JP4114843B2

JP4114843B2 - 熱処理装置及び熱処理方法並びにパイプ製造装置

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Publication number: JP4114843B2
Application number: JP2000137147A
Authority: JP
Inventors: 哲一福原; 恒孝竹内; 芳樹瀬戸
Original assignee: Neturen Co Ltd
Current assignee: Neturen Co Ltd
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP2001316720A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばステンレス製パイプなどの長尺材を熱処理する熱処理装置及び熱処理方法、並びにこの熱処理装置が組み込まれたパイプ製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス製パイプなどの長尺材を連続的に熱処理する技術が従来から知られている。このような技術の一つとして、光輝熱処理用ガス雰囲気中で金属線を加熱ロールに巻き付けながら加熱し、その後、冷却ロールに巻き付けながら冷却する技術が知られている（特開昭５２−８８５０９号参照）。
【０００３】
また、他の技術として、オーステナイト系ステンレス棒鋼を不活性ガス雰囲気中で焼鈍する技術が知られている（特開平８−２０８２２号参照）。この技術では、オーステナイト系ステンレス棒鋼を連続的に搬送しながら順次に焼鈍温度に加熱し、焼鈍温度に加熱され終った部分を冷却水で冷却する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した２つの技術のうち加熱ローラと冷却ローラを用いる技術では長尺材をこれら２つのローラに順次に巻き付けるので、折れ曲がりにくい材質の長尺材を熱処理できない。
【０００５】
また、オーステナイト系ステンレス棒鋼を不活性ガス雰囲気中で焼鈍する技術では、このステンレス棒鋼を不活性ガス中で１５０℃以下になるまで冷却しなければ、ステンレス棒鋼の表面に酸化膜が形成されて金属光沢が失われる。従って、金属光沢を失わないようにステンレス棒鋼を冷却した場合、冷却時間が非常に長くなる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、ステンレス製などの長尺材を酸化させずに連続的に短時間で熱処理できる熱処理装置及び熱処理方法、並びにこの熱処理装置が組み込まれたパイプ製造装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の熱処理装置は、
（１）長尺材が進入する入口及びこの入口から進入して直線状に進んだ長尺材が排出される出口が形成された、その内部が真空になる若しくはその内部に非酸化性ガスが充満する容器と、
（２）上記入口から進入した長尺材のうちの所定の被加熱部分を所定の第１温度に加熱する、上記容器の内部に配置された加熱手段と、
（３）この加熱手段によって加熱された上記被加熱部分に接触しながらこの被加熱部分を所定の第２温度まで冷却する、上記容器の内部に配置された冷却部材とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、上記加熱手段は、
（４）上記被加熱部分を誘導加熱する誘導加熱コイル、及び上記被加熱部分に直接に電流を流してこの被加熱部分を加熱する加熱用電極のうちのいずれかであってもよい。
【０００９】
また、上記冷却部材は、
（５）所定の待機位置で上記被加熱部分に接触し始めてこの被加熱部分に接触したままこの被加熱部分と共に所定距離だけ進行してこの被加熱部分を冷却した後、所定の分離位置でこの被加熱部分から離れて上記待機位置に戻るものであってもよい。
【００１０】
さらに、上記冷却部材は、
（６）内部に冷却液が流れる冷し金からなるものであってもよい。
【００１１】
さらにまた、上記冷し金は、
（７）長尺材に接触する凹凸面が形成されたものであってもよい。
【００１２】
さらにまた、上記冷し金は、
