JPH0559439A - ローラハース式熱処理炉における鋼管の冷却制御方法 - Google Patents
ローラハース式熱処理炉における鋼管の冷却制御方法Info
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- JPH0559439A JPH0559439A JP23899791A JP23899791A JPH0559439A JP H0559439 A JPH0559439 A JP H0559439A JP 23899791 A JP23899791 A JP 23899791A JP 23899791 A JP23899791 A JP 23899791A JP H0559439 A JPH0559439 A JP H0559439A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ローラハース式熱処理炉で鋼管を熱処理する
に際し、鋼管断面内温度差を可及的に小とし、鋼管の大
曲り発生を防止すること。 【構成】 加熱帯１２にて加熱、均熱後の鋼管群を強制
対流式冷却制御帯で冷却する、ローラハース式熱処理炉
における鋼管の冷却制御方法において、鋼管表面からの
抜熱量が対流熱伝達量と輻射熱伝達量によるものと定義
して伝熱計算により冷却中の鋼管断面の温度分布を計算
し、該鋼管断面内温度差が最小となる該冷却制御帯出側
の鋼管温度を求め、この鋼管温度を目標値として、該冷
却制御帯における対流熱伝達量を制御するようにしたも
のである。
に際し、鋼管断面内温度差を可及的に小とし、鋼管の大
曲り発生を防止すること。 【構成】 加熱帯１２にて加熱、均熱後の鋼管群を強制
対流式冷却制御帯で冷却する、ローラハース式熱処理炉
における鋼管の冷却制御方法において、鋼管表面からの
抜熱量が対流熱伝達量と輻射熱伝達量によるものと定義
して伝熱計算により冷却中の鋼管断面の温度分布を計算
し、該鋼管断面内温度差が最小となる該冷却制御帯出側
の鋼管温度を求め、この鋼管温度を目標値として、該冷
却制御帯における対流熱伝達量を制御するようにしたも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ローラハース式熱処理
炉における鋼管の冷却制御方法に関する。
炉における鋼管の冷却制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼管、例えば 650 〜 950℃に加熱し、
均熱した後に冷却することにより、鋼管に所定の機械的
特性を付与する熱処理が一般に行なわれている。この熱
処理としては、例えば、焼ならし、焼なまし、焼戻し等
がある。
均熱した後に冷却することにより、鋼管に所定の機械的
特性を付与する熱処理が一般に行なわれている。この熱
処理としては、例えば、焼ならし、焼なまし、焼戻し等
がある。
【０００３】上記熱処理の１つに、ローラハース式連続
熱処理炉を用いる、鋼管の焼ならし等の処理が知られて
いる。このローラハース式熱処理炉では、鋼管の酸化を
防止するため、無酸化雰囲気の下で熱処理することも行
なわれており、その際に使用する雰囲気ガスとしては、
発熱型のガスや窒素（Ｎ2 ）が主に用いられ、また、脱
炭を防止するカーボンポテンシャル制御を行なうため
に、吸熱型ガスとの混合ガスが用いられることもある。
熱処理炉を用いる、鋼管の焼ならし等の処理が知られて
いる。このローラハース式熱処理炉では、鋼管の酸化を
防止するため、無酸化雰囲気の下で熱処理することも行
なわれており、その際に使用する雰囲気ガスとしては、
発熱型のガスや窒素（Ｎ2 ）が主に用いられ、また、脱
炭を防止するカーボンポテンシャル制御を行なうため
に、吸熱型ガスとの混合ガスが用いられることもある。
【０００４】ところが、上記ロ−ラハース式熱処理炉で
鋼管を処理すると、該鋼管に大きな曲りが発生し、これ
が原因で次工程への鋼管の搬送を円滑にできなかった
り、鋼管を矯正する際に矯正機に対する作業負荷が増大
したり、場合によっては炉内における鋼管の搬送を円滑
にできなかったりすることがあった。
鋼管を処理すると、該鋼管に大きな曲りが発生し、これ
が原因で次工程への鋼管の搬送を円滑にできなかった
り、鋼管を矯正する際に矯正機に対する作業負荷が増大
したり、場合によっては炉内における鋼管の搬送を円滑
にできなかったりすることがあった。
【０００５】上記のように鋼管に大曲りが発生する主な
