スチールコイルとは？用途、重量計算、熱間圧延と冷間圧延の違い

1.0 スチールコイルの定義

鋼は、高い引張強度、柔軟性、そして低コストという特性から、製造、エンジニアリング、建設の分野で広く使用されています。鋼には様々な形状がありますが、中でもコイル鋼は最も一般的で広く使用されている鋼の一つです。

スチールコイルは、熱間圧延または冷間圧延によって所定の厚さに鋼板を円筒状に巻いたものです。その後、輸送、保管、および更なる加工を容易にするためにコイル状に巻き取られます。製造工程では、鋼板を連続圧延機に通し、薄板状に加工した後、コイル状に巻き取ります。スチールコイルの表面は平滑な場合もあれば、リブ状の形状をしており、優れた延性と強度を備えています。

1.1 鋼板コイルの一般的な製造工程

冷間圧延は、特にステンレス鋼に適しています。 304 316 グレードは、要求の厳しい用途での使用に優れた表面仕上げ、寸法精度、耐腐食性が求められます。

スチールコイルの製造にはいくつかの重要なプロセスが含まれており、それぞれがコイルの特性と用途に影響します。

• 熱間圧延：鋼板は再結晶温度（約 1100°C）以上に加熱され、圧延機に通されて厚さが減ってから巻かれます。
  • 特徴生産効率が高く、コストが低く、厚いコイルに適しています。表面には通常スケールがあり、寸法精度は低くなります。
  • アプリケーション: 厳しい許容誤差が要求されない建設、橋梁、機械など。

• 冷間圧延：熱間圧延コイルは室温でさらに圧延され、厚さが低減され、表面品質と精度が向上します。
  • 特徴: 滑らかな表面、厳しい寸法公差、高い強度と硬度。精密用途に適しています。
  • アプリケーション: 高い表面品質が求められる自動車、家電、電子機器。

• アニーリング：冷間圧延コイルは加熱され、ゆっくり冷却され、内部応力を軽減しながら延性と靭性を向上させます。
  • 目的: 成形性が向上し、スタンピングや成形操作での材料の加工が容易になります。

• 表面処理:耐食性を高め、用途を拡大するために、亜鉛メッキや電気錫メッキなどのプロセスが使用されます。
  • 特徴: 耐久性と耐腐食性が向上し、特殊な環境や性能要件のある業界に最適です。

1.2 さまざまな種類の鋼コイルの比較：定義、特徴、用途

冷間圧延および亜鉛メッキコイルの中で、304 および 316 ステンレス鋼は、食品加工、海洋、医療機器など、優れた耐腐食性と衛生基準が求められる場合によく使用されます。

以下の表は、一般的な鋼コイルの種類の定義、主な特性、および代表的な用途をまとめたものです。この比較は、特定のニーズに最適なコイルを特定し、材料選定と用途の最適化のためのガイダンスを提供します。

1.3 鋼コイルのグレードと性能

鋼板コイルの性能は、使用される鋼のグレードによって決まります。グレードによって機械的特性と化学的特性が異なります。

スチールコイルの利点

スチールコイルにはさまざまな利点があり、さまざまな業界で人気があります。

• 高い耐久性
• 優れた耐熱性
• メンテナンスコストが低い
• 輸送と処理が容易
• コスト効率が高く、価値が高い
• 必要に応じて、巻き戻したり、切断したり、スリットを入れたりできます

1.4 鋼板と鋼コイルの違い

平らな鋼板とは異なり、スチールコイルは連続したシートを円筒状のロールに巻いた形状です。この形状により輸送が簡素化され、コイルの巻き戻し、スリット、切断といった柔軟な加工が可能になり、効率性と汎用性が大幅に向上します。

1.5 鋼コイルの用途

優れた物理的・化学的特性を持つ鋼板コイルは、電子機器、自動車、建設、包装、機械、エネルギーなどの分野で幅広く使用されています。強度、耐熱性、耐腐食性、精密加工といった要求を満たすだけでなく、リサイクル性とコスト効率の高さから、現代の製造業に不可欠な存在となっています。

2.0 熱間圧延鋼コイルとは何ですか?

