JPH0213479Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案はパイプ製造装置に係り、特に溶態化処
理装置を備えたパイプ製造装置に関する。

Ｂ 考案の概要 本考案は昇温用加熱コイル部、保温炉、冷却部
とからなる溶態化処理装置を備えたパイプ製造装
置において、前記保温炉を複数に分割するととも
に、各保温炉を分離、接続自在に構成し、且つ少
くとも１つの保温炉は高周波または中周波電源と
接続された誘導加熱コイル及び温度制御装置を有
している構成としたことにより、速度の違う操業
（これは被加熱材の肉厚の相異等による）に対し
ては保温長を変えて対応させ被加熱材の成分の拡
散固溶を十分に行なわせるとともに、保温炉の温
度制御も適確に行うことができ、高品質の製品を
得ることができるものである。

Ｃ 従来の技術 連続的に帯板からパイプを造管するパイプ製造
装置にあつては、長尺の帯板を所定スピードで移
送しながら複数のガイドロールを通して徐々にパ
イプ状に曲げ成形し、両端縁をスクイズロールに
よつて突き合せると共に、突き合せ部を溶接して
パイプに造管するものである。

上記のパイプ製造装置において、造管されるパ
イプの材質が例えばオーステナイト系ステンレス
鋼（オーステナイト．ステンレス．パイプ）であ
る場合には、溶接部の耐蝕性を回復することを主
目的とした熱処理、即ち溶態化処理を施すことが
行なわれている。溶態化処理とは、被加熱材であ
るパイプを1100〜1200℃程度の温度に加熱し、そ
の温度（約1100℃以上）にて一定時間（例えば50
〜100秒）保持して結晶粒界等に析出している炭
素等を結晶粒内に充分拡散固溶した後、急速冷却
（水冷等）を行なうものである。

上記溶態化処理装置には電気炉やバーナ炉が用
いられる場合と高周波、中周波の誘導加熱コイル
が用いられる場合がある。電気炉やバーナ炉を用
いるときは、被加熱材を炉内に滞留せしめたまま
加熱→保温→急冷が行なわれるので、電気炉やバ
ーナ炉と別に保温炉は必要がない。しかるに、素
板を移動させながら連続的にパイプを製造する装
置にあつては、パイプを移動させながら溶態化処
理を行なうことが要求され、それには上記の高周
波、中周波の誘導加熱コイルを用いるのが最も適
している。そして、この場合は加熱コイルと別に
保温炉を設けることが必要となる。

上記誘導加熱コイルを用いた溶態化処理装置を
備えてなる従来のパイプ製造装置を第８図を参照
して説明すると、１はパイプ状にロール成形され
てなるパイプ材、２はTIG溶接を行なう位置であ
る。パイプ材１は図において左から右方向に移送
されるもので、溶接位置２よりも先方（移動方向
にのみ）にはガイドロール３と４が所定の間隔を
おいて配置してあり、ガイドロール３と４との間
に誘導加熱コイル５₁を有する加熱コイル部５と
保温炉６と冷却部７とからなる溶態化処理装置８
が設けてある。そして、TIG溶接位置２でステン
レス帯板の両端縁突き合せ部１ａが溶接されたパ
イプ材１は、加熱コイル部５と保温炉６において
加熱と保温処理がなされ、その後冷却部７で急速
冷却が行なわれ、これらの過程においてステンレ
ス鋼の溶態化処理が行なわれる。そして、前記の
保温炉６は従来第９図に示すように断熱材を用い
て所定長さのトンネル状に形成したものであり、
シールド１０を介して加熱コイル部５の出口部に
接続して設けてある。なお、冷却部７は環状パイ
プの内周から冷却水が噴出するようにした水冷ジ
ヤケツトが用いられる。

Ｄ 考案が解決しようとする問題点 ところで、この保温炉６については従来大別し
て２つの解決すべき問題があつた。第１はパイプ
１を保温炉６内で移動させながら、しかも保温炉
６に入つた時から出る時まで所定の温度範囲に保
つことであるがこれができなかつた。すなわち、
機械的性質及び組織的にも、又耐蝕性としても高
品質性の製品を得るには結晶粒界に析出している
炭素等を結晶粒内に拡散固溶するに十分な保温時
間を確保することであり、それには保温炉６を長
くすればよいということが一応考えられるが、し
かし、一方では余り保温炉６が長くなると保温炉
６中でパイプ材１の温度が低下して適正な温度範
囲以下となつてしまう。特に冷却直前の温度が
850℃以下になるとクロム炭化物の析出が問題と
なり、従来の保温炉６であると、第１０図から分
るとおり、その内部をパイプ１を移動させるうち
に徐々に温度が降下するため、単に保温炉６を長
くすることはできなかつた。また一方で、加熱温
度を1200℃以上にすると被加熱材が脆化してしま
うので、むやみに高温にして保温炉６に入れるこ
ともできなかつた。このように所望の保温時間と
保温温度の確保の問題を保温炉６の長さの変更に
よつては対処し得なかつた。

