CN103080345A - 钢管的淬火方法及使用该淬火方法的钢管的制造方法 - Google Patents

钢管的淬火方法及使用该淬火方法的钢管的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种钢管的淬火方法,将加热后的钢管(2)在以使该钢管(2)的轴线和水面平行的状态浸渍在水槽(3)中,专门冷却钢管外表面,从轴心喷嘴(8)喷射冷却水以使得在钢管的空芯部产生自钢管的一端朝向另一端的水流,专门冷却钢管内表面,从而将整个钢管骤冷,其中,使轴心喷嘴(8)追随于钢管(2)的轴线而移动,在使钢管(2)浸渍在水槽(3)中并且开始从轴心喷嘴(8)喷射冷却水时,通过以开始喷射时喷射到钢管的一端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管的另一端的方式开始喷射,能够降低施行淬火后的钢管在长度方向上产生的强度差。在该情况下,优选的是,在水槽(3)的与轴心喷嘴(8)相对的壁面上设置开口部(3a),从该开口部(3a)排出冷却水,在钢管(2)的空芯部产生水流时,优选的是将流速设为23m/秒以上。

Description

钢管的淬火方法及使用该淬火方法的钢管的制造方法
技术领域
本发明涉及一种将加热后的钢管浸渍在水槽中进行骤冷的钢管的淬火方法及使用该淬火方法的钢管的制造方法,进一步详细地说,本发明涉及一种能够降低施行淬火后的钢管在长度方向上产生的强度差的钢管的制造方法。
背景技术
为了制造具有期望强度的钢管,在其制造过程中对钢管施行由淬火和回火组成的热处理。在对钢管施行淬火时,由于其冷却能力较大,因此大多采用将加热后的钢管浸渍在水槽中进行骤冷的淬火方法。
图1是表示将加热后的钢管浸渍在水槽中的处理的一个例子的示意图。图1所示的淬火装置1由水槽3和用于支承钢管2的夹持装置5构成。夹持装置5由第1臂6和能够摆动地安装于第1臂的第2臂7构成。第1臂6包括用于支承钢管的驱动辊61和辊62,第2臂7包括用于支承钢管的辊71。
在使用图1所示的淬火装置将加热后的钢管浸渍在水槽中时,使第2臂7向图1的空白箭头所表示的方向摆动,之后,将加热后的钢管载置在第1臂6所包括的驱动辊61和辊62上。然后,使第2臂摆动而返回至图1所示的位置,利用第1臂所包括的驱动辊61和辊62以及第2臂所包括的两个辊71将加热后的钢管支承为能够旋转。使钢管2随着驱动辊61的旋转而旋转(参照图1中填有交叉阴影的箭头),并且使夹持装置5以图1中的虚拟线所表示的方式摆动,将钢管浸渍在水槽中(参照填有斜线的箭头)。
有时在已浸渍的钢管的水面侧和水槽底面侧冷却速度不同,使钢管旋转并且将其浸渍在水槽中是为了使施行淬火后的钢管局部强度降低。此时,为了提高已浸渍在水槽中的钢管的冷却效果,并且均匀地冷却钢管外表面和钢管内表面,通常在钢管的空芯部产生水流。
图2是表示一种以往的钢管的淬火方法、亦即在已浸渍在水槽中的钢管的空芯部产生水流从而对钢管进行骤冷的处理的示意图。在图2中表示有水槽3、已浸渍在水槽中的钢管2以及配置在钢管的轴线上的轴心喷嘴8。如图2所示,通过从轴心喷嘴8向钢管的一端2a的空芯部喷射冷却水,从而在钢管的空芯部产生自钢管的一端2a朝向另一端2b的水流(参照图2的空白箭头)。以下也将淬火时配置于轴心喷嘴附近的钢管的一端2a称为顶端,将另一端2b称为底端。
在以往的钢管的淬火方法中,通过在钢管的空芯部产生水流,防止因骤冷时与钢管的外表面相比内表面变得高温而导致在施行淬火后的钢管的外表面侧和内表面侧产生强度差。
图3是表示利用以往的钢管的淬火方法施行了淬火后的钢管中的、距顶端的距离和屈服强度之间的关系的图。在图3中,在横轴上表示距钢管顶端的距离(m),在纵轴上表示屈服强度YS(MPa)。图3所示的屈服强度是将加热后的钢管骤冷而施行淬火后的钢管的屈服强度。在对加热后的钢管进行骤冷的过程中,使用上述图1所示的具有夹持装置的淬火装置,将加热后的钢管保持为能够旋转并浸渍在水槽中,利用上述图2所示的配置在钢管的轴线上的轴心喷嘴,在钢管的空芯部产生水流。淬火过程中使用的钢管采用具有相当于API规格的X65级的强度的碳钢,外径设为168.3mm,壁厚设为18.52mm,长度设为12m。
