(57)【要約】    【課題】表面状態のよい棒材が効率よく得られる製造方法の提供。    【解決手段】加熱炉１０で加熱されたビレットに、圧延機１２によって熱間圧延が施され、線素材が得られる。この線素材は、レーイング装置１４によってコイル状に巻かれる。次に線素材は、シェービング装置１６を通される。シェービング装置１６により、線素材の表層が剥ぎ取られる。次に線素材２４は、コイル状に巻かれ、ブラスト装置１８へと搬送される。ブラスト装置１８では、線素材にショットブラスト処理が施される。次に線素材は、抽伸機２０を通される。抽伸機２０において線素材は、ローラ及びダイスによる抽伸及び矯正によって直線状とされ、棒素材が得られる。この棒素材が、カッター２２で所定長さに切断される。【選択図】図１
2005138146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線素材の表層がシェービングダイスで削られるシェービング工程と、この線素材が直線状に矯正される矯正工程とを含む棒材製造方法。
【請求項２】
上記矯正工程における矯正が抽伸機によって達成される請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記シェービング工程と矯正工程との間に、線素材の表面にショットブラスト処理が施される工程をさらに含む請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
上記シェービング工程の前段階における線素材がコイル状に巻かれている請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
上記請求項１から４のいずれかに記載の製造方法によって製造された棒材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
棒鋼の製造方法として、熱間圧延による方法が広く知られている。この製造方法では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経て得られたビレットが加熱炉によって加熱される。次に、このビレットに、多段の圧延機によって熱間圧延が施される。熱間圧延によってビレットは細径化し、且つ長尺化する。こうして、素材が得られる。この素材が所定長さに切断されることで、棒鋼が得られる。
【０００３】
棒鋼の表面には、ビレット段階での疵に起因した疵や、圧延工程で生じた疵がある。さらに、熱間圧延により、棒鋼の表面には酸化皮膜が生じる。棒鋼の用途には、疵や酸化皮膜が敬遠されるものもある。疵及び酸化皮膜除去の目的で、棒鋼にターニング又はピーリングが施されることがある。棒鋼は長尺なので、主としてピーリングが採用される。
【０００４】
図５（ａ）はピーリング工程の様子が示された正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図５（ｂ）において、棒鋼２は左から右へと進行する。棒鋼２の外周面には、複数（この例では４枚）のバイト４が当接している。バイト４が矢印Ｒで示されるように回転する。この回転により、棒鋼の表層が切削される。切削により、疵及び酸化皮膜が除去される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、ピーリング処理には長時間を要する。特に、棒材が細径になるほど、ピーリングの生産性は急激に低くなる。直径が２０ｍｍ以下の棒材のピーリングでは、生産性がきわめて低い。本発明の目的は、表面状態のよい棒材が効率よく得られる製造方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る棒材製造方法は、
（１）この線素材の表層がシェービングダイスで削られるシェービング工程
及び
（２）この線素材が直線状に矯正される矯正工程
を含む。
【０００７】
好ましくは、矯正工程における矯正は、抽伸機によって達成される。抽伸機が用いられることで、真円度に優れた棒材が得られる。
【０００８】
好ましくは、棒材製造方法は、シェービング工程と矯正工程との間にブラスト工程を備える。ブラスト工程では、線素材の表面粗さがショットブラストによって高められる。この線素材が用いられることにより、抽伸機による加工が円滑に行われる。
【０００９】
この製造方法は、シェービング工程の前段階における線素材がコイル状に巻かれている場合にも適している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る製造方法では、シェービングにより線素材の表面状態が調整される。この線素材が直線状に矯正されることで、品質に優れた棒材が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る棒材製造方法に用いられるラインが示された概念図である。このラインは、加熱炉１０、圧延機１２、レーイング装置１４、シェービング装置１６、ブラスト装置１８、抽伸機２０及びカッター２２を備えている。
