线材的连续制造设备列 【技术领域】
本发明涉及一种线材的连续制造设备列，特别设计一种冷加工性优良的机械构造用碳素钢或合金钢线材的连续制造设备列。本发明还涉及一种热轧线材的温度调整装置，具体的是涉及一种在一个线中可以选择对应于热轧后的线材地材质-用途的种种的冷却·保热及线材卷的热处理中的任意的处理模式的温度调整装置。
背景技术
一般，在钢线材的制造中，经过下述的工序，将在加热炉中加热为规定温度的钢坯在热轧工序中轧制为所希望的尺寸后，在进行卷取后，进行冷却并实施适当的热处理后而集束为线材卷状，打捆工序。另外，根据需要在线材卷状态下进行退火等的处理，送入二次加工工序。在这样的钢线材的制造中，从过去对于其热轧工序和热处理工序提出了种种的技术方案。
例如，对于线材的热轧从装置方面来看，特别是有可以实现高速轧制和设备的小型化而且表面的疵少的优点，作为线材的精轧轧钢机开发了卷筒轧机(ブロッグミル)。该卷筒轧机把8～10台轧钢机架串联地相接近地配置在一个框内，在不给予轧制材扭曲的情况下可以进行轧制，在近年来的大多数的轧制线中被使用着。
另外，在从材质·组织方面考虑线材的热轧时，通过采用使热轧工序尽可能地维持在低温、例如800℃以下，并且精轧制温度也比通常轧制低地进行轧制的方法(以下把这样的轧制称为控制轧制)，可以实现γ组织的微细化，通过将此与后工序的慢冷却结合，通过将珠光体组织的层状渗碳体截断、粒状化而实现钢线材的软质化，该技术是为人所知的。但是在钢材的通常轧制中，由于轧制精轧温度为大致900℃以上，不能得到γ组织的微细化，为了谋求钢线材软质化，需要在离线中实施退火处理。
作为与本发明中所采用的轧钢机相近的现有例，可以举出专利第2857279号公报。在该公报的图1及图2中图示着，在8机架的精轧卷筒轧机的后面配置着4机架的后精轧卷筒轧机，可以进行自由尺寸的轧制和精密轧制，而且还记载着在后精轧卷筒轧机的输入侧设有冷却装置。
另一方面，提出了多个在卷取热轧后的线材后，在暂时展开为非同心圆环状后，在集束为线卷状的过程中，给线材实施直接热处理的方式、例如ステルモア方式等的方案。其中，作为将卷取后的慢冷却为目的而在集束的线材卷的状态下进行处理的现有技术的例子，如实公平4-379898号公报所示公开了用密闭保热罩覆盖卷曲机(铺放圆锥(レィソグコ-ソ))、环状线材卷的输送路及保热炉的构造的装置，或如特公平7-98977号公报公开了，在卷取后可以切换通常热处理线和慢冷却线，送到下工序的输送带上的技术。
但是，在上述的卷筒轧机那样的精轧机中，在8机架中的总减面率高达85％左右，在作为机械构造用钢而主要被使用的C:0.4％以上的碳素钢、合金钢、弹簧钢、轴承钢那样的加工发热大的硬材料中，控制轧制事实上是不可能的。另外，在上述的专利第2857279号公报中，作为精轧机设有4机架的卷筒轧机，并在其输入侧设有冷却装置，其目的是抑制结晶粒的异常成长，不是以作为本发明的特征的组合控制轧制所产生的组织细微化和后工序的冷却装置而在在线中制造冷加工性优良的软质钢材为目的方案。
另外，在上述的实公平4-37898号公报中，由于是用密闭罩覆盖卷取机的独自的构造，从卷取到慢冷却需要专用的设备，几乎不能利用已设的线材制造线，有设备成本方面的问题。再有，在上述的特公开7-98977等公报中，线材卷的慢冷却是筒方式，难以在各装置中分别进行温度控制，生产效率低，存在不适于连续作业的问题。而且，在该原来的慢冷却线中，由于是在850℃以上的较高温度下开始慢冷却的，因此有必然地制造线的长度变长的问题。
