JPH03232928A - 帯鋼の連続焼入れ装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、帯鋼を連続して焼入れ処理するための連続
焼入れ装置に係わり、特に、薄肉の帯鋼を処理するのに
好適した帯鋼の連続焼入れ装置に関する。

（従来の技術） この種の連続焼入れ装置は、帯鋼の走行方向でみて、加
熱炉の下流直後に配置された、所謂、対の冷却定盤から
構成されている。これら冷却定盤は、加熱炉で所定の焼
入れ温度まで加熱され、そして、加熱炉から排出された
帯鋼を例えば上下から所定の押圧力で挟み付けるように
位置付けられており、これにより、帯鋼が一対の冷却定
盤の間を通過する過程に於いて、帯鋼の冷却、即ち、焼
入れがなされるようになっている。冷却定盤について詳
述すれば、この種の冷却定盤は、箱形をなし、帯鋼と接
触する冷却面が内部から常時冷却される構造となってお
り、また、各冷却定盤の冷却面と帯鋼との間には、焼入
れ油からなる油膜が形成されるようになっている。

（発明が解決しようする課題） 上述した従来の連続焼入れ装置は、帯鋼を上下の冷却定
盤で挟み付ける構造であるから、帯鋼は、上下の冷却定
盤に対して摺動しながら冷却されることになる。このた
め、この摺動に起因して、帯鋼の表面に筋状の傷が生じ
易い不具合がある。このような傷は、熱処理後、帯鋼の
表面を研磨して除去しなければならないが、しかしなが
ら、帯鋼の肉厚が薄いと、研磨自体が不可能となる場合
も多い。

一方、焼入れ時、帯鋼の表面に傷が発生するのを防止す
るには、一対の冷却定盤による帯鋼の押圧力を小さくす
ればよいが、この場合には、帯鋼の冷却が不十分となっ
て、焼むらが生じるばかりでなく、また、焼歪みに起因
して帯鋼の平坦性が損なわれ、製品として使用不能とな
る場合もある。

この発明は、上述した事情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、表面の傷の発生を防止し、尚
且つ、焼入れ性及び帯鋼の平坦性をも十分に確保するこ
とのできる帯鋼の連続焼入れ装置を提供することにある
。

（課題を解決するための手段） この発明に於ける帯鋼の連続焼入れ装置は、所定の焼入
れ温度に加熱された帯鋼を所定の押圧力で挟み付けなが
ら、帯鋼の走行を案内する一対の冷却ブロックと、各冷
却ブロックの帯鋼と接する冷却面を冷却する冷却手段と
、各冷却ブロックの冷却面と帯鋼との間にその一部が各
冷却ブロックの冷却面を覆うようにして介在し、帯鋼よ
りも柔らかい材質で且つ耐熱性を有した一対の帯状の保
護シートと、各保護シートと対応する冷却ブロックの冷
却面との間に焼入れ油からなる薄膜を形成する油膜形成
手段と、各保護シートを冷却ブロックの冷却面に沿い連
続的若しくは間欠的に走行させ、上記冷却面に対して新
たな保護シートの部位を供給するシート供給手段とを備
えて構成されている。

（作用） 上述した帯鋼の連続焼入れ装置によれば、所定の焼入れ
温度まで加熱された帯鋼が一対の冷却ブロックの間、即
ち、保護シートの間を通過するとき、帯鋼は、これら冷
却ブロックにより所定の押圧力で押圧されながら、耐熱
性シートを介して冷却ブロックにより冷却され、これに
より、帯鋼に対する焼入れ処理がなれれることになる。

