JPH0445434B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は熱間圧延後の線材を同心円状のコイ
ルにして搬送し、結束機で結束する際に、線材に
生じる圧力疵や取扱い疵を潤滑処理で防止する線
材の潤滑装置に関する。

（従来の技術） 熱間圧延線材の製造は、通常、線材径5.5〜18
mmφ程度まではレーイングヘツドでコイリングさ
れ、連続的に非同心円状の線材リングがコンベア
に乗せられて冷却された後、集束タブで同心円状
のコイルに集束され、その後ハンガーフツクで結
束機まで搬送される。また、線材径が19〜55mmφ
の範囲の線材は、ポーリング捲取機で直ちに同心
円状のコイルに捲取られた後、衝風設備等で冷却
された後、ハンガーフツクで結束機まで搬送され
る。その後、フープを巻いて結束機で結束する。

上記結束の際、線材間の接触面が互いに圧迫さ
れ圧力疵を生じ、それが表面疵として製品に残
り、この疵を起点として、破断等のトラブルにつ
ながることがある。また、歩留り向上のためのコ
イルの大単重化や線材の細径側へのサイズ拡大に
より、結束機のコイル高さが高くなり、既存の熱
処理炉への装入が炉高との関係で装入できなくな
つたり、需要家のサプライスタンドに納まらなく
なつたり、更に酸洗槽にも入らなくなる等の問題
があつた。

その対策として、特開昭56−151115号公報で開
示された熱間圧延材の結束処理方法がある。この
方法では、冷却搬送過程あるいは結束時に圧延線
材に潤滑剤を塗布し圧縮結束する。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、特開昭56−151115号公報で開示された
技術は、完全に前記問題を解決するに至つていな
い。その理由は、同心円状のタイトコイル線材に
効率よく均一潤滑処理する方法がないためであ
る。

すなわち、現在最も普及している潤滑処理方法
として、エア・アトマイズ噴霧方式があるが、こ
れはタイトコイル状線材の内部に噴霧が入り込め
ないので、潤滑処理できる部分もコイルの表層部
分に限られる。また、噴霧されたフユームが周囲
に散乱するので、排気装置等の設備も必要であつ
た。また、他の方法として潤滑剤を含む水溶液に
浸漬する方法や、シヤワー状にかけて処理する方
法がある。しかし、これらの方法ではコイル内部
まで潤滑剤は入り込むが、コイル下端部分に潤滑
剤が流下して集中する。この結果、コイル下端に
ある線材の潤滑厚みが厚くなるほか、いづれもコ
イル内に付着滞留した水溶液の水切れが悪く、下
工程まで水が滴り、乾きが悪いため、結束時に水
がにじみ出て、周囲環境を悪化する問題がある。
このことは、コイルによる潤滑剤の持出し量も多
くなり、部分的に回収して使用するにしても、フ
イルターや、循環ポンプ、下に滴つた水溶液を集
めるピツト等が必要になり、全体として設備が大
型化する問題がある。

（問題点を解決するための手段） 第１の発明の線材の潤滑装置は、線材コイルを
結束する前に、線材コイルに潤滑剤を供給して線
材コイルのリング間を潤滑する装置において、複
数の泡沫噴射ノズルが線材コイル軸方向に沿つて
配列された発泡器と、噴射された泡沫を発泡器と
線材コイル周面との間で保持するカバーと、発泡
器に潤滑剤を含む水溶液を供給する装置と、発泡
器に圧縮空気を供給する装置とからなつている。
カバーは主として線材コイルの外側に配置される
が、内側にあるいは内外両側に配置するようにし
てもよい。外側に配置するカバーは、これの端部
が線材コイルの外周面に密着するようにビニール
シート、ゴム、軟質プラスチツクなど柔軟性に富
む材料で作ることが望ましい。また、カバーは発
泡器に固着し、または着脱可能に取り付けてもよ
い。

上記第１の発明の線材の潤滑装置において発泡
器は運動しないが、第２の発明の装置では発泡器
は運動する。すなわち、発泡器は線材コイル軸方
向に沿つて配列された複数の泡沫噴射ノズルを備
えており、線材コイル周面に沿つて移動可能であ
る。発泡器には線材コイル周面を掃くようにして
ブラシが取り付けられている。潤滑剤を含む泡沫
を線材コイルに一様に供給する点から、ブラシは
ナイロンなどの比較的軟らかなプラスツチクスが
好適である。また、発泡器を線材コイル周面に沿
つて移動させる駆動装置を備えている。駆動装置
として、電動モータ、エアモータ、油圧モータな
どが適宜減速装置と組み合わせて用いられる。前
記発泡器を線材コイル軸方向に沿つて延びる円筒
状に形成するとともに、円筒軸周りに回転可能に
支持し、前記ブラシを発泡器の外周全面にわたつ
て植え付けてもよい。