另外，将被热轧的钢线材经过具有铺设头(レィソグヘッド)的卷取机而展开为环状，一边在输送带上进行输送一边进行吹风冷却或自然冷却(以下将此简单地称为风冷·空冷)或积极地进行水冷的急速冷却，再用保热罩覆盖输送线而进行慢冷却·保热的调整冷却。
例如，在特公昭60-55572号公报中公开了在热轧后，对环状地展开在输送带上的线材吹空气或喷射冷却水进行冷却后，束状地集束在拖板上，然后由分支的输送带送入适当的退火炉中进行连续的热处理的技术。但是，该喷水方式的冷却有不能得到均匀的冷却而在材质上产生误差的缺点。而且，该技术必须是具有平面上大的长大的设备，在设备的空间方面不利性大。另外，虽然也提出了使之成为线卷状后进行水冷的方案，但是，使用该方法冷却不均匀大。
另外，在将热轧后环状地展开在输送带地线材直接浸渍在冷却槽中进行水冷并在集束为线圈状后放入回火炉中进行热处理(淬火·回火)的技术已被特开平6-336620号公报公开。但是，在该技术中，采用的是将线材卷用钩式输送带悬挂而进行加热的形式。在该钩式输送带上，环境气温的上限最多是650℃左右，在温度为其以上时，有线材卷发生变形的问题，有不能适用于高温短时间的处理问题。
另外，在特开平8-193222号公报提出了作为将热轧后的线材有选择地供给于种种热处理用的装置，在该技术中公开了，可以任意地选择在用输送带输送卷取后的环状线材时进行热处理并进行集束，在卷取后一旦进行集束后就将此输送到另外的线中并用浸渍型冷却装置冷却、或在将集束的线材束用热绝缘罩覆盖的状态下多个地集中在槽内，在槽上盖上盖进行加热处理等的处理等的处理线的例子。但是，在该技术中，各处理线由于是平面地配置着，各线错综复杂、作业性差，而且在设置空间这一点上不利性大。并且，即使以线卷状浸渍至水中，水也不浸透到线材卷内，所以冷却不均匀性大。
这样，即使研究了过去的全部的与线材轧制·热处理有关的技术，也没有见到将控制轧制和慢冷却处理综合起来考虑的例子。
因此，从以上可以看出，其现状是，强烈地希望得到在制造冷加工性优良的机械构造用碳素钢或合金钢线材时，在一个连续的线中合理地使卷筒轧机的控制轧制装置和慢冷却装置组合，而且可以以高水平分别实现轧制作业和慢冷却操作，并且可以将它们容易地组入已有的线中，以低成本可以实现连续的制造设备列。
发明的叙述
本发明是鉴于上述那样的现状而做成的，其目的是提供一种线材的制造设备列，该线材的制造设备列可以容易地实现在现有的卷筒轧机中难以实现的控制轧制(低温轧制)，并且通过有效地使慢冷却设备在在线中与该控制轧制设备组合而可进行高效的控制轧制·慢冷却。本发明的另一目的是提供一种制造设备列，该制造设备列可以容易地制造所有尺寸的钢线材，而且可以省略过去二次加工时必需的退火处理，以尽可能短的慢冷却线完成制造设备列。
再有，本发明的目的是，使从水冷却到慢冷却的宽度大的环状线材的调整冷却部和线卷状线材的热处理部连续，格外地扩大热轧线材的在线中的处理形态的自由度，并且沿纵向合理地配置含有浸渍冷却装置的调整冷却带，实现从各处理线付出的线材卷的经整理·结束线的共有化而谋求尽可能地降低设备占用空间。
为了实现上述目的，本发明的线材的连续制造设备列，其特征是，顺序地连接热轧机、卷取装置、集束装置、在线热处理炉，该热轧机将机械制造用碳素钢或合金钢钢坯热轧到所希望的直径，上述卷取装置卷取热轧后的线材并使之形成为环状，上述集束装置使卷取后的线材成为线材卷地进行集束，上述在线热处理炉将集束的线材在线材卷状态下进行慢冷却，作为上述热轧机的最终精轧机，使用了4轧钢机架以下的卷筒轧机。这时，最终精轧机的卷筒轧机由于其减面率是25％～60％的范围而且由4轧钢机架以下构成的，可以在不发生过大的加工发热的情况下实现目的的控制轧制。
