JPS6024322A - 大径鋼棒全断面の熱処理方法および連続移動熱処理装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 び連続移動熱処理装置に関する。

例えばローラコンベア用ローラ、摺動軸、あるいはミル
用ロツド建桑用テンションロツド等の如く、表面ノーに
は可及的に厚い耐摩耗性をもたせ、中心部には所望の機
械的性質を備えているような軸物の需用は多い。このよ
うな棒材は特殊＠を用いる場合は別として、従来一般的
には低合金鋼からなる熱間圧延鋼棒を電気炉または燃焼
炉内で全断面均一な所定焼入れ温度まで加熱して油焼入
れしたうえ焼戻しするという調質工程と所定深式までを
硬化する表面焼入れ焼戻し工程との２工程からなる熱処
理工程を施して所望の品質としていたつ上記従来方法は
熱処理工程が２工程でるるため炉型であるのは勿論、調
質時の加熱に長時間を必要とし、上記加熱後の油焼入れ
では被処理材が大径例えば９０〜１００ｒａｎφ以上と
もなると、中心部分の冷却が極めて緩慢に行われること
となるため、調質幼果が薄れてし箇い、靭性を低下させ
る原因ともなる組織の粗大化がみられるようになる。

一方、誘導加熱手段で被処理材を加熱して急冷焼入れす
る場合についていえば、例えば現行の誘導加熱電源とし
て出力が最大クラスとされる６　００　ＫＷの電源を用
いた場合であっても、鋼材表面からの有効硬化層の厚み
を油よシ冷却能の高い冷却液（水またはソリプル）を使
用しても１５鞄程度とするのが限度とされ、かつ上記の
如く深く焼入れすると棒材では焼入れ後に端部焼われ現
象の発生が不可避とされており、これを見越して必要な
長さよシ十分長尺の棒材に焼入れを施したのち、焼われ
を生じた端部を切捨てるようにしていた。

不発明は上述の如く、従来大径銅棒全全断面にわたって
熱処理し、かつ可及的に深い有効硬化層ケ表層に形成す
る場合に存した問題点全−挙に解決する目的でなきれた
も°のであって、少なくとも６０−以上、例えば９０〜
１００卸を超えるような大径金有する低合金鋼からなる
熱間圧延鋼＃を、調装工程を省いたただ一回の熱処理工
程を施すのみで、従来の調質効果以上の効果がある全断
面熱処理と、従来以上に厚い表層部の有効効果層の形成
とを同時に可能とし、しかも端部に全く焼われを生ぜし
めることなく、かつ低歪で行うこと全可能とする新規な
大径鋼棒全断面の熱処理方法および連続移動熱処理１置
を提供するものでろる。

不発明を第１図〜第４図（ｂ）に示す一実施例装置に従
って詳述する。

第１図は不発明にかかる大径鋼棒全断面の連続移動熱処
理装ず近の全容を示すもので、上記鋼棒ＷはＬとして示
す送り通路全矢印に従って軸方向送りされる。上記送シ
通路りにそって送シ方向順に！導加熱機構１、エアまた
はミストジャケットＭＪ　（以下ジャケットＭＪという
）および冷却機構３が設けられる。上記誘導加熱機構１
は例えは所定周阪数・出力電源Ｅに並列接続され所定間
隔Ｓ、をへたてて配置されている誘導加熱コイルＣ８お
よびＣ２からなる。上記ジャケットＭＪは上記誘導加熱
機構１と冷却機構３との間に設けた、上記電源Ｅ−鋼棒
径・加熱温度・送り速度およびその他の諸元によって決
められる所定間隔Ｓ２からなる均熱ゾーン２間における
誘導加熱機構１の出口側に近接して配置された送り通路
りを軸心とする環状管体からなシ、例えば電磁パルプＢ
ｌを介してエアーまたはミスト供給源Ｐ１に接続するホ
ースｈ１によって供給されるエアまたはミストを内環壁
から軸心方向へ噴射可能でるる。上記冷却機構３は送シ
通路りをそれぞれ軸心とする環状管体からなる液冷ジャ
ケラ）ＱＪ、およびＱＪ２（以下ジャケットＱＪ、およ
びＱＪ２という）とからなシ、共に水または水溶性高分
子剤添加溶液であるソリプル等の冷却液体供給源Ｐ２に
接続するボースｈ。およびｈ２によって供給されるそれ
ぞれ所定流量の冷却液を内環壁から噴射可能であるが、
ジャケットＱＪ２に接続となっているホース１】２のみ
例えば電磁バルブＢ２に介して冷却液体供給源Ｐ２に接
続するように林成される。４は送り通路りにそった所定
位置に配置された鋼棒端を検知する検知機構でろって、
例えばビームセンサ、エアーセンサあるいはリミットス
イッチ等、送り通路り上を送られてぐる鋼棒Ｗの送シ方
向先方端または後方端の到来を検知して検知信号ｓｆ出
力可能であればよい、当該検知機構ヰの出力する検知信
号Ｓは第１タイマーＴ１および第２タイマーＴ２へ入力
するように設定されている。

