JPS59219417A - 中高炭素鋼線材の直接バテンチング方法及びその装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 この発明は中高炭素鋼線材を温水中に浸漬して行う直接
パテンチング方法及び其の装置＃棲＃に関するものであ
る。

口、従来技術 鋼片を熱間圧延して製造した中高炭素鋼線材は冷間加工
性を改善し抗張力を上げるため通常伸線加工する前に線
材を微細なパーライト組織とするパテンチング処理が行
われる。この熱処理は線材を８５０’ＣＵ上に加工して
約４５０〜６５０℃の溶融鉛浴に連続的に浸漬するとい
う冷却条件で処理するいわゆる鉛パテンチング法によっ
て行われるのが普通であり、この方法で得られた線材の
加工性と機械的性能は良好である。又線材を再加熱して
それに冷空気を吹き付けるなどして調整冷却によりパテ
ンチングするいわゆる空気パテンチング法も簡便なため
広く行われている。然しこれらの方法は常温になった線
材全再加熱して行うのでいずれの方法も再加熱やその作
業のため別の設備、人員全必要としコスト高である。

これに対し熱間圧延された高温の線桐を直接制御冷却す
ることによって再加熱してパテンチングした線材と同等
の性質を有する線材とする直接パテンチング方法が開発
され再加熱工程を省略でき］１程を低コスト化できるの
で大いに用いられている。

この直接パテンチング法には各種の方法があるが、その
中で圧延され１ａ４Ａを温水中で冷却する方法はその設
備の簡便さ、操業の低コストから高く評価されている。

温水を用いて冷却すると冷水の場合と異なり高温の線材
の表面に水蒸気の膜を生じていわゆる膜沸騰現象となり
鋼材と温水との直接接触が避けられ冷却速度が緩和され
、湯温が適切であればパテンチング処理に適した冷却速
度が得られ微細パーライト組織の線材かえられるのであ
る。その公知の応用例として、中高炭素鋼線材を沸騰水
中に浸漬するパテンチング処理がある。

その具体的な装置の一例は第１図に示すように仕上げ圧
延機０３で圧延された線材（１）をレイング式巻取機（
２）でコイル状に成形し定のち、直接これを温水槽（４
）の中の温水（３）に螺旋状になるように落下させて温
水中に浸漬し、巻取機（２）の直下にもうけた水平コン
ベイヤ−頭の上にコイルの中心を少しづつずらした連続
的非同心リング状コイルとして温水中を冷却しながら移
送し、傾斜コンベイヤ−αυ、搬出コンペ”イヤー（２
）によって副水槽外に取り出すようにしたものである。

この場合には温水の温度は浸漬される高温の線材からの
入熱によって実際的には常にほぼ冷却液の沸点に維持さ
れている。

ハ１発明が解決しようとする問題点 この沸騰水を用いる直接パテンチング処理方法は、空冷
による他の処理方法より冷却速度が大きいので、それだ
け得られた線材の抗張力が高いという特徴があるものの
鉛パテンチング処理品には劣り、それ全カバーするため
に他方式のものと同様に圧延された保桐の直径を大きく
し、製品線径捷での全伸線加工度を高めるという手段が
とられている。しかし沸騰水−を用いる冷却では熱伝達
率がほぼ一定であるため、５．５　ｆｌφのような細い
線材では大きな冷却速度となるが８調φ以上の線何では
全体としての冷却速度が小さくなり、抗張力が低下して
もはや加工度の増加では製品の性能やコストの面からカ
バーし切れなくなるという問題を抱えている。

そのためより晶い抗張力できれば鉛パテンチング程度の
抗張力ヲ得るようＫｔｌ水パテンチング法を改良する努
力が払われている。これ迄に提案された方式に次ぎの通
りのものがある。

（ａ）沸ＩＮ水に浸漬する前に倒料金子備冷却する（特
公昭５５−１６２１７） （ｂＪ幅水を流動循環するようにして温水と１線材との
間に相対速度金持たせて冷却速度を高める（特公開５４
−６８７１８） （Ｃ）大気圧より高い圧力下で処理する（特公開５４−
９８９１５） （ｄ）温水温度を沸点より下の温度（サブクール状庸）
で処理する。

