BR112017016426B1 - Método para têmpera de tubo de aço, aparelho para têmpera de tubo de aço, método para fabricação de tubo de aço e instalação para fabricação de tubo de aço - Google Patents

Método para têmpera de tubo de aço, aparelho para têmpera de tubo de aço, método para fabricação de tubo de aço e instalação para fabricação de tubo de aço Download PDF

Info

Publication number
BR112017016426B1
BR112017016426B1 BR112017016426-4A BR112017016426A BR112017016426B1 BR 112017016426 B1 BR112017016426 B1 BR 112017016426B1 BR 112017016426 A BR112017016426 A BR 112017016426A BR 112017016426 B1 BR112017016426 B1 BR 112017016426B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
steel tube
tube
spray nozzles
steel
steel pipe
Prior art date
Application number
BR112017016426-4A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112017016426A2 (pt
Inventor
Hiroyuki Fukuda
Hideo Kijima
Original Assignee
Jfe Steel Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jfe Steel Corporation filed Critical Jfe Steel Corporation
Publication of BR112017016426A2 publication Critical patent/BR112017016426A2/pt
Publication of BR112017016426B1 publication Critical patent/BR112017016426B1/pt

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/085Cooling or quenching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B23/00Tube-rolling not restricted to methods provided for in only one of groups B21B17/00, B21B19/00, B21B21/00, e.g. combined processes planetary tube rolling, auxiliary arrangements, e.g. lubricating, special tube blanks, continuous casting combined with tube rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203Cooling
    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0233Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/667Quenching devices for spray quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

método para têmpera de tubo de aço, aparelho para têmpera de tubo de aço, método para fabricação de tubo de aço e instalação para fabricação de tubo de aço. trata-se de um método para têmpera e um aparelho para têmpera capaz de produzir tubos de aço que têm qualidade excelente e uniforme por meio de um procedimento simples em que um tubo de aço é resfriado uniforme e rapidamente na direção longitudinal e na direção circunferencial. o movimento nas direções paralelas e nas direções perpendiculares a um eixo de tubo do tubo de aço aquecido é parado e, enquanto se gira o tubo de aço em torno do eixo de tubo, a superfície externa do tubo de aço é pulverizada com água resfriada a partir de pelo menos quatro bocais de pulverização dispostos em um formato helicoidal no exterior do tubo de aço.

