JPS5838491B2 - 金属管の焼入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鋼管等の金属管を焼入れする装置に関し、よ
シ詳しくは加熱された鋼管等の金属管を冷却液槽に投入
して金属管の内外両面にその軸線方向に沿う冷却水流を
与えて冷却する新規な焼入装置に関するものである。

周知のように金属管例えば鋼管の焼入装置には、次のよ
うな諸条件が要求される。

すなわち、機能的な面からは（１）冷却能力が大きいこ
と、換言すれば肉厚の大きい鋼管に対しても充分に大き
い冷却速度が得られること、および（２）冷却速度が鋼
管の全体にわたって均一となって、焼むらが生じないよ
うにしたものであることが要求され、また設備的な面か
らは設備コストおよび運転コストが低廉であって、保守
も容易であり、しかも異なる径の管に容易に対応できる
こと等が要求される。

ところで従来の鋼管の焼入装置は、鋼管の外周側に多数
の高圧噴射ノズルを環状に配列して、高圧の冷却液例え
ば冷却水を鋼管の外表面に吹き付ける型式の所謂リング
焼入装置と、鋼管を冷却槽の冷却液例えば冷却水中に投
入浸漬する型式の所謂浸漬焼入装置とに大別される。

前者のリング焼入装置は、後者の浸漬焼入装置と比較し
て冷却能力が低く、しかも通常は鋼管の外面のみを冷却
することになるため特に厚肉管に対しては内面側の冷却
速度が低くなってし１９問題がある。

そこでリング焼入装置による外面冷却と併せて、鋼管の
内面側を補助冷却するため、鋼管内に噴射ノズルを備え
たヘッダーを挿入する方法が実用化されているが、この
方法は内径が小さい鋼管に適用することば困難であり、
また１本の鋼管を処理するたびごとに管内にヘッダーを
挿入および抜去する必要があるため、多数の鋼管を次々
に処理する場合にはヘッダーの挿入・抜去の動作時間に
より処理速度が規制されて、ある程度以上処理能力を高
め得なくなる等の問題がある。

一方、後者の浸漬焼入装置は、冷却液例えば冷却水を自
然対流させただけでは冷却能力が小さいから、冷却水を
強制的に攪拌させて、冷却槽内に強制流を生じさせる必
要がある。

すなわち、加熱された鋼管が冷却槽内に投入浸漬されて
冷却水と接触すれば、先ず鋼管表面近傍の冷却水と鋼管
表面との間で熱エネルギが移動して鋼管表面近傍の冷却
水が沸騰し、これにより鋼管表面が蒸気膜で蔽われてし
！い、その結果鋼管と冷却水との間の熱エネルギＣ移動
速度すなわち冷却速度が著しく低下してし１う。

その後蒸気膜が管表面から離散すれば冷却水と鋼管との
間の直接的熱伝導および対流による冷却に移行すること
になるが、管表面からの蒸気膜の離散が遅れれば、管の
冷却速度が通常の焼入に必要なマルテンサイト変態のた
めの臨界冷却速度よりも遅くなって、焼入れ効果が得ら
れなくなってしｌう。

したがって浸漬焼入装置においては管表面に生成される
蒸気膜を速やかに取り去って、通常の熱伝導および対流
による冷却過程に移行させることが重要なポイントとな
り、そのためには前述のように管表面にある速度以上の
流速を有する冷却水流を作用させることが必要となる。

そのため従来の浸漬焼入装置においては、第１図に示す
ように、冷却槽１内の焼入れるべき鋼管２の外周側に、
その周方向へ間隔を置いて複数の噴射ノズル３を配設し
、鋼管２の接線方向に高圧水を噴出させて鋼管２の外周
に沿って円環状の攪拌流４を生じさせるように構成する
のが通常であり、またこのような鋼管２の外面側の強制
流と併せて、鋼管２の一端側から図示し彦い軸流噴射ノ
ズルにより鋼管２の内面側に軸方向の水流を与えること
が行なわれている。

しかしながら従来のこのような浸漬焼入装置にむいては
、特に管外面側にむける強制攪拌流を発生させる手段に
ついて次に記すような種々の問題があった。

すなわち、冷却に必要な流速を有する攪拌流を生じさせ
る際には、噴射ノズルから噴出される噴射流の運動エネ
ルギを冷却槽の静止冷却水に伝達してその静止冷却水を
運動させることになるため、エネルギ効率が低く、その
ため噴出力を高くし、しかも噴出水量を多くしなければ
ならない問題がある。

