JP3330327B2 - 熱間圧延線材の冷却方法 - Google Patents

熱間圧延線材の冷却方法

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JP3330327B2
JP3330327B2 JP22608098A JP22608098A JP3330327B2 JP 3330327 B2 JP3330327 B2 JP 3330327B2 JP 22608098 A JP22608098 A JP 22608098A JP 22608098 A JP22608098 A JP 22608098A JP 3330327 B2 JP3330327 B2 JP 3330327B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延線材の冷
却方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱間圧延によって線材を製造する方法に
は、多くの場合、図4に示すように、圧延直後の線材5
0を、コンベヤ51上へその搬送方向に沿って中心をず
らした非同心として、互いに相重なりあった巻取状態に
平置き載置し、このコンベヤ51によってそのまま搬送
しながら徐冷又は風冷するという冷却工程を含んでいる
ことがある。
【0003】なお、コンベヤ51上への上記のような線
材50の載置状態を、以下では「層厚コイル52」と言
うが、本明細書では、一般的に「層厚コイル」として扱
われる数値的範囲、即ち、リングピッチをP、線径をd
とおく場合の(3/4)d≦P≦(5/4)dの範囲に
は、特に限定されないものとする。上記の冷却工程で
は、層厚コイル52において、その搬送方向に対する幅
方向中央部では重ね合わせ層数が少ない、即ち「疎部」
となり、これに対して幅方向両側では重ね合わせ層数が
多く、即ち「密部」となることに起因して、この幅方向
での疎部と密部との間に冷却速度差が生じるといった不
具合が起こるおそれがあった。
【0004】すなわち、疎部は密部よりも速く冷却する
ため、この疎部に相当する線材50は、軟質化や機械的
性質の調整が不十分になるのである。そこで従来では、
このような層厚コイル52における幅方向の冷却速度の
均一化を図る目的のもとで、これを解消する種々の技術
が提案されるところとなっている(例えば、主として輻
射熱を制御する特公昭56−28973号公報記載の技
術や、主として線材の保有熱を対流利用する特公昭59
−52214号公報記載の技術等を参照のこと)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】熱間圧延された線材5
0を、層厚コイル52としてコンベヤ51上へ載置する
場合、層厚コイル52のロット相互間では、先行するロ
ットのボトム54(最後端の1巻きを太線で描いた)
と、これに後続するロットのトップ55(最前端の1巻
きを太線で描いた)との間に、時間にして数秒程度(お
およそ非同心コイル状となる1巻き分かその前後の距離
に相当)の空白間隔56が生じるのが普通である。
【0006】従って、これら先行ロットのボトム54や
後続ロットのトップ55と、それ以外の部分との間、即
ち、層厚コイル52における搬送方向に対する長手方向
にも、層数に関する疎部と密部との関係が生じているこ
とになる。そして、このことは当然に、層厚コイル52
における長手方向にも、冷却速度差を生じさせることに
なっている。
【0007】ところが、このような層厚コイル52にお
ける長手方向の冷却速度差については、たとえ前記した
従来の各種提案技術等をもってしても、何ら、解決でき
るものではなかった。本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであって、層厚コイルにおける長手方向に生じ
る冷却速度差についても均一化が図れるようにして、線
材の軟質化や機械的性質の調整が可及的広範囲で確実に
得られるようにし、もって線材の切り捨て量の抑制(即
ち、歩留りの向上)が図れるようにした熱間圧延線材の