Description

CAMPO DA TÉCNICA
[0001] A presente invenção refere-se a um método para têmpera de um tubo de aço em que a têmpera é realizada resfriando-se rapidamente um tubo de aço aquecido, um aparelho para têmpera de um tubo de aço, um método de fabricação de um tubo de aço e uma instalação para fabricação de um tubo de aço.
TÉCNICA ANTERIOR
[0002] Convencionalmente, um tubo de aço (por exemplo, um tubo de aço sem costura, um tubo de aço soldado por resistência elétrica ou similares) tem sido usado em várias aplicações, e as propriedades a serem satisfeitas pelo tubo de aço (por exemplo, resistência, tenacidade e similares) são prescritas correspondendo à aplicação. Um aparelho de têmpera é fornecido juntamente com uma linha de fabricação de tubo de aço, e para obter um tubo de aço que tem propriedades predeterminadas que correspondem à aplicação, têmpera é realizada após o tubo de aço ser fabricado ou no curso de fabricação do tubo de aço.
[0003] Por exemplo, em uma linha de fabricação de tubo de aço sem costura, uma técnica foi desenvolvida em que laminação de perfuração é realizada em trabalho a quente, grãos de cristal são tornados finos realizando-se laminação de alongamento em uma região de temperatura de não recristalização aumentando, desse modo, a tenacidade e, subsequentemente, após a laminação de alongamento ser terminada,têmpera é realizada resfriando-se rapidamente um tubo de aço sem costura à alta temperatura (doravante, tal têmpera é denominado como têmpera direta). Ademais, uma técnica também foi desenvolvida em que um tubo de aço sem costura à alta temperatura descarregado a partir de uma linha de fabricação é resfriado para uma temperatura ambiente e, depois disso, têmpera é realizada reaquecendo-se o tubo de aço por um forno de aquecimento.
[0004] Em relação a um tubo de aço soldado por resistência elétri ca,têmpera é realizada aquecendo-se um tubo de aço soldado por resistência elétrica de uma temperatura ambiente descarregado a partir de uma linha de fabricação por um forno de aquecimento.
[0005] Embora várias técnicas de têmpera tenham sido colocadas em prática dessa maneira, em todas as técnicas de têmpera, reveni- mento é realizado após a têmpera ser realizada de modo a permitir que o tubo de aço adquira propriedades predeterminadas, (isto é, resistência, tenacidade e similares).
[0006] No entanto, mesmo quando uma temperatura de um tubo de aço antes da têmpera é uniforme, no caso em que o tubo de aço não é resfriado rápida e uniformemente de modo que irregularidades de temperatura ocorrem na têmpera, um tubo de aço que tem uniformes propriedades não pode ser obtido. Um tubo de aço que tem irregularidades em propriedades devido à têmpera dificilmente pode eliminar tais irregularidades mesmo quando revenimento é aplicado ao tubo de aço após a têmpera.
[0007] Em vista de tais circunstâncias, ao realizar têmpera de um tubo de aço, uma técnica para resfriar rápida e uniformemente um tubo de aço à alta temperatura foi estudada.
[0008] Por exemplo, a Literatura de Patente 1 revela uma técnica em que, em um estado em que um tubo de aço aquecido é imerso em água, um fluxo de água é gerado em uma direção paralela a um eixo de tubo do tubo de aço (uma direção longitudinal do tubo de aço) permitindo, desse modo, resfriamento rápido uniforme na direção longitu dinal do tubo de aço. No entanto, em tal técnica, é necessário retirar o tubo de aço da água após o resfriamento rápido ser terminado e descarregarágua no tubo de aço. Isto é, demora um longo tempo até que o tubo de aço seja alimentado para uma próxima etapa após o resfriamentorápido ser concluído e consequentemente, o tubo de aço é resfriado por água no tubo de aço durante um período em que a água é descarregada do tubo de aço de modo que é difícil controlar uma temperatura do tubo de aço dentro de uma faixa predeterminada prescrita em associação com uma operação em uma próxima etapa. Ademais,é inevitavelmente necessário instalar um dispositivo (por exemplo, um braço ou similar) para segurar um tubo de aço e imergir o tubo de aço em posição predeterminada na água e, consequentemente, é inevitável que a constituição de um aparelho de têmpera se torne complicada. Ademais, para realizar resfriamento rápido uniforme na direção longitudinal do tubo de aço, é necessário gerar um fluxo de água de alta velocidade e, consequentemente, um custo de instalação é aumentado.
[0009] A Literatura de Patente 2 revela uma técnica em que uma superfície externa e uma superfície interna de um tubo de aço aquecidosão resfriadas rapidamente por água de resfriamento girando-se o tubo de aço para, desse modo, permitir resfriamento rápido uniforme do tubo de aço em uma direção circunferencial. Nessa técnica, no entanto, o tubo de aço não é imerso em água e consequentemente, conforme mostrado na Figura 4, é difícil colocar uma porção superior da superfície interna do tubo de aço 1 em contato com a água de resfriamento 2 e, consequentemente, irregularidades de temperatura ocorrem no tubo de aço 1 em uma direção circunferencial, desse modo, dando origem a irregularidades na qualidade. Ademais, conforme mos-trado na Figura 5, em uma porção de extremidade do tubo de aço 1 em um lado do bocal de pulverização 3, nem a porção superior da su- perfície interna nem uma porção inferior da superfície interna são colocadas em contato com água de resfriamento 2 e, consequentemente, irregularidades de temperatura ocorrem no tubo de aço 1 em uma direção longitudinal de modo que irregularidades na qualidade ocorrem.
[0010] A Literatura de Patente 3 revela uma técnica em que, para resfriar rapidamente uma superfície externa de um tubo de aço aquecido, uma pluralidade de bocais de pulverização são dispostos em uma direção circunferencial do tubo de aço, e um refrigerante é jatea- do na superfície externa do tubo de aço permitindo, desse modo, resfriamentorápido uniforme do tubo de aço na direção circunferencial. No entanto, em tal técnica, conforme descrito na Figura 6, a pluralidade de bocais de pulverização 3 que jateiam o refrigerante são dispostos na mesma circunferência e, consequentemente, uma porção de alta temperatura em formato helicoidal e uma porção de baixa temperatura em formato helicoidal são geradas alternadamente.
[0011] Ademais, com a técnica revelada na Literatura de Patente 3, o resfriamento rápido pode ser realizado enquanto se move o tubo de aço 1 em uma direção longitudinal. Quando é necessário abaixar em grande medida uma temperatura do tubo de aço 1, é necessário assegurar um tempo para resfriamento reduzindo-se uma velocidade de transporte do tubo de aço 1 ou estendendo-se um cabeçote 4 na direção longitudinal do tubo de aço 1 e também estendendo-se uma unidade de transporte (não mostrada no desenho) juntamente com a extensão do cabeçote 4. No entanto, quando a velocidade de transporte do tubo de aço 1 é abaixada, calor é irradiado de uma porção de extremidade posterior do tubo de aço 1 em uma direção de avanço por um tempo longo, e, consequentemente, um refrigerante é jateado após um estado ser provocado em que uma temperatura do tubo de aço 1 cai abaixo de um valor prescrito de uma temperatura para iniciar o resfriamentorápido (doravante, denominada como temperatura de início de resfriamento). Como um resultado, irregularidades na qualidade ocorrem no tubo de aço 1. Por outro lado, quando o cabeçote 4 é estendido, um custo de instalação é aumentado.
[0012] A Literatura de Patente 4 revela uma técnica em que, para resfriar uma superfície externa de um tubo de aço aquecido, uma pluralidade de bocais de pulverização são montados em um cabeçote espiral e água de resfriamento é jateada na superfície externa do tubo de aço permitindo, desse modo, resfriamento rápido uniforme do tubo de aço em uma direção longitudinal. No entanto, em tal técnica, conforme mostrado na Figura 7, uma região em que a água de resfriamento é jateada é limitada e, consequentemente, irregularidades na temperatura ocorrem no tubo de aço 1. Como um resultado, irregularidades na qualidade ocorrem no tubo de aço 1. Mesmo quando um passo do cabeçote espiral 4 é encurtado para expandir a região em que a água de resfriamento é jateada, a descarga suave de água de resfriamento ja- teada na superfície externa do tubo de aço 1 se torna difícil e, consequentemente, irregularidades na temperatura ocorrem da mesma ma-neira. Como um resultado, irregularidades na qualidade ocorrem no tubo de aço 1.
LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE
[0013] PTL 1: Patente Japonesa No 5071537
[0014] PTL 2: Patente Japonesa No 3624680
[0015] PTL 3: Publicação de Pedido de Patente Não Examinado Japonês N° 2005-298861
[0016] PTL 4: Publicação de Pedido de Patente Não Examinado Japonês N° S54-018411
SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO
[0017] A presente invenção foi desenvolvida para superar as des- vantagens da técnica relacionada, e é um objetivo da presente invenção fornecer um método para têmpera de um tubo de aço em que um tubo de aço que tem qualidade excelente e uniforme seja obtido resfriando-serápida e uniformemente o tubo de aço em uma direção longitudinal e em uma direção circunferencial do tubo de aço com o uso de uma unidade simples, um aparelho para têmpera de um tubo de aço, um método de fabricação de um tubo de aço e uma instalação para fabricação de um tubo de aço.