また鋼管の長さ方向に亘って均一に冷却するためには、
鋼管の長さ方向に小間隔を置いて多数の噴射ノズルを配
列しておかなければならず、そのため装置が複雑かつ高
価なものとなる。

さらに、鋼管の周囲に配列された噴射ノズルは、鋼管か
ら剥離した酸化皮膜や水質汚濁により目詰りが生じ易く
、そのため局部的に冷却能力が低下して焼むらが生じた
りする問題があり、またある噴射ノズルから鋼管に向け
て噴射されて鋼管表面で高温とｉつた冷却水が隣の噴射
ノズルから噴射された冷却水に干渉し、これにより冷却
能が低下して前記同様に焼むらを生じさせたりする問題
もある。

そしてまた、鋼管の外周上に環状流を有効に発生させて
鋼管外周面側からの冷却を効果的に行うためには、鋼管
を冷却槽中で支持する受は台の幅、すなわち鋼管の長さ
方向に沿っての幅を小さくして、受は台による環状水流
に対する抵抗を小さくする必要があるが、そのように受
は台の幅を小さくすれば、鋼管が冷却槽内に投入されて
受は台上に落下した際に受ける衝撃応力が大きくなり、
その結果落下時の衝撃による傷が鋼管表面に発生し易く
なる問題がある。

さらに、前述のような従来の浸漬焼入装置では、鋼管の
冷却を終了した冷却水は冷却槽の上縁から浴出させて除
去することになるが、前述のような従来の浸漬焼入装置
では高温になった冷却水のみを有効に排出させることが
困難であり、そのため結果的に冷却効率が低下する問題
がある。

これらの問題を解決するため、本発明者等は既に特願昭
５４−１２７３３５号にむいて、冷却槽の一端から他端
へ向けて冷却水を流し、その水流方向に沿って加熱され
た鋼管を浸漬して、鋼管の軸線方向に沿う冷却水流によ
り鋼管の内外両面を冷却焼入れする方法を提案している
。

この提案の方法は思想的には優れているものの、装置的
には未だ不充分であり、例えば鋼管の長さ方向における
冷却の均−性等の点で改良の余地があった。

そこで本発明者等が上述の提案の方法を最良の条件で実
施し得る装置を開発するべく鋭意実験・研究を重ねた結
果、この発明をなすに至ったのである。

すなわち、この発明は肉厚の厚い金属管であっても焼む
らや焼割れ等を生じることなく均一に焼入れをすること
ができ、しかも設備コストおよび運転コストが低置であ
るうえに保守も容易な焼入装置を提供することを目的と
するものであり、焼入れるべき金属管を収容する筒状体
を相互に開閉可能なケーシングとカバーとで構成すると
ともに、この筒状体を冷却槽内に略水平に配置し、その
ケーシング内には焼入れるべき金属管をその中心軸線が
筒状体の中心軸線と平行となるよう支持する受は台を設
け、また冷却槽には筒状体の一端側に臨んで開口し、筒
状体内の金属管の内外周両側にその軸線方向に沿って冷
却水を流すための噴射装置を受けたことを特徴とするも
のである。

以下この発明の焼入装置を第２図ないし第７図に基づい
てさらに詳細に説明する。

第２図はこの発明の焼入装置の全体構造を模式的に示す
略解図であり、冷却槽１０内には、焼入すべき鋼管１１
の外径よりも大きい内径を有する中空な筒状体１２がほ
ぼ水平に配設されている。

この筒状体１２は焼入すべき鋼管１１を受は入れるため
のものであって、後述するように開閉可能に構成されか
つ鋼管１１をその中心軸線と筒状体１２の中心軸線とが
平行となるよう、好１しくはほぼ一致するように支持す
る構成とされている。

したがって鋼管１１の外周面と筒状体１２の内周面との
間には空間（管外面側流路）１３が形成される。

前記筒状体１２の一端側には、前記管外面側流路１３と
鋼管１１内とに筒状体１２の軸線方向と平行な水流を与
えるための噴射装置１４が配設されている。

この噴射装置１４は、その開口端部の内径が筒状体１２
の内径と実質的に一致するように作られたものであり、
その噴射装置１４は少くとも開口端部の中心軸線が筒状
体１２の中心軸線と実質的に一致するよう、かつ開口端
が筒状体１２の端面に接するかｌたは極く近接するよう
に配置されている。