ところがこれらの方式の中（ａ）は予備冷却条件の安定
化が困難で、マルテンサイトやベイナイトを生成する危
険が大きく、（ｂ）では大きな流速を与えることが不可
能で高い抗張力は得られない。又（Ｃ）は設備的に問題
点が多く実用化されて論ない。（ｄ）において温水の温
度を１°Ｃ下げると略０．２５Ｋｇ／＃ｎ２程度の抗張
力の増加があることが認められ、４５°Ｃ迄の処理は公
知であるが、９０°Ｃ以下では実際には局部的にマルテ
ンサイトやベイナイトの生成という致命的現象が起こる
危険性が大きくなるので、９０°Ｃ以上に保持するとい
う提案（特願昭５６〜６４８９４号、特開昭５７−１７
．７，９３３号）に示されるように実際には実用化され
ていない。又若し仮にマルテンサイト等の適冷組織の発
生を抑え得たとしても、この（ｄ）方法を直接パテンチ
ング法に適用するには温水の温度を沸点以下の低温に保
持する必要があるが、熱間圧延の直後に直接バテンチン
グする時には線材が単位時開に膨大な熱量全温水に持ち
込むので、著しく大量の冷水（常温或いは温水槽内の湯
幌伏り低い温度の）を供給するか、大規模な熱交換器に
よって湯温の上昇全土める必要があり実用化のためには
これらの未解決の間頴ヲ解決せねばならない。又冷却液
として温水を用いると水はその温度変化による熱伝達率
の変化が油等よりも著しく大きいために湯温を狭い範囲
に厳格に管理する必要があり、温水槽内の湯温を直接熱
処理の条件下で均一に保ことは困難である。

従って現在の温水を用いる直後ノ々テンチング法におい
ては実際には温水の温度（湯温）を沸点に保ち線材が持
ち込む熱量をすべて水の蒸発熱によって取り除く方式で
実施されている。これでも８ｍｍφ以下の細い線材の場
合は充分な抗張力が得られ、且つ腸温か沸点の近くで一
定に保たれ冷却条件が安定であり、その几め８材の抗・
張力の１＜ラツキが小さくなるという利点があるからで
ある。そして作業のスタート時には温水を沸点近く迄加
熱（７、その後は温度制御することなく線材の浸漬によ
る沸騰に任せており、従って自然冷却及び補給水による
温度低下を含めて湯温は常に９５〜１００°Ｃの範囲に
あるのが実状であり、従ってｄＩｉ点以下のサブクール
状態での直接パテンチングは実施されていない。

又本出願人は特開昭５５−８３６４２号（特開［召５７
−９８２６号）として温液体中に大量の気体を吹き込み
、強い撹拌状態とした液中に高温の金属材料を浸漬する
熱処理法を捉案じた。この場合には従来の方法に比し金
属物体と液体の間に大きな相対速度を与えることができ
、冷却速度を大にできるので、この意味では（ｂ）の方
法の改良と言えるものである。この発明を一般の金属材
料に適用する場合にはサブクール状態で処理しても支障
はないが、この発明を中高炭素鋼線材のパテンヂングに
応用する場合、単に空気を大量に吹き込むと沸点近くに
保たれている温水槽の湯温か急速に沸点より遥かに低下
し線材の表面にマルテンサイつ゛ トやベイナシ１−０発生すると予測され、従ってなんら
かの他の方法で温水を加熱して湯温を沸点近くに保持し
て且つ２０　ｌ／　ｒｎ’秒以上の空気を吹き込みパテ
ンチングすると約５Ｋｇ／ｗｎ２の抗張力の向上が認め
られたのであり、これが特願昭−５５８３６４２号の発
明の実施例である。

以上に説明したようにこれ迄の公知の工業的な方法では
マルテンサイ１−やベイナイトの発生の危険性及び温度
コントロールの困難性の面からサブクール状１島の処理
は行われず、又そのパテンチング熱処理による抗張力の
向」二はせいぜい５　Ｋｇ　／ｍｍ２程度であり、これ
では未だ鉛パテンチングのレベル捷で達していない。

二９発明の開示 本発明は中高炭素鋼線材を温水中に投入する直接パテノ
チング法において、高温の線材が持ち込む熱量と平衡す
る熱を主として温水中に多遺の空気を吹き込むことによ
って取り出し、温水の温度を９５°Ｃ以下且つ空気吹き
込みによる強い撹拌によって槽内の湯温を均一に保持し
つつ線材をバテンチング処理するもので、これによって
特に８Ｈφ以上の太い線材においても鉛パテンチング処
理と同じ抗張力を安定して得ることができる温水直接パ
テンチング方法及びその装置である。

