JPH0459050B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、線材、特に鉄線を引き抜くための改
良された方法と装置に関し、日本国特許出願第54
−160707号および同第55−60448号に記載されて
いる技術の延長線上に位置づけられるものであ
る。

本発明は、その断面形状にかかわりなく中実断
面を有するいかなる延性金属材料にも適用し得る
ものであり、本明細書で使用する「線材」とは、
円形断面を有する材料に限定されるものではな
い。

従来の技術 上述の特許出願明細書にはダイスを通して線材
を引き抜くのに必要な引き抜き張力を発生させる
ために被動式の線材係合引抜きホイールを用いる
方法が開示されている。線材は引抜きホイールに
巻かれるがその巻数は完全な一巻以下かあるいは
数巻と一巻の半ぱ分だけ巻かれる。そして線材は
ダイスを離れた後に引抜きホイールに巻かれなが
ら冷却液に接触せしめられる。

前記特許明細書に記載される方法によれば、特
に引き抜いた線材の特性（例えば引張試験、ねじ
り試験、曲げ試験等の従来の方法で測定される延
性）についてすぐれた結果をもたらした。これら
特性の向上の一部は、特許装置のダイスのサイジ
ングオリフイスで行われる線材の断面積の減少分
が従来装置でのものよりもはるかに大きいときで
さえ、従来の装置に典型的な冷却上の制限を克服
したことの結果であると思われる。しかし、この
ように大きな断面積減少（ダイス当り40％を越え
得る）を利用すると、ダイスの摩耗が許容できな
い程度まで増加し得ることが判明した。しかし、
ダイス寿命の短縮というこのような欠点にもかか
わらず、断面減少率をこのように大きくすると、
非常に満足すべき線材が製造される。またこのよ
うな方法で行うと、引抜きに必要な非常に強い引
抜き張力による線材の破断も生じない。

発明が解決しようとする問題点 ダイスの過度の摩耗に対する明確な解決策の一
つは、引抜きステージ（段）の数を増加すること
により各段当りの断面減少率を小さくして所望の
最終断面減少率を得ることである。しかし各引抜
きホイールの駆動用および速度制御用の電気機器
が高価なので、この解決策では装置の価格が非常
に高くなる。また引抜き段数を増加すれば、装置
を収容するために大きな床面積が必要となる。

問題点を解決するための手段 本発明では、各引抜き段（ステージ）が、各引
抜き段における引抜き終了後に線材を液体冷媒に
より直接冷却すること、および各引抜段当り二度
別々に断面減少を行うことを含む。

本発明の特徴の一つによれば、第２ダイスのサ
イジングオリフイスの断面積が第１ダイスのサイ
ジングオリフイスの断面積よりも小さいような１
組の第１、第２ダイスに隣接する線材係合用引抜
きホイールを駆動すること、第１ダイス、次いで
第２ダイスに順次線材を通し、引抜きホイールの
周囲に少なくとも部分的に巻き取られた線材の摩
耗係合によつて線材内に発生する引抜き張力によ
つて線材を引き抜くこと、及び少くとも第２ダイ
スのサイジングオリフイスから引抜きホイールに
至る通路において線材が引抜きホイールに接触し
ている間線材を液体冷媒に直接接触させることの
各工程を有する線材の断面積を減少する方法が提
供される。

本発明の別の特徴によれば、引抜き段を通る線
材通路に沿つて配置する第１ダイス箱と第２ダイ
ス箱とを有する少なくとも一つの引抜き段と、第
２ダイス箱の下流にあつて線材の少なくとも一部
を摩擦係合的に巻くことができる周囲表面を有す
る引抜きホイールと、第１ダイス箱および第２ダ
イス箱の両方を通して引抜きホイールの周表面に
掛る線材を引き抜く方向に引抜きホイールを回転
させるためのモーターと、少なくとも第２ダイス
箱を離れる線に液体冷媒を供給するための液体冷
媒供給手段と、引抜きホイールの周囲表面に冷媒
を保持する冷媒トラツプ手段、および引抜きホイ
ールの下流を線材通路にある線材乾燥手段を有す
る線材引抜装置が提供される。

