JP5544168B2 - 展延済鋼製品の熱処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、展延済鋼製品を熱処理する方法に関するものである。

鋼製品を処理している間に、材料の機械的特性、冶金学的特性および表面の化学的特性は変化する。さらなる使用および／または処理の前に、これらの特性を変化させる必要があるかもしれない。加熱の後で冷却を行うのは、材料の特性を変化させる一つの方法である。

材料を処理する前に、ロッド、ワイヤまたはチューブに被加工片を圧延するために、材料は、例えば、１１５０℃などの処理温度に加熱される。材料は、冷却床または類似の装置上で処理作業の後で冷却される。場合によっては、加熱処理を行うことができるようにするために、材料に与えられた熱は熱交換器を通して回収されるが、ほとんどの場合、この熱は失われる。

冷却処理を受ける各種材料は、冷却処理に適する材料特性にするために、多くの場合、熱処理しなければならない。この熱処理中に、材料は、可及的迅速に保持温度に加熱され、その後で緩速かつ制御された、室温までの冷却を受け、または、反復して冷却と加熱が行われる、すなわち繰返し加熱処理が行われ、その後で室温まで冷却される。

直後の熱処理を伴なうプロセスとして熱処理が行われる前記場合には、熱処理後の余熱を、迅速温度上昇のために使用できることが望ましい。

鋼製品の圧延中に起こる一つの問題は、展延済鋼製品がその全長にわたって均一な温度をいつでも有するわけではないという問題である。例えば、鋼製品の端部は、鋼製品の残りの部分の端部の温度とは異なる温度を有する場合がある。このことは、圧延中に鋼製品に影響を与える。従って、例えば、鋼製品の端部を迅速に加熱することができなければならない。

第２の問題は、多くの場合、圧延後、鋼製品が、例えば、７２０℃よりも低い温度に冷却され、そのため材料の表面が変質し、その後で材料の表面が再結晶のために加熱されるという問題である。材料の内部の熱はこの再結晶のために十分なものではない。それ故、表面を迅速に加熱し、それにより材料の内部の熱を保存することが望ましい。

本発明は、前記問題を解決し、展延済鋼製品の温度を迅速に上昇させる効率的な方法を提供する。

それ故、本発明は、鋼製品が移動中に、ロッド、チューブ、被加工片などの展延済鋼製品を熱処理するための方法に関する。この方法は、ＤＦＩバーナーにより鋼製品を加熱すること（ここで、ＤＦＩは、「直接火炎衝突」の略語である）を特徴とする。このバーナーは、１組のバーナーが、鋼製品の実質的に全周を被うように配置されていること、およびバーナーが、バーナーの炎が実質的に位置する平面に垂直な方向に鋼製品を搬送する装置に一体化されて配置されることを特徴とする。

以下、添付図面に示す本発明の具体例の一部を見ながら、本発明の細目を説明する。

３対のローラを有する圧延ライン。 ローラ・バンドの一部。 ブロック図。 図５、図６と共に異なる鋼製品の断面を示す。 図４、図６と共に異なる鋼製品の断面を示す。 図４、図５と共に異なる鋼製品の断面を示す。

本発明は、ロッド、パイプ、被加工片などの展延済鋼製品を熱処理するための方法に関する。「熱処理」という用語は、従来の熱処理を意味するが、またその温度を上昇または調整するための鋼製品の加熱も意味する。

熱処理は、鋼製品が移動中に行われる。

本発明によれば、鋼製品は、１組のバーナーが鋼製品の周囲を実質的に被うように配置されているＤＦＩバーナー（ここで、ＤＦＩは、「直接火炎衝突」の略語である）によって加熱される。さらに、バーナーは、バーナー炎が事実上位置する平面に対して直角方向に鋼製品を搬送する装置に一体化されて配置されている。

一つの好ましい実施形態の場合、バーナーの燃料は、液体または気体であり、その場合、酸素の容積の少なくとも８０％を含む気体は酸化剤である。

図１は、３対のローラ２、３、４を含む圧延ライン１を示す。これら３対のローラは可逆的であってもよい。装置４、５が、３対のローラ間に配置され、かかる装置の各々が、３組のバーナー６、７、８、９、１０、１１を有する。鋼製品１２が圧延ラインを通して搬送されると、１組、２組またはそれ以上の組のバーナーにより鋼製品を加熱することができる。例えば、鋼製品の前面および背面のうちの少なくとも一方、または鋼製品全体を必要に応じて加熱することができる。

例えば、圧延により材料を熱処理することができるようにするために供給される熱は、余熱が直接熱処理中に保存されれば最適に使用される。

図２は、鋼製品１４を搬送するためのローラ・バンド１３の断面図を示す。ローラ・バンドは、従来の方法で、多数の従動ローラ１５を含む。複数組のバーナー１６〜２０が、鋼製品１４全体またはその一部を加熱するために、ローラ１５間に配置される。

