JPH0460724B2 - - Google Patents
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- JPH0460724B2 JPH0460724B2 JP58218826A JP21882683A JPH0460724B2 JP H0460724 B2 JPH0460724 B2 JP H0460724B2 JP 58218826 A JP58218826 A JP 58218826A JP 21882683 A JP21882683 A JP 21882683A JP H0460724 B2 JPH0460724 B2 JP H0460724B2
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- air
- conveyor
- slots
- cooling air
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
- C21D9/5732—Continuous furnaces for strip or wire with cooling of wires; of rods
-
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- C21—METALLURGY OF IRON
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、製品の物理的性質を制御するために
熱間圧延スチールロツドを圧延直後に冷却および
処理するための方法および装置に関するもので、
とりわけ、寸法および鋼の化学的性質が大幅に異
なる熱間圧延スチールロツドの冷却および/また
は処理の制御および汎用性を改善するのに適する
方法および装置に関する。
熱間圧延スチールロツドを圧延直後に冷却および
処理するための方法および装置に関するもので、
とりわけ、寸法および鋼の化学的性質が大幅に異
なる熱間圧延スチールロツドの冷却および/また
は処理の制御および汎用性を改善するのに適する
方法および装置に関する。
スチールロツド(即ち、外径が7/32インチから
1/2インチ)を熱間圧延および冷却する場合、
1964年頃までは、ロツドを圧延し、送出管内の水
により冷却した御、強制空冷しながら、あるいは
強制空冷せずにそれを巻取つて束にすることが一
般的に行なわれていた。しかし、そのような方法
は、スチールの物理的性質を制御することができ
ず、また焼(酸化)減りが相当ある点で重大な欠
陥があつた。一般に、そのような方法で処理され
た、炭素含有率の中位から高位(即ち、炭素含有
率0.3%から0.9%)のスチールロツドはワイヤー
に引抜き加工される前に、パテンチングと呼ばれ
る熱処理を必要とした。その方法により炭素含有
率の低い(即ち、0.3%から0.20%までの炭素含
有率)のスチールロツドが製造され、それは、場
合によつては、熱処理無しに最終製品に加工でき
たが、大抵の場合は、焼なましや同様の処理を必
要とした。低合金および高合金含有率のもので
は、更に熱処理することが不可避的に必要であつ
た。
1/2インチ)を熱間圧延および冷却する場合、
1964年頃までは、ロツドを圧延し、送出管内の水
により冷却した御、強制空冷しながら、あるいは
強制空冷せずにそれを巻取つて束にすることが一
般的に行なわれていた。しかし、そのような方法
は、スチールの物理的性質を制御することができ
ず、また焼(酸化)減りが相当ある点で重大な欠
陥があつた。一般に、そのような方法で処理され
た、炭素含有率の中位から高位(即ち、炭素含有
率0.3%から0.9%)のスチールロツドはワイヤー
に引抜き加工される前に、パテンチングと呼ばれ
る熱処理を必要とした。その方法により炭素含有
率の低い(即ち、0.3%から0.20%までの炭素含
有率)のスチールロツドが製造され、それは、場
合によつては、熱処理無しに最終製品に加工でき
たが、大抵の場合は、焼なましや同様の処理を必
要とした。低合金および高合金含有率のもので
は、更に熱処理することが不可避的に必要であつ
た。
米国特許第3231432号明細書、同第3320101号明
細書、および同第3390871号明細書に示されるよ
うに、1964年には所謂ステルマー(Stelmer)プ
ロセスの出現により産業界に大きな変化がもたら
されたが、その理由は、中位から高位までの炭素
含有率のものにおいて、多くの場合、熱処理を必
要とすることなく最終製品に加工しうるような方
法で、ロツドを圧延したり、配列したり、冷却し
たり、集めたりすることが可能になつたからであ
る。これは、最初に送出管内で約800℃にロツド
を水冷してから、それを移動コンベア上に広げら
れたリング状に載置し、該コンベアおよびリング
に空気を送風して該ロツドを変態させながら冷却
することによつて達成される。ステルマープロセ
スは広く用いられるようになり、急激に従来の方
法を実際に全く時代遅れにしてしまつた。
細書、および同第3390871号明細書に示されるよ
うに、1964年には所謂ステルマー(Stelmer)プ
ロセスの出現により産業界に大きな変化がもたら
されたが、その理由は、中位から高位までの炭素
含有率のものにおいて、多くの場合、熱処理を必
要とすることなく最終製品に加工しうるような方
法で、ロツドを圧延したり、配列したり、冷却し
たり、集めたりすることが可能になつたからであ
る。これは、最初に送出管内で約800℃にロツド
を水冷してから、それを移動コンベア上に広げら
れたリング状に載置し、該コンベアおよびリング
に空気を送風して該ロツドを変態させながら冷却
することによつて達成される。ステルマープロセ
スは広く用いられるようになり、急激に従来の方
法を実際に全く時代遅れにしてしまつた。
ステルマープロセスは炭素含有量の高いスチー
ルロツドに対して多大の節約をもたらしたが、炭
素含有量の低いスチールロツドに対しては、焼減
りを減少させる点以外ではたいして効果はなかつ