冷却方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明に係る熱間圧延線材の冷却方法では、熱間圧延された
線材を層厚コイルとしてコンベヤ上へ載置して冷却部へ
搬送する過程において、先行ロットとなる層厚コイルの
ボトムと、後続ロットとなる層厚コイルのトップとをオ
ーバーラップさせるものである。このときの有効なオー
バーラップ量は、コイル径の1/3以上とするのが好適
とされる。
【0009】このようにすると、層厚コイルにおいて、
その長手方向で生じる層数に関する疎部と密部との関係
を、近似の状態にできるか又は解消できるものとなる。
従って、層厚コイルは、その長手方向において冷却速度
が均一化されることになる。このようなオーバーラップ
を生じさせるための具体的な操作としては、巻線機によ
り先行ロットとなる層厚コイルのボトムがコンベヤ上へ
巻取形成(即ち、載置)されたときから、後続ロットと
なる層厚コイルのトップがコンベヤ上へ巻取形成される
ときにかけて、コンベヤ側でその搬送速度を暫時的に低
速化することによって行えばよい。
【0010】また、これとは別の操作として、コンベヤ
の中途部に段落ち部を設けておき、この段落ち部よりも
上位上流側から先行ロットとなる層厚コイルのボトムが
下位下流側へ移載されたときから、後続ロットとなる層
厚コイルのトップが下位下流側へ移載されるときにかけ
て、下位下流側側の搬送速度を暫時的に低速化すること
によって行う方法もある。
【0011】
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。線材製造ラインは、その一例を図
2に模式的に示すように、圧延機1で圧延された線材2
を水冷部3で水冷させた後、巻線機4によってコンベヤ
5上へ巻取形成させつつ平置き状態、即ち、層厚コイル
6として載置し、引き続きこの層厚コイル6を、コンベ
ヤ5により、このコンベヤ5の所定領域乃至全領域まわ
りで設けられた冷却部7に対して通過搬送させた後、集
積機8によってコイル形体へと巻き取るといった基本的
流れを有している。
【0013】そして、このような線材製造ラインのう
ち、本発明に係る熱間圧延線材の冷却方法は、巻線機4
から集積機8までの間、即ち、コンベヤ5及び冷却部7
の通過時を核として実施される。なお、冷却部7の構造
においては、徐冷方式を採用するか風冷方式を採用する
かの違い、或いは徐冷カバーやヒーター付きカバー等の
有無等、何ら限定されるものではない。
【0014】また、コンベヤ5についても、ローラコン
ベヤやチェーンコンベヤ等、その駆動方式等は何ら限定
されるものではないが、搬送速度の加減速が可能である
ことが唯一の条件とされている。図1に示すように、本
発明では、冷却部7へ至る前のコンベヤ5上において、
先行ロットとなる層厚コイル6Aのボトム10(最後端
の1巻きを太線で描いた)上に、後続ロットとなる層厚
コイル6Bのトップ11(最前端の1巻きを太線で描い
た)をオーバーラップさせて載置し、これら層厚コイル
6A,6B間に、オーバーラップ部分12(相重なり合
った層)を形成させるというものである。
【0015】すなわち、層厚コイル6A,6B間には、
空白間隔(図4の符号56参照)が生じていない状態に
なる。オーバーラップ部分12を生じさせるための具体
的な操作としては、巻線機4から、先行ロットとなる層
厚コイル6Aのボトム10がコンベヤ5上へ巻取形成
(即ち、載置)されたときで、まず、コンベヤ5の搬送
速度を低速化させる。
【0016】なお、コンベヤ5の搬送速度を低速化させ
ることを、コンベヤ5の搬送速度を0にさせることに、
つまりコンベヤ5を止めるようにしてもよい。この低速
化の目安は、巻線機4から、後続ロットとなる層厚コイ
ル6Bのトップ11がコンベヤ5上へ巻取形成(即ち、
載置)されるときに、この載置先となるコンベヤ5の領
域内に、未だ、先行ロットとなる層厚コイル6Aのボト
ム10が残っている状況が得られるようにして決定す
る。
【0017】そして、実際に巻線機4から、後続ロット
となる層厚コイル6Bのトップ11がコンベヤ5上へ巻
取形成されたときには、コンベヤ5の搬送速度を元の速
度へ戻すべく、高速化させる。このような操作を、巻線
機4に対してロット相互間が到達するたびに繰り返し行