另外，本发明的线材的连续制造设备，在上述特征之上，还具有在线热处理炉具有以最大轧制能力1小时轧制的线材卷数量的1/4～1/1可以设置在炉内的大小的特征。即使将热处理炉做成这样的大小也可以进行可以产生上述的珠光体组织的层状渗碳体截断、粒状化的0.1℃/sec以下的非常缓慢的冷却速度的慢冷却，慢冷却线的长度不需要太长。
另外，本发明的线材的连续制造设备列，在上述特征的基础上还具有如下特征，该特征是，在卷取装置和集束装置之间设有带有保温罩的调整冷却输送装置，该输送装置在线材成为连续的非同心圆环状不使温度降低的情况下保持并输送线材，另外，即使在卷取装置中在Ar1变态点以上卷取线材，在带有保温罩的调整冷却输送装置中，在不低于Ar1变态点情况下进行输送并输送给集束装置和慢冷却线。通过该保定输送装置，即使没有用密闭罩覆盖卷取装置的特殊卷取装置，也可以以经常稳定的状态将线材环供给慢冷却线。另外在由已设的线中卷取装置和集束装置间的距离过长的离线上的限制时，也可以容易且廉价加地应用本发明。另外，还具有如下的功能，即在保温罩内进行输送时，通过选定环境温度，可以调整为成为后工序的慢冷却的开始温度、并使钢材的温度不均匀均温化。
另外，本发明的线材的连续制造设备列，在上述特征之上还具有如下的特征，该特征是，在最终精轧机的输入侧设有以最大轧制速度行进1秒的距离的1/10以上的水冷·回热带。根据该水冷·回热带，可以在不使材质劣化的情况下将所希望的线材送入最终精轧机的卷筒轧机中，实施控制轧制。
另外，在本发明的线材的连续制造设备列中，用集束装置集束的线材卷由插入线材卷内径侧的轴杆集束为紧密的状态，送到下面的在线热处理炉中。通过将线材卷不松弛地集束为紧密地状态并送入到热处理炉中，可以使慢冷却线的长度不冗长，可以高效地进行上述慢冷却的同时可确保输送时的稳定性。
另外，在本发明的线材的连续制造设备列中，作为更具体的设备构造，其特征在于，将热轧的线材用铺设头卷取为环状的卷取装置的后面设置自由切换地可选择水冷、风冷-空冷、慢冷却·保热的任何一个的线的第一调整冷却带，在该第一调整冷却带后续地配置着第二调整冷却带，该第二调整冷却带自切换地可选择水冷、风冷·空冷、慢冷却·保热的任何一个的线，在该第一调整冷却带和第二调整冷却带的分界部位可切换配置地设有进行第一和第二调整冷却带间的线材环输送的输送装置和进行线材环的集束的第一集束装置，在上述第二调整冷却带的后部设有第二集束装置，从该第一集束装置的设置位置起形成用于慢冷却或加热用上述第一集束装置集束的线材卷的热处理装置，对应于获得线材所希望的材质的温度模式任意选择地使用调整冷却带进行热处理装置。
在上述装置中，通过将线材环的调整冷却部分离为第一和第二调整冷却带，在第一调整冷却带中做成为水冷、风冷·空冷、慢冷却·保热的可选择的3条线，在第二调整冷却带中做成风冷空冷、慢冷却保热的可选择的2条线，并且在第一和第二调整冷却带分界部设有退避自由的输送装置和集束线材卷环的第一集束装置，并且将该集束装置与热处理炉连续设置，由此，除了可选择通常的线材环的风冷·空冷处理之外，还可在在线中实施例如经过环状态下的水冷(浸渍冷却)进行线材卷状态下的加热处理、经过环状态下的风冷·空冷处理进行线材卷状态下的保持处理、经过环状态下的慢冷却·保热处理进行线材卷状态下的慢冷却处理这样的在原来在离线中所进行的处理。
