(57)【要約】【課題】線材コイル集束ライン及び／又は線材コイル搬送ラインにおいて、高温の線材コイルを急速に冷却でき、かつ、線材コイル全体を均一に冷却することができるとともに、冷却装置の設置スペースが少なくてすむようにした、線材コイルの冷却方法及び冷却装置を提供すること。【解決手段】  線材コイルの集束ライン及び／又は搬送ラインにおいて、各線材コイル１をこれに冷却用空気を吹き付けて冷却する線材コイルの冷却方法であって、冷却対象の線材コイル１の胴部を臨む側に複数個のエアーノズル１０を設置し、前記エアーノズル１０により、送風狙い部位が線材コイル１のコイル外周稜線部となるようにし、かつ、線材コイル１の端面側から見て、送風狙い部位での当該線材コイル１の巻線の接線方向と当該エアーノズル１０の送風方向とのなす角度が０〜３０°の範囲を満たすように、冷却用空気を吹き付けて冷却を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延設備から連続したリング状線材を受け取って線材コイルに集束する線材コイル集束ライン、及び／又は、前記線材コイル集束ラインで集束された各線材コイルをコイル結束工程へ搬送する線材コイル搬送ラインにおいて、各線材コイルを、これに冷却用空気を吹き付けて冷却する線材コイルの冷却方法であって、冷却用空気が供給される複数個のエアーノズルを冷却対象の線材コイルの胴部を臨むように設置し、前記エアーノズルにより、送風狙い部位が当該線材コイルのコイル外周稜線部となるようにし、かつ、当該線材コイルの端面側から見て、前記送風狙い部位における当該線材コイルの巻線の接線方向と当該エアーノズルの送風方向とのなす角度が０〜３０°の範囲を満たすように、冷却用空気を吹き付けて冷却を行うことを特徴とする線材コイルの冷却方法。
【請求項２】
前記各線材コイルを一時停止させることなく連続して搬送しながら冷却を行う場合は、搬送路に設定された冷却区間に前記各エアーノズルを設置し、冷却対象の線材コイルに対して、冷却区間において当該線材コイルの全体を均一に冷却すべく、前記各エアーノズルにより、それぞれの前記送風狙い部位が異なるようにして、冷却用空気を吹き付けて冷却を行うことを特徴とする請求項１記載の線材コイルの冷却方法。
【請求項３】
熱間圧延設備から連続したリング状線材を受け取って線材コイルに集束する線材コイル集束ライン、及び／又は、前記線材コイル集束ラインで集束された各線材コイルをコイル結束工程へ搬送する線材コイル搬送ラインに付設され、各線材コイルを、これに冷却用空気を吹き付けて冷却する線材コイルの冷却装置であって、冷却用空気が供給される複数個のエアーノズルを備え、前記エアーノズルは、冷却対象の線材コイルの胴部を臨むように設置され、送風狙い部位が当該線材コイルのコイル外周稜線部となるように、かつ、当該線材コイルの端面側から見て、前記送風狙い部位における当該線材コイルの巻線の接線方向と当該エアーノズルの送風方向とのなす角度が０〜３０°の範囲を満たすように位置されていることを特徴とする線材コイルの冷却装置。
【請求項４】
前記各線材コイルを一時停止させることなく連続して搬送しながら冷却を行う場合は、搬送路に設定された冷却区間に前記各エアーノズルが設置されており、冷却対象の線材コイルに対して、冷却区間において当該線材コイルの全体を均一に冷却すべく、前記各エアーノズルは、それぞれの前記送風狙い部位が異なるように位置させてあることを特徴とする請求項３記載の線材コイルの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延設備から連続したリング状線材を受け取って線材コイルに集束する線材コイル集束ライン、及び／又は、前記線材コイル集束ラインで集束された各線材コイルを搬送する線材コイル搬送ラインにおいて、高温の線材コイルをこれに冷却用空気を吹き付けて冷却するようにした、線材コイルの冷却方法及び冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は熱間圧延によって鋼の線材コイルを製造する製造ラインを説明するための図である。図８に示すように、線材コイルの製造ラインでは、加熱炉５１にて所定温度に加熱されたビレットを粗・中間圧延機５２、仕上圧延機５３によって所定径の熱間圧延線材とし、これを捲取機（レイングヘッド）５４によってリング状線材に成形する。この成形されたリング状線材をスチルモアコンベア５５で冷却を施しながら搬送し、集束装置５６にて高温のリング状線材を受け取って集束して線材コイルとする。集束装置５６で成形された高温状態の各線材コイルは、順次、移載機５７によって搬送装置のＣフック５８に移載され、自然冷却されながらコイル結束機５９まで搬送され、コイル結束機５９によって結束材で結束されて製品６０となる。