図４から図６は、複数組のバーナーおよび異なる鋼製品の断面図を示す。例えば、４つのバーナー２８〜３１が、各組のバーナー内に配置される。バーナーは、適切なフレーム３２により支持される。図面における符号３３は矩形の被加工片を示し、符号３４はパイプを示し、符号３５はロッドを示す。

ＤＦＩバーナーを有する複数組のバーナーは、小空間しか必要としないし、ローラ・バンド内に容易に組み込むことができる。これにより加熱処理がコンパクトになり、効率的になる。

さらに、保持炉を比較的小型にすることができる。何故なら、材料内に熱を維持するために小さな電力ですむからである。

一つの好適形態によれば、温度センサ２１〜２４、２５、２６が、鋼製品の搬送経路に沿って配置され、これらのセンサは、温度センサを通過する鋼製品の温度を判定する。

第２の好適形態によれば、バーナーの各組に対して制御回路２７を使用することができる。この制御回路は、１つまたは複数の温度センサにより判定した鋼製品の温度によりバーナーを制御する。図３は、複数組のバーナー９、１０、１１および温度センサ２３、２４のこの制御の様子を示す。

温度センサは、任意の適切なタイプのものであってよく、適切なセンサは、赤外線（ＩＲ）センサであってよい。

例えば、鋼材形態の製品を、熱間圧延加工後にローラ・バンド１３に送ることができる。圧延の熱が使用され、材料の温度は、材料を直接加熱する複数組のバーナーを通過する鋼製品を通して保持温度に上昇する。保持温度になると、材料は保持炉に入り、保持炉内で保持され、材料の仕様書で規定されているように冷却することができる。

材料は、それが適している場合には、反復加熱により適当な材料特性にすることができる。この場合、仕様書に指定されている室温に最終的に冷却するために、材料は、例えば、冷却床温度から、複数組のバーナーにより第１の保持温度に加熱され、必要な温度に冷却され、複数組のバーナーにより第２の保持温度に迅速に加熱され、冷却される。

冷却床上での冷却および従来の緩速加熱を避けることができるので、酸化スケールの形成および脱炭の両者方が劇的に減少し、それにより歩留まりおよび品質が改善する。

展延済鋼製品面の周囲に沿って供給エネルギーが均一に分布するので、多数の複数組のバーナーを通して材料を確実に送ることができる。束状で材料が位置していた位置により材料の特性に違いができる、束状のすべてのものが熱処理される今日行われている方法とは対照的に、加熱が迅速に行われ、各展延済鋼製品が個々に熱処理される。

現在の熱処理方法の場合には、ほとんどの場合、束状の材料を簡単に均一に熱処理することができるように、材料を均一な複数の長さに分割しなければならない。直接加熱を行うと、保持炉内の加熱により異なる長さの材料の混合物を確実に処理することができる。そのため、圧延プロセス中の歩留まりが改善されるばかりでなく、以降のプロセス中の歩留まりも改善される。

これまでいくつかの実施形態について説明してきた。当業者であれば理解することができると思うが、バーナーの数を変えることができ、鋼製品に対するその位置を変えることができ、温度センサの位置を変えることができる。

したがって、本発明は前記具体例に限定されるわけではなく、特許請求の範囲で規定される範囲内各種の変更が可能である。

Claims (2)

1. 展延済鋼製品、例えば、ロッド、パイプ、被加工片などを、移動している間に熱処理するための方法において、
   前記鋼製品（１２，１４，３３，３４，３５）が、ＤＦＩバーナーによって加熱され（ここで、ＤＦＩは、「直接火炎衝突」の略語である）、前記ＤＦＩバーナーは、前記鋼製品を直接加熱するためのものであって、
   少なくとも１組のバーナー（６，７，８，９，１０，１１）、（１６，１７，１８，１９，２０）が、２つの圧延ステーション間の圧延ラインに沿う前記２つの圧延ステーションを含む装置に配置され、各組のバーナー内では、複数のバーナー（２８〜３１）が、前記鋼製品の周囲を事実上被うように配置され、該装置は、前記バーナーの火炎が事実上位置する平面に対して直角方向に前記鋼製品を搬送し、
   前記バーナーの燃料が液体または気体であり、
   体積量で少なくとも８０％の酸素を含む気体が酸化剤であり、
   前記鋼製品の搬送経路に沿って配置される温度センサ（２１〜２６）が、温度センサを通過する鋼製品の温度を測定し、また
   制御回路（２７）が、各組のバーナーに対して存在し、前記制御回路が、１つまたは複数の前記温度センサで測定された前記鋼製品の温度によって、前記バーナーを制御する
   ことを特徴とする展延済鋼製品を熱処理するための方法。
2. ２組以上のバーナーが、前記鋼製品を搬送するように構成された前記装置（２〜４，１３）に沿って配置されることを特徴とする請求項１に記載された展延済鋼製品を熱処理するための方法。

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