原因は、偏肉や製管時の残留応力等の材料固有の問題を
別にすれば、熱処理炉における鋼管に対する加熱又は冷
却の不均一性にある。特に、上記鋼管では、生産性を上
げるために多数の鋼管をローラ上に積載し、該ローラの
回転により縦方向に搬送するため、加熱又は冷却が不均
一になり易く、それだけ大曲りが発生し易いといえる。
原因は、偏肉や製管時の残留応力等の材料固有の問題を
別にすれば、熱処理炉における鋼管に対する加熱又は冷
却の不均一性にある。特に、上記鋼管では、生産性を上
げるために多数の鋼管をローラ上に積載し、該ローラの
回転により縦方向に搬送するため、加熱又は冷却が不均
一になり易く、それだけ大曲りが発生し易いといえる。
【０００６】上述のような加熱又は冷却の不均一を防止
するための技術として、鋼管をロール上に隣接する鋼管
同士の間に隙間を開けて積載し、その隙間に冷却媒体を
流通可能として鋼管の全周に亘って均一に冷却する方法
が、特公昭56-27581に開示されている。
するための技術として、鋼管をロール上に隣接する鋼管
同士の間に隙間を開けて積載し、その隙間に冷却媒体を
流通可能として鋼管の全周に亘って均一に冷却する方法
が、特公昭56-27581に開示されている。
【０００７】また、同様に加熱又は冷却の不均一を防止
するための技術に、搬送ロールとして、ロール面がテー
パ状であるもの、ロール軸が上下に傾斜しているもの、
又はロール軸が進行方向に傾斜しているものを使用し、
管棒材を回転させながら搬送する方法が特公昭59-14090
に開示されている。
するための技術に、搬送ロールとして、ロール面がテー
パ状であるもの、ロール軸が上下に傾斜しているもの、
又はロール軸が進行方向に傾斜しているものを使用し、
管棒材を回転させながら搬送する方法が特公昭59-14090
に開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、特公昭56
-27581の方法では、所定の間隔をおいて各鋼管を搭載す
るために特別な治具が必要であり、その上、必然的に鋼
管の積載本数が減少することになるため、生産性の低下
を来すことになる。
-27581の方法では、所定の間隔をおいて各鋼管を搭載す
るために特別な治具が必要であり、その上、必然的に鋼
管の積載本数が減少することになるため、生産性の低下
を来すことになる。
【０００９】また、特公昭59-14090の方法を、ローラハ
ース式熱処理炉に適用することは極めて困難であり、現
実性を欠いている。
ース式熱処理炉に適用することは極めて困難であり、現
実性を欠いている。
【００１０】本発明は、ローラハース式熱処理炉で鋼管
を熱処理するに際し、鋼管断面内温度差を可及的に小と
し、鋼管の大曲り発生を防止することを目的とする。
を熱処理するに際し、鋼管断面内温度差を可及的に小と
し、鋼管の大曲り発生を防止することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、加熱帯にて加熱、均熱後の鋼管群を強制対流式冷却
制御帯で冷却する、ローラハース式熱処理炉における鋼
管の冷却制御方法において、鋼管表面からの抜熱量が対
流熱伝達量と輻射熱伝達量によるものと定義して伝熱計
算により冷却中の鋼管断面の温度分布を計算し、該鋼管
断面内温度差が最小となる該冷却制御帯出側の鋼管温度
を求め、この鋼管温度を目標値として、該冷却制御帯に
おける対流熱伝達量を制御するようにしたものである。
は、加熱帯にて加熱、均熱後の鋼管群を強制対流式冷却
制御帯で冷却する、ローラハース式熱処理炉における鋼
管の冷却制御方法において、鋼管表面からの抜熱量が対
流熱伝達量と輻射熱伝達量によるものと定義して伝熱計
算により冷却中の鋼管断面の温度分布を計算し、該鋼管
断面内温度差が最小となる該冷却制御帯出側の鋼管温度
を求め、この鋼管温度を目標値として、該冷却制御帯に
おける対流熱伝達量を制御するようにしたものである。
【００１２】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記加熱帯にて 880〜 940℃
の焼ならし処理を施すに際し、該加熱帯に後続する前記
冷却制御帯出側の鋼管温度の目標値を 400〜500℃と
し、該冷却制御帯における対流熱伝達量を制御するよう
にしたものである。
載の本発明において更に、前記加熱帯にて 880〜 940℃
の焼ならし処理を施すに際し、該加熱帯に後続する前記
