JPS5927366B2 - 高温ワイヤの急速連続冷却方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高温ワイヤの急速連続冷却用の方法及び装置
に関するものである。

ワイヤの冷却の問題は、熱的連続処理のすべての装置の
下流にあり、特に、ワイヤ製品として巻回する前に急速
な冷却が必要である連続焼戻しの出口にある。

この問題は連続流を有するある種の冶金装置の出口にお
いても同様に存在する。

ワイヤ状の棒のこの冶金装置の製品は、ある種の金属肉
組織の析出を防ぐため非常に急速に冷却されなければな
らない。

上述の問題は、鋼ワイヤやアルミニウムワイヤを以って
、ある条件下において、ＡＬＵＭＩＮＩＵＭＰＥＣＨＩ
ＮＥＹによる仏特許第２２６１８１６号に開示のある高
圧の流体装置を用いることやＢＥＲＴＩＮａｎｄ Ｃｉ
ｅによる仏特許第２２９０９７７号に開示のある水と圧
縮空気の乳剤による高圧下の散液装置を用いることによ
って、通常、解決されている。

例えば、黄銅や鉄鋼のように、比較的高温、５００℃以
上の焼戻し温度のワイヤを冷却する場合には困難な点が
残る。

ワイヤが冷却水の流束から断熱する蒸気によって瞬時に
包囲されるからワイヤーが非常に高温のまま水流室から
出て来ると、高温のワイヤを逆循環装置のない水流室へ
通すという解決策は効果がないことが証明されている。

７０ボルト６０００アンペア、すなわち、０．４２メガ
ワツトの仕事量で加熱する連続焼戻し装置において毎秒
５メーターの速度で通過し、冷却装置において冷却され
る直径５．５＃の黄銅を想定して、取り除かれる熱流束
は、 ０．４２１０．５Ｘ３，１４Ｘ５，５ＸＩＯ−４８，５
ＭＷ／ｒｒ？と計算される。

このような熱流束は従来の装置においての理論的に得ら
れる値５ＭＷ／ｌｒ？の約１０倍であり、ただしこの５
ＭＷ／Ｗ？とい５値は、通常、ワイヤの周囲に散水する
実際値より過大評価したものである。

本発明による方法においては、８００〜１０００℃に到
達する温度のワイヤの連続冷却が可能であり、上記範囲
の温度より低い温度のワイヤを搬入させる場合にその効
果が著しい。

ワイヤの直径の少なくとも２倍の深さを有し前記ワイヤ
の直径の少なくとも４倍の幅を有する狭い通路を循環す
る高温ワイヤにおいて、水の層が前記ワイヤの両側で前
記通路の全体を占拠し、前記通路における前記水の層の
速度は少なくとも毎秒ｌＯメーター、好ましくは、少な
くとも毎秒５０メーター、毎秒１００メーターであって
もよ（、前記水の流れの方向はほぼ前記ワイヤの方向に
直角であることを特徴とする高温ワイヤの急速連続冷却
方法によって上記目的は達成される。

この高速によって蒸気の包囲によって形成される障害を
取去り、その結果、熱カロリーの伝達がワイヤと冷却水
の間で円滑に行なわれる。

即ち、本発明の方法においては、ワイヤの軸線方向と直
角に極めて高速（少な（とも毎秒ｌＯメーター）の冷却
水を適用することによって、従来技術に比して極めて効
率的にワイヤの冷却を行えるのである。

また本発明の冷却装置は、上記の如くワイヤの軸線方向
と直角に高速の冷却水を適用させることができるような
構成になつ℃いる。

本発明の別の態様においては、同じ量の二つの水の層に
よって確実に行なわれ、水の層の速度は等しいけれど逆
方向となっており、これらのうちのひとつの層はワイヤ
の第１の部分に作用し、他の層は第２の層に作用し、第
１の部分の長さと第２の部分の長さはほぼ等しく、ワイ
ヤの圧力のバランスはとれ、ワイヤの軌道は折れ曲がら
ない。

前記冷却方法を用いる本発明による装置は冷却されるべ
きワイヤの入口及び出口と、少なくとも一つの水の導入
室と、少なくとも一つの水の排出室とを備え、水の流出
量は少な（とも水の導入量に等しい容器を包含している
。

狭通路は水の加速のために用いられ、ワイヤの直径の少
な（とも２倍の深さを有し、少なくとも４倍の幅を有す
る通路である。

一実施例においては、前記容器は仕切壁を有しており、
導゛入室と排出室とはほぼ等容に分かれている。

次に図面に基いて、本発明を説明する。

冷却容器１は円筒状のものになっている。

冷却容器はワイヤ４の循環を可能とする入口２と出口３
とを有し、大きな断面積と容量を有する冷却用の二つの
入口５及び６と２つの排出室（一つの排出室が符号９で
第２図に示されている）からそれぞれの出ロア、８を有
する。

排出室９の流量は少なくとも導入室１０の流量に、静止
による危険を避けるため等しくなっている。

しきり壁１１と１２は容器を二つの部分に分割している
。

水の層の間の干渉を避けるため、二つの壁は少し間隔を
とっである。

冷却されるワイヤを内部で循環させる狭い通路１３は、
入口５及び６な通して圧力下で噴射された水の速度を増
加させる。

他の側の排出室と対称となっている偏向面１４は水を出
ロアを通して図示しない貯蔵室と図示しない循環通路へ
返還する。

偏向面１４は平面であり、第１Ａ図、第２図、第３図に
示した矢印Ｆは水の流出方向（紙面内で左方向に向う）
を示しており、この方向に流出した水は外部の貯蔵室に
流入される。

