JPH028008B2 - - Google Patents
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- JPH028008B2 JPH028008B2 JP20996481A JP20996481A JPH028008B2 JP H028008 B2 JPH028008 B2 JP H028008B2 JP 20996481 A JP20996481 A JP 20996481A JP 20996481 A JP20996481 A JP 20996481A JP H028008 B2 JPH028008 B2 JP H028008B2
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- steel pipe
- quenching
- quenched
- water
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/085—Cooling or quenching
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、全長に亘つて所定の焼入温度になつ
ている鋼管の焼入方法に関し、鋼管の冷却中に鋼
管を回転し、又は回転しながら軸方向に往復運動
させることにより、鋼管全体を均一に冷却するよ
うにした焼入方法に関するものである。
ている鋼管の焼入方法に関し、鋼管の冷却中に鋼
管を回転し、又は回転しながら軸方向に往復運動
させることにより、鋼管全体を均一に冷却するよ
うにした焼入方法に関するものである。
従来、全長に亘つて所定の焼入温度になつてい
る鋼管の焼入方法の代表的なものとしては、(1)リ
ングノズルによる外面焼入、(2)鋼管の端部より内
部に水を噴入する内面焼入及び(3)鋼管を水タンク
に入れかつ端部に近接したノズルにより内部に水
を噴流させる方法などがある。
る鋼管の焼入方法の代表的なものとしては、(1)リ
ングノズルによる外面焼入、(2)鋼管の端部より内
部に水を噴入する内面焼入及び(3)鋼管を水タンク
に入れかつ端部に近接したノズルにより内部に水
を噴流させる方法などがある。
この場合、(1)においては、厚肉鋼管の場合は、
冷却速度が十分得られない上に、複数個の冷却噴
射リング同志間又はリング周位置での冷却水の噴
射量の差、あるいはリングの中心軸と被焼入鋼管
の中心軸との不整合等により、被焼入鋼管の冷却
速度に不均一が生じて曲りが発生し、焼入した鋼
管自身の不具合と共に、その曲りが大きくなると
焼入装置を破壊することもあり、かつ多量の冷却
水が必要である。(2)においては、冷却水量は上記
(1)よりも少ないが、厚肉鋼管の場合は十分な冷却
速度が得られず、また被焼入鋼管を支承している
受台間での鋼管の撓みが焼入後の鋼管の真直度に
少なからず影響する。さらに冷却速度は入側で速
く出側で遅くなるため長手方向で不均一になり、
長尺物の焼入れは困難である。(3)は上記(1)、(2)の
欠点を解決すべくなされたものであるが、水タン
ク内に設けたノズルが鋼管の端部と離れているた
め、タンク内の水の抵抗により鋼管内における冷
却水速度が十分に得られない欠点があり、また水
タンク内における鋼管の上表面と下表面の状況が
異なるため、長さ方向及び円周方向に均一な外面
冷却を得ることができない。このことは、特に長
尺鋼管の冷却においては決定的な欠点となる等、
いずれの方法も多くの問題があつた。
冷却速度が十分得られない上に、複数個の冷却噴
射リング同志間又はリング周位置での冷却水の噴
射量の差、あるいはリングの中心軸と被焼入鋼管
の中心軸との不整合等により、被焼入鋼管の冷却
速度に不均一が生じて曲りが発生し、焼入した鋼
管自身の不具合と共に、その曲りが大きくなると
焼入装置を破壊することもあり、かつ多量の冷却
水が必要である。(2)においては、冷却水量は上記
(1)よりも少ないが、厚肉鋼管の場合は十分な冷却
速度が得られず、また被焼入鋼管を支承している
受台間での鋼管の撓みが焼入後の鋼管の真直度に
少なからず影響する。さらに冷却速度は入側で速
く出側で遅くなるため長手方向で不均一になり、
長尺物の焼入れは困難である。(3)は上記(1)、(2)の
欠点を解決すべくなされたものであるが、水タン
ク内に設けたノズルが鋼管の端部と離れているた
め、タンク内の水の抵抗により鋼管内における冷
却水速度が十分に得られない欠点があり、また水
タンク内における鋼管の上表面と下表面の状況が
