JPS6013411B2 - 鋼材製造設備列及びその設備列の操作方法 - Google Patents

鋼材製造設備列及びその設備列の操作方法

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JPS6013411B2
JPS6013411B2 JP10497779A JP10497779A JPS6013411B2 JP S6013411 B2 JPS6013411 B2 JP S6013411B2 JP 10497779 A JP10497779 A JP 10497779A JP 10497779 A JP10497779 A JP 10497779A JP S6013411 B2 JPS6013411 B2 JP S6013411B2
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征四郎 吉原
博吉 東山
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203Cooling
    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
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    • B21B45/0224Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for wire, rods, rounds, bars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/16Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
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    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B17/00Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
    • B21B17/14Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling without mandrel, e.g. stretch-reducing mills
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    • B21B45/004Heating the product

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼管、鋼棒、形鋼等のコイル状に者取れない一
定の横断面をもつ長尺鋼材を熱間圧延する仕上圧延機に
直結して熱処理および矯正を行なう方法に関するもので
ある。
前述のような鋼材、例えば継目無鋼管は大半が熱間圧延
によって製造され、その後熱処理および糟整加工を行な
って出荷される場合が多い。
最近、受注品種の高級化にともない熱処理比率が増加し
熱処理能力の増大が望まれている。従来、熱間圧延後一
旦冷却し、圧延ラインとは別のラインで熱処理を行なう
のが通例であるためエネルギーロスが大きく、又広大な
仕掛品置場が必要、製造日数が長くなる、などのほか種
々の問題を生じており、抜本的解決策が望まれている。
本発明は鋼材の熱処理即ち加熱焼入れさらに必要により
焼戻し処理におけるエネルギーロスを少なくし、熱処理
仕掛品を無くして仕掛品置場の縮小と製造日数を短縮す
ることを目的とする。
本発明を継目無鋼管製造の例で説明すると、本発明の設
備配置例は第1図に示す様に任意の鋼管圧延設備の仕上
圧延機、例えばサィザ又はストレッチレデューサ1の出
側に近接して加熱装置2と続いて焼入れ装置3と続いて
暁もどし装置4を直線上に延在せしめる。冷却床5は従
来と同じ様に管軸と交叉する方向とすることが出来る。
図中の矢印AI〜A4又はAは被圧延材料の進行方向を
示す。本発明法において焼もどし装置4はオフラィンに
移すことが出来るが、この場合にはエネルギーロスはほ
ぼ目的を達することが出来るものの、仕掛品置場の縮小
と製造日数の短縮効果は半減される。本発明に用いる加
熱装置2および焼もとし装置4はガス焚き炉、重油焚き
炉、電気抵抗加熱炉又は誘導加熱炉を用いることが出来
るが、炉の型式はトンネル炉又はバレル炉と呼ばれるも
のとなる。敷地面積を4・さくするためにはエネルギー
密度が大きくできる誘導加熱炉が最も望ましい。また、
鋼管、捧鋼および形鋼等は熱処理、特に焼入れ時に曲り
を生じやすく、仕上圧延速度の様な高速で進行させなが
ら焼入れすることはライン外への被煉入材の飛び出しな
どのトラブルを生じる。この曲りは主として冷却が被焼
入材の藤芯に対して不均一に行なわれることと、被焼入
村の拘束が不十分なことによるものである。本発明は軸
対称に冷却し、かつバスラィンに強固に拘束することに
よって焼入れ中の曲りを防止している。本発明の実施態
様にって説明すると、第2図において適宜方法によって
熱間圧延した素管P、例えば1464×6.仇×300
00夕(肋)の高炭素キルド鋼管を900q0に昇熱し
たのち、ストレッチレデューサ1にて60.5で×5.
