JPS62161918A - 鋼管の熱処理ライン - 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】 産業上の利用分野 この発明は鋼管を熱処理するラインに関するものであり
、特に鋼管を回転させながらその長手方向へ進行させて
熱処理装置としての加熱装置および冷却装置（特に水冷
装置）を連続的に通過させ、これにより鋼管の加熱−水
冷の熱処理を連続的に行なうラインに関するものである
。

従来の技術 一般に鋼管の￥Ａ造工程においては、造管後に焼入れや
焼戻し、あるいは溶体化処理などの熱処理を施す必要が
める場合が多く、またその熱処理においては加熱後に水
冷による急速冷却を行なう必要があることが多い。この
ような熱処理工程のラインとしては、スキューロールを
用いて鋼管をその軸中心に回転させながら長手方向へ連
続的に送って、熱処理用の加熱装置および冷却装置を連
続的に通過させ、これにより加熱→冷却を連続的に行な
うようにした熱処理ラインが従来から広く用いられてい
る。

上述のような熱処理ラインにおいて真直度の低い鋼管、
すなわら曲がった鋼管を熱処理した場合、鋼管の回転に
より鋼管と冷却装置との相対位置関係が変化して、鋼管
表面に対する冷却水の衝突位置が変化し、その結果周方
向の冷却が不均一となつて鋼管の真円度が劣化してしま
う問題がある。

上述のような周方向の冷却不均一についてざらに詳細に
説明すると、一般に鋼管に対する焼入れや溶体化処理等
の熱処理においては、加熱後の鋼管の外面側と内面側と
の両面に冷却水を噴射して内外両面から冷却する方法を
採用することが多い。

鋼管を回転ざぜつつ長さ方向に進行させて熱処理するラ
インにおいて上述の内外面冷却を適用した例、特に曲が
りのある鋼管に適用した例を第５図に示す。第５図にお
いて、鋼管１はスキューロール２により回転せしめられ
ながら図の右方へ一定の速度で送られ、加熱装置３を通
過した後、直ちに外面冷却装置４および内面冷却装置５
から鋼管１の進行方向前方へ向けて斜めに噴射される冷
却水により冷却される。ここで、鋼管１が曲がっている
場合、図示のように鋼管１の回転に伴なって各冷却装置
４．５と鋼管１の内外表面との間の距離が変化する。そ
して第６図に詳細に示すように、外面冷却袋＠４と鋼管
１の外表面との間の距離は、曲がりの内側１ａでは曲が
りの外側’１ｂよりも大きくなり、これに対し内面冷却
装置５と鋼管１の内表面との間の距離は曲がりの内側１
ａの方が曲がりの外側１ｂよりも小さくなる。そのため
曲がりの内側１ａでは外表面側に対する冷却水衝突位＠
Ｐは内表面側に対する冷却水衝突位＠Ｑよりも鋼管進行
方向前方となり、曲がりの外側１ｂでは逆の関係となる
。このことは、曲がりの内側１ａでは外面側からの冷却
が内面側からの冷却より遅れ、逆に曲がりの外側１ｂで
は内面側からの冷却が外面側からの冷却より遅れること
を意味する。

このように周方向の各部で内外面の冷却に差が生じれば
、冷却による応力が周方向に不均一となり、真円度が低
下してしまうのである。特に肉厚ｔと外径りとの比ｔ／
Ｄが小ざい薄肉管の場合にはわずかの周方向の冷却不均
一により真円度が劣化してしまう傾向がある。

このような問題を解決するための方法としては、既に特
公昭５５−８５６６号に記載されているように冷却ヘッ
ダーを鋼管に追従させる方法、特開昭５１−８４１１４
号公報に記載されているように焼戻し時に矯正ロールに
よって矯正する等の方法が提案されている。

発明が解決すべき問題点 前）ホのように曲がりのある鋼管に対しての熱処理時に
おける周方向冷却不均一に対処するための従来の方法は
、いずれも熱処理設備が復雑となり、設備の゛高コスト
化を招くとともに、保守に煩雑な手間を要する等の問題
があった。また一方、真円度が低下してしまった鋼管に
ついて、冷間で再矯正することにより要求規格内に真円
度を収めることも可能ではあるが、冷間での再矯正は相
当な手間を要することを避は得ないのが実情である。

この発明は以上の事情を背景としてなされたものでおり
、焼入れ、焼戻しや溶体化処理の如く、加熱後に水冷を
伴なう熱処理を、鋼管を回転させながら進行させつつ連
続的に・行なう熱処理ラインにおいて、曲がりが生じて
いる真直度の低い鋼管、特に真円度が低下し易い薄肉の
鋼管を処理する場合でも、熱処理後の真円度の劣化を招
かないようにした熱処理ラインを提供することを目的と
するものである。

