JPH0557331B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、同時に高い弾性限界と可延性ならび
に望むならば良好なる溶接性とを有する鉄筋コン
クリート用の鉄筋を高速度の線材圧延機で製造す
るための方法と装置とを目的とするものであり、
この製造は圧延中または直後に加えられる急冷処
理によつて行なわれる。

いま提起された問題を解決しようと欲する圧延
工は彼に課せられたいくつかの拘束を考慮すべき
であることが知られている。先ず第一に彼の圧延
装置は棒の出口の速度と湿度を実質的に固定して
いる。更に圧延工は冷却装置の設備のために限定
された用地を用いている。

特に線材圧延機の場合、現代的設備における出
口の速度は非常に高く、毎秒100米程度である。

治金学的に言えば、一方では機械的性質と他方
では原価の間に一つの妥協点に達するためのいく
つかの解決策がすでに存在していることが知られ
ている。

第一の解決策は炭素（たとえば0.35％）および
マンガン（たとえば1.3％）を添加することによ
つて得られる弾性限界を有する本来堅い鋼鉄の鉄
筋を製造することである。これら鋼鉄は受容し得
る弾性限界（＝420MPa）を示すが、それらの伸
度と折り曲げ能力は比較的小さく、それらの溶接
性は明らかに不十分である。

溶接性を改良するためには炭素含有量を減少す
ることが必要であるが、このことは弾性限界の低
下を惹起する。

弾性限界のこの低下を埋め合わすためには二つ
の公知の方法がある。

第一はニオビウムまたはバナジウムのような微
量合金元素を鋼鉄に混合することである。しかし
この技術は合金元素の値段のために高価につく。

第二の手段は棒の特にねじりによる冷間変形操
作によつて鋼鉄の弾性限界を大きくすることであ
る。しかしこの弾性限界の取得は、そのような操
作を行なう費用のほかに、伸度を犠牲にして実現
される。

本発明の方法は、熱間圧延された鉄筋コンクリ
ート用の鉄筋に、マルテンサイトの表面層を棒
（線材）に生ぜしめるよう圧延中または圧延直後
に、時間的に制限された急冷を与えることにより
なる最近技術の中にその地位を占めるものであ
る。この〔急冷〕の後には、棒の中心部、即ち急
冷が到達しなかつた部分をフエライトと炭化物に
変形する冷却工程が来る。急冷時間を適正に限定
することにより、棒の芯部に熱を保持すること、
および後の該冷却過程中にマルテンサイトの表面
層の焼戻しを生ずるような温度勾配をその断面に
生ずることがそのほかに可能となる。急冷時間の
そのような適正な制限は、急冷過程の最後におい
て芯部におけるある一定の温度を目指すことによ
つて得られる。実際上、そのような操作の運営は
芯部から出る熱の持ち出し量に相当する冷却が認
められる棒の場所における表面温度を観察するこ
とによつて行なわれる。

一般に〔急冷と自動焼戻し〕と呼ばれるそのよ
うな方法は、特定の鉄筋を製造するために知られ
た仕様書に定められた設備の中で、急冷過程にお
ける〔芯部〕温度から構成された特性にもとづい
て理論的に実施される。

しかしながら、この操作の実施は一方では製品
の進行速度と他方では製品の直径にもとづく種々
な困難を示すことが考えられる。

現段階においては、最小限直径６mmの棒を処理
するときそのような鉄筋の製造が全く困難を提起
しないとしても高速度で運転している線材圧延機
では事情は全く別である。そのような設備におい
ては水による強冷装置の使用は実際製品の移動を
混乱させる。

今呼び起こされた問題を解決し得る本発明の目
的を記載する前に、熱間圧延および線材の熱処理
設備においては中間圧延機の出口に配置されたい
わゆる〔仕上げ機〕なるブロツク、仕上げブロツ
クの出口にある冷却装置および設備から線材を引
き出すための一般に小車付きの引き出し機が普通
存在することを簡単に思い出すことは有用であ
る。そのような設備は付属の第１図に実線で示さ
れている。

引き出し機は普通Ｔなる値の引つ張りを行ない
得るが、圧延操作が正しく進行するためには仕上
げブロツクの下流において線材に働く引つ張り力
Ｘがブロツク外へ線材を引き出すに適した一つの
最小値以上であることが好ましい。