冷却制御帯出側の鋼管温度の目標値を 400〜500℃と
し、該冷却制御帯における対流熱伝達量を制御するよう
にしたものである。
【００１３】
【作用】本発明者は、ローラハース式熱処理炉を使用す
る場合に発生する鋼管の大曲りの現象を種々検討した結
果、以下の知見を得た。
る場合に発生する鋼管の大曲りの現象を種々検討した結
果、以下の知見を得た。
【００１４】鋼管を加熱する場合は、昇温を緩やかに行
なう等のヒートパターンを工夫することにより均一加熱
に対応可能であり、また、鋼管に曲りが生じた場合で
も、それを均熱保持することにより、その曲りをある程
度は直すことができる。このことから、鋼管の大曲りの
発生は、加熱処理よりも冷却処理に起因することが大き
いと理解される。
なう等のヒートパターンを工夫することにより均一加熱
に対応可能であり、また、鋼管に曲りが生じた場合で
も、それを均熱保持することにより、その曲りをある程
度は直すことができる。このことから、鋼管の大曲りの
発生は、加熱処理よりも冷却処理に起因することが大き
いと理解される。
【００１５】一方、鋼の機械的特性は、該鋼を高温均熱
域から所定温度まで、例えば 800℃から 500℃まで冷却
する際の冷却速度によって略決まる。
域から所定温度まで、例えば 800℃から 500℃まで冷却
する際の冷却速度によって略決まる。
【００１６】即ち高温均熱状態にある鋼管を、鋼管に所
望の機械的特性を付与するに必要な速度で冷却すること
が重要であると考えられる。このような冷却速度を制御
する鋼管の冷却処理に適用できる冷却装置として、ガス
ジェット式冷却装置が用いられている。
望の機械的特性を付与するに必要な速度で冷却すること
が重要であると考えられる。このような冷却速度を制御
する鋼管の冷却処理に適用できる冷却装置として、ガス
ジェット式冷却装置が用いられている。
【００１７】今、ガスジェット式冷却装置の鋼管に対す
る伝熱特性を考えてみると、鋼管表面の抜熱量ｑθ(W/m
2)は
る伝熱特性を考えてみると、鋼管表面の抜熱量ｑθ(W/m
2)は
【００１８】
【数１】
【００１９】鋼管外表面の位置θにおける熱伝達分布係
数ηR,θ、ηC,θはローラハース式熱処理炉における材
料姿を考えたとき、図３の如くになる。即ち、対流熱伝
達分布がほぼ均一であるのに対し、輻射熱伝達分布は、
隣接する鋼管のシャドウの影響が大きく不均一であり、
且つ、下部はハースローラによるシャドウの影響があり
一層不均一となっている。
数ηR,θ、ηC,θはローラハース式熱処理炉における材
料姿を考えたとき、図３の如くになる。即ち、対流熱伝
達分布がほぼ均一であるのに対し、輻射熱伝達分布は、
隣接する鋼管のシャドウの影響が大きく不均一であり、
且つ、下部はハースローラによるシャドウの影響があり
一層不均一となっている。
【００２０】また熱伝達係数αR 、αC は図４（Ａ）の
如くになり、αC はガスジェット冷却風量を増すほど大
きくなるが、αR はほぼ一定である。例えば、焼ならし
処理の場合、ガスジェット冷却風量を変化させて、公知
の伝熱計算手法（例えば日本鉄鋼協会「連続鋼片加熱炉
における伝熱実験と計算方法」 昭和45年11月）により
鋼管断面の温度分布を計算した結果を示せば図４
（Ｂ）、（Ｃ）の如くになり、これらより断面温度差
（例えば鋼管の図３（Ｂ）におけるトップ位置の最高温
度ｔ1 とサイド位置の最低温度ｔ2 との差）を最小にす
るガスジェット冷却風量並びに冷却装置出側の鋼管温度
が（例えば鋼管の図３（Ｂ）におけるトップ位置の温度
ｔ1 ）が求められる。
如くになり、αC はガスジェット冷却風量を増すほど大
きくなるが、αR はほぼ一定である。例えば、焼ならし
処理の場合、ガスジェット冷却風量を変化させて、公知
の伝熱計算手法（例えば日本鉄鋼協会「連続鋼片加熱炉
における伝熱実験と計算方法」 昭和45年11月）により
鋼管断面の温度分布を計算した結果を示せば図４
（Ｂ）、（Ｃ）の如くになり、これらより断面温度差
（例えば鋼管の図３（Ｂ）におけるトップ位置の最高温
度ｔ1 とサイド位置の最低温度ｔ2 との差）を最小にす
るガスジェット冷却風量並びに冷却装置出側の鋼管温度
が（例えば鋼管の図３（Ｂ）におけるトップ位置の温度
ｔ1 ）が求められる。
【００２１】図４（Ｂ）によると、鋼管断面温度差を小
さくするには、鋼管外表面の熱伝達分布特性が均一な対
流熱伝達量を、輻射熱伝達がより支配的となる高温域ほ
ど高めた方がよい。但し、過度に対流熱伝達量を増大さ
