JPH0225520A - Method for tempering cylindrical hollow body made of steel - Google Patents
Method for tempering cylindrical hollow body made of steelInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 ａ、 産業上の利用分野 本発明は、鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法に関する。[Detailed description of the invention] a. Industrial application field The present invention relates to a method for quenching a cylindrical hollow body made of steel.
ｂ、 従来の技術
このような方法は、本出願人による***特許出順第３７
２１６６５号明細書により公知である。この方法では、
回転浸漬の際に焼入れによる亀裂を回避するために、冷
却する中空体の回転数をマルテンサイト変態開始温度に
達すると著しく増加させる。b. Prior Art Such a method is disclosed in West German Patent Application No. 37 by the applicant.
It is known from specification No. 21665. in this way,
In order to avoid cracks due to quenching during rotary dipping, the rotational speed of the hollow body to be cooled is significantly increased once the temperature at which martensitic transformation begins is reached.
殊に容器すなわち閉じた端面を有する中空体の場合には
この方法は好ましい結果をもたらした。Particularly in the case of containers, ie hollow bodies with closed ends, this method has given favorable results.
しかしこのような素材を焼入れする場合には、全体的に
一様な組織形成が実現されるように、冷却効果の局所的
相違が過度にならないように冷却を行うことも重要であ
る。冷却効果が局所的に異なると互いに比容の異なる種
々の組織形態が現れるので中空体が著しく変形すること
がある。これは、中空体の後処理の費用をい（倍にも上
昇させるだけでなく、例えば鋼管の場合には屡々後続の
加工を困難にする （例えば湾曲した管による搬送障害
）。However, when quenching such a material, it is important to perform cooling so that local differences in the cooling effect do not become excessive so that a uniform structure is formed overall. If the cooling effect differs locally, various tissue forms with different specific volumes will appear, and the hollow body may be significantly deformed. This not only increases the cost of post-processing the hollow bodies (up to a factor of 2), but also, in the case of steel pipes, for example, often makes subsequent processing difficult (for example, conveyance obstacles due to bent pipes).
両側とも閉じている容器の浸漬深さが、どの程度の強さ
で両端が冷却されなければならないかにより定められる
のに対し、管すなわち置端が開いている中空体の場合に
は適切な浸漬深さは管の長平方向における材料特性の一
様性がどの程度でなければならないかにより決まる。管
の外側に冷却の一様性は浸漬深さに依存しない、しかし
管の内側の冷却の場合には事情が異なる。何故ならば、
終端部に流入する冷却剤は中央に向かう流路で加熱され
、従って冷却効果は中央に向かうにつれ弱まるからであ
る。しかしこの効果は浸漬深さが太き（なるにつれ弱ま
る。浸漬深さが直径の８０％を越えると内側における冷
却効果は、直径の６０倍の長さを存する管の場合でさえ
全管長にわたり十分に一様である。このようにして、壁
厚が厚すぎない（例えば熱処理鋼３４ＣｒＭｏ ４の場
合には約２８１より薄い）かぎり、全体にわたりマルテ
ンサイ）ＩＩＩ織を形成する焼入れが実現される。この
理由から、−様な特性を得るために浸漬深さを対応して
定めると有利であると見なすことができる。冷却する管
を完全に浸漬することはしかし回避すべきである。何故
ならば管の内部に蒸気泡が形成され、泡はこの浸漬状態
では逃げることが困難であり、このために冷却効果が異
なることがあるからである。Whereas the immersion depth for containers that are closed on both sides is determined by how intensely both ends must be cooled, for tubes, or hollow bodies that are open at the ends, the appropriate immersion depth is determined by how strongly both ends must be cooled. The depth is determined by how uniform the material properties must be in the longitudinal direction of the tube. The uniformity of cooling on the outside of the tube does not depend on the immersion depth, but the situation is different for cooling on the inside of the tube. because,
This is because the coolant flowing into the terminal end is heated in the flow path toward the center, and therefore the cooling effect becomes weaker toward the center. However, this effect weakens as the immersion depth increases.When the immersion depth exceeds 80% of the diameter, the cooling effect on the inside is sufficient over the entire pipe length, even in the case of a pipe whose length is 60 times the diameter. In this way, as long as the wall thickness is not too thick (e.g. less than about 281 mm in the case of heat-treated steel 34CrMo4), a hardening is achieved which forms a Martensia III weave throughout. For this reason, it can be considered advantageous to define the immersion depth accordingly in order to obtain -like properties. Complete immersion of the cooling tubes should however be avoided. This is because vapor bubbles are formed inside the tube and it is difficult for the bubbles to escape in this immersed state, so that the cooling effect may be different.