異なるため、長さ方向及び円周方向に均一な外面
冷却を得ることができない。このことは、特に長
尺鋼管の冷却においては決定的な欠点となる等、
いずれの方法も多くの問題があつた。
本発明は上記の問題点を解決するためになされ
たもので、鋼管の外面又は内外面に冷却水を加え
て冷却すると共に、冷却中に鋼管を回転しかつ軸
方向に往復運動させて、全長に亘つて短時間に均
一な冷却を得るようにした焼入方法を提供するも
のである。以下図面を用いて本発明を説明する。
たもので、鋼管の外面又は内外面に冷却水を加え
て冷却すると共に、冷却中に鋼管を回転しかつ軸
方向に往復運動させて、全長に亘つて短時間に均
一な冷却を得るようにした焼入方法を提供するも
のである。以下図面を用いて本発明を説明する。
第１図は本発明の概要を示す平面図、第２図は
その側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図であ
る。図において、１は焼入床、１１ａ，１１ｂ…
…１１ｎ及び１２ａ，１２ｂ，…１２ｎは鋼管Ｐ
の支持ロールで、焼入床１に固定した基台１３に
所定の間隔でとりつけられている。１４ａ，１４
ｂ…１４ｎ及び１５ａ，１５ｂ…１５ｎは、支持
ロール１１ａ〜１１ｎ及び１２ａ〜１２ｎの両側
に所定の距離を隔てて配置された管軸方向移送ロ
ールである。１６ａ，１６ｂ〜１６ｎは管を横送
りするウオーキングビームで、駆動機構１７によ
り駆動される。１８は焼入床１の長手方向にかつ
支持ロール１１ａ〜１１ｎ及び１２ａ〜１２ｎの
上方に配設した支持部材で、支持ロール１１ａ〜
１１ｎ、１２ａ〜１２ｎに対向した位置に腕１９
ａ，１９ｂ…１９ｎが設けられ、この腕１９ａ〜
１９ｎの下部にはクランプロール２０ａ，２０ｂ
…２０ｎ及び２１ａ，２１ｂ…２１ｎがとりつけ
られている。また支持部材１８には送水パイプ２
２が配設され、その下面の長手方向に設けたスリ
ツト２３には平ノズル２４を備えた外面焼入装置
がとりつけられている。腕１９ａ，１９ｂ…１９
ｎは駆動機構２７により上下に回動しうるように
構成されている。
その側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図であ
る。図において、１は焼入床、１１ａ，１１ｂ…
…１１ｎ及び１２ａ，１２ｂ，…１２ｎは鋼管Ｐ
の支持ロールで、焼入床１に固定した基台１３に
所定の間隔でとりつけられている。１４ａ，１４
ｂ…１４ｎ及び１５ａ，１５ｂ…１５ｎは、支持
ロール１１ａ〜１１ｎ及び１２ａ〜１２ｎの両側
に所定の距離を隔てて配置された管軸方向移送ロ
ールである。１６ａ，１６ｂ〜１６ｎは管を横送
りするウオーキングビームで、駆動機構１７によ
り駆動される。１８は焼入床１の長手方向にかつ
支持ロール１１ａ〜１１ｎ及び１２ａ〜１２ｎの
上方に配設した支持部材で、支持ロール１１ａ〜
１１ｎ、１２ａ〜１２ｎに対向した位置に腕１９
ａ，１９ｂ…１９ｎが設けられ、この腕１９ａ〜
１９ｎの下部にはクランプロール２０ａ，２０ｂ
…２０ｎ及び２１ａ，２１ｂ…２１ｎがとりつけ
られている。また支持部材１８には送水パイプ２
２が配設され、その下面の長手方向に設けたスリ
ツト２３には平ノズル２４を備えた外面焼入装置
がとりつけられている。腕１９ａ，１９ｂ…１９
ｎは駆動機構２７により上下に回動しうるように
構成されている。
第４図は焼入床の一側に設けられた内面焼入ヘ
ツドの実施例の一部断面図である。内面焼入ヘツ
ド３において、３１はヘツド本体、３２は本体３
１内に軸受３３，３３ａを介して回転可能に配置
された円筒体である。３４は本体３１の上部にと
りつけた油圧シリンダ、３６はモータ、３７はモ
ータ３６の出力を減速する減速機で、その歯車
（図示せず）は円筒体３２の外周に固定した歯車
３８と噛合つている。３９は円筒体３２の先端に
固定されたノズルで、被焼入鋼管の外径に応じて
交換することができる。
ツドの実施例の一部断面図である。内面焼入ヘツ
ド３において、３１はヘツド本体、３２は本体３
１内に軸受３３，３３ａを介して回転可能に配置
された円筒体である。３４は本体３１の上部にと
りつけた油圧シリンダ、３６はモータ、３７はモ
ータ３６の出力を減速する減速機で、その歯車
（図示せず）は円筒体３２の外周に固定した歯車
３８と噛合つている。３９は円筒体３２の先端に
固定されたノズルで、被焼入鋼管の外径に応じて
交換することができる。
４は円筒体３２の一端に設けたクランプ機構で
ある。４０は円筒体３２にキーとキー溝あるいは
スプライン等により軸方向にのみ摺動しうるよう
