JPS6196041A - 鋼線材の多機能熱処理設備 - 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］ 本発明は、中、高炭素鋼線材、その他の鋼線材の種々の
熱処理に使用される多機能熱処理設備に係わる。

［背景技術］ ばね、ＰＣ（プレストレスト・コンクリート用）鋼線、
ＰＣ鋼線より線等に使用される中、高炭素鋼線材を製造
する方法として、鉛バテンチングを別として、次のもの
が挙げられる。

（１）広く使用されている方法としてステルそア法があ
る。（特公昭４２−　＋５４［ｉ３号）。この方法は熱
間圧延された鋼線材を水平コンベア上で連続的に非同心
リング状に展開した形で、前記線材の移動中に強制空冷
する方法である。局所的急冷部がなく、かなり均質な線
材が得られるが、冷却力が弱いため、強度不足である。

このため強風を使用する。

これによりある程度強度を上昇させることができるが、
リング状線材の重なり部には効果なく、そのため強度に
不均一性をきたすおそれがある。

（２）また、熱間圧延された線材をリング状に成形して
温水中で巻取るか（特公昭４５−８５３６号）、または
水中コンベアで前記線材をリング状に展開した状響で９
５℃以上の温水中に浸漬する（特公昭４６−８０８９号
）温水処理方法がある。これらの方法によれば、沸騰水
中冷却によって均質な線材が得られるが、・強度不足（
鉛バテンチングによるものより抗張力がｌ０ｋｇ／ｍｌ
ｌ’低い）である。

（３）更に、温水中に気体を吹込んで強力に冷媒を撹乱
する方法（特開昭５７−９８２Ｇ号）もあるが、依然と
して抗張力は前記鉛パテンチングによるものより５〜７
ｋｇ／ｍ♂低い。

冷媒として温水を用いるものにおいて、適冷沸騰冷却（
水温！＋５’Ｃ以１・）では、強度が１１ｆＩ′するこ
とは知られており、実際には、膜沸騰を安定にｆｌｔ持
できれば、安定に熱処理がすすむところ、通常はパーラ
イト変態温度以上の高温でも核沸騰を発生し、そのため
マルテンサイト組織を発生するという致命的な欠点を育
している。

（４）このような適冷沸騰冷却においても核沸騰を誘発
せず、膜沸騰のみで、必要かつ充分な冷却速度を得て鉛
パテンチングによるものと同等で、ばらつきが少なく、
均質で、かつ伸線加工性良好な中、高炭素鋼線材を製造
し得る処理方法が特願昭５９−１０５５５８号として提
案されている。

この方法は、熱間圧延され、金Ｖ４組織がオーステナイ
ト組織を呈する高温にある中、高炭素鋼線材のリング伏
線材を、展開した形で略水平方向に移送しながら！Ｉｌ
整冷却して直接熱処理する方法であって、強力な撹乱状
態にあり、かつ酸化性気泡の多数が均一に分散した９５
°Ｃ以下の所定の温度に保持された気水混相流体からな
る冷媒を収容した槽中で、前記リング状線材を浸漬通過
せしめ、かつ冷媒を所定の方向、速度で流動させて線材
に対し全長に亘り均一な冷却条件を与えて熱処理を行う
、いわゆる調整冷却による方法である。

このような熱処理および前記■の９５°Ｃ以上の温水中
で熱処理する方法いずれにも使用できる多機能熱処理設
備が今回別途提案された。

この設備を第３図によって説明する。

図において７は細長い熱処理槽であり、その一端上部に
ピッチローラー２およびループレイヤー３が取付けられ
る。前記ループレイヤー３に対し水平コンベア５が設置
され、水平コンベア５の先端は下方傾斜チェインコンベ
ア６と連接する。チェインコンベア６の傾斜角度は３０
°以下とする。

このチェインコンベア６の他端は熱処理槽７の中にあり
、他端の直下より上方傾斜チェインコンベア９が配置さ
れ、複数の上方傾斜チェインコンベア９が同様に熱処理
ＭＩ７の長手方向に段差をもってカスケード状に配置さ
れ、最終段の上方傾斜チェインコンベア１１の端部は熱
処理槽７の外となり、これに搬出コンベア＋２が連続さ
れ、終端には集束機＋８が配置される。

前記下方傾斜チェインコンベア６はその傾斜角度を３０
°以下としているが、ループレイヤー３により巻き落さ
れたリング状線材４のリング形状を（ずすことなく、冷
媒中にＰＪ！潰させるためのものである。

またカスケード状に配置されるチェインコンベア９のチ
ェイン条１０の幅員は第今図に示すようにｎＩＩ後異な
ったものとなっており、各チェインコンベア９はそれぞ
れ独立して、コンベア速度を変更できるようにしたもの
が使用され、運転中は、前後で一定の速度差をもって運
転することができる。

