JPH0445433B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は熱間圧延後の線材を同心円状のコイ
ルにして搬送し、結束機で結束する際に、線材に
生じる圧力疵や取扱い疵を潤滑処理で防止する方
法およびその装置に関する。

（従来の技術） 熱間圧延線材の製造は、通常、線材径5.5〜18
mmφ程度まではレーイングヘツドでコイリングさ
れ、連続的に非同心円状の線材リングがコンベア
に乗せられて冷却された後、集束タブで同心円状
のコイルに集束され、その後ハンガーフツクで結
束機まで搬送される。また、線材径が19〜55mmφ
の範囲の線材は、ポーリング捲取機で直ちに同心
円状のコイルに捲取られた後、衝風設備等で冷却
された後、ハンガーフツクで結束機まで搬送され
る。その後、フープを巻いて結束機で結束する。

上記結束の際、線材間の接触面が互いに圧迫さ
れ圧力疵を生じ、それが表面疵として製品に残
り、この疵を起点として、破断等のトラブルにつ
ながることがある。また、歩留り向上のためのコ
イルの大単重化や線材の細径側へのサイズ拡大に
より、結束機のコイル高さが高くなり、既存の熱
処理炉への装入が炉高との関係で装入できなくな
つたり、需要家のサプライスタンドに納まらなく
なつたり、更には酸洗槽にも入らなくなる等の問
題があつた。

その対策として、特開昭56−151115号公報で開
示された熱間圧延材の結束処理方法がある。この
方法では、冷却搬送過程あるいは結束時に圧延線
材に潤滑剤を塗布し圧縮結束する。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、特開昭56−151115号公報で開示された
技術は、完全に前記問題を解決するに至つていな
い。その理由は、同心円状のタイトコイル線材に
効率よく均一潤滑処理する方法がないためであ
る。

すなわち、現在最も普及している潤滑処理方法
として、エア・アトマイズ噴霧方式があるが、こ
れはタイトコイル状線材の内部に噴霧が入り込め
ないので、潤滑処理できる部分もコイルの表層部
分に限られる。また、噴霧されたフユームが周囲
に散乱するので、排気装置等の設備も必要であつ
た。また、他の方法として潤滑剤を含む水溶液に
浸漬する方法や、シヤワー状にかけて処理する方
法がある。しかし、これらの方法ではコイル内部
まで潤滑剤は入り込むが、コイル下端部分に潤滑
剤が流下して集中する。この結果、コイル下端に
ある線材の潤滑厚みが厚くなるほか、いづれもコ
イル内に付着滞留した水溶液の水切れが悪く、下
工程まで水が滴り、乾きが悪いため、結束時に水
がにじみ出て、周囲環境を悪化する問題がある。
このことは、コイルによる潤滑剤の持出し量も多
くなり、部分的に回収して使用するにしても、フ
イルターや、循環ポンプ、下に滴つた水溶液を集
めるピツト等が必要になり、全体として設備が大
型化する問題がある。

（問題点を解決するための手段） この発明の線材の潤滑処理方法は、線材コイル
を結束する前に、線材コイルに潤滑剤を供給して
線材コイルのリング間を潤滑する方法において、
線材コイルのリング間に潤滑剤を含む泡沫を圧入
して供給する。

ここで使用する潤滑剤を含む泡沫は、界面活性
剤や水溶性ポリマーからつくられる。界面活性剤
そのものが潤滑特性を持つものであれば、別に起
泡剤を添加することなく発泡させることができ
る。潤滑剤に起泡性のない場合には、起泡剤とし
て界面活性剤や水溶性ポリマーを添加する。ま
た、線材の温度が高く、泡沫がすぐ消えるような
状況にあつては、アルキル硫酸エステル塩に高級
アルコールを微量添加する等の対応をとること
で、潤滑用泡沫を安定して供給することができ
る。

発泡剤として界面活性剤を使用すると、界面活
性剤が気液表面に吸着し、表面張力を低下させる
と共に表面粘度を増加させ、泡形成時の発泡性、
泡径の大小あるいは均一性、安定性等が改善され
る。また、水溶性ポリマーを使用すると、これら
が主に気液表面の表面粘性あるいは表面粘弾性を
向上させ、安定な泡を形成することによるもので
ある。このように、界面活性剤や水溶性ポリマー
を起泡剤として使用すると、生成した泡が均一
化、安定化する。

ここでいう界面活性剤とは、気液表面に吸着し
て表面活性を低下させる水可溶性の有機系化合物
のことである。たとえば、硫酸塩類（高級アルコ
ール硫酸エステル塩類その他）、アニオン活性剤
（脂肪アルコールリン酸エステル塩類その他）、カ
チオン系活性剤（脂肪族アミン塩類その他）非イ
オン系活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエー
テル類その他）、両性活性剤（アルキルベタイン
その他）等が主だつた物として挙げられるが、こ
れに限定されるものではない。

