JPS63183127A - 鋼管の外面焼入方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は浸漬方式によｐ＃管の外面に焼入を施す方法
に関するものである。

〔従来技術〕

鋼管を高張力、高靭性その他の高級化する一つの方法と
して、他の鋼材製品と同様に焼入、焼戻処理が施される
。鋼管の焼入方法として、近年、鋼管の大径、厚肉化お
よびその生産性向上等の問題からｎｒ定温度まで加熱さ
れた鋼管を液状冷却媒体、生として水中に侵潰し、鋼管
の内外面から焼入する方法が従来より採用されている。

従来の鋼管の焼入方法を第５図によって説明すると、所
定温度まで加熱された鋼管スキッドレール４によシガイ
ドされて焼入槽５内に向かって搬送され、初めに第５因
に符号１Ａで示すように鋼管の一部（下部）が焼入槽液
２に°接触したのち、前記鋼管が焼入槽液２への沈降を
続けて符号１Ｂで示すように焼入槽液２に完全に没入し
、続いて一対のターニングローラ６に載置され、次いで
一対のフランツロール７がターニングローラ６に載置さ
れている鋼管１の上部に押付けられた状態で、ターニン
グローラ６により鋼ち１が口伝されて、鋼管の焼入が開
始される（特開昭６０−３７８５９号公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題店〕

しかるに、前記従来の鋼管の焼入方法の場合は、焼入前
のＭＷが符号１Ａで示すように焼入槽液２に着液してか
ら符号１Ｂで示すように完全に没入するまでの区間りに
おいて、焼入槽液２による鋼管の外面円周方向の冷却タ
イミングが異なり、そのため焼入前の鋼管に円周方向の
温度差が発生するので、鋼管の円周方向に焼むらが発生
し、かつ鋼管の寸法、形状特に真円度くずれを助長する
等の品質上問題となる欠点があった。

この対策として、前記装入コンベア４の搬送速度を速く
することが考えられるが、その搬送速度をあまり速ぐす
ると、ターニングローラ６に対する銅管１の衝突力が大
きくなって、鋼管１に凹み変形が発生するという問題が
発生する。

さらに別対策として、装入コンベアの部分に、鋼管搬入
口転数を増加さぜるために逆送チェノを付加して、＃４
管の焼入槽液浸漬開始時における回転速度を速くするこ
とが考えられるが、この場合は、鋼管に多少の曲がり変
形等があると、鋼管の高速回転により振動が発生するの
で、鋼管を安定搬送することができないという問題が発
生する。

したがって、前記従来の浸漬方式による＃管の焼入方法
においては、鋼管を焼入槽液に浸漬するとき、必然的に
鋼管外面円周方向に冷却の時間°的なずれが発生するこ
とは避けられないので、鋼管が偏冷却となって焼入前の
温度差を発生させ、これが焼入むらや形状悪化の原因と
なシ、そのため良好な品質の＃管を得るための均一焼入
処理ができないという問題があった。

〔発明の目的、構成〕

この発明は前述の問題を有利に解決できる鋼管の外面焼
入方法を提供することを目的とするものであって、この
発明の要旨とするところは、加熱された鋼管１を焼入槽
液２に搬送浸漬して焼入冷却する際に、加熱された鋼管
１が焼入槽液２に着液したとき、外面補助冷却ヘッダー
３から焼入用冷却液を鋼管１の非着液外面に噴射するこ
とを特徴とする鋼管の外面焼入方法にある。

