JPH06346152A - 高炭素鋼線の鉛パテンティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】急速冷却を行うとともに、冷却速度と保持温度
を個別に制御できるようにする。 【構成】高炭素鋼線を加熱してオーステナイト化させた
後、鉛浴４中を通して冷却する鉛パテンティング装置に
おいて、鉛浴４中の入側に、周囲の鉛浴４とは実質的に
区画化された焼入れ室６，７を設け、焼入れ室６，７を
出た鋼線２は所定の距離鉛浴４中を通線されるようにな
し、また、焼入れ室６，７内への鉛の連続的供給系９，
９を設け、この供給系９，９の鉛浴４外部に、供給する
鉛の温度調節手段１０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば自動車タイヤ
の補強材として用いられるコードワイヤー等の鋼線の製
造にあたって、伸線工程前に行う熱処理いわゆるパテン
ティング処理に際し、高い冷却速度と恒温保持を図るこ
とにより、伸線後の鋼線のハイテン化を図る高炭素鋼線
の鉛パテンティング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コードワイヤーの製造には炭素含
有量０．８％程度の共析鋼が用いられており、その伸線
工程に先立つパテンティング処理には溶融鉛を冷媒とす
るいわゆる鉛パテンティングが一般に行われている。

【０００３】図６は従来の代表的な鉛パテンティング設
備を示す図で、ペイオフリール１から送り出される鋼線
２を加熱炉３にてＡ_C3以上の温度すなわち通常８５０〜
１０００℃に加熱しオーステナイト化させた後、直ちに
一定温度たとえば６００℃に保持された鉛浴槽４内に浸
漬して冷却、保持した後、処理後の鋼線２をコイラーに
より巻取る構成としてある。

【０００４】このパテンティング処理におけるヒートパ
ターンは代表的に図３に示す通りであり、鋼の組織、特
性等の制御に関係する因子としては、ヒートパターン中
の冷却速度と保持温度である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来設
備では、鉛浴温度を変えることで冷却速度と保持温度の
両方が連動して変化するため、冷却速度を大きくしよう
とすると、結果的に保持温度を低くしなければならず、
冷却速度と保持温度を個別に制御することができない。

【０００６】ところで、最近、コードワイヤーのハイテ
ン化に対する要求が益々強まりつつあり、このコードワ
イヤーのハイテン化を実現する具体的方法の一つに過共
析化がある。たとえばスチールコードのように伸線後に
得られるワイヤーは、その強度を向上させるために、伸
線前の強度および伸線加工度を向上させる方法が採られ
るが、過共析化もこの方向に沿ったもので、伸線前の強
度が向上するとともに、伸線加工による強度の上昇（加
工硬化量）も大きくなる。

【０００７】しかし、過共析鋼のこのような特性を十分
に引き出すためには、冷却速度をできるだけ大きくして
初析セメンタイトの析出を抑えるとともに、目標温度で
保持変態させることが必要であるが、上記従来設備で
は、前述の理由から、１）初析セメンタイトの抑制、
２）低温変態組織（ベイナイト）の生成防止の二つの要
求を共に満足することは不可能である。

【０００８】一方で、工業的に恒温変態的に処理を実現
しようとする試みもなされており、たとえば特開平４−
１６８２３０号公報では、流動層を用いることが開示さ
れている。

【０００９】しかし、この公報記載の発明は、線材径が
3.0 mm以下を対象とし、かつヒートパターンも限定され
たもので、汎用性がないとともに、安定性に難がある。

【００１０】したがって、本発明の主たる課題は、急速
冷却を行うことができるようにすることにより、初析セ
メンタイトの抑制するとともに、目標温度での共析変態
を確実に達成することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題は、高炭素鋼線
を加熱してオーステナイト化させた後、鉛浴中を通して
冷却する鉛パテンティング装置において、前記鉛浴中の
入側に、周囲の鉛浴とは実質的に区画化された焼入れ室
を１つまたは鋼線の流れ方向に間隔を置いて複数設け、
焼入れ室を出た鋼線は所定の距離鉛浴中を通線される構
成とし、前記焼入れ室内への鉛の連続的供給系を設け、
この供給系の鉛浴外部に供給する鉛の温度調節手段を設
け、前記焼入れ室内に供給された鉛は後に鉛浴内に流出
する構成としたことで解決できる。

【００１２】

【作用】本発明では、鉛浴中の入側に、周囲の鉛浴とは
実質的に区画化された焼入れ室を１つまたは鋼線の流れ
方向に間隔を置いて複数設け、焼入れ室を出た鋼線は所
定の距離鉛浴中を通線される構成とし、前記焼入れ室内
への鉛の連続的供給系を設け、この供給系の鉛浴外部に
供給する鉛の温度調節手段を設けたので、その温度調節
手段により供給する鉛温度を低く調節することにより、
鋼線の急速冷却を行うことができる。また、鉛浴温度は
その鉛浴自体で温度設定および調節を行うことにより、
確実に目標温度での共析変態を生じさせることができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によってさ
らに詳説する。図１は本発明に係る鉛パテンティング装
置の概要図で、１はペイオフリール、２は鋼線、３は加
熱炉、４は鉛浴槽、５はコイラーである。鉛浴槽４内の
鋼線２の入側には、第１焼入用ノズル６および第２焼入
用ノズル７が順に浸漬して配設されており、それらの内
部を鋼線２が順次通過できるようになっている。