另外，在本发明的线材连续制造设备列中，其特征在于，在卷取后的线材的温度调整装置中，作为第一冷却带的水冷装置具有直接浸渍线材的冷却槽，可以切换地使用冷水或温水。最好是浸渍冷却槽设置在风冷·空冷、慢冷却·保热用的输送线的下方，构成高效率的配置。
还有，在上述的温度调整装置中，其特征在于，作为第一调整冷却带和第二调整冷却带的慢冷却装置采用保热罩或带有热源的保热罩。保热罩保障通过其内部的线材环非常慢速地冷却，具有可活用轧制热的功能。另外根据需要也可以由热源积极地进行加热。另外，上述温度调整装置，其特征在于，连续地配置在线材轧制线的后面，该线材轧制线至少作为精轧机具有轧钢机钢性40吨/mm以上的高钢性卷筒轧机。根据该制造设备，控制轧制和冷却设备被合理地组合，可以高效地获得二次加工性优良的线材。
另外，作为慢冷却或加热线材卷状线材的热处理装置，可以是装入并输送集束的线材卷的隧道型、或被覆在线材卷上的筒形的构造。隧道型或筒形的任何一个的选择可在考虑到作业性、与其它设备的兼容性、经济性等后决定。
另外，来自上述第二集束装置的线材卷和来自热处理装置的线材卷移动供给共用的精整·打捆装置。由此，可合理地集约整体的设备线，在设备的空间和作业效率方面优点大。
附图的简单说明
图1是表示本发明的线材的连续制造设备列的一实施例的整体立体简图。
图2是表示本发明的线材的连续制造设备列的卷取机以后的各装置的剖面图。
图3是表示使用了在本发明中采用的4轧钢机架的卷筒轧机时的减面率和轧钢机内温度上升的关系的图。
图4是表示本发明中所采用的在线热处理炉中在炉时间和线材卷温度的关系的图。
图5是将本发明的温度调整装置的设备列组装入线材制造线内时的方框图。
图6是表示本发明的线材的温度调整装置的一实施例的整体简图，表示取掉了保温罩的例子。
图7是表示在图6的实施例中安装了保温罩的状态的简图。
图8是表示作为本发明装置的构成的一部分的第一调整冷却带的实施例的侧面说明图。
图9是表示本发明中所采用的圆筒形热处理的例子。
用于实施本发明的最佳实施例
本发明可以进行卷筒轧机所产生的控制轧制，并在精轧机输出侧以750℃左右的温度输出线材，可对卷取以后的工序特别是慢冷却稳定地状态不变地供给其低温的线材环，而且，在慢冷线中也可以实现作为目标的0.1℃/sce以下的冷却速度，可以得到所希望材质的钢线材，并且不用大幅度地改造以有的线材轧制线，可以实现生产性及实用性极高的线材制造装置列。
以下根据附图说明本发明的实施例。
图1是表示本发明的线材制造设备列的一例的简图，在图中，1是精轧前卷筒轧机，该精轧前卷筒轧机是由例如总减面率为85％以上的8～10个机架构成的众所周知的形式。在该精轧前卷筒轧机1的输入侧设有水冷却带3a，在其前虽未图示还设置着加热作为原料的钢坯的加热炉，将加热为规定温度的钢坯热轧为所希望尺寸用的粗轧机群及中间轧机群。
另外，2是设置在上述精轧前卷筒轧机1的后面的精轧卷筒轧机，它用于将线材减面到最终的尺寸。3b是设置在精轧卷筒轧机2输入侧的水冷却带，3c设置在精轧卷筒轧机2输出侧的水冷却带，4用于将热轧来的线材用铺设头卷取为规定的尺寸卷取机，5是用于将卷取的线材卷展开为非同心圆环状并载置输送的调整冷却输送带，6是覆盖该调整冷却带5的输送路的保温罩，7是集束装置，它将通过输送带上送来的线材环10垂直地落下并线卷状地集束到在下方等待的集束轴杆9上。
另外，8是一端侧与上述集束装置7的位置连接、另一端侧向任意方向及距离地延伸的在线热处理炉，该热处理炉8，在其底部铺设着输送带12，保持在轴杆9上并被集束的线材卷11以规定的速度一边被输送一边进行慢冷却。热处理炉8以与实际的不同的为了方便可以透视内部的状态被表示着，形成着结束慢冷并从在线处理炉8中出来的线材卷集束轴杆进一步被输送并在适当的位置付出线材卷，此后，仅集束轴杆从热处理炉8的一端侧被装入供给于在次的集束作业的循环路。另外，水冷却带3b、3c也可以由多个构成。