た。実際、低炭素含有量のロツドを余りにも急激
に冷却しすぎて、多くの使用目的のためには、そ
の抗張力を大きく(従つて、延性を少さく)しす
ぎる傾向があつた。その結果、ステルマープロセ
スの出現後においても、低炭素含有量のロツドを
焼なますには、多かれ少かれ従来の方法が変更さ
れることなく使用され続けた。しかしながら、低
炭素スチールロツドはスチールロツドの需要の約
75%から80%を占め、従つて焼なましに要する費
用が非常に大きなものとなり、このためステルマ
ー装置を低炭素ロツドを徐々に冷却するのに応用
するための研究が続けられてきた。これに加え
て、スチールベルト製自動車用ラジアルタイヤ、
特殊な補強材、および溶接棒等において、合金成
分を使用した製品の需要が高まるとともに、低合
金スチールロツドが大量に圧延されるようになつ
てきたが、そのような低合金スチールは、急冷の
ために装備されたステルマー型の装置ではこれま
で不可能であつたような、以上に緩りした冷却を
必要とする。
ルロツドに対して多大の節約をもたらしたが、炭
素含有量の低いスチールロツドに対しては、焼減
りを減少させる点以外ではたいして効果はなかつ
た。実際、低炭素含有量のロツドを余りにも急激
に冷却しすぎて、多くの使用目的のためには、そ
の抗張力を大きく(従つて、延性を少さく)しす
ぎる傾向があつた。その結果、ステルマープロセ
スの出現後においても、低炭素含有量のロツドを
焼なますには、多かれ少かれ従来の方法が変更さ
れることなく使用され続けた。しかしながら、低
炭素スチールロツドはスチールロツドの需要の約
75%から80%を占め、従つて焼なましに要する費
用が非常に大きなものとなり、このためステルマ
ー装置を低炭素ロツドを徐々に冷却するのに応用
するための研究が続けられてきた。これに加え
て、スチールベルト製自動車用ラジアルタイヤ、
特殊な補強材、および溶接棒等において、合金成
分を使用した製品の需要が高まるとともに、低合
金スチールロツドが大量に圧延されるようになつ
てきたが、そのような低合金スチールは、急冷の
ために装備されたステルマー型の装置ではこれま
で不可能であつたような、以上に緩りした冷却を
必要とする。
このような低炭素スチールの問題の部分的な解
決策は、ステルマー型の冷却のために装備された
ロツド圧延装置を高炭素ロツド用に使用するとと
もに、米国特許第3711338号明細書に記載されて
いるように、低炭素ロツドを圧延して徐冷し、あ
るいは部分的に焼なますための追加の装置を装備
することであつた。圧延装置の送出し速度は
20000fpmの範囲まで増大し始めるにつれて、単
一の装置により多くの汎用性を支えて高速圧延の
利点を達成すると同時に、スチールロツド製品の
全範囲に亘つて最適の加工条件を与えることが、
より望ましくなる。
決策は、ステルマー型の冷却のために装備された
ロツド圧延装置を高炭素ロツド用に使用するとと
もに、米国特許第3711338号明細書に記載されて
いるように、低炭素ロツドを圧延して徐冷し、あ
るいは部分的に焼なますための追加の装置を装備
することであつた。圧延装置の送出し速度は
20000fpmの範囲まで増大し始めるにつれて、単
一の装置により多くの汎用性を支えて高速圧延の
利点を達成すると同時に、スチールロツド製品の
全範囲に亘つて最適の加工条件を与えることが、
より望ましくなる。
汎用性についての初期の試みは1960年代の後半
にオランダで実行に移され、これでは、典型的な
ステルマー棒とチエーン型コンベアが、回動可能
に取付けられた、着脱可能な絶縁カバーにより覆
われていた。また、徐冷が必要なときには、トラ
ンシツト(transite)パネルがコンベアの棒の間
に挿入されたが、これは部分的にのみ成功しただ
けであつた。単一のコイル内で0.5℃/secから2
℃/secまでの冷却率が達成された。しかし、徐
冷は大抵の製品に対して十分均一ではなかつたの
で、この方法は商業的には採用されなかつた。
にオランダで実行に移され、これでは、典型的な
ステルマー棒とチエーン型コンベアが、回動可能
に取付けられた、着脱可能な絶縁カバーにより覆
われていた。また、徐冷が必要なときには、トラ
ンシツト(transite)パネルがコンベアの棒の間
に挿入されたが、これは部分的にのみ成功しただ
けであつた。単一のコイル内で0.5℃/secから2
℃/secまでの冷却率が達成された。しかし、徐
冷は大抵の製品に対して十分均一ではなかつたの
で、この方法は商業的には採用されなかつた。
汎用性についての他の試みは米国特許第
3711338号明細書に記載されている。これにおい
て、ローラ・ハース・フアーニス(roller
hearth furnace)は、ステルマーコンベアを圧延
ミルの側部に移動させるとともに炉を該圧延ミル
に整列させて、最初に、部分的にマルテンサイト
を生成するのに充分な速度で非常に急激に冷却し
て、それから焼なまし(マルテンパー)型の処理
を行なえるようにする装置を備えた典型的なステ
ルマー装置に沿つて配置されている。
3711338号明細書に記載されている。これにおい
て、ローラ・ハース・フアーニス(roller
hearth furnace)は、ステルマーコンベアを圧延
ミルの側部に移動させるとともに炉を該圧延ミル
に整列させて、最初に、部分的にマルテンサイト
を生成するのに充分な速度で非常に急激に冷却し
て、それから焼なまし(マルテンパー)型の処理
を行なえるようにする装置を備えた典型的なステ
ルマー装置に沿つて配置されている。
汎用性に対する更に他の試みが米国特許第
3930900号明細書に記載されており、そこでは、
回動可能に取付けられた、着脱可能なカバーに担
持された輻射加熱要素が冷却速度を遅延させるた
めに用いられている。この装置は或る種の製品に
対して良い成果をあげる。汎用性についてのまた
別の試みが米国特許第4242153号明細書に記載さ
れており、これでは、ステルマーと並列的にバツ
チ・オースンパリング、マルテンパリングおよび
焼なましを自由に選択することができる。