問題点を解決りるための手段 この発明は、鋼管を回転させながらその長さ方向に進行
させて熱処理装置を連続的に通過させ、これにより鋼管
の熱処理を連続的に行なうようにした鋼管の熱処理ライ
ンにおいて、前記熱処理装置の入側に、鋼管を回転させ
ながらその長ざ方向に回転させつつ進行させるためのス
キューローラテーブルと、その回転しながら進行するｗ
４管の一部を加熱するための加熱装置と、その加熱装置
による鋼管加熱部を冷却するための冷却装置とからなる
鋼管曲がり矯正装置を配設したことを特徴とするもので
ある。

作　　用 この発明の熱処理ラインにおいては、焼入れ、焼戻し処
理や溶体化処理なとの鋼管に対する本来の熱処理（すな
わち鋼管の特性を向上させあるいは所要の特性を得るた
めの熱処理）を行なう熱処理装置の入側に、鋼管をスキ
ューローラテーブルにより回転させながらその一部を加
熱して冷却する鋼管曲がり矯正装置を配設している。

曲がりのめる鋼管に対して、その鋼管をスキューロール
により回転させながら一部を加熱した場合、その加熱し
た部分が軟化する一方、鋼管には回転中心軸線に向って
自重により真直になろうとする力が作用するため、その
加熱部分に、曲がりに対し矯正される方向へ若干の変形
が加わり、その状態で冷却されることにより鋼管は全体
として真直度が改善される。このようにして真直度を改
善した後に焼入れ、焼戻し処理や溶体化処理等の本来の
熱処理を行なうことによってその本来の熱処理時に真円
度が劣化することを防止できるのである。

ここで、曲がり矯正装置による真円度矯正処理は、一般
には例えば第１図に示すようにスキューロールＩＯＡ、
１０Ｂが鋼管１の中央部１Ａに対し反対側に位置してる
状態でその鋼管中央部１Ａを加熱し、真直度を矯正すれ
ば良い。但し鋼管１の曲がりが大きい場合、おるいは熱
処理後の真円度要求値か厳しい場合には、例えば第２図
に示すようにほぼ等間隔で２ケ所以上の部分１Ｂ、ＩＣ
。

１Ｄを順次、市るいは同時に加熱して矯正しても良い。

曲がり矯正時の加熱温度は、鋼管の自重による矯正を可
能とづるため、少なくとも応力除去焼鈍温度（ＳＲ温度
）以上とすることが必要で市る。加熱温度の上限は特に
規定しないが、鋼管の材質劣化を考慮すれば、（Ａｒ３
点＋１００’Ｃ）以下の温度が好ましい。加熱後の冷却
は空冷でも、水冷等による急冷でも良い。

実施例 第３図にこの発明の熱処理ラインの一例を示す。

第３図において、焼入れ、焼戻し処理や溶体化処理等の
本来の熱処理を行なうための熱処理装置１１は、誘導加
熱炉等の加熱装置１１Ａと、内外面水冷装置等の冷却装
置１１Ｂとによって構成されており、この加熱装置１１
Ａおよび冷却装置１１Ｂはライン中の鋼管１の進行方向
Ａに沿ってその順に配列されている。前記熱処理装置１
１の入側、すなわち鋼管進行方向手前側には、曲がり矯
正装＠１２を構成する誘導加熱炉等の加熱装置１２Ａと
外面水冷装置等の冷却装＠１２Ｂとが鋼管進行方向Ａに
沿ってその順に配設されている。そして鋼管１は、多数
のスキューロール１０からなるスキューローラテーブル
１３によって回転せしめられつつ前記曲がり矯正装置１
２の加熱装＠１２Ａおよび冷ム１］装置１２を通過せし
められ、ざらに本来の熱処理装置１１に向けて進行せし
められるようになっている。ここでスキューローラテー
ブル１３は、曲がり矯正装置１２での搬送手段であると
同時に、ライン全体の搬送手段をも兼ねていることは勿
論である。

次に第３図に示すようなラインにより種々の寸法の鋼管
の曲がり矯正処理および熱処理（焼入れ、焼戻し）を行
なった例を、曲がり矯正を行なわずに熱処理（焼入れ、
焼戻し）を行なった比較例とともに記す。