上記第１および第２の発明において、発泡器は
１個または複数であつてもよい。

ここで使用する潤滑剤を含む水溶液は、界面活
性剤や水溶性ポリマーからつくられる。界面活性
剤そのものが潤滑特性を持つものであれば、別に
起泡剤を添加することなく発泡させることができ
る。潤滑剤に起泡性のない場合には、起泡剤とし
て界面活性剤や水溶性ポリマーを添加する。ま
た、線材の温度が高く、泡沫がすぐ消えるような
状況にあつては、アルキル硫酸エステル塩に高級
アルコールを微量添加する等の対応をとること
で、潤滑用泡沫を安定して供給することができ
る。

発泡剤として界面活性剤を使用すると、界面活
性剤が気液表面に吸着し、表面張力を低下させる
と共に表面粘度を増加させ、泡形成時の発泡性、
泡径の大小あるいは均一性、安定性等が改善され
る。また、水溶性ポリマーを使用すると、これら
が主に気液表面の表面粘性あるいは表面粘弾性を
向上させ、安定な泡を形成することによるもので
ある。このように、界面活性剤や水溶性ポリマー
を起泡剤として使用すると、生成した泡が均一
化、安定化する。

ここでいう界面活性剤とは、気液表面に吸着し
て表面活性を低下させる水可溶性の有機系化合物
のことである。たとえば、硫酸塩類（高級アルコ
ール硫酸エステル塩類その他）、アニオン活性剤
（脂肪アルコールリン酸エステル塩類その他）、カ
チオン系活性剤（脂肪族アミン塩類その他）非イ
オン系活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエー
テル類その他）、両性活性剤（アルキルベタイン
その他）等が主だつた物として挙げられるが、こ
れに限定されるものではない。

泡生成に際しては、これら界面活性剤の１種あ
るいは２種以上の混合物を水に対し0.001〜40％
になるよう加え使用することが好ましい。

水溶性ポリマーとしては、天然、合成、半合成
の水可溶性ポリマーが有り、たとえばコーンスタ
ーチ、デンプン類、ビスコース、メチルセルロー
ス、エチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポ
リアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリマレ
イン酸共重合体、ポリエチレンイミン、サポニン
等が主だつた物として挙げられるが、これに限定
されるものではない。

泡生成に関しては、これら水溶性ポリマーの１
種あるいは２種以上を水に対し0.01〜30％になる
よう加え使用することが望ましい。

以上述べた界面活性剤と水溶性ポリマーは任意
の割合で混合して使用してもよい。また、泡の性
状や安定性を改善するため、界面活性剤水溶液あ
るいは界面活性剤と水溶性ポリマーの混合液に適
量のキレート剤、ビルダー、高級アルコール等を
加えてもよい。

キレート剤としては、たとえばジヒドロキシエ
チルグリシン、ヒドロキシエチルイミノ２酢酸等
のアミノカルボン酢酸、クエン酸ソーダ、グリコ
ン酸ソーダ等のオキシカルボン酸、ポリカルボン
酸、ヒドロキシエタンジホスホン酸、等のホスホ
ン酸類あるいはトリボリリン酸ソーダ、ピロリン
酸ソーダ等の縮合リン酸塩等が有り、１種または
２種以上を0.001〜20％使用するのが好ましい。
高級アルコールは、炭素数が６〜36の１級および
２級のアルコールが好ましく、ヘキサノール、オ
クタノール、ラウリルアルコール、ミリスチルア
ルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコ
ール、オレイルアルコール、炭素数が18，24，36
等のゲルベアルコール等の１種または２種以上を
界面活性剤に対し0.5〜30％加えてもよい。ビル
ダーとして、たとえば珪酸ソーダ、硫酸ソーダ、
炭酸ソーダ等を上記配合物に対し0.1〜30％加え
てもよい。

一般に線材径の細いほど、また充填密度の大き
いほどコイル内部の潤滑処理が難しくなるが、潤
滑剤を含む泡沫の中の水分量を増加して泡沫の流
動性を増加することで容易に潤滑できる。逆に線
材径の太いほど、また充填密度の小さいほどコイ
ルにかけた泡沫がコイル下端から滴り易くなるの
で、泡沫の中の水分量を減ずると共に、供給量も
下げて潤滑する。

