JPS5952214B2 - 熱間圧延線材の冷却方法および冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱間圧延線材の冷却方法および冷却装置、特に
熱間圧延工程に引き続きオンラインで鋼線材を効率良く
かつ線材全長にわたって均一な冷却を施すことができる
冷却方法と、この方法を実施する他に通常の衝風冷却に
も適用できる冷却装置に関するものである。

換言すれば、自動車用などの厳しい品質用途に使用され
る機械構造用炭素鋼線材、Ｎｉ、 Ｃｒ、 Ｍ。

等の特殊元素を含む合金鋼線材、ばね用線材等は二次加
工前あるいは加工途中で各種の熱処理を施すのが普通で
ある。

本発明は、これら熱処理の一つ、例えば線材に施される
軟質化焼鈍を省略することを目的として、熱間圧延工程
に引き続くオンラインで、軟質化線材を製造する方法お
よび、該方法を実施する他に、急速冷却を目的とする衝
風冷却にも適用できる冷却装置を提供せんとするもので
ある。

熱間圧延された鋼線材を圧延後引き続きコンベア上に非
同心の互いに組型なり合ったリング状の状態に装置し、
その移送中に衝風によって急冷し集束する方法は従来か
らよく知られている。

この鋼線材の急冷方法は中成および高炭素の普通炭素鋼
線材については種々適用され、その後の熱処理を必要と
することなく最終成品に加工されている。

しかし、合金鋼および低炭素鋼についてはこの急冷方式
には適さないものがあり、より遅い冷却速度で徐冷しな
ければ所望の品質が得られない場合がある。

特に高級品種鋼線材の軟質化を目的にする場合には、よ
り一層の緩速冷却が要求され。

ると共に厳格な冷却コントロールが必須で所要の冷却曲
線に沿った冷却を行なわなければ、所望の品質目標値を
達成することはできない。

従来、鋼線材のオンライン冷却方法および装置としては
、特開昭５１−６４４１６号公報の技術が提案されてい
る。

この方式では、熱間圧延された鋼線材を、捲取機のレイ
ングヘッドによってコイル状に送り出して次の移送コン
ベア上に非同心の互いに相乗なり合ったリング群の状態
に載置し、このリング群の移送中の線材の均一冷却を図
るため、。

■コンベアの単位申出りに対する線材の質量分布に略逆
比例する強さの輻射熱を、前記リングの両側間の位置に
応じて、前記線材に与える手段、■前記リングの質量分
布に略対応して、リングの両側及び中央部の位置に応じ
て、前者からは輻射工。

ネルギーを放散せしめ、後者においてはこれを抑制する
手段、■前記リングを包囲環境に置き、線材の対流によ
る冷却を最小限ならしめる手段、の３手段の選択的組合
せからなる方法を内容とする。

また、この方法に使用する冷却装置は、線材を喰い違っ
て相乗なった形状で前方に移送するコンベアと、該コン
ベアとその上の線材リングを略おおう冷却室と、線材リ
ングからの輻射熱を反射する前記冷却室の内壁と、前記
冷却室を構成する固定した基部及び選択的に移動可能に
した蓋部と、冷却室側壁に設けられた開度調節可能の開
口部と、前記冷却室内部の、移動コンベアに対面しかつ
これとは相隔てられて設けられ、複数の放熱面を備え、
各放熱面は複数のそれぞれ独立した温度調節器によりそ
れぞれ独立に所定の温度に維持される輻射調節器と、の
選択組合せより構成される。

そしてこの先行技術の目的は、線材の全長に亘ってちま
たその断面においても、精密に制御された緩徐冷却を行
なうことと、容易に高速冷却に切り替え可能で、０℃／
ｓｅｅ〜２０℃／ｓｅｅの範囲内で冷却速度の調節を可
能ならしめる方法と装置を提供することである。

このように前記特開昭５１−６４４１６号公報の技術思
想は、冷却率の調節を対流ではなく、輻射を選択制御す
ることにより行なうことである。

具体的に言えば、非同心の重合リング群のコンベア単位
申出りの線材質量分布に着目し、この質量分布に略逆比
例する輻射熱を線材リングに付与するか、？質量分布に
略体応して輻射エネルギーを放散かつ抑制せしめること
である。

すなわち、コンベア単位申出り上にある線材質量は各リ
ングが重合する両側部が最大であり、リングが互いに離
隔するコイル中央部で最小となり、このためリングの中
央１部は両側部より輻射放熱し易い。

従って、もしリングを外部から調節することなく普通に
輻射放熱させると、リング中央部は両側部より早く冷却
してしまうから、リング各部からの輻射率を制御して不
均一冷却を避ければ所望の効果が得られると７認識して
いる。

しかしながら、本発明者等の研究、実験によれば、上記
先行技術の認識は必ずしも正しいものとは言えず、この
先行技術を実施しても線材リングの各位置における不均
一冷却を完全に回避し得な】いことが判明した。

特に、軟質化の困難な高級品種の鋼線材については上記
先行技術の冷却コントロールでは、所望の軟質化は側底
達成できないことが明らかとなった。

すなわち、本発明者等は第１図に示すように、２０−ラ
コンベア上に非同心で互いに重なり合った状態で載置し
移送される線材コイルの外表部（第１図○、△、口、・
、ム、■の記号で示す部分）および中心部（第１図■、
Ａ、［Ｅ］の記号で示す部分）の温度を、線材コイルお
よびローラコンベアダを包囲環境（冷却室）においてそ
れぞれ測定したところ、第２図に示すような結果を得た
。

この場合線材コイルは実際の熱間圧延を施され捲取機か
ら抽出される温度程度に加熱した後に、包囲環境（冷却
室）内の上部の雰囲気温度は６５０℃であってθ対流を
生じさせない状態にしている。

第２図から明らかな如く、上記コイルの巾Ｗ方向におけ
る各部位においては、該コイルの質量分布に対応して中
央部より両側部の方が高温となるが、コイル全体から見
ると最高の温度となる部位は質量（密度）の大きいコイ
ル両側部における中心部（■、志であり、最小の温度と
なる部位はローラテーブルに接するコイル下面の両側部
（・、■）であることがわかる。