〔実施例〕

次にこの余明を図示の例によって詳細に説明する。

第１図および第２図はこの発明を傾斜型伝動搬送式外面
焼入方法に実施した第１実施例を示すものであって、加
熱された鋼管１は、キツカースキッドによシ横方向へ搬
送されたのち、焼入槽５側へ跳ね出され、次いで傾斜し
た装入スキッド８の上部で待機する装入用ドッグ付きチ
ェノコンベヤ９のドッグ１０の部分で−たん停止したの
ち、前記装入用ドッグ付きチェノコンベヤ９が循環駆動
されて、前記ｍｖ１−ｓ装入用ドッグ付きチェノコンベ
ヤ９の設定速度で装入スキッド８に沿っテ斜め下方に下
降移動され、次いで鋼管１が、装入スキッド８の中間部
の上方および下方に設けられた外面補助冷却ヘッダー３
の間を通過して焼入槽液２に着液し、かつ鋼管１が着液
すると同時に、各外面補助冷却ヘッダー３における多゛
数のノズル１１から焼入用冷却液が鋼管１における挿着
液部の外面全体にわたって噴射され、続いて鋼管１が、
さらに下降移動されて焼入槽液２に没入されたのち、一
対の回転軸１２に間隔をおいて固定されてい不多数のタ
ーニングローラ６に載置される。

次いでロール移動用流体圧シリンダ３６の短縮動作によ
シ長さ調節自在なロッド１３を介して各回転軸７２に嵌
設された支持アーム１４が回動されて、各支持アーム１
４の端部に回転自在に取付けられているクランプロール
７が！’１１（Ｄ上部に押付けられて、各ターニングロ
ーラ６および各クランゾロ−ルアにより鋼管１が定位置
に保持され、続いて駆動装置により回転軸１２およびタ
ーニングローラ６を介してｆＡ４Ｗ１が回転されると共
に、焼入槽液２中において鋼管１の左右両ｇＩ１１に設
けられた外面冷却ヘッダー１８のノズルがら＊ｙｉの外
面に冷却液が噴射されて、銅管１に対する焼入が行なわ
れる。

鋼管１に対する焼入が終了したのち、流体圧シリンダ３
６の伸長動作によ）各支持アーム１４が逆方向に回動さ
れて、各クラン２０−ル７が鋼管１の上部から側方に退
避移動され、次いで搬出用ドッグ付きチェノコンベヤ１
５が循環駆動されて、焼入後の鋼管１が前記搬出用ドッ
グ付きコンベヤ１５のドッグ１６により傾斜した搬出ス
キッド１７に沿って搬出される。

この発明は、＠管１が焼入槽液２に着液したときに、外
ｉＭ助冷却ヘッダー３を用いて銅ｖ　７ｖｃ。

おける挿着液部の外面に焼入用冷却液を噴射することを
特徴とするものであるので、この点について第２図によ
シ詳細に説明する。

＠管長手方向に延長する外面補助冷却ヘッダー３は、装
入スキッド８の中間部の上方に２本設けられると共に、
装入スキッド８の中間部の下方における焼入槽液２の上
部に１本設けられ、かつ各外面補助冷却ヘッダー３にお
ける多数のノズル１１は、焼入槽液２に着液した直後の
鋼管１における非情液部の外面に焼入用冷却液を噴射す
るように配置され、さらに鋼管１が着液する手前の位置
の上方に′位置検出用センサー１９が配置され、その位
置検出用センサー１９により鋼管１の溜液時刻が検知さ
れ、その検知信号によりシーケンサ２゜を介して外面補
助冷却ヘッダー３に対する給液管２１の電動パルプ２２
が開放され、鋼管１の着液とほぼ同時に、各外面補助冷
却ヘッダー３のノズル１１から焼入用冷却液が鋼管１の
非情液部の外面に向かって噴射されることにより、鋼管
１の円周方向温度が均一に保たれる。

なお前述した一連の動作は秒単位のものであるので、鋼
管の溜液時刻を基準に同時もしくはその前後の時間に電
動パルプ２２が動作するように、鋼管の外径、肉厚９回
転数、搬送速度等に応じてシーケンサ２０を調整してお
く。

前記外面補助冷却ヘッダー３に、複数の距離調整用流体
圧シリンダ２５のピストン杆２７が、外面補助冷却ノズ
ル用冷却液ヘッダー２６を介して連結され、前記流体圧
シリンダ２５のシリンダは横梁２４に固定され、着液直
後の鋼管１の外面と外面補助冷却ヘッダー３のノズル１
３との距離は、前記距離調整用流体圧シリンダ２５によ
り外面補助冷却ヘッダー６を鋼管１に向かって進退移動
させることによシ調軒される。