作用及び効果 第１、第２ダイスは線材の移動方向において第
２ダイスが第１ダイスの下流となるように直列に
配置され、引抜きホイールは第２ダイスの下流に
置く。この配置は、第１ダイスで発生する熱が、
第１ダイスを離れる線材の直接液体冷却を必要と
しない程度であれば好都合である。第１ダイスに
入る前の線材の潤滑は、第１ダイスの上流にある
石鹸箱を通して乾いた線材を引抜くことにより通
常の方法で行なうことができる。ダイス内での潤
滑は、ダイス間に配置する第２石鹸箱によつて供
し得る。ただし、線材は高い温度でこの第２石鹸
箱に入るかもしれないので、第２石鹸箱で使用す
る潤滑剤粉末を選定する際は、この点を考慮する
必要がある。理論的には、第１ダイスと第２石鹸
箱との間で、線材に液体冷媒を直接接触させて冷
却することは可能である。しかし、ここで論じて
いるような直列配置では、第１ダイスの下流端と
第２石鹸箱の上流端との間で利用し得る線材の通
路が比較的短いので、前記冷却方法は実際上は困
難である。

第２ダイスの下流において、線材は前記特許明
細書に記載されているような方法で液体冷媒のジ
エツト流で包囲することができる。このジエツト
流は、同じく前記特許明細書に記載されているよ
うに、引抜きホイール周辺の少なくとも一部でと
らえることができる。

前記引抜きホイールは、ひと巻の一部を掛ける
ためのＶ字形溝を有するかまたは数巻の線材を掛
けることができるＵ字形溝を有し得る。

代替の配置（一般に二つのダイスのそれぞれに
おいて大きな断面減少を起す場合に望ましい）と
しては、ダイスを隣合せに設置し、１組の引抜き
ホイールを使用する。前記ホイールの一つは従動
ホイールであり第２ダイスからの線材を受け、も
う一方のホイールは同軸のアイドルホイールであ
り第１ダイスからの線材を受けて第２ダイスの入
口までそれを前進させる。第２ダイスを離れる線
材の張力を減ずるために、各引抜き段における１
組の引抜きホイール間に何等かのすべり継手を設
置し、トルクの幾分かが従動ホイールからアイド
ルホイールに伝達されるようにして第１ダイスで
の引抜きを補助することが望ましい。

この隣合せの配置は、装置が小型化するととも
に、それぞれのダイスを離れる線材への液体直接
冷却が容易となり非常に有用である。従来技術の
エアワイパを使用して、各引抜き段の第１ダイス
と第２ダイスとの間、および引抜き段と引抜き段
との間で線材を乾燥し、液体冷媒が各ダイス上流
の石鹸箱に入るのを防止できる。

ダイス箱は隣合せに配置し、当該ダイス箱を単
一の石鹸箱に組合せることができる。アイドルホ
イールは、引抜きホイールと同軸に設置すること
ができるがこれは従動ホイールとアイドルホイー
ルとの間に何等かのすべり継手が設けられるよう
な場合に特に好ましい。ホイールの同軸配置によ
り、第１ダイス箱内に位置するダイスは第２ダイ
ス箱内に位置する第２ダイスの第２ダイスオリフ
イスの断面積よりも大きい断面積の第１ダイスオ
リフイスを有し得る。第２ダイスオリフイスは従
動引抜きホイールの周囲表面と整合しており、第
１ダイスオリフイスはアイドルホイールの周囲表
面と整合している。従動ホイールとアイドルホイ
ールとは、液体冷媒の流れと接触することができ
る。好ましくは各ホイールの周囲表面に冷媒を溜
めて保持するために、各ホイールの周囲表面に対
向して共通の円弧状囲い板を設けることが適当で
ある。