つまりコイルの質量分布の最大となる両側部の中心部と
下面部との温度偏差が最も大きく、１００℃以上にもな
っている。

これは質量分布の高い両側部の中心部（■、４は最も放
熱し難く、かえってコイルを形成するリングの圧延から
持ち来たされる保有熱によって高温に保持され、他方コ
イル下面（・、ム、■）はローラ周面に接し、該ローラ
の軸受部は熱損耗の点から冷却室外部に設ける関係から
、この軸受部に近いコイル下面の両側部（・、■）が最
も熱放散し易く低温となるためと考えられる。

従って、特開昭５１−６４４１６号の如く単に線材コイ
ルの巾Ｗ方向の質量分布に逆比例して輻射熱を付与した
り、あるいは質量分布に対応して両側部の輻射エネルギ
ーを放散せしめ、中央部では放散を抑制せしめる手段を
採用しても、線材コイルの両側部における中心部（■、
ＡＢと下部面（・、ム、■）との温度偏差を解消するこ
とはできず不均一冷却を回避することは不可能である。

特に先行技術ではコイル両側部下面（・、■）の適冷が
助長されてしまう。

また、熱間圧延されて移送コンベア上にそのま。

ま移行した場合、線材コイルは圧延熱を保有しており、
この保有熱を冷却室内において有効に利用することは省
エネルギーの面で有利であるが、上記先行技術では冷却
室内にラジアントチューブ（輻射熱調節器）を配置して
線材に輻射熱を付与する例が示されており、線材保有熱
の有効利用が必ずしも図られていない。

本発明者等は以上の点および種々の実験の結果に鑑み次
のような知見を得た。

（１）オンラインにて熱間圧延後の線材を緩速冷却する
には、可及的に短時間かつ短かいラインで行なうことが
設備レイアウトおよび設備コスト面から見て有利となる
ので、移送コンベア上の線材リングはできるだけ密度を
高くした状態にすることとが好ましい。

すなわち、層厚コイルにする必要がある。

（２）緩速冷却時における線材コイルの各部位の温度偏
差を最小にして均一冷却を達成するための冷却コントロ
ールが必要とされる。

（３）熱間圧延工程から持ち来たされる圧延熱はその後
の緩速冷却に利用し得るに足る熱量を有しているので、
これを有効に活用することが省エネルギーの面でより効
果的である。

（４）従来軟質化が困難とされる鋼種に対しては、上述
した短時間処理かつ短尺ラインの制約を考慮した場合、
所望の冷却曲線にそった極めて効率の良い緻密な温度コ
ントロールが要求される。

（５）上記した緩速冷却のみでなく同一ラインにて衝風
冷却も過不足なく迅速に実施可能な冷却設備とすること
が好ましい。

本発明は以上の点に基いて熱間圧延された鋼線材を捲取
機から移送コンベア上に載置して移送する際に、線材を
非同心の重合状にしだ層厚コイルで緩速に移送しながら
該コイルに１回以上のほぐしを与えて該はぐし部へ冷媒
を吹き付けて均一に冷却し、所望の冷却曲線に基いて正
確な緩速冷却を行なうことができる熱間圧延鋼線材の緩
速冷却方法を提供することを目的とする。

また本発明の他の目的は従来の冷却方式では軟質化が困
難とされている鋼種であっても充分目標値の軟質化を可
能とする精密な緩速冷却方法を提供することにある。

更に、本発明の別の目的は、上記緩速冷却を効果的に実
施するに際し、上記先行技術の難点である第２図に示す
コイル中心部と下面部との温度偏差を、合理的に改善で
きる冷却装置を提供することにある。

更に、また本発明の別の目的は上記緩速冷却方法を効果
的に実施することができる他に、必要に応じて同一冷却
ラインで急速冷却を目的とした（衝風冷却）に容易に切
替えることができる鋼線材の冷却装置を提供することに
ある。

本発明の特徴とするところは、線材を層厚コイルとして
コンベア上に載置し、該層厚コイルを保熱カバーの如き
包囲環境において緩速に移送すると共に、こ、の包囲環
境下では外部からの輻射熱の付与を最小限にとどめて包
囲環境内で体温を生ぜしめて上記線材コイルの保有熱に
よって該コイル外表面温度を略均−な温度に維持させ、
かつ層厚コイルに１回以上のほぐしを与えるか、又は該
はぐしを与えると共に、このほぐし部分に冷媒を吹き付
けながら上記コイルの高温部位（コイルの両側層密部の
中心近傍）の放熱を促進し、上記コイルを形成するリン
グ各部位の温度偏差を小さくし、必要に応じて上記コイ
ルが移送手段と接する面（コイル下面）の低温部を温度
補償することにある。

また、本発明の冷却装置の特徴は、捲取機に続く移送コ
ンベア上の層厚コイルを包囲する着脱可能な保熱カバー
を設けてこれを冷却ゾーンとし、該冷却ゾーンを所望の
線材冷却曲線に沿って冷却を可能にするべく複数に区分
され、前記保熱カバー内又は外にカバー内の雰囲気温度
を均一にするための雰囲気攪拌手段を有し、更に層厚コ
イルの移送中に少くとも１回のコイルはぐし手段とこの
ほぐし個所にて冷媒を吹付ける手段を設けることにある
。

なお、本発明においてコンベア上に載置する線材コイル
の形態を層厚コイルと規定したが、この層厚コイルとは
捲取機のレイングヘッドから落下する線材リングが平坦
に順次僅かづつ偏心しながら互いに重合した状態のコイ
ルを意味し、本発明ではコンベア長さ上で１ｍ当り３０
〜５５０ｋｇの重量になるものに層厚コイルと言う。

特に冷却速度０．０５〜０．２℃／ｓｅｃ以下の冷却を
行なうときには１００〜５００ｋｇ／ｍの重量で、また
冷却速度０．２℃／就超〜１．０℃／ ｓｅｃの冷却を
行なうときには３０〜７０ｋｇ／ｍの重量になる層厚コ
イルが好ましい。

