JPS5846532B2 - 鋼管の浸漬焼入方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼管の浸漬焼入方法に関するものである。

この種の鋼管の浸漬焼入方法は冷却液槽の中に焼入れ用
の鋼管を投入し、冷却液槽内の冷却液によりその外面を
冷却すると同時に、鋼管の一方の端部から給水ノズルに
より管内に冷却水を供給して内面の冷却を行う鋼管の冷
却焼入方法であり、従来鋼管の焼入れのために一般的に
使用されている。

すなわち、第１図に示すように、従来の鋼管の浸漬焼入
方法は、加熱された被焼入鋼管１を冷却液を収容した冷
却液槽２の中に水面３下に投入し、冷却液槽２内の冷却
液により鋼管１の主に外面を冷却するとともに、該冷却
液槽２内において鋼管１の一方の端部に密着または若干
の距離を保って設置された冷却水噴射用の給水ノズル４
から高圧かつ多量の冷却水を矢印Ａで示すごとく核鋼管
１の中に強制的に噴射注入し、その噴射冷却水により管
内面の冷却を行い、該鋼管１から奪われた熱により高温
となって冷却能の低下した冷却水は該鋼管１の他端から
押し出すようにして排出させていた。

ところが、このような従来方法では、特に細径または長
尺の鋼管を焼入れする場合に前記のごとく鋼管の一端に
給水ノズルを設置して冷却水の管内への噴射を行うだけ
では管内における冷却水に対する流体抵抗が相当太きい
ため冷却水は管内において直ちに流速が低下し、加熱さ
れた管壁が水冷される時に発生する蒸気膜を十分に除去
することができず、特に管の出口端に近づくにつれて焼
入れ性が低下することが明らかになっている。

特に、前記従来方法で焼入れされた鋼管の焼入れ性につ
いて本発明者が実験した結果では、０．１８％Ｃ１，３
％Ｍｎ 鋼を給水ノズルの噴射圧２ｋｙ／ｄ、給水量３
０ｒｒｉ’／ｈで焼入れしたときに、特に細径すなわち
内径が６５間以下で、長尺すなわち長さが７ｍを超える
鋼管の場合には、給水ノズルに近い管端またいその近傍
で、管端から３ｍ以下の長さまではよぐ焼きが入るが、
管端から３ｍを超えるともう一方の管端に近づく程焼入
れ性が不十分となることが確認された。

しかも、冷却能を改善する目的で、給水ノズルの噴射圧
を８ｋｇ／ｃｙｆｒ、、給水量を６０ｍ／ｈに増して実
験をしても焼入れ性の向上を図ることが不可能であるこ
とが判明した。

また、給水ノズルの噴射圧をそれ以上増大させてみても
、給水ノズル用の給水ポンプの能力に限界があるうえ、
経済的にも有効ではないことが明らかになった。

本発明は前記従来技術の欠点を解消するためになされた
もので、鋼管の浸漬焼入れに際して、鋼管の給水ノズル
を設置した側の端部およびその近傍のみならず、反対端
の側の内面も十分に、しかも均一に冷却して良好な焼入
性を得ることのできる鋼管の浸漬焼入方法を提供するこ
とを目的とするものである。

この目的を達成するため、本考案による浸漬焼入方法は
、焼入れされる鋼管の一端の近傍に冷却液槽外から該鋼
管内へ冷却液を供給する給水ノズルを配置し、かつ他端
の近傍に冷却液槽外へ開口する排水ノズルを配置し、給
水ノズルで鋼管内に供給された冷却液を排水ノズルで冷
却液槽外へ強制的に吸引排水することを特徴とするもの
である。

第２図は本発明による鋼管の焼入方法を実施するための
装置の概略的断面図である。

第２図の実施例においては、冷却液を収容した冷却液槽
１２の水面１３よりも下方まで被焼入用の鋼管１１を投
入して焼入れを行うものであるが、この鋼管１１の一方
の端部（入口端）の近傍には、該鋼管１１内に冷却水を
噴射するための給水ノズル１４が設置されている。

また、本実施例においては、前記鋼管１１の前記給水ノ
ズル１４とは反対側の端部（出口端）の近傍に、前記給
水ノズル１４で鋼管１１の中に矢印Ａで示すごとく噴射
された冷却水を矢印Ｂで示すととく該鋼管１１の反対端
から強制的に吸引して冷却液槽１２外に排出する排水ノ
ズル１５が設置されている。

