JPS60181224A - ステンレス鋼の焼鈍方法 - Google Patents

ステンレス鋼の焼鈍方法

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JPS60181224A
JPS60181224A JP3649884A JP3649884A JPS60181224A JP S60181224 A JPS60181224 A JP S60181224A JP 3649884 A JP3649884 A JP 3649884A JP 3649884 A JP3649884 A JP 3649884A JP S60181224 A JPS60181224 A JP S60181224A
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JP
Japan
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stainless steel
gaseous atmosphere
cooling chamber
chamber
gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP3649884A
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English (en)
Inventor
Masaaki Tawara
正昭 田原
Masaru Tanaka
勝 田中
Shoichi Hirooka
広岡 正一
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Daido Sanso Co Ltd
Original Assignee
Daido Sanso Co Ltd
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Publication date
Application filed by Daido Sanso Co Ltd filed Critical Daido Sanso Co Ltd
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Publication of JPS60181224A publication Critical patent/JPS60181224A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76Adjusting the composition of the atmosphere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002Heat treatment of ferrous alloys containing Cr

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ステンレス鋼の焼鈍方法に関するものであ
る。
クロムを10%以上も含むようなオースティナイト糸ス
テンレス鋼に対して、引抜き2曲げ、鍛圧のような加工
工程を加えると、上記ステンレス鋼が硬化して内部応力
が発生するとともに組織内部にクロム炭化物やシグマ相
が生成する。したがって、これをオースティナイト素地
に固溶させ、加工組織を軟化させるために、一般に、1
000 〜1150′Cで焼鈍して製品化することが行
われている。クロムは、極めて酸化しやすい元素である
ため、焼鈍作業はこれを最小限に押さえるような雰囲気
下で行われる。クロムの酸化が進むと、ステンレス鋼が
黒色や黄味を帯びるようになって光輝製が悪化し、商品
価値が失われるのである。通常、上記の雰囲気としては
、純水素ガスやアンモニア分解ガスなど、強力な還元ガ
スであるH2を高濃度に含む雰囲気ガスが使用されてい
る。酸化・(2) 還元電位によれば、クロムは1000〜1150℃の焼
鈍温度領域では、H2を含む通常の雰囲気下において充
分還元範囲にあるが、略900℃以下の温度では逆に酸
化範囲に転する。したがって、一般には、焼鈍温度から
急速に冷却することによって、酸化温度領域に滞留する
時間を最小限に押さえ、酸化を抑制する方法が採られて
いる。このような急速冷却はクロム炭化物や窒化物の析
出を押さえて耐食感度の増大を防くうえからも必要とさ
れている。この具体例について説明すると、最も代表的
なオースティナイト系ステンレス鋼である300系鋼種
に属するような、管、線材、各種パーツ類等比較的小物
の連続焼鈍は一般に第1図に示すような炉を用いて行わ
れている。第1図において、■は加熱室、2はそれに隣
接する冷却室、3は小物製品4搬送用のへルトコンベヤ
、5は冷却室2の外周部に設けられている水冷ジャケッ
ト、6はアンモニア分解炉、7はアンモニア分解ガス用
パイプ、8ば冷却室2に設けられたアンモニア分解ガス
吹込管である。すなわち、上記小物製品4は(3) ヘルドコンベヤ3により連続的に加熱室1に送り込まれ