（８）それぞれが長尺材に自在に接離する複数の個別冷し金から構成されたものであってもよい。
【００１３】
さらにまた、上記個別冷し金は、
（９）長尺材の外面に倣う形状の内面がそれぞれに形成された２つの個別冷し金からなるものであってもよい。
【００１４】
さらにまた、熱処理装置は、
（１０）上記個別冷し金を長尺材の進行方向及びその反対方向に移動させると共にこの進行方向に交差する交差方向にも移動させる、上記個別冷し金それぞれに接続されたシリンダを備えてもよい。
【００１５】
さらにまた、熱処理装置は、
（１１）長尺材と上記冷却部材との間に挟み込まれる金属布を備えてもよい。
【００１６】
また、上記目的を達成するための本発明の熱処理方法は、
（１２）非酸化性ガス雰囲気中もしくは真空中で長尺材をその長手方向に搬送しながらこの長尺材のうちの所定の被加熱部分を所定の第１温度に加熱すると共にこの第１温度に加熱され終った被加熱部分に冷し金を接触させてこの被加熱部分を所定の第２温度まで冷却することを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、
（１３）上記冷し金を上記被加熱部分に接触させるに当たり、上記冷し金を上記被加熱部分に接触させたままこの被加熱部分と共に所定距離だけ移動させてもよい。
【００１８】
また、
（１４）長尺材としてステンレス製のものを用い、このステンレス製の長尺材を焼鈍温度まで加熱し、上記冷し金で１５０℃以下まで冷却してもよい。
【００１９】
また、上記目的を達成するための本発明のパイプ製造装置は、
（１５）板状の長尺材の幅方向両端部同士を溶接してこの長尺材をパイプ状に成形する溶接機と、
（１６）この溶接機によってパイプ状に成形された長尺材が進入する入口及びこの入口から進入して直線状に進んだ長尺材が排出される出口が形成された、その内部が真空になる若しくはその内部に非酸化性ガスが充満する容器と、
（１７）上記入口から進入した長尺材のうちの所定の被加熱部分を焼鈍温度に加熱する、上記容器の内部に配置された加熱手段と、
（１８）この加熱手段によって加熱された上記被加熱部分に接触しながらこの被加熱部分を所定温度まで冷却する、上記容器の内部に配置された冷し金とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
ここで、
（１９）上記冷し金は、パイプ状に成形された長尺材の直径方向からこの長尺材の外周面に接離自在に接触する複数の個別冷し金が組み合わされて構成されたものであり、
（２０）この個別冷し金は、上記長尺材の外周面に倣う形状の内周面を有し、この内周面をこの長尺材の外周面に接触させてこの長尺材を冷却するものであってもよい。
【００２１】
さらに、
（２１）上記個別冷し金は、その内周面に凹凸が形成されたものであってもよい。
【００２２】
さらにまた、
（２２）上記個別冷し金は、所定の待機位置で上記被加熱部分に接触し始めてこの被加熱部分に接触したままこの被加熱部分と共に所定距離だけ進行してこの被加熱部分を冷却した後、所定の分離位置でこの被加熱部分から離れて上記待機位置に戻るものであってもよい。
【００２３】
さらにまた、パイプ製造装置は、
（２３）上記冷し金で冷却された長尺材を切断する、上記容器の外部に配置された切断機を備えてもよい。
【００２４】
ここで、非酸化性ガスとは、不活性ガスや還元性ガスをいい、酸化性ガスを除くガスをいう。また、真空とは、完全な真空だけでなく被加熱部分が酸化しない程度の真空度も含む概念をいう。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２６】
図１を参照して、本発明のパイプ製造装置の一実施形態を説明する。
【００２７】
図１は、パイプ製造装置の一実施形態を示す模式図である。
【００２８】
パイプ製造装置１０は、コイル状に巻かれたステンレス製の板材１２（長尺材の一例である）を加工してパイプ（管）１６を連続的に製造するものである。パイプ製造装置１０では、板材１２が矢印Ａ方向に進みながら（搬送されながら）パイプ状に成形され、成形されたパイプ１６に光輝焼鈍が施され、その後、パイプ１６は冷却されて所望の長さに切断される。パイプ１６を搬送する速度は例えば６ｍ／分であり、また、パイプ１６の直径は例えば１６ｍｍ程度である。
【００２９】
