JP2009242863A - 鋼管の焼入れ設備 - Google Patents

Abstract

【要 約】
【課 題】鋼管を熱処理する際、水中の焼入れパスに加え、それを迂回する空冷パスを容易にかつ短時間で形成することができる鋼管の焼入れ設備を提供する。
【解決手段】水槽入側装置（４）から搬出装置（８）までの間を、鋼管（W）が記水槽内の水面上方を通過できるよう、傾動アーム（３）を退避可能とし、さらに、水槽の水面上方で水槽入側装置（４）から搬出装置（８）へ鋼管（W）を搬送できる空通し用スキッド付きチェーンコンベア（５）を、鋼管（W）を焼入れ処理する際の傾動アーム（３）による鋼管の浸漬経路と干渉しないよう、退避可能に設けた鋼管の焼入れ設備。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱された鋼管を回転させつつ水槽内の冷却水に浸漬して均一に焼入れする鋼管の焼入れ設備に関する。

鋼管を高張力化、高靭性化する方法として、焼入れ・焼戻し熱処理がある。鋼管の焼入れ設備として、均一に焼入れするため、加熱された鋼管を回転ローラとピンチローラで挟んで回転させつつ水槽内の冷却水（以下、水という）に浸漬して急冷する設備が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の鋼管の焼入れ設備は、回転ローラとピンチローラを搭載した傾動アームを空中の鋼管受入れ位置から水中の鋼管焼入れ位置にまで傾動させる設備であり、炭素鋼管の熱処理ラインに設置されている。

近年、１３Ｃｒ鋼管の熱処理を同じ熱処理ラインで行うことが検討されている。しかるに、１３Ｃｒ鋼管は冶金的制約から、オーステナイト域まで加熱した後、空冷することが要求される。
特開平１１−６１２６５号公報

しかしながら、従来の鋼管の焼入れ設備には、水中の焼入れパス以外に鋼管を通す経路がなく、空冷パスを設けるという課題があった。一方、水を抜いて空にした水槽内に１３Ｃｒ鋼管を通すという方法を検討したが、水抜きに時間がかかるほか、空水槽内の各種設置部材に熱損傷が生じるという問題や、空水槽内でトラブルがあるとその復旧に長時間を要するという問題があり、採用できなかった。

そこで、本発明は、鋼管を熱処理する際、水中の焼入れパスに加え、それを迂回する空冷パスを容易にかつ短時間で形成することができる鋼管の焼入れ設備を提供することを目的とする。

前記課題を解決した本発明は、鋼管を受渡しする水槽入側装置と、前記鋼管を回転ローラとピンチローラで挟んで保持する保持機構を有し、前記鋼管を回転させつつ水槽内の水に浸漬して焼入れ処理する傾動アームと、水中イージダウンアームおよびストッパ付き水中中継スキッドを介して、急冷した後の鋼管を空中の搬出位置に搬出する搬出装置と、該搬出装置から後工程へ鋼管を受渡しする水槽出側装置と、を具備した鋼管の焼入れ設備において、前記水槽入側装置から前記搬出装置までの間を、前記鋼管が前記水槽内の水面上方を通過できるよう、前記傾動アームを退避可能とし、さらに、水槽の水面上方で前記水槽入側装置から前記搬出装置へ鋼管を搬送できる空通し用スキッド付きチェーンコンベアを、鋼管を焼入れ処理する際の前記傾動アームによる鋼管の浸漬経路と干渉しないよう、退避可能に設けたことを特徴とする鋼管の焼入れ設備である。

本発明によれば、鋼管を熱処理する際、水中の焼入れパスに加え、それを迂回する空冷パスを容易にかつ短時間で形成することができる。

図１、２は、本発明にかかる１例の鋼管の焼入れ設備を示す概略側面図である。
図１は、水が張られている水槽11を迂回して、鋼管Ｗを通す空冷パスを形成した場合である。この場合、傾動アーム３は空中の退避位置に傾動させてある。
一方図２は、図1と同じ設備を用い、水が張られている水槽11内に鋼管Ｗを通す焼入れパスを形成した場合である。ここで、傾動アーム３は架台10に傾動可能に軸支され、その傾動範囲は、図1に示した空中の退避位置から、図２中の実線で示した水中の鋼管焼入れ位置までの間である。