（約２４０閣の直径を越える）比較的大きい直径を有す
る管の場合には大抵、浸漬深さが小さくても内部が比較
的−様に冷却され、従って全体も一様に冷却される。し
かし直径の小さい管、片側のみが開いている容器の場合
には問題がある。何故ならば熱及び流体技術的な条件が
著しく不利となるからである。これは殊に、焼入れの後
に焼戻ししなくとも好適な機械的特性を有するベイナイ
ト組織を得るために行う恒温変態処理の際の冷却の場合
に当てはまる （第１図の曲線２ａ参照）、これに対し
て、マルテンサイト組織変態を行う焼入れ（第１図の曲
１１１−３＞すなわち冷却剤の温度までの急冷の場合に
は一体的な組織形成は通常は、中空体のために適した材
料を選択することにより確実にされる。従って冷却効果
がより大きく異っても支障ない。In the case of pipes with relatively large diameters (over a diameter of about 240 mm), the interior is often cooled relatively uniformly even with a small immersion depth, and therefore the whole is cooled evenly. However, there are problems with small diameter tubes and containers that are open on only one side. This is because the thermal and fluid-technical conditions are extremely unfavorable. This is particularly the case in the case of cooling during isothermal transformation treatment, which is carried out in order to obtain a bainitic structure with suitable mechanical properties without the need for tempering after quenching (see curve 2a in Figure 1); In the case of quenching, which undergoes a martensitic structure transformation (i.e., rapid cooling to the temperature of the coolant), a suitable material for the hollow body is usually selected. Therefore, there is no problem even if the cooling effect varies widely.
液体冷却剤の効果は、冷却する素材の表面温度に非常に
強く依存することが公知である。この温度が高いほど焼
入れ効果は小さい、しかし鋼素材の熱処理の際に屡々、
高い温度領域すなわちオーステナイト変態温度とマルテ
ンサイト変態温度の間の領域あるいはベイナイト形成領
域を迅速に通過し、このようにして望ましくない組織成
分（例えばフェライト、パーライト等）を阻止すること
が重要となる。一方、壁厚にわたり温度分布が一様であ
ることを保証し、このようにして管壁の応力の発生をで
きるだけ回避するためにマルテンサイト形成の温度領域
はできるだけ緩慢に通過されなければならない。It is known that the effectiveness of liquid coolants is very strongly dependent on the surface temperature of the material being cooled. The higher this temperature, the smaller the quenching effect, but often when heat treating steel materials,
It is important to quickly pass through the high temperature region, ie the region between the austenitic and martensitic transformation temperatures or the bainite forming region, and in this way to prevent undesirable structural components (eg ferrite, pearlite, etc.). On the other hand, the temperature range of martensitic formation must be passed through as slowly as possible in order to ensure a uniform temperature distribution over the wall thickness and thus avoid as much as possible the development of stresses in the tube wall.
殊に冷却強度の減少の制御に関して、***特許出願第３
７２１６６５号明細書による方法は好ましい結果をもた
らす、これに対し、て （特に厚肉管の処理の場合には
）、焼入れする中空体を回転浸漬する際の冷却効果を、
これまで実現可能と見なされてきた限界を越えて高めた
いという希望がある。別の問題として、焼入れする中空
体の表面特性が（例えば表面酸化により）−様でないた
めに冷却効果が一様でなくなることがある。In particular regarding the control of the reduction in cooling intensity, West German patent application no.
The method according to No. 721,665 gives favorable results, whereas (particularly in the case of the treatment of thick-walled tubes) the cooling effect during rotational immersion of the hollow body to be hardened is
There is a desire to push beyond the limits of what was previously considered possible. Another problem is that the surface properties of the hollow body being hardened may be uneven (e.g. due to surface oxidation), resulting in non-uniform cooling effects.
ヨーロッパ特許出願公開第ＱＯ８６９８８Ａ１号公報に
より、動かされている冷却剤浴液の中で静止している管
の内部及び外部に冷却水が供給される冷却装置において
、完全に浸漬されている前記の管の内側における冷却効
果が蒸気泡発生により低下するのが、管端面に取付けら
れているノズルによりら線状に流れて供給される水の中
に圧縮空気が注入されることにより回避されることが公
知である。According to European Patent Application No. QO 86988 A1, in a cooling device in which cooling water is supplied to the interior and exterior of a stationary tube in a moving coolant bath, said tube is completely immersed. The reduction in the cooling effect inside the tube due to the generation of steam bubbles can be avoided by injecting compressed air into the water that is supplied by flowing linearly through a nozzle attached to the end surface of the tube. It is publicly known.
しかしこの公報からは、管の外側に対する圧縮空気によ
る冷却効果の強まりに関して何らの教示も得られない。However, this publication does not provide any teaching regarding the enhancement of the cooling effect of compressed air on the outside of the tube.
Ｃ１発明が解決しようとする課題
本発明の課題は、回転浸漬の際の中空体の冷却を大幅に
強め一様化する方法及び装置を提供することにある。C1 Problems to be Solved by the Invention It is an object of the present invention to provide a method and a device for significantly increasing and uniformizing the cooling of a hollow body during rotational immersion.