このような焼入れ処理の際、帯鋼の表面は、保護シート
により保護された状態にある。また、各冷却ブロックの
冷却面を覆っている保護シートの部位に損傷が生じた場
合、保護シートは、シート供給手段により、冷却面に沿
って走行され、これにより、各冷却ブロックの冷却面は
常に新たな保護シートの部位で覆われることになる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第２図は、連続焼入れ装置を含む熱処理システムの全体
を示しており、この熱処理システムは、例えば、ＳＫ５
等の特殊用途鋼及びみがき特殊鋼等の薄肉の帯鋼ｌが巻
回された繰り出しロール２と、この繰り出しロール２か
ら繰り出された帯鋼１を巻き取る巻取りロール３とを備
えている。繰り出しロール２と巻取りロール３との間に
は、繰り出しロール２側から、電気加熱炉４、上記連続
焼入れ装置５、焼戻し炉６が順次配置されている。

ここで、帯鋼１は、互いに分離した複数条の帯鋼からな
るが、以下の説明に於いては、単に帯鋼１と称する。ま
た、繰り出しロール２からの帯鋼１の繰り出しは、巻取
りロール３を図示しない駆動源により駆動することでな
される。

そして、連続焼入れ装置５は、第２図から明らかなよう
に、電気加熱炉４の下流側で且つ電気加熱炉４に近接し
て配置されている。

第１図を参照すると、連続焼入れ装置５が詳細に図示さ
れており、この連続焼入れ装置５は、帯鋼１を上下から
挟むようにして配置された一対の冷却定盤、即ち、金属
製の冷却ブロック７．８を備えている。これら冷却ブロ
ック７．８は、中空の箱形形状をなし、また、帯鋼ｌの
走行方向でみて、各冷却ブロック７．８の長さ及び幅は
、所定の寸法に設定されている。つまり、冷却ブロック
の長さについてみれば、帯鋼ｌが冷却ブロック７゜８を
通過する過程に於いて、帯鋼１を十分に冷却できる長さ
となっており、また、冷却ブロック７゜８の幅について
みれば、帯鋼１を一対の冷却ブロック７．８間で完全に
挟持できる幅となっている。

従って、各冷却ブロックに於いて、帯鋼１側の面、つま
り、冷却ブロック７の場合はその下面、また、冷却ブロ
ック８の場合はその上面の夫々は冷却面９，１０となっ
ている。

そして、冷却ブロック７．８内は、内室１１と外室１２
とに夫々液密を存して区画されている。

内室１１は、冷却ブロックの長さ方向でみて、その中央
部に位置付けられている。即ち、一方の冷却ブロック７
でみた場合、内室１１は、冷却面９を形成する底壁１３
の一部と、この底壁１３に一体に連結され、断面コ字状
をなした区画壁部１４とから規定されている。この区画
壁部１４は、第３図から明らかなように、冷却ブロック
７内の全幅に亙って延びている。また、区画壁部１４と
冷却ブロック７内に於ける内側上面との間には、所定の
間隔が存しており、これにより、外室１２は、内室１１
即ち、区画壁部１４を外側から囲むことになる。

第１図に示されるように、内室１１には、冷却ブロック
７の外面に開口する補給ポート１５が接続されており、
この補給ポート１５は、図示しない焼入れ油の供給源に
接続されている。従って、内室１１内は、焼入れ油で常
時溝たされている。

そして、冷却ブロック７の底壁１３には、内室１１と連
通し、且つ、その冷却面９に開口した焼入れ油の供給孔
が１６が形成されている。この実施例の場合、供給孔１
６は、例えば、冷却ブロック７の幅方向に所定の間隔を
存して複数個設けられているが、これに限らず、内室１
１を規定する底壁１３の部位の全域に亙って、供給孔１
６を分布させるようにしてもよい。

そして、冷却ブロック７の外室１２には、その冷却ブロ
ック７の外面に夫々開口する冷却水の供給ポート１７及
びその排出ポート１Ｂが接続されている。供給ポート１
７は、図示しない冷却水の供給源に接続されており、こ
れに対し、排出ポート１８は、その供給源のりザーバタ
ンクに接続されている。従って、このような構成によれ
ば、冷却ブロック７の外室１２内を通じて、冷却水を循
環させることができ、これにより、冷却ブロック７の冷
却面９を冷却することができ、また、内室１１内の焼入
れ油を冷却することができる。