第２の問題は操業速度の違う被加熱材に対して
成分の拡散固溶を十分に行なわせるためにはその
都度保温長を変えなければならない。例えばパイ
プが薄肉の場合は移送速度が早いので保温炉の必
要長さが長くなるが（第１１図参照）、逆にパイ
プが肉厚になると移送速度が遅くなり、且つ自身
の熱容量も大なので保温炉が長いままだと保熱時
間が過大になり結晶粒の粗大化等が起こる（第１
２図参照）。

本考案は上記第１、第２の問題を解決したパイ
プ製造装置を提供することを目的とする。

Ｅ 問題点を解決するための手段 本考案は鋼帯板をパイプ状に曲げ成形し、両縁
突き合せ部を溶接して、溶接後のパイプを溶態化
処理すべく昇温用加熱コイル部、保温炉、冷却部
とからなる溶態化処理装置を備えたパイプ製造装
置において、 前記保温炉をパイプの進行方向に複数に分割す
ると共に、分割された少なくとも１つの保温炉は
高周波または中周波電源と接続された誘導加熱コ
イル及び温度制御装置を有し、且つ複数の保温炉
及び冷却部が分離、接続自在に構成されているこ
とを特徴とする。

第１図は本考案に係る溶態化処理装置８の基本
原理図で、加熱コイル部５は高、中周波誘導加熱
コイル５₁を有する従来と同一構成であるのに対
し保温炉６ａ，６ａ…はパイプの進行方向にみて
複数個に分割してあると共に、各保温炉６ａ，６
ａ…の間はシールド１０を介して接続、分離自在
に構成している。しかも、各保温炉６ａ，６ａ…
はれぞれ高、中周波誘導加熱コイルからなる保温
コイル６_a1を有し、且つ図示を省略する温度制御
装置を有している。６_a2は高周波又は中周波電源
である。さらに、パイプの進行方向に見て最先端
の保温炉６ａの先方には水冷ジヤケツトを用いた
冷却部７ａが配設される。

上記構成によると、各保温炉６ａ，６ａ…は保
温コイル６_a1と温度制御装置を有していることお
よびシールド１０で接続されることにより、保温
炉６ａ内を所望の温度に保ち、かつ保温炉６ａの
入口から出口までの温度を均一に保持することが
できる。よつて、保温炉６ａ，６ａ…の数を増減
することにより第２図に示すように保温の長さを
自由に設定することができるので、パイプ１の肉
厚により操業速度が変る場合は最適の保温時間
（50〜100秒）になるように保温コイルの個数を選
ぶとよい。また、このように保温炉６ａ，６ａ…
を増減する関係で冷却部７ａも移動可能な構造と
し、長短いずれの保温炉６ａにおいてもその出口
に冷却部７ａが配設できるようにする。

さらに、本案に係る誘導加熱式保温炉６ａと冷
却部７ａとの間に従来の保温炉６を組込んで使用
することもでき、その場合の温度分布は第３図に
示すようになる。

Ｆ 実施例 本考案を第４図〜第７図に示す実施例にもとづ
いて説明すると次のとおりである。すなわち、第
４図は被加熱材であるパイプ１が薄肉で移動速度
が速い場合で、加熱コイル部５に２台の保温炉６
ａ，６ａを接続した例を示し、第５図はパイプ１
が厚肉で移動速度が遅い場合で、加熱コイル部５
に１台の保温炉６ａを接続した例を示す。

各図において、加熱コイル部５は車輪（但し図
では表れない）を有する移動架台１１上に設置し
てある。この移動架台１１上の一端にはガイドリ
ング１２が支持部１２ａを介して取付けてある。
このガイドリング１２は、板通し時つまり最初に
両縁突合せ部が未溶接のパイプ材１を保温炉６ａ
内を通過させる際にガイドするためのガイドリン
グであつて、溶接後のパイプ外径よりやゝ大きな
内径を有している。また、保温炉６ａも前記と同
様の移動架台１１上に設置してあり、且つ移動架
台１１上の一端には支持部１２ａを介してガイド
リング１２が設けてある。各ガイドリング１２，
１２はそれぞれの移動架台１１，１１上に設けた
所定長さのシールド１０に埋設してあり、且つシ
ールド１０の先端は接続線１３で示す位置におい
て他方の移動架台１１から伸びるシールド１０の
先端と接続される。このようにして加熱コイル部
５に１台又は複数台の保温炉６ａを着脱自在に接
続することができる。

つぎに、冷却部７ａは左右２分割式の水冷ジヤ
ケツトを移動台１４に取付けて構成される。すな
わち、冷却部７ａは第６図、第７図に示すように
接続部１６において連結分離できるようにした半
円状の左右部材１５はそれぞれ保温炉側に設けた
エアパイプ１５ａと、これに隣接して設けた通水
パイプ１５ｂとから構成されており、通水パイプ
１５ｂに設けた小孔からパイプ１の外周に向けて
冷却水を噴出すると共に、エアパイプ１５ａに設
けた小孔からはパイプ１の外周に向けてエアを噴
出させることによつてエアカーテンを作り、前記
通水パイプ１５ｂから噴出した冷却水が保温炉６
ａ（第６図の左方向に位置する）内に流入しない
ようになつている。なお、１７は通水パイプ１５
ｂに設けたホース継手、１８はエアパイプ１５ａ
に設けたホース継手である。

