线材冷却装置以及线材冷却方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在将通过钢坯的热乳形成的线材卷成非同心环状之后、对通过输送机输送的线材进行调整冷却的线材冷却装置以及线材冷却方法。
[0002]本申请基于2013年10月29日向日本申请的日本特愿2013-224279号要求优先权，在此引用其内容。
【背景技术】
[0003]通过钢坯的热乳形成的线材在通过水冷方法被冷却到800°C?900 °C左右之后，通过吐线机(laying head)(线材卷取机)被卷成非同心的环状。卷取得到的非同心环状线材(以下也简称为“环状线材”)通过设置在吐线机的出口侧的输送机输送，在被输送的期间被冷却装置进一步冷却。水冷以及卷取后的冷却被称为调整冷却，成为决定线材的组织、机械性质以及表面性状的重要的工序。
[0004]作为以往的冷却装置，例如有斯太尔摩冷却装置。在该冷却装置中，在辊式输送机或链式输送机的下方遍及输送机的宽度方向(在俯视观察时与输送方向正交的方向。以下简称为“宽度方向”)的整个区域地设置狭缝喷嘴，通过从该狭缝喷嘴朝向环状线材吹送制冷剂来进行环状线材的冷却。
[0005]在通过输送机输送的环状线材的宽度方向上的两端部，线材彼此重叠的部分多，线材变密(以下也称为“宽度方向密部”)。另一方面，环状线材的宽度方向中央部与宽度方向密部相比线材疏(以下也称为“宽度方向疏部”)。两部位在刚卷取之后温度相同，但是制冷剂难以通过宽度方向密部，因此在吹送均一的制冷剂量的条件下沿宽度方向输送并冷却的情况下，正在被输送的环状线材的宽度方向密部与宽度方向疏部之间逐渐产生温度差。
[0006]为了实现线材整体的品质的均一化，需要减小线材整体的温度不均，因此在冷却环状线材时，需要进行考虑到环状线材的宽度方向的疏密的冷却。对此，在遍及输送机的宽度方向的整个区域地设置有狭缝喷嘴那样的斯太尔摩冷却装置中，只能针对宽度方向密部和宽度方向疏部均匀地吹送制冷剂，导致在宽度方向密部与宽度方向疏部之间产生了温度差的状态下进行了冷却。在该情况下，无法减小线材整体的温度不均。
[0007]作为考虑到环状线材的宽度方向的疏密的冷却装置，例如有专利文献I所记载的冷却装置。该冷却装置设为:并非在宽度方向的整个区域设置狭缝喷嘴，而是只在环状线材的宽度方向两端部、即宽度方向密部设置狭缝喷嘴。由此，能够集中地冷却与宽度方向疏部相比温度较高的宽度方向密部，能够减小线材整体的温度不均。
[0008]另外，作为不同的冷却装置，还有专利文献2所记载的冷却装置。在该冷却装置中，在辊式输送机上设置使环状线材进行蛇行运动的引导件，通过使各个环的位置错开来改变形成宽度方向密部的位置，其结果使目前为止的作为宽度方向密部的部位的密度降低。由此，环状线材的宽度方向密部与宽度方向疏部之间的温度差变小，能够减小线材整体的温度不均。
[0009]但是，正在被输送的环状线材受到由压延机的速度变动、吐线机的卷取速度变动、输送机速度变动等产生的速度差、输送中的振动等的影响，从而环状线材的各环的输送方向上的间隔(以下称为“环间距”)、环径不固定的情形多。因此，导致环状线材不仅在宽度方向上产生了变得密的部分和变得疏的部分，在输送方向上也产生了变得密的部分和变得疏的部分。
[0010]例如图1所示，关于环间距窄的部分TD，相邻的环之间的距离短，线材M密(以下也称为“输送方向密部”)。另一方面，关于环间距宽的部分TS，相邻的环之间的距离长，与输送方向密部TD相比线材靡荒(以下也称为“输送方向疏部”)。在以这样的状态持续输送的情况下，输送方向密部处于制冷剂难以穿过从而难以被冷却的状态，因此输送方向密部TD的温度与输送方向疏部TS的温度相比逐渐变高。
[0011]另外，由于环间距不固定，而导致线材彼此的重叠方式不规则。例如图1所示，可知在沿输送方向T的直线L上线材M的重叠方式没有规则性。因此，在对经过直线L上的任意的点P的环状线材M的温度进行测定的情况下，在点P测定出的温度随时间变动，其温度变动也为没有规则性的状态。在直线L上以外的部分也产生了这样的现象。因而，在输送方向T上产生了疏密的环状线材M的温度处于复杂地分布的状态。
[0012]作为还考虑到环状线材的输送方向的疏密的冷却装置，例如有专利文献3所记载的冷却装置。该冷却装置使用密度检测器按时间序列对宽度方向上的环状线材的线密度(疏密)进行检测，并按时间序列对从在宽度方向上被分割为多个块的喷嘴喷出的冷却气体的风量进行控制。由此，能够减小环状线材的输送方向以及宽度方向上的温度差。
[0013]另外，作为测定环状线材的直接温度的冷却装置，例如有专利文献4所记载的冷却装置。该冷却装置使用扫描型放射温度计将环状线材的温度分割为相对于输送方向任意的方向的区域来进行测定，根据测定出的环状线材整体的温度分布来调整向环状线材吹送的制冷剂的温度和量。由此，能够减小环状线材的各部位处的温度差。