実施例 添付図面を参照し、実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。

第１図および第２図は、線材引抜装置の一引抜
き段における線材の通路を示す。線材Ｗは引抜き
段上流のホイール１ａを離れ、空気乾燥手段（エ
アワイパ）２ａを通り、第１転送プーリー３ｂ、
ダンサープーリー４ｂ、第２転送プーリー５ｂを
通つて、前記引き段にあつて液体冷却される二つ
のダイス６ｂおよび７ｂのうち第１ダイスに入
る。線材Ｗは第１ダイス６ｂから出て、冷却管８
ｂ（引抜き動作中はこの管を通つて液体冷媒が流
れる）を通過し、ステーシーモーター１１ｂの駆
動軸９ｂに設置され自由に回転するアイドルホイ
ール１０ｂの周囲に送られる。線材Ｗは、十分な
液体冷却を行うために必要な距離（すなわち1/2
巻き、１ 1/2巻き、２ 1/2巻きなど）でアイドル
ホイールの周囲を通過してから、空気乾燥手段１
２ｂによつて乾燥され、二つの転送プーリー１３
ｂおよび１４ｂに案内されて第２ダイス７ｂに入
る。このダイス７ｂは、当該ダイスを収容してい
るブロツク内の通路を循環する液体冷媒への熱伝
導によつて冷却される。冷媒の入口は、第１図お
よび第４図に矢印Ｃで示す。線材は、冷却管１５
ｂ（引抜き動作中に液体冷媒が流れる）を通過し
て、従動ホイールの周囲を通過する。この従動ホ
イールは、各ダイスが行なう断面減少に必要とな
る引張力を与える。このホイール１ｂは前記に参
照した第一の特許明細書に記載されているようら
Ｖ字形溝付ホイール（この場合、引張りにはひと
巻き以下の線が必要）あるいは前記に参照した第
二の特許明細書に記載されているようなフランジ
付キヤプスタンブロツク（またはＵ字形溝ホイー
ル）（この場合はひと巻き以上の線が使用される）
のいずれかである。線材Ｗは、ホイール１ｂを離
れると、空気乾燥手段２ｂによつて乾燥され、装
置の次の引抜き段の転送プーリー３ｃに向かう。
アイドルホイール１０ｂおよび従動ホイール１ｂ
は、共通の囲い板（シユラウド）１６ｂで囲ま
れ、線と接触する液体冷媒（例えば水）を保持す
る。囲い板１６ｂは、支持ロツド１９ｂ上を軸方
向（第３図の矢印Ｍの方向）に移動し、ホイール
１ｂおよび１０ｂに対して線材通しの便宜を図
る。装置に線材を通す場合は、二つのダイス６ｂ
および７ｂを搭載するダイスホルダー１７ｂを共
通石鹸箱１８ｂの出口を横切つて中間にすべら
せ、第１ダイス６ｂと従動ホイール１ｂとを直列
にする。線材Ｗの突端に通常の方法で引出しドグ
（図示していない）を取り付け、ダイス６ｂを通
して十分な量の線材を引き抜き、第２ダイス７ｂ
まで線材通路に沿つて延ばす。次に、引き抜いた
線を従動ホイール１ｂからアイドルホイール１０
ｂに移動し、ダイスホルダー１７ｂを運転位置に
押し、二つのダイス６ｂおよび７ｂのそれぞれを
対応するホイール１０ｂおよび１ｂに整合し、引
出し工程を繰り返す。この場合はダイス７ｂを通
して線材を引き抜く。線通し（スレツデイング）
作業中、Ｖ字形溝付ホイールの場合は圧力ローラ
ー（第１図に２０ｂで示す）、Ｕ字形溝付キヤプ
スタンの場合は圧力パツド（図示していない）を
所望により使用し、例えば引出しドグを取り外す
際に線の巻きがそれぞれのホイールから飛び出さ
ないようにする。

従動ホイール１ｂが、両方のダイス７ｂおよび
６ｂを通して線材を引き抜くための引張力を発生
することは、多くの場合許容できる。しかし、ダ
イス７ｂを離れる線材の引張力が線材の破断応力
に非常に近付く場合は、ホイール１０ｂに駆動力
の幾分かを転送することによつて状況を緩和す
る。これは、二つのホイール間にリング状の摩擦
パツドを配置し（例えば第３図の２１に示すよう
に）て両ホイール間にすべり継手を供すればよ
い。

第１図および第３図に関連して説明した形態
は、望ましい配置である。しかし、軟鋼線の引抜
きの場合に想定されるように、第１ダイス６ｂか
ら出る線材に対しての液体による直接冷却が重要
でないと考えられる場合は、第４図に示すような
単純な配置を使用する。

第４図では、第１図および第３図に類似する部
品を示すために、同一の参照番号に「ｓ」を付し
た。Ｖ字形溝付またはＵ字形溝付の単独従動ホイ
ール１ｓは、第２ダイス７ｓから出る線材Wsを
冷却管１８ｓから受ける。ダイス７ｓの上流の石
鹸箱１８ｓは、別の石鹸箱１８′ｓの下流にある
第１ダイス６ｓから線材を受ける。それぞれのダ
イス６ｓおよび７ｓは、ダイスのなかに形成され
る流体通路を通して液体を循環させることによつ
て冷却できるが、そのようにすることが望まし
い。液体冷媒は冷却管１５ｓおよび囲い板１６ｓ
に供給する。囲い板１６ｓは、部分的にホイール
１ｓを囲み、当該ホイールに対して冷媒をとら
え、特にＶ字形溝付ホイール７ｓを使用する場合
には、線材の下方に冷媒をとらえる。