て加熱され、続いて冷却室2に送り込まれてアンモニア
分解ガスの作用により急速に冷却される。
ところで、上記アンモニア分解ガスは、N275%、N
225%(Vo1%、以下同じ)の組成を有し簡易に還
元性雰囲気を形成しうるものであるが、アンモニヤ公害
の問題や分解炉を必要とするためコストが高いという難
点を有している。そこで、最近は、分解ガスを深冷分離
方式によるN2ガスで希釈したり、もしくは吸着方式で
得られた安価なN2ガスをH2と混合したりして、I(
24度を大幅に下げたN2ベースの雰囲気ガスをつくり
、これを使用することが行われている。このように■1
□濃度を大幅に下げることにより (但し、H2a度は
焼鈍温度において還元性を保つうえで必要な量には設定
されている)、雰囲気ガスのコストの低減は実現できる
。しかしながら、この雰囲気ガスは、N2に比べて約7
倍の熱伝導度を有するI■2の濃度が小さいため、伝熱
性能が低くな(4) つており、ステンレス鋼焼鈍品を急速に冷却しえない。
そのため、ステンレス鋼中のクロムが酸化温度領域に長
く滞留することとなり、ステンレス鋼製品の光輝度が悪
くなって商品価値の低下を生じる等の問題が発生する。
このような問題を解決するために処理速度を遅くするこ
と等がなされているが、充分な効果が得られていないの
が実情である。
この発明者は、このような問題を解決するため、雰囲気
ガスの吹込方法、その吹込圧力等について一連の研究を
重ねた。その結果、雰囲気ガスを、これまでのように単
に冷却室に送り込むというのではなく、先端に絞り部を
有するノズルを用い、絞りを利かして冷却室に噴射しス
テンレス鋼に直接吹付けるようにすることが有効である
ことを発見した。そして、さらに研究を重ねた結果、ノ
ズルからの雰囲気ガスの噴射を0.5kg/cn+G以
−にの圧力で行うと一層優れた効果が得られるようにな
ることを見いだし、この発明を完成した。
すなわち、この発明は、加熱室およびこれに隣(5) 接する冷却室を備えた連続焼鈍炉を準備し、ステンレス
鋼をこの連続焼鈍炉の加熱室に連続的に送り込んで焼鈍
し、続いて冷却室に入れ、水素を含む雰囲気ガスを冷却
室に送入して冷却を行うステンレス鋼の焼鈍方法であっ
て、先端に絞り部を有するノズルを用い、上記雰囲気ガ
スを、圧力0.5kg / cJ 0以上の高圧で絞り
を利かして噴射しステンレス鋼に直接吹付けるようにし
たことを特徴とするステンレス鋼の焼鈍方法をその要旨
とするものである。
つぎに、この発明の詳細な説明する。
この発明は、冷却室の雰囲気ガスを、上記のように先端
に絞り部を有するノズルを用い、絞りを利かして冷却室
内に噴射してステンレス鋼に直接吹付けるものである。
このようにすると、これまでのように単に雰囲気ガスを
殆ど無圧で送り込むような場合と異なり、雰囲気ガスが
絞られた状態でステンレス鋼を高圧高速で直撃するよう
になるため、極めて大きな伝熱効果が得られるようにな
り、かつそれに加えてその直撃による強制対流伝(6) 熱効果も得られるようになる。しかも、吹込部での雰囲
気ガスの運動量が増大して雰囲気ガスと冷却室の壁面(
通常水冷ジャケットにより冷やされている)との間の熱
交換が促進されるようになり、この効果と上記の効果と
が相乗的に作用し全体の伝熱量が飛躍的に向上するよう
になる。特に、このような効果は、雰囲気ガスを圧力0
.5 kg / cn!G以上の高圧で噴射することに
より最大限に発揮されるようになる。すなわち、雰囲気
ガスをこのように圧力0.5 kg / c+J G以
上の高圧で噴射すると、ガスの速度が亜音速以上(圧力
的0.9kg/cfGで音速)となるため全体の伝熱量
の大幅な向上が実現されるようになるものと考えられる
。その結果、H2濃度を大幅に下げたN2ベースの雰囲
気ガス(例えばN225%、N275%の組成)を用い
、処理速度を下げる等の措置をとることなく、ステンレ
ス鋼の焼鈍を、商品価値の低下を招くことなく極めて良
好に行いうるようになる。
つぎに、実施例について説明する。
第2図はこの発明の一実施例の構成図である。
(7) 図において、9は内部に多数のN2ガスボンへ24を収
容するH2供給装置、10ばその供給パイプ、11は液
化N2タンク、12はその蒸発器、13は気化した液化
N2を送るN2パイプである。14は2個1組の吸着筒
で、内部に02吸着剤(モレキュラーシーブス)が充填
されており、送風機15によって送り込まれる大気から
、02を除去してN2ガス化する作用をする。この場合
、上記吸着筒14は交互に使用され、1基が作動してい
る間に他の基の吸着剤の再生がなされる。N2供給方式
としては、液化窒素方式か吸着方式かのいずれかが選択
されるので図では吸着方式の方を鎖線で囲んでいる。こ
のN2パイプ13中のN2ガスは、H2供給パイプ10
のN2ガスと合わされN2ベースの雰囲気ガスとなる。
16は連続焼鈍炉、17はその搬送用ベルトコンベヤ、
18はステンレス鋼製品、19は加熱室、20は外周面
に水冷ジャケット21をもつ冷却室である。この冷却室
20の最も加熱室19例の部分には、第3図に示すよう