第１タイマーＴ１Ｖｉ例えばＴ１−ａおよびＴ、　ｌ）
からなる２つのタイマーからなシ、前者は上記検知１ｔ
Ｗｉ４からジャケラ）ＭＪまでの間隔と鋼棒Ｗの送り速
度とによって定まる　検知信号Ｓの入力時からの所定経
過時の１、時に、また後者は上記１１時から所定時素α
を隔てたｔ、十α時にそれぞれ前記電磁パルプＢ＋　ｋ
開成とする出力ＯＩおよびＣ５を当該電磁パルプＢ１へ
送出し、第２タイマーＴ２　も例えばＴ２　ＣおよびＴ
、ｄからなる２つのタイマーからなり、前者はこれも検
知機構４からジャケットＱＪ２までの間隔と銅棒Ｗの送
り速度とによって定まる、検知信号５の入力時から上ｉ
、ｉ　ｔｌ＋α時よりも経過時間が長い所定経過時１２
時に、また後者は上記１２時から所定時素β金へだてた
ｔ２＋β時にそれぞれ前記電磁パルプＢ２全閉成とする
出力ｃ２＞よび開成とする出力０．ｅａ該電磁パルプＢ
２に送出するように構成する１、従って上記構成におけ
る諸元全所定の如く設定すれば、第２図に示す如く鋼枠
Ｗの周端面そｎぞれから中央方向へかけての端面近傍局
所定範囲Ａが、その送り過程において例えば単体送りの
場合では、先端端面積゛出信号Ｓによって開始されるジ
ャケラ）ＭＪからのエアまま たはミスト噴射継続時間帯におけるｔ１＋７α時からｔ
１＋α時までの噴射螢光端側が、また後端端面検出信号
Ｓによって開始されるジャケットＭＪからのエアまたは
ミスト噴射継続時間ｇにおけるｔ、時から１１十７α時
までの噴射を後端側か受ける如く設定可能であり、例え
ば連続送りの場合では、先端端面検出信号Ｓのみによっ
て開始されるジャケラｌ−ＭＪ。

からのエアまたはミスト噴射継続時間帯中に先行する銅
棒Ｗの後端側所定範囲Ａと後行する銅棒Ｗの先端側所定
範囲Ａとが連続的にエア＝１だはミストの噴射を受ける
如く設定可能でろる。また上記と同様の理によって、第
２図に示す如く鋼棒Ｗの周端面それぞれから中央方向へ
かけての端面近傍局所定範囲Ｂが、その送シ過程におい
て端面検出信号Ｓの入力時から所定時間を経過した１２
時からｔ２＋β時まで冷却液の噴射を停止するジャケッ
トＱＪ２の当該冷却／戊噴射停止継続時間帯にジャケラ
）ＱＪ２内を通過する如く設定可能である伺上記端面近
傍所定範囲ＡおよびＢの値については後述する。５１お
よび５１′は鋼棒Ｗの送り通路りにそって誘導加熱機構
１の前方および冷却機構３の後方にそれぞれ設けられて
いる左右および上下方向で複数対になっている鋼棒拘束
ローラ群であシ、両者それぞれ中のいづれかの対のロー
ンはｍ俸Ｗを送り通路り上で矢印方向に移動せしめるよ
うに図示しない駆動源によって駆動とされ、他の対のロ
ーラは自由画ｆＩＪＪＪｂＪ能でるる。また均熱ゾーン
２の送り通路りにそって設けられている上下および左右
方向で対になっている’ＪＪ４４”Ｊ拘束ローラ群５２
は回動自由に千１り成さｒ＋、ていて、各鋼棒拘束ロー
ラ群５１．５１′２よび５２そｎぞれは送らｎてぐる鋼
枠Ｗの所定外径に合せて当該鋼棒Ｗの外周に接触し、上
下および左右方向から銅棒を規制可能である。５３．５
３は鋼棒搬入用駆動ローラで１ムまた５４は鋼棒搬出用
ローラである。