さて、ブロツクの出口における引つ張り力Ｘ
は、実際には引き出し機の引つ張り力Ｔと、主と
して冷却装置中を線材が通過するときそれに加え
られる制動力Ｆとの差である。

実際、経験による制動力Ｆは冷却装置の長さＬ
の一つの関数Ｋであり、該係数Ｋ自体は冷却装置
の性質、冷却液の排出量および冷却液に対する線
材の相対速度の関数であることが確立されてい
る。

線材圧延機に関係するこの問題は、棒材圧延機
に用いられる在来の冷却装置を用いて、製品の急
冷と自動焼き戻しを行ない得る条件において、引
つ張り力Ｘが高速度で操作するには余りにも弱い
ことが証明されたとき、そして線材が仕上げブロ
ツクの出口と冷却装置の間で規則正しく徐行した
とき明らかである。

本発明は、高速度で長手方向に前進する線材
に、弾性限界と伸度の最適と考えられる一つの組
み合わせを作り得る急冷／自動焼戻し処理を与え
得る改良された設備を目的とする。

本発明の第一の目的は仕上げブロツクの上流お
よび／またはこのブロツクの水準において、ブロ
ツクの出口における線材の温度を普通以下に下げ
るための冷却を与えることである。即ち、たとえ
ばブロツクの中でほぼ一定の温度を得るためだけ
の目的でブロツク内で冷却を加えているときに更
に上記冷却を加え、仕上ブロツクの出口における
線材を普通（1050℃）よりも下げることである。

ブロツクの上流またはブロツク水準におけるこ
の補助的冷却処理は結果としてブロツクの出口の
線材の鋼性を高めることとなり、従つて操作の良
好なる展開に必要な最小引つ張り力を小さくする
こととなる。その上、急冷に必要な冷却菅の最小
の長さが短縮されることとなり、これは制動力Ｆ
の値を減少することとなる。

このようにして圧延の終りの温度を1050℃から
950℃まで下げることは、線材の急冷の長さＬを
30％減少することを可能にする。

本発明の第二の目的は小さい制動係数Ｋを有す
る冷却装置を用いることである。

本発明のこれら装置の好ましい第一の変形にお
いては、冷却流体は従来用いられている水よりも
圧縮性が大で従つて制動力の小さい水／空気混合
物よりなる。この条件においては、係数Ｋが有効
に減小するとしても急冷操作に必要な長さＬを増
大せねばならない。何故ならば比冷却力が低下す
るからである。しかし積Ｋ×Ｌ即ち制動力は最終
的に低かつたことが観察された。

本発明のこの目的の好ましい第二の態様によれ
ば、たとえばベルギー特許第867299号に記載され
た形式の螺旋状の注入細隙を備えた冷却装置が用
いられる。

これら装置のいづれかを用いることにより、制
動力が減少されるばかりでなく装置中の線材の安
定性がよくなる。これにより仕上げブロツクの出
口において必要な最小のTmin値が低下される。

本発明の第三の目的は引き出し機によつて生じ
た引つ張り力Ｔを高めることである。

この変法の好ましい実施態様によれば、引き出
し機の中で使用し得る力が増大される。第一の態
様と関連する第二の態様によれば、数個の引き出
し車が用いられる。場合によつてはこれらはその
高さが互に変えられている。これは引き出し機中
において波状の軌道を走ることを線材に強制す
る。

付図は本発明の実施方法を理解させるためのも
のである。

第１図においては、従来の圧延の最終段階を構
成する要素が実線で示されている。線材の進行方
向には１において中間圧延機、１において仕上げ
ブロツク、３において強冷装置即ち急冷筒、そし
て４において車付きの引き出し機が示されてい
る。仕上げブロツク２と急冷筒３の間においては
線材にかかる引つ張り力Ｘは引き出し機４によつ
て惹起される力Ｔと主として急冷筒３の中で線材
が受ける制動力Ｆとの差に等しい。

この第１図には本発明の改良目的が二つ破線で
示されている。６においては仕上げブロツクの入
口における線材の冷却装置が示され、一方７にお
いては補助の引き出し車が配置されている。

