JPS5852427A - 金属管の焼入方法 - Google Patents
金属管の焼入方法Info
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- JPS5852427A JPS5852427A JP15066181A JP15066181A JPS5852427A JP S5852427 A JPS5852427 A JP S5852427A JP 15066181 A JP15066181 A JP 15066181A JP 15066181 A JP15066181 A JP 15066181A JP S5852427 A JPS5852427 A JP S5852427A
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- JP
- Japan
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- cooling
- water
- quenching
- jet
- temperature
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- Granted
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Classifications
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鋼管等金属管の焼入方法に関する亀ので、比較
的長尺の金属管を低温域での冷却停止（ｉｎｔｅｒｒｕ
ｐｔｅｄ Ｑｕｅｎｃｈ）も含む条件で焼入するＫあた
り、金属管全体を均一にかつ短時間で冷却する方法を提
供する亀のである。
的長尺の金属管を低温域での冷却停止（ｉｎｔｅｒｒｕ
ｐｔｅｄ Ｑｕｅｎｃｈ）も含む条件で焼入するＫあた
り、金属管全体を均一にかつ短時間で冷却する方法を提
供する亀のである。
金属管を焼入れるにあたり一方の端から高速の噴流水を
吹込むことは、比較的使用水量が少なくて高い冷却能力
をうるうえで有意義である。例えば、内面噴流の流速が
６翼／。では、８０００ ｋ＝ｄ／、／ｈｒ″Ｃ（表面
温度６００℃、水温３０℃）の熱伝達係数を有するが、
外面浸漬水冷却では同じ表面温度、水温の条件下で焼入
後の水温上昇が問題にならない容量の水に浸漬した場合
のそれは、１０００ｋｊ ／ ｍ” ｈｒ ”Ｃの程度
にすぎないから高い冷却速度を要する冷却では内面噴流
による冷却が主役となり外面冷却は従であることがわか
る。
吹込むことは、比較的使用水量が少なくて高い冷却能力
をうるうえで有意義である。例えば、内面噴流の流速が
６翼／。では、８０００ ｋ＝ｄ／、／ｈｒ″Ｃ（表面
温度６００℃、水温３０℃）の熱伝達係数を有するが、
外面浸漬水冷却では同じ表面温度、水温の条件下で焼入
後の水温上昇が問題にならない容量の水に浸漬した場合
のそれは、１０００ｋｊ ／ ｍ” ｈｒ ”Ｃの程度
にすぎないから高い冷却速度を要する冷却では内面噴流
による冷却が主役となり外面冷却は従であることがわか
る。
しかし、比較的長尺の金属管においては内面噴流が管内
を進むにつれ水温が上昇し、圧力が低下するため冷却能
力は吐出端側はど小さくなる。例えば長尺細径厚肉サイ
ズの鋼管について実験したところ、吐出端側が蒸気と水
の２相流となるほど水温が上昇してしまう現象も見られ
る。即ち条件によっては吐出端側の冷却能力が吹込み端
側に比して相当に劣下してしまうことがある。このよう
な金属管長手方向の冷却不均一は材質的不均一をまねく
。
を進むにつれ水温が上昇し、圧力が低下するため冷却能
力は吐出端側はど小さくなる。例えば長尺細径厚肉サイ
ズの鋼管について実験したところ、吐出端側が蒸気と水
の２相流となるほど水温が上昇してしまう現象も見られ
る。即ち条件によっては吐出端側の冷却能力が吹込み端
側に比して相当に劣下してしまうことがある。このよう
な金属管長手方向の冷却不均一は材質的不均一をまねく
。
また、近年、省エネルギーの観点から鋼管おいては圧延
後の保有熱を利用した直接焼入れが指向されてきている
が、この場合には通常の焼入れ即ち常温近傍まで焼入冷
却を継続するもののほか、焼入れ途中の１８点以下の適
当な低温域で冷却停止（ｌｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ Ｑ
ｕｅｎｃｈ）を行うもの吃ある。
後の保有熱を利用した直接焼入れが指向されてきている
が、この場合には通常の焼入れ即ち常温近傍まで焼入冷
却を継続するもののほか、焼入れ途中の１８点以下の適
当な低温域で冷却停止（ｌｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ Ｑ
ｕｅｎｃｈ）を行うもの吃ある。
この冷却停止は例えば特願昭５５−１１１６２７でも説
明しているように、直接焼入にもとづく水素性欠陥など
の焼剣れの防止あるいけ次工程の焼戻し加熱に対する省
エネルギーを意図するものである。しかし、内面噴流冷