上記構成からなる連続移動熱処理装置へ搬入され送り通
路り上を送られる大径盆１枠Ｗは少なくとも６（）咽φ
以上で熱間圧延によって形成場れたま捷の低合金鋼から
なり、第３図伸）−！たば（ｂ）に示す如く、搬入に先
立って１０ＣまたはＩＯＲ以上の面取りまたは丸みづけ
がその端面に施される。

上記連続移動熱処理装置によって面取りまたは丸みづけ
が施された素材大径鋼棒Ｗをその全断面にわたシ熱処理
する場合について、第１図ならびに第４図（ａｌとして
示す７０−チヤードおよびＷｊ４図ｆｔ））として示す
横軸に経過時間ｔ　（ｍｉｎ）を、縦軸に温度℃をとっ
た座標上に、銅棒Ｗの表面・中心および端面周縁それぞ
れの、時間の経過とともに変化する温度特性音それぞｎ
現わす実線曲線Ｘ・鎖線曲線Ｙおよび破線曲線２で現わ
した温夏特性曲線図に従って説明する。

先ずＮｆ５導加導電熱電Ｅを投入して誘導加熱コイルＣ
８およびＣ２への通電を開始とし、エアまたはミスト供
給ふＰｌに接続するボース１】、に介装さ！”した電磁
パルプＢ、は閉成状態を保だ１〜め、址だ冷却液供給源
Ｐ２に接続するホース■】２に介挿された電磁バルブＢ
、は開成状態を維持させたうえで、それぞれの供給源Ｐ
１　・Ｐ２を駆動とする。この状態において鋼棒Ｗ紫装
置へ搬入する。、酒該＠棒Ｗは鋼棒搬入用駆動ローラ５
３．５３によって所定速歴金保って送り通路り上音矢印
に従って軸方向送りさｊＬ、やがてその先端が検知機構
４に遅する。当該検知機構４は到来した鋼棒Ｗの先端を
検知して検知信号ｓｉ第１タイマーＴ、および第２タイ
マーＴ２に出力する。

前進を続ける鋼＃Ｗは＠俸拘束ローラ＃５１間を経て先
端から順次誘導加熱機構１内へと進入する。当該誘導加
熱（幾構１は前述の如く所定周波数・出力電源Ｅに接続
される誘導加熱コイルＣ８およびＣ２からなり、かつ両
者は所定間隔Ｓ＋’にへだてて配置されているので、鋼
棒ｗｔ−を誘導加熱機構１の入口側から出口側まで順次
通過する間に、誘導加熱コイルＣ１の出口側では例えば
表面温度がほぼ８７０℃程度、中心部温度が１００〜１
５６℃程度に昇温し予熱され、ついで所定間隔Ｓ、をへ
だでた誘導加熱コイルＣ２に達する間に鋼棒Ｗの表面温
度は中心方向への熱伝導で低下する反面、中心部の温度
はさらに上昇し、続く誘導加熱コイルＣ，，ＶＣよって
本加熱？受け、当該誘導加熱コイルＣ２の出口側に達し
た時点で表面温度がほぼ９２０℃程度、中心部温度が６
００〜６５０℃程度に昇温する。ただし鋼棒Ｗの端面周
縁のみは使用電源周波数あるいは誘導加熱コイルＣ，−
Ｃ２と鋼棒周との間の間隙その他の要素によって多少の
相違Ｆｉあるが、誘導加熱の特性であるエラ　効果から
温度が他の表面上シやや高めとなっている。

誘導加熱機構１を通過した鋼棒Ｗは、均熱ゾーン２を冷
却＠構３方向へと前進する。当該均熱ゾーン２には上記
誘導加熱ＰＡＪ、　１の出口側に近接してジャケラ）　
ＭＪが配置され、かつ邑該ジャケツ）ＭＪは前述の如＜
ｔｔ時からｔ、＋９時までエアまたはミストの噴射ケな
す如く設に妊れているので、誘導加熱機構１を出た鋼棒
Ｗの先端は直ちにジャケラ）ＭＪの１８時に開始されて
いるエアまたハミストの噴射流中に突入し、先端面から
所定範囲Ａカ移動中にエアまたはミストの噴射を受け、
中央寄り部分よりや＼高温となっている表面層の温度を
一時的に急下降せしめられる。しかし、所定範囲Ａ（ｉ
−除く中央薔υ部分はｔ１＋α時にエアまたはミストの
噴射を停止したジャケットＭＪ内を進行する。熱均ゾー
ン２は所定間隔Ｓ２に設定さ肛ているので、鋼棒Ｗは冷
却機構３に達するまでに表面温度がは＃Ｙ７６０℃程度
−に低下、中心部温度が７３０〜７５０℃程度に昇温し
、かつ上記エアまたはミストの噴射を受けた所定範囲Ａ
も７６０℃程度の温度まで昇温している。

