JPS5842438Y2 - 大径鋼管の内面冷却における冷却水逆流防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は大径鋼管の内面冷却において冷却水が鋼管の未
冷却部に逆流することを防止する装置に関するものであ
る。

周知の如く、大径鋼管に限らず鋼材の多くは性質改善の
目的で焼入れ処理が施される。

大径鋼管の焼入れ処理においては鋼管を焼入れ温度まで
加熱した後、外面を冷却水噴射ノズルから冷却水を噴射
して急冷し、焼入れを行なう外面冷却方式と、この外面
冷却方式と同時に鋼管内面に対しても冷却噴射ノズルか
ら冷却水を噴射して冷却する内外水面冷却方式とが知ら
れている。

しかし、この内外面冷却方式においては次のような問題
点がある。

１、内面冷却においては鋼管の熱処理中に噴射された冷
却水が鋼管の面冷却部を通じて排水されるが、冷却水の
噴射条件及び鋼管表面性状等により、冷却水が未冷却部
へ逆流することがある。

内面冷却において発生した冷却水の逆流は鋼管円周方向
に狭域不均一冷却状態を生じさせると共に、未冷却部（
高温部）下部に細長い水溜りを生じさせ、広域不均一冷
却状態を生じさせる。

このため冷却水の逆流が生じた熱処理鋼管は円周方向の
不均一冷却により、鋼管の材質、形状が劣化する。

２、冷却水の逆流すなわち戻り水を発生させないための
従来の一般的な方法としては、冷却噴射ノズルからの噴
射水と鋼管内面との威す角度を小さくすることと、冷却
水の噴射距離を大きくすること、冷却水噴射ノズルの径
を小さくすることなどが知られている。

しかしながら、これらの方法は冷却開始時点が加熱終了
時点から距離的に遠くなるため、時間的に遅くなるとい
う欠点があり、鋼管の熱効率及び温度管理の点で好まし
くない。

本考案は上述した従来技術の問題点を解決し、特に均一
冷却の点を最大限に発揮させることができる、大径鋼管
の内面冷却における冷却水逆流防止装置を提供すること
を目的とする。

すなわち、本考案は鋼管内面を冷却するための冷却ノズ
ルを有する冷却ノズルヘッドの先端部に、該冷却ノズル
から噴射された冷却水が鋼管内面の未冷却部に逆流する
ことを防止するエアーノズルを有するエアーノズルヘッ
ドを設けたことを特徴とする大径鋼管の内面冷却におけ
る冷却水逆流防止装置である。

次に本考案装置の構成を図に示す実施例により詳細に説
明する。

第１図は本考案の冷却水逆流防止装置の一例を示す側面
図で、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

図において１は鋼管であり、この鋼管１は前段の加熱装
置によって焼入れ温度に加熱されており、第１図の矢印
の方向に移送されながら冷却される。

３は、鋼管１の内表面を冷却するための冷却ノズル２を
有する冷却ノズルヘッドであり、この冷却ノズルヘッド
３には連結管８を介して長尺の給水管４が連結されてい
る。

冷却ノズル２は第１図に示す如く、鋼管１の管軸に対し
て移送方向（矢印の方向）に傾斜して設けられ、この傾
斜角αは通常１０〜７０°の範囲で用いられるが鋼管１
の冷却効果及びエアーノズルによる冷却水の逆流防止効
果を考慮すると１５〜４０°の範囲が好ましい。

５は冷却ノズルヘッド３の先端部に設けられ冷却ノズル
２から噴射された冷却水が鋼管内面の未冷却部に逆流す
ることを防止するエアーノズル６を有するエアーノズル
ヘッドである。

エアーノズルヘッド５には第１図に示すようにエアーを
供給するための長尺の給気管７が連結されている。

エアーノズル６は第１図に示す如く、冷却ノズル２と同
様に傾斜して設けられ、その傾斜角βは冷却ノズル２か
らの冷却水が鋼管１の内面と衝突する点ａと、エアーノ
ズル６からのエアーが鋼管１の内面と衝突する点すとの
間隔ｌが２０〜１５Ｑｍｍとなるように設定する。