せると、かえって急速冷却による乱れに基づく不均一冷
却性が生じて断面温度差が大きくなる。
さくするには、鋼管外表面の熱伝達分布特性が均一な対
流熱伝達量を、輻射熱伝達がより支配的となる高温域ほ
ど高めた方がよい。但し、過度に対流熱伝達量を増大さ
せると、かえって急速冷却による乱れに基づく不均一冷
却性が生じて断面温度差が大きくなる。
【００２２】本発明にあっては、種々の鋼管寸法、熱処
理温度の場合について計算した結果、 880〜 940℃の焼
ならし処理の場合、加熱帯に後続して配設されたガスジ
ェット冷却装置出側の鋼管温度を 400〜 500℃になるよ
うに対流熱伝達量を制御するのが最適であるとの知見を
得た。
理温度の場合について計算した結果、 880〜 940℃の焼
ならし処理の場合、加熱帯に後続して配設されたガスジ
ェット冷却装置出側の鋼管温度を 400〜 500℃になるよ
うに対流熱伝達量を制御するのが最適であるとの知見を
得た。
【００２３】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２４】図１（Ａ）は、本発明の一実施例の鋼管の
冷却方法に適用されるローラハース式熱処理炉を示す概
略構成図、同図（Ｂ）は、該ローラハース式熱処理炉に
よる鋼管の熱履歴を示す線図、図２は、本実施例におけ
る制御冷却に適用される冷却装置を拡大して示す概略断
面図である。
冷却方法に適用されるローラハース式熱処理炉を示す概
略構成図、同図（Ｂ）は、該ローラハース式熱処理炉に
よる鋼管の熱履歴を示す線図、図２は、本実施例におけ
る制御冷却に適用される冷却装置を拡大して示す概略断
面図である。
【００２５】上記ローラハース式熱処理炉は、被処理材
である鋼管を積載する装入テーブル１０と、該テーブル
１０から搬入されてくる鋼管を所定温度に加熱するため
の加熱帯１２と、加熱された高温鋼管を冷却するための
冷却帯１４と、冷却後の鋼管を取出すための抽出テーブ
ル１６とを備えている。また、上記冷却帯１４は、加熱
された高温鋼管を所定の速度で冷却するための制御冷却
装置１８と、これに連設された緩冷装置２０と、これに
連設された急速冷却装置２２とで構成されている。
である鋼管を積載する装入テーブル１０と、該テーブル
１０から搬入されてくる鋼管を所定温度に加熱するため
の加熱帯１２と、加熱された高温鋼管を冷却するための
冷却帯１４と、冷却後の鋼管を取出すための抽出テーブ
ル１６とを備えている。また、上記冷却帯１４は、加熱
された高温鋼管を所定の速度で冷却するための制御冷却
装置１８と、これに連設された緩冷装置２０と、これに
連設された急速冷却装置２２とで構成されている。
【００２６】上記冷却帯１４を構成する制御冷却装置１
８はガスジェット式冷却装置である。図２に示すよう
に、上記装置１８は、炉内に配設されているハースロー
ラ３０の上下に対向配置されたノズルヘッダ３２を備え
ており、該ノズルヘッダ３２には、冷風供給用のダクト
３４が連結されている。そして、循環ファン３６により
送り込まれた気体がクーラ３８により冷却され、その冷
風が上記ダクト３４を経て上記ノズルヘッダ３２から、
ハースローラ３０上の鋼管（図示せず）に吹き付けられ
るようになっている。また、炉内に供給された気体（冷
媒）は、戻り用ダクト４０を経てクーラ３８の方向に送
られ、循環するようになされている。
８はガスジェット式冷却装置である。図２に示すよう
に、上記装置１８は、炉内に配設されているハースロー
ラ３０の上下に対向配置されたノズルヘッダ３２を備え
ており、該ノズルヘッダ３２には、冷風供給用のダクト
３４が連結されている。そして、循環ファン３６により
送り込まれた気体がクーラ３８により冷却され、その冷
風が上記ダクト３４を経て上記ノズルヘッダ３２から、
ハースローラ３０上の鋼管（図示せず）に吹き付けられ
るようになっている。また、炉内に供給された気体（冷
媒）は、戻り用ダクト４０を経てクーラ３８の方向に送
られ、循環するようになされている。
【００２７】上記制御冷却装置１８には、制御部（図示
せず）が接続されており、例えば電圧を可変とすること
により、ファンの回転数を制御して鋼管の冷却速度を調
節することが可能となっている。
せず）が接続されており、例えば電圧を可変とすること
により、ファンの回転数を制御して鋼管の冷却速度を調
節することが可能となっている。
【００２８】また、前記緩冷装置２０は、通常の水冷ジ
ャケット方式を採用したものである。