冷却機構３を通過する鋼棒Ｗは所定流量の冷却液体を噴
射中のジャケラ）ＱＪＩによって急速冷却され、鋼棒Ｗ
の直径の１０〜２５％に相当する厚みにわたる表層部が
当該急冷によって焼入れされた状態となり、ついでジャ
ケラ）ＱＪ２に達［−てさらに所定流量の冷却液体によ
って、例えば上記ジャケラ）ＱＪ＋の急冷を受けて５０
℃前後まで下降した表面ケさらに急冷し、当該急冷によ
って、まだ６５０℃前後の温度である中心部との温度勾
配に起因して表面方向へ熱伝導で移動する中心方向から
の返り熱の収奪を促進する。しかし上記ジャケットＱＪ
ｔによる急冷は、前述の如くｔ２＋β時まで当該ジャケ
ラ’）　ＱＪ２から冷却液の噴射が停止となるので、鋼
棒文１′品面からｌうを足範ｆｌｆＪＢには施さｎない
。従って当該所定範囲Ｂの中心部の熱は軸方向および周
方向へと熱伝導し、端面寂よひ周ＵＭＩｓｏ〜１５０℃
程度にまで昇温せしめ、かつ当該残熱音標々に放散する
。かくして上記所定範囲Ｂの表面層を除く他の部分は上
記急冷によって表層部の温度を少なくとも７（）〜８０
℃に維持しつつ中心部の温度をはｔご１５０℃程度まで
急速に下降せしめる。上記熱過程を経て順次鋼棒Ｗの全
長は、誘導加熱機構１、均熱ゾーン２および冷却機構３
からなる熱処理装置ケ通過する間に鋼棒Ｗの直径の１０
〜２５％に相当する厚みにわたる表面層にはマルテンザ
イト組織に、また中心部にいたる残余の部分にはマルテ
ンツーイトもしくＦｉ５０％マルテンサイト程度の組織
ＶＣなるが如く熱処理される。

上記鋼４１Ｗの熱処理装厘通過過程に２いて、加熱域お
よび冷却域での鋼棒Ｗはそれぞれ上記各域外に配置され
た上下および左右方向で対になっている鋼棒拘束ローン
＃５１と５２および５２と５１′とによって拘束きれ熱
歪および冷却歪が規制さｎる。

上記熱処理装置に鋼枠Ｗを単体ごとに搬入してもよく、
また連続的ＶＣ４％＞入してもよい。

上記連続的な搬入の場合、先行する鋼棒Ｗの後端面と後
行する鋼棒Ｗの先端面とを第１′図に示すように衝接さ
せて送ってもよいが、更に本発明では次に述べる間隔送
ｐが用いられる。

即ち第４図（Ｃ１の如く先行銅棒Ｗ１の後端面と後行鋼
棒Ｗ２の前端面との間に間隔工をおいて搬入する。当該
間隔ｌは加熱域即ち誘導加熱コイルＣ１の入口側からジ
ャケットＱＪ。

の入口側までの距離に等しい銅棒Ｗの長さと、当該ジャ
ケラ）ＱＪＩＩ　の入口側に到達時の鋼棒Ｗの温度とに
よって屋まる鋼棒の熱膨張分とはぼ同じに設定する。こ
の場合エアまたはミストの噴射継続時間αは上記間隔Ｉ
ｉ含めた銅捧送り速度に応じて前後する銅棒Ｗ、＄−よ
びＷ２それぞれのθｒ定範囲Ａ１およびＡ２がエアまた
はミストの噴射を受けるように設定されねばならぬこと
は云うまでもない。かくすることによってエアまたはミ
ストの噴射は鋼棒Ｗの所定範囲Ａの周面のみならず端面
をも射衝して一時的に温度を下降せしめるだけでなく、
銅棒Ｗの軸方向への熱膨張が後行鋼棒に規制きれず、自
由に延伸可能となる。

上記熱処理装置を通過するに際してエアまたはミストの
噴射を受ける鋼棒端部の所定範囲Ａおよび冷却液の再度
の噴射を受けない鋼棒端部の所定範囲Ｂは、鋼棒材質の
焼入性・直径・温ＩＷ並ひに面取り程度に応じて予め行
われる試験熱処理によって決定されるが、種々の試験デ
ータから、送り速度？一定とした揚台所定範囲Ａは鋼棒
が小径で小に、大径で大に、例えば７５ｆ１１７＋１φ
は７０ｗＲ，９度、９０朔φは１００圏程屁に、また所
定範囲Ｂは上記所定範囲Ａの２〜２．５倍程度に設定す
るのが好ましい。