如图3所示,在以往的钢管的淬火方法中,与钢管的顶端侧相比,底端侧的屈服强度降低。若钢管的顶端侧和底端侧的强度差变大,则产品品质降低而成为问题。
关于将加热后的钢管浸渍在水槽中进行骤冷的淬火方法,以往以来提出有各种各样的提案,例如有专利文献1和专利文献2。若将加热后的钢管以使该钢管的轴线和水面平行的方式投入到水槽中,则在空芯部产生的气泡对钢管作用有浮力而使得底端浮出水面,从而导致冷却变得不充分,在施行淬火后的钢管的顶端侧和底端侧产生强度差,专利文献1的目的在于降低在施行淬火后的钢管的顶端侧和底端侧产生的强度差。在专利文献1所述的钢管的淬火方法中,对应于由气泡导致底端浮出的时刻,快速增加向水槽供给的水量而形成高水位行进水流,使底端周围的水位上升从而防止底端浮出水面。
另外,专利文献2目的在于,解决在专利文献1所述的钢管的淬火方法中由高水位行进水流导致钢管的底端与水槽的壁面碰撞而产生缺陷的问题。在专利文献2所述的钢管的淬火方法中,通过在钢管的底端侧减小水槽的截面积,从而减少为了形成高水位行进水流而需要的水量,不会因由钢管随水流流动而导致底端与水槽的壁面碰撞,能够防止钢管底端浮出水面。
专利文献1和专利文献2所述的将加热后的钢管浸渍在水槽中的淬火方法的目的在于,降低由钢管的底端浮出水面导致的施行淬火后的钢管在长度方向上产生的强度差。但是,使用上述图1所示的具有夹持装置的淬火装置,不会使钢管的底端侧浮出水面,在对钢管施行了淬火的情况下,也会如上述图3所示那样,在施行淬火后的钢管的底端侧和顶端侧产生强度差。
专利文献1:日本特开平7-90378号公报
专利文献2:日本特开平8-41544号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,在以往的将加热后的钢管浸渍在水槽中的淬火方法中,存在如下问题:当骤冷时,与施行淬火后的钢管中的距轴心喷嘴较近的顶端侧相比,另一端的底端侧的强度降低。本发明即是鉴于这样的状况而做成的,其目的在于提供一种能够降低钢管在长度方向上产生的强度差的钢管的淬火方法及使用该淬火方法的钢管的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人为了解决上述问题,提供了一种钢管的淬火方法,该钢管的淬火方法是将加热后的钢管浸渍在水槽中,专门冷却钢管外表面,利用轴心喷嘴在钢管的空芯部产生水流,专门冷却钢管内表面,从而将整个钢管骤冷,其中,在使钢管浸渍在水槽中时,针对从轴心喷嘴开始喷射冷却水的时刻进行了研究。其结果得知,通过使用追随于钢管的轴线而移动的供水喷嘴作为轴心喷嘴,且使开始喷射时喷射到钢管的一端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管的另一端,能够在骤冷的钢管的底端附近确保冷却速度,从而能够降低施行淬火后的钢管在长度方向上产生的强度差。
另外,得知为,在上述图2所示的以往的淬火装置中,在与轴心喷嘴相对的水槽壁面上设置开口部,通过从该开口部排出冷却水而使底端周围的水压降低,能够提高产生于钢管的空芯部的水流的流速,从而能够降低施行淬火后的钢管在长度方向上产生的强度差。
而且,得知为,当在钢管的空芯部产生水流时,通过将流速设为23m/秒以上,能够降低施行淬火后的钢管在长度方向上产生的强度差。
本发明是根据上述的见解而完成的,其要旨在于下述(1)~(3)的钢管的淬火方法及下述(4)的钢管的制造方法:
(1)一种钢管的淬火方法,该钢管的淬火方法是将加热后的钢管以使该钢管轴线和水面平行的状态浸渍在水槽中,专门冷却钢管外表面,从轴心喷嘴喷射冷却水以使得在钢管的空芯部产生自钢管的一端朝向另一端的水流,专门冷却钢管内表面,从而将整个钢管骤冷,其特征在于,使上述轴心喷嘴追随于钢管的轴线而移动,在使钢管浸渍在水槽中并且开始从轴心喷嘴喷射冷却水时,以开始喷射时喷射到钢管的一端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管的另一端的方式开始喷射。