う。
【0018】その結果、層厚コイル6A,6B,…を全
体として見るとき、その長手方向で生じる層数に関する
疎部と密部との関係が、近似の状態にできるか又は解消
できるものとなる。そのため、これら層厚コイル6A,
6B,…は、その長手方向において冷却速度が均一化さ
れることになる。従って、冷却部7において徐冷を行う
ときであれば、線材2には十分な軟質化が得られ、また
冷却部7において風冷を行うときであれば、線材2には
十分な機械的性質の調整が得られることになる。
【0019】このようなことから、圧延機1で圧延され
た線材2の全体量に対して、トップ11及びボトム10
での切り捨て量の抑制が図れ、歩留りを向上させること
ができるものである。オーバーラップ部分12における
オーバーラップ量としての有効長は、後述する実験の結
果により明らかなように、コイル径の1/3以上とする
のが好適であることが確認されている。
【0020】層厚コイル6A,6B,…間にオーバーラ
ップ部分12を形成させるための他の操作方法として
は、図3に示すように、コンベヤ5に対して、その中途
部に段落ち部15を設けておくと共に、この段落ち部1
5を境として、上位上流側5Aよりも下位下流側5Bの
搬送速度を所定タイミングで低速化することによって行
う方法がある。
【0021】すなわち、コンベヤ5において、上位上流
側5Aから、先行ロットとなる層厚コイル6Aのボトム
10が下位下流側5B上へ移載されたときで、まず、下
位下流側5Bの搬送速度を低速化させる。この低速化の
目安は、上位上流側5Aから、後続ロットとなる層厚コ
イル6Bのトップ11が下位下流側5B上へ移載される
ときに、この載置先となる下位下流側5Bの領域内に、
未だ、先行ロットとなる層厚コイル6Aのボトム10が
残っている状況が得られるようにして決定する。
【0022】そして、実際に上位上流側5Aから、後続
ロットとなる層厚コイル6Bのトップ11が下位下流側
5B上へ移載されたときには、下位下流側5Bの搬送速
度を元の速度へ戻すべく、高速化させる。
【0023】
【実施例】図2に示した製造ラインを用い、図1に基づ
いて説明した第1の操作方法を実施して、線材2の製造
を行った。圧延条件は、圧延終了温度950℃、線径1
0mm、コンベヤ5上でのリングピッチを10mmとし
た。線材素材にはSCM435を用いた。また、冷却部
7では、徐冷カバー付きのものを採用して徐冷を行うも
の、即ち、線材2に軟質化を施すためのものとした。
【0024】そして、層厚コイル6A,6B間に生じさ
せるオーバーラップ部分12において、そのオーバーラ
ップ量を種々に異ならせて線材製造を行い、ボトム10
寄り、及びトップ11寄りの各所定位置(巻数位置)で
の引張強度を調べた。ボトム10に関する実験結果を表
1に示し、トップ11に関する実験結果を表2に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】表1及び表2中、オーバーラップ量は、層
厚コイル6A,6Bにおける各コイル1巻きの直径Dを
「1」とおいて、これに対する(3/4)D、(1/
2)D、(1/3)D、0、−1Dの5種で実験を行っ
たことを示している。ここにおいて「0」とは、層厚コ
イル6Aのボトム10と層厚コイル6Bのトップ11と
が突き合わせ状ではあるが重なってはいないことを意味
しており、また「−1D」とは、層厚コイル6A,6B
間にコイル1巻き分の空白間隔を生じさせてあること
(即ち、従来に相当)を意味している。
【0028】これら表1及び表2から明らかなように、
ボトム10でも、またトップ11でも、オーバーラップ
量を(1/3)Dとしたときに、100〜200巻目あ
たりから好適な軟質化状態が得られており、また1Dを
限度としてオーバーラップ量を増やせば増やすほど、こ
の結果も更に良好になる傾向を示していることが明らか
である。
【0029】すなわち、それだけ線材2の切り捨て量を
抑制できることを意味している。ところで、本発明は、
上記実施形態に限定されるものではない。例えば、層厚
コイル6における幅方向の冷却速度の均一化を図るため
の各種技術(特公昭56−28973号公報や特公昭5