本発明者らは前述の発明（特願ｆｌＥ５５−８３６４２
号）に引続き、改めて沸点に近い温水に加熱手段を用い
ることなく、唯単に空気を吹き込みつつ線材をパテンチ
ング処理する新して試み全中高炭素鋼線材について実験
し種々研究の結果、投入される線材による加熱量を越え
る熱量を取り去り゛うるだけの空気を温水中に吹き込む
と、空気量の増加にともなって湯温は容易に９５°Ｃ以
下まで低下すること、一方湯温が従来の常識ではマルテ
ンサイトやベイナイトを発生する危′険があった９０°
Ｃ以下になってもこの場合は全く適冷組織の生成が無く
、更にそれエリはるかに低い７０℃近くの湯温迄安全に
パテンチング処理ができ、しかも得られた直接パテンチ
ング線材の抗張力が鉛パテンチングと同レベルの値とな
りつることを発見して本発明をなしたものである。

本発明者らの実験によると温度が同じでも温水中に空気
を吹き込んだ場合と吹き込まない場合では処理した。振
材の表面の酸化スケールの状餓が明らかに異なっており
、空気吹き込みにより２保材の表面状組が核沸騰の発生
を抑制するに好都合どなったと考えられる。即ち空気泡
によって膜沸騰が安定化するか、或いは局部的に発生す
る核沸騰を気泡が破壊するか等の現象によって膜沸騰が
安定すると推定され、従って著しいサブクール状咀の漏
水中でもマルテシブイ！・、ベイナイトの発生が無く、
即ち焼きが入り難くなるものと思われる。

この発見が本発明の重要な基礎となっている。

一般に沸点に近い温水に空気を吹き込んた場合の温水の
温度低下速度は湯温、単位時間に単位体積当たりの漏水
に吹き込む空気量、その空気の温度や湿度、気泡の大き
さ等に関係する。

これらの点について以下に詳述する。

第２図の曲線（ａ）に示すように水蒸気の飽和圧は温度
によって急激に」−昇する。そこで常温で水蒸気が飽和
した空気（字部では水蒸気の蒸気圧は低く、含まれる水
蒸気は殆ど零とみなして良い。）を吹き込んだ場合温水
の底部に生じｆ′ｃ空気泡の中の空気は温水中を上昇す
るとき周囲の温水からの水の蒸発によって急速に温水温
度の飽和圧まで水蒸気を含んだ空気となり、その体積が
急速に膨張する。第２図の曲線（ｂ）に示すようにその
体積は湯温６０°Ｃでは約１．２倍程度であるが、８（
）°Ｃでは２．４倍、９０℃で４．３倍％９５°Ｃでは
約７．３倍になる。即ちこの現象はそれだけ温水中から
蒸発熱を奪うことであり温水の温度が高く沸点に近くな
ると急激に空気吹き込みによる奪熱、冷却効果が増加す
る。例えば３０’Ｃ１相対湿度６０％の空気を９０°Ｃ
の温水中に吹き込むと空気１１当たり最大約０．９Ｋｃ
ａｌ　　の奪熱がある。勿論この場合に空気泡が小さい
程、蒸発比表面積が大きくなり、泡が温水表面に浮上す
る迄に急速に気泡中の空気が水蒸気で飽和するので、単
位空気吹き込み量での奪熱が大きい。従って実際には空
気泡を細かくする装置をもうけると奪熱効率が良くなる
。そのｔめ吹き込みノツズルの孔径、孔形を変化し、あ
るいは気泡の上列径路に回転プロペラをもうけて気泡を
細核になるように裁断すると良い。

又空気泡は温水中を垂直に上昇し、且つその上昇条路に
分いて奪熱及び撹拌が行われるので、温水の空気泡の上
昇部分のみが局部的に冷却され撹拌される利点がある。

第３図はビーカーによる実験の結果であるが温水の底部
から空気を吹き込むと１００°Ｃから８０℃程度までは
急速に冷却するが湯温の低下と共に冷却速度が減少し７
０’Ｃ以下では空気吹き込みの影響が少なくなることが
分かる。第４図は約１００°Ｃの温水に常温（２０°Ｃ
）で水蒸気で飽和（〜た空気（この場合は含有水蒸気は
非常に少なく問題にならない量である）を吹き込んた時
の空気＊と湯温による温水の１令却速フ隻の関係を示し
たものである。このグラフから空気量を制飢することに
よって、ある清、）水温度での温水の冷却速度（奪熱計
）を制呻することが出来ることがわかる。