【００１４】これら第１焼入用ノズル６および第２焼入
用ノズル７には、循環ポンプ８，８により鉛浴槽４内の
溶融鉛が吸い上げられ、供給系９，９を通してそれぞれ
第１焼入用ノズル６および第２焼入用ノズル７に供給さ
れるようになっている。第１焼入用ノズル６および第２
焼入用ノズル７の構造例は、図２に示す通りであり、同
心円筒径の外筒と内筒との間にはヘッダ室が設けられ、
このヘッダ室内に前述の溶融鉛が供給され、内筒に形成
された吐出口６ａ，６ａ…、７ａ，７ａ…から吐出され
るようになっている。この例においては、図示のよう
に、第１焼入れ用吐出口６ａ，６ａ…は鋼線の流れ方向
に斜めに開口しており、逆に第２焼入れ用ノズル７の吐
出口７ａ，７ａ…は上流側に斜めに開口している。

【００１５】一方、溶融鉛の循環供給系９，９には、冷
却水が通るクーラー１０が設けられており、溶融鉛が供
給系９，９を通る過程で冷却水のもっている熱と熱交換
させて冷却するようになっている。

【００１６】他方、１１はクーラー１０に供給する冷却
水の流量調節弁であり、供給鉛温度計１３，１３による
温度信号に基づいて、温度コントローラー１２により、
供給鉛が目標の温度となるように、流量調整弁１１の開
度を調節することになっている。

【００１７】なお、第１焼入用ノズル６および第２焼入
用ノズル７を鉛浴中に浸漬して配設したのは、次の理由
によるものである。すなわち、恒温変態的に処理を行う
には、目標温度まで冷却後、直ちに鋼線２を一定温度に
保持された鉛浴中へ導入する必要があるからである。

【００１８】上記例において、第１焼入用ノズル６およ
び第２焼入用ノズル７は、本発明にいう周囲の鉛浴とは
実質的に区画化された焼入れ室を構成する。この焼入れ
室の変形例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の
構造とすることができることが推測できよう。

【００１９】（実験例）次に、本発明の効果を実験例に
より明らかにする。表１に示す化学成分を有するφ５．
５mmの線材を素材とし、図４に示す製造工程でφ１．２
mmのコードワイヤーを試作した。

【００２０】

【表１】

【００２１】なお、鉛パテンティングに際し、従来装置
としては図６に示す装置を、一方本発明装置としては図
１に示す装置を用いた。また、図１の装置において、第
１焼入用ノズル６および第２焼入用ノズル７の長さは各
々１ｍ、鉛浴槽４の通過（浸漬）長さは１５ｍのものを
用いた。通線速度は３０ｍ／min で処理した。図５に本
発明装置を用いたパテンティングにおける冷却パターン
を示す。本実験例では、第１焼入用ノズル６および第２
焼入用ノズル７に３７０℃に調整した溶融鉛を流入さ
せ、φ３．０mm線材の冷却を行った後、６００℃の鉛浴
中へ導入した。その実験結果を表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２に示す通り、従来装置では、初析セメ
ンタイトまたはベイナイトが発生して伸線限界が低下す
るため、伸線後の強度は３１００ＭＰａ前後で絞りも３
０％前後であった。これに対し、本発明装置では、初析
セメンタイト、ベイナイトの発生が共に防止され、伸線
後には４０００〜４１９０ＭＰａの高強度でしかも４０
％以上の絞り値を有するワイヤーが得られた。

【００２４】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、急速な冷
却が可能であるとともに、冷却速度と保持温度を個別に
制御することができるので、初析セメンタイト、ベイナ
イトの発生はなく、過共析鋼の特性を十分に引き出すこ
とができ、よって高強度、高延性のワイヤーが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鉛パテンティング処理装置の概要
図である。

【図２】図１に示す焼入用ノズルの拡大縦断面図であ
る。

【図３】パテンティングにおけるヒートパターン制御因
子を示す図である。

【図４】実験例における製造工程を示す図である。

【図５】本発明装置を用いたパテンティングにおける冷
却パターンを示す図である。

【図６】従来の鉛パテンティング処理法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１…ペイオフリール、２…鋼線、３…加熱炉、４…鉛浴
槽、５…コイラー、６…第１焼入用ノズル、７…第２焼
入用ノズル、８…循環ポンプ、９…溶融鉛供給系、１０
…クーラー、１１…流量調整弁、１２…温度コントロー
ラー、１３…温度計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高炭素鋼線を加熱してオーステナイト化さ
   せた後、鉛浴中を通して冷却する鉛パテンティング装置
   において、 前記鉛浴中の入側に、周囲の鉛浴とは実質的に区画化さ
   れた焼入れ室を１つまたは鋼線の流れ方向に間隔を置い
   て複数設け、焼入れ室を出た鋼線は所定の距離鉛浴中を
   通線される構成とし、 前記焼入れ室内への鉛の連続的供給系を設け、この供給
   系の鉛浴外部に供給する鉛の温度調節手段を設け、前記
   焼入れ室内に供給された鉛は後に鉛浴内に流出する構成
   としたことを特徴とする高炭素鋼線の鉛パテンティング
   装置。