JPH02197529A - 熱間圧延線材の直接熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は熱間圧延における鋼線材の保有熱を利用して所
定の熱処理を行なう直接熱処理方法に関し、詳細には優
れた冷間加工性を有する鋼線材を安定して連続製造でき
る直接熱処理方法に関するものである。

［従来の技術］ 熱間圧延によって製造された鋼線材は、伸線性１強度及
び靭性を高める目的で冷間伸線加工に先立ってパテンテ
ィング処理を行なうことがある。該パテンティング処理
では鋼線材をＡｒ１点の直上まで再加熱してオーステナ
イトした後、Ｔ、Ｔ、Ｔ、曲線（以下恒温変態曲線と言
うこともある）のノーズ部温度まで急冷し、鋼組織をソ
ルバイト化された均一な組織として機械的性質に優れた
硬鋼線材を製造する。上記パテンティング処理は冷却方
法の相違により空気パテンティング及び鉛パテンテイン
グの２種類に大別されるが、鉛パテンテイングによって
処理された鋼線材の方が、空気パテンティングによって
処理された鋼線材よりも、微細で均一なソルバイト組織
を安定して形成できることが知られている。

他方上記パテンティング処理では鋼線材の再加熱が必要
であることを嫌い、熱間圧延加工直後の鋼線材が高熱を
保有すること利用して直接熱処理を行なう場合もある。

該直接熱処理方法に適用される装置としてはステルモア
方式、垂直降下冷却方式或はバーチカルループ方式とい
ったものが考え出されており、これらは熱間圧延工程直
後で１０００℃程度の高熱状態にある鋼線材を水冷によ
ってＡ　ｒ　ｒ産直上温度まで冷却した後、レーイング
式コーンによってコイル状に加工し、該コイル状の鋼線
材を空気又は蒸気等を冷媒として所望温度まで冷却し、
目的の伸線性や強度等を発揮させようというものである
。

［発明が解決しようとする課題］ 熱間圧延工程を完了した鋼線材は２００　ｍ／ｗｉｎ程
度の高速度で導出されており、鋼線材は短時間の内に上
記直接熱処理装置へ大量に供給されることになる。その
ため該直接熱処理装置において空気等の冷媒温度を一定
に保ち続けることは困難であり、被冷却対象物である鋼
線材を安定的に冷却してソルバイト化するという所期の
目的を達成することができないという問題がある。その
結果該直接熱処理方法によって処理された鋼線材の機械
的性質は鉛パテンテイング処理されたものよりもかなり
劣ってしまうというのが実状である。

他方熱間圧延直後の鋼線材を水冷によってＡｒ８点の直
上温度まで冷却するに当たっても、上述の通り圧延後の
鋼線材は高速で送給されてくるので、鋼線材を断面方向
及び長さ方向に均一な温度に冷却維持することは困難で
あり、さらにコイル形成時等において復熱現象が生じ、
温度のばらつきは一層顕著なものとなる。この様な温度
分布のばらつぎを残したままでソルバイト化への冷却工
程が行なわれると、得られた鋼線材に強度等のばらつき
を生じ、結局ｍ城的性質の均一な鋼線材を連続的に加工
するという課題は達成できない。

これらの事情があるから、上記直接熱ｆｉ理理法法よっ
て前記空気パテンティング処理に相当する品質程度の加
工はできても、鉛パテンテイング処理されたものに相当
する様な高品質の鋼線材を加工することは困難であると
考えられていた。

そこで本発明者らは直接熱処理方法における前記不具合
を解消し、鉛パテンテイング処理によフて加工された鋼
線材と同等又はそれ以上の機械的性質を有する鋼線材を
安定して製造できる直接熱処理方法を提供する目的で研
究を重ね、本発明を完成した。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成し得た本発明は、熱間圧延後冷却された
高熱線材を非同心コイル状態で走行させながら温度保持
炉に導入し該線材の温度を断面方向及び長さ方向にＡｒ
１点直上の温度に均一化させ、さらにＴ、Ｔ、Ｔ、曲線
ノーズ部の或る温度に保たれた鉛浴槽中へ、ソルバイト
変態完了に要する時間、前記線材を浸漬しつつ通過させ
、その後、前記線材に付着した鉛を粉粒体によって擦り
取る点に要旨を有する。