上記熱処理装置によって熱処理きれる鋼棒Ｗの送り速度
は電源出力および鋼砕径その他の要素によって異り、大
出力・小径で高速、小出力・大径で低速となることは勿
論であるが、本来誘導加熱は急速加熱であるので、熱処
理時間即ち誘導加熱コイルＣ，の入口側からジャケット
Ｑ　Ｊ　２の出口側址で移動する時間は４〜８分程度で
ある。

上述の如く熱処理装置内を移動中に全断面にわたる熱処
理が施された鋼棒ＷＦｉ、＠俸琺出用ローラ５４上から
排出され、次工程の電気炉内で例えば温度１８０〜２５
０℃・時間４〜５ｈｒの焼戻し処理が施され全熱処理工
程を終了する。

本発明者が本発明會各径寸の銅棒に実施した多数の実施
例中の一部を下記に示すつ実施例 （１）供試体：機械構造用マンガン鋼相描材の熱間圧延
鋼棒 直径　９０叫 長さ　７，０００ｍ１＋１ 面Ｊ４ｙ、９１２Ｃ （２）熱処理；移動熱処理装置 電源；　１５０　ＫＷ　−Ｉ　ＫＨ２ 誘導加熱コイル；２コイル並列接続 エア噴射圧；３ｋｇｆ／ｆｆｌ エア噴射範囲Ａ　；　１００咽 液冷ジャケット；２ケ 冷却液流量；各１５０１／ｍｉｎ 冷却液噴射停止範囲Ｂ；２００咽 熱処理区域：　Ｌ１３０ｒｎＸ 鋼棒送り速度；１５０咽／　ｎ−＋ｉｎ電気炉焼戻し；
２００℃Ｘ　５　ｈｒ （３）熱処理品 ａ　外形検査；端部われ全くなし 軸方同曲り；０．７隅／ｍ 従って鋼棒の曲りについてのＪＩＳ規格Ｇ　４０５］に
定めた許容差３陥／ｍｋはるかに下廻っているのＵ勿論
のこと、累月鋼棒の曲シヲ熱処理中に矯正する効果すら
あることが確認された。

ｂ　確性試験 イ　中央部硬芒測定；断面硬さ１ｉ１１１足結果を横軸
に中心からの距Ｆ’ｌｉｆ　ｍｍを縦軸に硬芒ＨＶおよ
びＨＲＣをとった座標上にプロットして得た硬さ特性曲
線を第５図 （ａ）に示す。

口　端部硬さ測定；縦断面の硬さ測定値ａｙ（１ｏｋｇ
）を測定位置ごとに記入した第５図（１））に示す。

ただし、表面に近い測定位置（は表面 よシＱ、５１Ｒｍのところである。

第５図（ａ）および（ｂｌに示される如く、鋼棒の全断
面は中心まで熱処理され、かつ表面から深さほぼ１い１
でビッカース 硬さＨＶ　６００以上、深さ１３〜１５ｒｒｒｍまでＨ
Ｖ５００以上、深−ｇ２３〜２５ｆｉまでＨＶ　４００
以上を保持していて、有効硬化層の厚みが直径のほぼ２
５％あり、極めて厚いことが確認きれ、深さほぼ２５■
から中心に至るまでの部分にはＨＶ３８０程度の比軟的
幌い調質相轟層以上が形成されていることが４４１１Ｊ
−１するとともに、端部近傍も周方向からの各深さごと
でも中央部とほぼ同一の硬さを示しており、本発明が端
部・中央部を問わす鋼棒の全長にわたって均質的に全断
面熱処溶効果をもたらすものであること紮ψ」確に示す
。

Ｃ顕微麻ｍ察 イ　結晶粒塵；第６図（ａ）に表層部の結晶粒顕微鏡写
真（ｘｌｏｏ）ｋ示す。結 晶粒度は８であった。

口　組織；第６図（ｂｉおよび（Ｃ１に表面層および中
心部それぞれの組織顕微鏡写真 （Ｘ４００）を示す。第６図（ｂ）では微細マルテンサ
イトが、また第６図（Ｃ）ではマルテンサイトと５０％
マルテンサ イト程鹿０混存組織が観察された。