線材Wsは、ホイール１ｓを離れると、空気乾
燥手段２ｓ内で乾燥され、プーリー３ｓを通つて
次の引抜き段（図示していない）の第１ダイスの
石鹸箱に導かれる。

従つて第４図に示す配置は、前記特許明細書が
説明する配置と似ているが、これに第２の石鹸箱
とダイスホルダーとを追加して第１のものと二連
で設けてある。従動引張ホイール１ｓは、引抜き
段の両方のダイスを通して線材Wsを引くために
必要な引抜き張力を発生する。

第１図、第２図、および第３図に関連して説明
した装置は、すべての炭素数領域にわたる鋼線の
引抜きに応用でき、それぞれの駆動モーターにお
いて実施できる断面減少は、従来の装置で現在実
施可能な断面減少よりも大きいと考られる。

本発明に基づく２段、４ダイスの試作機を使用
して0.06C軟鋼および0.62C鋼について試験を行つ
た。試作機に試験材料を再度通過させることによ
つて、８ダイス引抜きを完遂することができた。

6.5mmおよび5.5mmの軟鋼線材の場合、すべての
ダイスにおいて等しく25％の断面減少を行つた。
これは合成して試作機の引抜き段当り43.75％の
断面減少、および２引抜き段を通る１パス当り
68.36％の断面減少となる。