3930900号明細書に記載されており、そこでは、
回動可能に取付けられた、着脱可能なカバーに担
持された輻射加熱要素が冷却速度を遅延させるた
めに用いられている。この装置は或る種の製品に
対して良い成果をあげる。汎用性についてのまた
別の試みが米国特許第4242153号明細書に記載さ
れており、これでは、ステルマーと並列的にバツ
チ・オースンパリング、マルテンパリングおよび
焼なましを自由に選択することができる。
更に、徐冷および急冷モードにおける最近の発
見は、徐冷および急冷モードに付加的な処理を自
由に選択的に加えられるようにすることが望まし
いことを示した。
見は、徐冷および急冷モードに付加的な処理を自
由に選択的に加えられるようにすることが望まし
いことを示した。
例えば、徐冷モードの均一性を達成するため、
「IRC」(間欠再加熱冷却)と呼ばれる方法が望ま
しい。「IRC」は本出願に関連する係属中の米国
出願第215331号明細書(出願日:1980年12月11
日)(また、ヨーロツパ特許出願第81300094.0号
参照)に記載されており、それは、ロツドを、絶
縁された「加熱箱」の状態で測定時間だけ冷却さ
せ、その後リングを、炉内のように、上下からロ
ツドリングに高熱が加えられる区域に通過させる
ことにより熱流の方向を逆転させることを含む。
このようにして、露出されて急激に冷却された場
所がより一層急激に再加熱され、即ち、それらが
前記したようにより一層急激に冷却されたのとは
逆であり、これによつて温度の違いが均一化され
る。勿論、間欠的に高熱を加えるのは徐々に減少
されて、徐々に均一に全体が冷却される。しかし
ながら、焼もどし、あるいは焼なましを行ないた
い場合には、間欠的に高熱を加えることをそのま
ま維持することもできる。
「IRC」(間欠再加熱冷却)と呼ばれる方法が望ま
しい。「IRC」は本出願に関連する係属中の米国
出願第215331号明細書(出願日:1980年12月11
日)(また、ヨーロツパ特許出願第81300094.0号
参照)に記載されており、それは、ロツドを、絶
縁された「加熱箱」の状態で測定時間だけ冷却さ
せ、その後リングを、炉内のように、上下からロ
ツドリングに高熱が加えられる区域に通過させる
ことにより熱流の方向を逆転させることを含む。
このようにして、露出されて急激に冷却された場
所がより一層急激に再加熱され、即ち、それらが
前記したようにより一層急激に冷却されたのとは
逆であり、これによつて温度の違いが均一化され
る。勿論、間欠的に高熱を加えるのは徐々に減少
されて、徐々に均一に全体が冷却される。しかし
ながら、焼もどし、あるいは焼なましを行ないた
い場合には、間欠的に高熱を加えることをそのま
ま維持することもできる。
急冷モードにおける最近の発見は、ロツドが比
較的冷たいコンベアに比較的高い温度(オーステ
ナイトの結晶粒成長が急激である温度)で載置さ
れて、空気がロツドの全部分に最初徐々に、且つ
変態の間に最大強度になるように強制的に加えら
れたとき、鉛パテンチングされたロツドの特性に
近い特性を有するロツドが作られうることを示し
ている。この方法はまた本出願に関連する係属中
の米国特許出願第215331号明細書(出願日:1980
年12月10日)に記載されている。
較的冷たいコンベアに比較的高い温度(オーステ
ナイトの結晶粒成長が急激である温度)で載置さ
れて、空気がロツドの全部分に最初徐々に、且つ
変態の間に最大強度になるように強制的に加えら
れたとき、鉛パテンチングされたロツドの特性に
近い特性を有するロツドが作られうることを示し
ている。この方法はまた本出願に関連する係属中
の米国特許出願第215331号明細書(出願日:1980
年12月10日)に記載されている。
本発明は以上のような装置においてスチールロ
ツドの効率的な冷却を行なう装置を提供すること
を目的とする。そのため、本発明においては、ま
ず互にずれて重なり合つた一連のリングをなすよ
うに配列された熱間圧延スチールロツドを、複数
のローラ38,63,64,66によつて搬送す
る。各ローラの下にはローラの軸方向に伸びるス
ロツト48を設け、導管42,40を介してフア
ン32により前記スロツトからローラの下側に対
して冷却空気を供給する。これにより冷却空気は
ローラの周りを流れてローラ上に置かれたリング
の下側に吹きつけられる。空気供給量はスロツト
の長さ方向に応じて調節することができる。
ツドの効率的な冷却を行なう装置を提供すること
を目的とする。そのため、本発明においては、ま
ず互にずれて重なり合つた一連のリングをなすよ
うに配列された熱間圧延スチールロツドを、複数
のローラ38,63,64,66によつて搬送す
る。各ローラの下にはローラの軸方向に伸びるス
ロツト48を設け、導管42,40を介してフア
ン32により前記スロツトからローラの下側に対
して冷却空気を供給する。これにより冷却空気は
ローラの周りを流れてローラ上に置かれたリング
の下側に吹きつけられる。空気供給量はスロツト
の長さ方向に応じて調節することができる。
種々の形態の冷却空気送風装置が本発明の範囲
内に組まれる。その一つの実施例では、米国特許
第3930900号明細書に記載されるように、空気供
給用高圧室をローラおよび加熱装置の下に設け、
この空気供給用高圧室を各ローラの直下のスロツ
トに連通させてそこに冷却空気を供給する。この
実施例において、各ローラの全長に沿つて異なる
圧力で供給される冷却空気は各ローラの下面に直
接噴射されて、冷却空気流がローラの表面に沿つ
て流れて該ローラの頂部でその上方に配置された
ロツドリングに対して収束するように分流され
る。この実施例では、冷却空気が最初ローラの表
面を通り、且つまたローラの表面がロツドとの接
触により高温になつているので、冷却空気はロツ
ドに達する前に加熱され、これによつて、大気圧
下では温度が273℃上昇する毎に空気の体積が2
倍になるというシヤルルの法測のように、冷却空
気はロツドに達する前に予め膨張され、その膨張
により冷却空気流の速度を加速してロツドに対す