第６図（ａｌ　、’　（ｂｌおよび（Ｃ１に示す顕微鏡
写真からも、本発明Ｆｉ熱間圧延大径銅棒に１回の熱処
理を施すだけで、表層部には極めて厚い焼入れを、首だ
中心１での残余の部分にＦｉ調質以上の熱処理を施し得
ることが確認された。

上記実施例装置では誘導加熱機構として誘導加熱コイル
”１　、Ｃ２ｋ用いた場合ケ例として示したが、調停の
直径が１００順を超えかつ電源出力が比較的小なる場合
にｆｌ＝ｔ、誘導加熱コイルの数を３とすればよく、ま
た液冷ジャケットの数も２ケに限定するものではなく、
大径の場合３ケとし、かつ必要に応じて端部近傍所定範
囲Ｂへの冷却液の噴射停止ケ鋼棒送シ方向順の第２ジヤ
ケツトのみもしくけ第２ジヤケツトと第３ジヤケツトと
してもよい。

才た誘導加熱機構１に＃Ｆ：続する電源Ｅには複数の電
源を用いてもよく、使用する周波数も冷却機構３に達す
るまでの間に鋼棒の全断面が可及的速やかにほぼ均一温
度となるような周波数が選択されればよく、かつそれぞ
ｎの電源の周波数を異にしていても本発明の範囲内であ
る。

本発明は例えば第７図に示きれるような大径軸部の端部
に小径軸部があって、上記大径軸部を全断面にわたって
熱処理する場合にも、大径軸部の端面に所定の面取シ捷
たは丸みづけ全したうえ実施すれば同様の効果を得られ
る。

また上記実施例装置では検知機構の設置位置′ｆｒ：鋼
棒拘束ローラ群５１の前面としたが、少なくとも検知信
号によって所定範囲ＡおよびＢに対するエアまたりミス
トの噴射および冷却液の噴射停止？可能とする位置に配
置すればよく、また検知機構を１箇に限定せず２箇或い
は冷却液の噴射停止をするジャケットが２つある場合に
は３箇にしてもよい。

冷却液の噴射停止をするジャケットが２つある場合には
所定範囲をＢおよびＢ′として異ならしめることもさら
に効果的である。

向上記実施例では焼戻しを祝気炉で行っているが、連続
移動熱処理装＃ｆに連続するハ巷専加熱焼戻し装置を付
加して、−貫した誘導加熱焼入れ焼戻しラインを構成し
てもよい。

本発明の作用およびこれによってもたらされる効果は以
下のとなりである。１ （１）少なくとも６０閾φ以上１００　肥を超えるよう
な大径を有する低合金鋼からなる熱間圧延銅俸奮調質工
程を経ることな１−に直接全断面熱処理することｋ　”
Ｉ　１ｊｌＥとし、しかも鋼棒の直径の１０〜２５％に
相当する厚みを有する表面層ＶＣは有効硬化層を、中心
までの残余の部分には従Ｘの調′Ｎ工程で得られる以上
の熱処理効果ケうることを可能とする。

（２）上記熱処理Ｆｉ誘導加熱による急速加熱と急冷に
よるものでめるので、表層部は勿論のこと中心部も組織
が微細であって極めて厚い表面層の硬化層によって１７
ｊ・ｊ摩、粍件が顕著であるばかりでなく、中心部もｊ
Ｗ性に富んでいる。

（３）鋼棒の端面を予めＩＯＣまたは１（ＩＲ以上面取
シまたは丸みづけ全したうえで熱処理するとともに、均
熱過程では高温になっている端部所定範囲にエアまたは
ミスト全噴射して当該部分の過加熱を抑えて全長かつ全
断面にわたる均熱２割り、冷却過程では冷却効果の高い
端部所定範囲の急冷を中断するようにして当該部分に残
熱な保持させて過冷却を抑え、全長をほぼ等しい冷却速
度とするようにしているので、全断面にわたる熱処理効
果は全長にわたって均等とすることが可能であるばかり
ですく、従来不可避とされていた端部焼われ現象を皆無
とすることが可能となる。

（４）上下および左右方向からの鋼棒拘束ローラ群によ
って鋼棒全拘束（一つつ加熱・冷却を施す局部熱処理で
あるので、従来の全体加熱である調質工程で生じたよう
な大きな歪の発生はなく、従ってその後の矯直に不要で
、しかも素材鋼棒の曲シを矯正する程極めて低歪である
。特に連続移動熱処理において所定間隔ケへたてて熱処
理を施すようにすることによって、前後銅棒それぞれの
端面を当接させつつ送る場合に比べ、先行鋼棒の熱膨張
による伸び分が後行・用伸を送シ通路上でスリップさせ
てエアまたはミスト噴射あるいは冷却液噴射停止のタイ
ミングを狂わせたり、または後行銅棒によ゛つて規制を
受けて先行鋼棒に周方行への曲りを発生させるおそれ紮
なくずとともに、端部均熱効果を犬にすることを可能と
する。