偏向装置１５及び１６は水がワイヤの軌道にそって流出
するのを防ぐ。

ワイヤに放射状に当たり通路１９と２０の中を循環する
気流１７と１８が、水が外に出ないようにするため、冷
却機の入力と出力とに供給されることができる。

容器の一側部の少な（とも一部には２１で示される部分
が作られ、押し出しを容易にするため取りはずし可能と
している。

なお、しきり壁１１゜１２によって容器を二つの部分に
分割している理由は、ワイヤ４上に作用する水の圧力を
バランスさせるためである。

第１図において、入口６から流入した水はワイヤ４を下
方に向けて押圧し、入口５から流入した水はワイヤ４を
上方に向けて押圧しており、ワイヤ４に作用される水の
圧力は入口２から出口３に到る間の総計においてほぼゼ
ロとなり、ワイヤ４の軌道は曲げられないことになるわ
けである。

水の導入室及び排出室の形状は極端に鋭角になる形状を
荷に避ければ変形することができる。

特に、導入室は２２で示すような形状であってもよい。

同様に、導入室及び排出室を、ワイヤに関して対称な円
形、放物線状、双曲線状等の形状のプロフィール２３の
ものとして、冷却水層を加速するためにワイヤに水を供
給することを容易にし、かつ出口において拡がって排出
を容易にする形状とすることもできる。

実例 冷却容器は上述のごとく構成された。

該容器は直径０．５７？Ｚ、深さ０．２ｍであった。

冷却通路は厚さＴｒｒｒｍ幅０．５ｍであった。

二つの導入室は圧力２バール、総流量５０ｔ／Ｓｅｅの
水が供給された。

それぞれの水の層の速度は約１５ ｍ ／ ｓｅｅであ
る。

第１の実験においては、黄銅ワイヤが前記容器に導入さ
れ、その直径は５．５ ｒｒｖｎであり、５ｍ／ｓｅｃ
で循環された。

前述したように計算して、７０Ｖ。６０００ Ａ？？Ｚ
で４８．５ＭＷ／ｌｔ？の電流によって加熱された連続
焼戻し装置より前記黄銅ワイヤは出て来たものである。

冷却装置に入いるときのワイヤの温度は６５０℃であっ
た。

容器から出るときは、前記ワイヤは完全に冷却され、排
出と導入の間の水温の差は２℃であった。

第２の実験においては、通路１３の幅は３ｒｒｒ！ｎま
で減少され、直径１ｒＭＬの銅ワイヤが用いられた。

該ワイヤは３０ｍ／ｓｅｅで循環され７２認を供給する
連続焼戻し装置から出て来たものであった。

取去られるこの熱流束は、前述と同様な計算により、４
５．８ ＭＷ／ｒｒｔ’となる。

約６００℃で冷却装置に導入されたワイヤは完全に冷却
されて出て来た。

第３の実験においては、１８チのＣｒと１０％のＮｉを
含み直径１ｒＩａのステンレス鋼ワイヤが用いられた。

２２聰の連続焼戻し装置から約１０００℃で８ｍ／ｓｅ
ｃで前記ワイヤは出て来る。

この場合、熱流束は１４ＭＷ／ｒｒ？であった。

また、この場合、ワイヤは完成に冷却されて出て来て、
水温の上昇の分は、入口と出口で０．２℃と測定された
。

このとき、水の層の速度は１８ｍ／ｓｅｃと計測された
。

【図面の簡単な説明】

第１図はしきり壁を有する冷却容器の断面図であり、第
１Ａ図は第１図の右側面図であり、第２図は第１図のＡ
Ｂにそった断面図であり、第３図及び第４図は導入室及
び排出室が発散形状を有する場合の冷却容器の断面図で
ある。 図中、１・・・・−・冷却装置、２・・・・・・入口、
３・・・・・・出口、４・・・・−ワイヤ、５・・・・
・・入口、６・・・・・・入口、１・・・・・・出口、
８・・・・・・出口、９・・・・・・排出室、１０・・
・・・・導入室、１１．１２・・・・・・しきり壁、１
３・・・・・・狭い通路、１４・・・・・・偏向面、１
５，１６・・・・・・偏向装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤの直径の少なくとも２倍の深さを有し前記ワ
   イヤの直径の少なくとも４倍の幅を有する狭い通路を循
   環する高温ワイヤに、該通路全体を占拠するように水の
   層を供給し、前記通路における前記水の層の速度は少な
   （とも毎秒１０メーターであり、前記水の層の流れの方
   向はほぼ前記ワイヤの方向に直角であることを特徴とす
   る高温ワイヤの急速連続冷却方法。 ２ 前記通路における前記水の層の速度は少なくとも毎
   秒５０メーターであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の高温ワイヤの急速連続冷却方法。 ３ 逆行する二つの水の層が前記ワイヤに向けて、供給
   され、一方の水の層が前記ワイヤの第１の部分に作用し
   、他方の水の層が前記ワイヤの第２の部分に作用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の高温ワイヤの急速連続冷却方法。 ４ 冷却されるべきワイヤの入口及び出口と、少な（と
   も一つの水の導入室と、少なくとも一つの水の排出室と
   、冷却されるべき前記ワイヤの直径の少なくとも２倍の
   深さを有し前記ワイヤの直径の少なくとも４倍の幅を有
   し、前記水の循環方向にほぼ直角になるように配設され
   た狭い通路とを備えた容器を包含することを特徴とする
   高温ワイヤの急速連続冷却装置。 ５ 前記容器は、明らかに等しい二つの容積に分割する
   隔壁を有し、それぞれの分割部分は水の導入及び排出手
   段を有していることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   に記載の高温ワイヤの急速連続冷却装置。 ６ 前記冷却水の通路を偏向する手段を備えたことを特
   徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の高温
   ワイヤの急速連続冷却装置。