る冷却空気の衝突力を増大させる。
内に組まれる。その一つの実施例では、米国特許
第3930900号明細書に記載されるように、空気供
給用高圧室をローラおよび加熱装置の下に設け、
この空気供給用高圧室を各ローラの直下のスロツ
トに連通させてそこに冷却空気を供給する。この
実施例において、各ローラの全長に沿つて異なる
圧力で供給される冷却空気は各ローラの下面に直
接噴射されて、冷却空気流がローラの表面に沿つ
て流れて該ローラの頂部でその上方に配置された
ロツドリングに対して収束するように分流され
る。この実施例では、冷却空気が最初ローラの表
面を通り、且つまたローラの表面がロツドとの接
触により高温になつているので、冷却空気はロツ
ドに達する前に加熱され、これによつて、大気圧
下では温度が273℃上昇する毎に空気の体積が2
倍になるというシヤルルの法測のように、冷却空
気はロツドに達する前に予め膨張され、その膨張
により冷却空気流の速度を加速してロツドに対す
る冷却空気の衝突力を増大させる。
他の実施例では、ローラの周囲に、冷却空気を
ローラの頂部に導いてロツドリングに直接衝突さ
せるように働くガイドが設けられる。
ローラの頂部に導いてロツドリングに直接衝突さ
せるように働くガイドが設けられる。
更に他の実施例では、ローラは穴あるいは溝を
穿設され、冷却空気がローラの一端から吹込まれ
て該ローラの穴を通つてその頂部から密に配列さ
れたリング内へ吹出される。ローラの頂部におい
て空気を穴に集合させるのはローラの回りの固定
そらせ板により行なわれる。
穿設され、冷却空気がローラの一端から吹込まれ
て該ローラの穴を通つてその頂部から密に配列さ
れたリング内へ吹出される。ローラの頂部におい
て空気を穴に集合させるのはローラの回りの固定
そらせ板により行なわれる。
強制空気用のスロツトをリング配列の直下に配
置した実施例は、このようにしてのみ、冷却空気
をリング配列の密集部を通過させることができる
ので有利である。このように冷却空気がリング配
列の密集部を通過できるのは、前記したように空
気の膨張要因によるものである。而して、20℃の
冷却空気が1000℃のロツドに接触すると、冷却空
気の体積が3倍以上に膨張するか、あるいはその
圧力が3倍以上に増大する。これらの反作用のい
ずれかが実際に起こり、密に詰め込まれたストラ
ンドを通つて自由に逃げることができず、従つて
その圧力は温度の上昇とともに増大する。もし空
気送風スロツトがリング配列に対して直接保持さ
れていなければ、背圧により該リング配列を通る
冷却空気の前進が遅延されるだけで、その結果、
長年の間典型的ステルマー装置において観察され
てきたように、密に重なり合つた部分で緩やかな
冷却が生じる。このような局部的な徐冷は、本願
に関連する係属中の米国特許出願第215335号明細
書で述べた理由により、最初に考えられた程有害
ではないが、鉛パテンチングの質を均一にするた
め、変態時に従来のステルマー装置よりも急激に
冷却するのが望ましく、冷却空気をスロツトを介
して送風してリング配列に直接々触させることは
上記の目的を達成するのを助長する。また、特定
のスロツトに空気を確実に供給して、熱による背
圧にも拘わらず冷却空気の流れを維持することが
重要であり、これは特定のスロツトあるいはスロ
ツトの組に別々に冷却空気を供給することにより
行なわれる。
置した実施例は、このようにしてのみ、冷却空気
をリング配列の密集部を通過させることができる
ので有利である。このように冷却空気がリング配
列の密集部を通過できるのは、前記したように空
気の膨張要因によるものである。而して、20℃の
冷却空気が1000℃のロツドに接触すると、冷却空
気の体積が3倍以上に膨張するか、あるいはその
圧力が3倍以上に増大する。これらの反作用のい
ずれかが実際に起こり、密に詰め込まれたストラ
ンドを通つて自由に逃げることができず、従つて
その圧力は温度の上昇とともに増大する。もし空
気送風スロツトがリング配列に対して直接保持さ
れていなければ、背圧により該リング配列を通る
冷却空気の前進が遅延されるだけで、その結果、
長年の間典型的ステルマー装置において観察され
てきたように、密に重なり合つた部分で緩やかな
冷却が生じる。このような局部的な徐冷は、本願
に関連する係属中の米国特許出願第215335号明細
書で述べた理由により、最初に考えられた程有害
ではないが、鉛パテンチングの質を均一にするた
め、変態時に従来のステルマー装置よりも急激に
冷却するのが望ましく、冷却空気をスロツトを介
して送風してリング配列に直接々触させることは
上記の目的を達成するのを助長する。また、特定
のスロツトに空気を確実に供給して、熱による背
圧にも拘わらず冷却空気の流れを維持することが
重要であり、これは特定のスロツトあるいはスロ
ツトの組に別々に冷却空気を供給することにより
行なわれる。
シールドされた穴あるいは溝付ローラを採用し
た実施例の他の側面によれば、ローラはロツドリ
ングの集中された輻射熱に非常に僅かにのみさら
されて数分の一秒間だけリングに接触する。この
ようにして、ローラ表面の熱の生成および冷却空
気の早過ぎる加熱が減少される。
た実施例の他の側面によれば、ローラはロツドリ
ングの集中された輻射熱に非常に僅かにのみさら
されて数分の一秒間だけリングに接触する。この
ようにして、ローラ表面の熱の生成および冷却空
気の早過ぎる加熱が減少される。
シールドされた穴あるいは溝付ローラの実施例
の他の特徴は、互に小さな間隔をおいて配置した
大径のローラを使用しうることである。これによ
りローラによるリングの一層良好な搬送用が可能
となり、またリングの熱にさらされている部分の
間のローラ表面からより大きな熱の放散を行なう
ことができる。
の他の特徴は、互に小さな間隔をおいて配置した
大径のローラを使用しうることである。これによ
りローラによるリングの一層良好な搬送用が可能
となり、またリングの熱にさらされている部分の
間のローラ表面からより大きな熱の放散を行なう
ことができる。
次に、図面により本発明の実施例について説明