(2)根据上述(1)所述的钢管的淬火方法,其特征在于,在上述水槽的与轴心喷嘴相对的壁面上设置开口部,从该开口部排出冷却水。
(3)根据上述(1)或(2)所述的钢管的淬火方法,其特征在于,当在上述钢管的空芯部产生水流时,将流速设为23m/秒以上。
(4)一种钢管的制造方法,其特征在于,在对钢管施行淬火时,利用上述(1)~(3)中任一项所述的淬火方法施行淬火。
发明的效果
本发明的钢管的淬火方法具有下述的显著的效果。
(1)通过使开始喷射时喷射到钢管顶端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管底端,并且从设置在与轴心喷嘴相对的水槽壁面上的开口部排出冷却水,能够确保骤冷的钢管的底端附近的冷却速度。
(2)通过使轴心喷嘴追随于钢管的轴线而移动,能够从钢管的一部分浸渍到水槽中的阶段起在钢管的空芯部产生水流,从而能够提高钢管的冷却速度。
对于使用这样的钢管的淬火方法的本发明的钢管的制造方法,在所获得的钢管中,能够降低在长度方向上产生的强度差,从而能够提高钢管品质。
附图说明
图1是表示将加热后的钢管浸渍在水槽中的处理的一个例子的示意图。
图2是表示以往的钢管的淬火方法、亦即在浸渍在水槽中的钢管的空芯部产生水流来将钢管骤冷的处理的示意图。
图3是表示利用以往的钢管的淬火方法施行淬火后的钢管中的、距顶端的距离与屈服强度之间的关系的图。
图4的(a)~图4的(d)是说明利用本发明的钢管的淬火方法进行的淬火处理例的示意图,图4的(a)表示将钢管浸渍于水槽前的状态,图4的(b)表示钢管外周的一部分浸渍在水槽中的状态,图4的(c)表示钢管的整周浸渍在水槽中的状态,图4的(d)表示将钢管配置在水槽的中央的状态。
图5是表示开始从轴心喷嘴喷射冷却水的时刻与施行淬火后的钢管的顶端侧和底端侧的强度差之间的关系的图。
图6是表示产生在钢管的空芯部的水流的流速与施行淬火后的钢管的顶端侧和底端侧的强度差之间的关系的图。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的钢管的淬火方法和使用该淬火方法的钢管的制造方法。
图4是说明利用本发明的钢管的淬火方法进行的淬火处理例的示意图,图4的(a)表示将钢管浸渍于水槽前的状态,图4的(b)表示钢管外周的一部分浸渍在水槽中的状态,图4的(c)表示钢管整周浸渍在水槽中的状态,图4的(d)表示将钢管配置在水槽中央的状态。在图4的(a)~图4的(d)中,示出加热后的钢管2、浸渍该钢管的水槽3以及追随于钢管的轴线而移动的轴心喷嘴8。水槽3在与轴心喷嘴8相对的水槽壁面设置有开口部3a和均未图示的供水喷嘴,通过从供水喷嘴供给冷却水,并且从开口部排出冷却水,从而在图4的(a)~图4的(d)的空白箭头的方向上产生水流。
在以使用这种淬火装置的本发明的钢管的淬火方法进行的淬火处理中,如图4的(a)所示,使加热后的钢管处于轴线与水面平行的状态。此时,停止从轴心喷嘴8喷射冷却水。
接着,如图4的(b)所示,使钢管下降而浸渍在水槽中,并且利用轴心喷嘴8开始向钢管的一端(顶端)喷射(参照图4的(b)的填有斜线的箭头)。
在开始利用轴心喷嘴进行喷射之后,使钢管继续下降,在如图4的(c)所示那样钢管外表面的整周被浸渍时,使在开始喷射时喷射到了钢管的一端(顶端)的冷却水到达另一端(底端)(参照图4的(c)的填有斜线的箭头)。
在钢管外表面的整周被浸渍之后,使钢管继续下降,如图4的(d)所示那样配置在水槽中央,通过从轴心喷嘴8和供水喷嘴向水槽供给冷却水,并且从开口部3a排水,使钢管冷却至常温以下,之后,从水槽中提起钢管。
本发明的钢管的淬火方法为如下方法:将加热后的钢管以其轴线和水面平行的状态浸渍在水槽中,专门冷却钢管外表面,从轴心喷嘴喷射冷却水而在钢管的空芯部产生自钢管的一端朝向另一端的水流,专门冷却钢管内表面,从而使整个钢管骤冷,本发明的钢管的淬火方法的特征在于,使轴心喷嘴追随于钢管的轴线而移动,在使钢管浸渍在水槽中并且开始从轴心喷嘴喷射冷却水时,以当开始喷射时喷射到钢管的一端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管的另一端的方式开始喷射。
