JPH0310023A - 熱間圧延鋼線材の直接急冷方法 - 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】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） 本発明は、熱間圧延鋼線材の製造方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 熱間圧延鋼線材の調整冷却方法としては、ステルモア法
が代表的なものであり、広く業界に普及している。該方
法は８５０〜９００℃程度の熱間圧延鋼線材を巻き取り
機によりリング状に形成せしめた後コンベア上に落下さ
せて、非同心リング状態で搬送する過程でコンベアの下
方から１０〜５０　ｍ　／　ｓｅｃの衝風を吹き付けて
強制冷却を行ない鋼線材の高強度化を図るものである。

然し乍ら、このような衝風単味の冷却能力には、自ずか
ら限界があり、例えば、１１＋＋ｍφ線材における冷却
速度は５〜ｂ そのため高炭素鋼についてはオフラインの鉛パテンテイ
ング線材と比較すると、強度、延性とも相当に劣るのが
現状である。又、低、中炭素鋼においても、ベイナイト
あるいはマルテンサイト等の所謂、適冷組織を得ようと
する際には、Ｍｎ、、Ｃｒ、Ｎｏ等の焼き入れ性を向上
せしめる元素の添加は避けられず、コスト高を招くとい
う欠点があり、ステンレス鋼の直接焼き入れについても
、冷却速度が小さいため冷却中に炭化物が析出して軟質
な線材を得ることができない。

そこで前述したような欠点を克服する方法として直接パ
テンティング方法として温水もしくは塩浴を用いる方法
、直接焼き入れ方法として水槽へ投入する方法等が提案
されたが、温水では鉛浴に匹敵する冷却速度は得られず
、塩浴の使用は塩の溶融に時間を要することになりラン
ニングコストが上昇し、水槽の場−合には多目的には使
用できないという欠点がある。

一方、ステルモア法の設備を改善し冷却能力を高める方
法として、衝風ｔｍ３当り０．Ｏ１〜０．０５２の水を
噴霧した衝風を用いる■特開昭５１−１１２７２１号、
衝風に０．０６〜０．２’ｌ／Ｎｒｙ？の水をミスト状
に混合することを特徴とする特開昭５３−１３８９１７
号、スプレィ水を用いて線材を急冷して後、熱風で水分
を吹き飛ばす■特開昭６２−２１４１３３号、搬送ロー
ラの上方に水冷ノズル群を設は空冷チャンバーの上面を
線材搬送方向を稜線として傾斜させ水冷せしめ線材の搬
送方向両側に排水せしめるようにした■特開昭５９−３
１８３１号、冷却の方法装置についてその概念を開示し
たものとして■特開昭６２−２１４１３３、■特開昭５
９−３１８３１号等が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 前述したように、ステルモア法自体にも多くの改善案が
提案されているが、■、■について云えば重なったまま
の線材を単に下方から急冷するだけであり、冷却速度の
バラツキを解決したことにはならない、又、■について
も同様であって、重なったままの線材を上方から急冷し
たものに過ぎず、冷却速度のバラツキを解消したもので
はない。

而もこの発明では急冷後の線材を熱風で吹き飛ばしてい
るが、線材に吹き飛ばす程の水滴が残るような過冷却で
は、ベイナイトもしくはマルテンサイト組ｍ７の形成は
避は難く、製品は延性に乏しいものにならざるを得ない
。■の方法では、上方から水冷するのみで排水は系外へ
排出されるから、下方からの冷却に関しては従来と変ら
ないことになり、■、■について云えば、抽象的概念の
開示に過ぎず、実操業における冷却速度の均一化を示唆
するところはない。

本発明はこのような現状に鑑み創案されたものであり、
搬送の途中において、押し込み機構により、リング状鋼
線の重なり接触点の位置をずらすように蛇行せしめなが
ら、効率的な均一冷却を行なう本発明を提供することを
目的とするものである。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 前述の目的を達成するために、本発明者等は以下のよう
な急冷方法を提案する。

（１１熱間圧延鋼線材を非同心リング状態で搬送する途
中において、前記線材の上方からノズルを用いて、０，
５〜ｂ ２０ＯＮｒｄ／ｍ以下で微小粒子とした気水ミストを発
生させ、該気水ミストと下方からの衝風またはくおよび
衝風ミスト）により１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷
却を行うことを特徴とする熱間圧延鋼線材の直接急冷方
法。

（２）熱間圧延鋼線材を非同心リング状態で搬送する途
中において、前記線材の上方からノズルを用いて、０．
５〜１０ｍ３／ｍｉｎの水を噴霧して微小粒子としたス
プレー水を発生させ、該気水ミストと下方からの衝風ま
たは（および衝風ミスト）により１０℃／ｓｅｃ以上の
冷却速度で冷却を行うことを特徴とする熱間圧延鋼線材
の直接急冷方法。

