JPS59140330A - 長尺鋼材の冷却方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、管や丸棒のような断面円形の長尺鋼材の冷
却方法に関し、特に、的記長尺鋼材を、予め知得してお
いた回転数以上の回転数で回転させながら冷却して、長
尺鋼材の曲がりを可及的になくする一方、前記鋼材を横
移動させて冷却設備を小形化する方法（二関する。

一般に、鋼材の使用環境が厳しくなるに伴なって、鋼材
の強度、靭性を向」ニさせるために、焼入れ、焼もどし
などの熱処理を施した、いわゆる調質鋼材の生産が増加
している。特に、浦、ガス井で使用される油井用鋼管で
は、この傾向が犬であり、熱間圧延直後又は圧延冷却後
に再加熱し、焼入れ焼もどしを行なった高級鋼管の比率
が増大しつつある。これらの鋼管をはじめとする長尺鋼
材ては、ＩＡｊｉ面債に対する長さの比が犬であるため
、高温状態から冷却すると一般に曲がり等を生じて、後
工程で多大な矯正を必要とするうえ、矯正の結果材質の
劣化をもたらす欠点がある。かかる高温長尺鋼材の冷却
ｋＪ、焼入）１時のような急速４却ばかりではなく、放
冷と前記急速冷却との中間の冷却速ＩＩでも行なわれる
。そして、こうした中間の冷却速ｊν（二制御された制
御冷却においても、冷却による鋼材の形状変化は大きく
、月つ冷却所要時間が長くなるため、冷却効率は低い欠
点がある。

従来の長尺鋼材の冷却方法としては、第１〜２図に示す
ような方法がある。すなわち、第１図は、１列の搬送ロ
ーラ１の中途に冷却装置２を設けて、被冷却鋼材３を、
一方から搬送ローラ１で冷却装置２内に搬入し、ここで
冷却した後に他方へ搬出する方法を示している。また第
２ヌ１は、１列の搬入ローラ４　（加熱炉からの抽出ロ
ーラを兼ねる。）と、これと平行な冷却装置２と、これ
らと平行な１列の搬出ローラ５とを設け、搬入ローラ４
から冷却装置２に、被冷却鋼材６を移してここで冷却し
た後に、搬出ローラ５で搬出する方法を示している。

しかし、第１図の方法では、１列の搬送ローラ１の中途
に冷却装置２を設けているため、設備全体が長大になる
欠点がある。例えば、外径１１４．３ｍｍ　、肉厚６　
、’３５　ｍｍ　、長さ３０ｍの管材を、処理速度（ｉ
ｊ時２０ｔ、冷却速度５ｏｏＣから５００Ｃの間を毎秒
平均ＩＣで制御冷却を行なう場合には、第１図の方法で
は、９８．６ｍの設備が必要となり、設備全体が長大に
なって実用的ではない。また、第２図の方法では、被冷
却４゛１１利６を１本毎（二全長同時に冷却処理するた
め、冷却効率が低い欠点がある。例えば、長さ３０ｍの
前記被冷却鋼材６を冷却する場合に、第２図の方法では
、一般に毎分０．２木の処理速度しか得られない。これ
は、毎時６．１ｔの処理速度に相当するから、前記のよ
うに毎時２０ｔの処理速度を得ようとすれば、４本同時
に冷却可能な設備１（二しなければならない。

ところで、冷却工程で、長尺鋼材（二面がりや断面形状
の変化を生じる原因の多（は、鋼材の断面各方向での冷
却差にある。そこで、前記第１図の方法では、搬送ロー
ラ１の軸角度を変えることにより被冷却鋼材乙に回転を
与えつつ搬送することは可能であり、これによって、前
記鋼材６の断面方向での冷却差を少なくし、もって、曲
がりの程度を少なくすることはできる。しかし、冷却媒
体の噴則方向に依存して該鋼材６の軸方向位置での冷却
速度に差を生じることが避けられないから、前記の設備
長さが長大になる欠点とも相俟って、この方法を採用す
ることはできない。また、前記第２図の方法では、被冷
却鋼材乙の全長を同時に冷却するため、軸方向位置での
冷却差は小さいから、冷却装置２内に、前記釦ｉ月６を
回転させるだめの装置を設置すること（二より、前記鋼
材６の曲がりを小さくすることはできる。しかし、この
回転させるための装置を設置したところで、前記鋼材６
の処理速度は、前記のように低いものであるから、この
方法も採用することはできない。

そこで、第３図に示すように、搬入ローラ４、搬出ロー
ラ５を２列設置し、冷却装置２内を、２本の被冷却鋼材
６を同時に冷却できるようにし、しかも、冷却装置２内
の前記鋼材３を回転ローラ６で支持して、これに回転を
巧えつつ冷却用ノズル７から冷却媒体を噴射して、前記
鋼材６をｌａｉ而方同方向いて均一に冷却する方法も考
えられる。