前記噴射装置１４に対し反対側の筒状体１２の端部は開
放されてむり、その筒状体１２の延長方向には冷却槽１
０が延長され、その冷却槽延長部１０Ａの側縁には冷却
水温山部１０Ｂが形成され、浴出部１０Ｂの外側には排
水路１６が設けられている。

第２図に示される装置において、冷却槽１０内に投入さ
れて筒状体１２内に収容された鋼管１１には、前記噴射
装置１４から冷却水を噴射することによりその内外周両
側にその軸線方向に沿う水流が与えられ、したがって鋼
管１１から熱を奪った冷却水は瞬時に鋼管１１の後端部
方向に流れ去るために常に安定した冷却速度を得ること
ができ、その結果鋼管１１全体はほぼ均一に冷却される
。

なお、前記筒状体１２は冷却槽１０内の冷却水の水面よ
り上方に位置し、あるいは逆に冷却水中に浸漬していて
もよいが、筒状体１２を冷却水中に浸漬させておけば、
鋼管１１を筒状体１２内に落下させた場合、鋼管１１の
落下速度が冷却水によって緩和されるので、鋼管１１の
表面に傷が付くことを防止することができ、また鋼管１
１内に冷却水が速やかに浸入するので鋼管１１に焼むら
が発生するおそれを解消することができる。

第３図ないし第７図はこの発明の焼入装置の具体例を示
すもので、この具体例は噴射装置として外側ノズルと内
側ノズルとの２本のノズルを設けたものである。

第３図は主要部の平面図、第４図はその■−ＶＩ線に沿
う矢視断面図であって、冷却槽１０内にはその長手方向
に沿って貫通する回転軸１７が水平に設けられており、
この回転軸１７の冷却槽１０から突出した端部は、冷却
槽１０の外部に立設した油圧シリンダー１８のロッド１
８ＡＫレバー１９を介して連結され、また回転軸１７の
冷却槽１０内に位置する部分には複数のケーシングアー
ム２０が所定間隔毎に取付けられ、これらケーシングア
ーム２０の先端上部に筒状体１２の一部をなす断面半円
状のケーシング１２Ａが取付けられて秒り、したがって
前記油圧シリンダー１８の非動作状態においてはケーシ
ング１２Ａは冷却水中に略水平に支持され、油圧シリン
ダー１８を動作させて回転軸１７を第４図に釦ける反時
計方向に回転させることにより、ケーシング１２Ａがケ
ーシングアーム２０と共に反時計方向に回動するように
構成されている。

前記ケーシング１２Ａの内面には一対の円弧状片からな
る複数の受は台２１が所定間隔毎に設けられ、焼入れる
べき鋼管１１に対し線接触するとともに、該鋼管１１を
その中心軸線がケーシング１２Ａの中心軸線すなわち筒
状体１２の中心軸線に実質的に一致した状態で略水平に
支持するようになっている。

なお、受は台２１は、鋼管１１の軸線方向に沿う冷却水
流に乱流を生じさせないようにするため、冷却水流の流
線方向における前後両端部を流線型とし、また鋼管１１
との接触面積を小さくしかつ鋼管１１に対し冷却水がよ
り多く接触することにより速やかに冷却が行なわれるよ
うに、鋼管１１に接する面に多数の孔を設けたものであ
ることが好ましい。

また、前記冷却槽１０にはその長手方向に沿って貫通し
かつ所定間隔毎に懸吊アーム２２にて支承された第２の
回転軸２３が水平に設けられており、この回転軸２３の
冷却槽１０から突出した端部は、冷却槽１０の外部に立
設した第２の油圧シリンダー２４のロッド２４Ａにレバ
ー２５を介して連結され、また回転軸２３の冷却槽１０
内に位置する部分には複数のカバーアーム２６が所定間
隔毎に取付けられ、これらカバーアーム２６の先端下部
に前記ケーシング１２Ａと共に筒状体１２を構成する断
面半円状のカバー１２Ｂが取付けられている。

すなわち、筒状体１２は前記第２の油圧シリンダー２４
を動作させて第２の回転軸２３を回転させ、もってカバ
ー１２Ｂをカバーアーム２６と共に回動することにより
上下に開閉し得るように構成されている。