なお、これら発泡剤を使用せず強制攪拌等の機
械力のみにより泡を形成させる方法も考えられる
が、このようにして形成された泡は表面エネルギ
ーが高く、表面粘性も低いために泡も不均一で、
安定性が悪い。このため、線材の潤滑条件が一定
せず、ロツト振れ、品質の振れが生じ、目標とす
る品質の鋼材を安定して製造することは困難であ
る。

（作用） この発明の線材の潤滑装置は、線材コイルを結
束する前に、線材コイルに潤滑剤を供給して線材
コイルのリング間を潤滑する装置として用いられ
る。潤滑剤を含む泡沫は発泡器の泡沫噴射ノズル
から線材コイルの周面に向けて噴射される。線材
コイル周面に供給された泡沫は線材コイルのリン
グ間に入り込むが、単に噴射しただけでは一部が
リング間に入り込まずに線材コイルの周面を伝つ
て滑り落ちることがある。

そこで、第１の発明の線材の潤滑装置では、供
給された泡沫は発泡器と線材コイル周面との間で
カバーにより保持され、滑り落ちが阻止される。
したがつて、供給された泡沫の殆どがリング間に
侵入し、潤滑剤として作用する。もちろん、潤滑
剤は泡沫の状態となつているので、これを噴射し
ても周囲に飛散することはない。

また、第２の発明の線材の潤滑装置では、発泡
器を線材コイル周面に沿つて移動させる、すなわ
ち線材コイル軸周りに回転させる。発泡器を移動
させながら泡沫を線材コイル周面に供給する。し
たがつて、泡沫は第１の発明の装置に比べて狭い
範囲に少量の泡沫が供給される。これより、供給
された泡沫の流下による損失は更に少くなる。ま
た、発泡器には線材コイル周面を掃くようにして
ブラシが取り付けられているので、泡沫を線材コ
イル周面に一様に供給することができ、さらに泡
沫を線材コイル内部にまで短時間で浸透させるこ
とができる。

さらに、回転可能な円筒状発泡器の外周全面に
わたつてブラシが植え込まれたものでは、発泡器
は線材コイル軸周りに公転するとともに円筒軸周
りに自転する。したがつて、泡沫は線材コイル周
面にいつそう一様に供給される。

（実施例） 第１図は第１の発明の実施例を示すもので、潤
滑装置の斜視図である。

潤滑装置１１は主として発泡器１２、カバー１
９，２９、潤滑剤供給タンク３１およびエアタン
ク３５とからなつている。

発泡器１２は主発泡器１４と補助発泡器２４と
からなつている。主発泡器１４の本体１５は円筒
状をしており、底部に複数の泡沫噴射ノズル１７
が筒軸方向に沿つて配列されている。また、補助
発泡器２４の本体２５も円筒状をしており、直径
は主発泡器１４のものよりもかなり小さくなつて
いる。補助発泡器本体２５の側部に複数の泡沫噴
射ノズル２７が筒軸方向に沿つて配列されてい
る。主発泡器本体１５および補助発泡器本体２５
の内部に潤滑剤の水溶液噴射ノズルと金属製のネ
ツト（図示しない）を備え、ノズルから噴射され
た水溶液がネツトを通過する過程で圧縮空気と混
合され、発泡する構造になつている。

ビニール製のカバー１９が主発泡器本体１５に
より振り分けられるようにして主発泡器本体１５
の両側から垂れ下がつており、主発泡器本体１５
に固着されている。また、補助発泡器２４の外周
面からプラスチツクス板製のカバー２９が側方に
向つて取り付けられている。

主発泡器本体１５には潤滑剤供給タンク３１が
止め弁３２を介して供給管３３により接続されて
いる。潤滑剤供給タンク３１は潤滑剤を含む水溶
液を収容している。この実施例での水溶液は、脂
肪酸複合アミン塩とアルコール系アミンを水に溶
かしてそれぞれの濃度を約0.1wt％としたもので
ある。

さらに、主発泡器本体１５にはエアタンク３５
が止め板３６を介して供給管３７により接続され
ている。エアタンク３５にはコンプレサ（図示し
ない）により圧縮空気が充填されている。

同様にして、補助発泡器本体２４にも潤滑剤供
給タンク３１およびエアタンク３５が接続されて
いる。

つぎに、上記のように構成された装置により線
材コイルを潤滑する方法について説明する。

熱間圧延線材の製造ラインでは、鋼材を加熱炉
によつて所定温度に加熱したのち、粗圧延機およ
び中間圧延機をへて、高速ブロツクミルで所定の
寸法径の線材に加工される。ついで、レーイング
ヘツド捲線機によつて非同心円状のコイル線材と
して捲線され、調整冷却ラインで所定温度まで均
一に冷却されたのち、自動結束機によつてフープ
で結束されて次の処理工程に移送される。線材コ
イルの潤滑は上記結束の直前に行われる。