すると、第1図には本発明装置が線図的に示され
ており、該装置は、図示しない圧延装置から高速
(20000fpm)で送出される熱間圧延スチールロツ
ドを受取るようになつた全体を10で示すコンベア
を有し、送出管には、ロツドに冷却水をかけてそ
れを圧延温度(1000℃から1100℃)から550℃の
表面温度まで冷却するために、自由に選択的に設
けられる。それから、熱間圧延ロツドは配列ヘツ
ド14に通され、そのヘツド14によつてリング
状に巻かれてからコンベア10のエンドレス・ワ
イヤ・メツシユ・ベルトの搬入部16に載置さ
れ、そのコンベア10は、その前進移動によつ
て、落下するロツドをほぐれたリング18の様に
拡げる。ここに示した配列ヘツド14はリングを
垂直軸回りに巻取るが、傾斜した軸あるいは水平
な軸の回りに巻取るようにしてもよく、送出し速
度が高い場合には水平軸が好ましい。
すると、第1図には本発明装置が線図的に示され
ており、該装置は、図示しない圧延装置から高速
(20000fpm)で送出される熱間圧延スチールロツ
ドを受取るようになつた全体を10で示すコンベア
を有し、送出管には、ロツドに冷却水をかけてそ
れを圧延温度(1000℃から1100℃)から550℃の
表面温度まで冷却するために、自由に選択的に設
けられる。それから、熱間圧延ロツドは配列ヘツ
ド14に通され、そのヘツド14によつてリング
状に巻かれてからコンベア10のエンドレス・ワ
イヤ・メツシユ・ベルトの搬入部16に載置さ
れ、そのコンベア10は、その前進移動によつ
て、落下するロツドをほぐれたリング18の様に
拡げる。ここに示した配列ヘツド14はリングを
垂直軸回りに巻取るが、傾斜した軸あるいは水平
な軸の回りに巻取るようにしてもよく、送出し速
度が高い場合には水平軸が好ましい。
第1a図において、リング18は線図的に示さ
れているが、実際には、ロツドの直径が約3/16″
から3/4″の間で変わり、またリングの直径は約
3.5′で、リングの間隔は中心について測つて、ロ
ツドの種々の処理方法の為に必要なコンベアと送
出速度に応じて約3″から1/10″までの間で変わる。
れているが、実際には、ロツドの直径が約3/16″
から3/4″の間で変わり、またリングの直径は約
3.5′で、リングの間隔は中心について測つて、ロ
ツドの種々の処理方法の為に必要なコンベアと送
出速度に応じて約3″から1/10″までの間で変わる。
コンベア10は第1図に示すように、絶縁され
た加熱カバー20,22,24,26,28およ
び30を備えていてもよい。一つの実施例では、
フアン32は各コンベア部分の下に設けられ、冷
却空気を高圧室42を介してロツドに供給するよ
うになつている。それら高圧室42はコンベアを
横切つて遮断されて多数の高圧室42a,42
b、および42c(第8図参照)を備えるように
し、これら各高圧室に別々のフアンにより冷却空
気を供給して、リングの配列がより密になつてい
るコンベアの縁部に沿つてロツドにより大きな圧
力を供給できるようにしてもよい。なお第8図に
おいてルーバ80は軸81を支点にして破線を示
すように回動し、空気供給量をスロツトの長さ方
向に沿つて調節することができる。熱はカバー2
0,22等に34a,34b等において加えられ
る。コンベア10はワイヤ・メツシユ・ベルトの
搬出部36で終わり、その搬出部36はリング1
8を収集装置37に運ぶ。
た加熱カバー20,22,24,26,28およ
び30を備えていてもよい。一つの実施例では、
フアン32は各コンベア部分の下に設けられ、冷
却空気を高圧室42を介してロツドに供給するよ
うになつている。それら高圧室42はコンベアを
横切つて遮断されて多数の高圧室42a,42
b、および42c(第8図参照)を備えるように
し、これら各高圧室に別々のフアンにより冷却空
気を供給して、リングの配列がより密になつてい
るコンベアの縁部に沿つてロツドにより大きな圧
力を供給できるようにしてもよい。なお第8図に
おいてルーバ80は軸81を支点にして破線を示
すように回動し、空気供給量をスロツトの長さ方
向に沿つて調節することができる。熱はカバー2
0,22等に34a,34b等において加えられ
る。コンベア10はワイヤ・メツシユ・ベルトの
搬出部36で終わり、その搬出部36はリング1
8を収集装置37に運ぶ。
カバー20,22等の区域において、コンベア
10は互に離隔する被動ローラ38を有し、それ
ら各ローラ38は、第1図および第2図に示すよ
うに、フアン32から小さな高圧室40を介して
冷却空気を供給され、その小さな高圧室40は大
きな高圧室42を介してフアン32に連通してい
る。ヒータ44は図示のように電気抵抗要素でも
よいし、あるいは耐火材46上に取付けられたも
つと大きなガス焼板になる輻射加熱要素でもよ
く、各対のローラ38間に配設されている。
10は互に離隔する被動ローラ38を有し、それ
ら各ローラ38は、第1図および第2図に示すよ
うに、フアン32から小さな高圧室40を介して
冷却空気を供給され、その小さな高圧室40は大
きな高圧室42を介してフアン32に連通してい
る。ヒータ44は図示のように電気抵抗要素でも
よいし、あるいは耐火材46上に取付けられたも
つと大きなガス焼板になる輻射加熱要素でもよ
く、各対のローラ38間に配設されている。
高圧室40内の圧力空気はスロツト48から上
方へ流れてローラ38の回りを通つてリング18
の下面に衝突する。高圧室40はコンベアを横切
る方向に分割するようにしてもよい。またスロツ
ト48には、各分割部分の各スロツトの幅を調節
するための羽根部材を備えるようにして、リング
を通る空気量を変化させてもよい。
方へ流れてローラ38の回りを通つてリング18
の下面に衝突する。高圧室40はコンベアを横切
る方向に分割するようにしてもよい。またスロツ
ト48には、各分割部分の各スロツトの幅を調節
するための羽根部材を備えるようにして、リング
を通る空気量を変化させてもよい。
第7図に示されるように、冷却を遅らせるため