如使用上述图4的(a)~图4的(d)说明的那样,在使钢管浸渍在水槽中并且开始从轴心喷嘴喷射冷却水时,以当开始喷射时喷射到钢管的一端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管的另一端的方式开始喷射。由此,钢管的底端附近同时从内表面和外表面开始冷却,因此确保底端附近的冷却速度而抑制了强度下降,能够降低施行淬火后的钢管在长度方向上产生的强度差。
若利用轴心喷嘴开始进行冷却水喷射的时刻较早,则在钢管外表面的一部分浸渍于水槽之前,底端附近的内表面会被空芯部的水流冷却。因此,由于底端附近暂时仅被来自内表面的冷却水冷却,因此底端附近的冷却速度不足而强度下降变得明显,使得施行淬火后的钢管在长度方向上的强度差增大。
另一方面,若轴心喷嘴开始进行冷却水喷射的时刻较迟,则在钢管底端附近的外表面的整周被浸渍在水槽中之后,底端附近的内表面会被空芯部的水流冷却。因此,底端附近的自内表面的冷却将暂时变得不充分,底端附近的冷却速度不足而强度下降变得明显,使得施行淬火后的钢管在长度方向上的强度差增大。
作为使开始喷射时喷射到钢管的一端的冷却水到达钢管的另一端的时刻与钢管外表面的整周被浸渍的时刻同步的方法,考虑有调整使钢管下降到水面的速度、空芯部水量的流速、利用轴心喷嘴开始进行喷射的时刻的方法。在钢管的淬火过程中,为了确保钢管强度,重要的是钢管尽可能地快速冷却,因此优选的是以设备规格的上限操作使钢管下降到水面的速度和空芯部的流速。因此,在本发明的淬火方法中,优选的是,通过调整利用轴心喷嘴开始喷射冷却水的时刻,从而在钢管外表面的整周被浸渍时,使开始喷射时喷射到钢管的一端的冷却水到达钢管的另一端。
通过使轴心喷嘴追随于钢管的轴线而移动,从钢管的一部分浸渍在水槽中的阶段起在钢管的空芯部产生水流,能够提高浸渍在水槽中的钢管的冷却速度。作为使轴心喷嘴追随于钢管的轴线而移动的方法,能够采用例如如上述图1所示的在夹持装置5的第1臂6上使用夹具来固定轴心喷嘴的方法。由此,使轴心喷嘴追随于钢管的轴线而移动,并且能够以钢管底端侧不会因水泡而浮出水面为前提将钢管骤冷。而且,通过一边利用夹持装置使钢管旋转一边进行浸渍,能够防止在骤冷时钢管的水面侧和水槽底面侧的冷却速度不同而导致在施行淬火后的钢管中局部产生强度降低。
在本发明的钢管的淬火方法中,优选的是在水槽的与轴心喷嘴相对的壁面上设置开口部,从该开口部排出冷却水。通过从设置在与轴心喷嘴相对的水槽壁面上的开口部排出冷却水,来降低开口部周围即底端侧的水压。因此,能够使顶端和底端的水压差变得较大,使产生于空芯部的水流的流速上升。另外,能够从开口部有效地排出使用于钢管的冷却而温度上升并滞留在底端周围的冷却水。据此,能够提高将钢管骤冷时底端侧的冷却速度,其结果,能够降低施行淬火后的钢管在长度方向上产生的强度差。
在本发明的钢管的淬火方法中,对于产生于钢管的空芯部的水流的流速,如后述的实施例的图6所说明的那样,优选的是将流速设为23m/秒以上。如图6所示,若产生于空芯部的水流的流速增大,则施行淬火后的钢管在长度方向上的强度差减小,通过将流速设为23m/秒以上,能够将强度差降低至20MPa以下。
如此,在本发明的钢管的淬火方法中,通过限定开始从轴心喷嘴喷射冷却水的时刻,并且从设置在与轴心喷嘴相对的水槽壁面上的开口部排出冷却水,能够确保骤冷的钢管的底端附近的冷却速度。根据使用该淬火方法的本发明的钢管的制造方法,能够抑制所获得的钢管的底端侧的强度降低而降低在长度方向上产生的强度差,从而能够提高品质。
实施例
进行对钢管施行淬火的试验,对本发明的钢管的淬火方法和使用该淬火方法的钢管的制造方法所产生的效果进行验证。
试验方法
在本试验中,通过按照使用上述图4的(a)~图4的(d)说明的顺序将钢管浸渍在水槽中进行骤冷从而施行了淬火。此时,利用在如上述图1所示的淬火装置中附加了追随于钢管的轴线而移动的轴心喷嘴而成的淬火装置,将加热后的钢管支承为能够旋转。为了使淬火条件的差异明显化,施行淬火的钢管的材质采用了淬火性较低的材质。