（３）熱間圧延鋼線材を非同心リング状態で搬送するに
際して、コンベヤ両側に交互に設けた案内手段により、
線材の接触点をほぼ連続的にずらしながら蛇行搬送させ
つつ、前記線材の上方からノズルを用いて、０．５〜１
０　ｍ　／ｗｉｎの水を気水比２００　Ｎ　ｍ　／　ｇ
以下で微小粒子とじた気水ミストを発生させ、該気水ミ
ストと下方からの衝風または（および衝風ミスト）によ
り１０’Ｃ／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却を行うことを
特徴とする熱間圧延鋼線材の直接急冷方法。

（４）熱間圧延鋼線材を非同心リング状態で搬送するに
際して、コンベヤ両側に交互に設けた案内手段により、
線材の接触点をほぼ連続的にずらしながら蛇行搬送させ
つつ、熱間圧延鋼線材を非同心リング状態で搬送する途
中において、前記線材の上方からノズルを用いて、０．
５〜１０ｒｄ／ｗｉｎの水を噴霧して微小粒子としたス
プレー水を発生させ、該気水ミストと下方からの衝風ま
たは（および衝風ミスト）により１０℃／ｓｅｃ以上の
冷却速度で冷却を行うことを特徴とする熱間圧延鋼線材
の直接急冷方法。

（作　用） 本発明の基本的特徴はステルモア法の設備を改装し、熱
延線材の搬送途中、コンベヤの上方に気水ミスト発生用
のミストノズルを設けて、所定の水量と定められた気水
比で加圧噴霧することにより微細な気水ミストを発生せ
しめ、該気水ミストと下方からの衝風の双方により線材
を急冷するものである。

次に本発明の構成要件となる冷却条件の数値限定の理由
を述べる。

上方から吹き付ける水量：０．５〜１０ｒ＋７／ｍｉｎ
　。

冷却に用いるミストとしての水量が０．５ｎ？／ｗｉｎ
未満では充分な冷却速度が得られず、期待する組織（マ
ルテンサイトもしくはベイナイトもしくは微細なフェラ
イト＋パーライト）も得られない。又、一方ＩＱｎ？／
ｒ＠ｉｎでは充分な冷却速度が得られ、それ以上は無駄
となるのので１Ｏｎ？／ｗｉｎを上限とした。

気水比（空気量／水）　　：　２００ＮｒＩ？／ｎ−ｒ
以下。

気水比が２０ＯＮｎ？／ｎ？を超えると、単位体積中の
水粒子の数が不足して冷却能力が劣るので２０ＯＮイ／
ｎ？を上′限とした。

冷却速度：１０℃／ｓｅｃ以上。

線材の冷却速度が１０℃／ｓｅｃ未満では、炭素鋼にお
ける高強度化、ステンレス鋼における軟質化は何れも達
成されない。少なくとも１０’Ｃ／ｓｅｃ以上で冷却せ
しめる必要がある。尚、コンベヤ下部からの衝風は通常
ｌＯ〜６０ｍ／ｓｅｃの範囲内であり、１０ｍ／ｓｅｅ
以下では均一冷却の効果が発揮されず、６０ｍ／ｓｅｃ
以上では動力費も大きくなり、気水ミストの均質な分散
を妨げることになるので好ましくない。なお本発明にお
いてはできるだけ水冷に近い冷却速度を得ることを目的
としているので冷却速度の上限については特に制限がな
いが、実地的には１０〜ｂ 第２図は、０．２ｗｔ％Ｃ１，３ｗＬ％（以降−ｔは省
略する）Ｍｎ−Ｂ鋼の変態曲線に冷却曲線を重ねたもの
で、曲線１０は従来のステルモア法を、曲線１１は本発
明の冷却曲線を示すものである。ステルモア法では冷却
速度が小さく、変態後の組織はフェライト＋パーライト
であるのに対して、本発明ではマルテンサイトが得られ
、このために高強度の線材ができることが判る。尚、図
中Ｆはフェライト、Ｐはパーライト、Ｂはベイナイト、
Ｍはマルテンサイトを夫々示すものである。

第３図は熱延後の線材ｌの搬送途中における重なり状態
を示す平面図である。コンベヤ２の端部においては重な
りが多く層厚になっており、リング状中央部においては
重なりが薄くなっていることが図示されている。

即ち比較的重なりの少ないリング中央部においては、上
下何れかから強制冷却を施しても冷却速度のバラツキは
さほど大きくないが、コンベヤ両端側の層厚部に対して
単に上面あるいは下面だけの片面冷却ではその反対面に
位置する線材は殆ど冷却を受けず、冷却速度の大幅な不
均一を招き、この結果組織、強度が大幅にばらつくこと
になる。