第１図に示すように線材コイル１をハンガーフ
ツク５に吊した状態で主発泡器１４の直下に位置
させる。このとき、カバー１９の下端部が線材コ
イル１の外周面に接している。また、補助発泡器
２４は線材コイルの内部にある。つぎに、止め弁
３２を開いて潤滑剤を含む水溶液を主発泡器１４
および補助発泡器２４にそれぞれ約５／mim
で供給するとともに、止め弁３６を開いて圧縮空
気を両発泡器１４，２４に約250／mimで吹き
込む。水溶液は両発泡器１４，２４内で発泡して
泡沫となり、両発泡器１４，２４のノズル１７，
２７から線材コイル１の外、内周面に向つて噴射
される。泡沫はカバー１９，２９により保持さ
れ、線材コイルの外周面および内周面から線材コ
イル１のリングの間の隙間に入り込む。入り込ん
だ泡沫は線材表面に一様に付着して潤滑の作用を
する。泡沫が線材に十分に行き渡つたところで、
両発泡器１４，２４への水溶液および圧縮空気の
供給を止める。このように泡沫で潤滑処理された
線材コイル１は、線材自体の持つ熱間圧延余熱に
よつて即乾されつつ結束機によつて圧縮結束を行
なう。

第２図は第２の発明の実施例を示すもので、潤
滑装置の斜視図である。なお、第２図において潤
滑剤供給タンクおよびエアタンクは第１図のもの
と同一であるからこれらを省略している。

潤滑装置４１は、円筒状の本体４５，５５を有
する外発泡器４４と内発泡器５４とをそれぞれ２
本づつ備えている。外発泡器本体４５には複数の
ノズル４７が設けられており、ナイロン製ブラシ
４９が筒軸方向に沿つて取り付けられている。同
様に、内発泡器５４もノズル５７およびブラシ５
９を備えている。

外、内発泡器４４，５４の本体４５，５５の一
端には、フオーク状をした二重管よりなる供給管
６１が接続されている。供給管６１の本管６２は
回転可能に支持されており、モータ６４により減
速歯車６６を介して回転駆動される。また、供給
管６１の本管６２には回転継手６８が接続されて
いる。潤滑剤供給タンクおよびエアタンクから回
転継手６８を介して供給管６１に潤滑剤を含む水
溶液および圧縮空気が供給される。

上記のように構成された装置において、外発泡
器４４のブラシ４９が線材コイル１の外周面に接
触するように、また内発泡器５４のブラシ５９が
内周面に接触するよう線材コイル１をハンガーフ
ツク（図示しない）に吊し、保持する。そして、
両発泡器４４，５４に潤滑剤を含む水溶液および
圧縮空気を供給し、ノズル４７，５７から泡沫を
噴射させながら供給管６１を回転させる。ブラシ
４９，５９が線材コイルの周面を摺動するので、
周面に供給された泡沫は滴り落ちることなく線材
コイル１のリング間に侵入し、線材を潤滑する。

第３図は第２の発明の他の実施例を示すもの
で、潤滑装置７１の正面図である。なお、第３図
において回転駆動装置、回転継手、潤滑剤供給タ
ンクおよびエアタンクは第２図のものと同一であ
るからこれらを省略している。

フオーク状をした二重管よりなる供給管８３に
外、内発泡器７３，７５の本体７７が気密を保つ
ようにして回転可能に取り付けられている。外、
内発泡器７３，７５は第４図に示すように本体７
７の全面にわたつてノズル７９が配置されてお
り、またブラシ８１が植え込まれている。供給管
８３には第２図のものと同様に回転駆動装置が作
動連結され、回転継手を介して潤滑剤を含む水溶
液および圧縮空気が供給される。

この実施例の装置も上記第２図の装置と同様に
操作される。供給管８３をコイル軸周りに回転駆
動すると、ブラシ８１が線材コイル周面を摺動す
る。このとき、外、内発泡器７３，７５の本体７
７はブラシ８１と線材コイル周面との間の摩擦に
より自転する。この実施例では、外、内発泡器７
３，７５の本体７７が自転しながら線材コイルの
表面に泡沫を供給するので、より一層均一に線材
は潤滑される。また、線材リング間へのブラシの
かみ込みもほとんどなくなりブラシの寿命の大幅
な延長となる。

