JP2005163167A

JP2005163167A - 継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備およびそれを用いた継目無鋼管の製造方法

Info

Publication number: JP2005163167A
Application number: JP2004011391A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Matsui; 利樹松井; Kimisuke Nishikawa; 公介西川; Ichiro Takasu; 一郎高須; Toshiyuki Hamano; 濱野　　利幸
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備およびそれを用いた継目無鋼管の製造方法を提供する。
【解決手段】継目無鋼管を製造するための回転炉床式加熱炉の炉床において、該炉床上にビレットを持ち上げ、該ビレット下面側に空間を保持し、スキッド接触部による温低部の面積を小さくし、かつ該ビレットの偏熱を低減し、加熱時間を短縮し、製品の偏肉を低減することを特徴とする継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備、および該回転炉床設備を用いて、ビレットを加熱することを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備に関し、特にビレットを持ち上げるような炉床にすることで偏熱を低減し、ビレット昇温速度を増加させ、鋼管の偏肉を低減する設備およびそれを用いた継目無鋼管の製造方法に関するものである。

継目無鋼管の製造は、一般的には先ずビレットを加熱炉に装入して製管可能温度まで加熱し、穿孔機であるピアサーにて中空素管を製造した後、延伸圧延機にて延伸圧延し、最後に定径圧延機にて製品寸法に縮径圧延される。この継目無鋼管の製造ラインのビレット加熱工程においては、一般に回転炉床式加熱炉が広く用いられている。上記継目無鋼管の製造工程において、ビレットの加熱は平らな回転炉の炉床に直接ビレットを置いて連続加熱されている。

図７は、一般に使用されている回転炉床式加熱炉の概略図である。この図に示すように、装入機１により回転炉床式加熱炉２中の炉床３上にビレット４が装入される。回転炉床式加熱炉２中には、通常炉床３上に複数本のビレット４が同時に加熱されており、炉床３の回転にともない加熱炉中を進行する間に加熱される。加熱炉にて所定温度に加熱されたビレット４は、抽出機５にて１本毎に加熱炉から抽出される。その後ビレット４は、穿孔圧延され、中空素管となる。

図８は、従来のフラット型炉床を示す図であり、図８（ａ）は側面図であり、図８（ｂ）は正面図である。このように、炉床３に直接ビレット４を置くので、ビレット間隔がビレット径に応じて任意に変更することが出来、炉へのビレット装入本数を最大限に多くすることができる。しかしながら、炉床３とビレット３が直接接触するため偏熱が生じる。すなわち、炉床に直接ビレットを置く炉では、加熱中に丸ビレットが転がり、ビレット同士が接触し偏熱が生じる。そのため、偏熱が原因となって、偏肉不良を生じるという問題がある。

上述のような偏熱を改善する方法として、在炉時間を増加させ、均一な加熱をする。しかし、在炉時間が増加し生産性が低下するという問題がある。この問題を解消するため、例えば特開平６−２４８３６０号公報（引用文献１）のように、加熱炉の設定温度を上げることによる偏熱の制御を行なう。一方、設定温度を上げることによる加熱燃料の増加、ビレットのスケールオフ量の増加によるコスト増加、歩留り低下を招くことになる。

特開平６−２４８３６０号公報

上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、炉床上にビレットを持ち上げて加熱することで、炉床との接触による偏熱が低減する。さらに、ビレットの転がりが防止され、ビレット同士の接触による偏熱が低減する。また、ビレットを持ち上げて加熱することで、炉床との接触による場合より昇温速度が上昇させることが出来る。
すなわち、ビレットを持ち上げるような炉床設備にすることで偏熱を低減し、ビレット昇温速度を上昇させることが可能となる継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備およびそれを用いた継目無鋼管の製造方法を提供するものである。

その発明の要旨とするところは、
（１）継目無鋼管を製造するための回転炉床式加熱炉の炉床において、該炉床上にビレットを持ち上げ、該ビレット下面側に空間を保持し、スキッド接触部による温低部の面積を小さくし、かつ該ビレットの偏熱を低減し、加熱時間を短縮し、製品の偏肉を低減することを特徴とする継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備。
（２）前記（１）に記載の炉床上にビレットを持ち上げるための１個以上の固定スキッドを配設したことを特徴とする継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備。