このバラツキを防止するには上下両面からの強制冷却が
不可欠となる。本発明においては上面からは気水ミスト
を用い、しかも下面から衝風を吹きつけるものであるが
、上面からの気水ミスト中の水分は下面からの衝風中に
混入し、実際には衝風はミストを含んだ衝風ミストとな
っており、上下両面からミスト冷却を行っていることに
なるのである。即ち衝風はミストを含んでいることが重
要なのであり、この目的のためにミストノズルを線材の
下面側に設置して衝風中に混合しても良い。

また層厚部の冷却を強化するために層厚部に対して横方
向からミストを吹きつけても良い。

また一般に下から衝風を吹きつけると上面からのミスト
が吹き飛ばされてその効果が失われると考えがちである
が、上面からの気水ミストは線材から４００　＋ｎ程度
の至近距離から吹きつけるため、その流速は充分衝風の
速度を上回るものであり、これに負ける事はない。

本発明によるものは、必要に応じて供給水の温度を１０
〜３０℃の間に調節して用いるか、線材の第３冷却帯入
り側の温度を規定する。

冷却水槽が屋外に設置の場合には、一般的には０℃以下
から４０℃程度の幅をもってバラツクので、散水の量に
より既製する場合には季節により強度、延性値がばらつ
く原因となる。１０〜３０℃の範囲とするのは、この温
度範囲の場合、調整に余分のエネルギーを消費しないで
すむからである（尚、水温をこの範囲としても、気温等
の影響も避けられないから、直接線材を測温して冷却率
を調整することが望ましい）。

第１６図は後述する第５表ｅの条件において水温が変化
した時の引張り強さにおよぼす影響を示すものであり、
水温が１０℃未満では放冷の場合は適冷ぎみとなり、強
度のバラツキが大きくなり、一方３０℃を超えると冷却
速度が小さくなり強度が低下することが示されている。

第１７図は急冷後の線材の温度を測定して制御した例を
示すもので、第８図に示すような第１〜第４の各冷却帯
よりなる冷却過程において第３冷却帯入り側の温度を４
３０〜４６０℃になるように水量を変化せしめて、引張
り強さにバラツキを生じないようにした例を示すもので
ある。

本発明においては上記のように使用する水温を予め調節
するか、もしくは第３冷却帯入り側の線材の温度を測定
し水量の増減を図ることができる。

設定する線材の温度範囲は大きさ、材質により適宜基準
を変更して実施することは云うまでもない。

又本発明において好ましい操業をなすには上記のように
、通常は非同心的に数条のｆｉｌ線が重なったそのまま
の状態で、第１冷却帯から第４冷却対まで搬送されるの
を、線材リング間の接触点をずらして均一冷却を行うた
めに、コンベア側壁に交互に設けた線材の押し込み機構
を利用する。即ちこのような押し込み機構については、
第１０図（ａ）平面図に示すように、垂直に複数個の細
径ローラー２９を取り付けたアングル３１をコンベア側
壁２６に取り付けて、直進してくるリング状鋼線を、前
記細径ローラーで反対側に押しやるようにして、蛇行せ
しめるものである。細径ローラーを使用したのは、接触
抵抗を少なくすることと、鋼線を傷つけないためであり
、蛇行するうねりの大きさは離間調節穴３３、ピン３４
により、自白に変えられるようにした（詳細は実施例で
記載）。

第１１図（ａ）は蛇行装置により最初型なっていたＰ点
が次第にＱ　ｔ　”’　Ｑ　ｓへと位置を変えているこ
とを示す模式図である。このように本発明における線材
の押し込み機構は接触抵抗を小さくし、離開角度の調節
も極めて簡単にできるように配慮しである。

第Ｉ４図（ａｌは後述する実施例隘４において押し込み
機構を行なった場合の層厚部の冷却床の位置別線材の硬
度分布を示すものであり、（ｂ）の実施何階５における
押し込み機構を用いない場合に比較して、その均一冷却
の効果の極めて大きいことが対比して示されている。第
１５図は蛇行させるための押し込み量と引張強さのバラ
ツキの関係を示す。冷却条件は後述する第５表のｄ、ｅ
に準する。

押し込み４０＋ｎｍでバラツキは約半分になり、８０ｍ
＋＋ｔ’Ｊｔ？も小さくなり、１００ｍｍではまたやや
太き（なる。これは搬送抵抗が大きくなってリングピッ
チが小さくなり、重厚部が十分ばらけなくなるからであ
る。３０〜１００ｍｍの間で利用することが好ましい。

