JPS6139139B2 - - Google Patents

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JPS6139139B2
JPS6139139B2 JP56206175A JP20617581A JPS6139139B2 JP S6139139 B2 JPS6139139 B2 JP S6139139B2 JP 56206175 A JP56206175 A JP 56206175A JP 20617581 A JP20617581 A JP 20617581A JP S6139139 B2 JPS6139139 B2 JP S6139139B2
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JP
Japan
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steel pipe
heating device
heating
burner
furnace
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Application number
JP56206175A
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English (en)
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JPS58107245A (ja
Inventor
Yukihiro Mimura
Tadashi Nishihara
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPS58107245A publication Critical patent/JPS58107245A/ja
Publication of JPS6139139B2 publication Critical patent/JPS6139139B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/06Heating or cooling methods or arrangements specially adapted for performing forging or pressing operations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼管端部の加熱装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、鋼管端部をアプセツト加工するような場
合には、第1図および第2図に示すような誘導加
熱装置、または第3図に示すような例えばバーナ
式加熱炉を用いて、鋼管端部を所定の温度にまで
加熱している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第1図に示す誘導加熱装置は、鋼管1を1本ず
つ誘導コイル2に軸方向から挿入し、加熱後に抽
出するものであり、第2図に示す誘導加熱装置
は、小判型断面をなす誘導コイル3で、複数本の
鋼管1を同時に横送りしながら加熱し、加熱の完
了した鋼管1から順次抽出するものである。とこ
ろで、上記第1図および第2図に示すような誘導
加熱装置は、電気的入力の加減によつて加熱速度
を所望の状態に変化させることが可能であるとと
もに、比較的小スペースに設置可能である。しか
しながら、この誘導加熱装置にあつては、電流が
鋼管の表面に集中して流れる表皮効果により、表
面から急速加熱され、特に肉厚変化の大なる厚肉
鋼管にあつては厚肉部と薄肉部で大きな温度差を
生じ、加熱状態が不均一となる。また、鋼管を均
一加熱すべく、その加熱時間を長引かす場合に
は、加熱部にオーバーヒートを生じたり、生産性
を落したりして妥当でない。
すなわち、上記誘導加熱装置において、例えば
平均外径115mm、平均内径80mm、平均肉厚17.5mm
に対して最大15%の肉厚変化がある鋼管を、電源
周波数3KHZの誘導加熱装置を用い、平均昇温速
度5℃/secで1250℃まで加熱すると、薄肉部と
厚肉部に約100℃の温度差を生ずる。肉厚部にこ
のような温度差を有している鋼管の端部をアプセ
ツト加工すれば、所定のアプセツト形状を得るこ
とはできず、そのアプセツト部に大きな欠陥を生
ずる恐れがある。また、上記鋼管を均一加熱すべ
く、誘導加熱装置の電源周波数を低く設定すると
しても、周波数1KHZ程度では不均一加熱を解消
することはできず、例えば0.5KHZまで下げる場
合にはエネルギー効率が極度に低下して加熱時間
も大幅に長引くことになつて妥当でない。
第3図に示すバーナ式加熱炉4は、鋼管1を連