に嵌合された可動素子で、外周には溝４１が設け
られている。４２はレバーで、一端は油圧シリン
ダ３４の作動桿３５に連結されており、他端は軸
４３により本体３１に回動可能に連結されてい
る。４４はレバー４２のほゞ中間に設けたピン
で、可動素子４０の溝４１に嵌合されている。４
５は一端が可動素子４０に連結されたほゞＬ字状
のクランプ腕で、ほゞ中央部には一端が円筒体３
２に連結されたレバー４６の他端が連結されてい
る。
ある。４０は円筒体３２にキーとキー溝あるいは
スプライン等により軸方向にのみ摺動しうるよう
に嵌合された可動素子で、外周には溝４１が設け
られている。４２はレバーで、一端は油圧シリン
ダ３４の作動桿３５に連結されており、他端は軸
４３により本体３１に回動可能に連結されてい
る。４４はレバー４２のほゞ中間に設けたピン
で、可動素子４０の溝４１に嵌合されている。４
５は一端が可動素子４０に連結されたほゞＬ字状
のクランプ腕で、ほゞ中央部には一端が円筒体３
２に連結されたレバー４６の他端が連結されてい
る。
４５ａはクランプ腕４５の先端に装置されたク
ランプシユーである。
ランプシユーである。
このクランプ機構４は、油圧シリンダ３４の作
動桿３５が前進すると、レバー４２は軸４３を中
心に時計方向に回動し、ピン４４を介して連結さ
れた可動素子４０を前進させる。可動素子４０が
前進すると、クランプ腕４５はレバー４６により
反時計方向に回動し、クランプシユー４５ａによ
り鋼管Ｐとノズル３９をクランプする。
動桿３５が前進すると、レバー４２は軸４３を中
心に時計方向に回動し、ピン４４を介して連結さ
れた可動素子４０を前進させる。可動素子４０が
前進すると、クランプ腕４５はレバー４６により
反時計方向に回動し、クランプシユー４５ａによ
り鋼管Ｐとノズル３９をクランプする。
５は送水管、５１は送水量を制御するバルブ
で、この送水管５と円筒体３２とは連結機５３に
より、円筒体３２のみが回転しうるように水密に
連結されている。
で、この送水管５と円筒体３２とは連結機５３に
より、円筒体３２のみが回転しうるように水密に
連結されている。
６は焼入ヘツド３を軸方向に往復運動させる移
動機構で、本体３１に連結した部材６１に固定し
たアーム６２と、このアーム６２が連結されたチ
エン６３とからなり、一方のスプロケツト６４は
可逆モータ６６に駆動されて左右に回動する。こ
の結果、チエン６３に連結されたアーム６２と部
材６１を介して焼入ヘツド３を前後（軸方向）に
移動させる。
動機構で、本体３１に連結した部材６１に固定し
たアーム６２と、このアーム６２が連結されたチ
エン６３とからなり、一方のスプロケツト６４は
可逆モータ６６に駆動されて左右に回動する。こ
の結果、チエン６３に連結されたアーム６２と部
材６１を介して焼入ヘツド３を前後（軸方向）に
移動させる。
上記のように構成した本発明装置の作用を説明
すれば次の通りである。第１図に示すように、前
工程から送り出された鋼管Ｐは、移送ロール１４
ａ〜１４ｎにより焼入床１上を軸方向に送り込ま
れ、ストツパ１ａに当つて停止する。このときウ
オーキングビーム１６ａ〜１６ｎが作動して鋼管
Ｐを横方向に送り、支持ロール１１ａ〜１１ｎ，
１２ａ〜１２ｎ上に載せる。次いで第２図、第３
図に示すように腕１９ａ，１９ｂ…１９ｎを下降
させ、クランプロール２０ａ〜２０ｎ，２１ａ〜
２１ｎにより鋼管Ｐを軽くクランプする。一方、
鋼管Ｐの先端はクランプ機構４によりその端面が
ノズル３９の端面に当接してクランプされる。
すれば次の通りである。第１図に示すように、前
工程から送り出された鋼管Ｐは、移送ロール１４
ａ〜１４ｎにより焼入床１上を軸方向に送り込ま
れ、ストツパ１ａに当つて停止する。このときウ
オーキングビーム１６ａ〜１６ｎが作動して鋼管
Ｐを横方向に送り、支持ロール１１ａ〜１１ｎ，
１２ａ〜１２ｎ上に載せる。次いで第２図、第３
図に示すように腕１９ａ，１９ｂ…１９ｎを下降
させ、クランプロール２０ａ〜２０ｎ，２１ａ〜
２１ｎにより鋼管Ｐを軽くクランプする。一方、
鋼管Ｐの先端はクランプ機構４によりその端面が
ノズル３９の端面に当接してクランプされる。
この状態で送水管５から円筒体３２を経て鋼管
Ｐに冷却水を送出すると共に、支持部材１８に設
けた送水パイプ２２に冷却水を供給して平ノズル
２４から鋼管Ｐの外面全長に亘つて一斉に板状の
冷却水を流下する。このときモータ３６を駆動
し、歯車３８を介して円筒体３８及びこれに結合
された鋼管Ｐを回転させておき、鋼管Ｐの撓みに
よつて発生する曲りを防止すると共に、鋼管Ｐの
