JPH1110217A

JPH1110217A - 熱間圧延線材の巻取り方法

Info

Publication number: JPH1110217A
Application number: JP16017997A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Moritaka; 満森高; Hiroyuki Tomiyama; 浩行富山; Hitoshi Kushida; 仁串田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-06-17
Filing date: 1997-06-17
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】コンベア上に形成された層厚コイルの先、後
端部の徐冷時の冷却速度の低下を防止する。【解決手段】機材の巻取り開始時および終了時の一定
時間だけコンベア速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延線材の徐
冷に係り、より具体的には、強靱鋼の軟質化をオンライ
ンで実現するために、コンベア上の層厚コイルの先、後
端の冷却速度を巻取り制御によって目標値以下とする方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延後の線材を層厚コイル（水平に
拡げ伸ばした互いに相重なり合ったリング群の状態）に
形成してコンベア上に載置し、該層厚コイルをコンベア
にて移送する過程で線材の全長に亘ってほぼ均一に冷却
する技術として、特公昭５６−２８９７３号公報（従来
例の１）および特公昭５９−５２２１４号公報（従来例
の２）がそれぞれ提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】層厚コイルはコンベア
上においてコンベアの幅方向中央部に層疎部が形成さ
れ、コンベアの左右両端部に層密部が形成された形で移
送されることから、層疎部での冷却速度が層密部の冷却
速度よりも速くなり、これが要因となって均一な冷却が
できないという宿命がある。

【０００４】この宿命を従来例の１では輻射エネルギー
を制御することによって解消しており、一方、従来例の
２では線材の保有熱を対流現象によって解消している。
しかしながら、従来例の１では、輻射制御帯（ガスチュ
ーブ、電気抵抗加熱体等）をコンベアの幅方向全体に亘
って設置し、線材の質量分布に略逆比例する強さの輻射
熱を付与して制御しているため、その制御が非常に難し
いし、理論上では均一徐冷が可能であっても実操業にお
いては徐冷のバラツキがあるし、また、エネルギーの無
駄があった。

【０００５】また、輻射制御帯（ガスチューブ等）は、
徐冷カバーの内面とは切り離されて所謂露呈状として設
置されており、これでは、層厚コイルの踊り（捲線機か
らコンベアに載置するとき、コンベア上の段差にてコイ
ルをほぐすときに踊りが発生し、この踊りが波及する）
が生じたとき、当該線材が輻射制御帯に接触するおそれ
があった。

【０００６】この踊りによる線材接触を回避するには徐
冷カバーの高さを大きくし、輻射制御帯をコンベアより
上方上部に設置することで可能ではあるけれども、この
ような構成であると、設備コストが高くなるだけでな
く、メンテナンスも悪く、しかも、熱エネルギー消費量
が多くなるという課題があった。一方、従来例の２は、
線材の保有熱を対流させる或いは保有熱の対流現象を利
用したものであるが、この対流現象だけでは均一な徐冷
ができ難い、すなわち、層厚コイルにおける層密部の熱
放散が少ないことから、層厚コイルにほぐしを与える必
要があり、このほぐし付与のため、コンベアに段差をつ
ける必要があり設備が複雑になるとともに層厚コイルが
必要以上に踊り現象が発生し、雰囲気攪拌ファン等との
線材接触の危険性が大きくなるという課題があった。

【０００７】そこで本発明者等は、上述の従来例の１お
よび２の不具合を解消するために、特願平８−３１３８
７３号において、新規かつ有用な線材の徐冷装置を提案
している。これらの徐冷装置で線材を徐冷する場合、一
般に線材自身からの周囲への熱放散を少なくするため
に、線材を層厚コイルに形成しつつ、コンベア上に載置
する必要がある。この層厚度の度合によって、同じ徐冷
装置を用いても、線材の徐冷速度が異なり、その影響度
は特に線材疎部において大きい。

【０００８】熱間圧延線材をコイルを形成しつつコンベ
ア５上に載置する場合、図１にその平面図を示すよう
に、コイル先端Ｌ１および後端Ｌ２において、コイル直
径Ｄに相当する部位の線材の重なりすなわち層厚度は、
それ（先後端）以外の層厚コイルの部位Ｌ３に比べて小
さくなる。したがって、この先後端部Ｌ１，Ｌ２のコイ
ル直径Ｄに相当する部位では同じ徐冷装置および設定温
度で徐冷しても、冷却速度は速くなり、その程度は細物
線材の特に疎部において大きく、目標冷却速度以内に納
まらず、目標品質に対する歩留が小さくなるという欠点
があった。