【０００３】
ところで、近年、合金成分を多く含む特殊鋼線材のニーズが高まってきており、特殊鋼線材コイルを製造するには、高温状態を一定時間保持した後に冷却を行うことが必要である。そのため、前記スチルモアコンベア５５による冷却のみでは対応できず、リング状線材を受け取って線材コイルに集束する線材コイル集束ライン、及び／又は、線材コイル集束ラインで集束された各線材コイルをコイル結束工程へ搬送する線材コイル搬送ラインにおいて、新たに、特殊鋼線材コイル用の、線材コイルの冷却装置が必要となる。
【０００４】
従来、線材コイルの冷却装置として、特開平４−１７６２７号公報、特開平７−３００６２４号公報に開示されているものがある。ところが、これらの線材コイルの冷却装置は、装置自体が比較的大掛かりであることから、冷却装置の設置スペースが大きく、既存の線材コイル製造ラインに付属的に新たに設置することが困難であるという欠点がある。
【特許文献１】特開平４−１７６２７号公報
【特許文献２】特開平７−３００６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の課題は、熱間圧延設備から連続したリング状線材を受け取って線材コイルに集束する線材コイル集束ライン、及び／又は、前記線材コイル集束ラインで集束された各線材コイルを搬送する線材コイル搬送ラインにおいて、高温の線材コイルをこれに冷却用空気を吹き付けて冷却するに際し、線材コイルを急速に冷却でき、かつ、線材コイル全体を均一に冷却することができるとともに、冷却装置の設置スペースが少なくてすむようにした、線材コイルの冷却方法及び冷却装置に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００７】
請求項１の発明は、熱間圧延設備から連続したリング状線材を受け取って線材コイルに集束する線材コイル集束ライン、及び／又は、前記線材コイル集束ラインで集束された各線材コイルをコイル結束工程へ搬送する線材コイル搬送ラインにおいて、各線材コイルを、これに冷却用空気を吹き付けて冷却する線材コイルの冷却方法であって、冷却用空気が供給される複数個のエアーノズルを冷却対象の線材コイルの胴部を臨むように設置し、前記エアーノズルにより、送風狙い部位が当該線材コイルのコイル外周稜線部となるようにし、かつ、当該線材コイルの端面側から見て、前記送風狙い部位における当該線材コイルの巻線の接線方向と当該エアーノズルの送風方向とのなす角度が０〜３０°の範囲を満たすように、冷却用空気を吹き付けて冷却を行うことを特徴とする線材コイルの冷却方法である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の線材コイルの冷却方法において、前記各線材コイルを一時停止させることなく連続して搬送しながら冷却を行う場合は、搬送路に設定された冷却区間に前記各エアーノズルを設置し、冷却対象の線材コイルに対して、冷却区間において当該線材コイルの全体を均一に冷却すべく、前記各エアーノズルにより、それぞれの前記送風狙い部位が異なるようにして、冷却用空気を吹き付けて冷却を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、熱間圧延設備から連続したリング状線材を受け取って線材コイルに集束する線材コイル集束ライン、及び／又は、前記線材コイル集束ラインで集束された各線材コイルをコイル結束工程へ搬送する線材コイル搬送ラインに付設され、各線材コイルを、これに冷却用空気を吹き付けて冷却する線材コイルの冷却装置であって、冷却用空気が供給される複数個のエアーノズルを備え、前記エアーノズルは、冷却対象の線材コイルの胴部を臨むように設置され、送風狙い部位が当該線材コイルのコイル外周稜線部となるように、かつ、当該線材コイルの端面側から見て、前記送風狙い部位における当該線材コイルの巻線の接線方向と当該エアーノズルの送風方向とのなす角度が０〜３０°の範囲を満たすように位置されていることを