板材１２よりも矢印Ａ方向の下流側には、周知のＴＩＧ（ティグ）溶接機１４が配置されている。溶接機１４では、板材１２の幅方向両端部同士が溶接されて板材１２がパイプ状に成形される。この溶接機１４よりも矢印Ａ方向下流側には、パイプ状に成形された板材（パイプ１６）を光輝焼鈍する熱処理装置２０が配置されている。熱処理装置２０から排出されたパイプ１６には酸化膜が形成されておらず、パイプ１６からは金属光沢が失われていない。
【００３０】
熱処理装置２０は、その内部に不活性ガスなどの非酸化性ガスが充満される容器２２を有する。容器２２には、パイプ１６が進入する入口２４と、この入口２４から進入して直線状に進んだパイプ１６が排出される出口２６が形成されている。なお、この容器２２に非酸化性ガスを充満する代わりに、この容器２２の内部を真空にするように構成してもよい。
【００３１】
容器２２の内部には、パイプ１６を焼鈍温度（本発明にいう第１温度の一例であり、例えば１２００℃）に加熱する周知の誘導加熱コイル２８が配置されている。この誘導加熱コイル２８は、容器２２の内部のうち入口２４に近い部分に配置されており、容器２２の外部に配置された高周波電源２９に接続されている。容器２２の内部において誘導加熱コイル２８よりも矢印Ａ方向の下流側には、パイプ１６を１５０℃以下の温度（本発明にいう第２温度の一例である）に冷却する冷し金３０（本発明にいう冷却部材の一例である）が配置されている。冷し金３０の長さＬは例えば２０〜３０ｃｍ程度である。なお、熱処理装置２０の詳細については後述する。
【００３２】
熱処理装置２０の出口２６よりも矢印Ａ方向の下流側には、冷し金３０で１５０℃以下の温度に冷却されたパイプ１６をさらに冷却する冷却ジャケット６０が配置されている。この冷却ジャケット６０よりも矢印Ａ方向の下流側には、パイプ１６を切断する切断機６２が配置されている。この切断機６２でパイプ１６を適宜に切断することにより所望長さのパイプ１６が得られる。
【００３３】
上述したようにパイプ製造装置１０には、パイプ１６を光輝焼鈍する熱処理装置２０が組み込まれているので、溶接機１４による溶接に起因するパイプ１６の歪みが除去される。また、パイプ１６の内部の炭化物を溶かし込みながらパイプ１６を連続的に製造できる。さらに、容器２２の内部に非酸化性ガスが充満する（若しくは内部が真空になる）と共に冷し金３０でパイプ１６を急速に冷却するので、熱処理中にパイプ１６が酸化しない。従って、パイプ１６が金属光沢を失わずに短時間で熱処理される。この結果、熱処理後にパイプ１６の酸化膜を除去する作業が不要となり、その分、パイプ１６の製造費用を低下できる。
【００３４】
図２と図３を参照して、図１のパイプ製造装置に組み込まれた熱処理装置を説明する。
【００３５】
図２（ａ）は、熱処理装置の内部を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、熱処理装置で加熱して冷却されたパイプの温度を示すグラフである。図３（ａ）は、冷し金を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は、冷し金の変形例を示す断面図である。これらの図では、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００３６】
上述したように熱処理装置２０の容器２２の内部には、誘導加熱コイル２８と冷し金３０が配置されている。誘導加熱コイル２８は、パイプ１６のうち誘導加熱コイル２８に囲まれた被加熱部分１６ａを速やかに焼鈍温度に加熱する。焼鈍温度に加熱され終った被加熱部分１６ａは冷し金３０によって急冷される。
【００３７】
冷し金３０は２つの個別冷し金３２，３４から構成される。各個別冷し金３２，３４は、パイプ１６の上下から（直径方向の一例である）パイプ１６を挟み込んでその外周面に接触し、パイプ１６を１５０℃以下まで冷却する。２つの個別冷し金３２，３４の互いに向き合う面（内面）には、図３（ｂ）に示すように、パイプ１６の外周面に倣った形状の内周面３２ａ，３４ａが形成されている。従って、冷し金３０がパイプ１６に接触するときの接触面積が広くなり、パイプ１６は効率良く冷却される。また、個別冷し金３２，３４の内部には冷却液が流れる冷却管３６，３８が通っている。冷却管３６，３８を流れる冷却液によって個別冷し金３２，３４が冷却されるので、パイプ１６はいっそう効率良く冷却される。