尚、本発明の好ましい操業をなす場合における押し込み
機構は、リング状線材の重なり接触点を刻々ずらすよう
にすることが目的であるから、細径ローラーの代りに細
線で編んだヘルドを線材の進行速度に合せて回転せしめ
て押し込んでもよく、電磁石を用いるかもしくは搬送用
ロールの軸線を傾斜せしめる等して線材の重なり接触点
をずらす機構を採用するごとができる。

更に本発明のものは、その具体的設備において前記した
第３〜４冷却帯に必要に応じて保熱カバーを用いること
により一り℃／ｓｅｃ〜＋３℃／ｓｅｃの徐冷もしくは
復熱処理を行なう。

細径の直接パテンティング等の場合、夏季は問題はない
が、多気は適冷マルテンサイトの発生の危険がある場合
にかぎり、保熱カバーを用いる。

２℃／ｓｅｃを超える冷却速度では適冷組織発生の危険
があり、一方３°Ｃ／ｓｅｃを超える復熱処理を行なう
ことは、余分の時間とエネルギーを必要とする。

直接パテンティングにおいては第３冷却帯入り側の温度
が４５０°Ｃとすると最終冷却帯出側において５００℃
程度まで温めるだけで充分目的は達成される。

線材はリフォーミングタブで集めて徐冷されるから第３
冷却帯からリフォーミングタブまでの間で適冷Ｍｉ織が
発生しない限り未変態オーステナイトが若干残っていで
も差し支えはない。又、この帯域における加熱機構は線
材の焼戻しにも利用することができる。

本発明によるものの具体的実施例では後述するように衝
風ブロワ−は４機使用しているが適宜増減しうろことは
勿論である。

冷却に使用する水量は１．６　ｍ　Ｘ　９．０　ｍの冷
却床の例では３０〜３００ｍ３／ｈｒを必要とする。又
、上述の冷却床の場合、気水ノズルの数は５０〜３００
個の間が好ましく５０個以下では冷却能力が不足する。

１冷却帯当りの送気管と送水管の対は１０〜４０本所定
の間隔で配置し線材層厚部が中央部より１．５〜４．０
倍繰り返し冷却を受けるように配置する必要がある。

（実施例） ■　押し込みＪａ構を存しない一般的な場合第１図は本
発明方法を実施するための装置を示す。（ａ）は正面図
、（ｂｌは平面図、（Ｃ）は側面図であり、１は線材、
３はコンベア、５は衝風、７は衝風ミスト、１３は水ヘ
ソグー管、１４は空気ヘソグー管、１５は送気管、１６
は送水管、１７は気水スプレーノズル、１８は気水スプ
レー　１９は衝風ミストの流れ、２０は衝風調節用プレ
ート、２１は側面ミスト飛散防止カバー、２２は衝風チ
ャンバー　２３は水溜め、２４は電動シリンダー２５は
回転軸を示す。即ち送気管、送水管により送られた空気
と水は、ノズルにより混合されて気水ミストとなり、線
材を上面から冷却する。下方からは衝風を吹きつけ、線
材を上下から同時に強制冷却する。線材の重なり程度に
応じて、リング中央部では気水ミストの量を少なくし、
端部では多（した。又、上面においては、リング中央部
よりも端部にミストノズルの設置個数を多くして、均一
な冷却速度が得られるようにした。上方からの気水ミス
トは衝風の上昇流に巻き込まれて、上下からの気水ミス
トにより線材は急冷される結果となっている。

更に第８図は上記したような装置を線材１の移送ライン
方向にそって示した全般的な断面図が示され、この図に
おいてＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄとして示されているのは下方から
の衝風ブロワ−４であり、巻き取り機２の下部から温度
計１０の設けられている所の間が冷却帯であり、これは
４つの帯域に区分されており、上流の方から第１冷却帯
〜第４冷却帯まであるが、図面では第３〜第４冷却帯に
おいては保熱カバー８が使用されている。ここでは徐冷
もしくは復熱処理（加熱も含む）が行なわれる。

図面には第１冷却帯において上面気水スプレー装置６が
示されている。上面からの気水ミストの噴射を下方から
の衝風５により衝風は実際には衝風ミスト７となってい
る。線材の搬送用コンベア３はこの第８図では簡単化し
て線で記載しであるが、実際には第１図において同じ符
号３で示すようにローラーコンベアである。

第１図（ａ）のように送気管１５、送水管１６が、気水
スプレィノズル１７に連結されており、回転軸２５によ
り気水スプレィ装置を反転せしめることができるように
なっている。このように装置を回転させるのに代えて、
これを横方向にスライドさせてもよい。