[0014]专利文献1:日本特开2003-166021号公报
[0015]专利文献2:日本实开平7-3810号公报
[0016]专利文献3:日本特开昭62-274030号公报
[0017]专利文献4:日本特开2002-39865号公报
【发明内容】
[0018]发明要解决的问题
[0019]在此，在被冷却装置冷却之前的环状线材中，通常在线材密的部位温度高，并且在线材疏的部位温度低。但是，发明人专门研究的结果，获知由于各种原因，也存在线材疏但是温度高的部位或线材密但是温度低的部位。即，发现在环状线材中疏密与温度之间并不一定存在规定的相关性。
[0020]然而，在专利文献1、2所记载的冷却装置中，虽然考虑到环状线材的宽度方向的疏密，但是没有考虑到输送方向的疏密，并且也没有进行与环状线材的温度状态相应的制冷剂量的调整。即，无法对与复杂地分布的温度状态对应的环状线材进行冷却。
[0021]在专利文献3所记载的冷却装置中，虽然考虑到输送方向的疏密，但是没有设置正在被输送的环状线材的温度测定单元，因此无法根据环状线材的温度状态调整制冷剂量。在像这样只基于环状线材的疏密的检测结果来控制制冷剂量的情况下，如果在某个部位即使线材的温度不同但是密度相同，则针对这些部位的制冷剂量是相同的。在上述情况下，由于使用相同的制冷剂量对温度不同的部位进行冷却，因此无法均匀地冷却环状线材。
[0022]在专利文献4所记载的冷却装置中，设置有用于测定环状线材的温度的扫描型放射温度计，但是没有设置用于检测环状线材的疏密的单元，从而无法根据环状线材的疏密状态来调整制冷剂量。在像这样只基于环状线材的温度的测定结果来控制制冷剂量的情况下，如果在某个部位即使线材的密度不同但是温度相同，则针对这些部位的制冷剂量是相同的。但是，线材密的部位与线材疏的部位相比，温度难以下降，因此即使在测定温度时是相同的温度，在冷却时这些部位的温度也会变为不同的温度。在上述情况下，使用相同的制冷剂量对温度不同的部位进行冷却，因此无法均匀地冷却环状线材。
[0023]另外，在以往的冷却装置中，通过狭缝喷嘴来对线材吹送制冷剂，因此从狭缝喷出的制冷剂均匀地喷射到线材上，无法选择性地对环状线材的特定部位进行冷却。并且，通过送风机传送制冷剂，根据送风机转速、吸入口的开度来控制制冷剂的量，因此难以针对特定部位以与迅速的变化相应的形式控制制冷剂量。特别地，如上述那样，在专利文献3中，按每个块控制制冷剂量，但是无法选择性地只对特定部位进行冷却，从而该控制在精细性方面较差。另外，在专利文献4中，按每个区域控制制冷剂量，但是无法选择性地只对每个区域中更局部性的特定部位进行冷却，从而该控制仍在精细性方面较差。因此，在专利文献3、4所记载的冷却装置中，难以应对特定部位的迅速的变化。
[0024]本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于进行考虑到在热乳之后被卷成非同心环状并被输送的线材产生的输送方向上的疏密的冷却，来减小线材整体的温度不均。
[0025]用于解决问题的方案
[0026]解决上述课题的本发明是一种线材冷却装置，将被线材卷取机卷成环状的线材在输送机上输送的同时冷却，该线材冷却装置的特征在于，具备:多个喷出喷嘴，该多个喷出喷嘴沿所述输送机的宽度方向配置，朝向所述线材喷出制冷剂;摄像装置，其被设置在输送线的由所述多个喷出喷嘴构成的喷出喷嘴列的上游侧，拍摄正在被输送的所述线材的图像；以及控制部，其从拍摄到的图像中提取所述线材的疏密信息和温度信息，其中，所述控制部构成为:基于所述线材的疏密信息和温度信息来针对每个喷出喷嘴控制与符合该疏密信息和温度信息的特定部位到达所述喷出喷嘴的定时相一致地从各喷出喷嘴喷出的制冷剂的流量。
[0027]根据本发明，能够基于从正在被输送机输送的线材的图像中提取的线材的疏密信息和温度信息来针对每个喷嘴控制从各喷出喷嘴喷出的制冷剂的流量。因此，能够选择性地对正在被输送的线材的特定部位进行冷却，能够与该特定部位的迅速的变化相应地控制制冷剂量。即，能够进行以往的冷却装置无法实现的制冷剂量的精细的控制。并且，基于线材的疏密信息和温度信息两方来控制制冷剂的流量，因此当然能够针对线材密且温度高的部位、线材疏且温度低的部位适当地控制制冷剂的流量，也能够针对以往无法进行适当的控制的、线材疏但温度高的部位、线材密但温度低的部位适当地控制制冷剂的流量。由此，能够进行如减小正在被输送的线材的温度差那样的冷却，从而能够减小线材整体的温度不均。其结果，能够使线材整体的品质均一化。
[0028]也可以是，从所述喷出喷嘴喷出的制冷剂被施加压力。另外，也可以是，设置