另外，图2是表示卷取机4以后的调整冷却输送带5、集束装置7以及在线热处理炉的具体构造例子的剖面图。输送环状线材10的调整冷却输送带5用绝热性的保温罩6覆盖着其全周，由此，防止从轧制到集束的温度降低，起着在最大限度地发挥控制轧制效果的同时以不会比Ar1变态点低的规定温度进行慢冷却开始的保持输送带的作用。最好是在保温罩6内设置辐射发热管或加热器之类的加热装置13，根据需要加热罩内而防止温度降低。另外，该调整冷却输送带5对应于其保持时间可以设定其长度，而且在不需要保持时也可以省略，也可以在卷取后直接将线材集束为线材卷状。
配置在调整冷却输送带5的终端的集束装置7以把在其下方等待着集束轴杆9插入环内径侧的形式接收落下来的线材环，形成一定量的线材卷。这时，被集束的线材卷，为了抑制慢冷却时的温度不均匀最好是以尽量紧密的线材卷状态进行集束。另外，集束位置也最好由与保温罩6连接着的绝热性的壁体覆盖着。
从集束位置起设置的在线热处理炉8的炉壁也由连续绝热性材料构筑。在该热处理炉8的端部设有门(入侧门是14、出侧门是15)，该门用于进行集束轴杆9的向炉内的装入和向炉外的排出。另外，热处理炉8内的用于进行轴杆输送的输送带12可以选择辊输送带或链输送带等适当的输送装置。在热处理炉8内还设置着例如辐射加热管那样的加热装置16，根据需要防止温度降低，在炉内最好是可以以0.1℃/sec以下的非常缓慢的冷却速度进行冷却。
以下，对本发明的轧制装置的最佳形态和水冷·回热带(特别是精轧卷筒轧机2输入侧的水冷·回热带)及在线热处理炉的最佳长度进行说明。
精轧卷筒轧机2由4个轧钢机架以下的卷筒轧机形成，其减面率为25％～60％的范围。图3表示在4个轧钢机架的卷筒轧机中精轧减面率和精轧轧钢机内的温度上升的关系，若将精轧的温度上升的允许值设为60℃时，适当的减面率是25％～60％的范围。根据本发明人们的研究，由于明白了在后述的冷却带3b中尽可能地在不产生过冷组织的范围内进行冷却后，如果将精轧中的温度上升抑制在60℃以下可以充分地获得控制轧制效果，因此将此作为允许值。
即，在精轧中的减面率小于25％时，施加在材料上的变形不充分而在截面内产生不均质的变形分布，结晶粒局部地成长，粒径不均匀，产生称为“粗大粒”的现象，使被切削性等的加工性显著地变差。另外，在减面率超过60％时，由加工发热所带来的温度上升极剧地变大，作为目的控制轧制成为不可能。而且，如果考虑精轧卷筒轧钢机中的各压辊的最适当的平均减面率是约15％，最好是卷筒轧机的轧机架数为2个以上、4个以下。该轧钢机架数根据作为轧制对象的线材的尺寸等的条件可以在4轧钢机架以下的范围内进行适当的变更。
接着，由于精轧前卷筒轧机1输出侧的钢材温度到达到900℃左右，配置在精轧卷筒轧机2的输入侧的水冷却带3b起到将此温度维持到用下面的精轧卷筒轧机2进行良好的控制轧制的作为精轧输入侧温度的700℃左右的作用。另外，含有该水冷却带3b的轧钢机间的区间也要求与具有使与水冷却功能一起发生在水冷时的截面内的温度分布均等化的回热功能相符合。为了发挥该功能，重要的是特别设定两轧钢机间距离(在图1中用d表示)。这时，水冷却以极短时间就行，但是为了回热，至少需要0.1秒程度的时间，在没有充分获取该回热时间时，会在钢材的截面内存在过大的温度差，成为在精轧中产生不均匀材质的原因。