【００３８】
上記のように誘導加熱コイル２８で加熱された後に冷し金３０で冷却された被加熱部分１６ａの温度変化を説明する。図２（ｂ）に示すように、被加熱部分１６ａは誘導加熱コイル２８によって例えば１２００℃まで急激に加熱されながら矢印Ａ方向に搬送される。被加熱部分１６ａが冷し金３０に到達すると、この冷し金３０によって１５０℃以下まで急冷される。冷し金３０は、被加熱部分１６ａに接触しながらこの被加熱部分１６ａと共に矢印Ａ方向に所定距離だけ移動する。冷し金３０は、この移動中に被加熱部分１６ａを１５０℃以下まで急冷する。冷し金３０が移動する機構については後述する。
【００３９】
図３（ｂ）に示すように、個別冷し金３２，３４の内周面３２ａ，３４ａは滑らかである。しかし、図３（ｃ）に示すように、凹凸が形成された凹凸面４２ａ，４４ａを内周面としてもつ個別冷し金４２，４４からなる冷し金４０を使用してもよい。この場合、凹凸面４２ａ，４４ａがパイプ１６に接触する際の接触圧がほぼ均一になる。従って、パイプ１６が変形しにくい。
【００４０】
また、上記の例では、個別冷し金３２，３４をパイプ１６の外周面に直接に接触させたが、個別冷し金３２，３４の内周面３２ａ，３４ａとパイプ１６の外周面の間に金属布を挟んでもよい。即ち、金属布を介して個別冷し金３２，３４をパイプ１６に接触させて冷却するようにしてもよい。この場合、温度変化に伴うパイプ１６の寸法変化を金属布が吸収する（寸法変化に対する追従性が良くなる）のでパイプ１６の冷却速度が速くなり、且つ、パイプ１６の外周面も傷付かないという効果を奏する。
【００４１】
上記の例では、誘導加熱コイル２８によって被加熱部分１６ａを加熱したが、加熱用電極を被加熱部分１６ａに接触させてこの被加熱部分１６ａを直接通電加熱してもよい。また、冷し金３０（４０）を２分割した個別冷し金３２，３４（４２，４４）を用いたが、３分割以上した冷し金を用いてもよい。
【００４２】
図４と図５を参照して、冷し金を移動させる機構について説明する。
【００４３】
図４（ａ）は、冷し金を矢印Ａ方向から視て模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。図５は、１つの個別冷し金を示す、（ａ）は、待機位置に位置する個別冷し金を示す模式図であり、（ｂ）は、パイプに接触した直後の個別冷し金を示す模式図であり、（ｃ）は、パイプを冷却途中の個別冷し金を示す模式図であり、（ｄ）は、分離位置に到達した個別冷し金を示す模式図であり、（ｅ）は、分離位置でパイプから離れた個別冷し金を示す模式図であり、（ｆ）は、待機位置に戻った個別冷し金を示す模式図である。これらの図では、図２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００４４】
冷し金３０は、図５（ａ）に示す待機位置で被加熱部分１６ａに接触し始めて被加熱部分１６ａに接触したまま被加熱部分１６ａと共に所定距離だけ進行して被加熱部分１６ａを冷却した後、図５（ｅ）に示す分離位置で被加熱部分１６ａから離れて待機位置に戻る。
【００４５】
個別冷し金３２はシリンダ５２に接続（固定）されており、シリンダ５２の伸縮によって矢印Ｂ方向（ここでは上下方向）に移動する。シリンダ５２が伸びたときには個別冷し金３２は被加熱部分１６ａに接触する。一方、シリンダが縮んだときには個別冷し金３２は被加熱部分１６ａから離れる。同様に、個別冷し金３４もシリンダ５４に接続されており、その伸縮によって矢印Ｂ方向に移動する。
【００４６】
シリンダ５２はベース台６２に固定されており、個別冷し金３２は矢印Ｂ方向に自在に移動できるようにベース台６２に固定されている。同様に、シリンダ５４はベース台６４に固定されており、個別冷し金３４は矢印Ｂ方向に自在に移動できるようにベース台６４に固定されている。
【００４７】
ベース台６２はシリンダ７２に接続（固定）されており、シリンダ７２の伸縮によってベース台６２が矢印Ｃ方向に移動する。シリンダ７２が伸びるときは、個別冷し金３２はパイプ１６と共にその搬送方向（矢印Ａ方向）に所定距離だけ移動する。一方、シリンダ７２が縮むときは、個別冷し金３２がパイプ１６の搬送方向とは反対の方向に移動する。同様に、ベース台６４はシリンダ７４に接続（固定）されており、シリンダ７４の伸縮によって矢印Ｃ方向に移動する。シリンダ７４が伸びるときは、個別冷し金３４はパイプ１６と共にその搬送方向に所定距離だけ移動する。一方、シリンダ７４が縮むときは、個別冷し金３４がパイプ１６の搬送方向とは反対の方向に移動する。