なお、前記ケーシング１２Ａとカバー１２Ｂとのそれぞ
れの突合せ部には半径方向外方へ突出するフランジ部１
２ａ。

１２ｂが形成され、カバー１２Ｂのフランジ部１２ｂに
はケーシング１２Ａのフランジ部１２ａとの間をシール
するためのガスケット２７が取付けられ、ケーシング１
２Ａとカバー１２Ｂとを合わせることにより筒状体１２
を閉じた状態に釦いて、冷却水がケーシング１２Ａとカ
バー１２Ｂとの間から筒状体１２の半径方向外方に流出
しないように構成されている。

さらに、前記カバー１２Ｂの外面には左右方向へ突出す
る一対のブラケット２８がカバー１２Ｂの軸線方向に所
定間隔毎に設けられ、各ブラケット２８には、先端部が
ケーシング１２Ａのフランジ部１２ａに係合してカバー
１２Ｂをケーシング１２Ａに対してクランプするクラン
プアーム２９がその中間部で回転自在に取付けられてお
り、またカバー１２Ｂの上面にはクランプアーム２９を
回動させるためのクランプ用シリンダー３０が設けられ
ている。

またさらに、カバー１２Ｂの一端部上面には第５図に示
すように、管押え用シリンダー３１が下向きに立設され
てむり、そのロッド３１Ａの先端部には、カバー１２Ｂ
を貫通しかつ鋼管１１を前記ケーシング１２Ａ内の受は
台２１に押し付けて固定するための押え杆３２が取付け
られている。

前記冷却槽１０の外側には、焼入れるべき鋼管１１を搬
送するための多数の搬送ローラ３３が、冷却槽１０の長
手方向に沿って並べちれており、また冷却槽１０の搬送
ローラ３３側の外壁面の上部には冷却槽１０の長手方向
に沿う第３の回転軸３４が取付けられるとともに、この
回転軸３４に、先端部が前記各搬送ローラ３３間に延び
る複数の搬入アーム３５が所定間隔毎に取付けられてお
り、さらに冷却槽１０の回転軸３４が設けられた外側壁
の上部に、前記筒状体１２に向けて若干下降傾斜する複
数のガイド板３６が所定間隔毎に設けられてトリ、前記
搬入アーム３５を回転軸３４と共に第４図にむける反時
計方向に回動させることにより、搬送ローラ３３上の鋼
管１１をガイド板３６上に移送し、かつ鋼管１１を筒状
体１２に向けてガイド板３６上を転動させるように構成
されている。

そしてまた、前記冷却槽１０内の底部に、ケーシング１
２Ａから転勤落下させた鋼管１１を受は取るための搬出
用ガイド板３７が第４図における左方向へ若干下降傾斜
して配置され、この搬出用ガイド板３７の端部近辺に配
置したスプロケツ・ト３８Ａと冷却槽１０の上方に配置
したスプロケット３８Ｂとにチェーン３９が巻掛けられ
ており、そしてこのチェーン３９に前記搬出用ガイド板
３７上の鋼管１１を冷却槽１０内から搬出するための複
数のチェーンドッグ４０が取付けられている。

さらにまた、前記冷却槽１０の長手方向の一端部に、開
口端部の内径が前記筒状体１２の内径と略同−の大径パ
イプ状の外側ノズル１４Ａが、少なくともその開口端部
の中心軸線が筒状体１２の中心軸線と実質的に一致し、
かつ開口端部が筒状体１２の端面に接するかまたは極く
近接するように設けられており、この外側ノズル１４Ａ
内に小径パイプ状の内側ノズル１４Ｂが外側ノズル１４
Ａと同軸上に配置されている。

この内側ノズル１４Ｂは前述したように、その開口端部
の内径、外径が焼入れるべき鋼管１１の内径、外径にほ
ぼ一致するように作られたものであって、外側ノズル１
４Ａの外部からその外側ノズル１４Ａの湾曲部分の外壁
を貫通して設けたシール用スリーブ４１を介して外側ノ
ズル１４Ａの内側に挿入され、かつその開口端部の中心
軸線が筒状体１２の中心軸線と一致するように位置決め
されている。

筐た、内側ノズル１４Ｂは第５図に示すように全体とし
てＵ字状をなし、てその後端部はシール用スリーブ４２
を介して給水本管４３Ａにスライド自在に挿入されてお
り、そしてこの内側ノズル１４Ｂはその中間部の近辺に
水平に配置した進退用シリンダー４４により、その開口
端部が筒状体１２内に収容された鋼管１１の開口端に接
近離隔する方向へ移動し得るように構成されている。