本试验中的试验条件如下所述。
钢管:外径114.3mm,壁厚12.5mm,长度12000mm,材质具有相当于API规格的5L2-X65Q级的强度的碳钢
在本发明例1中,调整从轴心喷嘴开始喷射冷却水的时刻,使开始喷射时喷射到钢管的一端(顶端)的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管的另一端(底端)。另外,在本发明例1中,使用两台泵向轴心喷嘴供给冷却水,对钢管顶端的空芯部喷射冷却水。
在比较例1中,与本发明例1相比,提早了从轴心喷嘴开始喷射冷却水的时刻,使开始喷射时喷射到顶端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍之前到达钢管底端。在比较例2中,与本发明例1相比,延迟了从轴心喷嘴开始喷射冷却水的时刻,使开始喷射时喷射到顶端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍之后到达钢管底端。
在本发明例2中,与本发明例1相比,缩小了轴心喷嘴的直径,使产生于空芯部的水流的流速降低。在本发明例3中,将用于向轴心喷嘴供给冷却水的泵设为一台,与本发明例1和本发明例2相比,降低了产生于空芯部的水流的流速。表1中示出本发明例1~本发明例3及比较例1和比较例2中的、从钢管外表面接触于水面之后直到利用轴心喷嘴开始喷射冷却水为止的时间、利用轴心喷嘴喷射冷却水的方法及产生于钢管的空芯部的水流的流速。
表1
表1
Figure BDA00002873908900111
评价指标
测量钢管的顶端侧与底端侧的拉伸强度TS及屈服强度YS作为评价指标,计算出钢管的顶端侧与底端侧在长度方向上的强度差。从钢管的顶端和底端的附近提取JIS Z 2201所规定的12号拉伸试件,依照JIS Z 2241所规定的试验方法进行拉伸试验,测量了拉伸强度TS和屈服强度YS。
试验结果
图5是表示开始从轴心喷嘴喷射冷却水的时刻与施行淬火后的钢管的顶端侧和底端侧的强度差之间的关系的图。在图5中,用从浸渍于水槽中的钢管的外表面接触于水面之后直到利用轴心喷嘴开始喷射冷却水为止的时间(秒)表示从轴心喷嘴开始喷射冷却水的时刻。
如图5所示,在比较例1中,提早利用轴心喷嘴开始喷射的时刻,将从钢管外表面接触于水面之后直到利用轴心喷嘴开始喷射为止的时间设为0.01秒,屈服强度YS的强度差为26MPa,拉伸强度TS的强度差为23MPa,在比较例2中,延迟利用轴心喷嘴开始喷射的时刻,将从钢管外表面接触于水面之后直到利用轴心喷嘴开始喷射为止的时间设为0.50秒,屈服强度YS的强度差为31MPa,拉伸强度TS的强度差为31MPa。
另一方面,在本发明例1中,为了使开始喷射时喷射到钢管的顶端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管底端,将从钢管外表面接触于水面之后直到利用轴心喷嘴开始喷射为止的时间设为0.06秒,屈服强度YS的强度差为18MPa,拉伸强度TS的强度差为8MPa。由此,能够确认到,根据本发明的钢管的淬火方法,通过调整从轴心喷嘴开始喷射冷却水的时刻,使开始喷射时喷射到钢管的顶端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管底端,从而施行淬火后的钢管在长度方向上的强度差降低。
图6是表示产生于钢管的空芯部的水流的流速与施行淬火后的钢管的顶端侧和底端侧的强度差之间的关系的图。如图6所示,在本发明例2中,使空芯部的水流的流速低于本发明例1中的24.5m/秒而设为19.2m/秒,屈服强度YS的强度差为24MPa,拉伸强度TS的强度差为22MPa。另外,在本发明例3中,使空芯部的水流的流速进一步降低至13.3m/秒,屈服强度YS的强度差为75MPa,拉伸强度T S的强度差为34MPa。
因而,能够确认到,若在骤冷时产生于钢管的空芯部的流速降低,则施行淬火后的钢管在长度方向上的强度差增大。另外,从图6中能够确认到,通过将产生于钢管空芯部的流速设为23m/秒以上,从而施行热处理后的钢管的屈服强度YS和拉伸强度TS的强度差降低至20MPa以下。