まず、図２を用い、鋼管Ｗを水中の焼入れパスに通す構成について説明する。
この場合、傾動アーム３は、焼入れする鋼管１本ごとに、図２中の2点鎖線で示した鋼管受入れ位置から、図２中の実線で示した水中の鋼管焼入れ位置までの間を往復する。そして、図中の矢印Ａが、焼入れ処理を行う際の傾動アーム３による鋼管Ｗの浸漬経路となる。

また、傾動アーム３は、鋼管Ｗを回転ローラ２とピンチローラ１で挟んで保持する保持機構を有し、鋼管Ｗを挟んだまま回転させることができる構成となっている。
すなわち、２つの回転ローラ２は傾動アーム３の先端部に軸受を介して軸支され、２つのピンチローラ１も軸受を介して軸支されている。ピンチローラ側の軸受には、スライドロッドが取り付けされ、傾動アーム３の基部に固定した固定部材にスライドロッドがスライド可能に挿入されている。

このスライドロッドは、図示しないピンチローラ用シリンダに接続されており、ピンチローラ用シリンダとともに、鋼管Ｗの保持機構を構成する。また、２つの回転ローラ２は、図示しない回転手段で回転される。このような構成の傾動アーム３は鋼管Ｗの管軸方向に複数配列されている。
しかるに、傾動アーム３が図２中の2点鎖線で示した鋼管受入れ位置にあるとき、つまり、２つの回転ローラ２が水槽11の水面上にありかつ２つの回転ローラ２と２つのピンチローラ１間を開いた状態にて、水槽入側装置４から鋼管Ｗを受入れる。次いで鋼管Ｗを回転ローラ２とピンチローラ１で挟んで回転させつつ傾動アーム３を傾動させ、水中の鋼管焼入れ位置にまで傾動させて焼入れする。この経路が水中の焼入れパスである。上記構成の傾動アーム３の他に、この１例の鋼管の焼入れ設備は、各種の搬送手段を具備する。

水槽11内には、水中イージダウンアーム６、ストッパ７ａ付き水中中継スキッド７が設置されている。水中イージダウンアーム６は、傾動アーム３が水中の鋼管焼入れ位置にまで傾動したとき、ピンチローラ１との間隔を開いた回転ローラ２上から鋼管を受け取り、図２中の破線で示したように、軸周りに旋回し、水中中継スキッド７に渡す搬送手段である。また、ストッパ７ａ付き水中中継スキッド７は、鋼管を水中で転動させつつ水中の最下位置にまで移動させる搬送手段である。

また、水中中継スキッド７のストッパ７ａで停止した鋼管Ｗを空中の搬出位置にまで搬出し得る搬出装置８として、搬出用スキッド８ａ付きチェーンコンベア８が設置されている。
そして、搬出装置８から後工程へ鋼管を受渡しする水槽出側装置９として、ストッパ９ａ付き水槽出側イージダウンアーム９が設置され、一方、加熱された鋼管Ｗを受渡しする水槽入側装置４として、ストッパ４ａ付き水槽入側イージダウンアーム４が設置されている。これらのイージダウンアーム４、９は、水中イージダウンアーム６と同様、アームをその軸周りに旋回し、アームを下げることで、アーム上の鋼管Ｗをその自重で円滑に転動させて移動し、次いで表面疵を付けないようにストッパ４ａ、９ａで停止させる搬送手段である。

なお、水中の鋼管焼入れ位置にある鋼管Ｗの外表面に向かって冷却水を噴射するため、水槽11内の壁面に外面冷却用入側ヘッダ12が、また、傾動アーム３の側面に外面冷却用出側ヘッダ13が設けられている。このような外面冷却用出側ヘッダを設けた鋼管の焼入れ設備とするのが鋼管外面の冷却を促進できるので好ましい。
次に図１を用い、本発明すなわち水中の焼入れパスを迂回する空冷パスを形成する場合について説明する。