■×91000夕(脚)に圧延する。このときストレッ
チレデューサ1の出側速度を5.0の/秒とすれば、管
Pの出側温度、すなわち加熱装置2の入側温度は約80
0℃である。この時誘導加熱炉により焼入れ温度、例え
ば90000まで昇溢するに必要な電力は実験データか
ら推定すれば6300KWであり、1200KWの誘導
加熱炉6台で供給できる。該誘導加熱炉の全長は8.2
凧程度で管の長さ91のに対し極めて短かし、。該加熱
装置2の出側に近接して焼入れ装置3を配設する。該焼
入れ装置3は被焼入れ村との対向部が円管状であり、該
円管壁の切欠部6から被焼入材を出側に進める方向に周
囲から高圧水を噴出せしめて被焼入材Pを円管状冷却室
7の軸心近傍すなわちバスラィン8に浮上せしめて搬送
する。被熱処理材の前端が該冷却室を曲りを生じず周囲
との衝突等のトラブルを生じずに通過するために、高圧
水により被熱処理材に前進力を与え、バスラィンに保つ
ことは重要である。高圧水の流速は被冷却材の速度より
も十分遠くすることは容易に可能である。例えば1気圧
の加圧水は14の/秒で噴出し、バスラインに45度傾
斜させた場合に10肌/砂のバスラィン方向の速度を持
つ。本発明で使用する高圧水は5気圧以上、バスラィン
に対する噴射角度は10〜60度が適当である。彼焼入
れ村を円管状冷却室7内でバスラィン8まで浮上させる
ために、円管状冷却室7の内蓬dを管の外径○の3倍以
下とし、冷却水ノズル9を被冷却材に接近させる。冷却
水ノズル9は冷却室の周囲にほぼ等間隔で多数配設し、
ノズル端は被冷却材と直接接触しない程度に円管状冷却
室内壁から遠ミーせてある。材料の周囲から一様に高圧
水を噴射せしめると、材料の自重によって材料はバスラ
ィン、すなわち高圧水の中心から下方へずれ、下方の高
圧水ノズルに多少接近した位置で材料に働らく上下方向
の力はバランスする。これは噴射水流は広がりを持ち、
エネルギー密度はノズルチップからの距離の自乗に反比
例し、材料への垂直成分は小さくなり、さらには空気抵
抗によって流速が減殺されることによるものである。冷
却室の出側は被冷却材の前端を誘導するラッパガイド1
0を設けている。この様な焼入れ装置は前記60.5で
×5.瓜×91000ぞ(側)の900℃の鋼管が5.
0の/秒で通過する場合に内面まで十分焼入れされる温
度、例えば内面が200午0になるまで急冷する場合に
はその長さは40机程度である。焼入れ装置の最後の部
分には被焼入材の進行方向と逆方向に被焼入材に向って
周囲から圧縮空気を噴出せしめて水切りを行なうことは
次の暁もどしを効果的に行ない、かつ暁もどし装置内に
水の侵入を防ぎ、後工程に水を飛散させないために効果
がある(第3図参照)。本発明では焼入れ装置の出側に
近接して暁もどし装置を配設する。
該暁もどし装置が誘導加熱炉である場合に、前記200
℃の鋼管を同速度で燐もどし温度、例えば700℃まで
加熱するに必要な電力は約1私0雌Wであり、120皿
Wの誘導加熱炉12台で供V給できる。このときの焼も
どし装置の全長は17.2の程度である。すなわち、加
熱装置2の入口から競もどし装置4の出側まで約70M
の長さで34k9/秒(12の/時)の燐入れ焼もどし
能力が可能となる。本発明では仕上圧延直後に被圧延材
の熱を利用して焼入れ温度まで昇溢するため加熱炉2の
容量は4・さくなる。
例えば前記例の誘導加熱炉では本発明法では6300K
Wであるに対し、同寸法の管を同速度で常温から900
ooまで昇温する場合には29300KWが必要であり
、本発明の約5倍に相当する。また健もどし時には本発
明の様に焼入れ直後の温度例えば15000から加熱開
始すれば1430肌Wで良いが従来法の様に常温から加
熱する場合には1700皿Wが必要となる。すなわち前
記材料の圧延速度とバランスする焼入れと暁もどし1こ
必要な電力は本発明法では20600KWであるに対し
、従来法では46300KWであり、本発明により消費
エネルギーは半減でき、かつ、加熱装置への設備投資金
額も半減できるばかりでなく、熱処理仕掛品は発生せず
、製造日数を箸るしく短縮できるものである。本発明の
熱処理能力は既存設備の数情の能力が可能であり、被熱
処理材の送り速度は5肌/秒以上も可能である。
この様な高速でトラブルを生じず、かつ真直度の良い製
品を製造するには、少なくとも焼もどし工程以降の被熱
処理材に引張応力を作用させ、好ましくは焼入れ装置3
の前から嫁もどし装置の後まで被熱処理材Pに引張力を
作用させた状態で熱処理する。鋼管等に与える引張応力
