(57)【要約】【課題】より効率的に鋼材の表面処理を行うことができる表面処理方法を提供する。【解決手段】まず、鋼材加工部は、所定の形状および所定の性質を有する鋼材を生成する（ステップＳ１）。鋼材加工部により生成された鋼材は、常温よりも高い温度となっており、この温度が常温まで冷却される前に表面処理部に搬送される。鋼材が搬送されてくると、表面処理部は、常温よりも高い温度の鋼材に対して表面処理を行う（ステップＳ２）。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱を伴う処理を経て鋼材を形成する第１のステップと、
この第１のステップにより加熱された前記鋼材を常温まで冷却することなく前記鋼材の表面処理を行う第２のステップと
を有することを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の表面処理方法において、
前記第２のステップは、前記表面処理を行う前に、前記鋼材の温度を前記表面処理に適した温度とするステップを含む
ことを特徴とする表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の表面処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄筋コンクリート製の電柱に使用される鉄筋などの鋼材は、水素脆化が生じるために、めっきや塗装などの表面処理を行うことによって水素脆化を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、特許文献１には、水素イオンが還元される電位よりも貴な電位で還元される酸化物からなる表面層を鋼材の表面に形成することにより、鋼材における添加物の状態を変更することなく、鋼材における水素脆化が抑制できることが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２４４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような表面処理は、粗鋼などの原料に対して圧延等による整形や熱処理等による材質調整などを行ってロールや棒材等の鋼材を形成した後、保管や搬送のために一度冷却してから表面処理装置へと運搬し、表面処理を行うために必要な温度まで鋼材を再度加熱して行われていた。このように、鋼材の表面処理を行うには、鋼材を冷却したり再加熱したりするために、エネルギーや時間が無駄になっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、より効率的に鋼材の表面処理を行うことができる表面処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る表面処理方法は、加熱を伴う処理を経て鋼材を形成する第１のステップと、この第１のステップにより加熱された前記鋼材を常温まで冷却することなく前記鋼材の表面処理を行う第２のステップとを有することを特徴とするものである。
【０００７】
上記表面処理方法において、前記第２のステップは、表面処理を行う前に、前記鋼材の温度を前記表面処理に適した温度とするステップを含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱する処理を経て形成された鋼材を常温まで冷却することなく表面処理を行うことにより、鋼材を搬送や保管のために冷却したり、この冷却した鋼材を表面処理のために加熱したりしなくてよいので、より効率的に鋼材の表面処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方法を実現するための表面処理システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る表面処理方法を実現するための表面処理システムの構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る表面処理方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施の形態］
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方法を実現するための表面処理システムは、鋼材１０を加工する鋼材加工部１と、この鋼材加工部１により加工された鋼材１０に対して表面処理を行う表面処理部２とを備えている。
【００１１】
鋼材加工部１は、板材、棒材、線材などの所定の形状および所定の性質を有する鋼材１０を生成するための処理を行う装置である。この処理には、圧延や引き抜きなどの整形や熱処理による材質調整など、加熱を伴う処理が少なくとも含まれている。したがって、鋼材加工部１により生成された鋼材１０の温度は、常温より高くなっている。このように鋼材加工部１で生成された鋼材１０は、常温まで冷却されることなく表面処理部２に搬送される。
なお、鋼材加工部１により処理には、表面処理を行う直前の状態で、かつ、常温よりも高い温度を有する鋼材１０が生成されるのであれば、各種処理が含まれるようにしてもよい。例えば、原料からの製鋼、鋼塊からの整形、熱処理による材質調整などが含まれていてもよい。
【００１２】
表面処理部２は、鋼材加工部１で生成された鋼材１０に対して表面処理を行う装置である。通常、鋼材１０に対する表面処理は、鋼材１０を常温よりも高い、その表面処理に適した温度で行われる。上述したように鋼材加工部１から搬送されてくる鋼材１０の温度は、常温より高いので、常温の場合よりもより表面処理に適した温度となっている。そこで、本実施の形態では、鋼材１０が既に常温よりも高い表面処理に適した温度となっているので、表面処理部２は、鋼材加工部１から搬送されてきた鋼材１０に対してそのまま、すなわち加熱や冷却等の熱処理を行わずに表面処理を行う。
この表面処理としては、電気化学処理、ガス処理、塗装処理のうちの少なくとも１つが行われる。
【００１３】
電気化学処理は、めっきや酸化により水素イオンが還元される電位より貴な電位で還元される酸化物からなる表面層を、鋼材１０の表面に形成する処理である。鋼材１０に形成される表面層は、半製品の成分の酸化物を形成してもよいし、めっき浴によって半製品の成分以外の酸化物を形成してもよい。
ガス処理としては、金属に炭素を添加する浸炭処理、金属に窒素を浸み込ませる窒化処理、酸化処理などが行われる。
塗装処理としては、溶剤型塗料や水性塗料による塗装、粉体塗装などが行われる。この粉体塗装では、粉体として酸化物を主体とするものを用いればよいが、酸化物以外の例えば一般的な有機材料を用いても水素イオンが還元される電位より貴な電位で還元される表面層を形成することが可能なので、酸化物を用いた場合と同様の効果を得られるものと考えられる。