ャケット方式を採用したものである。
【００２９】また、前記急速冷却装置２２は、上記制御
冷却装置１８と同様のガスジェット式冷却装置であり、
例えば冷却能力を最大に設定することにより急速冷却を
可能としてある。
冷却装置１８と同様のガスジェット式冷却装置であり、
例えば冷却能力を最大に設定することにより急速冷却を
可能としてある。
【００３０】次に、本実施例の作用を、前記図１（Ｂ）
を参照しながら説明する。図１（Ｂ）は、鋼管を同図
（Ａ）に示した前述のローラハース式熱処理炉により熱
処理した場合の該鋼管の熱履歴を、該ローラハース式熱
処理炉における移動位置に対応させて示したものであ
る。
を参照しながら説明する。図１（Ｂ）は、鋼管を同図
（Ａ）に示した前述のローラハース式熱処理炉により熱
処理した場合の該鋼管の熱履歴を、該ローラハース式熱
処理炉における移動位置に対応させて示したものであ
る。
【００３１】装入テーブル１０に積載された鋼管（図示
せず）は、ロールの回転に従って加熱帯１２に搬入さ
れ、矢印方向に移動しながら所定温度まで加熱される。
鋼管は、上記所定温度に維持され、均熱された後、加熱
帯１２の出口（Ａ点）に到達し、更に制御冷却装置１８
の入口（Ａ´点）に到達する。次いで、上記鋼管は、上
記装置１８内を移動しながら制御冷却を受けて所定の温
度勾配で冷却され、該装置１８出口（Ｂ点）を経て緩冷
装置２０に搬入され、該装置２０内を移動しながら緩や
かな冷却を受け、急速冷却装置２２の入口（Ｃ点）に到
達する。
せず）は、ロールの回転に従って加熱帯１２に搬入さ
れ、矢印方向に移動しながら所定温度まで加熱される。
鋼管は、上記所定温度に維持され、均熱された後、加熱
帯１２の出口（Ａ点）に到達し、更に制御冷却装置１８
の入口（Ａ´点）に到達する。次いで、上記鋼管は、上
記装置１８内を移動しながら制御冷却を受けて所定の温
度勾配で冷却され、該装置１８出口（Ｂ点）を経て緩冷
装置２０に搬入され、該装置２０内を移動しながら緩や
かな冷却を受け、急速冷却装置２２の入口（Ｃ点）に到
達する。
【００３２】上記装置２２内を移動する鋼管は、例えば
最大冷却能力による急速な冷却を受けて短時間の間に十
分低い温度まで冷却され、該装置２２の出口（Ｃ´
点）、冷却帯１４の出口（Ｄ点）を経て抽出テーブル１
６に送られ、次工程に移送される。
最大冷却能力による急速な冷却を受けて短時間の間に十
分低い温度まで冷却され、該装置２２の出口（Ｃ´
点）、冷却帯１４の出口（Ｄ点）を経て抽出テーブル１
６に送られ、次工程に移送される。
【００３３】前記Ａ´点〜Ｂ点間の制御冷却は、鋼管の
種類に応じ、且つ大曲り発生が抑制されるように、その
冷却速度及び冷却の開始温度、終了温度を適切に選定し
て行なわれる（Ａ´における鋼管の温度はＡと略等し
い。）。従って、鋼管に応じて、また、要求される特性
等に応じて実線で示すような緩やかな冷却速度で冷却す
ることも、また、破線で示すように比較的速い冷却速度
で冷却することも行なうことができる。
種類に応じ、且つ大曲り発生が抑制されるように、その
冷却速度及び冷却の開始温度、終了温度を適切に選定し
て行なわれる（Ａ´における鋼管の温度はＡと略等し
い。）。従って、鋼管に応じて、また、要求される特性
等に応じて実線で示すような緩やかな冷却速度で冷却す
ることも、また、破線で示すように比較的速い冷却速度
で冷却することも行なうことができる。
【００３４】前記Ｂ点〜Ｃ点間の緩冷却は、上記制御冷
却によって冷却した鋼管を、緩やかに冷却する工程であ
る。本実施例では、この工程を前述の如くウォータージ
ャケット式冷却装置で行なう。
却によって冷却した鋼管を、緩やかに冷却する工程であ
る。本実施例では、この工程を前述の如くウォータージ
ャケット式冷却装置で行なう。
【００３５】前記Ｃ点〜Ｃ´点間の急速冷却は、上記緩
冷却により冷却した鋼管を、十分に低い位置まで急速に
冷却する工程である。十分に低い温度とは、次工程でハ
ンドリングが可能な温度や、冷却帯１４の出口（Ｄ点）
から抽出された鋼管が２次酸化を受けない温度等を挙げ
ることができる。
冷却により冷却した鋼管を、十分に低い位置まで急速に
冷却する工程である。十分に低い温度とは、次工程でハ
ンドリングが可能な温度や、冷却帯１４の出口（Ｄ点）
から抽出された鋼管が２次酸化を受けない温度等を挙げ
ることができる。
【００３６】然るに、本実施例においては、鋼管表面か
らの抜熱量が対流熱伝達量と輻射熱伝達量によるものと