【０００９】本発明は、このようなコンベア上に形成さ
れた層厚コイルの先、後端部の徐冷時の冷却速度の低下
を防止する方法を提供するものである。具体的には、線
材の巻取り開始時および終了時の一定時間だけコンベア
速度を制御すなわち遅くしてコイルの層厚度を増加させ
ることによって（徐冷時の）冷却速度の低下を防止す
る。このように、（コンベア上の）コイルの先後端でリ
ングピッチ（隣接するコイルの中心間距離）をより小さ
くすることにより、コイル先後端以外の部位と同等の層
厚度を実現でき、したがって、コイル先、後端部でも徐
冷時の目標冷却速度を達成できるようにした熱間圧延線
材の巻取方法を提供することが目的である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達
成するために、次の技術的手段を講じている。すなわ
ち、本発明方法は、熱間圧延された線材を層厚コイルと
してコンベア上に載置移送し、加熱ヒータを有する徐冷
カバーで前記コンベア上の層厚コイルの移送経路を包囲
して徐冷をする過程において、仕上げ圧延速度に対して
コンベア速度を制御して、コンベア上に載置された層厚
コイルの先端および後端から、少なくとも巻取りコイル
径以上のコイル部分のリングピッチを、これらの部分間
にある層厚コイルのリングピッチよりも小さくすること
を特徴とするものである。

【００１１】また、本発明方法は、熱間圧延された線材
を層厚コイルとしてコンベア上に載置移送し、加熱ヒー
タを有する徐冷カバーで前記コンベア上の層厚コイルの
移送経路を包囲して徐冷をする過程において、前記コン
ベア上に設けた段差を利用して隣接するコンベア速度を
制御して、コンベア上に載置された層厚コイルの先端お
よび後端から、少くとも巻取りコイル径以上のコイル部
分のリングピッチを、これらの部分間にある層厚コイル
のリングピッチよりも小さくすることを特徴とするもの
である。

【００１２】更に、本発明方法は、コンベア上の層厚コ
イルにおける疎部に相対する上部内面に加熱ヒータを有
し、該加熱ヒータの左右における上部内面に断熱体を有
する徐冷カバーを用いていることを特徴とするものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態について説明すると、図２において、１は線材、
２は熱間仕上げ圧延機、３は水冷帯、４は巻取り機、５
はコンベアを示しており、該コンベア５には図４で示し
ている徐冷カバー６が備えられている。

【００１４】この徐冷カバー６は図１で示す層厚コイル
Ｌ（水平に拡げ伸ばした互いに相重なり合ったリング群
の状態）、すなわち、層疎部と層密部を形成した層厚コ
イルＬを緩速冷却するものである。図２および図４を参
照すると、熱間圧延された線材を捲線機４によって層厚
コイルＬに形成して移動しつつあるコンベア５に載置
し、加熱ヒータ７を有していて前記層厚コイルＬの移送
経路を包囲する、すなわち、冷却室６Ａを形成している
徐冷カバー６を備えていて、移送終端には軟質化された
線材の集束装置８が備えられている。

【００１５】層厚コイルＬを載置移送するコンベア５
は、本実施形態では図４で示すようにローラコンベアと
されており、徐冷カバー（保熱カバー）６の上部内面に
は加熱ヒータ７とこの左右に断熱材９が載置されてい
る。加熱ヒータ７は、例えば電気抵抗加熱ヒータであっ
て、コンベア５上の層厚コイルＬにおける疎部すなわ
ち、コンベア５の幅方向中央部位５Ａと相対する上部内
面に設置されており、この加熱ヒータ７の左右部位５
Ｂ，５Ｃの上部内面に断熱体９が設置され、加熱ヒータ
７と断熱材９は冷却室６Ａに突出していなくて面一に形
成され、ここに、層厚コイルＬが移送中に踊ったとして
も接触しないようにされている。