この層厚コイルの移送密度（コイル厚み）は捲取速度と
コンベアの移送速度（コイル厚み）との関係によって一
義的に決まるが、移送密度が余り大きくなると線材コイ
ルが密になり過ぎ、コンベア移送中のほぐしを良好に行
なうことが困難であるため、第２図に示す先行技術の温
度偏差の縮少効果が余り期待できない。

また移送密度が小さいと、設備レイアウトおよび設備コ
スト面からみて不利となるうえ、上記線材コイルが保有
する熱の有効活用が図れなくなる。

従って本発明では、後述の実施例に基づき線材リングが
１ｍ当す３０〜５５０ｋｇの重量となる移送密度のコイ
ルを、層厚コイルと規定し、これまでのコイルとの区別
を明らかにした。

また、層厚コイルの外表部温度とは、該層厚コイルの移
送方向に対して直角な断面内の該コイルを形成する線材
リング群の外表面を意味し、この明細書において最も理
解し易い態様は、第１図に示す先行技術の記号△、口、
■、ム、・、○の部分に相当する所謂、外表部を言う。

更にコイルの両側層密部とは、上記線材リング群によっ
て形成される層厚コイルの移送方向に対して直角な断面
内の両側近傍で、上記リングの密度が高い部分を意味し
、該層密部中心近傍とは、この密度の最も高い部位を含
む部分を意味する。

例えばこの明細書において最も理解し易い態様は、第１
図記号口、■に相当する部分を言う。

而して、冷媒とは工業的に使用できる流体をいい、例え
ば空気、不活性ガス、蒸気等を意味する。

この冷媒において、最も好ましいものは、層厚コイルを
通過させる包囲環境内の雰囲気ガスをそのまま、または
温度調整してほぐし中の層厚コイルを形成す為線材リン
グへ吹き付はノズルより吹き付ける。

冷媒の温度は、上記線材コイル層密部の温度以下であれ
ばよい。

而して、包囲環境とは、上記層厚コイルを最適な冷却曲
線に沿った冷却を実施できる装置構成要素を具備した保
熱カバーを意味し、本発明の該包囲環境は、対流現象を
積極的に活用するので、例えば、特開昭５１−６４４１
６号公報、特開昭５１−７３９１０号公報のように体温
現象を活用しないものは包含しない。

′ またこの包囲環境とは、これまでに知られるものに
比較して、層厚コイルの上記した外表部温度を略均−に
保持させると同時に該コイルの両側層密部の中心近傍の
放熱を促進し、該コイルを形成するリング群各部位の温
度偏差を小さくする手段；を設けていることが相違し、
新規な包囲環境である。

また本発明の装置を用いて線材を緩速冷却するには、Ｊ
ＩＳで規定される鋼種を用いて得る品質設定目標により
、最適冷却態様（冷却パターン）が°選択されるが、本
発明者等が推奨する冷却態様は、次に要約する通りであ
る。

すなわち、鋼線材の熱間圧延時に、最終圧延スタンドを
通過した後冷却するに際し、冷却手段（水冷ゾーン）に
よって最終圧延温度から７００℃以；上８００℃以下の
温度まで急冷する段階と、層厚コイルに形成しつつコン
ベア上に載置し、該層厚コイルをコンベアにて移送しな
から層厚コイルの全部分について、７００℃以上７７５
℃以下の温度まで保持または冷却する段階と、上記コイ
ルを移送コンベアにて移送しながら包囲環境を通過させ
る時間内に該コイルの全部分について８００℃以上６７
５℃以下の温度の範囲まで毎秒０．０２５〜０．２５℃
の冷却速度で徐冷する段階と、該徐冷段階を終えた層厚
コイルを段差付コンベアを利用し、後続コンベアの速度
を、より早くすることにより移送速度を大きくしなから
衝風冷却により急冷する段階を一元的に組合せ熱処理す
ることである。

斯かる最終冷却態様に基づき、特許請求の範囲で特定す
る条件で冷却すると、ＪＩＳで規定される。

例えば５４５Ｃ，ＳＣＭ’４３５． ＳＵＰ’６（７）
品質ハ、次ノヨうな抗張力が工業的に安定生産によって
得られる。

鋼 種（ＪＩＳ） 抗張力（ｋｇ／ｍｔＭ）Ｓ
４５Ｃ＜；６８ ＳＣＭ４３５ ≦８０ ＳＵＰ ６ ≦１００而して、第２
図に対応する層厚コイルの温度偏差をも大巾に改善する
ことができる。

以下本発明を図面に示す実施例設備に基いて詳細に説明
する。

なおこの実施例設備は、上記緩速冷却方法を効果的に実
施することができる他に、必要に応じて同一冷却ライン
で急速冷却を目的とした衝風冷却。

に容易に切替えることができる鋼線材の冷却装置の例を
示している。

第３図は熱間圧延機に続く水冷ノズル１、ピンチロール
２および捲取機のレイングヘッド３の後位に、本発明に
係る冷却装置８０を配置したラインを示す。

図示するように、レイングヘッド３の直下にはリング状
に落下してくる鋼線材４を載置して移送するコンベアす
なわちローラコンベア５□が配置されており、このロー
ラコンベア５を所定の速度で駆動することによって該コ
ンベア５上に所望の単位長さ当りのリング群重量（３０
〜５５０ｋｇ／ｍ）を持つ層厚コイルが形成される。

該ローラコンベア５に連続する位置には、層厚コイルを
所定の速度で搬送する移送テーブル、すなわち昇降ロー
ラテーブル６が設置され、該昇降ローラテーブル６は層
厚コイルに１回以上のほぐしを付与するべく進行方向に
１以上の段差を付けることができる構造となっている。

上記コンベア５は、ローラーコンベアに代えて、チェン
コンベアとじてもよい。

図示例では、チルチング方式による昇降ローラテーブル
６となっているが、該テーブルは図示のように上記コイ
ルをほぐす役目が果せればよいので、段差があれば固定
方式でもよい。