第９図は１２ｍｍφ線材をパテンティングする際の気水
スプレィノズルの配置例を示すものであり、搬送方向に
直角な方向には１列１３個、搬送方向に平行な方向には
１列１６個のノズルを取り付けであるが、鋼線材の重な
りに応じた配置としてあり、過疎になっていることが示
されている。又、使用する線材の太さ、冷却水の温度等
に応じてノズルの開閉が自在にできるようになっている
。

次に第１図の装置により急冷した例について説明する。

第１表は供試材の化学成分を示す。ＭｎＢ鋼、Ｍｎ−Ｃ
ｒ−Ｂｌｔｉはプレストレスコンクリート鋼線用。低Ｃ
Ｓｉ−Ｍｎｗ４はチェーンピンやボルト用の鋼であり、
５ＵＳ３０４はオーステナイト系ステンレスである。第
２表には試験条件を示す。

なお、この試験におけるミスト冷却帯の面積は１２５０
龍Ｘ１８００■ｌである。

第２表 即ち第２表におけるａは従来のステルモア法、ｂは衝風
を停止して上部気水ミストのみによる冷却の場合、Ｃは
ミストの水量が不足している場合、ｄは気水ミストと衝
風を適正に吹きつけた本発明、ｅはやや水量が多すぎる
場合、ｆは水スプレーのみの場合の比較例である。次の
第３表にその結果を試験隘毎に示す。線材の温度測定は
放射温度計を使用した。引張試験は１トンの線材の先端
、中央、後端の３個所の各３リングについて、■リング
を２４当分して行った。またＭｉ織の観察は２％ナイタ
ルか１０％シュウ酸により腐食して光学顕微鏡を使用し
た。

前記した第３表について説明すると、プレストレスコン
クリート用鋼線材の製造においてステルモア法ではＭｎ
−Ｂｔｌｉｉｌを用いると１１ｈ１に示す如く全く強度
が低く、このため磁６に示す如＜ＭｎＣｒ−Ｂ鋼を用い
てｌ　５０　ｋｇｆ／ａｍ”級の強度とする必要があっ
た。しかし隘４に示す如く本発明によればＭｎ−Ｂ鋼で
充分な強度を得るとともにバラツキも１１１１１６より
小さくなる。低Ｃ−Ｓｔ−Ｍｎ＠においても１１ｈ７の
ステルモア法のものよりＮＱＩＯの本発明は充分強化さ
れている。また、ＳＵＳ　３０４においては隘１２のス
テルモア法では冷却速度が小さいため冷却途中で炭化物
を析出し、強度が高い。このため従来はオフラインで溶
体化処理を行わねばならなかったが、本発明によれば隘
１５に示す如く炭化物の析出もなく軟質な直接溶体化処
理線材を得ることができる。

隘２．８．１３は下から衝風を吹きつけていないので層
厚部の片面のみが急冷されたため強度のバラツキが極め
て大きい。Ｎ１３．９．１４は水量が不足し、また気水
圧も大きいため、冷却能力が不足で充分な高強度化、ま
たは軟質化が達成されていない。１１ｋＬ５．１１１６
は不必要に水量が多い場合の例であるが、効果はそれぞ
れ１１ｈ４、ｌ０１１５と同じである。また炭素鋼にお
いて必要以上に速く冷却すると割れを発生し易くなり、
好ましくない。患１７〜Ｎ１１２１は何れも本発明例で
あって、何れも好ましい品質となっている。

第４図には１１ｍ？、８．１０の例について半リング内
の位置側バラツキを示す。Ｏ’　　１８０°はコンベヤ
中央の位置であり、９０°はコンヘヤ端の最も重なりの
大きい位置である。Ｎ１１７のステルモア法においては
強度が低い、磁８の上面ミスト冷却だけでは層厚部が均
一に冷却されないため９０°の位置を中心に大きくばら
ついている。これに対して上面からノズルによる気水ミ
スト冷却、下面から衝風による冷却を施した本発明１１
ｈｌｏは全体が均一に高強度化されている。

尚、本発明者等は線材の下方から上向きにミストノズル
を設けて気水ミストを噴霧することについても検討した
が、前述の本発明の実施例と差のない結果が得られてい
る。

又第５図には９　ｍｍφ線材における衝風速度−水と、
冷却速度の関係を示し、さらに第６図には衝風２０ｍ／
ｓｅｃにおける線材の冷却速度と水量の関係を示すが、
本発明範囲内の条件を採用することにより１０℃／ｓｅ
ｃ以上の冷却速度を適切に得ることができる。