[0018] Os inventores da presente invenção estudaram uma técnica de realizar resfriamento rápido uniforme de um tubo de aço em uma direção longitudinal bem como em uma direção circunferencial jatean- do-se água de resfriamento em uma superfície externa do tubo de aço a partir de bocais de pulverização. Como um resultado de estudo, os inventores constataram que um tubo de aço pode ser resfriado rápida e uniformemente dispondo-se bocais de pulverização apropriadamente e jateando-se água de resfriamento enquanto se gira o tubo de aço em torno de um eixo de tubo.
[0019] A presente invenção foi realizada com base nessa consta tação.
[0020] Isto é, de acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um método para têmpera de um tubo de aço em que os movimentos de um tubo de aço aquecido em uma direção paralela e em uma direção perpendicular a um eixo de tubo do tubo de aço aquecido são parados, e água de resfriamento é jateada em uma superfície externa do tubo de aço a partir de quatro ou mais bocais de pulverização dispostos em espiral em intervalos iguais fora do tubo de aço enquanto se gira o tubo de aço em torno do eixo de tubo. Em tal método de têmpera,é preferencial que o número de bocais de pulverização seja 6 ou mais.
[0021] No método de têmpera da presente invenção, é preferencial que a disposição em espiral de bocais de pulverização seja fornecida em duas ou mais fileiras. Isto é, é preferencial fornecer duas espirais que não se sobreponham entre si. É preferencial que uma velocidade de rotação do tubo de aço seja 5 rpm ou mais e 300 rpm ou menos. É preferencial que a água de resfriamento seja jateada na superfície externa do tubo de aço a partir dos bocais de pulverização posicionados em lados opostos entre si em relação ao eixo de tubo em um plano perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço.
[0022] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é for necido um aparelho para têmpera de um tubo de aço que inclui: dois ou mais rolos giratórios fornecidos para girar um tubo de aço aquecido em torno de um eixo de tubo do tubo de aço; seis ou mais bocais de pulverização dispostos em espiral em intervalos iguais fora do tubo de aço girado pelos rolos giratórios e fornecidos para pulverizar água de resfriamento; e dois ou mais cabeçotes fornecidos para abastecer água de resfriamento para os bocais de pulverização.
[0023] No aparelho de têmpera para a presente invenção, é prefe rencial que os cabeçotes sejam dispostos paralelos ao eixo de tubo, e os bocais de pulverização sejam montados no cabeçote em um passo igual a PSN (mm). Isto é, é preferencial que a pluralidade de cabeçotes que se estendem na direção do eixo de tubo sejam dispostos nos intervalos iguais fora do tubo de aço, e fora dos bocais de pulverização dispostos em espiral, os bocais de pulverização dispostos adjacentes entre si em uma direção paralela ao eixo de tubo sejam montados no mesmo cabeçote. É preferencial que no caso em que n peças de bocais de pulverização são dispostas (n direções), conforme visto em corte transversal, perpendiculares ao eixo de tubo do tubo de aço, o número de fileiras de espirais em que os bocais de pulverização são dispostos seja menor do que n. Quando o número de fileiras da espiral é igual a n, os bocais de pulverização são dispostos na mesma circun- ferência, conforme mostrado na Figura 6, e, consequentemente, uma porção de alta temperatura em formato helicoidal e uma porção de baixa temperatura em formato helicoidal são geradas alternadamente. O número mínimo de fileiras das espirais é 1. Ademais, é preferencial que o rolo giratório seja disposto entre os bocais de pulverização em um passo igual a PRL (mm) em uma direção paralela ao eixo de tubo do tubo de aço, e um valor de PRL satisfaça a relação de PRL (mm) = NXPSN em relação a um número inteiro arbitrário N. É preferencial que o número de fileiras de espirais dos bocais de pulverização seja dois ou mais. É preferencial que os bocais de pulverização sejam dispostos em lados opostos entre si em relação ao eixo de tubo em um plano perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço.
[0024] De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de fabricação de um tubo de aço que inclui uma etapa de têmpera de um tubo de aço pelo método de têmpera mencionado acima.
[0025] De acordo com ainda outro objetivo da presente invenção, é fornecida uma instalação para fabricação de um tubo de aço que inclui o aparelho de têmpera mencionado acima.
EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO
[0026] De acordo com a presente invenção, é possível obter um tubo de aço que tem qualidade excelente e uniforme realizando-se res-friamento rápido uniforme em uma direção longitudinal e em uma direção circunferencial do tubo de aço usando uma unidade simples e, consequentemente, a presente invenção pode conseguir efeitos vantajosos excelentes industrialmente.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0027] A Figura 1 ilustra vistas esquemáticas que mostram um exemplo de uma disposição de bocais de pulverização de um aparelho de têmpera, de acordo com a presente invenção, em que a Figura 1(a) é uma vista em corte transversal da disposição dos bocais de pulverização, e a Figura 1(b) é uma vista lateral da disposição dos bocais de pulverização. Na vista lateral, apenas cabeçotes e bocais posicionados acima e abaixo de um tubo de aço são mostrados e outros cabeçotes e bocais são omitidos do desenho;
[0028] a Figura 2 ilustra vistas esquemáticas que mostram um exemplo de uma disposição de bocais de pulverização de um aparelho de têmpera de acordo com a presente invenção, em que a Figura 2(a) é uma vista em corte transversal da disposição dos bocais de pulverização, e a Figura 2(b) é uma vista lateral da disposição dos bocais de pulverização. Na vista lateral, apenas cabeçotes e bocais posicionados acima e abaixo de um tubo de aço são mostrados e outros cabeçotes e bocais são omitidos do desenho;
[0029] a Figura 3 ilustra vistas esquemáticas de um exemplo em que o tubo de aço é girado no aparelho de têmpera mostrado na Figura 2, em que a Figura 3(a) é uma vista em corte transversal da disposição dos bocais de pulverização, e a Figura 3(b) é uma vista lateral da disposição dos bocais de pulverização. Na vista lateral, apenas cabeçotes e bocais posicionados acima e abaixo de um tubo de aço são mostrados e outros cabeçotes e bocais são omitidos do desenho;
[0030] a Figura 4 é uma vista em corte transversal que mostra es quematicamente um exemplo convencional de água de resfriamento que flui através do interior de um tubo de aço;
[0031] a Figura 5 é uma vista em corte transversal que mostra es quematicamente um exemplo convencional de água de resfriamento que flui através do interior de um tubo de aço;
[0032] a Figura 6 é uma vista lateral que mostra esquematicamen te um exemplo convencional em que água de resfriamento é jateada em uma superfície externa de um tubo de aço. Na Figura 6, apenas cabeçotes e bocais posicionados acima e abaixo de um tubo de aço são mostrados e outros cabeçotes e bocais são omitidos;
[0033] a Figura 7 é uma vista lateral que mostra esquematicamen te um exemplo convencional em que água de resfriamento é jateada em uma superfície externa de um tubo de aço;
[0034] a Figura 8 é uma vista lateral que mostra esquematicamen te um exemplo convencional em que água de resfriamento é jateada em uma superfície externa de um tubo de aço;
[0035] a Figura 9 é uma vista que mostra esquematicamente um exemplo da constituição de uma instalação para fabricação de um tubo de aço sem costura; e
[0036] a Figura 10 é uma vista que mostra esquematicamente um exemplo da constituição de uma instalação para fabricação de tubo de aço soldado por resistência elétrica.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES
[0037] Na presente invenção, um tipo de tubo de aço não é parti cularmente limitado, e o tubo de aço pode ser um tubo de aço sem costura, um tubo de aço soldado por resistência elétrica, um tubo de aço UOE ou similares, por exemplo.
[0038] A Figura 1 ilustra vistas esquemáticas que mostram um exemplo de uma disposição de bocais de pulverização de um aparelho para têmpera de um tubo de aço, de acordo com a presente invenção, em que a Figura 1(a) é uma vista em corte transversal da disposição dos bocais de pulverização tomada ao longo de um plano perpendicular a um eixo de tubo, e a Figura 1(b) é uma vista lateral da disposição dos bocais de pulverização tomada ao longo de um plano paralelo ao eixo de tubo. Nessa modalidade, um exemplo é descrito em que, conforme visto no corte transversal perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço 1, os bocais de pulverização 3 são dispostos fora do tubo de aço 1 em intervalos iguais de 45° (consultar a Figura 1(a)). Esses bocais de pulverização 3 são dispostos em espiral em uma fileira (consul- tar a Figura 1(b)). Consequentemente, o número total de bocais de pulverização 3 é 8 ou mais. Na Figura 1(b), na Figura 2(b) e na Figura 3(b), para explicar a fileira de disposição em espiral de uma maneira simplificada, alguns bocais 3 e alguns cabeçotes 2 em uma direção longitudinal do tubo de aço são mostrados.