また外面補助冷却ヘッダー３からの屓射＆量は、鋼管の
外径、肉厚１回転数、搬送速度に応じて焼入槽液２から
受ける冷却強度を勘案して、鋼管の周囲に温度差が発生
しないように、水量コントロールパルプ２３によりＰ］
ｗされる。

前記外面補助冷却ヘッダー３の設置数を多くする程、鋼
管の周囲の温度を平均化し易いが、外面補助冷却ヘッダ
ー３の設置数は外面焼入後の鋼管品質や処理する条件に
応じて決定される。また外面補助冷却ヘッダー３に取付
けられるノズル１１の数も、処理条件に応じて決定され
る。

さらにまた、処理条件に応じ−て、前述のように鋼管外
面に対する外面補助冷却ヘッダー３のノズル１１の距離
を調節できるように構成するのが好ましく、また外面補
助冷却ヘッダー３を回動して鋼管１に対するノズル１１
の角度を調節できるように構成するのが好ましい。

第３図および第４図はこの発明を垂直下降式外面焼入方
法に実施した第２実施例を示すものであって、複数の支
持フレーム昇降用流体圧シリンダ２８のピストン杆２９
が支持フレーム３０の下部に固定され、その支持フレー
ム３０の下部には一対の水平な回転軸１２が架設され、
各回転軸１２には多数のターニングロー２６が間隔をお
いて固定され、かつ支持７レーム３Ｑの上部Ｖ？：、複
数の押え部材昇降用流体圧シリンダ３１が固定され、各
流体圧シリンダ３１のピストン杆３２は押え部材３３に
連結され、その押え部材３３に架設された一対の水平な
回転軸３４に多数のクランプロール７が間隔をおいて固
定され、さらに一対の回転軸３４のクランプロール７を
挾んで対向するように配置された外面補助冷却ヘッダー
３に、それぞれ傾斜した複数の距離調整用流体圧シリン
ダ２５におけるピストン杆２７が連結され、その流体圧
シリンダ２５におけるシリンダは支持台３５に固定され
、その支持台３５は支持フレーム３０に架設固定された
横梁２４に固定され、ターニングロー２６に載置された
＃ｖ７の外面と外面補助冷却ヘッダー３のノズル１３と
の距離は、前記距離調整用流体圧シリンダ２５により外
面補助冷却ヘッダー３を鋼管１に向かって進退移動させ
ることにより調整される。

！３図に示すように、加熱された鋼管１はスキッドレー
ル４によりガイドされて各ターニングローラ６の上に搬
送載置され、次いで押え部材昇降用流体圧シリンダ３１
の伸長動作により押え部材３６および各クランプロール
７が下降されて、そのクランゾロ−ルアが銅管１の上面
に押付けられ、前記各ターニングローラ６と各クランプ
ロール７とにより鋼管１が保持されると共に、画転用駆
動装伊によシ回転軸１２およびターニングローラ６を介
して鋼管１が回転されながら、支持フレーム昇降用流体
圧シリンダ２８の短縮動作により、支持フレーム３０お
よびこれによって支持されている各部分が垂直に下降さ
れていく。

第４図に示すように、鋼管１が焼入槽液２に着液した瞬
間るるいはその直前または直後に、各外面補助冷却ヘッ
ダー３のノズル１１がら焼入用冷却液が鋼管１における
非情液部の外面に噴射され、この状態で支持フレーム３
０およびこれにょシ支持されている各部分の垂直下降が
継続されて、鋼管１が焼入槽液２に没入され、そのｇ４
管１に外面焼入れが施こされる。

鋼管７に対する外面焼入れを終了したのち、支持フレー
ム昇降用流体圧シリンダ２８の伸長動作によシ、支持フ
レーム３０およびこれによって支持されている各部分が
上昇移動され、次いで押え部材昇降用流体圧シリンダ３
１の短縮動作によシ押え部材６３を介してクランプロー
ル７が上昇移動されたのち、ターニングローラ６上の焼
入鋼管が搬出される。

