JPS58133317A - 熱処理冷却方法及びその装置 - Google Patents
熱処理冷却方法及びその装置Info
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- JPS58133317A JPS58133317A JP1433382A JP1433382A JPS58133317A JP S58133317 A JPS58133317 A JP S58133317A JP 1433382 A JP1433382 A JP 1433382A JP 1433382 A JP1433382 A JP 1433382A JP S58133317 A JPS58133317 A JP S58133317A
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- supply circuit
- cooling
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- water
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、気液混合噴霧流によってワークを熱処理冷却
する方法および該方法の実施に［４１用いる装置に関す
るものである。
する方法および該方法の実施に［４１用いる装置に関す
るものである。
熱処理は冷却のし方によってその内容が箸しく変化する
。従来の冷却方法は、通常熱処理温Ｋから常温まで冷や
し切る方法で、連続冷却と呼ばれる方法が用いられてい
る。しかし、最近では、鋼材開通の多様化につれ、特殊
な熱処理の必要性が高まシつつある。友とえば、冷却の
途中で冷却速度を変える階段冷却や、必要範囲のみ必要
冷却速匿で冷却しあとは人為的に冷却速ｆｔ−コントロ
ールする時間焼入や、その外、所要温度迄早く冷却しそ
の温度に恒温保持し適当愈時間経ったあとで冷却する恒
温冷却法等が開発されつつある。これらの特殊表焼入方
法の要点は、一般に臨界区械のみを早く、危険区域のみ
をゆっくりと冷却することにある。
。従来の冷却方法は、通常熱処理温Ｋから常温まで冷や
し切る方法で、連続冷却と呼ばれる方法が用いられてい
る。しかし、最近では、鋼材開通の多様化につれ、特殊
な熱処理の必要性が高まシつつある。友とえば、冷却の
途中で冷却速度を変える階段冷却や、必要範囲のみ必要
冷却速匿で冷却しあとは人為的に冷却速ｆｔ−コントロ
ールする時間焼入や、その外、所要温度迄早く冷却しそ
の温度に恒温保持し適当愈時間経ったあとで冷却する恒
温冷却法等が開発されつつある。これらの特殊表焼入方
法の要点は、一般に臨界区械のみを早く、危険区域のみ
をゆっくりと冷却することにある。
上記の冷却方法を実施するためには冷却材の冷却［を考
える必要がある。通常、焼入の冷却材には、空気、水、
塩水、油等が用いられるが、これら冷却材の冷却ＷＬＢ
はつぎの通りである。
える必要がある。通常、焼入の冷却材には、空気、水、
塩水、油等が用いられるが、これら冷却材の冷却ＷＬＢ
はつぎの通りである。
冷 却 度 （Ｈ）
上記に示す通り、各冷却剤は、それ自体の持つ冷却速匿
円で攪拌度を変えることによ〉、冷却度の変夏は可能で
ある。また、ある冷却剤から別の冷却剤へ移すことによ
シ冷却能を変えることは可能である。
円で攪拌度を変えることによ〉、冷却度の変夏は可能で
ある。また、ある冷却剤から別の冷却剤へ移すことによ
シ冷却能を変えることは可能である。
しかし、前記のような近年要望が高まりつ＼ある轡殊焼
入れ方法には、非常に広範−に冷却［を変化させること
が必要であり、１種ｗｏ？１１却剤の冷却度の変化の範
ｉ！ｌを越えるが、複数の冷却剤を用いてワークを冷却
剤間に移すやり方は設備が大変なものとなり、かつ焼ム
ラ等が生じやすく均−表冷却を行ない難いという問題が
あった。
入れ方法には、非常に広範−に冷却［を変化させること
が必要であり、１種ｗｏ？１１却剤の冷却度の変化の範
ｉ！ｌを越えるが、複数の冷却剤を用いてワークを冷却
剤間に移すやり方は設備が大変なものとなり、かつ焼ム
ラ等が生じやすく均−表冷却を行ない難いという問題が
あった。
本発明は、この問題を解消するための熱処理方法および
そのシステムを提供することｔ目的とするものであり、
気体、液体の長所を組み合わせて気液混合噴霧流にし九
冷却剤をワークに吹付は熱処理冷却し、しかも連続的に
その混合比、流量、圧力を制御させるようにして、空冷
冷却能から液体スプレー迄の冷却能のすべてを連続的に
可変とさせた熱処理方法およびその装置を提供するもの
