JPH075991B2 - 鋼線材の熱処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鋼線材の熱処理に際し、高温の線材を所定の
冷却速度で冷却する熱処理、とくに温水を用いる熱処理
方法の改良に関するものである。

［従来技術］ 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（特
開昭60-248824号公報）に提案されている。

この方法は、熱間圧延され、金属組織がオーステナイト
組織を呈する高温にある中、高炭素鋼の非同心リング状
線材を、展開した形で略水平方向に移送しながら調整冷
却して直接熱処理する方法であって、強力な攪乱状態で
あり、かつ酸化性気泡の多数が均一に分散した95℃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、前記鋼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。

また、特開昭61-96040号公報に示されたように、ループ
レイヤーによって、鋼線材がコンベア上に捲落させ、搬
出の段階まで、できる限り線材が均一な熱処理条件を受
けるように、線材の移送に多段カスケード配置したチェ
インコンベアを用い、非同心リング状線材のエッジ部分
における線材の重なりをほぐして、冷媒の流動をよく
し、また、チェインコンベアのチェイン条幅員とこれと
前後のカスケード配置されたチェインコンベアのチェイ
ン条幅員とに差をもたせ、チェインと線材との接触位置
を短時間ごとに変更し、コールスポットの発生を防止で
きる構成を採ることが示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のように線材に熱処理を施すために、ループレイヤ
ーで線材は水平コンベア上に捲落され、傾斜チェインコ
ンベアを経て、熱処理槽に浸漬され、冷却されるが、こ
のとき、非同心リング状線材が順次移送されるため、線
材が槽内浸漬時点で、リングエッジ部が高温、センター
部低温と温度差を生じている。このため得られる線材の
酸化スケールが不均一となる。

前記従来技術に開示しているように、熱処理槽に浸漬し
てから後の線材の均等処理の進行が重要であることはい
うまでもないが、中．高炭素鋼線材がオーステナイトの
状態にあり、熱処理槽に浸漬される以前で、上述のよう
に、非同心リング状に展開されて移送される間に、リン
グエッジ部とセンター部に温度差があれば、線材表面に
できる酸化スケールが不均一となることも大きな問題で
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記課題を解決するため、非同心リング状で
移送される線材が、熱処理槽に浸漬される以前におい
て、浸漬直前の鋼線材温度を720℃〜900℃の範囲で、且
つ、リング状コイルのエッジ部分をセンター部分よりも
低温であるように冷却して、熱処理槽に浸漬して熱処理
を行なうもので、前記温度制御を行なうために、鋼線材
にミスト、又はスプレイ水を施して冷却をはかるもので
ある。

以下第１図に示す実施例により本発明を説明する。

図において１はループレイヤー、３は水平ローラコンベ
ア、４は傾斜チェインコンベア、８は水平チェインコン
ベア、９は傾斜チェインコンベア４と対向して設置され
たミスト、又はスプレイ水発生装置である。

鋼線材２はループレイヤー１で非同心リング状で、展開
して水平ローラーコンベア３上に捲落され、傾斜チェイ
ンコンベア４上に移送され、ここで、ミスト又はスプレ
イ水５による処理を受け、連続的に温水中又は気相混相
冷媒中に浸漬される。鋼線材は捲落された後、温水槽６
内の冷却の安定膜沸騰を実現させるため、３〜15secの
範囲内で空気酸化させる必要がある。したがってミスト
スプレイあるいはスプレイ冷却は上記捲落し後、３〜20
sec間空気酸化させた後実施する必要がある。この空気
酸化時間内で線材２は放射、対流により冷却されるが、
このときセンター部がエッジ部よりも強く冷却され、セ
ンター、エッジ間での温度差が助長される。

第２図はミスト、又はスプレイ水発生装置９のミスト、
又はスプレイ水発生単位Ｃの配置を示す。

矢印は、鋼線材２の進行方向を示す。前記発生単位Ｃ
は、図示のようにコンベアの進行方向の中心線対称に、
上流より下流に、非同心リング状の展開した形で移動す
る鋼線材２のリングエッジ部分、次はリングエッジ部分
とその内側部分、更にその次は、リングエッジ部分とそ
の内側部分と更に内側部分に対向して段階的に配置され
る。そして非同心リング状で移動する鋼線材２の線材交
又密度が小さいセンター部分では冷却能の影響が及ばな
いが、極めて小さい配置とする。