熱処理槽７の線材搬入側の一端と線材搬出側の一端に、
冷媒供給および排出用のパイプ４３．４４が接続され、
また熱処理槽７の長手方向の線材搬出側に近い位置で、
前記檜底面にパイプ４５が接続される。

３Ｉは冷却塔であり、３２は冷水桔であり、３３は温水
貯槽であり、３４は熱水貯槽である。

冷水槽３２と温水貯槽３３はそれぞれポンプＰを介して
４水冷水泥合器４２と接続され、温水冷水混合器４２は
前記冷媒供給用パイプ４３と接続され、排出用パイプ４
４は温水貯槽３３と接続される。

また、熱水貯槽３４はバルブ、ポンプＰを介シテバイプ
４５と接続され、ポンプＰは可逆運転できる機能を備え
るものを用いる。

３９は酸化性ガス配管であるが、熱処理槽の長手方向底
面にわたって取付けた複数のノズル４０と接続される。

−４１は気心切断機である。なお図示していないが、プ
ロペラ式の撹拌機を槽底面に取付ける。

温水冷水混合器４２により６５℃〜９５℃で所定の適温
に調節された温水が供給パイプ４３より熱処理槽７中に
供給され、通常は排出用パイプ４４より温水貯槽３３に
もどり、循環する。この間、酸化性ガス配管３３により
、各ノズル４０より酸化性ガスを前記ｒＱ氷水中吹き込
み、気泡切断機４１でガスをチョップして約ｌ■■程度
のガス気泡にしてこれを温水中に混合し、気水混相流体
冷媒として、熱処理槽７を流動させる。

これに対し、熱間圧越された中１１！１炭素線桐ｌはピ
ンチローラ−２によってループレイヤー３に送られ、リ
ング状に巻落された線材４は水平コノベア５上に非同心
リング状に配列される。水平コンベア５上から、これに
連接する下方傾斜チェインコンベア６にある時間によっ
て、線材４に適当な予備酸化の状態が得られる。

線°材４は、はぼ非同心リング状に配列された伏憶で順
次前記流体冷媒中に浸漬され、急冷却処理が開始される
。この際、流体冷媒８は、線材４が移動する方向に流動
させる。

冷媒８中にある、上方傾斜チェインコンベア９は、一つ
のチェインコンベア９の上に線材４の所定部分かあ、る
うちに、変態が完了せず、多段にわたるチェインコンベ
ア９を渡る間に、変態を完了するように多段に設けてい
るのである。上方傾斜チェインコンベア９の端部でリン
グ状線材４はほぐされ、次のチェインコンベア９に移る
が、コノベア間には段差があり、また各コノベア間では
速度差を作っており、前後のチェインコンベア９のチェ
イン条ＩＯの幅量を変え、冷却条件の均等化が図られる
。この構成は第４図に示されるが、リング状線材４の両
側部は線材４の重なり密度が高いので冷却が弱くなるが
、チェインコンベア９より次のチェインコンベア９に移
行する際、はぐされて新しい冷媒８が接触するので、冷
却条件の均等化が進み、線材４同志の接触位置、線材４
とチェ４７条１０の接触位置もかわる。

河、媒８は、すでに触れたが、温水貯槽３３と冷水槽３
２からの水を温水冷水混合器４２により所定の温度を得
、これを熱処理槽７の線材搬入側より槽内流速がコンベ
ア速度とほぼ同じになるように流し、槽全域に酸化性ガ
スを吹き込み、これを微細気泡化して、気水混相の冷媒
として前記線材の制御冷却に対応させるものである。

なお、温水貯槽３３より温水の一部が冷却塔３１に流さ
れ、冷却されて冷水槽３２に入る。鉛パテンチングと同
等ないし、これに近い抗張力を得ようとする場合には、
冷媒温度を下げるため、前記冷水と温水の混合循環系が
使用されるのであるが、鉛パテンチングより凡そＩ　Ｏ
ｋｇ／ｍ■１低い強度をｆＵるような場合には、冷媒を
循環させることなく、９５“Ｃ以上に保温された熱水Ｍ
！３４により、ポンプＰを介し、熱処理槽７に迅速に熱
水３５を送り込み、必要なくなった場合、これを熱水槽
３４にもどすことができる。熱水中には表面活性剤を混
入する場合がある。

以上説明のように、本装置は気水混相流体冷媒による中
、高炭素鋼線材の伸線加工性向上、抗張力増強のため、
６５°Ｃ−９５℃の冷媒温度における制御冷却のための
装置として構成されたものであり。