特徴とする線材コイルの冷却装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３記載の線材コイルの冷却装置において、前記各線材コイルを一時停止させることなく連続して搬送しながら冷却を行う場合は、搬送路に設定された冷却区間に前記各エアーノズルが設置されており、冷却対象の線材コイルに対して、冷却区間において当該線材コイルの全体を均一に冷却すべく、前記各エアーノズルは、それぞれの前記送風狙い部位が異なるように位置させてあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の冷却方法又は冷却装置は、冷却用空気が供給される複数個のエアーノズルを設置し、これらのエアーノズルにより、冷却対象の線材コイルの胴部を臨む側から、冷却用空気を吹き付けて冷却を行うようにしている。したがって、複数個のエアーノズルよりなる冷却装置の設置スペースが少なくてすみ、熱間圧延によって鋼の線材コイルを製造する製造ラインにおける既設の、線材コイル集束ライン及び／又はコイル搬送ラインに、付属的に新たに冷却装置を容易に設置することができる。
【００１２】
また、本発明の冷却方法又は冷却装置は、冷却対象の線材コイルの胴部を臨むように設置されたエアーノズルにより、送風狙い部位が当該線材コイルのコイル外周稜線部となるようにし、かつ、当該線材コイルの端面側から見て、前記送風狙い部位における当該線材コイルの巻線の接線方向と当該エアーノズルの送風方向とのなす角度が０〜３０°の範囲を満たすようにして、空気を吹き付けるようにしている。これにより、線材コイルでの空気の圧損が少なく、大きな冷却速度を得ることでき、高温の線材コイルを急速に冷却でき、かつ、線材コイル全体を均一に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態による冷却方法の説明図、図２は図１におけるＡ矢視方向からみた説明図である。
【００１５】
この実施形態では、線材コイル集束ラインで集束された高温の線材コイル１をコイル結束工程へ搬送する線材コイル搬送ラインの搬送路に、冷却区間が設定されており、搬送装置のＣフック２で吊り下げられた線材コイル１は、この実施形態では、その搬送が冷却区間にて一時停止されるようになっている。
【００１６】
図１，図２において、１０は圧縮された冷却空気が供給されるスリットノズルである。スリットノズル１０は、１５００ｍｍ程度の長尺、かつ、直線状のスリット（エアー吹き出し口）を持つエアーノズルである。図１，図２に示すように、冷却区間における床面に、Ｃフック２で吊り下げられている各線材コイル１に対して、それぞれ、線材コイル１を挟む状態で線材コイル胴部を臨むようにして、複数個（図示例では各２個）のスリットノズル１０が設置されている。なお、本実施形態では、エアーノズルとしてスリットノズルを用いるようにしたが、スリットノズルに代えて、円形単一のエアー吹き出し口を有するエアーノズルを一列に配置するようにしてもよい。
【００１７】
ここで、本発明に係る送風狙い部位と送風角度θについて説明する。図３は本発明に係る送風狙い部位と送風角度θの説明図であって、その（ａ）は冷却対象の線材コイル１を線材コイル端面側から見ての説明図、その（ｂ）は冷却対象の線材コイル１を線材コイル胴部側から見ての説明図である。図４は送風角度と冷却速度との関係を示す図である。
【００１８】
図３（ａ）に示すように、スリットノズル１０を冷却対象の線材コイル１の胴部を臨むように設置し、スリットノズル１０を、送風狙い部位が線材コイル１のコイル外周稜線部となるようにし、かつ、線材コイル１の端面側から見て、前記送風狙い部位における線材コイル１の巻線の接線方向ＴＬとスリットノズル１０の送風方向とのなす角度である送風角度θが０〜３０°の範囲を満たすように位置させて（送風角度θ＝０°の場合、スリットノズル１０の送風方向と前記接線方向ＴＬとは同一方向となる）、スリットノズル１０により線材コイル１に冷却空気を吹き付けるようにしている。
【００１９】
これにより、スリットノズル１０から吹き出された空気流の線材コイル１での空気の圧損が少なく、空気流が線材コイル１の巻線層内へ到達し易く、送風角度θが前記範囲外の場合に比べて、線材コイル１の大きな冷却速度を得ることができ、高温の線材コイル１を急速に冷却することができる（図４参照）。
【００２０】