である０ つぎに、本発明の熱処理方法の実施に用いる装置につい
て説明する０ 本装置は、大きく分けて、プログラム発信機と、制御バ
ルブを含む制御ユニットと、気液混合ノズルの３つの部
分から成る。このうち、プログラム発信機は、予じめセ
ットされたプログラムに従って、ワークの最適な熱処理
条件、たとえば気液混合比、圧力、流量、時間に係る指
令を発信するものである。また、制御ユニットは、プロ
グラム発信機からの指令を受けて気液の流れをコントロ
ールするものあシ、制御バルブ嬬過當冷却剤の液体供給
回路、気体供給回路のそれぞれ（設けられた流量調整弁
を含む。また、気液混合ノズルは液体供給回路と気体供
給回路の先端に設けられ、液体を中心部に送り、その周
■から気体を送りξんで混合し、噴射口から噴−する装
置からなる。
そのシステムを提供することｔ目的とするものであり、
気体、液体の長所を組み合わせて気液混合噴霧流にし九
冷却剤をワークに吹付は熱処理冷却し、しかも連続的に
その混合比、流量、圧力を制御させるようにして、空冷
冷却能から液体スプレー迄の冷却能のすべてを連続的に
可変とさせた熱処理方法およびその装置を提供するもの
である０ つぎに、本発明の熱処理方法の実施に用いる装置につい
て説明する０ 本装置は、大きく分けて、プログラム発信機と、制御バ
ルブを含む制御ユニットと、気液混合ノズルの３つの部
分から成る。このうち、プログラム発信機は、予じめセ
ットされたプログラムに従って、ワークの最適な熱処理
条件、たとえば気液混合比、圧力、流量、時間に係る指
令を発信するものである。また、制御ユニットは、プロ
グラム発信機からの指令を受けて気液の流れをコントロ
ールするものあシ、制御バルブ嬬過當冷却剤の液体供給
回路、気体供給回路のそれぞれ（設けられた流量調整弁
を含む。また、気液混合ノズルは液体供給回路と気体供
給回路の先端に設けられ、液体を中心部に送り、その周
■から気体を送りξんで混合し、噴射口から噴−する装
置からなる。
第１図はプログラム発信機におけるプログラムの一例と
、そのプログラムに従う第２図中の水供給回路１の流量
調整弁３Ｗおよび空気供給回路２の流量調整弁３ａの開
度、皺開【の保持時間の移り変わりを示している。Ａプ
ログラムハ水供給回路１の制御プログラムの一例で、Ｂ
プロダラムは空気供給回路２０制御プログラムの一例゛
である。！ｓ１図に示すように、流量調整弁３Ｗおよび
３ａ蝶、筐体供給回路１と気体供給回路２とで互いに独
立に、任意にプｐグラムム、ＢＫ従ってそれぞれの流量
を調整できる。
、そのプログラムに従う第２図中の水供給回路１の流量
調整弁３Ｗおよび空気供給回路２の流量調整弁３ａの開
度、皺開【の保持時間の移り変わりを示している。Ａプ
ログラムハ水供給回路１の制御プログラムの一例で、Ｂ
プロダラムは空気供給回路２０制御プログラムの一例゛
である。！ｓ１図に示すように、流量調整弁３Ｗおよび
３ａ蝶、筐体供給回路１と気体供給回路２とで互いに独
立に、任意にプｐグラムム、ＢＫ従ってそれぞれの流量
を調整できる。
このため、空気の流量を零にすれば水だけの噴霧ができ
、゛その２つの場合金両極端にして両場合の間を自由に
流量、混合比、したがって冷却Ｗを変える仁とができる
。また、ムプログラム、Ｂプログラムの最初の待時間を
使えることによって、空気、水の何れか一方のみの噴射
も行なうこともできる。
、゛その２つの場合金両極端にして両場合の間を自由に
流量、混合比、したがって冷却Ｗを変える仁とができる
。また、ムプログラム、Ｂプログラムの最初の待時間を
使えることによって、空気、水の何れか一方のみの噴射
も行なうこともできる。
第２図社制御ユニットの一例を示している。
図中１は液体供給回路としての水供給回路、２は気体供
給回路としての空気供給回路である。
給回路としての空気供給回路である。
水供給回路１と空気供給回路２は不質的には同構成とな
っているので、水供給回路１を例にとって説明する。４
″Ｗは供給水金貯蔵する水タンク等の水供給源、５ｖは
ロータリアクチュエータで、プログラム発信機やタイマ
と連動しており、タイマ指示時間だけロータリアクチュ
エータ５ｗが開かず、スター°トを遅らせることができ
るようになっている。３ｗは前記の流量調整弁で、プロ
グラム発信機の指令に従ってその開直、時間を調整され
る。６ｗは流量針であり、流量計６１と並列に設けられ
たポールバルブ７ｗを閉じかつボールパルプ８ｗｌ開く
ことにより、流量計６Ｗを作動させることができる。噴
出口が複数個ある場合、流量計６Ｗの下流で回路は分岐
し、それぞれの回路に前記タイ！と連動するロータリア