产业上的可利用性
本发明的钢管的淬火方法具有下述显著的效果。
(1)通过使开始喷射时喷射到钢管顶端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管底端,并且从设置在与轴心喷嘴相对的水槽壁面上的开口部排出冷却水,能够确保骤冷的钢管的底端附近的冷却速度。
(2)通过使轴心喷嘴跟随钢管的轴线移动,能够从钢管的一部分浸渍在水槽中的阶段开始在钢管空芯部产生水流,从而能够提高钢管的冷却速度。
关于使用这样的钢管的淬火方法的本发明的钢管的制造方法,在所获得的钢管中,能够降低在长度方向上产生的强度差,从而能够提高品质,因此,对制造高强度且高品质的钢管是有用的。
附图标记说明
1、淬火装置;2、钢管;2a、顶端;2b、底端;3、水槽;3a、开口部;4、冷却水;5、夹紧装置;6、第1臂;61、驱动辊;62、辊;7、第2臂;71、辊;8、轴心喷嘴。

Claims (4)

1.一种钢管的淬火方法,该钢管的淬火方法是将加热后的钢管以使该钢管轴线和水面平行的状态浸渍在水槽中,专门冷却钢管外表面,从轴心喷嘴喷射冷却水以使得在钢管的空芯部产生自钢管的一端朝向另一端的水流,专门冷却钢管内表面,从而将整个钢管骤冷,其特征在于,
使上述轴心喷嘴追随于钢管的轴线而移动,
在使钢管浸渍在水槽中并且开始从轴心喷嘴喷射冷却水时,以开始喷射时喷射到钢管的一端的冷却水在钢管外表面的整周被浸渍时到达钢管的另一端的方式开始喷射。
2.根据权利要求1所述的钢管的淬火方法,其特征在于,
在上述水槽的与轴心喷嘴相对的壁面上设置开口部,从该开口部排出冷却水。
3.根据权利要求1或2所述的钢管的淬火方法,其特征在于,
当在上述钢管的空芯部产生水流时,将流速设为23m/秒以上。
4.一种钢管的制造方法,其特征在于,
在对钢管施行淬火时,利用权利要求1~3中任一项所述的淬火方法施行淬火。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116497191A (zh) * 2023-06-19 2023-07-28 太仓市惠得利弹簧有限公司 一种弹簧加工淬火装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9506132B2 (en) * 2012-10-04 2016-11-29 Jfe Steel Corporation Method for manufacturing heavy wall steel pipe
CN102965480B (zh) * 2012-11-16 2014-03-05 上海交通大学 一种厚壁钢管淬火冷却方法及设备
JP6098773B2 (ja) 2015-02-06 2017-03-22 Jfeスチール株式会社 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
JP6784476B2 (ja) * 2015-03-24 2020-11-11 日本発條株式会社 中空スタビライザの製造方法
JP6494357B2 (ja) * 2015-03-24 2019-04-03 日本発條株式会社 中空スタビライザの製造方法
GB2548416B (en) * 2016-03-15 2019-06-12 Arconic Inc Improved methods for quenching metal tubes
IT201700025493A1 (it) * 2017-03-08 2018-09-08 Gf Elti S R L Procedimento e apparecchiatura per il raffreddamento di tubi in metallo nell'esecuzione di trattamenti termici, in particolare per la tempra di tubi in acciaio.