根据以上理由，为了进行精轧前卷筒轧机1和精轧卷筒轧机2之间的水冷和回热，至少要具有以最大轧制速度(精轧轧钢机输出侧速度)行进的距离的1/10以上的距离。例如，在最大轧制速度中为100m/sec时，要求最小设10m的水冷·回热区段。这时，精轧轧钢机输入侧速度比最大轧制速度慢相当于在精轧滚筒轧机内钢材被减面的比例的程度，可以确保用于进行上述的回热的比需要的0.1秒若干长的时间，在该时间带内可以结束水冷却。另外，该区间长度虽然有越长越可以使回热充分的优点，但是会带来使整体的设备长大问题，而且还会引起使通过材料性变差的问题，最好使之不长于必要的长度，最好将其抑制为最大轧制速度的1/2以下，但是，本发明不特别地规定该区间的长度的上限。
为了有效地进行与控制轧制相接续的慢冷却，最好对在线热处理炉8的长度、换言之对线材卷的在炉时间进行特定。即、为了得到目标的软质的线材，要求沿线材卷整体设置变态温度区域地进行冷却，在作为轧制速度的目标的刻度的0.1℃/see以下的制约下，如果线材卷向热处理炉的装入温度被决定，那么在炉时间也就被求得。
图4是表示线材卷的在炉时间和温度的关系的图。如在图的右上模式地表示那样，在线材卷上分为线材卷外表层(在斜线部的图中的A、B之间的部分)和线材卷内部(图的B和C之间)，线材卷外表层是在炉外自然冷却时用超过慢冷速度目标的快的冷却速度进行冷却的部分，需要在热处理炉内慢冷却到低于变态温度区域的温度。另外，线材卷内部是即使在炉外自然冷却也以慢冷却速度的目标以下的速度进行冷却的部分，即使在变态未结束的状态下排出到炉外也可以得到充分的慢冷却速度。
因此，线材卷外表层的最大冷却速度部(图4的A)设定例如成为目标冷却速度0.1℃/sec那样的炉温度进行慢冷却时，可以看出线材卷外表层的冷却速度最小的部位(图4的B)不管线材卷形状和线径如何都是0.07℃/sec。
为了以上述0.07℃/sec在将慢冷却开始温度从Ar1正上到变态完了、到低于慢冷却必要温度区域的大致60℃的区间进行冷却，至少需要0.25hr，是表示决定热处理炉的大小的下限的指标。这时作为作业上的变动因素在考虑线材卷内的温度不均匀时，由于慢冷却开始温度需要比Ar1若干高，在炉时间最好是确保0.5hr的在炉时间，以实现品质的稳定化。但是即使将在炉时间长为1.0hr以上，由于其慢冷却效果饱和，而看不到提高，只是使设备变得冗长。其结果，热处理炉的大小需要做成为以最大轧制能力在1.0hr中被轧制的线材卷的数量1/4～1/1可在炉的大小。
以下，根据图1所示的本发明的线材设备制造设备列说明一连串的流程。首先用未图示的加热炉将碳素钢或合金钢钢坯加热到1000℃以上，然后装入粗轧钢机及中间轧钢机，在轧制为规定的尺寸后，经过水冷却带3a装入精轧前卷筒轧机1。用该精轧前卷筒轧机1以至少85％减面率轧制的材料用水冷却带3b水冷却回热而进入精轧卷筒轧机2，在其处以25％～60％的减面率精轧为最终线径，之后以750℃～800℃的精轧温度被输出，经过水冷却带3c由卷取装置4作为所希望的直径的线材环10排出到调整水冷输送带5上。
在用保温罩6覆盖的调整冷却输送带5中，线材环以非同心圆状的形态并且一边维持不会低于Ar1的温度一边被输送，到达集束装置7而落下达集束轴杆9上，一定量的线材在紧密的状态下被集束，获得一个线材卷11，并且以一定的速度在在线热处理炉8内被输送并被慢冷却。在炉内顺序地载置被集束的线材卷的集束轴杆隔开一定间隔被输送。慢冷却开始温度大致是710℃～780℃，在热处理炉内以0.1℃/sec的冷却速度被慢冷却，以650℃左右从炉的输出侧门被排出并慢冷却。在自然冷却中线材卷结束变态，在任意的位置线材卷被排出而朝向打捆工序而去。另外，在上述保温罩6内和热处理炉8内，在有温度降低的危险时，可使用加热装置适当地进行加热。