【００１４】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る表面処理方法について説明する。
【００１５】
まず、鋼材加工部１は、所定の形状および所定の性質を有する鋼材１０を生成する（ステップＳ１）。鋼材加工部１により生成された鋼材１０は、常温よりも高い温度となっており、この温度が常温まで冷却される前に表面処理部２に搬送される。
【００１６】
鋼材１０が搬送されてくると、表面処理部２は、常温よりも高い温度となっている鋼材１０に対して表面処理を行う（ステップＳ２）。これにより、表面処理が行われた鋼材１０が生成されることとなる。
【００１７】
ここで、表面処理部２で電気化学処理を行う場合には、電気化学処理を行うために鋼材１０と接触する溶液が鋼材１０を冷却する。このため、従来のように所定の形状に加工された鋼材を予め冷却しなくてよいので、鋼材が生成されてから表面処理を開始するまでの時間を短縮することができる。
また、ガス処理を行う場合には、従来では冷却された鋼材を反応が起こる温度まで加熱する必要があったが、鋼材加工部１から搬送されてきた鋼材１０は既に常温よりも高い温度を有しているので、鋼材を加熱しなくてよい。また、鋼材加工部１から搬送された鋼材１０が既に常温よりも高い温度となっているので、表面処理部２に到達するとすぐに表面処理を開始することができる。結果として、加熱の省略による省エネルギー化と、表面処理の開始時間の短縮による製造時間の短縮化とを実現することができる。
また、塗装処理を行う場合には、溶剤型塗料や水性塗料を塗装するとき、鋼材１０が常温よりも高い温度となっているので、塗布した塗料の乾燥を短時間で行うことができる。また、粉体塗料を塗装する場合には、従来では冷却された鋼材を塗装のために加熱する必要があったが、鋼材加工部１から搬送されてきた鋼材１０が既に常温よりも高い温度になっているので、鋼材１０を加熱しなくてよいとともに、搬送されてきた鋼材１０をすぐに塗装することができる。この結果、加熱の省略による省エネルギー化と、表面処理の開始時間の短縮による製造時間の短縮化とを実現することができる。
【００１８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、所定の形状に形成された鋼材１０を常温まで冷却することなく表面処理を行うことにより、鋼材を搬送や保管の冷却する処理やこの冷却された鋼材を表面処理のために加熱する処理を省略できるので、より効率的に鋼材の表面処理を行うことができる。
【００１９】
従来では、鋼塊に対して引抜加工を施すことにより棒状に成形し、これを高周波焼き入れして所定の硬さを有する鋼材を生成した後、保管や搬送のために水冷などにより冷却した後、粉体塗装や溶融亜鉛めっきなどの表面処理を行うためにその冷却した鋼材を加熱することが行われていた。これに対して、本実施の形態では、引抜加工と高周波焼き入れを施すことにより鋼材を生成した後、そのまま、すなわち常温まで冷却せずに粉体塗装や溶融亜鉛めっきなどの表面処理を行う。これにより、表面処理のために鋼材を加熱しなくてよいので、この加熱に要するエネルギーや時間を節約することができる。
【００２０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第１の実施の形態における表面処理システムに、さらに熱処理部を設けたものである。したがって、本実施の形態において、上述した第１の実施の形態と同等の構成やステップについては、同じ名称および符号を付して、適宜説明を省略する。
【００２１】
図３に示すように、本実施の形態に係る表面処理方法を実現するための表面処理システムは、所定の形状および所定の特性を有する鋼材１０を加工する鋼材加工部１と、この鋼材加工部１により加工された鋼材に対して熱処理を行う熱処理部３と、この熱処理部３により熱処理が行われた鋼材１０に対して表面処理を行う表面処理部２とを備えている。
【００２２】
熱処理部３は、鋼材加工部１により加工された鋼材１０を加熱または冷却する装置である。この熱処理部３は、鋼材１０が表面処理部２で行われる表面処理に適した温度となるように、鋼材１０に対して熱処理を行う。
【００２３】
次に、図４を参照して、本実施の形態に係る表面処理方法について説明する。
【００２４】
まず、鋼材加工部１は、所定の形状および所定の特性を有する鋼材１０を生成する（ステップＳ１）。鋼材加工部１により生成された鋼材１０は、常温より高い温度となっており、この温度が常温まで冷却される前に熱処理部３に搬送される。
【００２５】
鋼材１０が搬送されてくると、熱処理部３は、鋼材１０が表面処理に適した温度となるように鋼材１０に対して熱処理を行う（ステップＳ３）。上述したように、鋼材加工部１によって加工された鋼材１０は常温よりも高い温度を有しており、この温度が常温まで冷却される前に熱処理部３へと搬送されてくる。そこで、熱処理部３は、搬送されてきたときの温度を基準として鋼材１０に対して加熱または冷却することにより、鋼材１０の温度を表面処理に適した温度にする。このように、熱処理部３では、鋼材１０の温度を常温からではなく鋼材加工部１によって加熱された状態の温度から熱処理が行われる。これにより、熱処理部３において鋼材１０を加熱するときには、常温よりも高い温度から加熱が行われるので、従来のように常温から加熱する場合よりも短時間かつ少ないエネルギーで表面処理に適した温度とすることができる。一方、熱処理部３において鋼材１０を冷却するときには、冷却のみが行われるので、従来のように常温とした後に再度加熱して表面処理に適した温度にする場合よりも、短時間かつ少ないエネルギーで表面処理に適した温度とすることができる。
【００２６】
表面処理に適した温度とされた鋼材１０が搬送されると、表面処理部２は、鋼材１０に対して表面処理を行う（ステップＳ２）。これにより、表面処理が行われた鋼材１０が生成されることとなる。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、表面処理部２で表面処理を行う前に熱処理部３で鋼材１０を表面処理に適した温度とすることにより、従来よりも短時間かつ少ないエネルギーで表面処理に適した温度とすることができるので、より効率的に鋼材の表面処理を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、加熱された部材に対して表面処理を行う各種処理に適用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１…鋼材加工部、２…表面処理部、３…熱処理部、１０…鋼材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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