クチュエータ９ｗが設けられる。
っているので、水供給回路１を例にとって説明する。４
″Ｗは供給水金貯蔵する水タンク等の水供給源、５ｖは
ロータリアクチュエータで、プログラム発信機やタイマ
と連動しており、タイマ指示時間だけロータリアクチュ
エータ５ｗが開かず、スター°トを遅らせることができ
るようになっている。３ｗは前記の流量調整弁で、プロ
グラム発信機の指令に従ってその開直、時間を調整され
る。６ｗは流量針であり、流量計６１と並列に設けられ
たポールバルブ７ｗを閉じかつボールパルプ８ｗｌ開く
ことにより、流量計６Ｗを作動させることができる。噴
出口が複数個ある場合、流量計６Ｗの下流で回路は分岐
し、それぞれの回路に前記タイ！と連動するロータリア
クチュエータ９ｗが設けられる。
１０ｖ、ｌｌｖ、１２ｖはボールバルブであり、このう
ちが−ルパルブ１０ｖ、１ｌｖｔ閉じ、ｌ−ルパルプ１
２ｖの開直調整を行なえば、流量調整弁３ｗ開度ととも
に個々の回路の先端流量の調整が可能である。まえ、噴
出口の数が増え九場合、分岐回路に更に分岐回路を設け
、鋏回路にｌ−ルバルプ１３ｗ、１４ｖを設け、ポール
バルブ１３ｖｌｌｌｌ＠、ポールバルブ１４ｖの−ｆｔ
調整することにより先端流量を調整することができる。
ちが−ルパルブ１０ｖ、１ｌｖｔ閉じ、ｌ−ルパルプ１
２ｖの開直調整を行なえば、流量調整弁３ｗ開度ととも
に個々の回路の先端流量の調整が可能である。まえ、噴
出口の数が増え九場合、分岐回路に更に分岐回路を設け
、鋏回路にｌ−ルバルプ１３ｗ、１４ｖを設け、ポール
バルブ１３ｖｌｌｌｌ＠、ポールバルブ１４ｖの−ｆｔ
調整することにより先端流量を調整することができる。
なお、１５ｗは圧力針である。
空気供給回路２は上記水供給回路ｌに準じるので、準じ
る機器の番号を同じとし、添字會！からａに変えること
により説明を省略する。
る機器の番号を同じとし、添字會！からａに変えること
により説明を省略する。
第３ｗＡは気液混合ノズル１６を示している。
１７は水供給回路に連なる水パイプであり、その周囲に
空気１１１８が形成されていて、該空気室１８は空気供
給回路に連なっている。水パイプ１７の出口には気液混
合室１９が設けられており、空気室１８から気液混合１
１１９に空気通路２０が水パイプ１７ｔ＠繞するように
形成されている。空気通路２０から気液混合室°１９に
噴出され九空気は気液混合室１９で水と霧状に混合し、
気液混合室１９の壁に形成された噴出口２１より噴霧状
になって噴出する。
空気１１１８が形成されていて、該空気室１８は空気供
給回路に連なっている。水パイプ１７の出口には気液混
合室１９が設けられており、空気室１８から気液混合１
１１９に空気通路２０が水パイプ１７ｔ＠繞するように
形成されている。空気通路２０から気液混合室°１９に
噴出され九空気は気液混合室１９で水と霧状に混合し、
気液混合室１９の壁に形成された噴出口２１より噴霧状
になって噴出する。
上記の装置に用いることにより、本発明の熱逃理冷却方
法はつぎのように実施される。まずプログラム発信機よ
り、予じめプログラムされたワークの最適な熱処理条件
が制御ユニットに発信される。そして、この発信され良
信号によシ液体供給回路１および気体供給回路の制御パ
ルプ３が制御されて、液体および気体の流量、圧力、混
合比、時間が最適値に制御される。この最適値に制御さ
れ友液体および気体は気液混合ノズルで温合され、ワー
クに噴霧状に吹付けられ、ワークを熱処理冷却する。こ
の噴霧は各噴出口を独立に制御され、かつ広範囲の冷却
度にわ九って制御される。
法はつぎのように実施される。まずプログラム発信機よ
り、予じめプログラムされたワークの最適な熱処理条件
が制御ユニットに発信される。そして、この発信され良
信号によシ液体供給回路１および気体供給回路の制御パ
ルプ３が制御されて、液体および気体の流量、圧力、混
合比、時間が最適値に制御される。この最適値に制御さ
れ友液体および気体は気液混合ノズルで温合され、ワー
クに噴霧状に吹付けられ、ワークを熱処理冷却する。こ
の噴霧は各噴出口を独立に制御され、かつ広範囲の冷却
度にわ九って制御される。
１１４図およびＩＩ５園は本発明方法の一実施例を示し
ている。１１１４図は０−３６０〜０．２３５１１〜１
．３７Ｍｎ 〜０．１６０ｒ 〜０．０９１Ｂの化学成
分を有する８Ｍｎ３１１１１鋼材からなる直径８０−長
さ６００箇の丸棒の焼入れ結果をロックウェル硬さで示
している。図中実纏蝶空中スプレー鋳入れで従来の最も
効果的な焼入れの一つを示してお９、破線は本発明方法
の噴霧焼入れの結果を示している。本図よシ明きらかな