却を比較的長尺の鋼管に使用した時は長手方向の冷却能
力不均一のため、焼入開始後時★刻々における鋼管の長
さ方向の温度分布が一様でないから前記冷却停止（１ｎ
ｔｅｒｒｕｐｔｅｄＱｕｅｎｃｈ ）においても冷却停
止時の温度が一様とならず本来の目的にそぐわがくなる
。
明しているように、直接焼入にもとづく水素性欠陥など
の焼剣れの防止あるいけ次工程の焼戻し加熱に対する省
エネルギーを意図するものである。しかし、内面噴流冷
却を比較的長尺の鋼管に使用した時は長手方向の冷却能
力不均一のため、焼入開始後時★刻々における鋼管の長
さ方向の温度分布が一様でないから前記冷却停止（１ｎ
ｔｅｒｒｕｐｔｅｄＱｕｅｎｃｈ ）においても冷却停
止時の温度が一様とならず本来の目的にそぐわがくなる
。
このように、内面噴流冷却は、高い冷却速度を要する焼
入れに対しては必要不可欠であり、また熱量が多いなど
優れた冷却方法ではあるが、長尺細径厚肉サイズでは長
手方向に大きな温度差がついてしまう欠点がある。
入れに対しては必要不可欠であり、また熱量が多いなど
優れた冷却方法ではあるが、長尺細径厚肉サイズでは長
手方向に大きな温度差がついてしまう欠点がある。
本発明は、金Ｉ！管の一方の端から内面へ噴流を通水さ
せる焼入れ方法において、前述のごとく金１’Ｉ長手方
向に不可避的に形成される内面冷却能力の不均一な分布
を打消し、一様な冷却速度及び又は一様な冷却停止温度
がえられるような金属管の焼入方法を提供するものであ
る。
せる焼入れ方法において、前述のごとく金１’Ｉ長手方
向に不可避的に形成される内面冷却能力の不均一な分布
を打消し、一様な冷却速度及び又は一様な冷却停止温度
がえられるような金属管の焼入方法を提供するものであ
る。
部ち本発明に係る金属管の焼入方法゛は、金属管内へ噴
流水をその一端から吹込むと共に、原管の外面側をその
ほぼ全長にわたりノズルから噴射される噴流水の衝突に
より冷却する焼入方法において、前記金Ｉｓ管の長さ方
向の外面冷却を次に掲げる制御のうち少なくとも１つを
行うことを特徴とする。
流水をその一端から吹込むと共に、原管の外面側をその
ほぼ全長にわたりノズルから噴射される噴流水の衝突に
より冷却する焼入方法において、前記金Ｉｓ管の長さ方
向の外面冷却を次に掲げる制御のうち少なくとも１つを
行うことを特徴とする。
内面噴流水の吐出端側はど
中噴射水量を大とする。
（１１）その冷却開始（ｌｉｔ射開始）時期をはやめる
。
。
（ｌｌｔｌその冷ａ終了（噴射終了）時期をおくらせる
Ｏ 上記した外面の冷却ｐｃおける金属管長さ方向の適正流
量分布及び／又社長さ方向各位置での適正な冷却開始時
間及び／又は終了時間は、、外面から積極的冷却を何ら
行うことなく、又は外面からの冷却を長さ方向各位置で
同一条件とした上で、内面に噴流水を吹込んで冷却を行
い、冷却停止時の長さ方向の温度分布を把握する等の２
〜３の実験により容易に求めることかできる。
Ｏ 上記した外面の冷却ｐｃおける金属管長さ方向の適正流
量分布及び／又社長さ方向各位置での適正な冷却開始時
間及び／又は終了時間は、、外面から積極的冷却を何ら
行うことなく、又は外面からの冷却を長さ方向各位置で
同一条件とした上で、内面に噴流水を吹込んで冷却を行
い、冷却停止時の長さ方向の温度分布を把握する等の２
〜３の実験により容易に求めることかできる。
尚外面冷却を行うノズルはスプレー、ミスト、ラミナー
７０−などいずれでも良く特に限定されるものではない
が、少量の水で効率よく冷却するには、金属管に噴流が
衝突後もその外表面に沿って層流状の水膜が形成される
ラミナー７０−か好ましい。
７０−などいずれでも良く特に限定されるものではない
が、少量の水で効率よく冷却するには、金属管に噴流が
衝突後もその外表面に沿って層流状の水膜が形成される
ラミナー７０−か好ましい。
以下本発明の詳細を実施例に基づきながら、説明する。
第１図は比較的長尺細径厚肉の鋼管を水タンク中に浸漬
し、鋼管の一方の端から噴流を内面へ吹込む焼入方法で
見られた冷却速度の分布及び冷却の途中停止で見られた
温度の分布である。但し焼入条件の詳細は次に示す通勤
である。
し、鋼管の一方の端から噴流を内面へ吹込む焼入方法で
見られた冷却速度の分布及び冷却の途中停止で見られた
温度の分布である。但し焼入条件の詳細は次に示す通勤
である。
鋼管１７）？イス： １１４Ｘ＆６Ｘ２９０００１＋ｗ
ａ内面噴流の流速：６１／紅 。
ａ内面噴流の流速：６１／紅 。
ＩＩ の入側水ｍ：３０℃
冷却開始温度；９００℃
冷却停止時期：内面吹込み後１０秒
第１図めケースでは、内面噴流水が管内を進行するにつ
れ水温が上昇し、出口側水温は１００℃以上の水温が数
秒間計測された。つまり、吐出端側は蒸気と水の２相流
となるほど水温上昇があり、かつｒ部で急激な圧力低下
があったものと推定される。このため、吐出端側では冷
却能力が劣下し、冷却速度が遅く、冷却途中停止後の温
度が高くなったと考えられる。しかし、水タンク中の浸
漬冷却では、内面噴流のかかる不均一を外面側から補償
的に解消してやること＃−ｉ困鑓である。
れ水温が上昇し、出口側水温は１００℃以上の水温が数
秒間計測された。つまり、吐出端側は蒸気と水の２相流