８は、被冷却鋼材６を転移させるための装置である。し
かし、この方法によれば、＋Ｆｉ　Ｚｌｌ程にある加熱
装置から被冷却鋼材６を複数本同時に抽出する機構を侃
ｊえなければならず、しかも、これにより抽出した複数
本の前記鋼材３を、同時に冷却装置２に転移させ、冷却
装置２からさらに搬出ローラ５へ１１す１移させる装置
８が必要となり、また、複数の回転ローラ６を同時に回
転させるための装置を設ける必要があり、このような構
成の冷却設備を通常の熱処理ライン７圧延ライン等の加
熱装置に曲結することは困難である。したがって、第３
図の方法も採用することはできない。

この発明は、第１〜３図に示した方法の各欠点をいずれ
も解消するものであり、この発明の目的は、小規模で高
生産性をもつ、長尺鋼材の冷却方法を提供することにあ
り、この発明の他の目的は、冷却による曲がりを可及的
（１少なくする長尺鋼材の冷却方法を提供１−ることに
ある。

この発明は、１Ｉｉｉ而円形の長尺鋼材の冷却時に曲げ
を殆ど生じない回転数を予め知得しておき、高温状態に
ある前記鋼材を、前記知１５１シた回転数以１の回転数
で回転させながら冷却し、且つ前記鋼材を横方向に移動
させることを特徴とする長尺鋼材の冷却方法にある。

ｆｉｌ−を面円形の長尺鋼材には、鋼管や丸棒などを含
むものとし、その径、肉厚、長さ等の各寸法及び鋼材の
成分等、各種条件に応じて、長尺鋼材が高温状態から冷
却される時に曲げを生じない回転数を予め実験的に知得
しておく。

そして、断面円形の長尺鋼材の連続生産時には、高温状
態にある前記鋼材を、前記知得した回転数以上の回転数
で回転させながら冷却する。この冷却には、冷却媒を鋼
材に吹きつけながら行なう。

このときの鋼材の回転数は、予め知得された回転数以」
−であるから、鋼材の断面各方向での冷却差は殆どなく
、均一に冷却される１、したがって、長尺鋼材の曲がり
は殆どなくなる。

また、長尺鋼材の冷却時には、これを横方向に移動させ
る。この移動は、鋼材に前記回転をｈえつつ鋼材を転が
しながら移動して、その間に前記冷却を行なうことが、
冷却のための回転と、横移動のための回転とを同時に行
なえるため（二好適である。しかし、冷却のための回転
と、横移動のための回転とを個別に行なうこと、及び、
冷却のだめの回転と横移動のための回転とを一部’ｌｆ
Ｅね、他の部分では、横移動又は冷却のだめの回転を単
独で行なうことのいずれも、この発明５二含まれるもの
とする。また、鋼材の横移動には、前記回転を伴なわな
い移動も含まれることは勿論である。

す、」二から明らかなように、この発明によれは、断面
円形の長尺鋼材の冷却時に曲げを殆ど生じない、Ｙ・め
知得しておいた回ｌム数、以」二の回転数で、長尺鋼材
を回転させなから冷却するため、長尺鋼材は断面各方向
で均一に冷却されるがら、冷却時の曲がりは殆ど生じな
い。また、前記鋼材は、横方向に移動されるものである
ため、冷却設備が長大になることもなく、しかも、加熱
装置からの鋼Ｉ４の抽出も同時に複数行なう必要もない
から、圧延装置等の加熱装置から長尺鋼材を抽出する装
置も従来のものを使用することができ、さらに、多数の
長尺鋼材を連続的に冷却できる効果がある。

以下に、この発明の詳細な説明する。この実施例では、
外径１１４．３１１１７１１　、肉厚６．．３５ｍｍ、
長さ１．０？７Ｚの鋼管の、長さ１　ｔｔｔ当りの曲が
りが冷却終了後に、］　ｎＩｍ以下になることを目標と
している。

そこで、前記鋼管を８５０Ｃから室温まで毎秒ＩＣの速
度で冷却して、その時の鋼管の回転数と曲がりどの関係
を予め実験したところ、表１の結果を得た。

その結果、毎分３０回転では、鋼管の曲がリカ１大きく
なって、そのため途中で回転が中止した。

回転が中止したことによって、断面各方向での冷却率が
極端に変化するから、鋼壱の曲がりはさらに大Ｃ二なっ
た。

毎分６０回転になると、冷却終了時の長さ１２７７当り
の曲がりが３．９１１１１１１１であるため、この実施
例の目標を達している。したがって、この毎分６０回転
が、この発明でいう予め知得した曲げを殆ど生じない回
転数に該当する。