次に上記のように構成された焼入装置の動作について説
明すると、１ず第６図Ａに示すようにカバー１２Ｂを上
昇させて筒状体１２を開放しておき、この状態で搬入ア
ーム３５を回動させることにより搬送ローラ３３上の加
熱された鋼管１１を搬入用のガイド板３６上に移送し、
鋼管１１をこのガイド板３６上を転動させて冷却槽１０
内に落下させ、斯くすることにより鋼管１１をケーシン
グ１２Ａ内の受は台２１上に載置する。

この場合、鋼管１１が内側ノズル１４Ｂに衝突すること
を防ぐために、予め内側ノズル１４Ｂを進退用シリンダ
ー４４にて後退させておき、筐た鋼管１１内の空気を早
期に抜くために、各ノズル１４Ａ、１４Ｂから冷却水を
わずか噴射することによシ冷却槽１０内の冷却水４５を
流動させて訃く。

しかる後第６図Ｂに示すように、前記第２の油圧シリン
ダー２４を動作させて回転軸２３およびカバーアーム２
６と共にカバー１２Ｂを回動させることにより、カバー
１２Ｂをケーシング１２Ａに重ね合せて筒状体１２を閉
じ、そしてクランプ用シリンダー３０を動作させてクラ
ンプアーム２９をケーシング１２Ａの７ランノ部１２ａ
に係合させることによりケーシング１２Ａとカバー１２
Ｂとを一体化させる。

この状態において、鋼管１１が受は台２１にて支持され
ていることにより鋼管１１と筒状体１２の中心軸線とが
実質的に一致し、その結果鋼管１１の外周に管外面側流
路１３が形成され。

た状態となっている。

以上のようにして鋼管１１を筒状体１２内に収容した後
、管押えシリンダー３１を動作させて押え杆３２にて鋼
管１１を受は台２１に押し付けることにより鋼管１１を
固定するとともに、進退用シリンダー４４にて内側ノズ
ル１４Ｂを前進させることによりその開口端部を鋼管１
１の開口端に接触させるか、昔たは極く接近させる。

この状態で各ノズル１４Ａ、１４Ｂから噴射する冷却水
量を予め設定した最大流量まで上げると、冷却水４５が
筒状体１２内１に収容された鋼管１１の外周側と内周側
をその軸線方向に沿って流れ、鋼管１１が急速に冷却さ
れ、焼入れが行なわれる。

この場合、鋼管１１の内外周各面近傍の流速分布は、冷
却水４５が鋼管１１の軸線方向に流れていることにより
、いずれの箇所を採ってみても等しく、したがって鋼管
１１は全体としてほぼ均一に冷却され、その結果焼むら
や焼割れ等を生じることはない。

ここで、鋼管１１の外面側と内面側との冷却速度換言す
れば鋼管１１の外面側における冷却水４５の流速と内面
側における冷却水４５の流速とについて若干説明すると
、鋼管１１の外面側の流路の断面積が焼入れに必要な最
小面積以上でしかも鋼管１１の外面側と内周面側との流
路の断面積がほぼ等しく、かつ内側ノズル１４Ｂと鋼管
１１とが同径であり、そして内側ノズル１４Ｂの開口端
部が鋼管１１に実質的に接続され、鋼管１１の内外周両
側における冷却水４５の流路が明確に区分されている状
態を想定すれば、鋼管１１の外面側と内周面側とにおけ
る冷却水４５の流量比はほぼ１対１で良いと考えられる
が、鋼管１１の組成、内外各面における熱伝達係数ある
いは蒸気膜の生成状態さらには圧延あるいは熱処理時に
おける酸化皮膜の生成状態が、鋼管１１の内外各面で必
ずしも同一ではないから、冷却時の熱応力−による形状
不良等を未然に防ぐうえで、外面側における冷却水４５
の流速を内周面側におけるそれよりも速く設定すること
が好１しく、またその流速は実験的に求めることができ
る。

筐た、冷却水４５の循環系路について説明すると、第７
図に示すように冷却槽１０の冷却水溢水部１０Ｂから溢
れ出た冷却水４５を排水路１６を介して専用ピット４６
に一時貯留した後冷却塔４７にて空気冷却し、しかる後
ポンプ４８にて汲み上げ、バルブ５０Ａ、５０Ｂがそれ
ぞれ介装された給水本管４３Ａ、４３Ｂを介して前記各
ノズル１４Ａ、１４Ｂに送り、ここから前記筒状体１２
内に噴射するように冷却水４５の循環系路を構成するこ
とが好ましい。