【００１６】更に、加熱ヒータ７は、コンベア５の幅方
向で個別に温度制御可能とすべく中央部位７Ａ、左右両
側部位７Ｂ，７Ｃに分割されており、 600℃〜 900℃の
温度範囲で層疎部の冷却速度の調節が可能であり、層疎
部を中心にしたコイル径の25％〜75％の範囲で徐冷カバ
ー６の上部内面に設置されている。すなわち、加熱ヒー
タ７は、層厚コイルＬの全幅に亘って設置するのではな
く、コイル中央部の最も層密度の低い疎部を中心として
25％〜75％の範囲に設置することで 600℃〜 900℃の温
度制御が容易でかつ無駄なエネルギーも少なくできるの
であって、線径、コイルピッチ、目標冷却速度に応じて
の、つまり、必ずしも線材の質量分布に一義的に逆比例
したかたちでの制御を必要としないのである。

【００１７】ここで、加熱ヒータ７の温度範囲を 600℃
〜 900℃としたのは、捲線機４によって、層厚コイルＬ
に形成されコンベア５上に載置された線材温度は 750℃
〜 800℃であり、コンベア５で移送中（例えば移送速度
10〜15ｍ／分）の層厚コイルＬは保有熱の放熱があり、
この放熱が疎部では激しいことから 600℃以下であると
徐冷の効果はないし、 900℃以上では実用的でないから
である。

【００１８】図２および図４に示した徐冷装置を用いて
以下詳細に説明する。線径、鋼種に対応した目標強度に
より、徐冷時のリングピッチすなわち層厚度が定まり、
所定の圧延速度に対してコンベア速度Ｖ_C1が決定され
る。圧延材先端が巻取り機４からコンベア５上に載置さ
れる時点には、このコンベア速度Ｖ_C1よりもさらに遅く
してＶ_C2とし、先端の１コイル（直径Ｄ）分がコンベア
上に載置された時点でコンベア速度をＶ_C1からＶ_C2に増
速して所定のリングピッチすなわち層厚度を有するコイ
ルとし、さらに、圧延材の巻取り終了時近傍において、
コンベア速度をＶ_C1からＶ_C2と遅くし、コンベア上での
コイル後端部において、１コイル分（コイル直径Ｄ）の
層厚度を高める。このように、コンベア上のコイル先、
後端部のコイル径Ｄに相当する非定常部のリングピッチ
を小さくして、先後端部以外の定常部の層厚度と同等と
して、図４に示した徐冷カバー６を有するコンベア５上
で所定時間徐冷を行なえば、先、後端の非定常部のとく
に疎部も定常部と同等の冷却速度で徐冷され、所定の強
度すなわち軟質化が達成されるのである。ただし、先後
端の非定常部１コイル径Ｄ分だけ、定常部よりもリング
ピッチを小さくすれば、非定常部に隣接するさらに１コ
イル径Ｄ相当部位では、他の定常部位よりも層厚度が大
きくなり、したがって徐冷速度が小さくなる。しかし、
ここで解決すべき点は、先後端の非定常部のとくに疎部
の冷却速度の低下を防止することであり、非定常部に隣
接する１部（１コイル径Ｄ分）の徐冷速度が小さくなっ
ても、徐冷終了温度に到達するまでの必要時間のコンベ
ア上での実現も考慮して、前述の所定のコンベア速度Ｖ
_C1を決定しておけばよい。

【００１９】なお、コンベア速度を制御するタイミング
は、圧延材先端については、圧延材先端がコンベア上に
コイル状に載置されて１コイル直径Ｄだけ進んだ（搬送
された）時点を、図２に示すように、コンベア上方或は
側方に設置した検出器１１で検出し、コンベア速度をＶ
_C2→Ｖ_C1と変化（速く）させる。圧延材（コイル）後端
部については、図２に示すように最終圧延スタンドと巻
取り機間に設置した検出器１０により、圧延材先端が通
過した時点からの時間を計測し、ビレット単重から予め
算出しておいた仕上げ線径での圧延材全長からコンベア
上で線材１コイル直径Ｄに相当する長さを残した時点を
検出してコンベア速度をＶ_C1→Ｖ_C2と変化（遅く）させ
る。このような方法により、コンベア上コイルの先、後
端の非定常部のリングピッチを定常部よりも小さくする
ようにコンベア速度を制御することが可能であるが、コ
ンベア速度の制御法は、必ずしもこの方法に限定するも
のではない。