第２図は、この装置内を循環する流体の圧縮性
のため、低い内部制動の特殊性を与える水／空気
の強冷装置の縦断図である。

第２図では強冷筒の内部１０に流体を注入する
環状細隙９の中へ空気を吹き込む通路が８におい
て見られる。水／空気混合物の注入は線材の進行
方向に行なわれる。

第２図の強冷装置は、冷却水室を有したハウジ
ング部材と、冷却水室のほぼ中央に配置されて線
材を矢印の方向に通す中空筒状導管と、前記ハウ
ジング部材の一端に前記筒状導管と同心状に設け
られた出口と、前記中空筒状導管の出口端部と前
記ハウジング部材の前記一端との間に形成され前
記冷却水室から水を線材のまわりに線材が動く方
向に鋭角で指向させる円錐状の環状細隙と、前記
ハウジング部材を通つて前記環状細隙に開口して
環状細隙中に空気を供給する空気通路とからな
る。

興味ある実施変形によれば、この装置はその冷
却力を調節するための手段、たとえば水と空気の
流量間の比率あるいは水の温度を変更する手段を
備えている。

本発明による方法は、コンクリート建造物の強
力に積極的または消極的に関与し場合によつては
格子状の集合体として用いられる平滑なまたはぎ
ざぎざのある鉄筋を製造するに有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図においては従来の圧延の最終段階を構成
する要素が実線で示されている。１は中間圧延
機、２は仕上げブロツク、３は急冷筒、４は引き
出し機である。破線で示されているのは本発明の
改良である。６は仕上げブロツクの入口にある補
助冷却装置、７は補助引き出し車である。第２図
は水／空気混合流体による強冷装置の縦断図であ
る。強冷筒の内部１０に流体を注入する環状細隙
９の中へ空気を吹き込む通路８が見られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コンクリート補強用鋼製線材を製造する方法
   であつて、線材を高速度線材圧延機の仕上ブロツ
   クを通し、この仕上ブロツク以前に予備冷却を受
   けさせ、この仕上ブロツクから出た直後に表面急
   冷を受けさせ、この急冷処理は線材の速度よりも
   実質的に低い流速の水の中において行われその後
   に自動焼戻しが行われるようになしたコンクリー
   ト補強用鋼製線材を製造する方法において、前記
   急冷処理時の制動力を減ずるために、 仕上ブロツクの前記出口における線材の温度が
   1050℃と950℃との間にあるように前記予備冷却
   中に線材を冷却し、 前記仕上ブロツクから出る線材のまわりに環状
   の水の流れを形成し、 冷却用の水の流れの圧縮性を増すために前記の
   環状の水の流れに空気を導入し、そして 前記の空気を含んだ環状の水の流れを線材の外
   表面に線材が動く方向に対して鋭角で施与するこ
   とを特徴とするコンクリート補強用鋼製線材を製
   造する方法。 ２ 前記急冷工程の下流の線材に牽引力が付与さ
   れるようになつていて、この線材に付与される牽
   引力を、前記急冷処理時に受ける制動力を越えた
   最小牽引力が仕上ブロツクにおいて確保されるの
   に十分な量だけ、増大するようになした特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記温度が950℃と975℃との間にある特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記温度が950℃と975℃との間にある特許請
   求の範囲第２項記載の方法。 ５ 熱間圧延仕上げ機を上流に備えそして隣接し
   てこの仕上げ装置から出る線材を急冷するための
   冷却装置を備えてコンクリート補強用鋼製線材を
   製造するための高速度線材圧延機において、 冷却水室を有したハウジング部材； この冷却水室のほぼ中央に配置されて前記線材
   を通す中空筒状導管； 前記ハウジングの一端に設けられて前記筒状導
   管の下流と同心状に整合した出口開口を有した出
   口； 前記筒状導管の出口端部と前記ハウジングとの
   間に形成されて前記冷却水室と連通し、前記冷却
   水室から水を前記線材の外表面へと前記線材が動
   く方向に鋭角で通す円錐状環状空間；および 冷却装置中を進行する線材に及ぼす水の制動効
   果を減少するために冷却剤をより良好な圧縮性と
   なすべく、前記環状空間を通る水に空気を供給す
   るようにした、前記ハウジングを通つて前記円錐
   状環状空間中に開口している空気通路を具備した
   ことを特徴とするコンクリート補強用鋼製線材を
   製造するための高速度線材圧延機。