ように、プルグラム制御された気諌搗合噴霧焼入れを用
いる仁とによ）棒の全断的にわたって従来より硬ＫＯ優
れ丸焼入れを行なうことができる。これは噴ｓ１−人に
おいては、空中スプレーのように熱伝導による冷却の他
に、霧状の水分の気化熱による活性でかつ膨大な熱を奪
う冷却が行なわれるので、効果的な冷却が行なわれる４
のと考えられる。ま九、第５図は別の実施例として、最
も代表的な縦素鋼である０、３６０〜０．２３８１〜０
．９３Ｍｎ〜０．１２０ｒ〜Ｏ，０Ｏ１３Ｂの化学成分
を有する８３５０Ｂ鋼材の直径８０ｍ長さ６００■鋼材
の焼入れ結果を示している。実線は従来の空中スプレー
焼入れ、破線は本発明の噴霧焼入れを示しているが、本
図も前実施例と同様の焼入れ性状を示しており、制御さ
れた噴霧焼入れ方法が、従業の空中スプレー焼入れに比
べて優れ丸焼入れ効果を有することがわかる。
ている。１１１４図は０−３６０〜０．２３５１１〜１
．３７Ｍｎ 〜０．１６０ｒ 〜０．０９１Ｂの化学成
分を有する８Ｍｎ３１１１１鋼材からなる直径８０−長
さ６００箇の丸棒の焼入れ結果をロックウェル硬さで示
している。図中実纏蝶空中スプレー鋳入れで従来の最も
効果的な焼入れの一つを示してお９、破線は本発明方法
の噴霧焼入れの結果を示している。本図よシ明きらかな
ように、プルグラム制御された気諌搗合噴霧焼入れを用
いる仁とによ）棒の全断的にわたって従来より硬ＫＯ優
れ丸焼入れを行なうことができる。これは噴ｓ１−人に
おいては、空中スプレーのように熱伝導による冷却の他
に、霧状の水分の気化熱による活性でかつ膨大な熱を奪
う冷却が行なわれるので、効果的な冷却が行なわれる４
のと考えられる。ま九、第５図は別の実施例として、最
も代表的な縦素鋼である０、３６０〜０．２３８１〜０
．９３Ｍｎ〜０．１２０ｒ〜Ｏ，０Ｏ１３Ｂの化学成分
を有する８３５０Ｂ鋼材の直径８０ｍ長さ６００■鋼材
の焼入れ結果を示している。実線は従来の空中スプレー
焼入れ、破線は本発明の噴霧焼入れを示しているが、本
図も前実施例と同様の焼入れ性状を示しており、制御さ
れた噴霧焼入れ方法が、従業の空中スプレー焼入れに比
べて優れ丸焼入れ効果を有することがわかる。
以上の通りであるから、本発明によるときは、気液混合
噴霧流による幅広い連続した冷却能を得ることができ、
かつプログラムによって気液の供給を制御することによ
り、最適でかつ正確な冷却曲線に沿う熱処理冷却を実施
することができるという効果が得られる。
噴霧流による幅広い連続した冷却能を得ることができ、
かつプログラムによって気液の供給を制御することによ
り、最適でかつ正確な冷却曲線に沿う熱処理冷却を実施
することができるという効果が得られる。
第１図は不発明の装置発明のプログラム発信機の一例に
係る特性図、 第２図は本発明の装置発明の制御ユニットの−例に係る
系統図、 ｌＩ３図は本発明のａｔ発明の気液混合ノズル〇−例を
示す断面図、 ｌＩ４図は本発明の方法発明の一試験結果を示す特性図
、 第５ｗｉは本発明の方法発明の別の試験結果を示す特性
図、 である。 ｌ・・・・・・水供給回路 ２・−−一・空気供給回路 ３・・・・・・制御弁（流量調整弁） ５・・・・・・ロータリアクチュエータ６・・・・・・
流量針 １５・・・圧力針 １６・・・気液混合ノズル 特許出願人 トピー工業株式会社
係る特性図、 第２図は本発明の装置発明の制御ユニットの−例に係る
系統図、 ｌＩ３図は本発明のａｔ発明の気液混合ノズル〇−例を
示す断面図、 ｌＩ４図は本発明の方法発明の一試験結果を示す特性図
、 第５ｗｉは本発明の方法発明の別の試験結果を示す特性
図、 である。 ｌ・・・・・・水供給回路 ２・−−一・空気供給回路 ３・・・・・・制御弁（流量調整弁） ５・・・・・・ロータリアクチュエータ６・・・・・・
流量針 １５・・・圧力針 １６・・・気液混合ノズル 特許出願人 トピー工業株式会社
Claims (2)
- （１） プログラム発信機より予じめプ四グラム畜れ
たワークの最適な熱処理条件を発信し、発信され良信号
により液体供給回路および気体供給回路の制御パルプを
制御させ、前記筐体供給回路および気体供給回路から送
られてき友液体および気体を気液混合ノズルで混合して
噴霧させ、ワークに吹付けてワークを熱魁雅冷却すると
とｔＩ＃−徴とする熱処理冷却方法。 - （２） ワークの最適は熱処理条件を予しめ記憶してこ
れを発信するプログラム発信機と、骸ブーグラム発信機
からの指令により流体の流れｔＷ御する筐体供給回路お
よび気体供給ＩＱの夫々に験けられた制御パルプと、筐
体儀鎗−路および気体供給回路の先端ＫＩｌけられ気液