に、先端に絞り部を有するノズル22が設(8) けられ、上記N2ヘースの雰囲気ガスを圧力0.5kg
 / cJ G以上の高圧で絞りを利かしてステンレス
鋼製品18に直接吹付ける。23はノズル22のスカー
ト部である。この場合、N、ベースの雰囲気ガスの噴射
圧力は、H2供給装置9のN2ガスボンベ24の圧力、
液化N2タンク11の圧力および吸着筒14に付随する
送風機15の送風圧力により確保される。
このように、雰囲気ガスがノズル22から圧力0、5 
kg / cTAG以上の高圧で、絞られた状態でステ
ンレス鋼製品18に直接吹付けられるため、H2濃度の
低い雰囲気ガスを用いても、通常の処理速度を維持した
まま、製品に光輝性の悪化等を殆ど生じさせることなく
良好な焼鈍をなしうるようになる。特に、上記のように
、ノズル22を最も加熱室19側の冷却室20の部分に
位置決めすると、加熱室19から出たステンレス鋼製品
18に対して、時間をおかず直ちに雰囲気ガスが吹付け
られるため、急速冷却が実現され、効果の一層の向上が
みられるようになる。
(9) 第4図は他の実施例の構成図である。この実施例は、第
2図のH2供給装置9に代えて、アンモニア分解炉25
を用い、そこから得られる分解ガスを、N2ガス系とは
別個に冷却室20に送り込むようになっている。すなわ
ち、この実施例は、第5図に示すように、ノズル22を
二重構造にし、N2ガスを内側のノズルから圧力0.5
 kg/cJ G以上の高圧で噴出させ、分解ガスを外
側のノズルから送り出しN2ガスに帯同させうるように
している。それ以外の部分は第2図と同じであるから説
明を省略する。
なお、上記の実施例は雰囲気ガスとしてN2ベースのも
のを用いているが、この発明はそれに限定されるもので
はない。
以上のように、この発明は、先端に絞り部を有するノズ
ルを用い、雰囲気ガスを、圧力0.5kg/c+aG以
上の高圧で絞りを利かして噴射し、ステンレス鋼に直接
吹付けるため、雰囲気ガスがステンレス鋼を高圧高速で
直撃することによる大きな伝熱効果およびそれに起因す
る強制対流効果ならび(10) に雰囲気ガスと冷却室壁面との熱交換促進効果が得られ
、それらが相乗して現れるようになる。そのため、伝熱
性能の悪いN2ベースの雰囲気ガスを用いても、クロム
の酸化等に起因する光輝性の悪化等を招くことなく、し
かも通常の処理速度を維持したままステンレス鋼の焼鈍
をなしうるようになるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の説明図、第2図はこの発明の一実施例
の構成図、第3図はそのノズル部の拡大図、第4図は他
の実施例の構成図、第5図はそのノズル部の拡大図であ
る。 16・・・焼鈍炉 18・・・ステンレス鋼製品 19
・・・加熱室 20・・・冷却室 22・・・ノズル特
許出願人 大同酸素株式会社 代理人 弁理士 西 藤 征 彦 (11)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)加熱室およびこれに隣接する冷却室を備えた連続
    焼鈍炉を準備し、ステンレス鋼をこの連続焼鈍炉の加熱
    室に連続的に送り込んで焼鈍し、続いて冷却室に入れ、
    水素を含む雰囲気ガスを冷却室に送入し7て冷却を行う
    ステンレス鋼の焼鈍方法であって、先端に絞り部を有す
    るノズルを用い、上記雰囲気ガスを、圧力0.5kg/
    caG以」−の高圧で絞りを利かして噴射しステンレス
    鋼に直接吹付けるようにしたことを特徴とするステンレ
    ス鋼の焼鈍方法。
  2. (2)雰囲気ガスの噴射位置が、加熱室に最も接近した
    冷却室の部分に設定されている特許請求の範囲第1項記
    載のステンレス鋼の焼鈍方法。
  3. (3)雰囲気ガスがH225%、N275%の組成を有
    するN2ヘースの雰囲気ガスである特許請求の範囲第1
    項または第2項記載のステンレス鋼(1) の焼鈍方法。
JP3649884A 1984-02-27 1984-02-27 ステンレス鋼の焼鈍方法 Pending JPS60181224A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064173A (en) * 1988-03-16 1991-11-12 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and device for the annealing treatment of metal strips

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064173A (en) * 1988-03-16 1991-11-12 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and device for the annealing treatment of metal strips

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