【００２０】また、本発明を実施するにあたり、以下の
方法によってリングピッチを制御してもよい。巻取り機
近傍から設置されている徐冷カバー域のコンベアに設け
た段差を利用し、隣接するコンベアの速度を変化させて
リングピッチを調整してもよい。すなわち、図３におい
て、巻取り機４に後続するコンベアは、第１コンベア１
０５と第２コンベア２０５とからなっていて、両コンベ
アの中継部には段差３０５が備えられ、図４に示した構
成と同様な徐冷カバー１０６，２０６，３０６が備えら
れている。

【００２１】すなわち、図３において、カバー徐冷域前
半部に設けたコンベア段差部３０５を利用し、コイルの
進行方向に前方に位置する第２コンベア２０５の速度を
第１コンベア１０５の速度よりも遅くしてコイル先後端
部の１コイル径Ｄ分の非定常部のリングピッチをコイル
先後端部の間に位置する定常部のリングピッチよりも小
さくでき、コイル先後端部の非定常部の層厚度を定常部
の層厚度と同等とすることができる。この場合、コンベ
ア速度を制御するタイミングは、図３に示すように、段
差部３０５のコイル進行方向の第２コンベア２０５の上
方或は側方に設置した検出器１１１で、コイル先端部が
１コイル直径Ｄ分だけ進んだ時点を検出してコンベア速
度をＶ_C1→Ｖ_C2と変化（遅く）させる。コイル後端部に
ついては、段差部３０５から巻取り機４の方向に一定距
離Ｓの位置に検出器１１０を設置しておき、この検出器
１１０により、第１コンベア１０５においてコイル後端
が通過した時点ｔ₁を検出し、前述のように、線径、鋼
種に対応した目標強度により決定した、所定の圧延速度
とコンベア速度Ｖ_C1でコンベア上に載置された定常部の
リングピッチとコイル直径Ｄおよび段差部３０５と検出
器１１０間の距離Ｓからこの時点の距離Ｓ間にある線材
全長ｌ_C1を計算し、第２コンベア２０５において、その
速度を制御してコイル後端部１コイル直径Ｄ分だけ（定
常部に対して）小さくするリングピッチとコイル直径Ｄ
から第２コンベア２０５上のコイル後端部１コイル直径
Ｄ分の線材全長ｌ_C2を計算し、ｌ_C1とｌ_C2の差に相当す
る線材の長さｌ_C3とコイル直径Ｄおよび定常部（すなわ
ち、第１コンベア１０５上）のリングピッチから第１コ
ンベア１０５上での（線材長さｌ_C3に相当する）コイル
長さＣＬを算出し、検出器１１１で検出したコイル後端
通過時点ｔ₁およびコイル長さＣＬと第１コンベア１０
５の速度Ｖ_C1から、コイル後端部における第２コンベア
２０５の速度制御時点ｔ_C2を算出して、第２コンベア２
０５の速度をＶ_C1→Ｖ_C2へと変化（遅く）させる。この
ように段差部３０５を設けて、隣接するコンベアのコイ
ル進行方向のコンベア速度を制御することにより、コイ
ル先後端部の１コイル直径Ｄ分の非定常部のリングピッ
チを小さくして、定常部と同等の層厚度とすることがで
きる。

【００２２】なお、圧延材（コイル）先、後端の非定常
部のコンベア速度の制御は、先、後端の間の定常部のコ
ンベア速度に対して、およそ 1/2〜 1/3程度とすること
が、望ましい。（実施例１）ＪＩＳＳＣＭ４３５の１５５角ビレット
をφ８mmの寸法に熱間圧延し、該線材を層厚コイルに形
成しつつコンベア上に載置する際に、（巻取り非定常部
の）コイル先端および後端から１コイル直径Ｄに相当す
る部分のリングピッチが、これらの間にある（巻取り定
常部の）コイル部分のリングピッチの 1/2となるように
コンベア速度を制御して（巻取った後）、図４において
示したカバー徐冷装置で、コイル疎部および密部の冷却
速度が図５のほぼ一定冷却速度になるように加熱ヒータ
の表面温度を制御して緩速冷却し、この緩速冷却された
定常部および先、後端から１コイル径Ｄ以内の非定常部
の機械的性質を測定した。