上述の如く本発明ｔｒｉ、経済性の面からも品質上の面
からも顕著な効果をもたらす画期的なものでその実用性
は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装動゛の全容を示す一部断面
正面図、第２図はエアまたはミスト噴射をする所定範囲
Ａと冷却液噴射停止をする所定範囲Ｂとを示す正面図、
第３図（ａ）　：＆−よび（ｂ）は本発明によって熱処
理される大径鋼棒に施す面取りまたは丸みづけを示す正
面図、第４図（ａｌは本発明の熱処理工程を示すフロー
チャート、第４図（ｂ）は第１図に示す実施例装置で施
される熱処理過程における鋼棒の温度特性曲線図、第４
図（Ｃ１は連続移動熱処理における鋼棒の送り方法を説
明する正面図、第５図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本
発明実施例鋼棒の１坊面硬さ分布特性曲線図および端部
近傍半縦断面硬さ測定図、＠６１’ｘ＋（ａ）、（ｂ）
および（ｃ）はそれぞれ本発明実施例鋼棒の結晶粒、表
面層組織および中心部組織を示す顕微鏡写真、第７図は
本発明を実施する＠棒の他の形状を示す正面図である。 １・・・誘導加熱機構　３・・・冷却機構　４・・・検
知機構　５１．５１’、５２・・・拘束ローラ群Ｗ、Ｗ
ｌ　、Ｗ２・・・鋼棒　Ｃ，、Ｃ２・・・誘導加熱コイ
ル　ＭＪ・・・エアまたはミストジャケットＱＪ、　、
ＱＪ２・・・液冷ジャケラ）ｓ・・・検知信号ＴいＴ２
・・・タイマ　Ｂ１、Ｂ２・・・パルプ　Ｃ・・・面取
シＲ・・・九みづけ ！Ｉ肖、１イ出Ｉ＋・］）人　ｆＸイ・周波熱紳株式会
ネ１゛ｆ１　卯　人　弁理士　小　林　１１．１ｊ第２
図 節　３　図　（ｂ） 第　４　図　（０） 手続補正書（方式） 昭和５９年８月１７日 特許庁長官　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２６３３３号 ２、発明の名称 大径鋼棒全断面の熱処理方法および連続移動熱処理装置
３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人　◎１０５ 住　所　東京都港区西新橋２丁目２番２０号６、補正の
対象 ７、補正の内容 明細書の発明の名称に「大径鋼棒全断面の熱処理方法お
よび連続移動熱処理方法」とあるのを「大径鋼棒全断面
の熱処理方法および連続移動熱処理装置」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも６０陣以上の大径を有する低合金鋼から
   なる熱間圧延鋼棒を、当該鋼棒の両端面に所定寸法の面
   取りまたは丸みづけケ行ったうえ、軸方向相対移動せし
   め、当該相対移動によって複数の誘導加熱コイル内を通
   過せしめる間に、単数または複数からなる前段の誘導加
   熱コイルによる予熱と後段の誘導加熱コイルによる本加
   熱とを順次施すとともに、当該本加熱直後の鋼棒両端面
   周の所定範囲のみに強制望冷または強制ミスト冷却を施
   すことによって当該部分への熱の過剰蓄積を防止しつつ
   、爾後所定送９時間全経過するまでに鋼棒各部の光面よ
   り所定性でまで全所定の焼入れ温度に、また中心までの
   残余の部分を上記焼入れ温度に近似する温度に順次昇温
   せしめ、つづく相対移動によって複数の液冷ジャケット
   内？通過せしめる間に、前段の液冷ジャケットから噴射
   式れる冷却液体によって鋼棒各部の表面よシ所定深さ葦
   でを順次焼入れ急冷し、後段の単数または複数の液冷ジ
   ャケットからは両端面近傍同所定範囲を除く他の周面に
   順次冷却液体の噴射を施して、上記両端面近傍には残熱
   を保留せしめつつ、他の局面には鋼棒の中心方向から弐
   面方向へと熱伝導する返り熱の収奪を促進すΣ急冷を施
   して、鋼棒直径の１０〜２５％に相当する厚みにわたる
   表層部にはマルテンサイト組織を、また中心に至るまで