熱間圧延鋼板は、高温で加熱した鋼片を所定の厚さに圧延することで製造されます。建設業や鉄道路線など、精度がそれほど重要ではなく、より大きなサイズや厚い板材が求められる用途で広く使用されています。

2.1 熱間圧延プロセスの概要

熱間圧延とは、鋼材を1,700°F（約927°C）以上の温度で加工する工程です。この温度は鋼材の再結晶温度よりも高く、成形が容易になります。この工程には以下の工程が含まれます。

• 鋼ビレットを高温まで加熱する。
• ローラーを繰り返し通過させて厚さを減らす。
• 板を自然に冷却し、ロール状に巻いたり、シートや棒状に切断したりします。

鋼は自然に冷えるため、若干の収縮や変形が生じ、寸法精度が低下する可能性があります。

2.2 熱間圧延鋼の代表的な特性

• 鱗状の表面: 多くの場合、酸化スケールで覆われており、酸洗いまたはサンドブラストで除去できます。
• 丸みを帯びたエッジ: 熱による膨張と収縮により、エッジはわずかに鈍くなっています。
• 若干の反り：冷却中に歪む可能性があります。
• 延性が良い：さまざまな形状に成形しやすい。
• 寸法精度が低い：精密部品には適していません。
• ストレスフリー: 自然冷却により、焼入れや加工硬化による残留応力を回避します。

3.0 冷間圧延鋼とは何ですか?

冷間圧延鋼板は、熱間圧延鋼板を室温でさらに加工することで製造され、より高い精度と優れた表面品質を実現します。この工程には焼鈍と焼戻しが含まれる場合もあり、より薄く、より柔軟な鋼板が得られるため、厳しい公差と微細な表面が求められる用途に広く使用されています。

3.1 冷間圧延プロセス

冷間圧延鋼は、熱間圧延鋼を完全に冷却し、常温で圧延することによって製造されます。この工程は以下のとおりです。

• ローラーの間で金属シートを冷間圧延する。
• 寸法精度と表面仕上げを向上させるために、機械加工、研削、研磨などの追加の仕上げ工程を実施します。

3.2 冷間圧延鋼コイルの代表的な特徴

• 表面は滑らかで、わずかに油っぽい感触。
• 寸法公差が狭く、シャープでクリアなエッジ。
• 良好な同心度と真直度を備えた正方形のストリップとチューブ。
• 均一な構造と優れた外観。

3.3 冷間圧延鋼の性能上の利点

• 高強度: 熱間圧延鋼より約 20% 強度が高く、高応力用途に適しています。
• 精度の向上：成形後の寸法が安定しており、二次加工が最小限で済みます。
• 優れた表面: 光沢があり、錆びず、酸化スケールがなく、表面品質の要求が高い用途に最適です。
• 優れた延性: 優れた可塑性があり、適度な伸張に適しています。

4.0 スチールコイルの重量はどれくらいですか?

鋼コイルの重量は通常、トンまたはポンドで測定されます。これは、コイルの長さ、幅、厚さに鋼の密度を掛けて算出されます。鋼種によって密度がわずかに異なるため、鋼コイルの重量は異なる場合があります。正確な重量を把握することは、輸送計画やコスト管理に役立ちます。

重量計算式：

重量＝長さ×幅×厚さ×鋼密度

• 長さ、幅、厚さはコイルの寸法を表し、通常はメートルまたはミリメートルで測定されます。
• 鋼の密度は通常約 7.85 g/cm³ (または 7850 kg/m³) ですが、鋼のグレードによって若干異なる場合があります。

例：

長さ 10 m、幅 1 m、厚さ 0.005 m (5 mm) の鋼コイルの重量はおよそ次のようになります。

10×1×0.005×7850=392.5kg

そのため、鋼コイルの重量はサイズや材質によって大きく異なります。輸送、保管、生産計画においては、コイルの重量を把握することが不可欠です。

5.0 鋼コイル輸送と測定

交通機関

スチールコイルは重量が重く、体積が大きいため、輸送時には慎重な取り扱いが求められます。工場や倉庫内では、クレーンやフォークリフトが一般的に使用されます。長距離輸送には、スチールコイル専用の平底トラック、列車、船舶が使用されます。コイルは円筒形であるため、輸送中の転がりやずれを防止するため、ストラップ、スチールケーブル、その他の固定具を用いてしっかりと固定し、安全を確保する必要があります。

寸法測定

スチールコイルのサイズは通常、次のパラメータを使用して表されます。

• 幅: ロールされていない鋼板の平らな幅。材料の最大横方向のサイズを決定します。
• 厚さ: 単一の鋼層の厚さ。通常はミリメートルまたはインチで測定されます。
• 長さ: コイルを完全に広げたときの全長。使用可能な鋼鉄の量を見積もるために使用されます。
• 外径 (OD): コイルの最外層の直径。取り扱いや機械の互換性に影響します。
• 内径 (ID): コイルのコアの直径。機器の互換性と輸送の安定性に重要です。

6.0 スチールコイルに関するよくある質問：安全性、温度、種類、用途について解説

参考文献:

https://www.reliance-foundry.com/blog/hot-vs-cold-rolled-steel?srsltid=AfmBOopy_YcPYfcWO9YFZWDGLkONTyVYDxRils2WuUCzVTzKJRc0lz1H

https://blog.tatanexarc.com/da/steel-coil-definition-and-classification/