父上記したところは１５〜３０℃の水を用いた場合であ
るが、本発明によるものは熱水を採用することができ、
あるいは１５℃以下の冷水を用いることができる。即ち
このような冷却水の水温と冷却速度の関係を、ミスト冷
却およびスプレー水冷却の場合について要約して示して
いるのが第７図であるが、水の温度が３０℃を超えた温
水ないし熱水を用いることにより、それ以下の冷水の場
合より冷却能力はそれなりに劣るとしても、よりソフト
な衝突力が得られ、均一冷却が得られる。

スプレー水冷却、ミスト水冷却の何れの場合においても
一般的に０．５　ｒｄ　／ｗｉｎ以上の量とすることに
より１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度が得られ、本発明の
目的を達することができる。１５℃以下の冷却水であれ
ば冷却速度がより高いものとなる。

■　第１０図以下に示した押し込み機構を用いて実施し
た場合（但し押し込み機構なしの場合を適宜に示す） 即ち第１０図に示した押し込み機構の押し込み量を８０
ｎとし、第９図に示した第１冷却帯における最大使用時
２４７個の気水ノズルにおいて４１個のノズルをこの図
示のように閉じて実施した。

第１θ図において（ａｌは平面図、（ｂｌは正面図、ｔ
ｃ＞は（ｂｌ図におけるｘ−ｘ　′部でみた側面図であ
るが、（ａ）図については作用の項で説明したので、省
略する。（ｂｌ図にはコンベア側壁２６に固定されたア
ングル３１に、ボルト３０を介して細径ローラー２９が
軸止されていることが示されている。板３２はローラ間
を塞いでいるものである。

第１１図（ａ）は接触点が第１Ｏ図の蛇行装置により刻
々と移動していく本発明の態様を示したものである。（
ｂｌは従来の線材の重なり接触点が不変のまま移行する
ことを示した図、第１２図は従来の設備における縦ロー
ラ２７による線材の移動状況（ｂｌと本発明方法におけ
る押し込み機構を採用した場合（ａｌを対比して示した
模式図であり、押し込み機構２８により、リング状線材
が蛇行しつつ搬送されることは明らかである。

又このような機構を用いて実施した具体的な冷却条件は
以下の如くである。

空気圧：　３．　Ｏｋｇｆ／ｃａｌＱ、水圧：　２．２
　ｋｇｆ　／　ｃｔＡ、空気１ｔ　：　３６．３　Ｎ　
ｍ３／ｈｒ、水５１：　１４．１　！！　／ｍｉｎ、気
水比（空気量／水量）：４２．９、 衝風速度：　３０　ｍ／ｓｅｃ・ 次の第４表には上記のような条件下で本発明者等が採用
した供試材の種類とそれらの化学組成を示すが、鋼Ａは
ピアノ線５ＷＲＨ８２Ｂ、鋼Ｂはプレストレス用Ｍｎ−
Ｃｒ−Ｂ鋼、ｗＡＣはオーステナイト系ステンレス鋼５
ＵＳ３０４である。

父上記のように処理したものについてその処理条件とは
第５表に示す如くである。即ち先ず冷却条件の夫々の特
徴を述べると、ａは通常の衝風冷却、ｂはノズル個数が
３０個と少ない場合、Ｃは１１９個のノズルを使用して
いるが衝風を併用していない例、ｄは気水ノズル、衝風
は用いたが押し込み機構を利用しなかった例、ｅはｄと
同一条件の他に押し込み機構により８０ｍｍの蛇行を行
なった例、ｆはｅよりも冷却を強化し蛇行せしめ急冷後
加熱処理を行なった例である。ｇ、ｈは第２冷却帯にも
１６０個のノズルを配置して焼入れをした時の例であり
、衝風は第１、第２冷却帯で使用した。ｇは蛇行なし、
ｈは蛇行を行ったものである。ｉ、ｊは気水比０、即ち
スプレー水を吹き付けた例で、ｉは蛇行なし、ｊは蛇行
ありである。

ｋは３０ｍ／ｈｒの水をスプレー水として吹き付けた例
、またｌからｐまでは順次気水比を２５０がら０まで下
げていった例であり、ｋからｐまではいずれも蛇行を行
っている。尚、条理時の水温は１５℃である。

第５表 次の第６表にはそのような処理によって得られた結果を
要約して示すが、本発明によるものは何れにしても好ま
しい結果を得ている。

即ち、階１〜６は５ＷＲＨ８２Ｂのものであるが、隘１
は衝風冷却のみのため冷却速度が小さく、このため組織
は粗大なパーライトであり、強度、延性は何れも乏しい
。

階２は、気水スプレーされているが、ノズル数、水量の
不足で充分な強度が得られていない。

隘３は、上面からの気水スプレィのみで下方からの衝風
がないため冷却速度が小さくこれも充分な強度は得られ
ていない。

阻４は、本発明の基本的条件を満足したもので、全体の
冷却速度は大きく、引張り強度の最大値、平均値は大き
いが押し込み機構を用いていないため層厚部の局部的な
軟質点が解消されておらず、最小値が小で強度にバラツ
キが認められる。