この場合ポンプ４８の吐出側に高架槽４９を設けておけ
ば、ポンプ４８の容量を左程大きくしなくても高架槽４
９による水頭差と併せて冷却水４５を噴射するに十分な
圧力および水量を得ることができる。

筐た、外側ノズル１４Ａから噴射すべき水量と内側ノズ
ル１５Ｂから噴射すべき水量とは前記バルブ５０Ａ。

５０Ｂにて個別に制御し、各々について最適水量を得る
ことができる。

なお、各ノズル１４Ａ、１４Ｂから冷却水４５を噴射し
ている間は、鋼管１１は押え杆３２により固定されてい
るので、軸線方向へ移動することはない。

以上のようにして鋼管１１の焼入れを所定時間（数十秒
間）行なった後、各ノズル１４Ａ、１４Ｂから噴射する
冷却水量を絞り、同時にクリンプ用シリンダー３０を復
帰動作させてクランプアーム２９によるカバー１２Ｂの
クランプを解除するとともに、第６図Ｃに示すように前
記第２の油圧シリンダー２４を動作させることによりカ
バー１２Ｂを上昇させて筒状体１２を開き、また第１の
油圧シリンダー１８を動作させることによりケーシング
１２Ａをケーシングアーム２０と共に第６図Ｃにおける
反時計方向へ回動させる。

すると、焼入完了後の鋼管１１が受は台２１から搬出用
ガイド板３７上に転勤落下するとともに、搬出用ガイド
板３７上を転ってその端部に到り、ここからチェーンド
ッグ４０にて冷却槽１０から引上げら修串れて図示しな
い搬出ローラ等適宜の箇所に移動される。

一方、チェーンドッグ４０にて鋼管１１を引上げている
間にケーシング１２Ａは第６図Ａに示す元の位置に油圧
シリンダー１８により復帰動作されて後続の鋼管１１を
受取るべく待機し、斯くして１本の鋼管１１についての
焼入工程が完了し、以降上述した動作を繰返すことによ
り連続的に焼入れ作業を行なうことができる。

つぎに、上記構成の焼入装置により行なった鋼ン管の焼
入試験について記す。

供試管として、外径１７７．８ｍｍ、肉厚３０ｍｍ（し
たがって内径１１７．８ｍｍ ）、長さ１２０００閣、
鋼種はＡｌ５Ｉ ４１３０ （チェック分析０．２９
％Ｃ、０，２３％Ｓｉ 、 ０．５１ ％Ｍｎ、０．９
８１ ％Ｃｒ、０．２０％Ｍｏ）を使用した。

また、外側ノズルの内径を４７６調、内側ノズルの内径
を１１７．８ｍｍとした。

１ず、前記供試管を９２０℃に加熱、均熱した後、直ち
に筒状体内に収容し、外側ノズルからン ６６００ｒｒ
？／ｈ、平均流速１２．０ｍ／ｓ１内側ノズルから１０
０ｍ’／ｈ、平均流速２．５ ｍ ／ ｓで冷却水を噴
射し、この状態で２５秒間冷却した後、冷却槽内に１５
秒間浸漬し、しかる後チェーンドッグで引上げた。

； 以上のようにして焼入れを行なった鋼管の硬さ試験
の結果を第１表に示す。

上記供試鋼の連続冷却変態図によれば、同調の９０％マ
ルテンサイト比の硬さはＨＲｏ ４３．３であるから、
上記供試管の焼入れ後の硬さは第１表から明らかなよう
に実用上十分な硬さを呈し、しかも長尺、肉厚管である
にも拘わらず、長さ方向および厚さ方向のいずれの方向
においてもほぼ均一な焼入れ硬さになってむり、したが
って前述した焼入装置によれば、鋼管のすべての部分が
均一かつ急速に冷却され、優れた焼入効果を得ることが
できる。

なお−１上記具体例では外側ノズル１４Ａと内側ノズル
１４Ｂとの２本のノズルにより噴射装置を構成した例に
ついて説明したが、被焼入管の肉厚が薄い場合には必ず
しも２本のノズルを用いる必要はなく、開口端の内径が
筒状体１２の内径とほぼ同一径のノズルにて噴射装置を
構威し、そのノズルから冷却水を噴射することにより被
焼入管の外周側と内周側との両方に軸線方向に沿う冷却
水流を与えるようにしてもよい。

