(57)【要約】【課題】線材の熱間圧延において仕上げ圧延した線材が水冷管内で引っ掛からないようにして、それだけミスロール率を低減できる水冷管を提供する。【解決手段】線材を熱間圧延するときの仕上げ圧延工程で用いる水冷管であって、線材の通過する貫通路を軸心と直交する方向の断面で見て多角形に形成し、該多角形の一辺が線材の接触することとなる底面に相当する辺となるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を熱間圧延するときの仕上げ圧延工程で用いる水冷管であって、線材の通過する貫通路が軸心と直交する方向の断面で見て多角形に形成されており、該多角形の一辺が線材の接触することとなる底面に相当する辺となるように配置されて成ることを特徴とする水冷管。
【請求項２】
線材の通過する貫通路が、軸心と直交する方向の断面で見て、二等辺三角形、正三角形、正方形、長方形、正五角形又は正六角形に形成された請求項１記載の水冷管。
【請求項３】
貫通路を通過する線材の径方向の断面積Ａと、該貫通路の軸心と直交する方向の断面積Ｂとの比が、Ａ／Ｂ＝１０／１３〜１０／４０の範囲内にある請求項１又は２記載の水冷管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水冷管に関し、更に詳しくは線材を熱間圧延するときの仕上げ圧延工程で用いる水冷管に関する。鋼片を所定温度に加熱し、粗圧延工程、中間圧延工程及び仕上げ圧延工程を経て所定寸法の線材に熱間圧延して、かかる線材をコイル状に巻取るとき、仕上げ圧延した線材を水冷管を用いて所定温度に冷却することが行なわれる。本発明はかかる水冷管の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記のような水冷管として、軸心部に形成された線材の通過する貫通路の入口側が入口端部に向かって順次広幅のロート状に形成されたもの、中間に冷却水の排水口を有するもの、入口側及び出口側に軸心部を向いた冷却水の供給ノズル孔を有するもの等、各種が知られている（例えば特許文献１〜４参照）。
【０００３】
しかし、従来の水冷管には、これらを線材の熱間圧延における粗圧延工程や中間圧延工程で用いる場合には特に問題を生じないが、これらを線材の熱間圧延における仕上げ圧延工程で用いると、線材が水冷管内で引っ掛かってしまうことがしばしば発生し、結果としてミスロール（圧延不良）になってしまうという問題がある。
【特許文献１】特開昭５９−２２６１２１号公報
【特許文献２】特開昭５９−２２６１２２号公報
【特許文献３】特開昭５９−２２６１２３号公報
【特許文献４】特開平５−１１５９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、線材の熱間圧延において仕上げ圧延した線材が水冷管内で引っ掛からないようにして、それだけミスロール率を低減できる水冷管を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決する本発明は、線材を熱間圧延するときの仕上げ圧延工程で用いる水冷管であって、線材の通過する貫通路が軸心と直交する方向の断面で見て多角形に形成されており、該多角形の一辺が線材の接触することとなる底面に相当する辺となるように配置されて成ることを特徴とする水冷管に係る。
【０００６】
本発明に係る水冷管は、線材の熱間圧延における仕上げ圧延工程で用いるものであり、更に詳しくは、鋼片を所定温度に加熱し、粗圧延工程、中間圧延工程及び仕上げ圧延工程を経て所定寸法の線材に熱間圧延して、かかる線材をコイル状に巻取るときに、仕上げ圧延した線材を所定温度まで冷却するために用いるものである。
【０００７】
前記した従来の水冷管でも、それらを比較的大径の線材を対象とする粗圧延工程や中間圧延工程で用いる場合には、線材が水冷管内で引っ掛かるということは殆ど生じないが、それらを比較的小径の線材を対象とする仕上げ圧延工程で用いると、線材が水冷管内で引っ掛かってしまうことがしばしば発生する。例えば、仕上げ圧延した直径が５．５mm〜１０mm程度の比較的小径の線材を、冷却水が充満している冷却管内に、５０ｍ／秒〜１００ｍ／秒程度の高速で通過させて冷却しようとすると、線材とこれが通過する水冷管内の貫通路面との接触や、かかる貫通路での水の抵抗圧等により、線材が水冷管内で座屈して引っ掛かってしまうのである。線材が水冷管内で引っ掛かると、結果としてそれだけミスロール率が高くなる。
【０００８】