【００４８】
個別冷し金３２，３４は、シリンダ７２，７４が最も縮んでいる状態のときに待機位置に位置する。この待機位置に個別冷し金３２，３４が位置しており、かつ、シリンダ５２，５４が最も縮んでいるときは、図５（ａ）に示すように、個別冷し金３２，３４はパイプ１６の被加熱部分１６ａから離れている。なお、図５（ａ）では個別冷し金３２に関連のある部材のみが示されており、個別冷し金３４に関連のある部材は示されていない。
【００４９】
図５（ａ）の状態から（ｂ）に示すようにシリンダ５２が伸びると、図４に示すように個別冷し金３２がパイプ１６の被加熱部分１６ａに接触する。この状態のままパイプ１６の移動（即ち被加熱部分１６ａの移動）と共に個別冷し金３２が移動するように、図５（ｃ）のようにシリンダ７２を伸ばす。被加熱部分１６ａの移動に伴って、図５（ｄ）に示すように、シリンダ７２をさらに伸ばす。これにより図５（ｂ）〜（ｄ）では、被加熱部分１６ａが個別冷し金３２に接触して冷却される。この間に、被加熱部分１６ａは約１２００℃から１５０℃以下まで冷却される。シリンダ７２の伸縮する距離は約２５ｃｍ程度であり、従って、個別冷し金３２が移動する距離も２５ｃｍ程度となる。個別冷し金３４についても同様である。また、冷し金３０が被加熱部分１６ａに接触している時間は、例えば外径１３ｍｍ、肉厚１．５ｍｍのパイプを冷却するときは、約２秒間になる。
【００５０】
上記のようにして個別冷し金３２によって被加熱部分１６ａが１５０℃以下まで冷却された後、シリンダ５２を縮ませることにより、図５（ｅ）に示すように、個別冷し金３２が被加熱部分１６ａから離れる。このように分離位置において個別冷し金３２が被加熱部分１６ａから離れると、個別冷し金３２は矢印Ａ方向とは反対方向に素早く移動して待機位置に戻り、図５（ｆ）に示す状態となる。図５（ｅ）の状態から（ｆ）の状態に移行する時間は例えば１秒間である。この間にもパイプ１６は矢印Ａ方向に進んでいるが、個別冷し金３２が分離位置から待機位置まで素早く戻り再びパイプ１６に接触する。この場合、先行する被加熱部分１６ａ’のうち後の部分１６ｂは、後行する被加熱部分１６ａとともに再び冷却される。従って、パイプ１６の全ての部分は冷し金３０で冷却されることとなる。冷し金３０は、このような動作を繰り返しながらパイプ１６を順次に冷却する。
【００５１】
以上のようにして加熱・冷却するので、パイプ１６などの長尺材を連続的に熱処理できる。また、容器２２の内部には非酸化性ガスが充満しているので、熱処理中にパイプ１６などが酸化しない。このため、熱処理後に酸化膜を除去する作業は不要となる。
【００５２】
なお、上記の例では、パイプ１６を加熱・冷却する場合を説明したが、線材、棒、板などを冷却できる。この場合、加熱・冷却するもの（被処理物）の形状に応じて冷し金３０の形状を変更する。また、加熱・冷却するものの材質としては、ステンレス鋼などのを鋼だけでなく、銅や銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金なども挙げられる。この場合、材質に応じて加熱温度や冷却温度などを決定する。また、冷し金３０の材質は、被処理物の材質などに応じて変えてもよい。
【００５３】
ところで、冷し金３０に代えて、パイプ１６を挟んで回転する一対のロールを用いる技術も考えられる。しかし、この技術では、複数組の一対のロールが必要となり、熱処理装置２０の容器２２が非常に長くなる。また、冷し金３０を移動させる機構を、カムとばねを組み合せて構成してもよい。
【００５４】
図６を参照して、冷し金の他の例を説明する。
【００５５】
図６は、冷し金の他の例を示す斜視図である。
【００５６】