定義して伝熱計算により冷却中の鋼管断面の温度分布を
計算し、該鋼管断面内温度差が最小となる制御冷却装置
１８の出口（Ｂ点）の冷却終了温度を求め、この冷却終
了温度を目標値として、該制御冷却装置１８における循
環ファン３６の回転数、即ちガスジェット冷却風量に基
づく対流熱伝達量を制御することとしている。
らの抜熱量が対流熱伝達量と輻射熱伝達量によるものと
定義して伝熱計算により冷却中の鋼管断面の温度分布を
計算し、該鋼管断面内温度差が最小となる制御冷却装置
１８の出口（Ｂ点）の冷却終了温度を求め、この冷却終
了温度を目標値として、該制御冷却装置１８における循
環ファン３６の回転数、即ちガスジェット冷却風量に基
づく対流熱伝達量を制御することとしている。
【００３７】これにより、本実施例によれば、鋼管に対
して、上述の制御冷却、緩冷却及び急速冷却を順次行な
うことにより、大曲りがなく且つ所定の機械的特性を備
えた鋼管を、能率良く製造することが可能となる。
して、上述の制御冷却、緩冷却及び急速冷却を順次行な
うことにより、大曲りがなく且つ所定の機械的特性を備
えた鋼管を、能率良く製造することが可能となる。
【００３８】次に、具体例を示し、本実施例の効果を明
らかにする。処理装置としては、前記図１（Ａ）に示し
たと同様の構成からなるローラハース式熱処理炉を用
い、50.8mm（φ）、2.8mm （ｔ）、11,000mm（Ｉ）の炭
素鋼電縫鋼管を処理した。その際、上記鋼管の 1回のチ
ャージ量は31本／列であり、その処理量は8.46ton/hrで
ある。
らかにする。処理装置としては、前記図１（Ａ）に示し
たと同様の構成からなるローラハース式熱処理炉を用
い、50.8mm（φ）、2.8mm （ｔ）、11,000mm（Ｉ）の炭
素鋼電縫鋼管を処理した。その際、上記鋼管の 1回のチ
ャージ量は31本／列であり、その処理量は8.46ton/hrで
ある。
【００３９】上記ローラハース式熱処理炉は、次の規模
である。 加熱帯長 30m 冷却帯長 25m 炉内有効幅（ハースローラ有効長） 1.76m 処理能力（最大） 9.5ton/hr
である。 加熱帯長 30m 冷却帯長 25m 炉内有効幅（ハースローラ有効長） 1.76m 処理能力（最大） 9.5ton/hr
【００４０】また、冷却帯を構成する(1) 制御冷却装
置、(2) 緩冷装置及び(3) 急速冷却装置の各装置の能力
は次の通り。 (1) 制御冷却装置 型式 ガスジェット強制冷却式で、無酸化雰囲気ガス循環式。 冷却速度の制御方法 循環ファンの風量制御によるノズル流速の調節。 設備容量 循環ファン 500m3/min 、 100mmAq × 2台（上下） クーラ 40×104Kcal/hr× 2台（上下） (2) 緩冷装置 型式 水冷ジャケット式 (3) 急速冷却装置 型式及び冷却速度の制御方式は、上記(1) の制御冷却装
置と同じ。 設備容量 循環ファン 850m3/min 、 200mmAq × 2台（上下） クーラ 25×104Kcal/hr× 2台（上下）
置、(2) 緩冷装置及び(3) 急速冷却装置の各装置の能力
は次の通り。 (1) 制御冷却装置 型式 ガスジェット強制冷却式で、無酸化雰囲気ガス循環式。 冷却速度の制御方法 循環ファンの風量制御によるノズル流速の調節。 設備容量 循環ファン 500m3/min 、 100mmAq × 2台（上下） クーラ 40×104Kcal/hr× 2台（上下） (2) 緩冷装置 型式 水冷ジャケット式 (3) 急速冷却装置 型式及び冷却速度の制御方式は、上記(1) の制御冷却装
置と同じ。 設備容量 循環ファン 850m3/min 、 200mmAq × 2台（上下） クーラ 25×104Kcal/hr× 2台（上下）
【００４１】前記ローラハース式熱処理炉の加熱帯にお
いて、前記鋼管を 925℃で焼準処理した後、冷却帯によ
り、次の(a) 、(b) 、(c) の 3条件で冷却処理を行なっ
た。 (a) 制御冷却装置１８の出口（Ｂ点）の冷却終了温度の
目標値を 250℃とし、冷却制御装置１８の循環ファン３
６の回転数をフル能力の70％とする。 (b) 制御冷却装置１８の出口（Ｂ点）の冷却終了温度の
目標値を 445℃とし、冷却制御装置１８の循環ファン３
６の回転数をフル能力の30％とする。 (c) 制御冷却装置１８の出口（Ｂ点）の冷却終了温度の
目標値を 545℃とし、冷却制御装置１８の循環ファン３
６の回転数をフル能力の 7％とする。