[0039] Como o bocal de pulverização 3, é preferencial que um bo cal de pulverização que pode jatear água de resfriamento 2 a um alcance mais amplo do que um diâmetro de uma porta de jateamento seja usado, e os bocais de pulverização 3 sejam dispostos de modo que regiões de jateamento de água de resfriamento 2 se sobreponham entre si em espiral (consultar a Figura 1(a)). O motivo é que, fazendo- se com que a água de resfriamento 2 jateada em um formato de cone (incluindo um formato aproximadamente de cone na presente invenção) se sobreponha uma à outra em espiral, uma taxa de resfriamento suficiente pode ser assegurada e o resfriamento rápido uniforme pode ser realizado girando-se o tubo de aço 1.
[0040] É preferencial que os bocais de pulverização 3 sejam dis postos de modo que um eixo central da porta de jateamento do bocal de pulverização 3 cruza o eixo de tubo do tubo de aço 1 perpendicularmente. O motivo é que, quando a água de resfriamento 2 é jateada em uma direção tangencial do tubo de aço 1 (consultar a Figura 8) ou em uma direção oblíqua (não mostrada no desenho), a eficiência de resfriamento é reduzida, desse modo, dando origem a uma possibilidade de que uma taxa de resfriamento suficiente dificilmente é assegurada.
[0041] Conforme descrito previamente, os bocais de pulverização 3 são dispostos em espiral em intervalos iguais fora do tubo de aço. Consequentemente, a pluralidade de bocais de pulverização 3 são dispostos em uma direção paralela ao eixo de tubo (consultar a Figura 1(b)). Dispondo-se os bocais de pulverização 3 em espiral, as irregula- ridades no resfriamento em uma direção circunferencial do tubo de aço 1 podem ser reduzidas. O arqueamento do tubo de aço 1 provocado por irregularidades no resfriamento na direção circunferencial é disperso na direção circunferencial e, consequentemente, o arqueamento pode ser reduzido por todo o comprimento do tubo de aço 1. É preferencial que os cabeçotes 4 para abastecer água de resfriamento 2 para os bocais de pulverização 3 sejam formados em um formato de tubo aproximadamente reto e sejam dispostos paralelos ao eixo de tubo. O motivo é que quando o cabeçote 4 é disposto em espiral, a resistência de água de resfriamento 2 que flui através do cabeçote 4 é aumentada e, consequentemente, uma pressão e uma taxa de fluxo de água de resfriamento 2 jateada a partir do bocal de pulverização 3 são mudadas. Formando-se o cabeçote 4 em um formato de tubo aproximadamente reto e dispondo-se o cabeçote 4 paralelo ao eixo de tubo, é desnecessário preparar um cabeçote em formato helicoidal ou em formato espiral e, consequentemente, também é possível conter um custo de instalação a um custo baixo. Dispondo-se os bocais de pulverização 3 em intervalos iguais na direção paralela ao eixo de tubo, o tubo de aço 1 pode ser resfriado rápida e uniformemente em uma direção longitudinal do tubo de aço 1. Ademais, mesmo quando um passo longitudinal dos bocais de pulverização 3 é encurtado, comparado ao caso em que o cabeçote 4 é disposto em um formato helicoidal ou em um formato espiral, é possível assegurar um espaço entre os respectivoscabeçotes 4 e, consequentemente, a água após o resfriamento cai de modo que a uniformidade de resfriamento na direção circunferenci- al pode ser melhorada adicionalmente.
[0042] Com essa configuração, os movimentos do tubo de aço 1 em uma direção paralela e em uma direção perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço 1 são parados em uma posição predeterminada e o resfriamento rápido pode ser realizado enquanto se gira o tubo de aço 1 em torno do eixo de tubo. Como um resultado, o tubo de aço 1 pode ser resfriado por todo o comprimento simultaneamente. Ademais, é desnecessário instalar um cabeçote ou uma unidade de transporte que tem um comprimento excessivamente grande e, consequentemente, o resfriamento rápido uniforme pode ser realizado na direção longitudinal e na direção circunferencial do tubo de aço 1 usando uma unidade simples. Na presente invenção, "movimentos do tubo de aço 1 em uma direção paralela e em uma direção perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço 1 são parados em uma posição predeterminada"significa que o tubo de aço não é movido positivamente na direção do eixo de tubo e na direção perpendicular à direção do eixo de tubo quando o tubo de aço é resfriado rapidamente. Vibrações do tubo de aço geradas devido à rotação do tubo de aço em torno do eixo de tubo e movimentos não intencionais inevitáveis do tubo de aço na direção do eixo de tubo e na direção perpendicular à direção do eixo de tubo que podem ser gerados devido a tais vibrações são incluídos em um estado de "movimentos do tubo de aço 1 em uma direção paralela e em uma direção perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço 1 são parados em uma posição predeterminada".
[0043] Quando uma velocidade de rotação do tubo de aço 1 é ex cessivamente pequena, há uma possibilidade de que a eliminação de irregularidades na temperatura na direção circunferencial do tubo de aço se torne difícil. Por outro lado, quando a velocidade de rotação do tubo de aço 1 é excessivamente grande, há uma possibilidade de que o tubo de aço 1 salte do aparelho de têmpera. Consequentemente, é desejável definir a velocidade de rotação do tubo de aço 1 para um valor que seja abrangido em uma faixa de 5 rpm ou mais a 300 rpm ou menos. De um ponto de vista de suprimir irregularidades na temperatura em uma direção circunferencial do tubo de aço, é mais desejável que a velocidade de rotação seja 10 rpm ou mais. É mais preferencial que a velocidade de rotação seja 30 rpm ou mais. É ainda adicionalmente preferencial que a velocidade de rotação seja 50 rpm ou mais. De um ponto de vista de reduzir adicionalmente uma possibilidade de que o tubo de aço salte de um aparelho de têmpera suprimindo-se vibrações excessivas quando o tubo de aço gira em torno do eixo de tubo, é mais preferencial que a velocidade de rotação seja menor do que 300 rpm e é adicionalmente preferencial que a velocidade de rotação seja 250 rpm ou menos. É ainda adicionalmente preferencial que a velocidade de rotação seja 200 rpm ou menos.
[0044] A Figura 2 ilustra vistas esquemáticas que mostram um exemplo de uma disposição de bocais de pulverização de um aparelho para têmpera de um tubo de aço, de acordo com a presente invenção, em que a Figura 2(a) é uma vista em corte transversal da disposição dos bocais de pulverização tomada ao longo de um plano perpendicular a um eixo de tubo, e a Figura 2(b) é uma vista lateral da disposição dos bocais de pulverização tomada ao longo de um plano paralelo ao eixo de tubo. Nessa modalidade, um exemplo é descrito em que, conforme visto no corte transversal perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço 1, seis bocais de pulverização 3 são dispostos fora do tubo de aço 1 em intervalos iguais de 60° (consultar a Figura 2(a)). Esses bocais de pulverização 3 são dispostos em espiral em duas fileiras (consultar a Figura 2(b)). Consequentemente, o número total de bocais de pulverização 3 é 24 ou mais. Na Figura 2(a) e na Figura 2(b), as espirais em duas fileiras têm a relação posicional em que as espirais não se sobrepõem. Consequentemente, os bocais de pulverização 3 dispostos adjacentes entre si no cabeçote 4 formam espirais diferentes alternadamente. Definindo-se o número de fileiras de disposições em espiral para dois ou mais, as irregularidades na temperatura na direção circunferencial podem ser reduzidas adicionalmente.
[0045] Conforme mostrado na Figura 2, também em um aparelho de têmpera em que os bocais de pulverização 3 são dispostos em fileiras, como já foi descrito em referência à Figura 1, é preferencial usar bocais de pulverização 3 que jateiam água de resfriamento 2 em um formato cônico e dispor os bocais de pulverização 3 de modo que um eixo central de uma porta de jateamento do bocal de pulverização cruze com um eixo de tubo do tubo de aço 1 perpendicularmente. É preferencial que os cabeçotes 4 para abastecer água de resfriamento 2 para esses bocais de pulverização 3 sejam dispostos paralelos ao eixo de tubo. Ademais, de um ponto de vista de reduzir arqueamento do tubo de aço na direção longitudinal do tubo de aço melhorando-se a uniformidade de resfriamento na direção circunferencial, é preferencial que, em um plano perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço, os bocais de pulverização sejam dispostos em posições em lados opostos entre si em relação ao eixo de tubo, isto é, os bocais de pulverização formem pares em uma maneira oposta com o eixo de tubo interposto entre os mesmos. Ademais, ao realizar resfriamento rápido enquanto se gira o tubo de aço 1, da mesma maneira como o caso mostrado na Figura 1 e descrito previamente, é preferencial definir uma velocidade de rotação do tubo de aço 1 para 5 rpm ou mais e para 300 rpm ou menos. Isto é, a modalidade descrita previamente em referênciaà Figura 1 também pode ser adotada pelo caso mostrado na Figura 2. Na Figura 2, é possível jatear água de resfriamento para uma superfície externa do tubo de aço 1 a partir dos bocais de pulverização 3 dispostos em lados opostos entre si em relação ao eixo de tubo em um plano perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço 1 (isto é, dispostos distantes entre si por 180° em relação ao eixo de tubo).