成って例えば疎林の入熱によって温水が０，１５’Ｃ／
秒の速度で（ｉｉｉｆ度−Ｌ昇する場合には第４図の曲
線４夕の通り、湯量１１当たりｏ、ａ７６ｅ／秒の空気
を吹き込むと湯温は９５℃で安定し、その温度でパテン
チング処理ができる。更に湯量１１当たｐｏ、１７１／
秒の空気量テは９　ｏｏｃ、　０．４４　ｔ：／秒では
８０℃、０．８９ｆｆ／秒では７０°ｃｖｃ７ＦｊＡ水
扁度を保ちつつパテンチング処理をすることができる。

一方ボイラー等からの１００　’Ｃ以上の水蒸気と空気
を適当に混合して任意の温度ならびに湿度の空気をつく
り温水中に吹き込むことによって容易に温水の冷却速度
、即ち温水からの豫熱酸を調整することができる。例え
ば９０　’Ｃで飽和水蒸気全台む空気を吹き込んだ場合
には温水の温度が９５°Ｃでも気泡は殆ど膨張せず温水
の冷却速度は非常に小さい。史に温水の温度が９５°Ｃ
の場合は気泡は膨張せず、水蒸気の蒸発も無く、従って
奪熱効果は殆ど無く撹拌効果のみとなる。更に９０’Ｃ
以下の温水に吹き込むと漏水は加熱されるのである。

温水中に空気を吹き込んだ場合に上昇する空気泡によっ
て温水は非常に撹拌される。この撹拌の大きさはその場
所における温水の水平断面積に対しての空気泡の大きさ
、即ち温水の表面積に対して吹き込み空気量を湯温と同
じ温度での水蒸気飽和空気の体積に換算した価で示され
る。

本発明者らの実験によれば高温の１１１明φ線）３全９
５°Ｃ〜７（１’ｃの温水中に９潰してパテンチング処
理金旌したところ通なの温水ではマルテシザイト組、゛
哉が発生１−たが、」１記の換ｑ遺で３０１／１１１′
秒以上の茎気全扁水槽の下部よジ吹き込んだ場合にはマ
ルテンサイト組織の発生が無く而も鉛パテシチングと同
等の抗張力を有する。原材が得られた。

直接パテンチング装置において、例えば第１図に示すよ
うに１．１呆材を螺旋状にリングに成形し、これを略水
平に非同心円状の状態でコンベイヤ−上に載置して温水
中を移送する場合、或いは緩い・螺旋状のコイルが略垂
直なリング状となるように進行方向に螺旋を引き仲−二
し定形状で吊り下げなから温水槽中全移送する場合等に
おいて、移送される線材の進行方向と気泡のト外方向と
のなす平面でリング−ｆ）　ｒｌ：１方向で等分割する
と、線材の分割される量は縁部で大きく、中央部で最小
となる工つに分布する。従って像材による入熱は縁部で
最大となり中央部では少なく、この比は実際には線材が
蛇行したりし７て理論通りではないが３〜４倍に達する
。従って本発明の装置では深林の縁部に多くの気泡が集
中する構造が望ましい。

また螺旋状の線材のりング／バ渦水中を横方向に移動し
つつ冷却される場合−には、その移送する長さ方向に於
いて吹き込む空気の条件を適当に変化せしめることがで
きる。又移送途中の一部分にを気を吹き込まない区間を
もうけることもできる。

このようにして長を方向の深林の冷却の任意の？晶度勾
配や温水の撹拌強度の勾配や変化を与えることができる
。

また本発明は温水からの奪熱金主として空気の吹き込み
によって行うものであるが、Ｏれとは別に補助的な冷却
手段或いは必要に応じて加熱手段を併用しても良い。

即ち湯温が７０“Ｃ付近となると水の飽和蒸気圧が低く
なり、従ってこの温度以下に冷却するには著しく大量の
空気を吹き込む必要がある。又湯温が７０°Ｃ以上の場
合でも温水槽で処理する。法相の量が多くなると線材に
よる入熱による温水の温度上昇が大きくなるので吹き込
む空気量が大量に必要となる。この場合補助的な温水冷
却法を併用するを方が有利となることがある。その場合
でも湯温が高いので熱交換装置は小規模のものでよい利
点がある。