【００２３】圧延材の機械的性質は１リングを１６分割
したサンプルを引張り試験を行なうことで評価した。

【００２４】

【表１】

【００２５】結果は表１に示すとおりであり、定常部、
非定常部ともに引張り強度はほとんど変らず、コイル先
端から後端に到るまで目標強度レベルに収まっているこ
とを確認した。一方、コイル先端および後端部でコンベ
ア速度を制御せず、コイル先端から後端まで上記のコイ
ル先後端間の定常部の場合と同じリングピッチとなるよ
うにコンベア上に載置したそのコイルの先端および後端
から１コイル径Ｄ以内の非定常部の機械的性質を測定し
た結果を表１に併せて示す。コイル先端および後端の巻
取り非定常部では、これらの間の定常部に比べて層厚度
が小さいために、とくに疎部において冷却速度が速く、
引張り強度の平均値も高くかつそのバラツキの中も大き
い。（実施例２）ＪＩＳＳＣＭ４３５の１５５角ビレット
をφ８mmの寸法に熱間圧延し、該線材を層厚コイルに形
成してコンベア上に載置した後、巻取り機から約１２ｍ
前方に設けたコンベア段差を利用して（巻取り非定常部
の）段差から進行方向にあるコンベア速度を制御してコ
イル先端および後端から１コイル直径Ｄに相当する部分
のリングピッチが、これらの間にある（巻取り定常部
の）コイル部分のリングピッチの 1/2となるようにし
て、図４において示したカバー徐冷装置でコイル疎部お
よび密部の冷却速度が図５のようにほぼ一定冷却速度に
なるように加熱ヒータの表面温度を制御してこの緩速冷
却された定常部および先、後端から１コイル径Ｄ以内の
非定常部の機械的性質を実施例１の場合と同様の方法で
測定した。結果は、先後端の非定常部および定常部とも
に実施例１の表１とほぼ同様で、定常部、非定常部とも
に引張り強度はほとんど変らず、コイル先端から後端に
到るまで目標強度レベルに収まっていることを確認し
た。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば熱間圧延
後の線材を層厚コイルに形成してコンベア上に載置する
際に、線材（コイル）先端部および後端部の巻取り時に
コンベア速度を制御してコイル先端部および後端部の非
定常部のリングピッチを予め定めたこれらの間の定常部
のリングピッチよりも小さくすることにより、カバー徐
冷時に、コイル先、後端の非定常部の冷却速度を定常部
と同等に目標冷却速度に収めることができ、線材全長に
わたり目標品質（強度）を達成することができ、品質歩
留が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンベア上の層厚コイルを示す平面図である。

【図２】全体のレイアウト図である。

【図３】段差部を有するコンベアの概念図である。

【図４】図２および図３のコンベアを包囲する徐冷カバ
ー装置の断面図である。

【図５】カバー徐冷時間と温度の関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

４巻取り機５コンベア６徐冷カバーＬ層厚コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱間圧延された線材を層厚コイルとして
コンベア上に載置移送し、加熱ヒータを有する徐冷カバ
ーで前記コンベア上の層厚コイルの移送経路を包囲して
徐冷をする過程において、仕上げ圧延速度に対してコン
ベア速度を制御して、コンベア上に載置された層厚コイ
ルの先端および後端から、少くとも巻取りコイル径以上
のコイル部分のリングピッチを、これらの部分間にある
層厚コイルのリングピッチよりも小さくすることを特徴
とする熱間圧延線材の巻取り方法。
【請求項２】熱間圧延された線材を層厚コイルとして
コンベア上に載置移送し、加熱ヒータを有する徐冷カバ
ーで前記コンベア上の層厚コイルの移送経路を包囲して
徐冷をする過程において、前記コンベア上に設けた段差
を利用して隣接するコンベア速度を制御して、コンベア
上に載置された層厚コイルの先端および後端から、少く
とも巻取りコイル径以上のコイル部分のリングピッチ
を、これらの部分間にある層厚コイルのリングピッチよ
りも小さくすることを特徴とする熱間圧延線材の巻取り
方法。
【請求項３】コンベア上の層厚コイルにおける疎部に
相対する上部内面に加熱ヒータを有し、該加熱ヒータの
左右における上部内面に断熱体を有する徐冷カバーを用
いていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱間
圧延線材の巻取り方法。