の、あるいは熱処理のための追加的な熱が、カバ
ー20等に担持されたガス燃焼式輻射加熱管50
を介して供給されるようにしてもよい。カバー2
0等はまた、それらカバーを作動位置あるいは非
作動位置へ自動的に回動するための遠隔制御油圧
機構52を備えている。
の、あるいは熱処理のための追加的な熱が、カバ
ー20等に担持されたガス燃焼式輻射加熱管50
を介して供給されるようにしてもよい。カバー2
0等はまた、それらカバーを作動位置あるいは非
作動位置へ自動的に回動するための遠隔制御油圧
機構52を備えている。
遠隔記録式熱および圧力表示装置が、加熱要素
44,50に隣接して、絶縁されて(加熱され
て)回動可能に取付けられたカバー20,22等
内のコンベア10に沿つて狭い間隔で各高圧室4
0内に設けられている。各加熱要素はそれぞれ遠
隔操作により作動され、リモートステーシヨンか
ら押しボタン制御により種々の処理を行ないうる
ようになつている。各種処理の中で、(a)IRCを行
ない、あるいはIRCを行なわないで、密に詰込ま
れたリング配列(即ち、1インチ当り10個のリン
グ)を極めて緩り冷却すること(例えば、0.2
℃/sec)、(b)リングを低温度において約1″の間隔
を以つて配列して部分的にマルテンサイト(ある
いは、ベイナイト)を形成し、その後簡単に焼も
どしを行なうこと(米国特許第3711338号明細書
参照)、(c)低炭素あるいは中−高炭素含有ロツド
を従来のステルマー装置で行なうように処理する
こと、(d)高炭素ロツドを高温で配列し、冷却空気
をそのロツドの全部分に均等に、最初緩やかに、
またロツドの配列の密集部の変態中に最大になる
ように加え、その際、ロツド配列の下面に接触し
て配置されたジエツトから冷却空気を噴射させる
こと、あるいは(e)前記いずれかの方法を変形する
ことが実施可能である。
44,50に隣接して、絶縁されて(加熱され
て)回動可能に取付けられたカバー20,22等
内のコンベア10に沿つて狭い間隔で各高圧室4
0内に設けられている。各加熱要素はそれぞれ遠
隔操作により作動され、リモートステーシヨンか
ら押しボタン制御により種々の処理を行ないうる
ようになつている。各種処理の中で、(a)IRCを行
ない、あるいはIRCを行なわないで、密に詰込ま
れたリング配列(即ち、1インチ当り10個のリン
グ)を極めて緩り冷却すること(例えば、0.2
℃/sec)、(b)リングを低温度において約1″の間隔
を以つて配列して部分的にマルテンサイト(ある
いは、ベイナイト)を形成し、その後簡単に焼も
どしを行なうこと(米国特許第3711338号明細書
参照)、(c)低炭素あるいは中−高炭素含有ロツド
を従来のステルマー装置で行なうように処理する
こと、(d)高炭素ロツドを高温で配列し、冷却空気
をそのロツドの全部分に均等に、最初緩やかに、
またロツドの配列の密集部の変態中に最大になる
ように加え、その際、ロツド配列の下面に接触し
て配置されたジエツトから冷却空気を噴射させる
こと、あるいは(e)前記いずれかの方法を変形する
ことが実施可能である。
冷却空気をロツドに加えるための替わりの手段
が第3図〜第6図に示されている。第3図には、
圧力空気を各ローラ38の一端のダクト54およ
びスロツト(図示せず)を介してローラ38の内
部に流入させるための手段が示されている。ダク
ト54は固定されており、空気の漏れはグランド
シール58によつて防止される。この実施例にお
いて、ローラ38は、リング18が該ローラ38
と接触する区域において穴60を穿設されてい
る。穴60を通る空気はロツドリング18に衝突
し、円筒状シールド92によつてロツドに達して
集中され、その円筒状シールド62は空気が上方
以外に逃げるのを防止する(第4図の点線によつ
て囲まれた底部を有するシールド62を参照)。
軸流あるいはタービン型エアコンプレツサを、空
気圧を増すために、また各空気送風ステーシヨン
を個別に制御するために使用してもよい。
が第3図〜第6図に示されている。第3図には、
圧力空気を各ローラ38の一端のダクト54およ
びスロツト(図示せず)を介してローラ38の内
部に流入させるための手段が示されている。ダク
ト54は固定されており、空気の漏れはグランド
シール58によつて防止される。この実施例にお
いて、ローラ38は、リング18が該ローラ38
と接触する区域において穴60を穿設されてい
る。穴60を通る空気はロツドリング18に衝突
し、円筒状シールド92によつてロツドに達して
集中され、その円筒状シールド62は空気が上方
以外に逃げるのを防止する(第4図の点線によつ
て囲まれた底部を有するシールド62を参照)。
軸流あるいはタービン型エアコンプレツサを、空
気圧を増すために、また各空気送風ステーシヨン
を個別に制御するために使用してもよい。
第4図には更に別の代替手段が示されており、
これでは、高圧室40からの空気は各ローラの底
部の穴60に入つてその上部の穴60から外側へ
出るようにローラ38により導かれる。この実施
例はローラ38を冷却するために冷却空気を使用
するという利点を有する。それはまた、空気をロ
ーラ38の縦方向に加えるように閉じ込めて、リ
ング配列の密な部分に指向された空気が横にそれ
ないようにすることを保証するため分割すること
もできる。
これでは、高圧室40からの空気は各ローラの底
部の穴60に入つてその上部の穴60から外側へ
出るようにローラ38により導かれる。この実施
例はローラ38を冷却するために冷却空気を使用
するという利点を有する。それはまた、空気をロ
ーラ38の縦方向に加えるように閉じ込めて、リ
ング配列の密な部分に指向された空気が横にそれ
ないようにすることを保証するため分割すること
もできる。
更に別の実施例は、第5図および第6図に示さ
れるように、中実の軸63を使用し、この軸63
には、それに沿つてスペーサ66により適当な間
隔で分離されたデイスク64が取付けられ、軸6
3の両端のねじ付ヘツダによりそれらデイスク6
4は一緒に保持されている。この場合、シールド
68が用いられ、このシールド68は、空気を導