いて、前記鋼管を 925℃で焼準処理した後、冷却帯によ
り、次の(a) 、(b) 、(c) の 3条件で冷却処理を行なっ
た。 (a) 制御冷却装置１８の出口（Ｂ点）の冷却終了温度の
目標値を 250℃とし、冷却制御装置１８の循環ファン３
６の回転数をフル能力の70％とする。 (b) 制御冷却装置１８の出口（Ｂ点）の冷却終了温度の
目標値を 445℃とし、冷却制御装置１８の循環ファン３
６の回転数をフル能力の30％とする。 (c) 制御冷却装置１８の出口（Ｂ点）の冷却終了温度の
目標値を 545℃とし、冷却制御装置１８の循環ファン３
６の回転数をフル能力の 7％とする。
【００４２】尚、後段の急速冷却装置２２の循環ファン
の回転数は、上記(a) 〜(c) のいずれにおいても、フル
能力の50％とした。
の回転数は、上記(a) 〜(c) のいずれにおいても、フル
能力の50％とした。
【００４３】この結果、熱処理後の鋼管の大曲り量測定
結果は、(a)120mm/ 全長、(b)30mm/全長、(c) 70mm/ 全
長であった。
結果は、(a)120mm/ 全長、(b)30mm/全長、(c) 70mm/ 全
長であった。
【００４４】即ち、条件(b) が最も曲りが小さく、その
ときの制御冷却装置１８の出側（Ｂ点）温度は本発明で
定めた 400〜 500℃の範囲にある。
ときの制御冷却装置１８の出側（Ｂ点）温度は本発明で
定めた 400〜 500℃の範囲にある。
【００４５】尚、具体例では、条件(a) 、(b) 、(c) の
いずれの場合も、鋼管に要求される機械的性質は満足さ
れている。また、いずれの場合も、冷却帯の出口（Ｄ
点）における温度は十分に低下しており、無酸化雰囲気
から空気中に鋼管を抽出しても２次酸化やブルーイング
の発生はないことを認めた。
いずれの場合も、鋼管に要求される機械的性質は満足さ
れている。また、いずれの場合も、冷却帯の出口（Ｄ
点）における温度は十分に低下しており、無酸化雰囲気
から空気中に鋼管を抽出しても２次酸化やブルーイング
の発生はないことを認めた。
【００４６】尚、本発明の実施において、冷却制御帯に
おける対流熱伝達量の制御は、具体的には、上記実施例
における如くのガスジェット冷却風量の制御によるほ
か、ガス温度の制御によるものであってもよい。
おける対流熱伝達量の制御は、具体的には、上記実施例
における如くのガスジェット冷却風量の制御によるほ
か、ガス温度の制御によるものであってもよい。
【００４７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ローラハ
ース式熱処理炉で鋼管を熱処理するに際し、鋼管断面内
温度差を可及的に小とし、鋼管の大曲り発生を防止する
ことができる。
ース式熱処理炉で鋼管を熱処理するに際し、鋼管断面内
温度差を可及的に小とし、鋼管の大曲り発生を防止する
ことができる。
【図１】図１は本発明が実施されるローラハース式熱処
理炉を示す模式図である。
理炉を示す模式図である。
【図２】図２は制御冷却装置を示す模式図である。
【図３】図３は鋼管外表面の位置θにおける熱伝達分布
係数の変化を示す線図である。
係数の変化を示す線図である。
【図４】図４はガスジェット冷却風量に対する熱伝達係
数、断面温度差、冷却装置出側温度の変化を示す線図で
ある。
数、断面温度差、冷却装置出側温度の変化を示す線図で
ある。
１２ 加熱帯 １８ 制御冷却装置
Claims (2)
- 【請求項１】 加熱帯にて加熱、均熱後の鋼管群を強制
対流式冷却制御帯で冷却する、ローラハース式熱処理炉
における鋼管の冷却制御方法において、鋼管表面からの
抜熱量が対流熱伝達量と輻射熱伝達量によるものと定義
して伝熱計算により冷却中の鋼管断面の温度分布を計算
し、該鋼管断面内温度差が最小となる該冷却制御帯出側
の鋼管温度を求め、この鋼管温度を目標値として、該冷
却制御帯における対流熱伝達量を制御することを特徴と
するローラハース式熱処理炉における鋼管の冷却制御方
法。 - 【請求項２】 前記加熱帯にて 880〜 940℃の焼ならし
処理を施すに際し、該加熱帯に後続する前記冷却制御帯
出側の鋼管温度の目標値を 400〜 500℃とし、該冷却制
御帯における対流熱伝達量を制御する請求項１記載のロ