続的に横送りしながらその端部を加熱し、加熱の
完了した鋼管1から順次抽出するものである。こ
のようなバーナ式加熱炉4にあつては、その炉温
管理によつていかなる断面の鋼管をも、オーバー
ヒートを生ずることなく容易に均一加熱すること
が可能となる。しかしながら、上記バーナ式加熱
炉4を生産性の高い設備とする場合には、非常に
長い炉となり、工場スペースを大きくとるばかり
でなく、鋼管1の加熱端部が長時間炉内に滞留す
る必要があるために、(A)多くのスケールを生じ、
(B)鋼管端部が搬送中に基準位置からずれて加熱長
さにばらつきを生じ、(C)鋼管の被加熱部への電熱
によつて加熱長さが長くなり、(D)炉の下流側に発
生したトラブル等によつて加熱中の鋼管が炉内に
滞留する場合にはその滞留鋼管の処理が困難であ
り、(E)操業開始時もしくは調整運転時には鋼管の
挿入開始から抽出に至るまでに長時間を要するこ
とからその稼動率が大幅に低下する等の問題点が
ある。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたも
のであり、小スペースでかつ比較的短時間に、鋼
管端部を確実容易に均一加熱し、かつ加熱制御動
作を多様化かつ高精度化可能とする鋼管端部の加
熱装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、鋼管を搬送しながらその端部を加熱
可能とする鋼管端部に加熱装置において、肉厚変
化のある鋼管端部を目標温度近傍まで急速加熱可
能とする誘導加熱装置の出側に、該鋼管端部の厚
肉部と薄肉部の温度差を解消し該鋼管端部を目標
温度に均一加熱可能とするバーナ式加熱炉を設置
し、誘導加熱装置内の鋼管送り速度とバーナ式加
熱炉内の鋼管送り速度を相互に独立にかつ自在に
制御可能とするようにしたものである。
〔作用〕
本発明によれば、誘導加熱装置によつて鋼管端
部を目標温度近傍まで急速加熱し、次いでバーナ
式加熱炉によつて該鋼管端部を目標温度に均一加
熱することとなる。したがつて、均一加熱のため
のバーナ式加熱炉の炉長を短くし、誘導加熱装置
とバーナ式加熱炉からなる加熱装置全体の設置ス
ペースを小スペース化するとともに、鋼管端部を
比較的短時間に均一加熱することが可能となる。
また、本発明によれば、均一加熱炉としてバー
ナ式加熱炉を用いているから、所定温度に設定さ
れる加熱雰囲気中で、鋼管端部を確実に均一加熱
することが可能である。したがつて、肉厚偏差の
大きい厚肉鋼管端部、先行アプセツト加工によつ
て軸方向に大きな肉厚変化を与えられている鋼管
端部等、肉厚変化の大なる鋼管端部を極めて容易
に均一加熱することが可能となる。
また、本発明によれば、誘導加熱装置内の鋼管
送り速度とバーナ式加熱炉内の鋼管送り速度を相
互に独立かつ自在に制御することが可能となり、
鋼管端部の各種の肉厚状態等に応じて、該鋼管端
部に、誘導加熱装置による最適な急速加熱時間、
バーナ式加熱炉による最適な均一加熱時間を付与
することが可能となり、加熱装置による加熱制御
動作を多様化かつ高精度化することが可能とな
る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
第4図は本発明をアプセツト加工ラインに適用
した一実施例を示す斜視図である。このアプセツ
ト加工ラインには、鋼管1の端部を急速加熱可能
とする誘導加熱装置11が設置され、誘導加熱装
置11の出側には鋼管1の端部を均一加熱可能と
するバーナ式加熱炉12が設置され、バーナ式加
熱炉12の出側にアプセツタ13が設置されてい
る。誘導加熱装置11、バーナ式加熱炉12およ
びアプセツタ13は、それらの各装置間を移送さ
れる鋼管1に生ずる温度低下を極力少なくすべ
く、相互に近接配置されている。
ここで、鋼管1は、入側スキツドレール21、
キツクイン装置22を経てフラツトローラ23に
導入可能とされている。フラツトローラ23は、
誘導加熱装置11の加熱領域11Aにおける入側
部に鋼管1の端部を挿入可能としている。誘導加
熱装置の加熱領域11Aに挿入された鋼管1は、
チエーンコンベア24によつて連続的に横送りさ
れ、その端部を目標温度の近傍にまで昇温され
る。ここで、チエーンコンベア24の搬送速度は
自在に変更可能とされている。誘導加熱装置11
の加熱領域11Aの出側部に達した鋼管1は、V
ローラ25により、軸方向に抽出可能とされてい
る。Vローラ25によつて抽出された鋼管1は、
キツクアウト装置26によつて、転送用スキツド
レール27に移送可能とされている。
スキツドレール27に移送された上記鋼管1
は、バーナ式加熱炉12の加熱領域12Aの入側
部に導入され、チエーンコンベア28によつて連
続的に横送りされ、目標温度にまで均一加熱され
る。ここで、チエーンコンベア28はその搬送速
度を前記チエーンコンベア24とは独立にかつ自