又逆に線材による入熱が少なく、一方必要な撹拌強さを
得る為の空気吹き込みをすると湯温が所定の温度以下に
なる場合には補助的な加熱方法例えば過熱水蒸気を吹き
込む等を併用するか、或いは吹き込み空気の温度と湿度
を２調節し・て、必要な奪熱効果と必要な撹拌効果を得
るようにする。

以下に本発明を実施例を用いて更に詳しく説明する。

実施例 実施例１゜ 腸槽を用いて、０．８Ｃ，０，６’８Ｍｎの１１ｍｍφ
の高炭素鋼線材の試験片全温水中ｉｌ′ｉ：浸漬してバ
テンチング処理を行い、その際湯温を変化させると共に
空気吹き込みをした場合としない場合を比較した。その
結果は第５図に示す通りであった。即ち空気吹き込みの
無い場Ｃでも高温が低下するにつれ抗張力の増加が認め
られるが、’ｔ７ｊＪＩＭが約９０°Ｃ以下となると図
中のＸ印に示″′ｊ工うに過冷組織（マルテンサイト＠
）が生収することがあり、その場合は抗張力が非常に低
下する。即ち湯温が９０℃す、下では過冷組僅の発生の
危険がある。ところが空気吹き込み撹拌を行うとｈｊｈ
ＥＡの低下と共に抗張力が上昇し、その−）Ｊｆ率ｄ−
空気吹き込みの無い場合の略２＠となり、湯温か８０°
Ｃ付近で抗張力は鉛パテンチングと同等となる。更に場
扇金７０°Ｃ近く迄低下させても過冷組織の発生が全（
Ｊｉｌ［、（安定したパテンチング処理ができた。

実施例２゜ 実施例１と同様の装置に、！：り同じ線材を空気を吹き
込み湯温を７８±２°Ｃに保ち、空気の吹き込み量を変
化させた場合の結果は′＠６図に示す通りてあった。

即ち空気の吹き込み量を増加すると抗張力も増加し、湯
槽の表面積１ｍ２当たり１５．ｅ／４少（換算３３ｆ／
秒）附近より上昇が顕著となり２０ｒ／秒（換算４４１
／秒）以上となると鉛パテンチングと同等レベルの抗張
力か得られることが判る。

実施例３ 後述する第７図の装置を用いて、０．８°Ｃ１０，６８
Ｍｎの高炭素鋼を１０ｍｍφ、単量４００に！９の線材
に圧延して直接パテンチング処理した。

その時の条件は次ぎの通りである。

（イ）湯温８３℃、空気吹き込み量６ｍ３７分ｍ３（湯
）、空気による撹拌強さ８０１？／！に　、　ｍ２（換
算２２０１／ＪｅＪ、　ｍ２１面） （ロ）湯温９０℃、空気吹き込み量３．６ｍ３／／／７
−）ｎ〕３（湯）、空気による撹拌強さ４８Ｅ／抄ｍ２
　（換算２０ｏ、ｅ／＃、ｍ２ｍ面） いずれの場合も補助的冷却は行わなかったが、処理期間
中湯温の実質的変化は認められなかった。

又温水中での浸漬時間は５０秒であった。

比較の為空気吹き込み無しで次の条件で同じ成分の線材
を次の条件で処理した。

（ハ）湯温８３℃の温水中に浸漬した。その場合１束の
線材を処理した後には湯温は８７℃となつ処理した。勿
論湯温の変化は無い。

以上の条件で処理したＬ　Ｏｍｍφの線材をノンスリッ
プ型８段の連続伸線機を用いて仕上げ速度１４５ｍ／分
で４．０φまで（加工度８４％）伸線する伸線試験を行
った。