他方の冷却ブロック８に於ける内室１１の構造、並びに
、その外室１２への冷却水の供給構造は、冷却ブロック
７での場合と同様であるから、同一の機能を有する部位
には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

そして、各冷却ブロック７．８の冷却面９゜１０は、帯
状の保護シート１９．２０によって、夫々覆われている
。これら保護シート１９．２０は、硝子繊維又は石綿等
の帯鋼ｌより柔らかく且つ耐熱性を有した編み物から形
成されている。

第１図に示されているように、保護シート１９゜２０は
、対応する冷却ブロック７．８の外面を覆うように引き
回されている。即ち、一方の冷却ブロック７についてみ
た場合、この冷却ブロック７には、その冷却面９から電
気加熱炉４に面した端面、そして、その上面に亙り、保
護シート１９の引き回しを案内する案内溝２１が形成さ
れており、また、他方の冷却ブロック８にも、その冷却
面ｌＯから電気加熱炉４に面した端面、そして、その下
面に亙り、保護シート２０の引き回しを案内する案内溝
２２が形成されている。従って、冷却ブロック７．８の
間を通過する帯鋼１は、実際には、保護シート１９．２
０間を通過することになる。

各保護シート１９．２０は、その繰り出しロールから繰
り出され、そして、その巻取りロールに巻取り可能とな
っており、各保護シートに於ける繰り出しロール及び巻
取りロールは、第１図に示されているように、帯鋼ｌの
走行方向でみて、対応する冷却ブロックの下流側に配置
されている。

即ち、各冷却ブロックの下流側端部には、ロールユニッ
ト２５が取付けられている。このロールユニット２５は
、上下に開口したフレーム２６を有しており、このフレ
ーム２６は、第４図に示されているように、冷却ブロッ
クの両側壁に支持されている。そして、繰り出しロール
２３のロール軸２７は、その一端がフレーム２６に回転
自在にして取り外し可能に支持されておりミその他端は
、フレーム２６に片持ち支持された回転軸２８に対し、
同じく取り外し可能に連結されている。よた、回転軸２
８のフランジ部と繰り出しロール２３との間には、圧縮
コイルばね２９が配置されており、この圧縮コイルばね
２９は、繰り出しロール２３を一方向に付勢して、この
繰り出しロール２３の位置決めをなしている。一方、巻
取りロール２４は、繰り出しロール２３の上方に配置さ
れ、そして、そのロール軸３０の両端がフレーム２６に
対して回転自在に支持されている。

第５図から明らかなように、回転軸２８に於けるフレー
ム２６側の端部には、ギア３１が取付けられたおり、こ
のギア３１は、巻取りロール２４に於けるロール軸３０
に取付けられたギア３２に噛合されている。

そして、回転軸２８に於けるギア３１とそのフランジ部
との間には、一方向クラッチ３３を介して、ピニオン３
４が取付けられており、このピニオン３４には、ラック
３５が噛合されている。このラック３５は、ステッピン
グアクチュエータ３６の出力軸３７にその回転を阻止し
て取付けられている。ここで、ステッピングアクチュエ
ータ３６は、その出力軸３７を軸方向に往復運動させる
ものであり、従って、ステッピングアクチュエータ３６
が駆動されると、出力軸３７を介して、ラック３６がそ
の軸方向に往復運動されることになる。

尚、ステッピングアクチュエータ３６の出力軸３７は、
その自由端側がフレーム２６に対して摺動自在に支持さ
れている。

このようにしてラック３６が往復運動されると、このラ
ック３６の往復運動は、ギア３４を介して、回転軸２８
の回転運動に変換されることになるが、２ ここで、回転軸２８とギア３４との間には一方向クラッ
チ３３が介在されていることから、回転軸２８は、一方
向、即ち、繰り出しロール２３から保護シートを繰り出
す方向のみに回転されることになる。また、回転軸２８
の回転は、ギア３１゜３２を介して、巻取りロール２４
のロール軸３０に伝達されるので、回転軸２８、即ち、
繰り出しロール２３の回転と同時に、巻取りロール２４
もまた、保護シートを巻き取る方向に回転されることに
なる。