冷し金は上下共に同じ形状の一対の個別冷し金８０から構成される。個別冷し金８０には半月状の内周面８２が形成されている。この内周面８２には、円周方向に沿って等間隔で２つの溝８４が形成されている。これにより、内周面８２には凹凸が形成されていることとなり、図３（ｃ）に示す個別冷し金４２，４４と同様に、パイプ１６（図３参照）に接触する際の接触圧がほぼ均一になり、パイプ１６が変形しにくい。なお、溝８４の数はパイプ１６の形状に応じて適宜に形成してよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の熱処理装置（請求項１に記載の熱処理装置）によれば、容器に進入して直線状に進む長尺材の被加熱部分が加熱手段で第１温度に加熱され、その後、冷却部材で第２温度まで冷却されるので、長尺材が連続的に短時間で熱処理されることとなる。また、熱処理中に長尺材を折り曲げないので、折り曲がりにくい材質の長尺材でも連続的に熱処理できる。従って、長尺材の材質に応じて上記の第１温度や第２温度を適宜に選択することにより、焼入れや焼鈍などの熱処理を長尺材に連続的に施せる。また、真空中若しくは非酸化性ガス雰囲気中で熱処理すると共に容器内の冷却部材を被加熱部分に接触させてこの被加熱部分を冷却するので、熱処理中に長尺材が酸化せずに金属光沢が失われない。このため、熱処理後に長尺材の酸化膜を除去する作業が不要となるので、その分、熱処理費用が低下する。
【００５８】
ここで、上記加熱手段は、上記被加熱部分を誘導加熱する誘導加熱コイル、及び上記被加熱部分に直接に電流を流してこの被加熱部分を加熱する加熱用電極のうちのいずれかである場合は、クリーンかつ迅速に被加熱部分を加熱できる。
【００５９】
また、上記冷却部材は、所定の待機位置で上記被加熱部分に接触し始めてこの被加熱部分に接触したままこの被加熱部分と共に所定距離だけ進行してこの被加熱部分を冷却した後、所定の分離位置でこの被加熱部分から離れて上記待機位置に戻るものである場合は、冷却部材は被加熱部分に接触したままこの被加熱部分と共に所定距離だけ進行するので、冷却部材が被加熱部分を効率良くいっそう短時間で冷却できる。このため、上記した第２温度が低くても被加熱部分を第２温度まで短時間で冷却できる。
【００６０】
さらに、上記冷却部材は、内部に冷却液が流れる冷し金からなるものである場合は、簡易な構成の熱処理装置となり、また、被加熱部分をいっそう効率良く冷却できる。
【００６１】
さらにまた、上記冷し金は、長尺材に接触する凹凸面が形成されたものである場合は、凹凸面が長尺材に接触するので、長尺材の寸法が多少変化しても冷し金が長尺材に接触する際の接触圧がほぼ均一になる。この結果、長尺材の変形が抑えられる。
【００６２】
さらにまた、上記冷し金は、それぞれが長尺材に自在に接離する複数の個別冷し金から構成されたものである場合は、長尺材の形状に応じて各個別冷し金の位置を調整しながら長尺材に接離できるので使い勝手の良い冷し金が得られる。
【００６３】
さらにまた、上記個別冷し金は、長尺材の外面に倣う形状の内面がそれぞれに形成された２つの個別冷し金からなるものである場合は、例えば管状の長尺材の外面に個別冷し金の内面をほとんど隙間無くぴったりと接触できるので、管などの長尺材を冷却する際に都合が良い。
【００６４】
さらにまた、上記個別冷し金を長尺材の進行方向及びその反対方向に移動させると共にこの進行方向に交差する交差方向にも移動させる、上記個別冷し金それぞれに接続されたシリンダを熱処理装置が備えた場合は、シリンダによって個別冷し金を適確に移動できる。
【００６５】
さらにまた、長尺材と上記冷却部材との間に挟み込まれる金属布を熱処理装置が備えた場合は、金属布が長尺材の表面を保護するので、この表面が傷付かない。
【００６６】
また、本発明の熱処理方法（請求項１０に記載のパイプ製造装置）によれば、上記の第１温度や第２温度を適宜に選択することにより、焼入れや焼鈍などの熱処理を長尺材に連続的に施せる。また、非酸化性ガス雰囲気中もしくは真空中で加熱して冷却するので、熱処理中に長尺材が酸化せずに金属光沢が失われない。このため、熱処理後に長尺材の酸化膜を除去する作業が不要となり、その分、熱処理費用が低下する。
【００６７】
ここで、上記冷し金を上記被加熱部分に接触させるに当たり、上記冷し金を上記被加熱部分に接触させたままこの被加熱部分と共に所定距離だけ移動させる場合は、冷し金が被加熱部分を効率良く短時間で冷却できる。
【００６８】
さらに、長尺材としてステンレス製のものを用い、このステンレス製の長尺材を焼鈍温度まで加熱し、上記冷し金で１５０℃以下まで冷却する場合は、金属光沢を失わずにステンレス製の長尺材を焼鈍できる。