9−52214号公報等参照)を併用することで、層厚
コイル6として、全体の冷却速度の均一化を図るように
することも勿論可能である。
【0030】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る熱間圧延線材の冷却方法では、熱間圧延された線材
を層厚コイルとしてコンベヤ上へ載置する状態にあっ
て、先行ロットとなる層厚コイルのボトムと、後続ロッ
トとなる層厚コイルのトップとをオーバーラップさせて
いるので、層厚コイル全体としての長手方向で、層数に
関する疎部と密部とが近似の状態か又は解消されたもの
となる。
【0031】従って、層厚コイルは、その長手方向で冷
却速度が均一化され、軟質化や機械的性質の調整が可及
的広範囲で確実に得られることになるので、切り捨て量
の抑制(即ち、歩留りの向上)が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る熱間圧延線材の冷却方法において
最も核となる操作状況を示した平面図である。
【図2】熱間圧延により線材を製造するラインの全体を
示した模式図である。
【図3】層厚コイルの先後ロット間にオーバーラップ部
分を形成させるための他の操作方法としてコンベヤの中
途部に段落ち部を設けた場合を示す模式図である。
【図4】従来における層厚コイルの先後ロット間を示す
平面図である。
【符号の説明】
2 線材 4 巻線機 5 コンベヤ 5A 上位上流側 5B 下位下流側 6 層厚コイル 6A 先行ロットとなる層厚コイル 6B 後続ロットとなる層厚コイル 7 冷却部 10 先行ロットとなる層厚コイルのボトム 11 後続ロットとなる層厚コイルのトップ 15 段落ち部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 田中 則充 (56)参考文献 特開 平4−66212(JP,A) 特開 平10−34207(JP,A) 特開 昭62−21423(JP,A) 特開 平6−238330(JP,A) 特開 平7−155821(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21C 47/14 B21B 39/00 B21B 41/00 B21C 47/24

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱間圧延された線材(2)を層厚コイル
    (6)としてコンベヤ(5)上へ載置して冷却部(7)
    へ搬送する過程において、先行ロットとなる層厚コイル
    (6A)のボトム(10)と後続ロットとなる層厚コイ
    ル(6B)のトップ(11)とをオーバーラップさせ
    先行ロットとなる層厚コイル(6A)のボトム(10)
    と後続ロットとなる層厚コイル(6B)のトップ(1
    1)とのオーバーラップ量は、コイル径の1/3以上と
    ることを特徴とする熱間圧延線材の冷却方法。
  2. 【請求項2】 前記オーバーラップは、巻線機(4)に
    より先行ロットとなる層厚コイル(6A)のボトム(1
    0)がコンベヤ(5)上へ巻取形成されたときから後続
    ロットとなる層厚コイル(6B)のトップ(11)がコ
    ンベヤ(5)上へ巻取形成されるときにかけてコンベヤ
    (5)側の搬送速度を低速化することによって行うこと
    を特徴とする請求項1記載の熱間圧延線材の冷却方法。
  3. 【請求項3】 前記オーバーラップは、コンベヤ(5)
    の中途部に段落ち部(15)を設けておき、該段落ち部
    (15)よりも上位上流側(5A)から先行ロットとな
    る層厚コイル(6A)のボトム(10)が下位下流側
    (5B)へ移載されたときから後続ロットとなる層厚コ
    イル(6B)のトップ(11)が下位下流側(5B)へ
    移載されるときにかけて下位下流側(5B)側の搬送速
    度を低速化することによって行うことを特徴とする請求
    項1記載の熱間圧延線材の冷却方法。
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