泡生成に際しては、これら界面活性剤の１種あ
るいは２種以上の混合物を水に対し0.001〜40％
になるよう加え使用することが好ましい。

水溶性ポリマーとしては、天然、合成、半合成
の水可溶性ポリマーが有り、たとえばコーンスタ
ーチ、デンプン類、ビスコース、メチルセルロー
ス、エチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポ
リアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリマレ
イン酸共重合体、ポリエチレンイミン、サポニン
等が主だつた物として挙げられるが、これに限定
されるものではない。

泡生成に関しては、これら水溶性ポリマーの１
種あるいは２種以上を水に対し0.01〜30％になる
よう加え使用することが望ましい。

以上述べた界面活性剤と水溶性ポリマーは任意
の割合で混合して使用してもよい。また、泡の性
状や安定性を改善するため、界面活性剤水溶液あ
るいは界面活性剤と水溶性ポリマーの混合液に適
量のキレート剤、ビルダー、高級アルコール等を
加えてもよい。

キレート剤としては、たとえばジヒドロキシエ
チルグリシン、ヒドロキシエチルイミノ２酢酸等
のアミノカルボン酢酸、クエン酸ソーダ、グリコ
ン酸ソーダ等のオキシカルボン酸、ポリカルボン
酸、ヒドロキシエタンジホスホン酸、等のホスホ
ン酸類あるいはトリボリリン酸ソーダ、ピロリン
酸ソーダ等の縮合リン酸塩等が有り、１種または
２種以上を0.001〜20％使用するのが好ましい。
高級アルコールは、炭素数が６〜36の１級および
２級のアルコールが好ましく、ヘキサノール、オ
クタノール、ラウリルアルコール、ミリスチルア
ルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコ
ール、オレイルアルコール、炭素数が18，24，36
等のゲルベアルコール等の１種または２種以上を
界面活性剤に対し0.5〜30％加えてもよい。ビル
ダーとして、たとえば珪酸ソーダ、硫酸ソーダ、
炭酸ソーダ等を上記配合物に対し0.1〜30％加え
てもよい。

一般に線材径の細いほど、また充填密度の大き
いほどコイル内部の潤滑処理が難しくなるが、潤
滑剤を含む泡沫の中の水分量を増加して泡沫の流
動性を増加することで容易に潤滑できる。逆に線
材径の太いほど、また充填密度の小さいほどコイ
ルにかけた泡沫がコイル下端から滴り易くなるの
で、泡沫の中の水分量を減ずると共に、供給量も
下げて潤滑する。

なお、これら発泡剤を使用せず強制攪拌等の機
械力のみにより泡を形成させる方法も考えられる
が、このようにして形成された泡は表面エネルギ
ーが高く、表面粘性も低いために泡も不均一で、
安定性が悪い。このため、線材の潤滑条件が一定
せず、ロツト振れ、品質の振れが生じ、目標とす
る品質の鋼材を安定して製造することは困難であ
る。

線材コイルのリング間に潤滑剤を含む泡沫を圧
入することは、たとえば次に述べる第２の発明の
線材の潤滑処理装置を用いることにより容易に達
成される。

この発明の線材の潤滑処理装置は上記第１の発
明の方法を実施するもので、線材コイル面に向い
合う加圧面を有し、内圧により伸縮可能なバツグ
状膨張体と、バツグ状膨張体に加圧流体を供給す
る装置と、線材コイル面と前記加圧面との間に潤
滑剤を含む泡沫を供給する装置とからなつてい
る。バツグ状膨張体はゴムやプラスチツク布など
の柔軟な材料で作られる。取扱い、コストの点か
ら、加圧流体として圧縮空気が最適である。な
お、上記バツグ状膨張体をコイル軸方法に沿つて
仕切られた複数の膨張室により構成してもよい。

（作用） 泡沫を潤滑剤として線材コイルに適用した場
合、発泡倍率（泡容積（）／水溶液容積（））
が小さいほど、すなわち泡中の水分が高いほど泡
沫の粘性が小さい。このため、泡沫は自重により
線材表面をつたつて下降し、線材全体を十分に潤
滑処理しないまま、滴り落ちる。効果が得られな
い。したがつて、発泡倍率を高くして粘性を増加
させることが望ましい。一方、粘性を高くすると
泡沫の流動性が悪くなるので、線材コイルのリン
グの間の隙間を泡沫で完全に埋めることは困難に
なる。しかし、この発明では線材コイルのリング
間に泡沫を圧入するようにしているので、高い粘
性を有する泡沫でも線材全体に均一に付着させる
ことができる。また、この時の水分量、すなわち
潤滑剤は発泡倍率が上つた分だけ少なくてすみ、
潤滑剤の大幅な節約もできる。