さらに、冷却部７ａにおいて、１９は通水パイ
プ１５ｂから噴出される冷却水を集める集水筒で
ある。この集水筒１９はテーパ状の多数の筒部材
を伸縮自在に連結してなると共に、そのほぼ中間
部を移動台車２０によつて支持している。この集
水筒１９の後端には図示を省略した排水孔上に集
水タンク２１を設けてあり、一方集水筒１９の先
端は通水パイプ１５ｂに水密的にかつ着脱自在に
接続できる構成としてある。しかして、このよう
に集水筒１９は移動台車１４に支持されているか
ら適宜の場所に移動自在であると共に、伸縮自在
でもあるから、第４図、第５図のように保温炉６
ａの配設数が増減し、したがつて保温炉６ａの後
端に連設する冷却部７ａの設置位置が変つても、
集水タンク２１は所定の場所に設置しておいて、
集水筒１９の長さを伸縮することによつてこれに
対処することができ、排水口（位置固定）につな
がる集中タンク２１をいちいち移動させなくてよ
い。そして、冷却部７ａにおいて通水パイプ１５
ｂからパイプ１の外周に向けて噴出された冷却水
は集水筒１９内を流れて集水タンク２１に集めら
れ、周囲への飛散が防止される。

なお、エアパイプ１５ａと通水パイプ１５ｂは
２分割されていて板通し時においてこれらが左右
に開いてその内側をラツパ状に拡がつたパイプ材
を通すようになつているのに対し、集水筒１９は
伸縮自在ではあるが左右分割構造ではない。しか
し、集水筒１９は一般に通水パイプ１５ｂよりも
大径であるので必ずしも分割構造としなくとも、
通水パイプ１５ｂにパイプ材を通し再び閉じた後
前記集水筒１９内に容易に通すことができる。本
実施例によると、溶態化処理装置の各部材、とく
に保温炉６ａ，６ａと冷却部７ａ、集水筒１９は
移動台車によつて移動自在であり、よつて被加熱
材であるパイプ１の厚肉、薄肉の相異による移送
速度の変化に対応して保温炉６ａ，６ａ…を接
続、分離する操作を容易に行なうことができる。

Ｇ 考案の効果 本考案によると少くとも１つ以上の保温炉を誘
導加熱式保温炉としたことにより投入電力の操作
により成分の拡散固溶のために必要な全保温時間
中、パイプ材を最適の温度範囲内に保つて保温
し、最適範囲の温度から急冷処理を行なうことが
容易に行なえる様になると共に、操業速度に応じ
て保温炉を分離又は接続して炉の長さを変えるこ
とにより被加熱材にとつて最適の保温時間を容易
に設定することができる。特に、固溶化処理は保
熱の温度と時間が被加熱材の機械的性質と耐蝕性
に大きく関係しているが、本考案に係る保温炉に
よると保熱の温度と時間のコントロールが適確に
できるのですぐれた品質製品を得ることができる
と共に、生産量の増加も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る溶態処理装置の原理を示
す説明図、第２図は第１図によるパイプの温度変
化を示すグラフ、第３図は加熱コイルを有する保
温炉と従来の保温炉を組合せた場合におけるパイ
プの温度変化を示すグラフ、第４図、第５図は本
考案に係る溶態化処理装置の２つの実施例を示す
側面図、第６図は第７図Ａ−Ａ断面図、第７図は
冷却部の正面図、第８図は従来のパイプ製造装置
の平面説明図、第９図は従来の溶態化処理装置
を、その保温炉を断面で示す説明図、第１０図は
第９図によるパイプの温度変化の例を示すグラ
フ、第１１図、第１２図はそれぞれ薄肉と厚肉の
パイプを第８図、第９図に図示した従来の溶態化
処理装置を通す場合におけるパイプの温度変化の
例を示すグラフである。 １……パイプ、５……加熱コイル部、６ａ……
保温炉、７ａ……冷却部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 連続的に鋼帯板をパイプ状に曲げて成形し、
   両縁突き合わせ部を溶接し、溶接後のパイプを
   溶態化処理すべく昇温用加熱コイル部、保温
   炉、冷却部とからなる溶態化処理装置を備えた
   パイプ製造装置において、 前記保温炉をパイプの進行方向に複数に分割
   するとともに、各保温炉の間はシールドを介し
   て接続、分離自在に構成し、且つ分割された保
   温炉は高周波または中周波電源と接続された誘
   導加熱コイル及び温度制御装置を有し、且つ複
   数の保温炉及び冷却部が分離、接続自在に構成
   されていることを特徴とするパイプ製造装置。 (2) 前記冷却部を、２分割構造で保温炉側にエア
   カーテンを有し、且つ移動自在な水冷ジヤケツ
   トにより構成したことを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載のパイプ製造装置。