となるほど水温上昇があり、かつｒ部で急激な圧力低下
があったものと推定される。このため、吐出端側では冷
却能力が劣下し、冷却速度が遅く、冷却途中停止後の温
度が高くなったと考えられる。しかし、水タンク中の浸
漬冷却では、内面噴流のかかる不均一を外面側から補償
的に解消してやること＃−ｉ困鑓である。
本発明はこのような内面噴流による温度の不均一を是正
したものであり、その実施例を第２図及び第３図（第２
図に対して縮小されて図示されている）に示す。この実
施例では、鋼管の外面はノズルからの噴射水によって冷
却され、かつ鋼管全長にわたって一様な焼入かえられる
べく制御されている。
したものであり、その実施例を第２図及び第３図（第２
図に対して縮小されて図示されている）に示す。この実
施例では、鋼管の外面はノズルからの噴射水によって冷
却され、かつ鋼管全長にわたって一様な焼入かえられる
べく制御されている。
即ち、第２図において、被焼入鋼管１を支持ロール群２
のうえにほぼ水平におき、回転を加える。
のうえにほぼ水平におき、回転を加える。
そして、ｆＩ４１ｒＦの上方に直線的に配置された水噴
射ノズル群６からラミナー７０−冷却水を鋼管頂上線に
垂下させ、鋼管外面を回転冷却する。一方、鋼管の内面
側は噴流を鋼管の一端（吹込端側Ｔ）から吹込み、他端
（吐出端側Ｂ）から吐出させて内面冷却する。鋼管は冷
却中回転させると共に、長手方向に例えば図示しない送
りローラー等の手段で君子移動させラミナーフローの衝
突点を移動させる。この実施例では、水噴射ノズルは内
径δ頗φの円管ノズルで、ノズルピッチ４０ｍとした。
射ノズル群６からラミナー７０−冷却水を鋼管頂上線に
垂下させ、鋼管外面を回転冷却する。一方、鋼管の内面
側は噴流を鋼管の一端（吹込端側Ｔ）から吹込み、他端
（吐出端側Ｂ）から吐出させて内面冷却する。鋼管は冷
却中回転させると共に、長手方向に例えば図示しない送
りローラー等の手段で君子移動させラミナーフローの衝
突点を移動させる。この実施例では、水噴射ノズルは内
径δ頗φの円管ノズルで、ノズルピッチ４０ｍとした。
円管ノズルは管軸方向３ｍ長のヘッダー４に接続し給水
する。かくのごとくヘッダー４を長さ方向に分割するこ
とにより、各ヘッダーは単独にあるいは複数個単位で流
量の制御、噴射開始時期の制御、噴射停止時期の制御が
可能となるので、不発ＥｉＡが容易に実施可能となって
いる。
する。かくのごとくヘッダー４を長さ方向に分割するこ
とにより、各ヘッダーは単独にあるいは複数個単位で流
量の制御、噴射開始時期の制御、噴射停止時期の制御が
可能となるので、不発ＥｉＡが容易に実施可能となって
いる。
ところで、第１図に示したごとく内面噴流によって管軸
方向に不均一な温度分布が形成されてしまうが、この温
度偏差を少なくシ、温唯の均一化を図る外面冷却法とし
てこの実施例では次の３つの方法によっている。
方向に不均一な温度分布が形成されてしまうが、この温
度偏差を少なくシ、温唯の均一化を図る外面冷却法とし
てこの実施例では次の３つの方法によっている。
（イ）外面冷却水の流量を長手方向で変える。
（ロ）外面冷却の開始時期を長手方向で変える・（ハ）
外面冷却の停止時期を長手方向で変える。
外面冷却の停止時期を長手方向で変える。
焼入停止温度２５０°Ｃを目標とし、上記（イ）〜（ハ
）の各方法について実施した結果を、その時の実施表−
１から明らかなようにいずれの方法も効果的であり、長
手方向の温度分布は良好である。
）の各方法について実施した結果を、その時の実施表−
１から明らかなようにいずれの方法も効果的であり、長
手方向の温度分布は良好である。
以上のように本発明に係る金属管の焼入方法は、内面噴
流吐出端はど外面冷ガ奪熱量を多くしたので内面噴流に
伴なう温度の不均一が是正されて金属管の長手方向の温
度が均一となり、従来焼入法の欠点が大幅に解消、改善
されている。このため、長尺鋼管の冷却停止（ｌｎｔｅ
ｒｒｕｐｔｅｄ Ｑｕｅｎｃｈ ）が可能となり、直接
焼入に伴う水素性欠陥の軽減と焼戻し工程における省エ
ネルギーが達成されている。
流吐出端はど外面冷ガ奪熱量を多くしたので内面噴流に
伴なう温度の不均一が是正されて金属管の長手方向の温
度が均一となり、従来焼入法の欠点が大幅に解消、改善
されている。このため、長尺鋼管の冷却停止（ｌｎｔｅ
ｒｒｕｐｔｅｄ Ｑｕｅｎｃｈ ）が可能となり、直接
焼入に伴う水素性欠陥の軽減と焼戻し工程における省エ
ネルギーが達成されている。
なお、単に焼入操作完了後の長手方向温度が均一である
ばかりでなく、管厚肉の平均冷却速度も長手方向に均一
であるためには、外面冷却水の流量を長手方向で調整す
る方法がもつとも望ましく、また制御も比較的容易であ
る。
ばかりでなく、管厚肉の平均冷却速度も長手方向に均一
であるためには、外面冷却水の流量を長手方向で調整す
る方法がもつとも望ましく、また制御も比較的容易であ
る。
第１図は冷却途中停止の特性図、第２図及び第３ｖ！Ｊ
Ｆｉそれぞれ本発明の実施例に係る金属管の焼入方法の
正面説明図及び側面説明図である。 １・−・被焼入鋼管、２・・・支持ｐ−ル詳、３・・・