CN115341086A (zh) * 2022-08-10 2022-11-15 中国重型机械研究院股份公司 一种用于超大规格钢管整体淬火工艺的设备和方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55125233A (en) * 1979-03-22 1980-09-26 Kawasaki Steel Corp Immersion hardening method of steel pipe
JPS5822326A (ja) * 1981-07-31 1983-02-09 Nippon Kokan Kk <Nkk> 多連式焼入れ装置
JPS5935627A (ja) * 1982-08-19 1984-02-27 Kawasaki Steel Corp 鋼管浸漬焼入装置における管内面冷却水噴射時期決め装置
CN2866519Y (zh) * 2005-11-29 2007-02-07 宝山钢铁股份有限公司 一种钢管水淬热处理装置
CN201276583Y (zh) * 2008-09-29 2009-07-22 衡阳华菱连轧管有限公司 一种对钢管采用外淋内喷加浸浴式淬火的装置
CN101490286A (zh) * 2006-05-30 2009-07-22 住友金属工业株式会社 钢管冷却方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3877685A (en) * 1973-07-16 1975-04-15 Algoma Steel Corp Ltd Steel hardening apparatus
US4376528A (en) * 1980-11-14 1983-03-15 Kawasaki Steel Corporation Steel pipe hardening apparatus
JPS5816028A (ja) * 1981-07-20 1983-01-29 Nippon Kokan Kk <Nkk> 多連式焼入れ装置
JPS5974228A (ja) * 1982-10-21 1984-04-26 Kawasaki Steel Corp 鋼管の浸漬焼入装置
JPS6173830A (ja) * 1984-09-18 1986-04-16 Kawasaki Steel Corp 均一強度を有する直接焼入鋼管の製造方法
JPS61127820A (ja) * 1984-11-26 1986-06-16 Kawasaki Steel Corp 調質鋼管の製造方法
JPS63186831A (ja) * 1987-01-28 1988-08-02 Nippon Steel Corp 鋼管の内面焼入方法
JPH0790378A (ja) 1993-09-24 1995-04-04 Kawasaki Steel Corp 鋼管の焼入方法
JPH0841544A (ja) 1994-07-28 1996-02-13 Kawasaki Steel Corp 鋼管の焼入方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55125233A (en) * 1979-03-22 1980-09-26 Kawasaki Steel Corp Immersion hardening method of steel pipe
JPS5822326A (ja) * 1981-07-31 1983-02-09 Nippon Kokan Kk <Nkk> 多連式焼入れ装置
JPS5935627A (ja) * 1982-08-19 1984-02-27 Kawasaki Steel Corp 鋼管浸漬焼入装置における管内面冷却水噴射時期決め装置
CN2866519Y (zh) * 2005-11-29 2007-02-07 宝山钢铁股份有限公司 一种钢管水淬热处理装置
CN101490286A (zh) * 2006-05-30 2009-07-22 住友金属工业株式会社 钢管冷却方法
CN201276583Y (zh) * 2008-09-29 2009-07-22 衡阳华菱连轧管有限公司 一种对钢管采用外淋内喷加浸浴式淬火的装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116497191A (zh) * 2023-06-19 2023-07-28 太仓市惠得利弹簧有限公司 一种弹簧加工淬火装置
CN116497191B (zh) * 2023-06-19 2023-11-14 太仓市惠得利弹簧有限公司 一种弹簧加工淬火装置

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