しかしこの実施例に示す上記ローラテーブル６は、操作
によって段差の高さ調整をしたり移送面を同一レベルに
できるので、例えば上記コイルの冷却目的に応じた段差
高さの選択保持、またトラブル時に上記コイルの緊急搬
出等を行える利点がある。

次に、前記昇降ローラテーブル６の進行方向に沿った一
定の範囲には、該ローラテーブル６およびその上に載置
された層厚コイルを包囲する包囲環境、すなわち保熱カ
バー７が設けられており、該保熱カバー７は１以上（図
示の例では４個）のゾーンに進行方向に区分され、これ
によって層厚コイルを移送しながら所望の冷却曲線に沿
って冷却する冷却ゾーンを構成している。

この保熱カバー７の出側には目的とする冷却を終了した
層厚コイル状の鋼線材４を急冷する衝風冷却部８を下部
に備えた移送ローラコンベア９が連設されており、更に
該ローラコンベア９の端部には最終段階まで冷却された
鋼線材４を集束する集束装置１０が配置されている。

なお、上記冷却部８は、図示例に限ることなく、上記コ
ンベア９の移送面に対して垂直な上方向、斜め方向、ま
たは両側に設けてもよい。

また昇降ローラーテーブル６にも上記コンベア９と同様
に衝風冷却部を設けるか、または、該テーブル６の下方
に組込んで設け、これら冷却部８は、衝風冷却のときの
み役目を果せるようにすることができる。

１ゾーン当りの保熱カバー７の詳細は第４図および第５
図に示す通りで、保熱カバー７は、任意高さに支柱１１
によって支持され中方向に昇降ローラーテーブル６を構
成する複数本のローラ６ａを貫通保持する断面溝型の下
部基部７ａと、該下部基部７ａと組合される上部カバー
７ｂとからなり、該上部カバー７ｂは図示していないが
クレーンあるいは開閉装置によって着脱自在になってお
り、緩速冷却および衝風冷却のいずれにも支障なく適用
可能となっている。

このため例えば保熱カバー７の両側近傍には、衝風ブロ
ワ−１２に続く衝風ノズル１３が配置され、該ノズル１
３はその上部が分割構造となって回動可能になっており
、保熱カバー７が装着状態のときは第４図の如く退避し
ており、保熱カバー７が離脱状態（即ち衝風冷却時）の
ときは第７図に示すように回動してコンベア上の線材コ
イルの両側方から衝風を吹付けることができる。

なお上記衝風ノズル１３は図示例の他に、例えば、上記
ローラーテーブル６の下方に組込んでおき、衝風冷却の
ときにのみ役目を果せるようにす、ることかできるので
、図示の構造に制約されない。

ただ図示側構造は、構造が簡便となる利点がある。

また、包囲環境、すなわち保熱カバー７の上部カバー７
ｂの天井内面には保熱カバー７内に対流を生ぜしめてカ
バー内を略均−な温度に維持するための雰囲気攪拌ファ
ン１４が複数個取付けられ、しかも保熱カバ−７内側面
には攪拌流を良好に行なわさせる整流板１５が設けられ
ている。

さらに、上部カバー７ｂの天井面直下には昇降装置１６
によってこの角度を可変とした蓄熱板１７が吊設され、
該蓄熱板１７を層厚コイルの移送状態に応じて変位させ
、より均等な保熱を達成させている（第５図）。

加えて本発明では保熱カバー７内の雰囲気温度を補償す
るためあるいは緩速冷却操業の準備の予熱対策のため保
熱カバー７の側壁にガスバーナ１８または、電熱ヒータ
等を取付けておくことが好ましい。

昇降ローラーテーブル６の各ローラ６ａの軸受部は熱に
よる損傷防止のため図示の如く保熱カバー７外に配置し
、そのうちの適宜１個をローラ駆動装置１９に連結し他
はチェノにて連動する如くすればよく、このローラ駆動
装置はローラ回転速度を可変とし、層厚コイルの移送速
度を適宜変えることができるようにしている。

しかして、昇降ローラーテーブル６の軸受部を外部に設
けていることに関連して各ローラ６ａは、軸受部からの
熱放散によって雰囲気温度以下に冷却されることから、
ローラ６ａ上に載置される層厚コイルの接触下面側（特
に軸受部に近いコイル両側の下面部）は最も低温に適冷
され易いため、第４図および第５図に示すように、ロー
ラ６ａ間の両側にコイル下面熱補償装置、例えば電熱ヒ
ータ２０を介設しておくことが必要であるが、該電熱ヒ
ータ２０は常時作動させておく必要はなく、特にコイル
下面の温度が降下したことが検知された場合にのみ応急
的に温度を補償するものである。

また、各ローラ６ａ間中央位置には、昇降コンベア６の
段差個所にて上方から落下してくるリングの先端がロー
ラーの間に突込むのを防止するため、線材突掛は防止板
２１を設けておいてもよい。

一方、昇降ローラーテーブル６については第５図および
第６図に示すように、一群のローラ６ａを単位として層
厚コイル進行方向側の一方を支点として上下に昇降自在
にするべく、保熱カバー７の入側寄りの下部にテーブル
昇降装置２２を連結設置している。

この昇降ローラーテーブル６の配列はこの上を移送する
層厚コイルの冷却中に少くとも１回以上のほぐし効果を
与えるためのもので、その段差は０〜５００ｍｍ程度の
範囲内でコイルのスリップが生じないことを考慮し且つ
冷却目的に応じて適正に変えることが可能であり、衝風
冷却時の場合には第１のローラコンベア５とほは゛同一
レベルに揃えることができる。

また、昇降ローラーテーブル６のコイルはぐし位置（段
差位置）には図示の如く冷媒吹き付はノズル２３が設置
され、段差位置にてほぐされて落下する線材リングの両
側高温個所に指向して冷媒（コイル温度より若干低温に
調整した保熱カバー７の雰囲気ガス）を吹き付けるよう
にしている。