ｌｋ５は、本発明の基本的条件を満足すると共に押し込
み機構を活用し充分な冷却条件を備えているので高強度
、高延性で、しかもバラツキも少なくオフラインのＬＰ
材に充分匹敵する特性を有している。

患６は、充分な冷却がなされており、強度、延性ともＬ
Ｐ材の水準以上となっている本発明の実施例である。但
し急冷後適冷組織が発生し易いので、加熱処理をしてそ
の発生を防止するのが望ましい。

尚、通常のＬＰ処理で得られる強度は１２３ｋｇ　ｆ　
／　ｃｏ！、絞り４０％程度であり、オーステナイト粒
は直接パテンティング材よりは大きくなるので絞りは低
い。

隘７、患８はＭｎ−Ｃｒ−Ｂ鋼の例であるが、隘７は第
２冷却帯において気水スプレィ冷却を行なっておらず、
このため線材がＭｓ点以下に冷却されていないと共に押
し込み機構も使用されていないので本発明の好ましい実
施例となっていないから強度にはそれなりのバラツキが
残っている。

階８は、この点が全て改善されており、バラツキの少な
い高強度、高延性の線材が得られている。

１１ｈ９は、ステンレスの溶体化処理に利用した例であ
るが炭化物の析出もなく低強度、高延性の線材が得られ
ていて、本発明の好ましい実施例である。

ＮｆｌｌＯｌｌｌにおいてはＭｎ−Ｃｒ−Ｂ鋼を同じ条
件で冷却している。蛇行ありの嵐１１の方が強度バラツ
キが小さいが、蛇行がなくても寛工程度のバラツキはこ
の場合差しつかえない。

階１２〜１７は径の異なる５ＷＲＨ８２Ｂを試験した例
である。

スプレー水を用いた階１２においても良好な機械的性質
を得ている。

気水比の大きい条件ｌで試験した患１３は冷却能力がや
や小さいのと、冷却にムラが出たため強度が低く、組織
も粗大Ｐが混在している。

階１４〜１７は各線径に適した条件で冷却しているため
、何れも良好な機械的性質となっている。

第１３図には前記した階１の衝風冷却と、患５の本発明
の冷却を行った場合の線材温度推移を示す。衝風冷却に
おいては８２０℃から６２０℃まで冷却するのに３４秒
必要としている。即ち平均冷却速度は約り℃／ｓｅｃシ
かない。これに対しぬ５の第１冷却帯では１７秒で４８
０℃まで急冷されている。即ち冷却速度は２０℃／ｓｅ
ｃと衝風の３倍以上の大きさであることが明示されてい
る。

「発明の効果」 以上詳細したように、本発明方法による場合には、従来
のステルモア法の設備を若干改造し、気水ミストと衝風
または衝風ミストを効率的に用い、硬鋼線材のＤＰ性向
上、非調質ＰＣ用の直接焼入れ、二相Ｍｉ織綿線材直接
焼入れの如きが可能となり、炭素鋼において高強度線材
を、又ステンレス鋼においては軟質な線材を製造するこ
とができる。