いてそれをロツドに集中させるように配置された
ローラの頂部において、デイスク64間に上方に
延びるフインガー70を有している。この実施例
は、ロツドリング18の一部がたれ下がつた場合
により大きな弧のロール接触を与えるという利点
を有する。それはまた、加熱ロツドとローラ表面
との間に非常に小さな接触(露出)面積を有し、
その接触部は牽引力を良くするためセレーシヨン
を付すこともできる。これは、冷却空気をデイス
ク64およびシールド要素68,70の内側に加
えることと相俟つて、ローラを冷たい状態に保つ
のを助長し、且つ空冷をより効率のよいものにす
る。この実施例はまた、冷却空気を異なる圧力で
且つ独立して加えることを可能にするので、如何
なる点における背圧によつても空気流が止まるよ
うなことはない。この実施例の他の利点はローラ
を作つている材料に関係している。第2図〜第4
図の実施例において、遅い冷却および熱処理の作
動モードによる高熱に耐えるための、ローラに対
して高価な耐熱性スチールを使用しなければなら
ないが、第5図および第6図の実施例では、デイ
スク64のリムに高価な金層を使用するだけでよ
く、軸63、スペーサ66およびデイスク64の
その他の部分はそれほど高価でない金属によつて
作成することができる。
れるように、中実の軸63を使用し、この軸63
には、それに沿つてスペーサ66により適当な間
隔で分離されたデイスク64が取付けられ、軸6
3の両端のねじ付ヘツダによりそれらデイスク6
4は一緒に保持されている。この場合、シールド
68が用いられ、このシールド68は、空気を導
いてそれをロツドに集中させるように配置された
ローラの頂部において、デイスク64間に上方に
延びるフインガー70を有している。この実施例
は、ロツドリング18の一部がたれ下がつた場合
により大きな弧のロール接触を与えるという利点
を有する。それはまた、加熱ロツドとローラ表面
との間に非常に小さな接触(露出)面積を有し、
その接触部は牽引力を良くするためセレーシヨン
を付すこともできる。これは、冷却空気をデイス
ク64およびシールド要素68,70の内側に加
えることと相俟つて、ローラを冷たい状態に保つ
のを助長し、且つ空冷をより効率のよいものにす
る。この実施例はまた、冷却空気を異なる圧力で
且つ独立して加えることを可能にするので、如何
なる点における背圧によつても空気流が止まるよ
うなことはない。この実施例の他の利点はローラ
を作つている材料に関係している。第2図〜第4
図の実施例において、遅い冷却および熱処理の作
動モードによる高熱に耐えるための、ローラに対
して高価な耐熱性スチールを使用しなければなら
ないが、第5図および第6図の実施例では、デイ
スク64のリムに高価な金層を使用するだけでよ
く、軸63、スペーサ66およびデイスク64の
その他の部分はそれほど高価でない金属によつて
作成することができる。
更に、軸63を囲繞する絶縁材のスリーブを使
用することもでき、またスペーサ66を絶縁材よ
り作成することもできる。また軸63を中空にし
てその内部に冷却水を循環させるようにしてもよ
い。ローラは、第3図〜第6図に示したように、
それの関連する周囲の構造に対して特別な協働関
係を有しているが、該ローラはまたそれら自体で
もユニークな利点を有しており、従つて特許請求
の範囲には、該ローラ単独で、また他の構成との
組合わせで請求した。
用することもでき、またスペーサ66を絶縁材よ
り作成することもできる。また軸63を中空にし
てその内部に冷却水を循環させるようにしてもよ
い。ローラは、第3図〜第6図に示したように、
それの関連する周囲の構造に対して特別な協働関
係を有しているが、該ローラはまたそれら自体で
もユニークな利点を有しており、従つて特許請求
の範囲には、該ローラ単独で、また他の構成との
組合わせで請求した。
本発明装置は一つの同心装置で、総て単一の処
理ラインおよび総て押しボタン制御によつて広範
囲の処理工程の選択自由度を与えるもので、例え
ば、焼なまし型の作業のためには、操縦者はコン
ベアを間欠的に作動させて、互に離隔した比較的
大きな積層状の束を形成してそれら束の間に数個
の連結リングを配置することができる。このよう
にして、変態点下の、完全な、恒温の、およびサ
イクルの焼なまし等の処理を、これらの処理にお
いてロツドを加熱するのに必要な時間とエネルギ
ーを節約して、シミユレートすることができる。
処理のために要する時間は圧延速度、コンベア速
度、コンベア上の金属の密度、およびコンベアの
長さに依る。このようにして、5fpmの速度で移
動する300′のコンベアではロツドを1時間に亘つ
て処理することができ、これは、再加熱サイクル
を含まないとき多くの型の焼なましを行なうのに
充分である。勿論、カバーを取除き、コンベアの
速度を増し、ヒータのスイツチを切り、空冷装置
を作動させるだけで、急冷モードの作動に人手を
要することなく直ちに切替えることができる。
理ラインおよび総て押しボタン制御によつて広範
囲の処理工程の選択自由度を与えるもので、例え
ば、焼なまし型の作業のためには、操縦者はコン
ベアを間欠的に作動させて、互に離隔した比較的
大きな積層状の束を形成してそれら束の間に数個
の連結リングを配置することができる。このよう
にして、変態点下の、完全な、恒温の、およびサ
イクルの焼なまし等の処理を、これらの処理にお
いてロツドを加熱するのに必要な時間とエネルギ
ーを節約して、シミユレートすることができる。
処理のために要する時間は圧延速度、コンベア速
度、コンベア上の金属の密度、およびコンベアの
長さに依る。このようにして、5fpmの速度で移
動する300′のコンベアではロツドを1時間に亘つ
て処理することができ、これは、再加熱サイクル
を含まないとき多くの型の焼なましを行なうのに
充分である。勿論、カバーを取除き、コンベアの
速度を増し、ヒータのスイツチを切り、空冷装置
を作動させるだけで、急冷モードの作動に人手を
要することなく直ちに切替えることができる。
斯くして本発明の好ましい実施例について説明