の大きさは、鋼管等が送りローラ間での自重によるたわ
みと、振幅を軽減する程度で十分あって、送りローラ間
の被熱処理材の重量の0.1倍以上1倍以下程度の小さ
い力で良い。この様な引張力は第2図に示した送りロー
ラ5により被熱処理材を侠持し、該送りローラの周速度
を仕上圧延機出側の被圧延材速度よりやや遠く、かつ出
側に位置するローラほど速くすることにより発生させる
。このときのローラ周遊度の差は極めてわずかで良く、
相隣るローラ間で1%程度最初と最後のローラとの周速
度差でも10%以内で十分である。また高圧水のバスラ
ィン方向速度成分を被冷却材の前進速度より大きくする
ことによっても引張力を発生できる。本発明に用いる焼
入れ装置は第3図に示す様に高圧水噴射位置において送
りローラを使用しないため、従来法の様に送りローラに
より高圧水流がさえぎられて冷却不均一部を生じること
はなく、本発明法では焼入れ時の曲りの発生が防止でき
、硬度分布の不均一もなくなる。
なお本発明に用いる装置によって、焼入れ装置の水を停
止することにより燐ならしを行なうことができ、また、
焼入れの必要ない場合で焼きのはいりにくい鋼種では冷
却床の能力を向上するために焼入れ装置の水量を適宜減
らして被圧延材の冷却速度を向上することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の設備配置例、第2図は本発明の各装置
の位置関係の説明図、第3図は本発明に使用する焼入れ
装置の最後の部分の例である。 1・・・・・・仕上圧延機、2・・・・・・加熱装置、
3・…・・焼入れ装置、4・・…・暁もどし装置、5・
・・・・・送りローラ、6・・・・・・冷却室切欠部、
7・・・・・・冷却室、8・・・…バスラィン、9・・
・・・・水冷ノズル、10・・・・.・ラッパガイド、
11・・・・・・空冷ノズル、12・・・・・・冷却水
へツダ、13・・…・空気へッダ。 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 鋼管・棒鋼及び形鋼等の一定の横断面を有する長尺
    鋼材の熱間圧延設備の出側圧延ライン上の近接位置に、
    前後に鋼材拘束用ロールを有する加熱装置と、前後に鋼
    材拘束用ロールを有し管状冷却室の切欠部から被焼入材
    を出側に進める方向に高圧水を噴射するノズルを有し、
    その最後の部分に被焼入材の進行方向と逆方向に圧縮空
    気を噴出せしめる焼入れ装置と、前後に鋼材拘束用ロー
    ルを有する焼もどし装置とを配置したことを特徴とする
    鋼材製造設備列。 2 鋼管・棒鋼及び形鋼等の一定の横断面を有する長尺
    鋼材の熱間圧延設備の出側圧延ライン上の近接位置に、
    前後に鋼材拘束用ロールを有する加熱装置と、前後に鋼
    材拘束用ロールを有し管状冷却室の切欠部から被焼入材
    を出側に進める方向に高圧水を噴射するノズルを有し、
    その最後の部分に被焼入材の進行方向と逆方向に圧縮空
    気を噴出せしめる焼入れ装置と、前後に鋼材拘束用ロー
    ルを有する焼もどし装置とを配置してなる鋼材製造設備
    列によって、鋼材を圧延と熱処理を連続的に行なうに際
    し、 鋼材拘束用ロールによって鋼材に引張力を作用さ
    せ、鋼材の前進速度よりも速いパスライン方向速度成分
    をもつ流水によって鋼材に浮上状態で堆進力を与え、ラ
    ツパガイドで誘導したのち鋼材進行方向と逆方向に該鋼
    材に向って周囲から圧縮空気を噴出せしめて水切りを行
    なうことを特徴とする鋼材製造設備列の操作方法。
JP10497779A 1979-08-20 1979-08-20 鋼材製造設備列及びその設備列の操作方法 Expired JPS6013411B2 (ja)

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JP2008261018A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Nippon Steel Corp 鋼管の冷却方法及び冷却装置
CN102294352B (zh) * 2011-08-29 2013-05-22 山西太钢不锈钢股份有限公司 利用650mm轧机轧制直径是120mm不锈钢棒材的方法
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