更に押し込み機構の如きを用い非同心リング状態の搬送
線材を蛇行せしめることにより線材の重なり接触点をず
らして移送し、この状態で上方からの気水スプレィを用
い、下からの衝風と併せて効率的な熱処理を行なうこと
によって本発明を好ましい条件で実施せしめ、少ない水
量で物理的特性にバラツキの少ない好ましい鋼線材を得
ることができ、業界に益するところは頗る大きいもので
あるから工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施される装置の説明図で、ｆａ
ｔは正面図、（ｂ）は平面図、（ｅ）は側面図、第２図
は鋼の連続変態曲線に従来のステルモア法と本発明の冷
却曲線を重ねて示した図表、第３図は非同心リング状線
材の搬送手段上における重なり状態を示した平面図、第
４図は本発明法と比較例による線材半リング内の強度位
置側バラツキを示した図表、第５図は衝風速度−水量と
冷却速度の関係を示した図表、第６図は衝風（２０ｍ／
５ｅｃ）における線材の冷却速度と水量の関係を示した
図表、第７図は水温による冷却速度の如何をミスト冷却
とスプレー水冷却について示した図表、第８図は第１図
における冷却装置（第１冷却帯）の図面であり、（ａｌ
は正面図、（ｂ）は平面図、（Ｃ１は側面図を示す。第
９図は気水スプレィノズルの配置例を示すもの、第１θ
図は押し込み機構に関する図面で、（δ）は平面図、（
ｂ）は正面図、（Ｃ）は（ｂ）図におけるｘ−ｘ　’断
面を示す。第１１図は線材の重なりを示すもので（ａ）
は本発明法、（ｂ）は従来方法の例を示す。第１２図は
線材の移送形態を模式的に示したものでｆａｔは本発明
例、（ｂ）は従来例を示す。第１３図は冷却方法の相違
による冷却帯における線材の温度推移を示したもの、第
１４図は重なり接触部の線材の硬度を示した図表、第１
５図は押し込み機構による押し込み量と引張り強さのバ
ラツキの関係を示した図表、第１６図は冷却水温と引張
り強さの関係を示す図表、第１７図は第３冷却帯入り側
温度を一定としたときの冷却水量と温度の関係を示した
ものである。 然してこれらの図面における符号は以下の如くである。 ｌ二線材、２：巻き取り機、３：ローラコンベヤ、４：
衝風発止装置、５：衝風、６：上面気水スプレー装置、
７：衝風ミスト、８：保熱カバー９：リフォーミングタ
プ、ｌＯ：温度計、ｌＩ：水入口、１２：空気入口、１
３：水ヘソグー管、１４：空気ヘソグー管、１５：送気
管、１６：送水管、１７＝気水スプレーノズル、１８−
気水スプレー　Ｉ９：衝風ミストの流れ、２０：衝風調
整用プレート、２１：側面ミスト飛散防止カバー、２２
：衝風チャンバー、２３；水溜め、２４：電動シリンダ
ー、２５：回転軸、２６：コンベア側壁、２７：太径縦
ローラー２８：押し込み機構、２９：細径ローラー３０
＝ボルト、３１：アングル、３２：板、３３：離間距離
調節穴、３４：ピン 第　　２ 区 時間（ｓｅｃ　） 第　　３ 図 第 ５ 看胤這虐（輌ｔｅ） 第 ■ 永 刃＆ （′Ｃ） 第 】 談＃邦−φ２ （α） コンベア側壁 ６ （′ｂ） ボルド ラコンベヤ （Ｃ） 第 １１ 図 （α） （′ｂ） 男 鎮利方向− ヨ二の・、９畜 第１２図 （０） （ｂ） 手、ＶＥネ甫正書（方式） 平成元年１１月２２日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱間圧延鋼線材を非同心リング状態で搬送する途
   中において、前記線材の上方からノズルを用いて、０．
   ５〜１０ｍ＾３／ｍｉｎの水を気水比２００Ｎｍ＾３／
   ｍ＾３以下で微小粒子とした気水ミストを発生させ、該
   気水ミストと下方からの衝風または（および衝風ミスト
   ）により１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却を行うこ
   とを特徴とする熱間圧延鋼線材の直接急冷方法。
2. （２）熱間圧延鋼線材を非同心リング状態で搬送する途
   中において、前記線材の上方からノズルを用いて、０．
   ５〜１０ｍ＾３／ｍｉｎの水を噴霧して微小粒子とした
   スプレー水を発生させ、該気水ミストと下方からの衝風
   または（および衝風ミスト）により１０℃／ｓｅｃ以上
   の冷却速度で冷却を行うことを特徴とする熱間圧延鋼線
   材の直接急冷方法。
3. （３）熱間圧延鋼線材を非同心リング状態で搬送するに
   際して、コンベヤ両側に交互に設けた案内手段により、
   線材の接触点をほぼ連続的にずらしながら蛇行搬送させ
   つつ、前記線材の上方からノズルを用いて、０．５〜１
   ０ｍ＾３／ｍｉｎの水を気水比２００Ｎｍ＾３／ｍ＾３
   以下で微小粒子とした気水ミストを発生させ、該気水ミ
   ストと下方からの衝風または（および衝風ミスト）によ
   り１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却を行うことを特
   徴とする熱間圧延鋼線材の直接急冷方法。
4. （４）熱間圧延鋼線材を非同心リング状態で搬送するに
   際して、コンベヤ両側に交互に設けた案内手段により、
   線材の接触点をほぼ連続的にずらしながら蛇行搬送させ
   つつ、熱間圧延鋼線材を非同心リング状態で搬送する途
   中において、前記線材の上方からノズルを用いて、０．
   ５〜１０ｍ＾２／ｍｉｎの水を噴霧して微小粒子とした
   スプレー水を発生させ、該気水ミストと下方からの衝風
   または（および衝風ミスト）により１０℃／ｓｅｃ以上
   の冷却速度で冷却を行うことを特徴とする熱間圧延鋼線
   材の直接急冷方法。