以下，详细地进行说明本发明的温度调整装置。
图5是表示从钢线材的轧制到精整·打捆的一连串的制造工序的基本方框图，对于加热钢坯原料并热轧到规定直径的轧制设备、用铺设头将被轧制的线材形成为环状的卷取装置与上述的相同。在本发明中，还由：
(a)设在卷取装置后面的、自由切换地可选择为水冷却、风冷却·自然冷却、慢冷却·保热的任何一个的线的第一调整冷却带(松的线材卷状态)；
(b)可切换地设置在该第一调整冷却带(a)和后述的第二调整冷却带(c)分界部位的、进行(a)、(c)间的线材环输送的输送装置和进行线材环的集束的第一集束装置；
(c)作为后续于第一调整冷却带的线而配置的自由切换地可选择为风冷却·自然冷却、慢冷却·保热的任何一个的线的第二调整冷却带(松的线材卷状态)；
(d)设在上述第二调整冷却带后部的第二集束装置；
(e)与上述第一集束装置连设并在其处慢冷却或加热集束的线材卷的热处理装置(集束线材卷状态)；
(f)上述第二集束装置和热处理装置所共有的精整·打捆装置；
构成。
图6是具体的表示图1所示的工程设备的主要部分的整体简图，为了说明方便，在取掉覆盖卷取后的输送带线的保热罩并且将在线热处理炉作为透视状态进行表示。另外，图7是相反地设置了保热罩和热处理炉的状态的简图，图8是从侧面表示卷取后的第一调整冷却带和第一集束装置的剖面说明图。
在图6中，2是用于将线材减面到最终直径的高钢性的精轧卷筒轧机，3c是设在卷筒轧机2的输出侧的水冷却带，4是卷取装置，5是用于输送由卷取装置4展开为非同心圆的环状的线材10的吹风自然冷却输送带，17是几乎平行地设在该吹风·自然冷却输送带4的前半部分下方的浸渍冷却装置，7-1是设在上述吹风·自然冷却输送带4的中间位置的第一集束装置，7-2是设在吹风·自然冷却输送带5的终端位置的第二集束装置，18是在第一集束装置7-1的设置位置可与该第一集束装置7-1切换地设置的线切换输送带，8是从第一集束装置7-1的设置位置起形成并延伸的隧道形在线热处理炉。另外，9是为了集束线材环而送入到集束位置的集束轴杆，11是被集束在集束轴杆9上并在在线热处理炉8内由输送带等输送的线材卷。
上述吹风·自然冷却输送带5从卷取装置4的下方位置中继第一集束装置7-1和线切换输送带18而配设到第二集束装置7-2的位置，但是如图7所示，该吹风·自然冷却输送带5以第一集束装置7-1的位置作为分界部，用前后两个的保热罩7a和7b覆盖着全周。该保热罩7a和7b由绝热性材料形成，并根据需要在其内部配置用于加热罩内的热源、例如辐射加管或加热器等，可以慢冷却·保热线材管。另外，在吹风·自然冷却输送带5的下方附近设有用于风冷却线材环的吹风装置(未图示)。
在本发明中，将从上述的卷取装置以后到第一集束装置的带有保温罩的吹风·自然冷却输送带4的前半部以及其下方的浸渍冷却装置17称为第一调整冷却带，将从第一集束装置以后到第二集束装置的带有保温罩的吹风·自然冷却输送带19的后半部称为第二调整冷却带(参照图6和图7)。