[0046] A Figura 3 ilustra vistas que mostram esquematicamente um exemplo em que os rolos giratórios são dispostos no aparelho para têmpera de um tubo de aço mostrado na Figura 2 e o tubo de aço é girado, em que a Figura 3(a) é uma vista em corte transversal da dis- posição dos bocais de pulverização, e a Figura 3(b) é uma vista lateral da disposição dos bocais de pulverização. Nesse exemplo, um par de (isto é, dois) rolos giratórios 5 é disposto em corte transversal perpendicular a um eixo de tubo do tubo de aço 1, e o tubo de aço 1 é girado colocando-se o tubo de aço 1 nos rolos giratórios 5 (consultar a Figura 3(a)). É difícil colocar o tubo de aço 1 nos rolos giratórios 5 quando apenas um par de rolos giratórios 5 é usado e, consequentemente, dois ou mais pares de rolos giratórios 5 são dispostos em um passo igual em uma direção paralela ao eixo de tubo do tubo de aço 1 (consultar a Figura 3(b)).
[0047] Assumindo-se um passo dos rolos giratórios 5 como PRL (mm) e um passo dos bocais de pulverização 3 dispostos no cabeçote 4 como PSN (mm), é preferencial dispor os rolos giratórios 5 de modo que a fórmula (1) a seguir seja satisfeita. Na fórmula (1), N é um número inteiro arbitrário. N pode ser selecionado adequadamente correspondendo a um comprimento de água de resfriamento 2 em uma direção do eixo de tubo ou uma capacidade de giro dos rolos giratórios 5 que giram o tubo de aço. Quando N se torna excessivamente grande, a capacidade de giro exigida para cada rolo giratório 5 se torna excessivamente grande e consequentemente, um custo de instalação é aumentado. Consequentemente, é preferencial definir N para 5 ou menos. Ademais, quanto maior é o número de rolos giratórios 5, mais estável a rotação do tubo de aço se torna. Consequentemente, um limite inferior de N é 1. PRL = NXPSN -(1)
[0048] Definindo-se o passo PRL dos rolos giratórios 5 e o passo PSN dos bocais de pulverização 3 de modo que esses passos satisfaçam a fórmula (1), conforme mostrado na Figura 3(b), os rolos giratórios 5 podem ser dispostos em posições em que as regiões de jatea- mento de água de resfriamento 2 se sobreponham entre si. Na dispo- sição mostrada na Figura 3(b), os rolos 5 são posicionados no centro do passo PSN dos bocais de pulverização 3. Como um resultado, a água de resfriamento 2 flui suavemente sem interferir com os rolos giratórios 5 e consequentemente, um efeito de impedir irregularidades na temperatura é melhorado adicionalmente.
[0049] Além disso, no caso em que os rolos giratórios são dispos tos no aparelho para têmpera de um tubo de aço mostrado na Figura 1 (não mostrado no desenho), é preferencial que o passo PRL dos rolos giratórios 5 e o passo PSN dos bocais de pulverização 3 sejam definidos de modo que esses passos satisfaçam a fórmula (1).
[0050] Na presente invenção, é preferencial que 2 a 32 bocais de pulverização sejam dispostos em intervalos iguais em um corte transversal perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço. É mais preferencial que 4 a 16 bocais de pulverização sejam dispostos em intervalos iguais em um corte transversal perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço.
[0051] Na presente invenção, o número de bocais de pulverização pode ser selecionado adequadamente correspondendo a um comprimento de um tubo de aço a ser resfriado. Por exemplo, quando um comprimento de um tubo de aço é 4 a 8 m, é preferencial definir o número de bocais de pulverização para 8 a 1280.
[0052] Fabricando-se um tubo de aço usando o método para têm pera de um tubo de aço de acordo com a presente invenção, um tubo de aço pode ser resfriado mais uniformemente do que a técnica anterior no tempo de têmpera e, consequentemente, a uniformidade de um material de um tubo de aço também pode ser melhorada. Consequentemente, o método para têmpera de um tubo de aço de acordo com a presente invenção é desejável.
[0053] Um método de fabricação de um tubo de aço de acordo com a presente invenção tem uma característica técnica na etapa mencionada acima de têmpera do tubo de aço. Consequentemente, outras etapas podem ser selecionadas adequadamente levando-se em conta condições, propriedades e similares de um tubo de aço a ser fabricado.
[0054] Por exemplo, no caso de fabricação de um tubo de aço sem costura, o tubo de aço sem costura pode ser fabricado através de uma etapa de laminação de perfuração, uma etapa de laminação de alongamento, uma etapa de tratamento térmico e similares.
[0055] Por exemplo, no caso de fabricação de um tubo de aço sol dado por resistência elétrica, o tubo de aço soldado por resistência elétrica pode ser fabricado através de uma etapa de desbobinação, uma etapa de conformação, uma etapa de soldagem, uma etapa de tratamento térmico e similares.
[0056] Fabricando-se um tubo de aço usando uma instalação para fabricação de um tubo de aço que inclui o aparelho para têmpera de um tubo de aço, de acordo com a presente invenção, o tubo de aço pode ser resfriado mais uniformemente do que a técnica anterior e, consequentemente, no tempo de têmpera, a uniformidade de um material do tubo de aço também pode ser melhorada. Consequentemente, tal fabricação do tubo de aço é preferencial. A instalação para fabricação de um tubo de aço de acordo com a presente invenção tem a característica técnica no aparelho mencionado acima para a fabricação de um tubo de aço. Consequentemente, outros aparelhos podem ser selecionados adequadamente levando-se em conta as condições, propriedades e similares de um tubo de aço a ser fabricado.
[0057] Por exemplo, quando um tubo de aço sem costura é fabri cado, conforme mostrado na Figura 9, o aparelho para fabricação de um tubo de aço inclui um forno de aquecimento, um laminador mandri- lador, um laminador de alongamento e similares além do aparelho de têmpera da presente invenção.
[0058] Ademais, por exemplo, quando um tubo de aço soldado por resistência elétrica é fabricado, conforme mostrado na Figura 10, um aparelho para fabricação de um tubo de aço inclui um desbobinador, um aparelho de conformação, um soldador, um forno de aquecimento e similares além do aparelho de têmpera da presente invenção.
EXEMPLOS
[0059] Exemplos da presente invenção são descritos doravante. No entanto, o escopo técnico da presente invenção não é limitado pelos exemplos a seguir.
[0060] Um teste de simulação de têmpera direto foi realizado de uma maneira que um tubo de aço sem costura (diâmetro externo: 210 mm, diâmetro interno: 130 mm, espessura do tubo: 40 mm, comprimento do tubo: 8 m) foi produzido aplicando-se laminação de perfuração em um tarugo aquecido por um forno de aquecimento usando uma máquina de teste perfuradora e, subsequentemente, o tubo de aço sem costura foi resfriado rapidamente jateando-se água de resfriamento (temperatura de início de resfriamento: 1150°C, temperatura de parada de resfriamento: 850°C).
[0061] Doravante, as etapas do teste de simulação são descritas. Em todos os exemplos, a densidade de quantidade de água de água de resfriamento foi definida como 1m3/(m2-min.) e outras condições definidas foram definidas conforme mostrado na Tabela 1. TABELA 1
Figure img0001
Figure img0002
[0062] O exemplo 1 da presente invenção é um exemplo em que os bocais de pulverização foram dispostos em intervalos de 90° como visto em corte transversal perpendicular a um eixo de tubo de um tubo de aço em espiral em uma fileira, e o tubo de aço foi resfriado rapidamente jateando-se água de resfriamento em uma superfície externa do tubo de aço enquanto se girava o tubo de aço. Uma velocidade de rotação do tubo de aço foi definida como 10 rpm, e o número total de bocais de pulverização dispostos foi definido como 112 de modo que um passo PRL de rolos giratórios e um passo PSN (= 300 mm) dos bocais de pulverização não satisfazem a fórmula (1) (isto é, os rolos giratórios e a água de resfriamento interferem entre si). Após o resfriamento rápido ser parado, uma temperatura de um tubo de aço sem costura foi medida (8 locais na direção circunferencial e 4 locais na direção longitudinal) usando termômetros infravermelhos. A diferença entre um valor máximo e um valor mínimo também é mostrada na Tabela 1 como desvio de temperatura. Conforme mostrado na Tabela 1, o desvio de temperatura no exemplo 1 da presente invenção é 18°C na direção longitudinal e 17°C na direção circunferencial. Isto é, irregularidades na temperatura foram suprimidas para um valor que fica dentro de uma faixa admissível para obter propriedades uniformes (qualificadas quando o desvio de temperatura na direção longitudinal é 40°C ou abaixo, qualificadas quando o desvio de temperatura na direção cir- cunferencial é 20°C ou abaixo).
[0063] O exemplo 2 da presente invenção é um exemplo em que os bocais de pulverização foram dispostos em intervalos de 60° como visto em corte transversal perpendicular a um eixo de tubo de um tubo de aço em espiral em uma fileira, e o tubo de aço foi resfriado rapidamente jateando-se água de resfriamento em uma superfície externa do tubo de aço enquanto se girava o tubo de aço. Uma velocidade de rotação do tubo de aço foi definida como 10 rpm, e o número total de bocais de pulverização dispostos foi definido como 168 de modo que um passo PRL de rolos giratórios e um passo PSN (= 300 mm) dos bocais de pulverização não satisfazem a fórmula (1). Como um resultado, o desvio de temperatura após o resfriamento rápido foi de 14°C na direção longitudinal e foi de 17°C na direção circunferencial. Uma vez que o número de bocais de pulverização foi aumentado no exemplo 2 da presente invenção, as irregularidades na temperatura na direção longitudinal foram reduzidas comparado ao exemplo 1 da presente in-venção.