   の残余の部分にはマルテンサイトもしくけ５０％マルテ
   ンサイト程度の組織全鋼棒の全長にわたって順次形成し
   たのち、当該鋼棒に所定時間にわたる焼戻し処理を施す
   ことケ特徴とする大径鋼棒全断面の熱処理方法う ２）少なくとも６０Ｍ以上の大径を有する低合金鋼から
   なる熱間圧延鋼棒を、当該鋼棒の両端面に所定寸法の面
   取シまたは丸みづけを行ったうえ、送り通路を先行する
   鋼棒の後方端面と後行する鋼棒の前方端面とが所定間隙
   をへたてる如く軸方向送りし、当該送り過程におけるｖ
   ｊｔ数の誘導加熱コイル内を通過せ（−める間に、単数
   またｔｆｉ複数からなる前段の誘導加熱コイルによる予
   熱と後段の誘導加熱コイルによる本加熱とを順次施すと
   ともに、当該本加熱直後の鋼棒両端面寂よび所定範囲の
   両端面近傍層のみに強ｍｌＪ　！冷またｄ強制ミスト冷
   却を施すことによって当該部分への熱の過剰蓄＃ｊ　ｋ
   防止しつつ、爾後所定送り時間を経過するまでに鋼棒各
   部の表面より所定深さまで？ｆ−所定の焼入れ温度に、
   また中心までの残余の部分を上記焼入れ温度に近似する
   温度に順次昇温せしめ、つづく送り過程における複数の
   液冷ジャケット内を通過せしめる間に、前段の液冷ジャ
   ケットから１貫射される冷却液体によって鋼棒各部の表
   面よシ所定深芒までに順次焼入れ急冷を施し、後段の単
   数または複数の液冷ジャケットからは両端面およびその
   近傍局所定範囲を除く他の局面に順次冷却液体の噴射を
   施して、上記側端面近傍には残熱を保留せしめつつ、他
   の周面には鋼棒の中心方向から表面方向へと熱伝導する
   返り熱の収奪を促進する急冷を順次施して、＠＃直径の
   １０〜２５％に相当する厚みにわたる表層部にはマルテ
   ンサイト組織を、また中心に至るまでの残余の部分には
   マルテンサイトもしくは５０％マルテンサイト程度の組
   織ｆ：鋼俸の全長にわたって順次形成したのち、当該鋼
   棒に所定時間にわたる焼戻し処理を施すことを特徴と大
   径鋼棒全断面の熱処理方法。 ３）鋼棒の両端面に行う面取りまたは丸みづけがＪ　Ｏ
   ’Ｃま／とはＩＯＲ以上でるる特許請求の範囲第１項お
   よび第２項記載の大径鋼棒全断面の熱処理方法。 ４）送９通路を軸方向送りさｒる先行鋼棒の後端面と後
   行鋼棒の前端面との間隔が、複数の誘導加熱コイルにお
   ける最前の誘導加熱コイルの入口側端面と最初の液冷ジ
   ャケットの入口側端面との間の距離に相当する鋼棒の長
   さと銅棒の昇温温屁によって定まる熱膨張分にほぼ同じ
   く設定したこと全特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の大径鋼棒全断面の熱処理方法。 ５）両端面に所定寸法の面取りまたは丸みづけが施され
   ている少なくとも６０叫以上の大径を有する定尺鋼棒′
   に連続的に所定速度で軸方向送９通路にそって順に設け
   られている２以上の加熱コイルからなる誘導加熱機構、
   上記誘導加熱機構の出口側に近接するエアまたはミスト
   ジャケットおよび上記エアまたはミストジャケットと所
   定間隔をへだてだ２以上の液冷ジャケットからなる冷却
   機構と、送シ通路の所定位置に設けられた鋼棒端を検知
   する検知機構と送り通路にそった所定位置に配置され通
   過する鋼棒の周面に上下および左右方向から接触可能な
   拘束ローラ群とからなシ、上記検知機構。 が到来する鋼棒の送シ方向先端全検知して出力する検知
   信号により、メイマーを介して上記エアまたはミストジ
   ャケットへのエアまたはミスト供給バルブの所定時間帯
   のみの開成と、上記冷却（幾構甲の最前の液冷ジャケッ
   トｉ除く他の単数または複数の液冷ジャケットへの冷却
   液体供給パルプ゛の所定時間帯のみの閉成とを可能に構
   成したことを特徴とする大径鋼棒全断面の連続移動熱処
   理装置。