［作用及び実施例］ 第１図は本発明方法の実施に利用される直接熱処理装置
の一実施例を示す説明図である。鋼線材１は図面の左か
ら君へ向けて走行し、最終仕上げ用圧延機２の下流側に
は水冷装置を備えた冷却帯３が設けられ、該冷却ｆ３に
続いてピンチロール４及びレーイング式コーン５が配設
される。さらに該レーイング式コーン５の下流側には非
同心コイル状に巻かれた鋼線材８を搬送する為のコンベ
ア６が設けられ、更に該コンベア６の一部に温度保持炉
７が設けられ、該温度保持炉７に続いて２基の鉛浴槽９
，１０が直列に設けられる。該鉛浴槽９．１０の上部開
口側には、非同心コイル状鋼線材８を鉛浴内へ押し付け
て搬送するためのシンカーロール１１が取付けられる。

尚該鉛浴槽９゜１０等の上方には鉛蒸気によるヒユーム
公害を防止するために排気ダクト１５が配設される。上
記鉛浴槽ｌＯの下流側には上記非同心コイル状鋼線材８
を該鉛浴槽から引上げて搬送するための駆動ローラ１３
が設けられ、該駆動ローラ１３の上部には川砂１２によ
る浄化装置１６が設けられ、前記駆動ローラ１３の下流
にコイル集束装置１４が設けられる。なお第１図に示す
実施例においては非同心コイル状鋼線材８は水平に横た
えて搬送する方式を示しているが、該鋼線材８はガイド
を介して垂直方向に立てて搬送する方式であっても良い
。また上記水冷体３に替えてレーイング式コーンの下流
側に他の冷却手段を設ける構造であっても良い。

上記装置を使って熱間圧延の完了した鋼線材１を直接熱
処理するに当たっては、まず１０００℃程度の高温鋼線
材１を冷却帯３に導いて数秒以内にＡｒ、点の直上温度
まで水冷し、そしてレーイング式コーン５によって鋼線
材１をコイル状に湾曲加工し、非同心コイル状鋼線材８
として、コンベア６により鉛浴槽９へ導入する。このと
き冷却帯３において上記Ａｒ１点直上温度まで水冷され
た鋼線材１は、急冷のために温度勾配を内包し、断面方
向及び長さ方向のいずれにおいても１００〜１５０℃程
度の温度差を生じている。この状態でコンベア６を通過
させてしまうと芯部の保有熱による復熱現象によって非
同心コイル状鋼線材８における温度のばらつきは一層大
きくなってしまう。そこで鉛浴槽９に導入する以前に鋼
線材８における上記温度のばらつきをなくして均一化す
るため、コンベア６の一部に温度保持炉７を設け、非同
心コイル状鋼線材８における断面方向及び長さ方向いず
れの温度分布をも均熱化する。該温度保持炉７は鉛浴槽
９に導入される直前の非同心コイル状鋼線材８の温度を
前記冷却変態温度Ａｒ１点より若干高い温度に均一化し
て保持できるものでありさえすればよく、冷却装置及び
／又は加熱装置等の配設形態や大きさは公知技術或はそ
の改良技術を選択又は組合せて設定することができる。