また、筒状体１２は冷却水中に浸漬していてもよく、あ
るいは冷却水の水面上に位置していてもよいが、筒状体
１２を冷却水中に浸漬させてかけば、ケーシング１２Ａ
上に鋼管１１を落下させた場合、筒状体１２の落下速度
が冷却水によって緩和されるために、筒状体１２に作用
する衝撃荷重が小さくなり、したがって鋼管１１の表面
が傷付くことをより確実に防止し得、また鋼管１１内に
速やかに冷却水が侵入するため、焼むら等の不都合が発
生することを、より確実に防止することができる。

以上の説明で明らかなようにこの発明の焼入装置によれ
ば、冷却水を筒状体の一端側に配置した噴射装置から、
筒状体内に収容した金属管に対しその軸線方向に沿って
噴射し、冷却水を焼入れるべき金属管に対しその軸線方
向に沿う平行流として冷却を行なうように構成したので
、金属管から熱を奪った冷却水は瞬時に金属管の後方へ
流れ去るために常に安定した冷却速度を得ることができ
、また焼入れるべき金属管を受は台にてその中心軸線が
筒状体の中心軸線に一致するよう支持する構成としたこ
とによシ、金属管の内外周両側に軸線方向に釦いて断面
積が均等な筒状流路が形成されるので、金属管の内外周
各面近傍にむける冷却水の流速分布がいずれの断面を採
ってもほぼ均一となり、したがってこの発明の焼入装置
によれば冷却速度が安定化することと相１って、金属管
を全体に亘って均一に焼入れることかでき、その結果従
来のリング焼入装置や浸漬焼入装置にかいて問題となっ
ていた焼むらや焼割れ、あるいはこれらに伴う湾曲など
の形状不良等を有効に解消するととができる。

また、冷却水を金属管の軸線方向に沿う平行流として金
属管の冷却を行なうものであるため、焼入効果を阻害す
ることなく金属管の受は台をある程度幅の広いものとす
ることができ、したがって受は台上に金属管を落下させ
ることに伴って生じる衝撃応力を低減し、金属管表面の
傷の発生を未然に防止することができる。

さらに、冷却水を金属管の外面側に通水するための外側
ノズルと金属管の内周面側に通水するための内側ノズル
との２本のノズルを設ければ、金属管の内外周各面側に
おける冷却水の流水量換言すれば各々の面側における冷
却速度を個別に制御することが可能となり、したがって
より適格な冷却速度の制御を行なうことができ、特に焼
割れを確実に防止し、より一層熱処理管の品質の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の浸漬焼入装置の一例を示す模式図、第２
図はこの発明の焼入装置を模式的に示す略解図、第３図
はこの発明の一実施例の主要部を示す部分平面図、第４
図は第３図のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図、第５図は外側ノ
ズル、内側ノズルおよび押え杆を主に示す部分断面正面
図、第６図Ａ 、Ｂ、Ｃはケーシングおよびカバーの動
作過程を示す断面図、第７図は冷却水の循環系路を示す
模式図である。 １０・・・冷却槽、１１・・・鋼管、１２・・・筒状体
、１２Ａ・・・ケーシング、１２Ｂ・・・カバー １４
・・・噴射装置、１４Ａ・・・外側ノズル １４Ｂ・・
・内側ノズル、２１・・・受は台。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相互に開閉可能なケーシングとカバーとからなりか
   つこれら両者一体となって焼入れるべき金属管を収容す
   る筒状体が冷却槽内に略水平に配置され、前記ケーシン
   グ内には前記金属管をその中心軸線が筒状体の中心軸線
   とほぼ平行となるよう支持するための受は台が設けられ
   、また前記冷却槽には前記筒状体の一端側に臨んで開口
   する噴射装置が設けられ、冷却水を前記筒状体内に収容
   された金属管の外周側と内周側とにその軸線方向に沿っ
   て前記噴射装置から噴射するよう構成されていることを
   特徴とする金属管の焼入装置。 ２ 前記噴射装置は、開口端の内径が前記筒状体の内径
   とほぼ同一径の外側ノズルと、この外側ノズル内に挿通
   されかつ開口端の内外径が前記筒状体内に収容された金
   属管の内外径とほぼ同一径の内側ノズルとからなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属管の焼入
   装置。