該冷媒吹き付はノズル２３に供給する冷媒は、一群のロ
ーラからなるローラーテーブルの下流側に設けた吸引口
からカバ一円雰囲気ガスを吸引し、これを中間に設けた
冷媒循環ブロワ−２４を介して配管２５およびヘッダー
管２６を経て一対のノズル２３に分岐して送ればよい。

なお、上記冷媒の吸引とこれを吸き付ける経路は、図示
に限られない。

また冷媒吹き付はノズル２３は上記コイル層密部に冷媒
が当るよう設置され、これにより層厚コイルの両側屠畜
部中心近傍からの放熱が効率良く行なわれる。

冷媒吹き付けの他の例としては第８図に示す如；く、保
熱カバー７内の最低温度部（カバー出口直前位置）より
温風を取込み、これを冷媒として、冷媒循環ブロワ−２
７により配管２８を経て各段差位置に分岐して各冷媒吹
き付はノズル２３に導く方式にしてもよい。

この場合各冷媒吹き付はノズル２３における吹き付は温
風の温度は、例えば配管２８からの分岐管に温度調節器
２９を介在させ最適温度に制御するのが好ましい。

しかもより保熱カバー７内の対流を促進せしめるために
は、保熱カバー７内の上方高温部から吸引しこれを循環
ブロワ−によってカバー下方から噴出させる構造とする
こともできる。

また、第９図に示すように、温風放出管３０の温風取入
口を保熱カバー７の低温の下部に開口せしめると共に、
高温の上部にファン３１を設け、上部より冷風を送り込
んで。

下部より低温の温風を排出し、保熱カバー７内の雰囲気
前温度を均一に保持させることもできる。

なお、第９図の方式とは異なり保熱カバー７内の上部の
みの領域の低温化を図ってもよい。

さらに、保熱カバー７の出入口は層厚コイルの。

搬入および搬出のため成る程度の開口が必要とされ、そ
こから大気の吹込みがあることからカバー内の雰囲気温
度の変動要因となる。

このため例えば第１０図に示す如く保熱カバー７から温
風吸入管３２にて温風を吸引し、ブロワ−３４によって
１保熱カバー７の入口（又は出口）下方に設けたノズル
３５から噴出せしめてエアーカーテンを形成させる。

該エアーカーテンは下方に限らず出入口の上方あるいは
側方からエアーを噴出させてもよい。

なお、保熱カバー７の材質としては断面性物質に鉄皮を
外張りした構造とする。

また、該保熱カバー７の区分数は線材の品質、冷却条件
、設備レイアウト等に基いて適宜法めればよい。

さらに、保熱カバー７内のほぐし手段についても図示の
段差コンベア方式に限定することなく、他の公知のほぐ
し手段を採用し得るものであり、はぐし回数も保熱カバ
ーの区分数に関係なく任意に決めることかで゛きる。

第１１図は保熱カバー内の層厚コイル保持位置を上方側
へ移行した例を示す。

図示するように保熱カバー７の下部にはバーナ３６が装
備され、ローラ６ａ下面には鉄板等の蓄熱板３７が配置
されている。

バーナ３６の燃焼により加熱空気はカバー上面へ上昇す
るので、カバー上部は下部に比べて比較的高温となるた
め、コイル雰囲気温度は高温に保たれる。

これによって層厚コイルの下面部の特に低温になり易い
部分の温度を高位に維持することができる。

第１２図は、保熱カバー７の雰囲気温度が例えば設定温
度以下になったときに調整するための例を示す。

図示のように層厚コイル４を囲むように整流板１５を配
設し、且つ加熱装置４８を保熱カバー７の上部カバー７
ｂとの間に配設している。

この例での特徴は、保熱カバー７の雰囲気温度が、圧延
サイクル、圧延や他のトラブル等により設定温度以下に
なった場合、上記温度を補償できることである。

すなわち、保熱カバー７の雰囲気温度は、通常操業時に
は、冷風吸い込み口４９の調節弁５０、風量調節弁５１
の開度調節操作をすると共にファン１４の攪拌により対
流を発生かけることにより維持される。

然るに上記トラブルが発生すると入熱がなく、上記カバ
ー内の雰囲気温度は設定温度以下になる。

このとき、加熱装置４８が稼動し、正常な雰囲気温度を
確保する。

この加熱装置４８としては、電熱ヒーター、ラジアント
チューブ、ガスバーナ、その他工業的に実施できる要素
より例えば経済性、保守性等を考慮して選択使用する。

第１３図は、保熱カバー７の雰囲気温度が設定温度以
上になったときの調整方式の例を示す。

保熱カバー７の雰囲気温度は、円滑な操業時には、熱収
支の関係で設定温度を超えるイ頃向がみられることがあ
る。

このようなときには、配管５２に取付けた仕切弁５３の
開度調節及びブロア５４で上記カバー７の雰囲気ガスを
抜き取りつつこれを調節弁５５の操作で冷却装置５６を
経由して所定温度としつつ配管５７より保熱カバー７へ
循環供給する。

これにより、該カバー７の雰囲気温度は正常に確保でき
る。

また同図には、加熱炉の排ガスを導く導管５８を配管５
２に接続した例も示している。

この排ガスを利用するときには、仕切弁５３を操作し、
保熱カバー７よりの雰囲気ガス流量を抑制し、排ガスの
温度が高いときは冷却装置５６を、温度が低いときは加
熱装置５９を経由して勝定温度としつつ上記カバー７へ
供給できる。

なお、該加熱装置５９は、保熱カバー７の雰囲気ガスを
上記のように循環使用するときにも使用できる。

次に、本発明の作用を鋼線材の緩速冷却を例にして説明
する。

熱間圧延された鋼線材は水冷ノズル１によって所望の温
度に冷却された後、ピンチロール２によって捲取機に送
られそのレイングヘッド３により次のローラコンベア５
上に、連続した偏心重合状の層厚カイル４に形成されて
載置される。