[0064] O exemplo 3 da presente invenção é um exemplo em que os bocais de pulverização foram dispostos em intervalos de 45° como visto em corte transversal perpendicular a um eixo de tubo de um tubo de aço em espiral em uma fileira, e o tubo de aço foi resfriado rapidamente jateando-se água de resfriamento em uma superfície externa do tubo de aço enquanto se girava o tubo de aço. Uma velocidade de rotação do tubo de aço foi definida como 10 rpm, e o número total de bocais de pulverização dispostos foi definido como 224 de modo que um passo PRL de rolos giratórios e um passo PSN (= 300 mm) dos bocais de pulverização não satisfazem a fórmula (1). Como um resultado, o desvio de temperatura após o resfriamento rápido foi de 12°C na direção longitudinal e foi de 17°C na direção circunferencial. Uma vez que os bocais de pulverização foram dispostos densamente aumentando-se adicionalmente o número de bocais de pulverização no exemplo 3 da presente invenção, as irregularidades na temperatura na direção longitudinal foram reduzidas em comparação com o exemplo 2 da presente invenção.
[0065] O exemplo 4 da presente invenção é um exemplo em que os bocais de pulverização foram dispostos em intervalos de 90° como visto em corte transversal perpendicular a um eixo de tubo de um tubo de aço em espiral em uma fileira, e o tubo de aço foi resfriado rapida- mente jateando-se água de resfriamento em uma superfície externa do tubo de aço enquanto se girava o tubo de aço. Uma velocidade de ro-tação do tubo de aço foi definida como 30 rpm, e o número total de bocais de pulverização dispostos foi definido como 112 de modo que um passo PRL de rolos giratórios e um passo PSN (= 300 mm) dos bocais de pulverização não satisfazem a fórmula (1). Como um resultado, o desvio de temperatura após o resfriamento rápido foi de 14°C na direção longitudinal e foi de 13°C na direção circunferencial. Uma vez que uma velocidade de rotação de um tubo de aço foi aumentada no exemplo 4 da presente invenção, as irregularidades na temperatura na direção longitudinal bem como na direção circunferencial foram reduzidas comparado ao exemplo 1 da presente invenção.
[0066] O exemplo 5 da presente invenção é um exemplo em que os bocais de pulverização foram dispostos em intervalos de 90° como visto em corte transversal perpendicular a um eixo de tubo de um tubo de aço em espiral em duas fileiras. Os bocais de pulverização das res-pectivas espirais são dispostos de modo que os bocais de pulverização sejam voltados um para o outro em relação ao eixo de tubo do tubo de aço em um plano perpendicular ao eixo de tubo, e essa disposição é repetida na direção longitudinal. O exemplo 5 da presente invenção é um exemplo em que o tubo de aço foi resfriado rapidamente ja- teando-se água de resfriamento em uma superfície externa do tubo de aço enquanto se girava o tubo de aço sob tais condições. Em outras palavras, o exemplo 5 da presente invenção é um exemplo em que os bocais de pulverização foram dispostos em posições opostas entre si em relação ao eixo de tubo em um plano que é perpendicular à direção do eixo de tubo do tubo de aço e inclui os bocais de pulverização. Uma velocidade de rotação do tubo de aço foi definida como 30 rpm, e o número total de bocais de pulverização dispostos foi definido como 112 de modo que um passo PRL de rolos giratórios e um passo PSN (= 300 mm) dos bocais de pulverização não satisfazem a fórmula (1). Como um resultado, o desvio de temperatura após o resfriamento rápido foi de 14°C na direção longitudinal e foi de 10°C na direção cir- cunferencial. Uma vez que os bocais de pulverização dispostos em espiral em duas fileiras foram dispostos mais apropriadamente e a velocidade de rotação do tubo de aço foi aumentada no exemplo 5 da presente invenção, o arqueamento do tubo de aço após o resfriamento foi reduzido comparado ao exemplo 1 da presente invenção.
[0067] O exemplo 6 da presente invenção é um exemplo em que os bocais de pulverização foram dispostos em intervalos de 90° como visto em corte transversal perpendicular a um eixo de tubo de um tubo de aço em espiral em duas fileiras, os bocais de pulverização das res-pectivas espirais são dispostos de modo que os bocais de pulverização sejam voltados um para o outro em relação ao eixo de tubo do tubo de aço em um plano perpendicular ao eixo de tubo, e essa disposição é repetida na direção longitudinal. Uma velocidade de rotação do tubo de aço foi definida como 30 rpm, e o número total de bocais de pulverização dispostos foi definido como 112 de modo que um passo PRL (= 900 mm) de rolos giratórios para girar o tubo de aço e um passo PSN (= 300 mm) dos bocais de pulverização satisfazem a fórmula (1) (isto é, os rolos giratórios e a água de resfriamento não interferem entre si). Como um resultado, o desvio de temperatura após o resfriamento rápido foi de 10°C na direção longitudinal e foi de 11°C na direção circunferencial. Uma vez que os rolos giratórios e a água de resfriamento não interferem entre si no exemplo 6 da presente invenção, as irregularidades na temperatura na direção longitudinal foram reduzidas comparado ao exemplo 5 da presente invenção.
[0068] O exemplo 7 da presente invenção é um exemplo em que os bocais de pulverização foram dispostos em intervalos de 60° como visto em corte transversal perpendicular a um eixo de tubo de um tubo de aço em espiral em três fileiras, e o tubo de aço foi resfriado rapida-mente jateando-se água de resfriamento em uma superfície externa do tubo de aço enquanto se girava o tubo de aço. Uma velocidade de ro-tação do tubo de aço foi definida como 60 rpm, e o número total de bocais de pulverização dispostos foi definido como 168 de modo que um passo PRL (= 1200 mm) dos rolos giratórios e um passo PSN (= 300 mm) dos bocais de pulverização satisfazem a fórmula (1). Como um resultado, o desvio de temperatura após o resfriamento rápido foi de 8°C na direção longitudinal e foi de 7°C na direção circunferencial. Uma vez que os bocais de pulverização são dispostos densamente aumentando-se o número de bocais de pulverização e uma velocidade de rotação de um tubo de aço foi aumentada no exemplo 7 da presente invenção, as irregularidades na temperatura na direção longitudinal bem como na direção circunferencial foram reduzidas comparado ao exemplo 6 da presente invenção.
[0069] O exemplo 8 da presente invenção é um exemplo em que os bocais de pulverização foram dispostos em intervalos de 45° como visto em corte transversal perpendicular a um eixo de tubo de um tubo de aço em espiral em quatro fileiras, e o tubo de aço foi resfriado rapi-damente jateando-se água de resfriamento em uma superfície externa do tubo de aço enquanto se girava o tubo de aço. Uma velocidade de rotação do tubo de aço foi definida como 200 rpm, e o número total de bocais de pulverização dispostos foi definido como 224 de modo que um passo PRL (= 1200 mm) dos rolos giratórios e um passo PSN (= 300 mm) dos bocais de pulverização satisfazem a fórmula (1). Como um resultado, o desvio de temperatura após o resfriamento rápido foi 5°C na direção longitudinal e foi 3°C na direção circunferencial. Uma vez que os bocais de pulverização são dispostos densamente aumentando-se adicionalmente o número de bocais de pulverização e uma velocidade de rotação de um tubo de aço foi aumentada adicionalmente no exemplo 8 da presente invenção, as irregularidades na temperatura na direção longitudinal bem como na direção circunferencial foram reduzidas comparado ao exemplo 7 da presente invenção.
[0070] O exemplo de comparação 1 é um exemplo em que uma superfície interna de um tubo de aço é resfriada rapidamente fazendo- se água de resfriamento fluir através do tubo de aço (consultar a Figura 4 e a Figura 5). Nesse exemplo, embora o tubo de aço tenha sido girado, a água de resfriamento não foi colocada em contato com uma porção superior da superfície interna, e a água de resfriamento não foi colocada em contato com uma superfície interna de uma porção de extremidade de tubo em um lado em que a água de resfriamento flui dentro do tubo de aço. Consequentemente, o desvio de temperatura após o resfriamento rápido foi 150°C na direção longitudinal e foi 25°C na direção circunferencial. Isto é, as irregularidades na temperatura foram aumentadas em grande medida comparado aos exemplos 1 a 8 da presente invenção.
[0071] O exemplo de comparação 2 é um exemplo em que os bo cais de pulverização são dispostos em intervalos de 45° na mesma circunferência em corte transversal perpendicular a um eixo de tubo de um tubo de aço, e 224 bocais de pulverização no total foram dispostos ao longo de uma direção longitudinal do tubo de aço (consultar a Figura 6). Nesse exemplo, uma porção de alta temperatura em formato helicoidal e uma porção de baixa temperatura em formato helicoidal foram geradas alternadamente. Consequentemente, o desvio de temperatura após o resfriamento rápido foi 48°C na direção longitudinal e foi 22°C na direção circunferencial. Isto é, as irregularidades na temperatura foram aumentadas em grande medida comparado aos exemplos 1 a 8 da presente invenção. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 1: tubo de aço 2: água de resfriamento 3: bocal de pulverização 4: cabeçote 5: rolo giratório