特に冷媒温度が９５°Ｃ以下に下降した状態で熱処理が
行われると、処理された線材に不均一を生じやすいとこ
ろ、不均一発生を防止するため、熱処理中に、移動中に
ある線材に対し、微細な酸化性ガスを含む気水混相流体
冷媒によるのはいうまでもなく、線材を運ぶコンベアに
すでに詳述した構成をとって冷却条件の均等化をはかる
ように構成したものであるが、このような熱処理のみに
用いることは、設備コストの面から不経済のそしりは免
がれす、３５℃以上のｚｕ水を貯える熟水貯桔を（Ｉ＋
’　、没し、必要に応じ、従来の９５°Ｃ以上の熱水を
ポンプＰにより熱処理ＭＪ７に急速充滴させることがで
き、迅速な冷媒切換をなし得るようにしている。

［解決しようとする問題点］ 以上説明の設備は、９５℃以上の熱水および９５℃以下
の所定温度で中、高炭素鋼線材の熱処理ができる熱処理
設備であるが、このような熱処理設備が工場内で占める
面積は大きくなりがちであり、異なる熱処理ごとに設備
ラインを装置することは、いろいろな面からみて極めて
不経済であり、一つの設備ラインで、更に異なった熱処
理に対処できる多機能熱処理設備の現出が望まれるわけ
である。

ｃ問題点解決の手段］ 本発明は上記発明の熱処理設備に、軌間圧延された鋼線
材を徐冷して均質の線材を得るための徐冷コンベアライ
ンを併設し、その際、迅速に前述の熱水まｔ−は温水と
酸化性ガスの気相混合流体冷媒による急冷ラインから前
記徐冷ラインに、また徐冷ラインから急冷ラインに、上
下のラインを適宜１．ＩＪ替えることにより、′ＩＡ線
祠熱処理に２安とされる冷却速度０．５〜８０で７秒の
熱処理能力を発揮させ、各種鋼線材に対して必要とされ
る熱処理に応じ、これを広く、且つ迅速に実施できる・
多能力設備として構成したものである。

このため上下の熱処理ラインは所望の鋼線熱処理を行う
ため、これに応じる切替となるが、この切替は熱間圧延
線材の搬入側において、ループレイヤー下方に位置する
水平ローラーコンベアをラインと同方向、前後に移動可
能とし、前記水平ローラーコンベアに連接する下方傾斜
コンベアを傾斜下方側を支点とし、下方に旋回待避可能
とし、線材搬出側において、終端コンベアを上方へ待避
可能とし、搬出コンベアを上部終端コンベアまたは下部
上方傾斜コンベアと連接可能としたものであり、広い種
類の熱処理が実施できるように、上部の徐冷ライン、お
よびまたは終端コンベア、搬出コンベアにカバーを着脱
できる保温トンネルを設け、多線側に対し、下部の急冷
ラインと併せて、幅広い冷却条件を得るようにしたもの
である。

［実施例コ 第１図に本発明の実施例を示す。

図において、気水混相流体媒体、および熱水により鋼線
材の熱処理をする急冷ラインは、第３図に示したものと
ほぼ同様である。この急冷ラインの熱処理槽７の上部に
おいて、徐冷ラインが設置されるが、まず水平ローラー
コンベア５の一端に連接して熱処理槽７の長手方向に徐
冷コンベア１Ｂが設置される。

水平コンベア５は矢印で示すように、ラインの進行方向
で、前後方向に摺動できるように構成され、下方傾斜チ
ェインコンベア６は、下方側を支点として、図に示すよ
うに水平コンベア５に連接した位置より下方に旋回でき
る構成を採っている。

Ｆ方傾斜チェインコンンベア６を下方に旋回待避させた
伏Ｃで、水平コンベア５をライン進行方向に前進させ、
徐冷コンベアＩ８の端部に連接させれば、ループレイヤ
ー３によりり／グ状に界き落された線材４は、非同心リ
ング状をなして連続的に水平コンベア５より徐冷コンベ
ア１６上に搬出される。

徐冷コンベア１６の終端に連搗して終端コンベア１３が
配置される。この終端コンベア＋３は、上方傾斜チェイ
ンコンベアＨの上方に配置しており、終端コンベア！３
は徐冷コンベア１６の端部に連接する側、すなわち上流
側を支点として矢印で示すように上方に旋回できるよう
に構成しており、図示のように上部に旋回保持させた状
態（下部ライン使用の状態）で上方傾斜チェインコンベ
ア１１を順次上ってくる線材４の通過に支障のない位置
に待避させることになる。

１２は終端コンベア１３に隣接し、両ライ／に共通な搬
出コンベアであるが、搬出コンベア１２はその下流側を
支点として、その上流側が終端コンベア１３および上方
傾斜チェインコンベア１Ｂのいずれかに連接できるよう
に、レベル調節機構を備えている。