円周方向を均一に冷却する。さらに、移動機構６
により焼入ヘツド３及び鋼管Ｐを軸方向に往復運
動させ、支持ロール１１ａ〜１１ｎ，１２ａ〜１
２ｎ及びクランプロール２０ａ〜２０ｎ，２１ａ
〜２１ｎによる長手方向の不均一な冷却も向上さ
せるので、曲り発生の解消に効果がある。
Ｐに冷却水を送出すると共に、支持部材１８に設
けた送水パイプ２２に冷却水を供給して平ノズル
２４から鋼管Ｐの外面全長に亘つて一斉に板状の
冷却水を流下する。このときモータ３６を駆動
し、歯車３８を介して円筒体３８及びこれに結合
された鋼管Ｐを回転させておき、鋼管Ｐの撓みに
よつて発生する曲りを防止すると共に、鋼管Ｐの
円周方向を均一に冷却する。さらに、移動機構６
により焼入ヘツド３及び鋼管Ｐを軸方向に往復運
動させ、支持ロール１１ａ〜１１ｎ，１２ａ〜１
２ｎ及びクランプロール２０ａ〜２０ｎ，２１ａ
〜２１ｎによる長手方向の不均一な冷却も向上さ
せるので、曲り発生の解消に効果がある。
本発明の実施例によれば、従来のいわゆるドブ
漬による焼入れでは冷却速度32℃／sec、鋼管の
曲り60mm／10ｍ長、また浸漬＋管内通水による焼
入れでは、冷却速度55℃／sec、鋼管の曲り35
mm／10ｍ長（供試管はいずれも外径244.5mm×肉
厚13.5mm）であつたのに対し、 本発明の焼入方法では、外径114.3mm×肉厚4.5
mm〜外径244.5mm×肉厚25mmの各種サイズにつき、
管内通水速度10ｍ／secmax、管外500T／Ｈ水量
のラミナクローにより実施した結果、焼入冷却速
度は50℃／sec以上が得られ、曲りは10mm／10ｍ
長以下の好結果が得られた。
漬による焼入れでは冷却速度32℃／sec、鋼管の
曲り60mm／10ｍ長、また浸漬＋管内通水による焼
入れでは、冷却速度55℃／sec、鋼管の曲り35
mm／10ｍ長（供試管はいずれも外径244.5mm×肉
厚13.5mm）であつたのに対し、 本発明の焼入方法では、外径114.3mm×肉厚4.5
mm〜外径244.5mm×肉厚25mmの各種サイズにつき、
管内通水速度10ｍ／secmax、管外500T／Ｈ水量
のラミナクローにより実施した結果、焼入冷却速
度は50℃／sec以上が得られ、曲りは10mm／10ｍ
長以下の好結果が得られた。
また、本発明によれば、冷却速度は上記のよう
に50℃／sec以上であるから、この冷却速度で管
全長を一斉に冷却すれば、焼入温度を920℃とす
れば常温との温度差は900℃なので、その焼入に
要する時間は18秒となる。これは熱間圧延ライン
のサイクルタイムに充分整合させ得るので、熱間
圧延ラインに直結することができる。
に50℃／sec以上であるから、この冷却速度で管
全長を一斉に冷却すれば、焼入温度を920℃とす
れば常温との温度差は900℃なので、その焼入に
要する時間は18秒となる。これは熱間圧延ライン
のサイクルタイムに充分整合させ得るので、熱間
圧延ラインに直結することができる。
上記の説明では、内外面焼入れの場合について
述べたが、管内面からの冷却のみによる内面焼入
あるいは管外面からの冷却のみによる外面焼入に
も本発明を適用できる。また、支持ロールを少な
くとも１か所駆動回転させることにより、焼入ヘ
ツドを回転する場合に管のねじれを生じにくくす
ることができる。なお、焼入ヘツドの本体に対し
クランプ部を回転自在に連結し、焼入ヘツドの本
体は固定して支持ロールの駆動により管を回転さ
せてもよい。さらに本発明焼入装置のそれぞれの
機構について図示の実施例により説明したが、本
発明はこれに限定するものではなく、同じ機能、
同じ作用効果を奏するものであれば他の機構を用
いてもよい。
述べたが、管内面からの冷却のみによる内面焼入
あるいは管外面からの冷却のみによる外面焼入に
も本発明を適用できる。また、支持ロールを少な
くとも１か所駆動回転させることにより、焼入ヘ
ツドを回転する場合に管のねじれを生じにくくす
ることができる。なお、焼入ヘツドの本体に対し
クランプ部を回転自在に連結し、焼入ヘツドの本
体は固定して支持ロールの駆動により管を回転さ
せてもよい。さらに本発明焼入装置のそれぞれの
機構について図示の実施例により説明したが、本
発明はこれに限定するものではなく、同じ機能、
同じ作用効果を奏するものであれば他の機構を用
いてもよい。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、鋼管を回転または回転しかつ軸方向に往復運
動させながら全長に亘つて一斉に冷却するように
したので、全長かつ全周に亘つて均一に冷却でき