層厚コイル４はローラコンベア５上を移送されて保熱カ
バー７内に入り、次の昇降ローラテーブル６によって３
ｍ ／ＨＩＨ＋にて搬送されながら、所望の冷却曲線
にぞって冷却される。

保熱カバー７内の各ゾーンは所定の雰囲気温度に維持さ
れている。

保熱カバー７内に入った層厚コイル４はそれ自体圧延熱
を有し、カバー内で放熱するため雰囲気温度はこの線材
の保有熱を利用して制御され、特。

に外部から熱エネルギーを付与する必要はない。

保熱カバー７内では攪拌ファン１４および／または他の
対流手段によって雰囲気温度が上下にわたって均一に保
たれ、移送される層厚コイル４の外表部を均一に徐冷す
る。

カバー内の蓄熱板１７はコイルの裏面部温度を均一に保
持させるのを助ける。

層厚コイル４の外表部のうち特に低温になり易いコイル
両側部下面に対しては、必要に応じてローラ６ａ間に設
けた下面熱補償装置２０を働かせて下面の温度を補償す
ればよい。

また、昇降ローラーテーブル６上を移送される層厚コイ
ル４は、その段差位置にて１本のリングずつにほぐされ
て次段のローラーテーブル上に落下してほぐされると同
時に、このほぐし位置にて保熱カバー７内から循環され
て送られた該カバー７の雰囲気温度以下の雰囲気ガスを
冷媒として吹き付はノズル２３によってほぐされつつ落
下する線材に吹き付ける。

このコイル４のはぐしと同時に冷媒吹き付は操作を行な
うことによつ才、層厚コイル４の最も高温部となるコイ
ル両側部中心およびその近傍の放熱を効果的に実現する
ことになる。

したがって、前述した雰囲気攪拌（必要に応じて下面部
温度補償）によって外表部温度を均一にされた層厚コイ
ル４は、上記はぐしと冷媒吹き付けによって中心側も放
熱されることから、上記コイルを形成する線材リングの
全長および断面方向の温度が各部位で均一となる。

これは、上記コイルが１回以上はぐしを与えるか、また
はほぐしを与えると共に上記屠畜部の中心近傍に対し冷
媒が吹き付はノズルより吹き付けられることに基づき、
第２図に示した先行技術の難点である。

コイル中心部と下面部の温度偏差を大巾に改善できてい
ることを意味する。

その結果、上記コイル４に適冷部が生ぜずかつ中心部に
も未変態部が残ることなく、いかなる鋼種であっても所
要の軟質化を達成することができる。

かくして保熱カバー７内に装入され昇降ローラーテーブ
ル６によって移送される層厚コイルは、区分された冷却
ゾーンを順次移行することによって冷却され、変態を終
了し保熱カバー７から搬出される。

変態終了後の層厚コイルは次のローラーテーブル９によ
って移送されながら段差付コンベアを利用し、後続コン
ベアの速度をより早くする１ことにより移送密度を小さ
くしながら、衝風冷却部８によって所望の温度まで急冷
され、集束装置１０によって集束される。

また、上記説明では鋼線材の冷却速度が０．１℃／ｓｅ
ｃについて示したが、この場合、コンベア１速度を選択
することにより、０．０５〜１．０℃／Ｓｅｅの均一な
冷却を行うことができる。

また冷却速度０．２〜１．０℃／ｓｅｃの緩速冷却を行
うこともできる。

更に、本発明の冷却装置は同一ラインにて衝風冷却（冷
却速度１０〜２０℃／５ｅｅ）にも容易に切ノ替え適用
し得るものである。

衝風冷却を行なう場合には、保熱カバー７の上部カバー
７ｂを第７図に示す如く取去ってサイドの衝風ノズル１
３を定位置に回動すると共に、昇降ローラーテーブル６
を昇降装置２２を動作させて段差を調整し、該ロ−ラー
テーブルの速度を増速する。

この状態で熱間圧延後の線材コイルをローラーテーブル
６にて移送しながら、衝風ブロワ−１２によって衝風ノ
ズル１３から冷風を両側方よりコイルに吹き付けて急冷
すればよい。

この場合、線材の冷却速度は９１０〜ｂ また、本発明のこのための制御方式の一例を第１４図に
示すが、本発明はこの制御方式に限らず勿論側の制御系
統を用いてもよい。

図において、３８はコイルはぐし部近傍に設けた非接触
型コイデル温度計、３９はローラ速度計（パルスジェネ
レータ）、４０は制御部、４１はブロワ−１４２は調節
弁、４３は流量計、４４は温度計である。

コイル温度計３８によって隣接ゾーンの各々のコイル温
度を測定すると共に速度計３９によりローラフスピード
を検出してその信号を制御部４０に入力してゾーン間の
冷却速度を算出し、これを目標冷却速度と比較する。

冷却速度が目標速度に達していないときにはその差に基
いてこれを補正するべき温風吹付量、温度を計算し、そ
の信号を調節弁４２に出力する。

これに従って所望の吹付量、温度に調節された温風が吹
付ノズル２３からコイルに向って吹付けられ、コイル温
度が適正に維持される。

温度計４４はブロワ−４１からの冷媒温度およびノズル
２３からの冷媒温度を検出する。

また、層厚コイル状態で緩速冷却する場合、先行および
後行コイル間のインターバルを出来るだけ短かくするこ
とが生産性を向上させるうえで好ましいが、インターバ
ルを短かくすると先後行コイルの後端と後行コイルの始
端が重なり種々のトラブルを生じる。

このため第１５図および第１６図に示す如く、先後行コ
イル間に境界板４５を挿入すると共に、保熱カバー７後
方の搬送コンベア４６を二列に配置し、この搬送ライン
にサイドシフト装置４７を設けてトラブルを防止してい
る。

すなわち、レイングヘッド３から出た層厚コイルの最終
端上に予熱された境界板４５を乗せ、その上に次コイル
を重ねて保熱カバー７内を移送し、カバーを出たところ
で゛１コイルおきに侯互にサイドシフト装置４７で別コ
ンベア上に払い出され搬送される。

