
The particle diameter distribution of the projectile after the particle diameter distribution adjusting step is a first particle having a particle diameter of 300 μm, a second particle having a particle diameter of 300 μm or less, and a third particle having a particle diameter of 75 μm or less. And the ratio of the second particles to the ratio of the first particles to the ratio of the third particles).
How to remove scale.
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