この場合上記間隔ｌは冷却ノズル２の傾斜角αが小さけ
れば大きくとり、又傾斜角αが大きければ小さくとるよ
うにした方が、逆流防止効果の点で好ましい。

又エアーノズル６は少ないエアー量で大きな効果を出す
ために第２図に示すようなフラット型のノズルを用いた
方が好ましい。

又、エアーノズルヘッド５に設けるエアーノズル６の個
数および配置状態は少なくともエアーノズル６から噴射
されたエアーが鋼管１の内面と衝突する点（第１図のｂ
点）において、エアー膜が円周状に途切れることのない
ように設定することが必要である。

本実施例においては冷却ノズル２としてスリット型のノ
ズルを用いたが、この冷却ノズルとしては、例えば通常
の噴射ノズルを用いて冷却ノズルヘッドに円周状に多数
配設した多孔ノズル方式を用いてもよく、また、この多
孔ノズルヘッドが回転する方式のものを用いてもよい。

また、エアーノズルヘッドについては、本実施例では固
定式としているが、これを必要に応じて回転式としても
よい。

次に、本考案装置の作用を図に示す実施例により詳細に
説明する。

前段の加熱装置によって燃入れ温度に加熱され、搬送さ
れた鋼管１は、図にない外面冷却装置の冷却ノズルから
噴射された冷却水と図に示す内面冷却装置の冷却ノズル
２から噴射された冷却水とにより、内外面から冷却され
焼入処理される。

上記鋼管１の冷却において、本考案装置ではエアーノズ
ル６からのエアーを前述の如く、冷却ノズル２からの冷
却水が鋼管１と衝突する点ａより２０〜１５Ｑｍｍ前方
のｂ点において鋼管１の内面に衝突するように設定し、
かつ冷却ノズル２の噴射と同時に鋼管１が冷却装置に搬
入される以前から噴射しておき、鋼管１の焼入処理が終
了後に冷却ノズル２の噴射停止と同時にエアーの噴射を
停止する。

このような操作を行なうことによって、従来の冷却ノズ
ルのみによる内面冷却の際に発生する冷却水の逆流は、
エアーノズル６から噴射されたエアーにより押し戻され
て生ぜず、また鋼管１の下部未冷却部に溜る細長い水溜
りをも防止することができる。

エアーノズル６から噴射されるエアーの分布をより均一
にするためには、エアーノズルヘッドを回転方式とする
とよい。

本考案は以上に述べた如き装置であるから、鋼管の熱処
理時における内面冷却において、噴射された冷却水が鋼
管の未冷却部へ逆流するのを防止でき、かつ鋼管の下部
未冷却部に溜る細長い水溜りをも防止することができる
ので、鋼管を均一に冷却することができ、従って材質、
形状ともに良好な熱処理鋼管が得られる。

本考案の冷却水逆流防止装置は、上記熱処理時の冷却水
逆流防止の他に熱処理終了後の鋼管を、逆送しながらエ
アノズルから鋼管内面にエアーを吹きつけることにより
、鋼管内面の水分を除去することができ、またエアーを
高温にして吹きつけることにより、鋼管内面の乾燥が可
能となる。

従って本来熱処理装置とは別に設けなければならなかっ
た。

これらの装置が不要となる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の冷却水逆流防止装置の一例を示す側面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。 １・・・・・・鋼管、２・・・・・・冷却ノズル、３・
・・・・・冷却ノズルヘッド、４・・・・・・給水管、
５・・・・・・エアーノズルヘッド、６・・・・・・エ
アーノズル、７・・・・・・給気管、８・・・・・・連
結管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 鋼管内面を冷却するための冷却ノズルを有する冷却ノズ
   ルヘッドの先端部に該冷却ノズルから噴射された冷却水
   が鋼管内面の未冷却部に逆流することを防止するエアー
   ノズルを有するエアーノズルヘッドを設け、前記冷却ノ
   ズルからの冷却水が鋼管の内面と衝突する点と前記エア
   ーノズルからのエアーか゛鋼管の内面と衝突する点との
   間隔が２０〜１５Ｑｍｍとなるように設定することを特
   徴とする大径鋼管の内面冷却における冷却水逆流防止装
   置。