Claims (11)

1. Método para têmpera de um tubo de aço (1) em que os movimentos de um tubo de aço aquecido em uma direção paralela e em uma direção perpendicular a um eixo de tubo do tubo de aço (1) são parados, caracterizado pelo fato de que a água de resfriamento (2) é jateada em uma superfície externa do tubo de aço (1) a partir de seis ou mais bocais de pulverização (3) dispostos em formato helicoidal em intervalos iguais fora do tubo de aço (1) enquanto se gira o tubo de aço (1) em torno do eixo de tubo.
2. Método para têmpera de um tubo de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma disposição helicoidal dos bocais de pulverização (3) é fornecida em duas ou mais fileiras.
3. Método para têmpera de um tubo de aço, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que água de resfriamento (2) é jateada na superfície externa do tubo de aço (1) a partir dos bocais de pulverização (3) posicionados em lados opostos entre si em relação ao eixo de tubo em um plano perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço (1).
4. Método para têmpera de um tubo de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma velocidade de rotação do tubo de aço (1) é 5 rpm ou mais e 300 rpm ou menos.
5. Aparelho para têmpera de um tubo de aço caracterizado pelo fato de que compreende: dois ou mais rolos giratórios (5) fornecidos para girar um tubo de aço aquecido em torno de um eixo de tubo do tubo de aço (1); e dois ou mais cabeçotes (4) fornecidos para abastecer água de resfriamento (2) para os bocais de pulverização (3); caracterizado pelo fato de que o aparelho compreende ainda: seis ou mais bocais de pulverização (3) dispostos em formato helicoidal em intervalos iguais fora do tubo de aço (1) girado pelos rolos giratórios (5) e fornecidos para pulverizar água de resfriamento (2).
6. Aparelho para têmpera de um tubo de aço, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os cabeçotes (4) são dispostos paralelos ao eixo de tubo, e os bocais de pulverização (3) são montados no cabeçote (4) em um passo igual a PSN (mm).
7. Aparelho para têmpera de um tubo de aço, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o rolo giratório (5) é disposto entre os bocais de pulverização (3) em um passo igual a PRL (mm) em uma direção paralela ao eixo de tubo do tubo de aço (1), e um valor de PRL satisfaz a relação de PRL (mm) =N XPSN em relação a um número inteiro arbitrário N.
8. Aparelho para têmpera de um tubo de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que o número de fileiras de helicoidaisdos bocais de pulverização (3) é definido como dois ou mais.
9. Aparelho para têmpera de um tubo de aço, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os bocais de pulverização (3) são dispostos em lados opos-tos entre si em relação ao eixo de tubo em um plano perpendicular ao eixo de tubo do tubo de aço (1).
10. Método de fabricação de um tubo de aço caracterizado pelo fato de que inclui uma etapa de têmpera de um tubo de aço (1) pelo método para têmpera de um tubo de aço (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4.
11. Instalação para fabricação de um tubo de aço caracteri-zada pelo fato de que inclui o aparelho para têmpera de um tubo de aço (1) descrito como definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 9.
BR112017016426-4A 2015-02-06 2016-01-06 Método para têmpera de tubo de aço, aparelho para têmpera de tubo de aço, método para fabricação de tubo de aço e instalação para fabricação de tubo de aço BR112017016426B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-022230 2015-02-06
JP2015022230 2015-02-06
PCT/JP2016/000030 WO2016125425A1 (ja) 2015-02-06 2016-01-06 鋼管の焼入れ方法、鋼管の焼入れ装置、鋼管の製造方法および鋼管の製造設備