を混合して噴霧する気ｉｌｌ混合ノズルとからなること
ｔ４１黴とする熱処理冷却装置０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1433382A JPS58133317A (ja) | 1982-02-02 | 1982-02-02 | 熱処理冷却方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1433382A JPS58133317A (ja) | 1982-02-02 | 1982-02-02 | 熱処理冷却方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58133317A true JPS58133317A (ja) | 1983-08-09 |
Family
ID=11858137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1433382A Pending JPS58133317A (ja) | 1982-02-02 | 1982-02-02 | 熱処理冷却方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58133317A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194017A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-02 | Komatsu Ltd | 履帯連結ピンの焼入方法 |
| JP2015523467A (ja) * | 2012-06-11 | 2015-08-13 | シーメンス ソシエタ ペル アツィオーニＳｉｅｍｅｎｓ Ｓ．ｐ．Ａ． | レールの熱処理のための方法及びシステム |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4847411A (ja) * | 1971-10-22 | 1973-07-05 | ||
| JPS5230562U (ja) * | 1975-08-26 | 1977-03-03 | ||
| JPS538005U (ja) * | 1976-07-05 | 1978-01-24 | ||
| JPS53130213A (en) * | 1977-04-20 | 1978-11-14 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for heat treatment of metal |
-
1982
- 1982-02-02 JP JP1433382A patent/JPS58133317A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4847411A (ja) * | 1971-10-22 | 1973-07-05 | ||
| JPS5230562U (ja) * | 1975-08-26 | 1977-03-03 | ||
| JPS538005U (ja) * | 1976-07-05 | 1978-01-24 | ||
| JPS53130213A (en) * | 1977-04-20 | 1978-11-14 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for heat treatment of metal |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194017A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-02 | Komatsu Ltd | 履帯連結ピンの焼入方法 |
| JP2015523467A (ja) * | 2012-06-11 | 2015-08-13 | シーメンス ソシエタ ペル アツィオーニＳｉｅｍｅｎｓ Ｓ．ｐ．Ａ． | レールの熱処理のための方法及びシステム |
| US10125405B2 (en) | 2012-06-11 | 2018-11-13 | Primetals Technologies Italy S.R.L. | Method and system for thermal treatments of rails |
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