そこで、第４図思丁に示す設備により、断面円形の長尺
鋼材３である前記管制を冷却した。４カー搬入ローラで
あり、加熱装置たる熱処理炉からの抽出ローラを兼ねて
いる。この搬入ローラ４と、従来から使用されているク
ーリングベッド９どの間に、冷却装置２を配置した。こ
の冷却装置２は、」二面が、搬入ローラ４及びクーリン
グベッド９の高さと大体同一の高さになっている回転搬
送装置１０と、その上側の冷却用ノズル７とを備えてお
り、搬入ローラ４から管制を回転搬送装置１０上（１横
移動させて転移し、ここで、管材を毎分６０回転の回転
数で回転させつつ、冷却用ノズル７カ）ら冷却水を霧状
に噴出して毎秒ＩＣの割合で冷却し、クーリンクベッド
９に転移させる。

回転搬送装置１０の一例が第５図以下（１示される。こ
の回転搬送装置１０は、複数の無端ベルト装置１０ａか
らなり、この無端ベルト装置１０ａは、爪台１１と脚１
２と機枠１６とを有し、機枠１６は、脚１２（二対して
、」−下方向に揺動可能（二枢着される。機枠１３は水
平部１６２Ｌと垂直部１３ｂとを有し、水平部１３ａ−
は水平無端ベルト１４、垂直部１３ｂには垂直無端ベル
ト１５を夫々備え、両ベル）１４．１５はヂエン１６，
１７により回転駆動源（図中略）に連続している。また
、機枠１６と基台１１との間には、機枠１６の揺動源で
あるシリンダ装置１８を備えていて、これの伸縮により
機枠１６が揺動する。

かかる無端ベルト装置１０ａは、特（二、第６図に平面
で示すように、交互に配置されていて、各水平無端ベル
ト１４上面が同−手向をなすよう（ニしである。そして
、水平無端ベルト１４の作動により、その」−（−送り
込まれた長尺鋼材６である管材が、図中左方のクーリン
グベッド９方向へ横移動される。

ここで、定位置で管材を冷却する場合には、第７図に示
すように、シリンダ装置１８を縮小して機枠１６を傾斜
させることにより、−力の無端ベルト装置１０ａの垂直
無端ベルト１５ど、他方の無端ベルト装置１１］ａの水
平無端ベルト１４とで形成されるポケット部１９を形成
し、ここで、管材を毎分６０回転の回転数で回転させて
冷却する。

そして、所定時間が経過したときに、シリンダ装置１８
を伸長して水平無端ベルト１４を水平にすれば、同ベル
ト１４により、管材はクーリングベッド９方向に横移動
される。かかる定位置での回転は、搬入ローラ４から回
転搬送装置１０に管材が送り込まれるタイミングと同じ
タイミングで、無端ベルト装置１０ａ１台分ずつ、管材
をクーリングベッド９側にも１１．送りし、その都度、
第７１ＸＩの状態にして覧拐を回転させれは、搬入ロー
ラ４から一定タイミングで送り込まれる懺材を順次連続
して冷却することができる。

かくして、この実施例によれば、冷却後の鋼管は、長さ
１ｍ当りの曲がりがｌ　１１１ｍに１１ヌだないもので
あって、曲がりは殆どないといえるものであった。表１
の結果から、回転数をさらに上げれは、曲がりもさらに
減少するものと思われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の冷却力法を示す平面図、第２図は、従
来の他の冷却方法を示す平面図、第３図は、従来の冷却
方法を改良した例を示す正断面図、第４図は、この発明
の実施例を示す正面図、第５図は、第４図の回転搬送装
置の一例を示す正面図、第６図は、第５同の平面図、第
７図は、回転搬送装置が定位置で冷却している状態を示
す正面図である。 ろ・・・長尺鋼材、４・搬入ローラ、７　冷却用ノズル
、１０・・回転搬送装置、１０ａ・無端ヘルド装置、１
４　・水平無ヴ：１；；−こルト、１５−　ｇｌｌｉ的
ツ：１（端ベルト 特許出願人　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士　　森　　　　　哲　　也弁理士　　内
　　藤　　１？、　　昭 弁理士　　清　　水　　　　　正

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面円形の長尺鋼材の冷却時に曲げを殆ど生じな
   い回転数を予め知得しておき、高温状態にある前記銅ｉ
   材を、前記知得した回転数以」−の回転数で回転させな
   がら冷却し、且つ前記鋼材を横方向に移動させることを
   特徴とする長尺鋼材の冷却方法。
2. （２）前記設定された回転数は、毎分６０回転である特
   許請求の範囲第１項記載の長尺鋼材の冷却方法。