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112017016426A2 BR112017016426A2 (pt) 2018-04-10
BR112017016426B1 true BR112017016426B1 (pt) 2021-08-03

Family

ID=56563782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112017016426-4A BR112017016426B1 (pt) 2015-02-06 2016-01-06 Método para têmpera de tubo de aço, aparelho para têmpera de tubo de aço, método para fabricação de tubo de aço e instalação para fabricação de tubo de aço

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11230747B2 (pt)
EP (1) EP3255160B1 (pt)
JP (1) JP6098773B2 (pt)
CN (1) CN107250393B (pt)
AR (1) AR103621A1 (pt)
BR (1) BR112017016426B1 (pt)
MX (1) MX2017009970A (pt)
WO (1) WO2016125425A1 (pt)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112020011970B1 (pt) * 2017-12-19 2023-09-26 Jfe Steel Corporation Método para têmpera de tubo de aço, equipamento para têmpera de tubo de aço, e método de fabricação de tubo de aço
DE102019205724A1 (de) 2019-04-18 2020-10-22 Sms Group Gmbh Kühlvorrichtung für nahtlose Stahlrohre
CN115532855B (zh) * 2022-10-10 2024-01-09 江苏东方成套设备制造集团有限公司 一种连续穿水冷却装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2776230A (en) * 1951-10-22 1957-01-01 United States Steel Corp Method and apparatus for quenching pipe
US2879192A (en) * 1957-03-07 1959-03-24 Gogan Joseph Method and apparatus for differential quenching
US3189490A (en) * 1962-11-05 1965-06-15 United States Steel Corp Method and apparatus for quenching pipe
US3407099A (en) * 1965-10-22 1968-10-22 United States Steel Corp Method and apparatus for spraying liquids on the surface of cylindrical articles
US3671028A (en) * 1971-01-18 1972-06-20 Midland Ross Corp Quench system for pipes
US3889507A (en) * 1973-11-15 1975-06-17 Bethlehem Steel Corp Apparatus for cooling a steel member while being rolled on a continuous hot-rolling mill
US3997376A (en) * 1974-06-19 1976-12-14 Midland-Ross Corporation Spray mist cooling method
DE2704127A1 (de) * 1977-01-28 1978-08-03 Mannesmann Ag Verfahren und anlage zum schnellkuehlen von rund- und brammenstraengen
JPS5418411A (en) 1977-07-11 1979-02-10 Kawasaki Steel Co Steel quenching apparatus
SE437675B (sv) * 1981-05-14 1985-03-11 Asea Ab Kylanordning for avlanga kroppar
US4834344A (en) 1987-02-20 1989-05-30 Surface Combustion, Inc. Apparatus for inside-outside tube quenching
JP2748219B2 (ja) 1993-08-03 1998-05-06 富士電子工業株式会社 棒状ワークの高周波移動焼入方法および装置
JP3624680B2 (ja) 1998-03-24 2005-03-02 住友金属工業株式会社 鋼管の内外面の冷却方法および内外面冷却装置
JP2005298861A (ja) 2004-04-08 2005-10-27 Nippon Steel Corp 鋼管の冷却方法および冷却装置
JP5071537B2 (ja) 2010-09-02 2012-11-14 住友金属工業株式会社 鋼管の焼入れ方法およびそれを用いた鋼管の製造方法
BR112013022381B1 (pt) * 2011-03-18 2019-01-15 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation método de têmpera para tubo de aço
JP6192463B2 (ja) 2013-09-26 2017-09-06 富士電子工業株式会社 熱処理方法
US20170283898A1 (en) * 2014-09-01 2017-10-05 Sms Group S.P.A. Apparatus and method for quenching rods and tubes

Also Published As

Publication number Publication date
US11230747B2 (en) 2022-01-25
CN107250393B (zh) 2020-04-03
JPWO2016125425A1 (ja) 2017-04-27
CN107250393A (zh) 2017-10-13
AR103621A1 (es) 2017-05-24
EP3255160B1 (en) 2019-10-02
EP3255160A1 (en) 2017-12-13
MX2017009970A (es) 2017-10-19
JP6098773B2 (ja) 2017-03-22
WO2016125425A1 (ja) 2016-08-11
US20170349965A1 (en) 2017-12-07
EP3255160A4 (en) 2018-01-10
BR112017016426A2 (pt) 2018-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112017016426B1 (pt) Método para têmpera de tubo de aço, aparelho para têmpera de tubo de aço, método para fabricação de tubo de aço e instalação para fabricação de tubo de aço
US10422014B2 (en) Heat-treatment device and heat-treatment method
US3229489A (en) Process and apparatus for bending tubes
CN106269931A (zh) 一种热轧无缝钢管在线连续冷却的方法
JP4338282B2 (ja) 高温加熱された長尺鋼管の均一冷却装置および冷却方法
JP5910278B2 (ja) 光ファイバの製造方法
JP2008261018A (ja) 鋼管の冷却方法及び冷却装置
CN211052166U (zh) 用于中小口径热轧无缝钢管的在线控制冷却装置
ES2719980T3 (es) Procedimiento y dispositivo para tratar un alambre
JP6365206B2 (ja) 熱間曲げ加工部材の製造装置および製造方法
JP6923000B2 (ja) 穿孔機、及びそれを用いた継目無金属管の製造方法
JP6939900B2 (ja) 穿孔機、マンドレルバー、及び、それらを用いた継目無金属管の製造方法
KR20030086879A (ko) 선재의 균일 냉각을 위한 선재 냉각 장치의 롤러 배열방법
JP6601238B2 (ja) ねじり部材の製造方法及び製造装置
JP6195599B2 (ja) 冷却装置
JP2002038219A (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法
JP5631026B2 (ja) 長尺鋼材の焼戻し後の連続冷却方法およびその装置
JP7381840B2 (ja) H形鋼の冷却装置
KR101674738B1 (ko) 링 헤더 및 이를 사용하는 열처리 장치
KR101630946B1 (ko) 한 쌍의 직선형 노를 갖춘 열처리 장치
JP6264274B2 (ja) 鋼管の焼入れ方法および焼入れ装置
JP5903455B2 (ja) 熱処理装置および熱処理方法
JP2016117916A (ja) 鋼管の焼入れ方法および焼入れ装置
JPH0892646A (ja) 金属管の外周面冷却方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 06/01/2016, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.