（３）前記（１）に記載の炉床上にビレットを持ち上げるための１個以上の可動スキッドを配設したことを特徴とする継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備。
（４）前記（１）〜（３）に記載の炉床上にビレットを持ち上げる高さを１０〜３００ｍｍとしたことを特徴とする継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備。
（５）前記（１）〜（４）に記載の回転炉床設備を用いて、ビレットを加熱することを特徴とする継目無鋼管の製造方法にある。

以上にように、本発明により、回転炉床式加熱炉において、ビレットを炉床上に持ち上げることにより、ビレットの加熱時での偏熱を低減し、加熱時間を短縮し、ピアサー後の偏肉を低減することが出来、生産性の向上、偏肉の低減による品質向上、および不良率の低下による歩留りの向上を図ることが出来る極めて優れた効果を奏するものである。

以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る回転炉床式加熱炉の炉床設備の概略図である。図１（ａ）は本発明の炉床設備の側面図および正面図であり、図１（ｂ）は他の炉床設備の側面図および正面図である。この図に示すように、炉床３上に煉瓦または成形キャスター等の耐火物からなる固定スキッド６を１個配設し、炉床３にビレット４を持ち上げてビレット４を加熱することで、炉床との直接接触による偏熱が低減する。さらに、ビレットの転がりが防止され、ビレット同士の接触による偏熱が低減する。また、ビレットを持ち上げて加熱することで、炉床との接触による場合より昇温速度が上昇させることが出来るものである。固定スキッドを１個配設したのは、少なくとも設備として、ビレットを持ち上げて炉床との非接触加熱するためには１個が必要である。

図２は、本発明に係る他の回転炉床式加熱炉の炉床設備の概略図である。図２（ａ）は炉床３の一部を固定スキッドとした炉床設備の正面図であり、図２（ｂ）はＡ−Ａ´断面図、図２（ｃ）はＢ−Ｂ´断面図である。この図に示すように、炉床３なる煉瓦に凹部７を形成し、該凹部７に凸状部８を設置することにより、炉床３での凸状部８によってビレット４を凸状部８に固定させてビレット４を加熱することで、炉床との直接接触による偏熱が低減する。また、ビレット４を凸状部８上に固定させて加熱することで、炉床との接触による場合より昇温速度が上昇させることが出来るものである。なお、凸状部８は上述したように炉床３に後から設置する場合に限られず、はじめから炉床３の一部として設計し、一体物として製作されても良い。

図３は、本発明に係るさらに他の回転炉床式加熱炉の炉床設備の概略図である。図３（ａ）は側面図であり、図３（ｂ）は正面図である。この図に示すように、炉床３上に煉瓦または成形キャスター等の耐火物からなる固定スキッド６を２個以上配設し、炉床３にビレットを持ち上げてビレットを加熱することで、炉床との直接接触による偏熱が低減する。さらに、ビレットの転がりが防止され、ビレット同士の接触による偏熱が低減する。また、ビレットを持ち上げて加熱することで、炉床との接触による場合より昇温速度が上昇させることが出来るものである。固定スキッドを２個以上配設したのは、より設備として、安定した加熱が出来るからである。好ましくは２〜４個とする。５個以上になると炉床３とビレット４の間の空間が減少するため効果が少なくなる。

図４は、本発明に係るさらに他の回転炉床式加熱炉の炉床設備の概略図である。図４（ａ）は可動スキッドを２個配設した炉床設備の側面図および正面図であり、図４（ｂ）は他の可動スキッドを２個配設した炉床設備の側面図および正面図である。この図に示すように、炉床３上に煉瓦または成形キャスター等の耐火物からなる可動スキッド９を２個配設し、炉床３にビレット４を持ち上げてビレットを加熱することで、炉床との直接接触による偏熱が低減する。さらに、可動スキッド９に移動可能な取手１０を設けて、この取手１０によって可動スキッド９の移動を容易に移動可能とする。図４は可動スキッド９を２個配設したものであるが、これに限定されるものでなく、２個以上配設しても良い。