その結果は次の通りであった。

即ちイ）、（０）の本発明方法による線材による線はに
））の従来の線材からの線に比し抗張力が約５乃至１０
　Ｋｇ、、’　ｍｍ２上昇し且つ問題なく伸線できた。

ところがヒ−）の空気吹き込みなしで且つ８３°Ｃの温
水に浸漬した線材は一部に焼きが入り、そのため伸線中
に断線し線に加工することができなかった。

実施例４ 第７図は本発明を実施する装置の一例を示すものである
。図に示すように仕上は圧延スタンド０３て仕上げ圧延
された高温の線材（１）はレイング式の巻取機（２）に
よってリング状に成形され巻取られる。

巻取機（２）の下には温水槽（４）がもうけられ、その
内部には温水（３）が満たされている。巻取機（２）の
直下には温水中に水平コンベイヤ−００）があり、コン
ベイヤ−（１０）に続き傾斜コンベイヤ−αηがもうけ
られ温水の上面より上に線材を導き、更に水平の搬出コ
ンベイヤ−０２によって線材を搬出するようになってい
る。水平コンベイヤ−（１０）の下に空気室（５）がも
うけられ、空気室（５）には圧力計（７）、バルブ（６
）をもうけた配管（８）があり、その外部から圧縮空気
がコントロールされながら空気室に導入される。空気室
（５）の上面には空気吹出孔（９）がもうけられており
、空気が温水中に吹き出すようになっている。

高温の線材は巻取機によってリング状に成形されて螺旋
状になって温水中に落下し、水平コンベイヤ−ｕＩ：Ｊ
の上にリングが少しづつずれた形に整列した線材０Φと
なって移送され、傾斜コンベイヤ−０υから搬出コンベ
イヤ−ｕのによって搬出される。湯水中全落下し、又水
平コンベイヤ−ＱＯ及び傾斜コンベイヤ−ｃｌ）ｉ移動
中に線材は空気吹出孔（９）からの吹き出し空気によっ
て撹拌されている温水によって冷却される。Ｏのように
して本発明の方法が実施されるのである。

実施例５ 第８図は他の実施例を示すものである。基本的には実施
例４の場合と同様の装置であるが、巻取機（２）によっ
てリング状となった線材は水平な予備コンベイヤ−０θ
の上＋Ｃ落下し、大気中で予備冷却された後部水槽（４
）の中にもつけられた水平コンベイヤ−四の上に落下す
る。一方水平コンベイヤーｕｌの下には４組の空気配管
（８）　、　（８）　、・・・かもうけられバルブ（６
）　、’（６）・・によって各々空気吹を制御できるよ
うになっている。空気は配管（８）を通り吹き出し口ｑ
Ｑから温水中に吹き出すようになっている。

更に各空気配管（８）　、　（８）・・・にはボイラー
からの水蒸気配管ｅＩ）がコントロールバルブ（イ）を
通って接続されている。

？ 更に本装置では第１図にＡ−Ａ断面図を示すように、温
水中の水平コンベイヤ−００の上に少しづつずれたリン
グ状の線４オ０４）が乗せられて移送されるので水平コ
ンベイヤ−の移送方向と直角方向即ち横方向に空気配管
（８）から支管を出し、それにリングの縁部に密に中心
部に疎になるように空気吹き出し口ＯＱを仔する空気支
管α力をもうけである。

これによりリングの中心部より縁部に大きな撹拌を与え
るようになっている。又縁部に気泡が集中するように気
泡の安内板（１８）を取り付けるとこの効果を増大する
ことができる。又これにより線材からの入熱が大きな泥
水の部分から大きな奪熱を行わせることができる。この
場合Ｒ部と中央部の配管を別系統としても良い。

この装置によればコントロールバルブ四を調整すること
によって吹き込み空気に水蒸気全適量に混合して奪熱駈
を制御して温水の温度を制御することができる。一般に
温水の温度及び撹拌強さの制御はバルブ（６）による空
気量の制御か、コントロールバルブ（イ）による水蒸気
量の制御か、或いは両者の併用によって行うことができ
る。しかし実際には温度制御は水蒸気量によるのが便利
であり、又温水の温度をコントロールバルブ（イ）を用
いて自動制御することもできる。例えば圧延機の故障に
より線材の連続浸漬が中断した場合等では水蒸気を大量
に供給して温水の温度を所定の温度に維持することがで
きる。

この装置では移送中の線材に縁部により強い撹拌をあた
え、又移送方向に冷却速度に適当な気泡の強度分布や温
度分布を与えることができ、本発明の方法を的確に実施
することができる。