前記したように、従来の水冷管を線材の熱間圧延における仕上げ圧延工程で用いると、線材が水冷管内で引っ掛かってしまうことがしばしば発生するが、その原因の一つは、従来の水冷管における線材が通過する貫通路の断面形状、具体的にはかかる貫通路の軸心と直交する方向の断面形状にあるものと推察される。従来の水冷管は、全体として円筒形になっており、線材が通過する貫通路の軸心と直交する方向（径方向）の断面が円形になっている。かかる水冷管の貫通路を線材が高速で通過すると、実際には自重があるため、貫通路の下面と接触しつつ線材が高速で通過すると、水冷管は使用頻度が進むにつれて徐々に磨耗が進み、線材との接触面積が次第に大きくなって、摩擦抵抗が増加し、その結果、かかる水冷管内で線材が引っ掛かり易くなってしまうものと推察される。
【０００９】
以上のような従来の水冷管に対して、本発明に係る水冷管は、線材が通過する貫通路の軸心と直交する方向（径方向）の断面が多角形、好ましくは二等辺三角形、正三角形、正方形、長方形、正五角形又は正六角形に形成されている。貫通路の軸心と直交する方向（径方向）の断面は、正七角形以上の多角形でも相当に効果を発揮するが、そのような断面の水冷管を作製するのは誠に厄介である。好ましい断面は、二等辺三角形、正三角形、正方形又は長方形である。貫通路の軸心と直交する方向（径方向）の断面が多角形になっており、例えば正方形や長方形になっており、その一辺が線材の接触することとなる底面に相当する辺になっていると、そのような貫通路の下面と接触しつつ線材が高速で通過するとき、水冷管の使用頻度が進むにつれて徐々に磨耗が進んでも、線材の接触する面積の増加率を抑えることができ、摩擦抵抗の増加を抑えることができるため、線材の座屈が抑えられ、水冷管内で引っ掛かってしまうことが抑えられて、ミスロール率を低減できるのである。
【００１０】
本発明に係る水冷管において、線材が水冷管内を支障なく通過し得るものであれば、その大きさは特に制限されないが、貫通路を通過する線材の径方向の断面積をＡとし、また該貫通路の軸心と直交する方向の断面積をＢとしたとき、双方の比Ａ／Ｂ＝１０／１３〜１０／４０の範囲内にあるようにするのが好ましい。ＢがＡの１．３倍よりも小さくなると、線材が少し振れただけで水冷管の側面や上面に接触することになり、水冷管内で引っ掛かり易くなって、通材性が悪化し、また水冷管の内壁への接触疵の発生が増加する。逆に、ＢがＡの４倍よりも大きくなると、水冷管内の冷却水の循環が悪化し、冷却効果が低くなったり、偏冷却が発生する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る水冷管によると、線材を熱間圧延するときの仕上げ圧延工程において、線材が水冷管内で引っ掛からないようにして、それだけミスロール率を低減できる。
【実施例】
【００１２】
図１は本発明に係る水冷管を例示する正面図、図２は図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。軸心部に線材Ｓの通過する貫通路１１が形成された比較的長尺な筒形の本体２１の入口側（右側）にこれと同じ軸心で入口側ノズル３１が連結されており、また本体２１の出口側（左側）にもこれと同じ軸心で出口側ノズル４１が連結されている。
【００１３】
本体２１の軸心部に形成された貫通路１１は、線材Ｓが通過（図１では右側から左側へ通過）するためのもので、その入口側（右側）は入口端部に向かって順次広幅のロート状に形成されており、その中間に貫通路１１と連通する複数の排水口１１ａ〜１１ｄが設けられている。また入口側ノズル３１にも、その軸心部に貫通路１１と同じ軸心で連通する貫通路３２が形成されており、貫通路３２の入口側（右側）は入口端部に向かって順次広幅のロート状に形成されていて、その中間に貫通路３２と連通する複数の冷却水の供給ノズル孔３２ａ，３２ｂが出口側（左側）に向かって斜めに設けられている。更に出口側ノズル４１にも、その軸心部に貫通路１１と同じ軸心で連通する貫通路４２が形成されており、貫通路４２の入口側（右側）は入口端部に向かって順次広幅のロート状に形成されていて、その中間に貫通路４２と連通する複数の冷却水の供給ノズル孔４２ａ，４２ｂが入口側（右側）に向かって斜めに設けられている。
【００１４】