従って、上述したロールユニット２５によれば、繰り出
しロール２３から保護シートを繰り出しながら、巻取り
ロール２４に保護シートを巻取ることができ、これによ
り、対応する冷却ブロックの冷却面に対し、新たな保護
シートの部位を供給することができる。

そして、一方の冷却ブロック７は、他方の冷却ブロック
８に対し、図示しない公知の押圧手段により、所定の押
圧力Ｐで押圧されている。

次に、上述した連続焼入れ装置５の作動について説明す
る。

先ず、電気加熱炉４から所定の焼入れ温度に加熱された
帯鋼１の部位が連続的にして連続焼入れ装置５、即ち、
一対の冷却ブロック７．８間に導かれると、この帯鋼ｌ
の部位は、一対の冷却ブロック７．８間を通過する過程
に於いて冷却され、これにより、帯鋼１に所定の焼入れ
処理が施されることになる。ここで、冷却ブロック７．
８の冷却面９，１０は、冷却手段により、つまり、冷却
水により常時冷却された状態にあるので、帯鋼ｌの冷却
速度を十分に確保することができる。この帯鋼ｌの冷却
について詳述すれば、冷却ブロック７．８の内室１１か
らは、供給孔１６を通じて焼入れ油が排出され、しかも
、保護シート１９．２０は前述したように編み物である
ので、排出された焼入れ油は、保護シー）１９．２０を
通して帯鋼１まで導かれることになる。従って、このよ
うな油膜形成手段により、保護シー）１９．２０の夫々
と帯鋼１との間には、第６図に示される如く、焼入れ油
からなる油膜３８が形成されることになる。従って、帯
鋼１の熱は、冷却面９．ＩＯにより冷却されている焼入
れ油を介して逃がされ、これにより、帯鋼１に於ける所
望の冷却速度を十分に確保することができる。

また、冷却ブロック７の押圧力は、上述した油膜３８が
切れることがないように、調整されることは言うまでも
ない。

上述した焼入れ処理の際、帯鋼ｌは、冷却ブロック７．
８ではなく、保護シー）１９．２０に対して摺接するこ
とになるので、帯鋼１が冷却ブロック７．８間を通過す
る際に、帯鋼１の表面に筋状の傷がついたりするような
こともなく、また、帯鋼１は、冷却ブロック７．８の平
坦な冷却面９゜１０間に於いて、保護シー）１９．２０
を介して所定の押圧力で押圧された状態にあるので、帯
鋼ｌに焼歪みが生じることはなく、この焼入れ処理後に
於ける帯鋼１の平坦性を十分に確保することができる。

焼入れ処理された帯鋼ｌの部位は、この後、冷却ブロッ
ク７．８間から排出されて、焼戻し炉６５ に供給され、そして、所定の焼戻し処理がなされること
になる。

ここで、上述した焼入れ処理が長時間連続して実施され
ると、保護シート１９．２０に損傷が生じる場合がある
。この損傷は、第１図中Ａで示した部位で最も激しいが
、これは、高温で進入してくる帯鋼１により油膜３８の
焼入れ油が燃焼すること、また、Ａ部での保護シー）１
．９．２０が大きな摩擦抵抗を受けることに起因するも
のと考えられる。