したがって、前記のごとく焼入れされる鋼管の出口端側
に排水用の排水ノズル１５を設けたことにより、前記給
水ノズル１４から矢印Ａで示すように鋼管１１の中に高
圧で多量に噴射された冷却水は該鋼管１１の入口端およ
びその近傍を冷却しなから該鋼管１１内を出口端側に供
給されるとともに、出口端側に設けた前記排水ノズル１
５により矢印Ｂで示すように鋼管１１の出口端側から強
制的に吸引されて排出されることになる。

そのため、鋼管１１内の流体抵抗が大きくなっても、冷
却水は排水ノズル１５で強制的に吸引されるので、その
流速が極端に低下することはなく、加熱された鋼管１１
の管壁が水冷される時に発生する蒸気膜も十分除去する
ことができ、排水ノズル１５の側における鋼管１１の内
面も十分にしかも均一に冷却されることになる。

すなわち、排水ノズル１５を設けたことにより、前記第
１図について説明した従来技術と同様な鋼管を同一の給
水ノズル噴射条件で焼入れした場合に、本実施例による
給水ノズル１５の冷却能は従来のものに比べて著しく増
大させられる。

また、鋼管１１内を通る冷却水は鋼管１１から吸熱して
その温度が上昇するが、排水ノズル１５によって冷却液
槽１２の外へ排出されるので、鋼管１１の冷却効果を妨
げることはない。

なお、前記排水ノズル１５による強制排水量は、前記給
水ノズル１４による給水量と同等かあるいはそれ以上で
あることが望ましい。

その理由は、排水ノズル１５の排水量が給水ノズル１４
からの給水量を超えると、鋼管１１の内部の冷却水量が
増加して効果的であり、しかも第３図に示すように、鋼
管１１の出口端側から排水される高温の蒸気を含む沸騰
水（矢印Ｂで示す）は、矢印Ｃで示すように該鋼管１１
の外の冷却水をも一緒に巻き込んで前記排水ノズル１５
内に吸引されるので、前記のごとき高温の蒸気を含む沸
騰水のみが吸弓されることに起因する排水ポンプ系の故
障を防止することができるという効果もあるからである
。

ただし、給水量よりも排水量が多いため、水面１３が低
下し、やがて水面上の空気をノズル１５および管１１が
吸入するので、それを防止するために、さらに外部より
冷却液槽１２内に注水をすることが必要である。

また、鋼管１１の出口側の管端からの排水ノズル１５の
設置距離はできるだけ短いのが好ましいが、前記したよ
うに該排水ノズル１５の排水量が吸水ノズル１４の吸水
量を上回るように、両ノズル１４と１５の水量差に相当
する冷却液槽１２内の冷却水を鋼管１１の出口端と該排
水ノズル１５の入口端との間の間隙から第３図に矢印Ｃ
で示すごとく十分に取り入れ得ることが必要である。

以上説明したように、本発明によれば、給水ノズルによ
って管内に供給された冷却液の流速が極端に低下するこ
とがないので、管内に発生する蒸気嘆は確実に除去され
、管軸方向に均一な焼入れができる。

また管内において昇温した冷却水は排水ノズルによって
直接冷却液槽の外に排水されるので、冷却液槽内にとど
まって冷却能力を低下させることがない。

したがって、たとえ細径または長尺の鋼管であっても極
めて良好な焼入性が得られ、鋼管の給水ノズル側のみな
らず、排水ノズル側の管内面も十分にかつ均一に冷却焼
入れされ、しかも比較的容量の小さい給水および排水ノ
ズル用のポンプにより従来の大容量のポンプと同等また
はそれ以上の冷却能が得られ、経済性も良好である。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の鋼管の浸漬焼入方法を実施するための装
置の一例を示す略断面図、第２図は本発明による鋼管の
浸漬焼入方法を実施するための装置の一例を示す略断面
図、第３図は排水ノズルの排水量が給水ノズルの給水量
を上回る時の冷却水の流れを示す概略的説明図である。 １１・・・・・・鋼管、１２・・・・・・冷却液槽、１
３・・・・・・水面、１４・・・・・・給水ノズル、１
５・・・・・・排水ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼管を冷却液槽内で浸漬焼入れする方法において、
   鋼管の一端の近傍に前記冷却液槽外から該鋼管内へ冷却
   液を供給する給水ノズルを配置し、かつ他端の近傍に冷
   却液槽外に開口する排水ノズルを配置し、給水ノズルで
   鋼管内に供給された冷却液を排水ノズルで冷却液槽外へ
   強制的に吸引排水することを特徴とする鋼管の浸漬焼入
   方法。