ここで、鋼管搬送速度は０．５ｍ／ｍｉｒ＋とじ、曲が
り矯正装置１２の加熱装＠１２Ａとしては出力３００Ｋ
Ｗの誘導加熱炉を用いて６５０〜７００　’Ｃに加熱し
、曲がり矯正装置１２の冷却装置１２Ｂとじては外面水
冷装置を用いて冷却水量１０℃Ｏｎ／ｈｒにて水冷した
。また本来の熱処理装置１１の加熱装置１１Ａとしては
出力２０００ＫＷの誘導加熱炉を用い、同じく本来の熱
処理装置１１の冷却装置１１Ｂとしては内外面同時冷却
方式の水冷装＠を用いて冷却水量１５０ｔＯｎ／Ｉｌｒ
で水冷し、かつ冷却速度は４０℃／　Ｓｅｃとした。ま
た本来の熱処理としての焼入れ温度は８５０〜９５０’
Ｃ，焼戻し温度は６００〜６８０’Ｃとした。

第１表に種々の寸法の鋼管についての曲がり矯正処理前
後の真直度および本来の熱処理としての焼入れ俊の真直
度、本来の熱処理としての焼入れ前後の真円度および焼
戻し後の真円度を調べた結果を示す。なお第１表中にお
いて、真直度は、鋼管長さ１ｍ当りの平均的がりｉｔ（
＃／ＦＬ）で表わし、真円度は（（実外径−呼称外径）
／呼称外径）ｘｌＯＯ（％）で表わす。また真円度の劣
化度合は、（焼入れ前の真円度）−（焼戻し後真円度）
で表わづ゛。なおこの真円度劣化度合と焼入れ前の真直
度との関係を第４図に図示する。

第　　　１　　　表 註　：　「ナシ」は曲がり矯正を行なわなかった場合を
示す。

第１表および第３図から明らかなように、肉厚ｔと外径
りとの比ｔ／Ｄが小さい薄肉の鋼管で（ｊｌ、熱処理前
（焼入れ前）の真直度が悪ければ熱処理後（焼入れ一焼
戻し後）の真円度劣化が大ぎく、熱処理後の冷間矯正等
の処置を必要としている。

これに対し本来の熱処理前に曲かり矯正処理を行なって
真直度を改善した本発明例では、本来の熱処理による真
円度劣化が少なく、熱処理後の矯正も不要となった。

発明の効果 この発明の鋼管熱処理ラインによれば、真直度が悪い曲
がりのある鋼管、待に熱処理で真円度が劣化し易い薄肉
の鋼管についても、ライン上で真直度を矯正してから本
来の熱処理を施すことができ、そのため熱処理によって
真円度が低下することを防止することができる。またこ
の発明の熱処理ラインは従来の一般的な熱処理ラインに
加熱装置と冷却装置を付加するだけであるから、設備コ
ストの上昇や保守の手間の煩雑化を招くことなく真円度
の優れた鋼管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図はそれぞれこの発明の熱処理ライン
で鋼管の曲がりを矯正する際の鋼管加熱部分の一例を示
すための略解図、第３図はこの発明の熱処理ラインの一
例を示す略解的な平面図、第４図はこの発明の実施例お
よび比較例にあける熱処理前の真直度と熱処理前後の真
円度の劣化度合との関係を示す分布図、第５図は従来の
一般的な熱処理ラインにおける熱処理装置により、曲が
りのめる鋼管について熱処理する場合について示す略解
図、第６図は第５図の熱処理装置にあＣブる冷却装置と
鋼管との関係を示す略解図である。 １・ｌＩ＃管、　Ｉａ−・・外面、　１０．ＩＯＡ、１
０Ｂ・・・スキューロール、　１ｂ・・・内面、　１１
・・・熱処理装置、　１１Ａ・・・加熱装置、　１１Ｂ
・・・冷ムＤ装置、　１２・・・曲がり矯正装置、　１
２Ａ・・・加熱装置、　１２Ｂ・・・冷却装置、　１３
・・・スキューローラテーブル。 第４図 ０．５　　　　　　　　　　　　　＋、ＯＮ直度　（ｍ
ｍ／ｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鋼管を回転させながらその長さ方向に進行させて熱処理
   装置を連続的に通過させ、これにより鋼管の熱処理を連
   続的に行なうようにした鋼管の熱処理ラインにおいて、 前記熱処理装置の入側に、鋼管を回転させながらその長
   さ方向に回転させつつ進行させるためのスキューローラ
   テーブルと、その回転しながら進行する鋼管の一部を加
   熱するための加熱装置と、その加熱装置による鋼管加熱
   部を冷却するための冷却装置とからなる鋼管曲がり矯正
   装置を配設したことを特徴とする鋼管の熱処理ライン。