保護シー１−１９．２０に損傷が生じると、帯鋼１の保
護が不十分となり、帯鋼１と冷却面とが直接に接触して
、帯鋼ｌの表面に傷をつけてしまう虞があるが、しかし
ながら、この発明の連続焼入れ装置５の場合には、上述
した不具合を確実に防止することができる。即ち、保護
シートの一部が損傷した場合には、シート供給手段であ
るロールユニット２６、つまり、そのステッピングアク
チュエータ３６を駆動することにより、その巻取りロー
ル２４に保護シートを巻き取ると同時に、そ６ の繰り出しロール２３から保護シートを繰り出すことで
、帯鋼１の走行を停止することなく、対応する冷却ブロ
ックの冷却面に対し、常に新たな保護シートの部位を供
給して、その冷却面を覆うことができ、これにより、保
護シートを使用して、帯鋼ｌに生じる傷を確実に防止す
ることができる。

この発明は、上述した一実施例に制約されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、一実施例では、
冷却面９．１０を覆う保護シート１９．２０の部位を帯
鋼ｌの走行方向と同じ方向に走行させるようにしたが、
保護シート１９．２０の走行方向を逆向きとしてもよい
し、また、ステッピングアクチュエータ３６から回転軸
２８までの間に増速ギア機構を介在させて、保護シート
の巻取り速度、即ち、その走行速度を大きくすることも
できる。

更に、一実施例では、保護シートを必要に応じ走行させ
ることで、各冷却ブロックの冷却面に対し新たな保護シ
ートの部位を間欠的に供給するようにしたが、冷却面に
対し、保護シートを常時所定の速度で移動させるように
してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明の連続焼入れ装置は、各
冷却ブロックの冷却面を、焼入れ処理すべき帯鋼よりも
柔らかく且つ耐熱性を有した保護シートで覆うようにし
たから、焼入れ処理中、帯鋼が冷却ブロック間を通過し
ても、この帯鋼の表面に傷をつけるようなことはない。

また、このように帯鋼の表面に発生する傷を防止するこ
とができることから、一対の冷却ブロック間に於いて、
帯鋼をしっかりと挟持でき、これにより、帯鋼の焼歪み
を防止して、帯鋼の平坦性をも確保することができる。

また、保護シートが損傷した場合には、各冷却ブロック
の冷却面に対し、新たな保護シートの部位を供給するこ
とができるので、この点からも、帯鋼の表面に於ける傷
の発生を確実に防止できる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す連続焼入れ装置を
一部破断して示す図、第２図は、第１図の連続焼入れ装
置を含む熱処理システム全体の概略図、第３図は、第１
図中、■−■線に沿う断面図、第４図は、ロールユニッ
トの一部を破断して示す平面図、第５図は、第４図中、
Ｖ−ｖ線に沿う断面図、第６図は、第１図中、■部の拡
大図である。 ７．８・・・冷却ブロック、９，１０・・・冷却面、１
９゜２０・・・保護シート、２３・・・繰り出しロール
、２４・・・巻取りロール、２５・・・ロールユニット
、３６・・・ステッピングアククチュエータ、３８・・
・油膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の焼入れ温度に加熱された帯鋼を所定の押圧
   力で挟み付けながら、帯鋼の走行を案内する一対の冷却
   ブロックと、各冷却ブロックの帯鋼と接する冷却面を冷
   却する冷却手段と、各冷却ブロックの冷却面と帯鋼との
   間にその一部が各冷却ブロックの冷却面を覆うようにし
   て介在し、帯鋼よりも柔らかい材質で且つ耐熱性を有し
   た一対の帯状の保護シートと、各保護シートと対応する
   冷却ブロックの冷却面との間に焼入れ油からなる薄膜を
   形成する油膜形成手段と、各保護シートを冷却ブロック
   の冷却面に沿い連続的若しくは間欠的に走行させ、上記
   冷却面に対して新たな保護シートの部位を供給するシー
   ト供給手段とを具備したことを特徴とする帯鋼の連続焼
   入れ装置。
2. （２）保護シートは、焼入れ油を染み込み可能な編み物
   からなっており、油膜形成手段は、薄膜を形成する焼入
   れ油を保護シートを通して供給することを特徴とする請
   求項１に記載の帯鋼の連続焼入れ装置。