本体２１の軸心部に形成された線材Ｓの通過する貫通孔１１は、図１のＡ−Ａ線断面、すなわち軸心と直交する方向（径方向）の断面が正方形になっており、説明を省略するが、入口側ノズル３１の貫通孔３２及び出口側ノズル４１の貫通孔４２にも同様にその断面が正方形になっている。図６は図２に対応して従来の水冷管の本体の軸心と直交する方向（径方向）の拡大断面図を示しているが、本体２５の貫通孔１５の断面は円形になっている。かかる従来の水冷管の貫通路１５を線材Ｓが高速で通過すると、実際には自重があるため、貫通路１５の下面と接触しつつ線材Ｓが高速で通過すると、水冷管は使用頻度が進むにつれて徐々に磨耗が進み、線材との接触面積が次第に大きくなって、摩擦抵抗が増加し、その結果、かかる水冷管内で線材が引っ掛かり易くなってしまう。これに対して、図１及び図２に示した本発明に係る水冷管では、水冷管の使用頻度が進むにつれて徐々に磨耗が進んでも、線材が接触する面積の増加率を抑えることができ、摩擦抵抗の増加を抑えることができるため、水冷管内での線材の引っ掛かりを抑えることができ、ミスロール率を低減できる。
【００１５】
図３は本発明に係る他の水冷管の本体を図２と同様に示す軸心と直交する方向（径方向）の拡大断面図であるが、図３に示した本体２２の貫通路１２もその断面が正方形になっている。但し、図２の貫通路１１は一辺が図６の貫通路１５の直径と同じ長さの正方形になっており、したがって貫通路１１の断面は貫通路１５の断面よりもやや大きくなっているが、図３の貫通路１２はその断面が図６の貫通路１５の断面と同じ大きさの正方形になっている。
【００１６】
図４は本発明に係る更に他の水冷管の本体を図２と同様に示す軸心と直交する方向（径方向）の拡大断面図であるが、図４に示した本体２３の貫通路１３はその断面が横方向（径方向）にやや長い長方形になっており、貫通路１３の断面は図６の貫通路１５の断面と同じ大きさになっている。図５は本発明に係る更に他の水冷管の本体を図２と同様に示す軸心と直交する方向（径方向）の拡大断面図であるが、図５に示した本体２４の貫通路１４はその断面が正六角形になっており、貫通路１４の断面は図６の貫通路１５の断面と同じ大きさになっている。
【００１７】
試験区分１
常法にしたがい鋼片を加熱し、粗圧延、中間圧延及び仕上げ圧延した線材を、図１〜図６について以上説明した水冷管を用いて下記の条件下で冷却し、８０ｍ／秒でコイル状に巻取った。このときのミスロール率を表１に示した。表１の結果からも、本発明に係る水冷管（実施例１〜４）の効果は明らかである。
条件
線材：ＳＵＳ４３０とＳＵＪ２、共に直径５．５mm、冷却前の温度９１０℃
用いた水冷管：長さ８ｍの水冷管を４本
冷却水：温度３０℃、供給量１３０Ｌ／分
【００１８】
【表１】
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【００１９】
試験区分２
常法にしたがい鋼片を加熱し、粗圧延、中間圧延及び仕上げ圧延した線材を、線材の通過する貫通路が軸心と直交する方向の断面で見て正方形に形成された異なる断面積の水冷管を用いて、下記の条件下で冷却し、８０ｍ／秒でコイル状に巻取った。このときのミスロール率を表２に示した。表２の結果からも、本発明に係る水冷管の効果は明らかである。
条件
線材：ＳＵＪ２、直径５．５mm、冷却前の温度９１０℃
用いた水冷管：長さ８ｍの水冷管を４本
冷却水：温度３０℃、供給量１３０Ｌ／分
【００２０】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る水冷管を例示する正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図３】本発明に係る他の水冷管の本体を図２と同様に示す軸心と直交する方向（径方向）の拡大断面図。
【図４】本発明に係る更に他の水冷管の本体を図２と同様に示す軸心と直交する方向（径方向）の拡大断面図。
【図５】本発明に係る更に他の水冷管の本体を図２と同様に示す軸心と直交する方向（径方向）の拡大断面図。
【図６】従来の水冷管の本体を図２と同様に示す軸心と直交する方向（径方向）の拡大断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１１〜１５，３２，４２          貫通路
１１ａ〜１１ｄ                  排水口
２１〜２５                      本体
３１                            入口側ノズル
４１                            出口側ノズル
３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂ  供給ノズル孔
Ｓ                              線材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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