次にこの発明を実施じて鋼管に外面焼入れを行なった具
体例について説明する。

外径２４４．５ｍｍ、肉厚１１．９９節、長さ１２７０
０駅の鋼管を、８５０℃で熱処理したのち、第１図およ
び第２図に示す傾斜型転勤搬送式焼入装置へ１．３ｍ／
ｓｅｅ　　の搬送速度で搬送し、鋼管１が焼入槽液２に
着液すると同時に、３列の外面補助冷却ヘッダー３のノ
ズル１１から冷却液を鋼管における非情液部の外面に噴
射し、次いでその鋼管を焼入槽液２に没入させて、鋼管
の外面焼入れを行なった。また前記外面補助冷却ヘッダ
ー３におけるノズル１１のぎツチを７０　ｖｎ　、ノズ
ル水ｔｔ−１個当たＤ　１２−１／ｍｉｎ、噴射時間を
１秒間に設定した。

比較例として、同一サイズの鋼管を、同一温度条件で熱
処理したのち、外面補助冷却ヘッダーを備えていない傾
斜型転動搬送式焼入装置へ同一搬送速度で搬送し、焼入
槽液に没入させて、鋼管の外面焼入れを行なった。

その結果、比較例の場合は焼入後の真円度くずれは約２
％程度であったが、外面補助冷却ヘッダーを使用したこ
の発明の実施例の場合は、真円度くずれが約７％程度で
あシ、焼入品質が極めて良好であった。

この発明を実施する場合、前記流体圧シリンダ２５．２
８．３１．３６としては、空気圧シリンダまたは液圧シ
リンダの何れを使用してもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、加熱された＃４管１を焼入槽液２に
搬送浸漬して焼入冷却する際に、加熱された鋼管１が焼
入槽液２に着液したとき、外面補助冷却ヘッダー６から
焼入用冷却液を鋼管１の非着液外面に噴射するので、鋼
管外面の焼入開始＠度を、簡単な手段によって円周方向
全体にわたって均一化することができ、そのため安定し
た焼入操業ができると共に、外面焼入品質を著しく向上
さ

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の方法を説明するための
概略縦断正面図、第２図は第１図の一部を示す斜視図で
ある。第３図および第４図はこの発明の第２実施例の方
法゛を説明するための概略縦断正面図であって、第６図
は焼入槽液の上方において鋼管を一対のターニングロー
ルに載置した状態を示す概略縦断正面図、第４図は鋼管
の下部を焼入相液に着液させた状態を示す概略縦断正面
図である。７５図は従来の鋼管焼入方法を説明するため
の概略縦断正面図である。 図において、１は鋼管、２は焼入槽液、６は外面？ｉｔ
？助冷却ヘッダー、５は焼入槽、６はターニングローラ
、７はクランプロール、８は装入スキッド、９は装入用
ドッグ付きチェンコンベヤ、１０はドッグ、１１はノズ
ル、７２は励転軸、１６はロッド、１４は支持アーム、
７５は搬出用ドッグ付きチェンコンベヤ、１６はドッグ
、７７は搬出スキッド、１９は位置検出用センサ、２２
は電動、−＊　　Ｉ＋、　　ｉ−Ｑ　　　ＣＪ−＋　　
リＥ　　Ｍｅ　　ｆｌＷ　Ｔｉ？　　ＰＲ８；　Ｉト　
ロ：　　、Ｖ／　　Ｉ＋　　　・−ｊ”　　　　　ｌ”
）　　０は支持フレーム昇降用流体圧シリンダ、３０は
支持７レーム、３１は押え部材昇降用流体圧シリンダ、
３３は押え部材、３６はロール移動用流体圧シリンダで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱された鋼管１を焼入槽液２に搬送浸漬して焼入冷却
   する際に、加熱された鋼管１が焼入槽液２に着液したと
   き、外面補助冷却ヘッダー３から焼入用冷却液を鋼管１
   の非着液外面に噴射することを特徴とする鋼管の外面焼
   入方法。