第１図には具体的に図示していないが、徐冷コンベア！
６上にＡ　−Ａ’方向断面として示す第２図の保温トン
ネル１５が取付けられる。保温トンネル１５は側板２３
とこれに支ｔ、−される前説自在のカバー２４よりなり
、徐冷コンベア１８をおおって、徐冷コンベア１６の長
さ方向に設置される。カバー２４の適当位置および側板
２３の適当位置に複数個所で対流促進ファン２１が取付
けられ、カバー２４には加熱源２２が設置される。なお
図で２５はローラーを示している。また終端コンベア＋
３、搬出コンベア＋２上にも必要に応じ、前記説明と同
様なカバーが前説自在の保温トンネルが設置される。

この徐冷ラインにおいて、冷却速度の調節は公知のリン
グピッチの調節の池に、カバー２４の着脱、対流促進フ
ァン２Ｉおよび加熱源２２の操作により行われる。特に
対流促進ファン２Ｉは、非同心リング杖線材の両側部と
中央部の冷却速度の差異を小さくするのに必要不可欠で
ある。

この徐冷ラインは低炭素鋼、低合金鋼等の焼鈍に使用さ
れる。

不徐冷ラインによれば、加熱源２２の操作に、リングピ
ッチを調整することにより、０．３〜ＩＯ℃／ｓｅｅの
範囲の冷却速度を調節することができ、下部の熱水を冷
力１媒体とする急冷および気水４Ｉ！相ｊｌｉ体冷媒に
よる急冷ラインによれば、５〜ｂ の冷却調節ができ、本発明設備は多機能直接熱処理設備
と構成されている。

本発明設備で処理できるものをまとめてみると次のとお
りである。

（１）パテンチング処理 ■均質軽パテンチング処ＦＪ ■直接焼鈍 （４）直接焼入（気水温度５０〜８θ”Ｃ）■ステンレ
ス鋼溶体化処理 な゛どが可能となる。

［効果コ 以上説明のように、本発明によれば、鋼線材に対する２
種類の急冷熱処理を行うことができる急冷ラインと徐冷
ラインとを、ループレイヤー、水平ロール、搬出コンベ
ア下流の鋼線材の搬出、果菜部分を共通にして急冷ライ
ンと徐冷ラインが上下に配置されているので、スペース
、設備費において極めてａ利であり、所要の熱処理のた
めラインは６易に迅速にＱ）替えることができる。

徐冷ラインコンベア上にカバーをｎ脱自在とした保温ト
ンネルを設け、また必要に応じ終端コンベア、排出コン
ベア上に前記と同様にカバーを首脱自在とした保４トン
ネルを設けることにより、熱処理条件の設定、調節によ
り、■バテンチング、■低強度パテンチング、■直接焼
鈍、■直接焼入、■ステンレス！ＩＩ＋溶体化処理等が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す。 第２図は徐冷コンベアの保ｌｎトンネルを示す。 第３図は本発明における急冷ラインを示す。 第４図は多段チェインコンベアおよび線材の移動状態説
明図である。 ４・・・非同心リング伏線材、５・・・水平コンベア、
６・・・下方傾斜コンベア、７・・・熱処理格、９・・
・上刃傾斜コンベア、■・・・上方傾斜コンベア、夏２
・・・搬出コンベア、　＋３・・・終端コンベア、１５
・・・保ｉｍ　）　７　＊　ル、＋６・・・徐冷コンベ
ア、　＋８・・・集束機、２１・・・対流促進ファン、
２２・・・加熱源、２３・・・ｆｉｌｌ板、２４・・・
カバー、３１・・・冷却塔、３２・・・冷水槽、３３・
・・温水貯槽、３４・・・熱水貯槽、３３・・・酸化性
ガス配管、４０・・・ノズル、４し・・気心切断機、４
２・・・温水冷水氾合器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱間圧延され、非同心状に巻き落された鋼線材を
   コンベアで移送しながら熱処理を行う設備であって、下
   部に中、高炭素鋼、低合金鋼等線材に対する急冷ライン
   、上部に低炭素鋼等に対する徐冷ラインを備え、ループ
   レイヤー下方に位置する水平コンベアをライン方向に、
   前後に移動できるように構成するとともに、下部急冷ラ
   イン側下方傾斜チェインコンベアを下方側を支点として
   下方に旋回できるように構成して、前記いずれかの冷却
   ラインと連接させ、下部急冷ライン側上方傾斜チェイン
   コンベアの上側に位置する上部徐冷ライン側終端コンベ
   アの上流側を支点として上方に旋回できるように構成し
   、搬出コンベアを前記上方傾斜チェインコンベア、また
   は終端コンベアと連接させるように調節可能に構成する
   ことにより、迅速に切替できるようにしたことを特徴と
   する鋼線材の多機能熱処理設備。
2. （２）徐冷ラインおよび、または終端コンベア、搬出コ
   ンベアに対流促進ファン、加熱源を備え、カバーを着脱
   できる保温トンネルを設けることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の多機能熱処理装置。