[发明专利]钢管的淬火方法、钢管的淬火装置、钢管的制造方法及钢管的制造设备

说明书

提供一种以简便的单元沿着钢管的长度方向及圆周方向进行均一的急冷，能够得到良好且均一的品质的钢管的淬火方法及淬火装置。使与加热后的钢管的管轴平行的方向及垂直的方向上的移动停止，一边以管轴为中心使钢管旋转，一边从在钢管的外侧呈螺旋状地排列的四个以上的喷嘴向钢管的外表面喷射冷却水。

技术领域

本发明涉及使加热后的钢管急冷而进行淬火的钢管的淬火方法、钢管的淬火装置、钢管的制造方法及钢管的制造设备。

背景技术

以往，钢管(例如无缝钢管、电焊钢管等)使用于各种用途，根据其用途，来规定应满足的特性(例如强度、韧性等)。并且，在钢管的制造生产线并列设置淬火装置，为了得到根据用途而具有规定的特性的钢管，在制造了钢管之后，或者在制造钢管的过程中，进行淬火。

例如也开发了如下的技术：在无缝钢管的制造生产线中，以高温进行穿孔轧制，进而以未再结晶温度区域进行延伸轧制，由此对晶粒进行细粒化来提高韧性，在继续延伸轧制结束之后，使高温的无缝钢管立即急冷而进行淬火(以下，称为直接淬火)。而且，也开发了如下的技术：将从制造生产线排出的高温的无缝钢管冷却为常温之后，利用加热炉再次加热而进行淬火。

关于电焊钢管，将从制造生产线排出的常温的电焊钢管利用加热炉加热而进行淬火。

这样各种淬火技术被实用化，但都是在进行了淬火之后，为了得到规定的特性(即强度、韧性等)而进行回火。

然而，即使淬火前的钢管的温度均一，如果在淬火中钢管未均一地急冷而产生温度不均，则也得不到具有均一的特性的钢管。因淬火而产生了特性的偏差的钢管即便之后进行回火，也难以消除该偏差。

因此，在进行钢管的淬火时，研讨了使高温的钢管均一地急冷的技术。

例如专利文献1公开了如下的技术：在将加热后的钢管浸渍于水中的状态下，使水流沿着与钢管的管轴平行的方向(钢管的长度方向)产生，由此沿着钢管的长度方向能够进行均一的急冷。然而，该技术需要将急冷结束后的钢管从水中取出并排出钢管内部的水。即，在急冷结束之后，直至将该钢管向下一工序供给之前需要长时间，由于通过排出期间的钢管内部的水来冷却，因此难以控制成与下一工序的操作关联而规定的规定范围。而且，必须设置用于把持钢管并浸渍在水中的规定的位置的设备(例如臂等)，淬火装置的结构不可避免变得复杂。而且，为了沿着钢管的长度方向实现均一的急冷而需要产生高速的水流，因此设备成本增大。

在专利文献2公开了如下的技术：一边使加热后的钢管旋转，一边利用冷却水使外表面和内表面急冷，由此沿着钢管的圆周方向能够进行均一的急冷。然而，该技术由于不使钢管浸渍在水中，因此如图4所示，钢管1的内表面上部难以与冷却水2接触，产生钢管1的圆周方向的温度不均，其结果是，产生品质的偏差。而且，如图5所示，关于钢管1的喷嘴3侧的端部，不仅是内表面上部而且内表面下部也不与冷却水2接触，因此产生钢管1的长度方向的温度不均，其结果是，产生品质的偏差。

在专利文献3公开了如下的技术：为了使加热后的钢管的外表面急冷，在钢管的圆周方向上配置多个喷嘴，向钢管的外表面喷射制冷剂，由此在钢管的圆周方向上能够进行均一的急冷。然而，该技术如图6所示，喷射制冷剂的多个喷嘴3配置在同一圆周上，因此环状的高温部与低温部交替地产生。

另外，该专利文献3公开的技术也可以一边使钢管1沿长度方向移动，一边进行急冷，但是在使钢管1的温度大幅下降的情况下，对钢管1的输送速度进行减速，或者使集管4沿钢管1的长度方向延长，伴随于此输送单元(未图示)也延伸，由此需要确保冷却所需的时间。然而，当使钢管1的输送速度下降时，钢管1的行进方向的尾端部被长时间散热，在成为低于开始急冷的温度(以下，称为冷却开始温度)的规定值的状态之后喷射制冷剂，其结果是，会产生品质的偏差。另一方面，当使集管4延长时，设备成本增大。