したので、当業者には種々の変形例が容易に考え
られるであろう。従つて、本出願人の意図は、本
発明をここに示したものに厳密に限定するもので
はなく、むしろ特許請求の範囲に記載したものに
のみ限定するものである。
したので、当業者には種々の変形例が容易に考え
られるであろう。従つて、本出願人の意図は、本
発明をここに示したものに厳密に限定するもので
はなく、むしろ特許請求の範囲に記載したものに
のみ限定するものである。
図面は説明のために選んだ本発明の実施例を示
すもので、第1図は本発明の一実施例による、制
御された冷却ラインの側面図、第1a図は実質的
に急冷モードで用いられる広げられたリングの拡
大図、第2図はローラコンベアの、夫々に冷却空
気を熱間圧延ロツドリングの下側に加えるための
手段を備えたロールおよび隣接するロール間に設
けた加熱要素を示す断面図、第3図は冷却空気
を、穴を穿設したローラの軸方向および内部に加
える機構の断面図、第4図は第3図の4−4線に
沿う断面図であるが、穴を穿設された冷却ローラ
を介して冷却空気をロツドに加えるための第2手
段を示しており、第5図は冷却空気をロツドに加
えるために設けられた溝付ローラの、ワークの流
動方向に関する端面図、第6図は第5図の6−6
線断面図、第7図は回動可能に(取外し可能に)
取付けられたカバーを備えたコンベアの端面図、
第8図および第9図はそれぞれローラおよびヒー
タの別々の配置を示す図である。 10……コンベア、12……送出管、14……
配列ヘツド、16……搬入部、18……リング、
20,22,24,26,28,30……加熱カ
バー、32……空気送風装置、36……搬出部、
37……収集装置、38……ローラ、40,4
2,42a,42b,42c……高圧室、44…
…加熱装置、46……耐火材、48……スロツ
ト、50……加熱管、52……遠隔制御油圧管、
54……ダクト、58……シール、60……穴、
62……円筒状シールド、63……軸、64……
デイスク、66……スペーサ、68……シール
ド、70……フインガー。
すもので、第1図は本発明の一実施例による、制
御された冷却ラインの側面図、第1a図は実質的
に急冷モードで用いられる広げられたリングの拡
大図、第2図はローラコンベアの、夫々に冷却空
気を熱間圧延ロツドリングの下側に加えるための
手段を備えたロールおよび隣接するロール間に設
けた加熱要素を示す断面図、第3図は冷却空気
を、穴を穿設したローラの軸方向および内部に加
える機構の断面図、第4図は第3図の4−4線に
沿う断面図であるが、穴を穿設された冷却ローラ
を介して冷却空気をロツドに加えるための第2手
段を示しており、第5図は冷却空気をロツドに加
えるために設けられた溝付ローラの、ワークの流
動方向に関する端面図、第6図は第5図の6−6
線断面図、第7図は回動可能に(取外し可能に)
取付けられたカバーを備えたコンベアの端面図、
第8図および第9図はそれぞれローラおよびヒー
タの別々の配置を示す図である。 10……コンベア、12……送出管、14……
配列ヘツド、16……搬入部、18……リング、
20,22,24,26,28,30……加熱カ
バー、32……空気送風装置、36……搬出部、
37……収集装置、38……ローラ、40,4
2,42a,42b,42c……高圧室、44…
…加熱装置、46……耐火材、48……スロツ
ト、50……加熱管、52……遠隔制御油圧管、
54……ダクト、58……シール、60……穴、
62……円筒状シールド、63……軸、64……
デイスク、66……スペーサ、68……シール
ド、70……フインガー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 互にずれて重なり合つた一連のリングをなす
ように配列された熱間圧延スチールロツドを搬送
および処理する装置であつて、 相互に隔てて配置され、前記リングを所定の進
路に沿つて搬送する複数のローラ38,63,6
4,66を有するコンベア10と、 前記各ローラの下で前記進路の幅にわたつて横
方向に伸びるスロツト48と、 前記スロツト48と連絡する導管42,40
と、 前記導管を介して前記スロツトから前記ローラ
の下側に対して冷却空気を供給するフアン32
と、 前記導管と協動して前記スロツトを通して供給
される空気の量をスロツトの長さ方向に沿つて変
化させる空気量可変手段42,42a,42b,
42c,80とを有し、 前記冷却空気が前記ローラの周りを流れて前記
ローラ上のリングの下側に当たるようにしたこと
特徴とする熱間圧延スチールロツドの搬送処理装
置。 2 前記ローラの周りに、前記冷却空気を前記ス
ロツトから前記ローラの頂部さらには前記リング
へと導くガイド部材62,70を設けた特許請求
の範囲第1項に記載の装置。 3 前記空気量可変手段は、コンベアの横方向に
分割された複数の小室42a,42b,42cか
ら成る高圧室42を有する特許請求の範囲第1項
または第2項に記載の装置。 4 前記各ローラの軸方向に沿つて異なる圧力の
冷却空気を供給する手段を設けた特許請求の範囲
第1項ないし第3項のいずれか1項に記載の装
置。 5 前記ローラ間に別々に調整可能な加熱部材4
4を設けた特許請求の範囲第1項ないし第4項の
いずれか1項に記載の装置。 6 前記加熱部材を別々に調整する手段を設けた
特許請求の範囲第5項に記載の装置。 7 前記ローラ間に耐熱材46を垂直に設けた特
許請求の範囲第1項に記載の装置。 8 前記リングからの熱損失率を抑えるための、
コンベアの少なくとも一部を覆うカバー20,2
2,24,26,28,30を設け、このカバー
は遠隔操作手段により作動位置へ移動可能である
特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれか1
項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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