実施例６ 第１０図は本発明の更に他の実施例を示すものである。

この場合は第８図に示すものと同様の空気配管を有する
温水槽（４）がもうけられており、仕上げ圧延機α劃で
圧延された高温の線材（１）はレイング式巻取機（２）
によりリング状に成形され、螺旋状となって温水（３）
中に落下する。温水中に略水平の移送部全盲するフック
コンベイヤ−Ｑ９がもうケラれ、落下する螺旋状の線材
はリング毎に該コンベイヤ−０９のフック（４）に逐次
量８すＦげ′られて、漏水中を水平に移動して冷却され
るようになっている。このようにすると線材のリングが
重なることなく温水中金均−に冷却されながら水平に移
送するようにすることができる。冷却された線材は傾斜
コンベイヤ−（１１）、搬出コンベイヤ−ｑのによって
搬出される。本装置によっても鋼線（珂を有効に熱処理
することができる。

以上に実施例を用いて本発明を説明したが上記気体を用
いても良い。又温水槽に補助的な温水の加熱或いは冷却
装置を付属し或いは新して冷水を補充して温水の温度調
節を補助しても良い。更に本発明の装置で線材を処理す
る前に例えば予備冷却を施したフ、あるいは温水槽を出
た、床材を目的に応じて後処理する装置を付属すること
もできる。