鋼線材２はこの段階でパーライト変態させないように、
720℃以上、900℃以下の温度に設定されており、ミス
ト、又はスプレイ水で冷却を調整して、非同心リング状
に展開された状態で、鋼線材２が幅方向でエッジ部をセ
ンター部分よりも低温であるように冷却した状態で温水
槽６の気泡を含む温水７に順次浸漬し、冷却し、パーラ
イト変態させる。

温度分布として、温水あるいは気水混相冷媒中での冷却
においても、エッジ部よりセンター部分の冷却が強くな
ることを考慮して、浸漬直前において鋼線材のエッジ部
分をセンター部よりも低温とするようにスプレイやミス
トスプレイで冷却することが望ましい。温水槽の温度は
70℃以上としている。

この結果、高温酸化スケールのスケール厚さの均一化、
光沢、色彩の均質化等がなしとげられ、また温水中連続
移送時のパーライト変態も均質化し、この結果、抗張力
の均質な鋼線材が得られる。

［実施例］ 0.81％C,0.23％Si,0.49％Mn,0.011％P,0.013％Ｓの高炭
素鋼を110×110mm角ビレットから線材圧延し、仕上圧延
温度930〜960℃に圧延し、ループレイヤーで捲落し、水
平ローラーコンベアで移送、引続き傾斜チェインコンベ
アで移送し、空気酸化時間を13〜15secとして、この位
置でチェインコンベア上部からミストにより冷却した。
ミストは、第２図に示すようにミスト発生単位12区画に
よる配置とし、各単位において水圧2kg/cm²、空気圧1.3
kg/cm²として実施した。リング展開時のミスト冷却時間
はエッジ部分で約４〜5sec間である。

このミスト発生装置下を通過したコイルリングの最低温
度、最高温度の幅は30℃以内であり、平均値は825℃で
あった。

熱処理槽における冷媒の設定条件は、微細な空気泡を含
む93℃の温水とした。また鋼線材は段差のあるチェイン
コンベア上を移送させながら冷却変態させた。

得られた鋼線材の抗張力と表面酸化スケールを観察し
た。

一方、比較例としては、上記処理中の中で、傾斜チェイ
ンコンベア上のミスト冷却を停止した状態で処理し、そ
の他の条件を同一とした熱処理方法によった。

第１表に引張試験結果及び表面スケールの外観観察とス
ケール厚さ（エッジ部のスケール厚とセンター部のスケ
ール厚さの差）の差を示す。

なお、第１表でＡは比較例として示した従来の方法によ
るもの、Ｂは本発明の方法によるものである。

抗張力の標準偏差が本発明の場合小さく、改善されてい
る。また、従来の方法では、赤スケールがエッジ部で認
められるが、本発明の方法では黒色均質スケールとなっ
ている。またエッジ部とセンター部ではスケール厚さの
差が小さくなっており、均質化されたことが分る。

本発明は高炭素鋼線材のほか中炭素鋼線材の熱処理に適
用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の方法によれば、表面酸化
スケールの均質化と抗張力の変動幅の減少ができ、均質
な鋼線材が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する装置の一例を示す。 第２図は、ミスト、又はスプレイ水発生装置の配置の一
例を示す。 １…ループレイヤー、２…鋼線材、３…水平ローラーコ
ンベア、４…傾斜チェインコンベア、５…ミスト、又は
スプレイ水、６…温水槽、７…気泡を含む温水、８…水
平チェインコンベア、９…ミスト、又はスプレイ水発生
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱間圧延されて金属組織がオーステナイト
   を呈する高温にある鋼線材のリング状コイルを、水平に
   展開した形で連続的に移送しながら70℃以上の温水か、
   又は気水混相冷媒中に浸漬して、調整冷却してパーライ
   ト変態を行なわせる熱処理方法において、ループレイヤ
   ーで捲落した鋼線材を冷媒槽へ導びく浸漬用コンベア上
   で３〜20sec間空気酸化させた後、ひき続いて、ミスト
   又はスプレイ水を該コンベア上を移動する鋼線材に施し
   て冷却し、浸漬直前の鋼線材温度を720℃〜900℃の範囲
   で、且つ、前記リング状コイルのエッジ部分をセンター
   部分よりも低温であるように冷却することを特徴とする
   鋼線材の熱処理方法。