ーラハース式熱処理炉における鋼管の冷却制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238997A JP2640398B2 (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | ローラハース式熱処理炉における鋼管の冷却制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238997A JP2640398B2 (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | ローラハース式熱処理炉における鋼管の冷却制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0559439A true JPH0559439A (ja) | 1993-03-09 |
| JP2640398B2 JP2640398B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=17038374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3238997A Expired - Fee Related JP2640398B2 (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | ローラハース式熱処理炉における鋼管の冷却制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2640398B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5628041A (en) * | 1994-12-02 | 1997-05-06 | Nikon Corporation | Film supplying device and method |
| CN105132641A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-09 | 兰州兰石重型装备股份有限公司 | 一种u型换热管在线固溶化处理生产线 |
| CN106834643B (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-17 | 中冶天工集团天津有限公司 | 辊底式热处理炉输送辊安装精度控制方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5627581A (en) * | 1979-08-15 | 1981-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Signal processor |
| JPS5629938A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-25 | Yasuhiro Kitagawa | Simulated bait for simulating hook |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP3238997A patent/JP2640398B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5627581A (en) * | 1979-08-15 | 1981-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Signal processor |
| JPS5629938A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-25 | Yasuhiro Kitagawa | Simulated bait for simulating hook |
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| CN106834643B (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-17 | 中冶天工集团天津有限公司 | 辊底式热处理炉输送辊安装精度控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2640398B2 (ja) | 1997-08-13 |
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