【００６９】
また、本発明のパイプ製造装置（請求項１３に記載のパイプ製造装置）によれば、溶接に起因する歪みを除去すると共に、析出した炭化物を溶かし込みながらパイプを連続的に製造できる。また、内部に非酸化性ガスが充満する容器若しくは内部が真空になる容器で熱処理するので、熱処理中に長尺材が酸化しない。このため、熱処理後に長尺材（パイプ）の酸化膜を除去する作業が不要となるので、その分、パイプ製造費用が低下する。また、ステンレス製の長尺材を用いる場合、この長尺材に直接に水を接触させずに冷し金で冷却するので、金属光沢を失わずにステンレス製の長尺材を焼鈍できる。
【００７０】
ここで、上記冷し金は、パイプ状に成形された長尺材の直径方向からこの長尺材の外周面に接離自在に接触する複数の個別冷し金が組み合わされて構成されたものであり、この個別冷し金は、上記長尺材の外周面に倣う形状の内周面を有し、この内周面をこの長尺材の外周面に接触させてこの長尺材を冷却するものである場合は、複数の個別冷し金の内周面が長尺材の外周面に接触するので接触面積が広くなり、長尺材を効率良く冷却できる。また、個別冷し金は長尺材の外周面に接離自在であるので、長尺材を搬送する際に都合が良い。
【００７１】
さらに、上記個別冷し金は、その内周面に凹凸が形成されたものである場合は、個別冷し金の内周面の凹凸がパイプ状の長尺材の外周面に接触するので、冷し金が長尺材に接触する際の接触圧がほぼ均一になる。この結果、パイプ状の長尺材が変形しにくい。
【００７２】
さらにまた、上記個別冷し金は、所定の待機位置で上記被加熱部分に接触し始めてこの被加熱部分に接触したままこの被加熱部分と共に所定距離だけ進行してこの被加熱部分を冷却した後、所定の分離位置でこの被加熱部分から離れて上記待機位置に戻るものである場合は、個別冷し金は被加熱部分に接触したままこの被加熱部分と共に所定距離だけ進行するので、個別冷し金が被加熱部分を効率良く冷却できる。
【００７３】
さらにまた、上記冷し金で冷却された長尺材を切断する、上記容器の外部に配置された切断機をパイプ製造装置が備えた場合は、パイプを所望の長さに切断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパイプ製造装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】（ａ）は、熱処理装置の内部を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、熱処理装置で加熱して冷却されたパイプの温度を示すグラフである。
【図３】（ａ）は、冷し金を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は、冷し金の変形例を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、冷し金を矢印Ａ方向から視て模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【図５】１つの個別冷し金を示す、（ａ）は、待機位置に位置する個別冷し金を示す模式図であり、（ｂ）は、パイプに接触した直後の個別冷し金を示す模式図であり、（ｃ）は、パイプを冷却途中の個別冷し金を示す模式図であり、（ｄ）は、分離位置に到達した個別冷し金を示す模式図であり、（ｅ）は、分離位置でパイプから離れた個別冷し金を示す模式図であり、（ｆ）は、待機位置に戻った個別冷し金を示す模式図である。
【図６】冷し金の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０パイプ製造装置
１２ステンレス製の板材
１４溶接機
１６パイプ
１６ａ被加熱部分
２０熱処理装置
２２容器
２４入口
２６出口
２８誘導加熱コイル
３０，４０冷し金
３２，３４，４２，４４個別冷し金
３２ａ，３４ａ個別冷し金の内周面
４２ａ，４４ａ凹凸面
６０冷却ジャケット
６２切断機

Claims

長尺材が進入する入口及び該入口から進入して直線状に進んだ長尺材が排出される出口が形成された、その内部に非酸化性ガスが充満する容器と、
前記入口から進入した長尺材のうちの所定の被加熱部分を所定の第１温度に加熱する、前記容器の内部に配置された加熱手段と、