上記温度保持炉７によって一定温度に均一化された非同
心コイル状鋼線材８は、次いで鉛浴槽９．１０内へ順々
に浸漬されシンカーローラ１１によって図の右方向へ搬
送される。該シンカーローラ１１は溶融鉛中において浮
力を受は浮上しようとする鋼線材８を下方へ押し付けつ
つ該コイル状鋼線材８を搬送するものである。該鉛浴槽
９．１０内の溶融鉛温度は第３図の一点鎖線で示すＴ、
Ｔ、Ｔ、曲線のノーズ部温度（５２０〜５７０℃）の或
る一定値に設定されており、鋼線材８の金属組織を所定
時間内にオーステナイト領域から微細で均一なソルトバ
イト組織に変態させる。この様に本発明方法においては
、溶融鉛を使って非同心コイル状鋼線材８を冷却すると
いう構成を採用しているので、比較的短時間に均一な冷
却が行なえ、さらに設定温度以下まで過剰冷却されるこ
とがないので、安定した組織変態ができる。従って熱間
圧延工程に引き続いてオンラインで熱処理を行なうとい
う構成でありながら、鋼線材の高速供給に対応した安定
な変態冷却を行なうことができ、機械的性質の均一な鋼
線材を安定して得ることができる。

鉛浴槽９．１０を通過した非同心コイル状鋼線材８の表
面には鉛やスケール等が付着しているが、浄化装置１４
における川砂１２中を通過させることによってこれらを
擦り落し、清浄化された鋼線材８としてコイル集束装置
１４により集束する。

上記直接熱処理方法によフて処理される鋼線材と、鉛パ
テンテイングによって処理される鋼線材の機械的性質の
相違を比較する目的で、第１表に示す成分及び直径の異
なる硬鋼線材を使って下記熱処理を行なった。

第１表は該比較実験に使用する鋼線材の鋼成分等を示し
、第２表は鉛パテンテイング処理による方法（以下車に
従来方法という）の処理条件を示し、さらに第３表は本
発明方法の実施例による処理条件を示す。

（Ｗｔ＊） 第２図は５００，５５０，６００℃の溶融船中に８５０
℃の鋼線材を浸漬したときの該鋼線材の温度変化を示す
グラフである。また第４表は上記本発明方法及び従来方
法によって処理された鋼線材の引張強さ（ｋｇ／ｍｍジ
及び絞り（％）を比較して示す。

第４表から明らかな様に本発明の直接熱処理方法によっ
て処理された鋼線材は、いずれの鋼種においても、別に
鉛パテンテイング処理した鋼線材と同等の引張強さ及び
絞りを発揮し、本発明の直接熱処理方法では従来の鉛パ
テンテイング処理によって得られる材質と同等の鋼線材
を確保し得ることが分かった。

［発明の効果］ 本発明方法は上記の様に構成されているので、熱間圧延
加工に引き続くオンライン処理により、優れた機械的性
質を有する鋼線材を安定して得られる様になった。また
伸線加工工程前に鋼線材を再加熱して熱処理する必要が
なくなったことにより鋼線材の製造工程を簡略化できる
様になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した直接熱処理装置の例を示
す説明図、第２図は鉛浴槽内での鋼線材の温度変化を示
すグラフ、第３図は本発明方法における基本的なＴ、Ｔ
、Ｔ、曲線等を示すグラフである。 １・・・線材　　　　　　２・・・最終仕上げ用圧延機
３・・・水ｈ＊　　　　　　４・・・ピンチロール５・
・・レーイング式コーン ６・・・コンベア　　　　７・・・温度保持炉８・・・
非同心コイル状鋼線材 ９．１０・・・鉛浴槽　　　　１１・・・シンカーロー
ラ１２・・・川砂　　　　　　１３・・・搬送ローラ１
４・・・コイル集束装置　１５・・・排気ダクト１６・
・・浄化装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱間圧延後冷却された高熱線材を非同心コイル状態で走
   行させながら温度保持炉に導入し該線材の温度を断面方
   向及び長さ方向にＡｒ＿１点直上の温度に均熱化させ、
   さらにＴ．Ｔ．Ｔ．曲線のノーズ部の或る温度に保たれ
   た鉛浴槽中へ、ソルバイト変態完了に要する時間、前記
   線材を浸漬しつつ通過させ、その後、前記線材に付着し
   た鉛を粉粒体によって擦り取ることを特徴とする熱間圧
   延線材の直接熱処理方法。