境界板４５はコイルが分離された後に取去られ、コイル
のみが集束される。

サイドシフト装置４７はシフト後持ち上げられ、次コイ
ル上を戻ってくる。

以上説明した如く本発明の方法によれば、層厚コイルの
状態で線材を正確かつ均一に緩速冷却することができ、
従来軟質化の困難な鋼種の線材であっても充分な軟質化
を達成することができる。

また、本発明では圧延熱を極めて有効に利用することが
でき、省エネルギーの面で有利である。

さらに、本発明では層厚コイルの両側の中心部から抜熱
を図ることができ、層厚コイルの各部位の冷却率を同等
にして均一な冷却を初めて可能にしたものである。

また、本発明の冷却装置は上記緩速冷却を効果的に実施
できると同時に、衝風冷却に対しても容易に切替え可能
であり、ラインの簡易化に役立つ。

しかも設備全体が短かくかつ圧延熱を有効に利用できる
構造となっており、加えて層厚コイルを冷却中にほぐす
ことができる機構を備えているため、線材コイルの冷却
装置として最適なものと言える。

以下本発明の詳細な説明する。

この実施例は、第３図〜第７図、第１０図、第１４図に
示す装置を用いて、緩速冷却について試験したもので、
その条件及び結果の代表例を第１表に示す。

なお、数表における各鋼種は、第２表に示す組成のもの
で行った。

第１表から明らかなように試験Ｎｏ１〜６は低温焼鈍省
略を目的とした熱処理であって、冷却速度０．０５〜０
．２℃／Ｓｅｃの緩速冷却を、従来法（試験Ｎｏ４．
５）とともに示す。

また試験ＮＯ・７〜１０は、粗引性向上軟質化焼鈍を目
的とした冷却速度０．２超〜１．０℃／ｓｅｃの緩速冷
却を、従来法（試験Ｎｏ８．１０）とともに示す。

本発明によるものは、処理目標に応じた冷却曲線に沿っ
て冷却することは、既述の通りであるが、例えば試験Ｎ
Ｏ・１，３は第１７図に示す冷却曲線に沿って第１表の
試験条件で試みたものである。

第１表より明らかな如く、試験Ｎｏｌ、 ２゜３、
５． ７． ９の本発明は、試験Ｎｏ・４． ６． ８
゜１０の従来法に比較して、層厚コイルの外表面部と屠
畜部の温度偏差は大巾に改善されていることがわかる。

この温度偏差の改善例として、試験ＮＯ１の温度偏差を
第１８図に示すが、第２図と比較すると大巾に縮少され
ていることがわかる。

斯様な温度偏差の改善により、抗張力は従来法に比較し
てバラツキが小さくおさえられ十分な軟質化が図°られ
ていることがわかる。

上記試験に用いた冷却装置を第７図のように変更Ｌ テ
１４ 種１ｓＷＲＨ’７２Ａ （Ｃ０，７２、Ｓｉｎ、
２５ 。

Ｍｎ０，４７． Ｐ’０．０１２． Ｓｏ、０１２％）
の線径５．５ｍｍφの線材を１０〜ｂ ；力１０６〜１０８ｋｇ／ｍｍ２のものが得られた。

従って、本発明装置は緩速冷却の他に、衝風冷却にも適
用できる有益な装置である。

以上の如く、本発明は、先行技術の難点であった緩速冷
却のときのコイル外表部と屠畜部の温度゛偏差を大巾に
改善することができ、またこれによって軟質化を安定し
て図れるなど工業的価値の高い効果がある。

特にこれらの効果は、保熱カバー内の雰囲気を均一に保
持した状態で、１回以上層厚コイルをほぐし、そのほぐ
し部位に冷媒を吹き；付けることにより得られるもので
、これを実現した本発明装置は、新規で有益な効果をも
たらす。

例えば、短い距離で緩速冷却を実施できる、設備面積を
とらない、コイル各部位の温度偏差を改善できる、省エ
ネルギーを図れる、衝風冷却を併せて実施できる等の工
業的価値の高い装置である。

なお本発明の実施態様としては、次のようなものがある
。

実施態様 １ 層厚コイルの両側部および／または下面部を選択的に温
度補償することにより該コイルの外表部温度を略均−に
保持する特徴とする熱間圧延線材の冷却方法。

実施態様 ２ 熱間圧延された鋼線材を引き続き冷却する装置において
、鋼線材を層厚コイルとして載置し移送する段差部を形
成または、形成可能にした移送テーブルと、該移送テー
ブル上の層厚コイル移送経路を包囲する１以上に区分し
た着脱可能な保熱カバーと、該保熱カバー内部および／
または外部に設けた雰囲気攪拌装置と、前記移送テーブ
ルの段差位置に設けた冷媒吹き付は装置とからなること
を特徴とする熱間圧延線材の冷却装置。

実施態様 ３ 熱間圧延された鋼線材を引き続き冷却する装置において
、鋼線材を層厚コイルとして載置し移送する段差部を形
成または形成可能にした移送テーブルと該移送テーブル
上の層厚コイル移送経路を包囲する１以上に区分した着
脱可能な保熱カバーと、該保熱カバー内部および／また
は外部に設けた雰囲気攪拌装置と、前記移送テーブルの
段差位置に設けた冷媒吹き付は装置と、前記移送テーブ
ルに内股および／または該移送テーブル近傍に設けた衝
風冷却部とからなることを特徴とする、熱間圧延線材の
冷却装置。

実施態様 ４ 熱間圧延された鋼線材を引き続き冷却する装置において
、鋼線材を層厚コイルとして載置し移送する段差部を形
成または、形成可能にした移送テーブルと、該移送テー
ブル上の層厚コイル移送経路を包囲する１以上に区分し
た着脱可能な保熱カバーと、該保熱カバー内部および／
または外部に設けた雰囲気攪拌装置と、前記移送テーブ
ルの段差位置に設けた冷媒吹き付は装置と、前記移送テ
ーブルに配置した層厚コイル側面および／または下面熱
補償装置とからなることを特徴とする熱間圧延線材の冷
却装置。