この場合、傾動アーム３は空中の退避位置に傾動させる。傾動アーム３は、水槽11内を満たした水の水面上方で、水槽入側装置４から搬出装置８までの間を、鋼管Ｗが通過するのに妨げとならない位置まで上方に傾動可能となっており、これにより、鋼管Ｗの空通し経路と干渉しないよう退避可能とされている。この傾動アーム３を空通しが可能な位置まで退避させた後、空通し用スキッド５ａ付きチェーンコンベア５を、チェーンコンベアの傾動軸１４を中心として傾動させて水面上に出し、該チェーンコンベア５により空通し経路を形成させる。

該チェーンコンベア５は、傾動軸１４に傾動可能に支持されており、焼入れ処理の際には、図２に示したように、傾動アーム３による鋼管Wの浸漬経路Ａと干渉しない位置（以下、チェーンコンベアの退避位置という）に待機させてある。
そして、このチェーンコンベア５は水面上に出る位置まで傾動可能とされており、この傾動動作を行うためのシリンダー等（図示せず）と接続されている。図１中の矢印Ｂがチェーンコンベアの傾動範囲を示す。図２に示したチェーンコンベアの退避位置から、図１中の実線で示した水面上の位置まで、チェーンコンベ５を傾動させることにより、空通し経路が形成される。

その際、空通し用スキッド５ａ付きチェーンコンベア５は入側よりも出側が低くなるように傾けて設置し、水槽入側装置４から受けた鋼管Ｗがスキッド５ａと確実に接触するようにする。なお、チェーンコンベア５のチェーンを回す駆動モータは、チェーンコンベア５に内蔵されている。図１中の１５はチェーンコンベアの受けストッパであり、チェーンコンベアを水面より上方へ傾動させた後に、図中の右側から左側へと前進し、チェーンコンベ５を下降させないためのストッパとなる。

本発明にかかる１例の鋼管の焼入れ設備によれば、図１に示した空冷パスを容易にかつ短時間で形成することができる。
したがって、同じ鋼管の焼入れ設備を使用し、水中の焼入れパスに炭素鋼管を通して熱処理する操業形態から、水が張られている水槽11をそのままとし、空冷パスに１３Ｃｒ鋼管を通して熱処理する操業形態に容易にかつ短時間で切り替えできる。

本発明にかかる１例の鋼管の焼入れ設備を用い、空冷パスを形成した場合の概略側面図である。 図1の鋼管の焼入れ設備を用い、水中の焼入れパスを形成した場合の概略側面図である。

符号の説明

Ｗ 鋼管
１ ピンチローラ
２ 回転ローラ
３ 傾動アーム
４ 水槽入側装置（ストッパ付き水槽入側イージダウンアーム）
４ａ ストッパ
５ 空通し用スキッド付きチェーンコンベア
５ａ スキッド
６ 水中イージダウンアーム
７ ストッパ付き水中中継スキッド
７ａ ストッパ
８ 搬出装置（搬出用スキッド付きチェーンコンベア）
８ａ スキッド
９ 水槽出側装置（ストッパ付き水槽出側イージダウンアーム）
９ａ ストッパ
10 架台
11 水槽
12 外面冷却用入側ヘッダ
13 外面冷却用出側ヘッダ
14 チェーンコンベアの傾動軸

Claims (1)

1. 鋼管を受渡しする水槽入側装置と、前記鋼管を回転ローラとピンチローラで挟んで保持する保持機構を有し、前記鋼管を回転させつつ水槽内の水に浸漬して焼入れ処理する傾動アームと、水中イージダウンアームおよびストッパ付き水中中継スキッドを介して、急冷した後の鋼管を空中の搬出位置に搬出する搬出装置と、該搬出装置から後工程へ鋼管を受渡しする水槽出側装置と、を具備した鋼管の焼入れ設備において、
   前記水槽入側装置から前記搬出装置までの間を、前記鋼管が前記水槽内の水面上方を通過できるよう、前記傾動アームを退避可能とし、さらに、水槽の水面上方で前記水槽入側装置から前記搬出装置へ鋼管を搬送できる空通し用スキッド付きチェーンコンベアを、鋼管を焼入れ処理する際の前記傾動アームによる鋼管の浸漬経路と干渉しないよう、退避可能に設けたことを特徴とする鋼管の焼入れ設備。

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