ノズＩ％／群、４・・・ヘッダー。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 （酸１茄）（中火舒）（吐大喝） 豐軸方簡の紋費 第２図
Ｆｉそれぞれ本発明の実施例に係る金属管の焼入方法の
正面説明図及び側面説明図である。 １・−・被焼入鋼管、２・・・支持ｐ−ル詳、３・・・
ノズＩ％／群、４・・・ヘッダー。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 （酸１茄）（中火舒）（吐大喝） 豐軸方簡の紋費 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 金属管内へ噴流水をその一端から吹込むと共に、肢管の
外面側をそのほぼ全長にわたりノズルから噴射される噴
流水の衝突により冷却する焼入方法において、前記金属
管の長さ方向の外面冷却を次に掲げる制御のうち少なく
とも１つを行うことを特徴とする金属管の焼入方法。 内面噴流水の吐出端側はど （１）噴射水量を大とする。 （１１）その冷却開始（噴射開始）時期をはやめる。 ＧｉＤその冷却終了（噴射終了）時期をおくらせる。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15066181A JPS5852427A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | 金属管の焼入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15066181A JPS5852427A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | 金属管の焼入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5852427A true JPS5852427A (ja) | 1983-03-28 |
| JPS614896B2 JPS614896B2 (ja) | 1986-02-14 |
Family
ID=15501716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15066181A Granted JPS5852427A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | 金属管の焼入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5852427A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014054287A1 (ja) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚肉鋼管の製造方法 |
| JP2021112879A (ja) * | 2020-01-20 | 2021-08-05 | 三菱重工業株式会社 | 樹脂ライニング施工方法および樹脂ライニングの冷却装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63317271A (ja) * | 1987-06-22 | 1988-12-26 | Kawasaki Steel Corp | 溶接用コア−ドワイヤ |
| JP2007321178A (ja) | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼管の冷却方法 |
-
1981
- 1981-09-25 JP JP15066181A patent/JPS5852427A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014054287A1 (ja) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚肉鋼管の製造方法 |
| JPWO2014054287A1 (ja) * | 2012-10-04 | 2016-08-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚肉鋼管の製造方法 |
| US9506132B2 (en) | 2012-10-04 | 2016-11-29 | Jfe Steel Corporation | Method for manufacturing heavy wall steel pipe |
| JP2021112879A (ja) * | 2020-01-20 | 2021-08-05 | 三菱重工業株式会社 | 樹脂ライニング施工方法および樹脂ライニングの冷却装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS614896B2 (ja) | 1986-02-14 |
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