実施態様 ５ 雰囲気攪拌装置は保熱カバーに設けた攪拌ファンである
ことを特徴とする実施態様４記載の冷却装置。

実施態様 ６ 冷媒吹き付は装置は保熱カバー内より吸引した雰囲気を
そのまま、又は温度調整して吹き付けるノズルから構成
したことを特徴とする実施態様５記載の冷却装置。

実施態様 ７ 保熱カバー内の雰囲気温度調整用熱源および／または冷
却装置を設けたことを特徴とする、実施態様６記載の冷
却装置。

実施態様 ８ 層厚コイルに１回以上のほぐしを付与する移送テーブル
を、昇降ローラーテーブルとしたことを特徴とする、実
施態様７記載の冷却装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は層厚コイル長手方向に直角な断面を示し、側温
部位を示し説明図、第２図は先行技術により緩速冷却し
たときの第１図に対応するコイル部位の温度偏差を示す
グラフ、第３図〜１８図は本発明に係る一実施例を示す
もので、第３図は線材圧延ラインに冷却装置を配置した
説明図、第４図、第５図は第３図の保熱カバーの詳細説
明図、第６図は昇降ローラーテーブルと、冷媒吹き付は
ノズルを拡大示する説明図、第７図は衝風冷却に切替え
た状態を拡大して示す説明図、第８図は冷媒吹き付けの
他の例を示す説明図、第９図は保熱カバー内に対流を生
じせしめる他の例を示し説明図、第１０図は保熱カバー
の出入口シール方式を示す説明図、第１１図、第１２図
、第１３図は保熱カバー内雰囲気温度補償の他の例を示
す説明図、第１４図は制御方式を示す説明図、第１５図
、第１６図は先行および後行コイル間のインターバルを
短かくして行う例を示す説明図、第１７図は目標とする
冷却曲線の一例、第１８図はコイルの温度偏差を示すグ
ラフである。 １・・・水冷ノズル、２・・・ピンチロール、３・・・
レイングヘッド、４・・・鋼線材、５・・・ローラコン
ベア、６・・・昇降ローラテーブル、６ａ・・田−ラ、
７・・・保熱カバー、７ａ・・・基部、７ｂ・・・上部
カバー、８・・・衝風冷却部、９・・・移送ローラコン
ベア１０・・・集束装置、１１・・・支柱、１２・・・
衝風ブロワ−１１３・・・衝風ノズル、１４・・・雰囲
気攪拌ファン、１５・・・整流板、１６・・・昇降装置
、１７・・・蓄熱板、１８・・・ガスバーナ、１９・・
・駆動装置、２０・・・電熱ヒータ（熱補償装置）、２
１・・・線材突掛は防止板、２２・・・、テーブル昇降
装置、２３・・・冷媒吹き付はノズル、；２４・・・冷
媒循環ブロワ−１２５・・・配管、２６・・・ヘッダー
管、２７・・・温風循環ブロワ−１２８・・・配管、２
９・・・温度調節器、３０・・・温風放出管、３１・・
・ファン、３２・・・温風吸入管、３４・・・ブロワ−
１３５・・・ノズル、３６・・・バーナー、３７・・・
蓄熱板、３８・・・非接触型コイル温度計、３９・・・
ローラ速度計（パルスジェネレータ）、４０・・・制御
部、４１・・・ブロワ−１４２・・・調整弁、４３・・
・流量計、４４・・・温度計、４５・・・境界板、４６
・・・搬送コンベア、４７・・・サイドシフト装置、４
８・・・加熱装置、４９・・・冷風吸い込み町５０・・
・調整弁、５１・・・風量調整弁、５２・・・配管、５
３・・・仕切弁、５４・・・ブロワ−１５５・・・調節
弁、５６・・・冷却装置、５７・・・配管、５８・・・
導管、５９・・・加熱装置、８０・・・冷却装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱間圧延に引き続いて線材をその全長に亘って略均
   −に冷却する方法において、熱間圧延後の線材を層厚コ
   イルに形成しつつコンベア上に載置し、該層厚コイルを
   コンベアにて移送しながら雰囲気を攪拌させている包囲
   環境を通過させ、この１包囲環境内の移送中にコイル移
   送方向に直角な断面内の層厚コイルの外表部温度を略均
   −に保持させると同時に上記層厚コイルに１回以上のほ
   ぐしを与えることにより、該層厚コイルの両側層密部の
   中心近傍の放熱を促進して該コイルを形成するリング各
   部位の温度変差を小さくしつつ冷却することを特徴とす
   る熱間圧延線材の冷却方法。 ２ 熱間圧延に引き続いて線材をその全長に亘って略均
   −に冷却する方法において、熱間圧延後の線材を層厚コ
   イルに形成しつつコンベア上に載置し、該層厚コイルを
   コンベアにて移送しながら雰囲気を攪拌させている包囲
   環境を通過させ、この包囲環境内の移送中にコイル移送
   方向に直角な断面内の層厚コイルの外表部温度を略均−
   に保持させると同時に、上記層厚コイルに１回以上のほ
   ぐしを与えると共にこのほぐし部分に冷媒を吹付けるこ
   とにより、該層厚コイルの両側層密部の中心近傍の放熱
   を促進して該コイルを形成するリング各部位の温度偏差
   を小さくしつつ冷却することを特徴とする熱間圧延線材
   の冷却方法。 ３ 熱間圧延された鋼線材を引き続き冷却する装置にお
   いて、鋼線材を層厚コイルとして載置移送するコンベア
   と、該層厚コイルの移送経路を包囲する１以上に区分し
   た保熱ゾーンと該保熱ゾーン内め雰囲気温度を均一に保
   つ雰囲気攪拌手段と、前記保熱ゾーン内の層厚コイルに
   １回以上のほぐしを付与する手段と、該はぐし位置にて
   コイルに冷媒を吹付ける手段とから構成したことを特徴
   とする熱間圧延線材の冷却装置。