る。このため鋼管の焼入時間を大幅に短縮しうる
ので熱間圧延ラインに直結することもでき、その
上鋼管の品質を向上させることができる。
ば、鋼管を回転または回転しかつ軸方向に往復運
動させながら全長に亘つて一斉に冷却するように
したので、全長かつ全周に亘つて均一に冷却でき
る。このため鋼管の焼入時間を大幅に短縮しうる
ので熱間圧延ラインに直結することもでき、その
上鋼管の品質を向上させることができる。
第１図は本発明実施例の原理的平面図、第２図
はその側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ拡大断面
図。第４図は焼入ヘツドの実施例の一部断面図で
ある。 Ｐ：鋼管、１：焼入床、１１ａ，１２ａ：支持
ロール、１８：支持部材、２２：送水パイプ、
３：内面焼入ヘツド、３１：本体、３２：円筒
体、３８：歯車、４：クランプ機構、５：送水
管、６：移動機構。
はその側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ拡大断面
図。第４図は焼入ヘツドの実施例の一部断面図で
ある。 Ｐ：鋼管、１：焼入床、１１ａ，１２ａ：支持
ロール、１８：支持部材、２２：送水パイプ、
３：内面焼入ヘツド、３１：本体、３２：円筒
体、３８：歯車、４：クランプ機構、５：送水
管、６：移動機構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 横置された被焼入鋼管の全長に亘つて上方か
ら一斉に板状の冷却水を流下させ前記被焼入鋼管
を回転して冷却し、 又は横置された被焼入鋼管の上方から板状の冷
却水を流下させると共に前記被焼入鋼管の一端か
ら内面側に冷却水を加えつつ該被焼入鋼管を回転
して冷却する焼入方法において、 前記被焼入鋼管を軸方向に往復運動させること
を特徴とする鋼管の焼入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20996481A JPS58113323A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 鋼管の焼入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20996481A JPS58113323A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 鋼管の焼入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58113323A JPS58113323A (ja) | 1983-07-06 |
| JPH028008B2 true JPH028008B2 (ja) | 1990-02-22 |
Family
ID=16581587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20996481A Granted JPS58113323A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 鋼管の焼入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58113323A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1179616B (it) * | 1984-04-20 | 1987-09-16 | Olivotto Spa | Procedimento per la tempra di elementi metallici allungati |
| US6090230A (en) * | 1996-06-05 | 2000-07-18 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method of cooling a steel pipe |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP20996481A patent/JPS58113323A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58113323A (ja) | 1983-07-06 |
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