なお、線材コイル１の胴部を臨む側から見た場合（図３（ｂ）参照）における線材コイル１の巻線方向（巻線方向とその接線方向ＴＬとは同一方向となる）とスリットノズル１０の送風方向とのなす角度は、必ずしも０°とする必要はなく、線材コイル１の巻数、巻き密度、ノズル設置上の設備制約などを考慮して、±３０°程度の範囲内で適宜調整すればよい。
【００２１】
図５は図２におけるスリットノズルの送風方向の説明図である。
【００２２】
図５に示すように、Ｃフック２で吊り下げられている線材コイル１は、重力の影響により、その線密度がコイル上部が高く、コイル下部が低くなっている。この場合、線密度の低いコイル下部については、自然対流でも比較的良く冷却される。
【００２３】
そこで、図５に示すように、この実施形態では、送風角度θ＝３０°に設定することにより、線材コイル１の上部に下部よりもより冷却空気が吹き付けられるようにすることで、線材コイル１全体を均一に冷却することができる。
【００２４】
図６は本発明の別の実施形態による冷却方法の説明図、図７は図６の平面視におけるスリットノズルによる送風狙い部位（線材コイル端面側からみてのスリットノズルによる送風狙い部位）の説明図である。
【００２５】
この実施形態では、線材コイル集束ラインで集束された高温の線材コイル１をコイル結束工程へ搬送する線材コイル搬送ラインの搬送路に、冷却区間が設定されており、線材コイル１は、コイルコンベア３によって冷却区間にて一時停止されることなく連続して搬送されるようになっている。
【００２６】
図６，図７では、冷却区間においてこの実施形態では六箇所に、それぞれ、図示しないスリットノズルが設置されており、各スリットノズルは、コイルコンベア３に近接した位置にて線材コイル１の胴部を臨むようにして設置されている。そして、冷却区間において線材コイル１の全体を均一に冷却すべく、これらの図示しない各スリットノズルは、線材コイル１に対して、その設置位置ごとに、スリットノズルによる送風狙い部位が異なるように位置させてある。図６，図７において、矢印はスリットノズルによる送風狙い部位（コイル外周稜線部）を示している。
【００２７】
このように、コイルコンベア３によって冷却区間にて一時停止されることなく連続して搬送されている線材コイル１に対して、各スリットノズルによる送風狙い部位が各スリットノズルごとに異なるように、冷却区間に各スリットノズルを設置するようにしたので、前述した送風角度θを０〜３０°の範囲とすることと相俟って、高温の線材コイルを急速に冷却できるとともに、線材コイル全体を均一に冷却することができる。
【００２８】
なお、前記の実施形態（図１，図２及び図６，図７）では、線材コイル搬送ラインにおいて搬送されている線材コイルに適用される場合について説明したが、本発明は、線材コイル集束ラインにおいて集束中の線材コイルにも適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態による冷却方法の説明図である。
【図２】図１におけるＡ矢視方向からみた説明図である。
【図３】本発明に係る送風狙い部位と送風角度θの説明図であって、その（ａ）は冷却対象の線材コイルを線材コイル端面側から見ての説明図、その（ｂ）は冷却対象の線材コイルを線材コイル胴部側から見ての説明図である。
【図４】送風角度と冷却速度との関係を示す図である。
【図５】図２におけるスリットノズルの送風角度の説明図である。
【図６】本発明の別の実施形態による冷却方法の説明図である。
【図７】図６の平面視におけるスリットノズルによる送風狙い部位の説明図である。
【図８】熱間圧延によって鋼の線材コイルを製造する製造ラインを説明するための図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…線材コイル
２…Ｃフック
３…コイルコンベア
１０…スリットノズル
【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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【図７】
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【図８】
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