へ０発明の効果 以上に詳しく説明したように本発明は温水中に高温の線
材を９潰して熱処理する中高炭素鋼線材の直接パテンチ
ング方法において温水中に空気ある′ｖ）は空気と水蒸
気の混合気体を吹き込み、該気体の量と混合比を調節す
ることによって湯温を任意のサブクール（沸騰点以下の
温度）状態で而も空気吹き込みによる強い撹拌状態とし
た温水中に圧延直後の高温の中高炭素鋼線材を浸漬して
冷却することを特徴とする直接パテンチング方法及び装
置であって、設備のコスト、運転経費が安く、而も太い
線材でも適冷組織を生せしめず抗張力の高い良好な直接
パテンチシグ線材を製造することができる有効な中高炭
素鋼線材の直接パテンチング方法及び装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温水による直接パテンチング装置の断面
図、第２図は水蒸気の飽和圧と気泡の膨張率の温度との
関係、を示すグラフ、第３図、第４図は温水中に空気を
吹き込んだ場合の冷却曲線及び冷却速度を示すグラフで
ある。第５図、第６図は本発明の方法を実施した結果を
示す図表であり第７図、第８図、第１０図は本発明を実
施する装置の実施例を示す断面図であり、第９図は第８
図の装置のＡ、−Ａ断面図である。 （１）　、　Ｑ４）　：線材、（２）：レイング式巻取
機、（３）：温水、（４）：温水槽、（５）：空気室、
（６）　、　（ｆ３）　、　Ｃ６）　、　（６）　：バ
ルジ、（７）：圧力計、（８）　、　（８）　、　（８
）　、　（８）　：空気配管、（９）：空気吹出孔、０
０：水平コンベイヤ−５（，１１）：傾斜コンベイヤ−
１ｕａ　：　ｍ出コンベイヤ−１（１３：仕上げ圧延、
：幾、Ｑ４）　：　ＩＪング状腺疎林（１０：予備冷却
コンベイヤ−１（１０：空気吹き出し口、１．Ｉ′Ｉ）
：空気支管、ｕ８）　：　案内板、（１’ｌｌ）：フソ
クコンベイヤニ、（１）二フック、■υ、■υ、■υ、
　ｔ２１）　：水蒸気配管、（ψ、（財）・（イ）・（
イ）：コントロールバルブ、（ハ）、（ハ）、ｃ２３＋
（ハ）：圧縮空気配管。 代理人　田中理犬 第　１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、熱間圧延された高温の中高炭素鋼線材を連続的にリ
   ング状に成形し、該リングを螺旋状に温水中に落下して
   展開された連続リング状として温水中を通過させて冷却
   する熱処理方法において、温水による全冷却区間もしく
   はその一邪の区間で受債中の線材リングの下方から線材
   の全表面の冷却が実質的に均一に行われるように、温水
   中に空気（その他の気体を含む）、もしくは水蒸気を混
   合した空気を吹き込み、該空気も且つ強度の撹拌金縛え
   られた温水中で線材を冷却することを特徴とする中高炭
   素鋼線材の直接パテンチング方法。 ２、温水槽に熱交換器を付属し温水を循環するか直接パ
   テンチング方法。 ３、温水ｆ：Ｉ浸漬した線桐の部分において、温水の温
   度での飽和水蒸気を含む空気に換算して温水の平面積１
   ｍ’当たｆ）３０１！／秒以上の気泡による撹拌強度を
   与えて線材を冷却することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項もしくは第２項記載の中高炭素鋼線材の直接パチ
   ン千ング方法。 ４、温水の温度を検出して空気喰、空気に混合する水蒸
   気の量、あるいは両者をコントロールして自動的に温水
   の温度を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第３項いずれかに記載の中高炭素鋼線材の直接パ
   テンチング方法。 ５、温水中を非同心円状の状態もしくは略垂直なリング
   状で緩い螺旋状のコイルとして移送しつつ線材を冷却す
   るに当ｆｃｖ、線材の縁部に中央部より多くの空気もし
   くは水蒸気混合空気を吹き込むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第４項いずれかに記載の中高炭素鋼
   線材の直接パテンチング方法。 ６　温水中を移送される。１の移送方向において、吹き
   込む空気もしくは水蒸気混合空気の量と混合比を変化１
   〜で温水槽中の温水温度と撹拌強度を調整して移送中の
   線材の冷却速度をコントロールする乙とを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第５項いずれかに記載の中高炭
   素鋼線材の直接バデンチシグ方法。 ７、　溶液、もしくは懸濁液を用いるＣとを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第６項いずれかに記載の中高
   炭素鋼線材の直接パテンチング方法。 ８　直径３　ｍｍφ以上の太い線材を熱処理することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項いずれかに
   記載の中高炭素鋼線材の直接）Ｚテンチング方法。 ９、圧延爆れた高温の５腺相をリング状に成形する装置
   、線材冷却用の温水槽、該リング状に成形した５家材を
   温水中を移送し且つ温水槽工Ｖ搬出する単数もしくは複
   数の装置を有し、温水中を移送される線材の１ζ方に気
   体吹き込み装置をもうけたことを特徴とする中高炭素鋼
   線材の直接パテンチング装置。 １０、空気もしくは水蒸気混合空気の量及び混合比を制
   御する装置をもうけ、該制御された気体を吹き込むよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の中
   高炭素鋼線材の直接パテンチング装置。 １１、気体吹き込み量が温水槽中を移送される線材の進
   行方向と直角方向に線材の縁部に多く、中央部に少なく
   供給されるように疎密の分布をした吹き込み孔又は吹き
   込み口をもうけたことを特徴とする特許請求の範囲第９
   項もしくは第１０項記載の中高炭素鋼線材の直接パテン
   チング装置。 １２、温水中を移送される線材の進行方向を区分し、各
   区分毎に気体の吹き込み量と条件を制御する装置をもう
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第９項乃至第１１
   項いずれかに記載の中高炭素鋼線材の直接パテンチング
   装置。 １　Ｂ、　　吹き込み気体による気泡が槽内の所定の場
   所に集中して上昇するように温水槽内に案内板をもうけ
   たことを特徴とする特許請求の範囲第９項乃至第１２項
   いずれかに記載の中高炭素鋼線材の直接パテンチング装
   置。 １４、　　気体吹き込み装置と温水中の線材との間に気
   泡を裁断する装置をもうけたことを特徴とする特許請求
   の範囲第９項乃至第１３項いずれかに記載の中高炭素鋼
   線材の直接バテンチング装置。 １５、　　温水を冷却又は加熱する補助的手段を付加し
   て泥水の温度を制御しつつ線材を冷却することを特徴と
   する特許請求の範囲第９項乃至第１４項いずれかに記載
   の中高炭素鋼線材の直接パテンチング装置。 １６、　　温水槽に補助冷却水を外部あるｈは循環水と
   して供給し、特に線材の縁部の温水を冷却するように配
   管したことを特徴とする特許請求の範囲第９項乃至第１
   ５項いずれかに記載の中高炭素鋼線材の直接パテンチン
   グ装置。 １７、巻取機と温水槽の間に線材の予備冷却装置をもう
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第９項乃至第１６
   項いずれかに記載の中高炭素鋼線材の直接パテンチング
   装置。