【００１３】
図２は、図１のラインが用いられた棒材製造方法が示されたフロー図である。この製造方法では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経てビレットが準備される（ＳＴＰ１）。このビレットは、一般的には円柱状である。次に、ビレットが加熱炉１０に投入されて加熱される（ＳＴＰ２）。次に、ビレットが圧延機１２に搬送され、このビレットに熱間圧延が施される（ＳＴＰ３）。通常は、ビレットに対して粗列圧延、中間列圧延及び仕上列圧延が順次施される。この多段の熱間圧延によりビレットが段階的に細径化し、かつ段階的に長尺化する。こうして、線素材が得られる。線素材は、レーイング装置１４によってコイル状に巻かれる（ＳＴＰ４）。
【００１４】
次に線素材は、シェービング装置１６へと搬送される。図３は、シェービング装置１６の一部が線素材２４と共に示された部分断面図である。シェービング装置１６は、ダイス２６を備えている。ダイス２６は筒状であり、その上流端内周面に切削刃２８を備えている。切削刃２８は、リング状である。線素材２４は、図３の左から右へと進行する。線素材２４がダイス２６を通されることで、線素材２４にシェービングが施される（ＳＴＰ５）。シェービングでは、切削刃２８により線素材２４の表層が剥ぎ取られる。シェービングにより、線素材２４の表面疵及び酸化皮膜（黒皮）が除去される。シェービングにより、線素材２４は細径化する。シェービング工程の後、線素材２４はコイル状に巻かれる（ＳＴＰ６）。
【００１５】
シェービング工程における線素材２４の速度は、通常は６０ｍ／ｍｉｎから１２０ｍ／ｍｉｎである。シェービング工程における線素材２４の直径減少量は、通常は０．１ｍｍから０．７ｍｍである。シェービング工程における減面率Ｐａは、通常は３％から２５％である。減面率Ｐａは、シェービング前の線素材２４の断面積がＳ１とされシェービング後の線素材２４の断面積がＳ２とされたとき、下記の数式によって算出される。
Ｐａ＝（（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１）・１００
【００１６】
次に線素材２４は、ブラスト装置１８へと搬送される。ブラスト装置１８では、線素材２４にショットブラスト処理が施される（ＳＴＰ７）。ショットブラストにより、線素材２４の表面粗さが高められる。このブラスト工程は、後の矯正工程の円滑の目的で行われる。ブラスト工程がなくとも矯正工程が円滑に行われうる場合は、ブラスト工程が省略されてもよい。
【００１７】
次に線素材２４は、抽伸機２０へと搬送される。図４は、抽伸機２０の一部が線素材２４と共に示された部分断面図である。抽伸機２０は、多段のローラ３０とダイス３２とを備えている。ローラ３０は、線素材２４を挟んで交互に位置している。ダイス３２は、円筒状である。ダイス３２の内径は、上流から下流に向かって徐々に減少している。線素材２４は、引かれることで図４の左から右へと進行する。抽伸機２０に通される前の線素材２４は、コイル状に巻かれているので、湾曲している。線素材２４はまず、多段のローラ３０を通過する（ＳＴＰ８）。これにより線素材２４が塑性変形を起こし、ある程度直線状となる。次に線素材２４は、ダイス３２を通過する（ＳＴＰ９）。ダイス３２を通過する前の線素材２４の外径は、ダイス３２の最小内径よりも大きい。ダイス３２を通過することで、線素材２４はさらに塑性変形を起こす。塑性変形により、真円度に優れた棒素材３４が得られる。棒素材３４の外径は、ダイス３２の最小内径とほぼ同等である。ローラ３０を通過すること（ＳＴＰ８）及びダイス３２を通過すること（ＳＴＰ９）で、線素材２４が直線状に矯正される。
【００１８】
ダイス３２を通過する前の線素材２４には、潤滑油が塗布される。この潤滑油は、線素材２４とダイス３２との摩擦抵抗低減に寄与する。前述のように、ブラスト処理（ＳＴＰ７）によって線素材２４の表面粗さが高められているので、線素材２４はその表面に多くの潤滑油を伴った状態でダイス３２へと浸入する。これにより、線素材２４とダイス３２との焼け付きが防止される。
【００１９】
ダイス３２を通過する工程における棒素材３４の引き抜き速度は、通常は１０ｍ／ｍｉｎから７５ｍ／ｍｉｎである。ダイス３２を通過する工程における減面率Ｐｂは、通常は３％から２５％である。減面率Ｐｂは、ダイス３２を通過する前の線素材２４の断面積がＳ３とされダイス３２を通過した後の棒素材３４の断面積がＳ４とされたとき、下記の数式によって算出される。
Ｐｂ＝（（Ｓ３−Ｓ４）／Ｓ３）・１００
【００２０】