なお、上記潤滑処理において、発泡倍率（泡容積
（）／水溶液容積（））が低いほど、すなわち
泡中の水分が高いほど泡沫は粘性が低い。このた
め、泡沫は線材表面をつたつて滴りおち、線材表
面に付着せず、十分な潤滑効果が得られない。一
方、粘性を高くすると泡沫の流動性が悪くなるの
で、線材コイルのリングの間の隙間を泡沫で完全
に埋めることは困難になる。したがつて、線材の
潤滑に適した発泡倍率が選ばれる。また、線材コ
イルの外側から泡沫を単に噴射する方法が考えら
れるが、この方法では、線材コイル表面で泡沫が
滑り落ちたりはね返つたりして無効となる泡沫量
が多い。また、線材コイル下端からの滴り落ちを
防止するため、泡沫の発泡倍率を高く（＞50倍）
すると、線材コイル内部への泡沫の浸透性が悪く
なり疵低減効果が低下する。

（発明の効果） この発明では線材コイル周面に供給された泡沫
をカバーあるいはブラシにより保持するようにし
ているので、泡沫の滑り落ちを防ぎ、高発泡倍率
の泡沫を線材コイル内部に短時間で浸透させるこ
とができる。したがつて、コイル下端からの潤滑
剤の滴りも極くわずかで塗布効率の高く、また疵
低減率は一層向上する。特に、ブラシが線材コイ
ルの周面に沿つて移動する装置の場合、潤滑剤を
線材に均一に付着させることができる。

従来、最も普及しているエア・アトマイズ噴霧
方式で潤滑して圧縮結束したものに比べて、この
発明の装置による泡沫潤滑された線材コイルは、
圧縮結束の際、泡沫で内部まで均一に潤滑処理さ
れている。したがつて、結束時の圧縮疵を大幅に
低減することができ、コイル高さも低くなる。こ
のことにより、圧縮疵を起点とした破断等のトラ
ブルを皆無にすることができる。さらに、コイル
の大単重化や線材の細径即へのサイズ拡大を実施
しても、既存の熱処理炉への装入、ならびに需要
家でのサプライスタンドおよび酸洗槽での、結束
後のコイル高さによるトラブルを引起こすことな
く実施可能である。さらにまた、水溶液の滴りや
フユーム等の発生がなく、コイル下部から滴り落
ちた潤滑剤の処理設備や飛散した潤滑剤の処理設
備は不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例を示す潤滑装置の
斜視図、第２図は第２の発明の実施例を示す潤滑
装置の斜視図、ならびに第３図および第４図は上
記第２の発明の他の実施例を示しており、第３図
は潤滑装置の正面図および第４図はブラシを備え
た発泡器の斜視図である。 １……線材コイル、１１，４１，７１……潤滑
装置、１２，１４，２４，４４，５４，７３，７
５……発泡器、１７，２７，４７，５７，７９…
…ノズル、１９，２９……ノズル、３１……潤滑
剤供給タンク、３３，３６，６１，８３……供給
管、３５……エアタンク、４９，５９，８１……
ブラシ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 線材コイルを結束する前に、線材コイルに潤
   滑剤を供給して線材コイルのリング間を潤滑する
   装置において、複数の泡沫噴射ノズルが線材コイ
   ル軸方向に沿つて配列された発泡器と、噴射され
   た泡沫を発泡器と線材コイル周面との間で保持す
   るカバーと、発泡器に潤滑剤を含む水溶液を供給
   する装置と、発泡器に圧縮空気を供給する装置と
   からなることを特徴とする線材の潤滑装置。 ２ 線材コイルを結束する前に、線材コイルに潤
   滑剤を供給して線材コイルのリング間を潤滑する
   装置において、複数の泡沫噴射ノズルが線材コイ
   ル軸方向に沿つて配列され、線材コイル周面に沿
   つて移動可能に支持された発泡器と、線材コイル
   周面を掃くようにして前記発泡器に取り付けられ
   たブラシと、線材コイル周面に沿つて発泡器を移
   動させる駆動装置と、発泡器に潤滑剤を含む水溶
   液を供給する装置と、発泡器に圧縮空気を供給す
   る装置とからなることを特徴とする線材の潤滑装
   置。 ３ 前記発泡器が線材コイル軸方向に沿つて延び
   る円筒状をしており、円筒軸周りに回転可能に支
   持され、前記ブラシが発泡器の外周全面にわたつ
   て植え付けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の線材の潤滑装置。