在に変更可能とされるとともに、鋼管1をバーナ
によつて均一加熱する必要のない場合にはその鋼
管1を高速で通過可能としている。バーナ式加熱
炉12の加熱領域12Aによつて所定の目標温度
に均一加熱された鋼管1は、加熱領域12Aの出
側からスキツドレール29に送出される。スキツ
ドレール29に送出された鋼管1は、アプセツト
加工前のアライニング用Vローラ30、およびア
ライニング用ストツパ31によつて軸方向に位置
調整された後、搬送台車32に移送され、アプセ
ツト13によつてその端部に所望のアプセツト加
工を施されるようになつている。
次に、上記実施例の作動を説明する。入側スキ
ツドレール21によつて搬入された鋼管1は、キ
ツクイン装置22によつて1本ずつフラツトロー
ラ23上に転送され、フラツトローラ23によつ
て誘導加熱装置11の加熱領域11A内に挿入さ
れる。誘導加熱装置11の加熱領域11Aに挿入
された鋼管1は、チエーンコンベア24によつて
連続的に横送りされ、その端部が目標温度近傍に
まで加熱される時点で、加熱領域11Aの出側部
に設置されているVローラ25上に転がり落ち、
そのVローラ25によつて速やかに軸方向に抽出
され、キツクアウト装置26によつてスキツドレ
ール27に蹴り出される。スキツドレール27に
蹴り出された鋼管1は、スキツドレール27上を
転送され、バーナ式加熱炉12の加熱領域12A
に導入される。鋼管1は、バーナ式加熱炉12の
加熱領域12Aをチエーンコンベア28によつて
連続的に横送りされながら目標温度にまで均一加
熱された後、スキツドレール29に送出される。
スキツドレール29に送出された鋼管1は、Vロ
ーラ30およびストツパ31によつて位置調整さ
れた後、搬送台車32に移送され、アプセツタ1
3によつてアプセツト加工される。
次に、上記実施例の具体的実施結果を第5図に
参照して説明する。この実施に供した鋼管1は、
外径88.9mm、平均肉厚6.45mmであり、その平均肉
厚6.45mmに対して最大15%の肉厚変化を有してい
るものである。また、誘導加熱装置11の電源周
波数は1KHZに設定され、バーナ式加熱炉12の
炉温は1250℃に設定されたものである。この第5
図で実線で示される曲線は、鋼管1の厚肉部の温
度状態を示し、破線で示される曲線は薄肉部の温
度状態を示している。すなわち、この第5図によ
れば、誘導加熱装置11に挿入後、キユーリ点Q
付近にまで加熱される間にあつては、薄肉部と厚
肉部でほとんど温度差を生じていない。ところ
が、誘導加熱装置11に挿入後3.7分経過後に、
薄肉部の温度を1250℃まで昇温するように加熱す
ると、厚肉部の温度は1150℃となり、薄肉部を厚
肉部との間にアプセツト加工が困難である温度差
100℃を生ずる。そこで、上記鋼管1をバーナ式
加熱炉12に挿入し、その挿入後5.3分加熱する
と、鋼管1の全体が略1250℃の目標温度に均一加
熱可能となる。
さらに、上記実施例の他の具体的実施結果を第
6図を参照して説明する。この実施に供した鋼管
1は、外径88.9mm、平均肉厚t1=9.52mm、その平
均肉厚9.52mmに対して最大15%の肉厚変化を有し
ている第7図に2点鎖線で示す鋼管素材を第1回
目加熱した後に第1回目アプセツト加工した後の
ものである。すなわち、鋼管1は、第7図に実線
で示す軸方向の断面形状を備え、第2回目アプセ
ツト加工のために第2回目加熱を施されるもので
ある。この鋼管1は、第1回目アプセツト加工さ
れた部分の平均肉厚t2=15.23mmであり、アプセ
ツト部と母管部の間の軸方向にはテーパ部が形成
され、そのテーパ部の平均肉厚が9.52mm〜15.23
mmの間に設定されている。また、誘導加熱装置1
1の電源周波数は1KHZに設定され、バーナ式加
熱炉12の炉温は1250℃に設定されたものであ
る。この第6図で実線で示される曲線は、鋼管1
の厚肉部(アプセツト部)の温度状態を示し、破
線で示される曲線は薄肉部(テーパ部の肉厚最小
部)の温度状態を示している。すなわち、この第
6図によれば、誘導加熱装置11に挿入後、キユ
ーリ点Q付近にまで加熱される間にあつては、薄
肉部と厚肉部でほとんど温度差を生じていない。
ところが、誘導加熱装置11に挿入後、4.4分経
過後に、薄肉部の温度を1250℃まで加熱すると、
厚肉部の温度は1130℃となり、薄肉部を厚肉部と
の間にアプセツト加工が困難である温度差120℃
を生ずる。そこで、上記鋼管11をバーナ式加熱
炉12に挿入し、その挿入後6.4分加熱すると、
鋼管1の全体が略1250℃の目標温度に均一加熱可
能となる。
上記実施例によれば、誘導加熱装置11によつ
て鋼管1の端部を目標温度近傍にまで加熱した
後、続いてバーナ式加熱炉12によつて目標温度
にまで均一加熱することが可能となり、したがつ
て、小スペースで比較的短時間に、鋼管端部を均
一加熱することが可能となり、鋼管端部に高品質