該加熱手段によって加熱された前記被加熱部分に接触しながら該被加熱部分を所定の第２温度まで冷却する、前記容器の内部に配置された冷却部材と、
長尺材と前記冷却部材との間に挟み込まれる金属布とを備えたことを特徴とする熱処理装置。
前記加熱手段は、
前記被加熱部分を誘導加熱する誘導加熱コイル、及び前記被加熱部分に直接に電流を流して該被加熱部分を加熱する加熱用電極のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
前記冷却部材は、
所定の待機位置で前記被加熱部分に接触し始めて該被加熱部分に接触したまま該被加熱部分と共に所定距離だけ進行して該被加熱部分を冷却した後、所定の分離位置で該被加熱部分から離れて前記待機位置に戻るものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱処理装置。
前記冷却部材は、
内部に冷却液が流れる冷し金からなるものであることを特徴とする請求項１，２，又は３に記載の熱処理装置。
前記冷し金は、
長尺材に接触する凹凸面が形成されたものであることを特徴とする請求項４に記載の熱処理装置。
前記冷し金は、
それぞれが長尺材に自在に接離する複数の個別冷し金から構成されたものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の熱処理装置。
前記個別冷し金は、
長尺材の外面に倣う形状の内面がそれぞれに形成された２つの個別冷し金からなるものであることを特徴とする請求項６に記載の熱処理装置。
前記個別冷し金を長尺材の進行方向及びその反対方向に移動させると共に該進行方向に交差する交差方向にも移動させる、前記個別冷し金それぞれに接続されたシリンダを備えたことを特徴とする請求項５，６，又は７に記載の熱処理装置。
非酸化性ガス雰囲気中で長尺材をその長手方向に搬送しながら該長尺材のうちの所定の被加熱部分を所定の第１温度に加熱すると共にこの第１温度に加熱され終った被加熱部分に金属布を介して冷し金を接触させて該被加熱部分を所定の第２温度まで冷却することを特徴とする熱処理方法。
前記冷し金を前記被加熱部分に接触させるに当たり、
前記冷し金を前記被加熱部分に接触させたまま該被加熱部分と共に所定距離だけ移動させることを特徴とする請求項９に記載の熱処理方法。
長尺材としてステンレス製のものを用い、このステンレス製の長尺材を焼鈍温度まで加熱し、前記冷し金で１５０℃以下まで冷却することを特徴とする請求項９又は１０に記載の熱処理方法。
板状の長尺材の幅方向両端部同士を溶接してこの長尺材をパイプ状に成形する溶接機と、
該溶接機によってパイプ状に成形された長尺材が進入する入口及び該入口から進入して直線状に進んだ長尺材が排出される出口が形成された、その内部に非酸化性ガスが充満する容器と、
前記入口から進入した長尺材のうちの所定の被加熱部分を焼鈍温度に加熱する、前記容器の内部に配置された加熱手段と、
該加熱手段によって加熱された前記被加熱部分に接触しながら該被加熱部分を所定温度まで冷却する、前記容器の内部に配置された冷し金と、
前記被加熱部分と前記冷し金との間に挟み込まれる金属布とを備えたことを特徴とするパイプ製造装置。
前記冷し金は、
パイプ状に成形された長尺材の直径方向から該長尺材の外周面に接離自在に接触する複数の個別冷し金が組み合わされて構成されたものであり、
該個別冷し金は、
前記長尺材の外周面に倣う形状の内周面を有し、該内周面を該長尺材の外周面に接触させて該長尺材を冷却するものであることを特徴とする請求項１２に記載のパイプ製造装置。
前記個別冷し金は、
その内周面に凹凸が形成されたものであることを特徴とする請求項１３に記載のパイプ製造装置。
前記個別冷し金は、
所定の待機位置で前記被加熱部分に接触し始めて該被加熱部分に接触したまま該被加熱部分と共に所定距離だけ進行して該被加熱部分を冷却した後、所定の分離位置で該被加熱部分から離れて前記待機位置に戻るものであることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のパイプ製造装置。
前記冷し金で冷却された長尺材を切断する、前記容器の外部に配置された切断機を備えたことを特徴とする請求項１２から１５までのうちのいずれか一項に記載のパイプ製造装置。