第２の発明による線材の潤滑処理装置におい
て、線材コイルに潤滑剤を含む泡沫を供給するに
は、まずバツグ状膨張体の加圧面を線材コイル面
に向い合せる。両面を向い合わせるには、たとえ
ば線材コイルの内側にバツグ状膨張体を、少なく
とも線材コイル全長にわたつて挿入する。つい
で、泡沫供給装置から両面の間に泡沫を供給し、
充填する。そして、バツグ状膨張体に加圧流体を
供給すると、バツグ状膨張体は膨張し、加圧面が
泡沫を線材コイルのリング間の隙間に押し込む。

なお、前記バツグ状膨張体がコイル軸方向に沿
つて仕切られて複数の膨張室からなつている場合
には、バツグ状膨張体は一様に膨らみ、泡沫は線
材コイルのリング間の隙間に一層均一に圧入され
る。

（実施例） 第１図および第２図はそれぞれこの発明の方法
を実施する装置の一例を示しており、第１図は側
面からみた断面図および第２図は正面からみた断
面図である。

水溶液潤滑処理装置１は、エアバツグ２、圧縮
空気供給装置７および潤滑剤を含む水溶液供給装
置１１からなつている。

エアバツグ２は外周面３が線材コイルＣ面に向
い合う加圧面となつており、プラスチツク布等で
作られる。また、エアバツグ２はコイル軸方向に
沿つて仕切られた複数の膨張室４よりなつてお
り、隣り合う膨張室４は連絡孔５により連通して
いる。

圧縮空気供給装置７はエアタンク８を備えてお
り、エアタンク８は減圧弁９および電磁式切換弁
１０を介して上記エアバツグ２に接続されてい
る。

この実施例での水溶液は、脂肪酸複合アミン塩
とアルコール系アミンを水に溶かしてそれぞれの
濃度を約0.1wt％としたものである。発泡器１４
の発泡機構としては例えば、管状の本体１５の内
部に水溶液の噴射ノズル１６および金属製のネツ
ト（図示しない）を備え、ノズルから噴射された
水溶液がネツトを通過する過程で圧縮空気と混合
され、発泡するものである。発泡器１４の一端に
は、電磁式止め弁１８を介して水溶液タンク１２
が、また減圧弁２０および電磁式止め弁２１を介
して前記エアタンク８がそれぞれ接続されてい
る。

つぎに、上記のように構成された装置により線
材コイルＣを潤滑する方法について説明する。

熱間圧延線材の製造ラインでは、鋼材を加熱炉
によつて所定温度に加熱したのち、粗圧延機およ
び中間圧延機をへて、高速ブロツクミルで所定の
寸法径の線材に加工される。ついで、レーイング
ヘツド捲線機によつて非同心円状のコイル線材と
して捲線され、調整冷却ラインで所定温度まで均
一に冷却されたのち、自動結束機によつてフープ
で結束されて次の処理工程に移送される。線材コ
イルの潤滑は上記結束の直前に行われる。

第１図に示すように線材コイルＣをハンガーフ
ツク２３に吊した状態で、線材コイルＣ内にエア
バツグ２および発泡器１４を両端より挿入する。
（片面の図省略）つぎに、止め弁１８を開いて潤
滑剤を含む水溶液を発泡器１４に約５／mim
で供給するとともに、止め弁２１を切り換えて圧
縮空気を発泡器１４に約100／mimで吹き込
む。水溶液は発泡器１４内で発泡して泡沫とな
り、発泡器１４の開口から線材コイルＣ内周面と
エアバツグ外周面３との間の空間に押し出され
る。上記空間内に泡沫が充満すると、発泡器１４
への水溶液および圧縮空間の供給を止める。そし
て、切換弁１０を切り換えてエアバツグ２内に圧
縮空間を供給する。エアバツグ２はコイルの外側
の室から順次膨張して、コイル両端部を先にシー
ルし、その後さらに膨張して、これの外周面３が
泡沫を線材コイルＣのリングの間の隙間に押し込
む。押し込まれた泡沫は線材表面に一様に付着し
て潤滑の作用をする。このように泡沫で潤滑処理
された線材コイルＣは、線材自体の持つ熱間圧延
余熱によつて即乾されつつ結束機によつて圧縮結
束を行なう。この時のエアバツク２に取付けた連
絡孔５は圧縮空気の供給と共にコイルの外側の室
から順次膨張するように、その孔径、配置が決め
られている。