で生産性の高いアプセツト加工を施すことが可能
となる。また、鋼管端部のアプセツト量が多く、
2回ないし3回にわたつてアプセツト加工を施す
必要がある場合には、第1回目および第2回目の
アプセツト加工後の鋼管端部の軸方向に大きな肉
厚変化を生ずるが、本発明によればこのような鋼
管端部をも全体的に均一加熱することが可能とな
り、アプセツト量の多いアプセツト加工をも良好
に行なうことが可能となる。
また、上記実施例によれば、均一加熱炉として
バーナ式加熱炉12を用いているから、所定温度
に設定される加熱雰囲気中で、鋼管1の端部を確
実に均一加熱することが可能である。したがつ
て、肉厚偏差の大きい厚肉鋼管端部、先行アプセ
ツト加工によつて軸方向に大きな肉厚変化を与え
られている鋼管端部等、肉厚変化の大なる鋼管端
部を極めて容易に均一加熱することが可能とな
る。
また、上記実施例によれば、誘導加熱装置11
のチエーンコンベア24による鋼管送り速度と、
バーナ式加熱炉12のチエーンコンベア28によ
る鋼管送り速度を相互に独立かつ自在に制御する
ことが可能となり、鋼管1の端部の各種の肉厚状
態等に応じて、該鋼管端部に、誘導加熱装置11
による最適な急速加熱時間、バーナ式加熱炉12
による最適な均一加熱時間を付与することが可能
となり、加熱装置による加熱制御動作を多様化か
つ高精度化することが可能となる。
なお、上記実施例は本発明をアプセツト加工ラ
インに適用した場合について説明したが、本発明
はアプセツト加工ラインに限らず、一般的な鋼管
加工ラインに広く適用可能である。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明は、鋼管を搬送しながら
その端部を加熱可能とする鋼管端部の加熱装置に
おいて、肉厚変化のある鋼管端部を目標温度近傍
まで急速加熱可能とする誘導加熱装置の出側に、
該鋼管端部の厚肉部と薄肉部の温度差を解消し該
鋼管端部を目標温度に均一加熱可能とするバーナ
式加熱炉を設置し、誘導加熱装置内の鋼管送り速
度をバーナ式加熱炉内の鋼管送り速度を相互に独
立にかつ自在に制御可能とするようにしたもので
ある。したがつて、小スペースでかつ比較的短時
間に、鋼管端部を確実容易に均一加熱し、かつ加
熱制御動作を多様化かつ高精度化することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来例に係る誘導加熱装
置を示す斜視図、第3図は従来例に係るバーナ式
加熱炉を示す斜視図、第4図は本発明の一実施例
を示す斜視図、第5図は本発明の具体的実施結果
を示す線図、第6図は本発明の他の具体的実施結
果を示す線図、第7図は第6図の実験に用いた鋼
管の端部形状を示す断面図である。 1…鋼管、11…誘導加熱装置、12…バーナ
式加熱炉。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 鋼管を搬送しながらその端部を加熱可能とす
    る鋼管端部の加熱装置において、肉厚変化のある
    鋼管端部を目標温度近傍まで急速加熱可能とする
    誘導加熱装置の出側に、該鋼管端部の厚肉部と薄
    肉部の温度差を解消し該鋼管端部を目標温度に均
    一加熱可能とするバーナ式加熱炉を設置し、誘導
    加熱装置内の鋼管送り速度とバーナ式加熱炉内の
    鋼管送り速度を相互に独立にかつ自在に制御可能
    とすることを特徴とする鋼管端部の加熱装置。
JP20617581A 1981-12-22 1981-12-22 鋼管端部の加熱装置 Granted JPS58107245A (ja)

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JP20617581A JPS58107245A (ja) 1981-12-22 1981-12-22 鋼管端部の加熱装置

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JP5402865B2 (ja) * 2010-07-22 2014-01-29 新日鐵住金株式会社 鋼管端部の口絞り加工装置および口絞り加工方法
CN116493536B (zh) * 2023-06-30 2023-09-15 苏州铂源航天航空新材料有限公司 一种航空钛合金件锻造装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5591938A (en) * 1978-12-30 1980-07-11 Sumitomo Metal Ind Ltd Heat treatment apparatus for long sized material

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