矯正によって得られた棒素材３４は、カッター２２で所定長さに切断される（ＳＴＰ１０）。こうして、棒材（典型的には棒鋼）が得られる。この棒鋼はシェービング工程（ＳＴＰ５）を経て得られるので、この棒鋼では表面疵が少ない。一般に、シェービングの速度はピーリングの速度よりも速い。シェービングが採用されることにより、疵の少ない棒鋼が効率よく得られる。本発明に係る製造方法の最大の特徴は、シェービングに適した線素材２４がまず形成され、この線素材が棒状に矯正される点にある。
【００２１】
この製造方法は、表面疵が生じやすい鋼種からなる棒材に適している。具体的には、この製造方法は、オーステナイト系ステンレス鋼及び軸受け鋼からなる棒鋼に適している。特にこの製造方法は、ピーリングの採用が困難である細径の棒鋼に適している。具体的には、この製造方法は、直径が２０ｍｍ以下である棒鋼の製造に適している。
【００２２】
ブラスト工程（ＳＴＰ７）に代えて、又はブラスト工程と共に、酸洗工程が採用されてもよい。酸洗によっても、線素材２４の表面粗さが向上する。酸洗は、矯正工程の円滑に寄与する。シェービング工程（ＳＴＰ５）の円滑の目的で、シェービング工程前の線素材２４にブラスト処理が施されてもよい。
【００２３】
抽伸機２０に代えて、直線機によって線素材２４の矯正が行われてもよい。直線機は、抽伸機２０よりも多数のローラを備えており、ダイス３２を備えていない。線素材２４が多数のローラを通過することで、直線状の棒素材が得られうる。但し、棒材の断面の真円度の観点からは、ダイス３２を備えた抽伸機２０が用いられることが好ましい。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００２５】
［実施例１］
オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）のビレットに多段の熱間圧延を施し、コイル状の線素材を得た。この線素材の直径は１３．００ｍｍであり、全長は７２１ｍであった。この線素材に、１００ｍ／ｍｉｎの速度でシェービングを施した。シェービングにより、線素材の直径が１２．７５ｍｍとなった。この線素材に、２０ｍ／ｍｉｎの速度で、抽伸機による抽伸及び矯正を施した。抽伸及び矯正により、直径が１１．４０ｍｍである棒鋼を得た。この棒鋼の表面状態を目視観察したところ、疵が少なく良好であった。この棒鋼の真円度も良好であった。上記シェービングには約７．２分を要しており、矯正には約３６．１分を要している。これらの合計は、約４３．３分である。これは、このサイズの棒鋼を得るためのピーリングに要する時間である約９０．１分よりもはるかに短い。この製造方法は、生産性に優れている。
【００２６】
［実施例２］
軸受鋼（ＳＵＪ２）のビレットに多段の熱間圧延を施し、コイル状の線素材を得た。この線素材の直径は１３．００ｍｍであり、全長は７２１ｍであった。この線素材に、１００ｍ／ｍｉｎの速度でシェービングを施した。シェービングにより、線素材の直径が１２．７０ｍｍとなった。この線素材に、４０ｍ／ｍｉｎの速度で、抽伸機による抽伸及び矯正を施した。抽伸及び矯正により、直径が１１．３６ｍｍである棒鋼を得た。この棒鋼の表面状態を目視観察したところ、疵が少なく良好であった。この棒鋼の真円度も良好であった。上記シェービングには約７．２分を要しており、矯正には約１８．０分を要している。これらの合計は、約２５．２分である。これは、このサイズの棒鋼を得るためのピーリングに要する時間である約９０．１分よりもはるかに短い。この製造方法は、生産性に優れている。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る製造方法は、種々の材質の棒材に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る棒材製造方法に用いられるラインが示された概念図である。
【図２】図２は、図１のラインが用いられた棒材製造方法が示されたフロー図である。
【図３】図３は、図１のラインのシェービング装置の一部が線素材と共に示された部分断面図である。
【図４】図４は、図１のラインの抽伸機の一部が線素材と共に示された部分断面図である。
【図５】図５（ａ）は従来のピーリング工程の様子が示された正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・・加熱炉
１２・・・圧延機
１４・・・レーイング装置
１６・・・シェービング装置
１８・・・ブラスト装置
２０・・・抽伸機
２２・・・カッター
２４・・・線素材
２６・・・ダイス
２８・・・切削刃
３０・・・ローラ
３２・・・ダイス
３４・・・棒素材
【図１】
2005138146.tif 000003
【図２】
2005138146.tif 000004
【図３】
2005138146.tif 000005
【図４】
2005138146.tif 000006
【図５】
2005138146.tif 000007