0.62C鋼線の経験から、合計４段８ダイスから
なる機械においては、代表的に、5.5mm直径の線
材から2.0mm直径の製品が製造できると思われる。
この場合ダイス当りの引抜きは第１ダイスにおけ
る25.10％から第８ダイスにおける19.56％に漸減
する。これに対応して、引抜き段当りの合計減少
率は、第１段における43.07％から第４段におけ
る36％に漸減する。15ｍ／ｓの仕上げ速度を実現
するための４引抜き段のそれぞれの駆動モーター
は85kWである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく引抜装置の一実施例
における一引抜き段の主要部品の側面図、第２図
は、第１図に示す引抜き段の部品の平面図、第３
図は、第１図に示す引抜き段の従動ホイールおよ
びアイドルホイールにおける−線断面図であ
り、従動ホイールの上半分はＵ字形溝を支持して
おり、当該ホイールの下半分はＶ字型溝の使用を
示している。第４図は、本発明に基づく装置の変
形例に係る一引抜き段の概略図である。 １……引抜きホイール、６，７……ダイス、１
２……乾燥手段、Ｗ……線材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１ダイス６ｂと、該第１ダイスのサイジン
   グ用オリフイスよりも小さな横断面積のサイジン
   グ用オリフイスを有する第２ダイス７ｂとに近接
   する線材係合用引抜きホイール１ｂを駆動して線
   材Ｗを上記引抜きホイールとの少なくとも部分的
   な摩擦係合により生じる引張り力により初めに上
   記第１ダイスのサイジング用オリフイス、次い
   で、第２ダイスのサイジング用オリフイスを通し
   て連続的に引き抜く工程と、第１ダイス６ｂのサ
   イジング用オリフイスから第２ダイスのサイジン
   グ用オリフイスに至る線材通路中において線材を
   液体冷媒に接触せしめる工程とを有する線材の縮
   径引抜き方法であつて、上記第１、第２ダイス６
   ｂ，７ｂは並置され、一対の同軸引抜きホイール
   １０ｂ，１ｂが設けられ、その一方１ｂはモータ
   １１ｂにより駆動されて第２ダイス７ｂからの線
   材を受け取り、他方の引抜きホイール１０ｂは第
   １ダイス６ｂからの線材を受け取るアイドルホイ
   ールであり、更に、アイドルホイール１０ｂから
   第２ダイスの入口部に至る復路に線材を進める案
   内手段１３ｂ，１４ｂが設けられ、上記復路には
   その復路中において線材を乾燥する手段１２ｂが
   設けられ、それにより線材は乾燥後且つ第２ダイ
   ス７ｂのサイジング用オリフイス通過前に乾燥潤
   滑剤床を通して引き抜かれることを特徴とする線
   材の引抜き方法。 ２ 第１ダイス６ｂのサイジング用オリフイスへ
   の進入前の線材Ｗの潤滑は乾燥線材を第１ダイス
   ６ｂの上流側に設けた石鹸箱１８ｂを通過させる
   ことによりなされ、かつ両ダイス間での潤滑は石
   鹸箱への線材の２回目の通過により行なわれるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の線
   材の引抜き方法。 ３ 第１ダイス６ｂの下流側及び第２ダイス７ｂ
   の下流側において線材は液体冷媒のジエツト流に
   包囲され、各ジエツト流はそれぞれの引抜きホイ
   ールの周囲の少なくとも一部の周囲を通り当該引
   抜きホイールに係合する線材を更に冷却すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   に記載の線材の引抜き方法。 ４ 各ダイス６ｂ，７ｂを冷却する手段と、ジエ
   ツト流から冷却剤を捕捉してこれを引抜きホイー
   ル１０ｂ，１ｂ上の線材に接触保持せしめる手段
   １６ｂとが設けられることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項に記載の線材の引抜き方法。 ５ 第１ダイス６ｂ及び該第１ダイスのオリフイ
   スよりも小さな横断面積のオリフイスを有する第
   ２ダイス７ｂの下流側に設けられる引抜きホイー
   ル１ｂを有する少なくとも１つの引抜き段を有
   し、上記引抜きホイール１ｂの引張力の少なくと
   も一部は線材係合用周面部を有する上記引抜きホ
   イール１ｂにより両ダイス６ｂ，７ｂを介して線
   材を引き抜くために用いられ、上記引抜きホイー
   ルの線材係合用周面部の周囲には第２ダイス７ｂ
   を離れた線材が少なくとも部分的に摩擦係合せし
   められ、更に、上記両ダイス６ｂ，７ｂを介し引
   抜きホイール１ｂの周面部に係合せしめられる線
   材Ｗを引き抜く方向に該引抜きホイール１ｂを回
   転せしめる駆動手段１１ｂと、上記第１ダイス６
   ｂを離れた線材に液体冷媒を供給する液体冷媒供
   給手段とが設けられた線材の引抜き装置であつ
   て、上記両ダイス６ｂ，７ｂは並置され、上記引
   抜きホイール１ｂと同軸的にアイドルホイール１
   ０ｂが取り付けられ、上記第２ダイスのオリフイ
   スは被動側引抜きホイール１ｂの周面に揃えら
   れ、上記第１ダイスのオリフイスはアイドルホイ
   ール１０ｂの周面に揃えられ、線材をアイドルホ
   イール１０ｂから第２ダイス７ｂの入口部に至る
   復路に進める案内手段１３ｂ，１４ｂが設けら
   れ、更に、各ダイス６ｂ，７ｂのオリフイスを離
   れた線材を液体冷媒流に接触せしめる手段８ｂ，
   １５ｂと、上記引抜き段中並びに該引抜き段の引
   き抜きホイール１ｂからの通路中に両ダイス６
   ｂ，７ｂ間を通過する線材を乾燥する手段１２
   ｂ，２ｂが設けられることを特徴とする線材の引
   抜き装置。 ６ 液体冷媒をアイドルホイール１０ｂの周面並
   びに引抜きホイール１ｂ上に保持せしめる冷媒捕
   捉手段１６が設けられることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載の線材の引抜き装置。 ７ 各ホイール１０ｂ，１ｂの周面に面し、液体
   冷媒の容器を各ホイールの周面上に係合せしめら
   れる線材に押圧保持する共通の弓形の囲い板１６
   ｂが設けられることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項に記載の線材の引抜き装置。 ８ 各ダイス６ｂ，７ｂの上流には共通の石鹸箱
   １８ｂが設けられ、乾燥された線材は上記引抜き
   段を通過する際に石鹸箱１８ｂを２度通過するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５、６又は７項
   に記載の線材の引抜き装置。 ９ 上記引抜きホイール１ｂは線材Ｗを１周に渡
   らない範囲で捕捉するＶ溝付ホイールであること
   を特徴とする特許請求の範囲第５、６、７または
   ８項に記載の線材の引抜き装置。 １０ 上記アイドルホイール１０ｂは線材Ｗを１
   周以上保持するＵ溝を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第５、６、７、８又は９項に記載の
   線材の引抜き装置。