以下，用图8说明第一调整冷却带中的各种冷却·保热样态的切换选择的例子。首先，在图8a中表示着如下的情况，将从卷取装置4送来线材环10导入下方的浸渍冷却装置17进行急速冷却，将此用第一集束装置7-1集束并形成为线材卷，送向热处理炉7b而实施适当的热处理。这时，预先将吹风·自然冷却输送带5的输入侧以及第一集束装置7-1的位置中的线切换输送带(在图6中仅表示了第一集束装置7-1位置的切换装置18，但实际上在吹风·自然冷却输送带5的输入侧也同样设有切换输送带20)设定为退避状态，作为退避方式，可以是图示那样的上下方向的移动、或水平方向的移动、转动方式等的任意方式。从卷取装置4环状地落下的线材环10直接地落下并浸渍到浸渍冷却装置17的浸渍槽21内，用槽中的输送输送带22输送后，被提升到上述吹风·自然冷却输送带5上，并在集束装置7-1中落下并一定量地集束在集束轴杆9上。在图8a的线中，考虑了例如用浸渍冷却装置17急速冷却线材环10进行淬火，接着在线材卷状态下用热处理炉8进行退火的热处理例子。另外，作为该水冷却装置可以适当地切换冷水或温水进行使用，只要对应于钢种、目标处理形态地分开使用即可。
另一方面，在图8b中表示着将切换输送带20和18预先与吹风·自然冷却输送带5的线做成为同一个线，将线材环10以原状态输送到第二集束装置7-2进行集束的例子。在这种情况下，一边将线材10在输送带5上进行输送一边进行自然冷却、或也可以向环吹附适当的流体进行吹风冷却、或也可以利用保热罩6a、6b进行慢冷却·保热。另外，保热罩也可以做成为开闭自由的形式。另外，在图8(b)中，也可以使切换输送带18从线上退避，将用第一集束装置7-1集束的线材卷送到在线热处理炉8进行慢冷却或加热处理。例如，在保温罩8a内在不低于Ar1变态点的情况下进行慢冷却后，将用第一集束装置7-1集束的线材卷在线热处理炉8以小于0.1℃/sec的冷却速度进行慢冷却，可以得到冷加工性优良的钢线材。在该情况下，要求用卷取装置4前的精轧区间轧钢机2以尽可能低的温度精轧线材，通过组合该精轧卷筒轧机2和本发明的温度调整装置，可以得到最佳的热轧线材的制造装置。
另外，在图6及图7中作为在线热处理炉8表示了隧道型连续炉，但如图9所示也可以用分别将各集束的线材卷11独立的筒形的炉23覆盖进行慢冷却或加热。在筒炉23的内部也可以设置热源，只要将它们隔着一定的间隔以一定的速度在输送带上进行输送即可。
产业上的可利用性
由以上说明的本发明的线材的制造设备列所得到的效果如下。
(1)在线材轧制中初次实现了认为困难的合理地连接卷筒轧机构成的控制轧制装置和在将线材集束为线材卷状的状态下在线内进行慢冷却的装置。
(2)通过如上所述地组合控制轧制和慢冷却，可以不在离线进行另外的热处理的情况下在线内制造冷加工性优良的机械构造用钢线材。
(3)可以在不大幅度地改造已设的线材制造线的情况下应用本发明，而且由于可省略离线中的回火设备，可以降低设备费用。
(4)在卷取装置之后设置调整冷却输送装置的情况下，由于可以环状稳定地保定卷取后的线材，因此可以以最佳的状态经常地向接下来的集束及慢冷却线供给线材。
(5)通过在最终精轧机的卷筒轧机的输入侧设置一定长的水冷却·回热带，可以调整进入卷筒轧机的材料的温度·性质，可以以更加良好的状态实现控制轧制。
(6)格外地扩大热轧后的线材的在线处理装置的自由度，可以在在线内进行从前必须离线进行的各种热处理(加热、保持、慢冷却等)。
(7)由于在第一调整冷却带的后面配置可移位的第一集束装置和与其连设的在线的线材卷热处理装置，可以在线材卷状态下以慢的移动速度进行处理，因此在第二调整冷却带中可以进行不能完成的长时间的热处理。
(8)由于将线材环的调整冷却部归整为纵向紧凑的线构造，因此在设备上是有利的，并且从作业性方面看优点也多。
(9)通过采用本发明的设备构成，可以有效地配置从线材的轧制到精整·打捆的构成，由于在不大幅度地改造已设的线的情况下进行组入，在成本方面是有利的。