第３図は前記発泡倍率をパラメータとして泡沫
供給倍率と滴り率との関係を示している。ここ
で、泡沫供給倍率および滴り率はそれぞれ次のよ
うに定義される。

泡沫供給倍率＝供給泡沫体積／コイル内空隙体積 滴り率＝滴り量／供給溶液量×100 線材径は25mmである。また、使用した潤滑剤
は、脂肪酸複合アミン塩とアルコール系アミンを
水に溶かして、濃度を変えている。

第３図から明らかなように、発泡倍率を高くす
ると滴り率が著しく低下することがわかる。この
ことは、供給した発泡の殆どが潤滑作用に有効に
寄与していることを示している。したがつて、泡
沫供給倍率を小さく、すなわち泡沫供給量を少な
くしても線材を十分に潤滑することができる。

第４図は潤滑剤の泡沫圧入（本発明の方法）、
泡沫噴射（比較例）、および空気噴霧（従来の方
法）の各方法について結束疵低減率を比較して示
したものである。線材径は25mmである。使用した
潤滑剤は脂肪酸複合アミン塩とアルコール系アミ
ンを水に溶かして、それぞれの濃度を約0.1wt％
にしたものである。また、潤滑剤供給量は線材
1Ton当りに１である。結束疵低減率は、結束
圧力10Tonの条件で結束時の圧縮疵深さ0.01mm以
上の疵の個数に基づいて求めた。

第４図から明らかなように、この発明の方法に
よれば圧縮疵は殆ど発生していない。また、従来
法の結束疵低減率はこの発明の方法のものの約1/
３である。

この発明は上記実施例に限られるものではな
く、たとえば線材コイルの外周面から泡沫を圧入
するようにしてもよい。

（発明の効果） 従来、最も普及しているエア・アトマイズ噴霧
方式で潤滑して圧縮結束したものに比べて、この
発明による泡沫潤滑された線材コイルは、圧縮結
束の際、泡沫で内部まで均一に潤滑処理できる。
したがつて、結束時の圧縮疵を大幅に低減するこ
とができ、コイル高さも低くなる。このことによ
り、圧縮疵を起点とした破断等のトラブルを皆無
にすることができる。さらに、コイルの大単重化
や線材の細径即へのサイズ拡大を実施しても、既
存の熱処理炉への装入、ならびに需要家でのサプ
ライスタンドおよび酸洗槽での、結束後のコイル
高さによるトラブルを引起こすことなく実施可能
である。さらにまた、水溶液の滴りやフユーム等
の発生がなく、コイル下部から滴り落ちた潤滑剤
の処理設備や飛散した潤滑剤の処理設備は不要で
ある。

また、この発明では泡沫を圧入するようにして
いるので、粘性の高い潤滑剤を使用することがで
きるとともに、潤滑剤を線材に均一に付着させる
ことができる。したがつて、コイル下端からの潤
滑剤の滴りも極くわずかで塗布効率の高く、また
疵低減率は一層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれこの発明の方法
を実施する装置の一例を示しており、第１図は側
面からみた断面図および第２図は正面からみた断
面図、第３図は発泡倍率をパラメータとして泡沫
供給倍率と滴り率との関係を示す線図、ならびに
第４図は潤滑剤の泡沫圧入（本発明の方法）、泡
沫噴射（比較例）、および空気噴霧（従来の方法）
の各方法について結束疵低減率を比較して示す棒
グラフである。 １……潤滑処理装置、２……エアバツグ、３…
…エアバツグ外周面、４……膨張室、７……圧縮
空気供給装置、１１……水溶液供給装置、１４…
…発泡器、２３……ハンガーフツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 線材コイルを結束する前に、線材コイルに潤
   滑剤を供給して線材コイルのリング間を潤滑する
   方法において、線材コイルのリング間に潤滑剤を
   含む泡沫を圧入して供給することを特徴とする線
   材の潤滑処理方法。 ２ 線材コイルを結束する前に、線材コイルに潤
   滑剤を供給して線材コイルのリング間を潤滑する
   装置において、線材コイル面に向い合う加圧面を
   有し、内圧により伸縮可能なバツグ状膨張体と、
   バツグ状膨張体に加圧流体を供給する装置と、線
   材コイル面と前記加圧面との間に潤滑剤を含む泡
   沫を供給する装置とからなることを特徴とする線
   材の潤滑処理装置。 ３ 前記バツグ状膨張体がコイル軸方向に沿つて
   仕切られて複数の膨張室からなつている特許請求
   の範囲第２項記載の線材の潤滑処理装置。