図５は、ビレットの周方向偏熱とピアサー後の偏肉率との関係を示す図である。この図５から従来の炉床との直接接触による加熱によるビレットの周方向偏熱に比較して、ビレットの周方向偏熱が少なく、それによるピアサー後の偏肉率の低下していることが分かる。このことは、ビレット偏熱が大きい部分で偏肉が大きくなる傾向が見られることを示している。

図６は、持ち上げ高さとビレット温度および偏熱との関係を示す図である。この図は１時間３０分後のビレット持ち上げ高さと偏熱との関係であって、ビレット持ち上げ高さが低い（１ｍｍ）の場合は昇温速度が小さくなり、偏熱の改善は出来ていない。一方、ビレット持ち上げ高さ１０、３０ｍｍでは、所定温度に均一に加熱されていることが分かる。この結果からも、偏熱を改善するためには、ビレット持ち上げ高さを１０ｍｍ以上が必要で、損耗状態で少なくとも１０ｍｍ以上を確保できるビレット持ち上げ高さを設定することが必要である。

すなわち、１０ｍｍ未満ではビレットの下面に熱風が回り込まないために、炉床からの輻射によって加熱されないため均一加熱ができず偏熱の改善は出来ていない。しかし、３００ｍｍを超えると炉のバーナーフレームがビレットに直接当たるため好ましくない。従って、その範囲を１０〜３００ｍｍとする。好ましくは１０〜３０ｍｍとする。

以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
継目無鋼管を製造するための回転炉床式加熱炉を用い、この回転炉床式加熱炉の炉床上にビレットを持ち上げるための４個の固定スキッドを配設し、そしてビレットの下面側に空間を設けるために、ビレットの持ち上げる高さを３０ｍｍとした回転炉床式加熱炉において、ＳＵＪ２、φ１４０管材をヒートパターン（９５０℃→１１７０℃→１１５０℃→１１３０℃）、流速５ｍ／ｓｅｃの熱風を流して加熱され、所定温度に加熱された管材であるビレットは、穿孔圧延され、φ１００、ビレット長さ３１３０ｍｍなる中空素管を製造した。その間のビレットが穿孔されピアサーを出た直後にサーモトレーサーを用いてピアサー出側のビレット偏熱を測温した。その結果、ビレット温度１１３０℃、ビレット偏熱は殆ど０℃であった。これを穿孔圧延され、中空素管を製造した製品の偏肉状態を観察した。その結果は、管周方向偏肉が従来の加熱方法によって製造された管のＰシェル偏肉が２．５ｍｍに比較して、１．０ｍｍと低減することが出来た。

本発明に係る回転炉床式加熱炉の炉床設備の概略図である。本発明に係る他の回転炉床式加熱炉の炉床設備の概略図である。本発明に係るさらに他の回転炉床式加熱炉の炉床設備の概略図である。本発明に係るさらに他の回転炉床式加熱炉の炉床設備の概略図である。ビレットの周方向偏熱とピアサー後の偏肉率との関係を示す図である。持ち上げ高さとビレット温度および偏熱との関係を示す図である。一般に使用されている回転炉床式加熱炉の概略図である。従来のフラット型炉床を示す図である。

符号の説明

１装入機
２回転炉床式加熱炉
３炉床
４ビレット
５抽出機
６固定スキッド
７凹部
８凸状部
９可動スキッド
１０取手

特許出願人山陽特殊製鋼株式会社
代理人弁理士椎名彊

Claims

継目無鋼管を製造するための回転炉床式加熱炉の炉床において、該炉床上にビレットを持ち上げ、該ビレット下面側に空間を保持し、スキッド接触部による温低部の面積を小さくし、かつ該ビレットの偏熱を低減し、加熱時間を短縮し、製品の偏肉を低減することを特徴とする継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備。
請求項１に記載の炉床上にビレットを持ち上げるための１個以上の固定スキッドを配設したことを特徴とする継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備。
請求項１に記載の炉床上にビレットを持ち上げるための１個以上の可動スキッドを配設したことを特徴とする継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備。
請求項１〜３に記載の炉床上にビレットを持ち上げる高さを１０〜３００ｍｍとしたことを特徴とする継目無鋼管製造ラインでの回転炉床設備。
請求項１〜４に記載の回転炉床設備を用いて、ビレットを加熱することを特徴とする継目無鋼管の製造方法。