ｄ、 課題を解決するための手段
上記課題は本発明により特許請求の範囲第１項記載の特
徴部分に記載の特徴により解決される。d. Means for Solving the Problems The above problems are solved according to the present invention by the features described in the characteristic part of claim 1.
この方法の有利な実施例は特許請求の範囲第２項ないし
第８項に記載されている。この方法を実施する装置は特
許請求の範囲第９項記載に記載されている。特許請求の
範囲第１０項ないし第１２項には本発明による装置の有
利な実施例が記載されている。Advantageous embodiments of this method are described in the claims 2 to 8. An apparatus for carrying out this method is defined in claim 9. Advantageous embodiments of the device according to the invention are described in the patent claims 10 to 12.
ｅ、 作用
本発明による解決方法では、回転している中空体（例え
ば管）の下で冷却剤が撹拌されて冷却が行われる０例え
ば循環ポンプでも行える撹拌は、好ましくは例えば中空
体の下に配置されるノズル管により圧縮空気を導入して
行われる。このノズル管は例えば冷却槽の底面に設けら
れ、冷却する中空体の長手方向軸線に平行に走行する。e. Operation In the solution according to the invention, the cooling is effected by stirring the coolant under the rotating hollow body (e.g. a tube).The stirring, which can also be carried out, for example, with a circulation pump, is preferably carried out under the rotating hollow body (e.g. a tube). This is done by introducing compressed air through a nozzle pipe. This nozzle tube is arranged, for example, on the bottom of the cooling tank and runs parallel to the longitudinal axis of the hollow body to be cooled.
その上面には多数の孔が設けられている。これらの孔を
通って圧縮空気が逃げ、冷却剤浴液の表面へ向かいなが
ら強い攪拌を行う、このようにして明らかに、第１の冷
却フェーズで高い温度レベルで発生する蒸気槽（フィル
ム蒸発）は中空体の表面で破壊され、発生した蒸気泡（
泡蒸発）は第２の冷却フェーズで迅速に表面から離れる
。この結果冷却剤浴液の冷却効果は著しく高められる。A number of holes are provided on its upper surface. Through these holes the compressed air escapes, creating strong agitation as it heads towards the surface of the coolant bath, thus clearly causing a vapor bath (film evaporation) that occurs at high temperature levels in the first cooling phase. is destroyed on the surface of the hollow body, and the generated vapor bubbles (
Foam evaporation) quickly leaves the surface in the second cooling phase. As a result, the cooling effect of the coolant bath liquid is significantly enhanced.
このような蒸気層の崩壊及び蒸気泡の解離は、冷却媒体
と（例えば管、容器等の）中空体の表面の間の相対速度
が小さい場合には著しくこの表面の特性（例えば荒さ等
）に依存するので、この速度の増加は、表面特性が−様
でない場合に攪拌により冷却効果を一様化するように作
用する。This collapse of the vapor layer and the dissociation of the vapor bubbles can be significantly affected by the characteristics of this surface (e.g. roughness, etc.) when the relative velocity between the cooling medium and the surface of the hollow body (e.g. a tube, vessel, etc.) is small. This speed increase acts to equalize the cooling effect due to agitation in the case of non-uniform surface properties.
冷却効果を強めることにより冷却時間を著しく減らし、
従って焼入れ効果を強めることができる。By strengthening the cooling effect, the cooling time is significantly reduced.
Therefore, the hardening effect can be strengthened.
これは非常に簡単な手段（例えば圧縮空気導入等）で実
現できる。このようにして、従来の回転浸漬装置の利用
分野を大きい費用をかけないで大幅に拡張することが可
能である。すなわち、これまでのように厚肉の中空体の
焼入れのみが可能であるのではなく、合金含有量の小さ
い鋼から成る同一の肉厚の管又は容器の焼入れも可能と
なる。This can be achieved by very simple means (for example, by introducing compressed air). In this way, it is possible to significantly expand the field of application of conventional rotary immersion devices without significant outlay. That is, it is not only possible to harden thick-walled hollow bodies as has been the case up until now, but also to harden tubes or containers of the same thickness made of steel with a small alloy content.
マルテンサイト変態開始温度に達した時に冷却効果を弱
めることは、圧縮空気を単に遮断することにより可能で
ある。又、冷却を穏やかに行わなければならない場合に
は、冷却する中空体の回転数を高めることにより穏やか
な冷却に調整することも可能である。又、中空体の浸漬
深さを小さくすると冷却効果が弱まる。しかしながらそ
の原に、片側あるいは両側が開いている中空体の場合に
その開放端寄り内側の方がより迅速に冷却する危険が高
まる。中空体の内側におけるこの−様でない冷却効果を
排除する方法は、冷却剤が中空体の内部へ入るのを初め
から除外することにより基本的には実現可能である。こ
れは、適切な密封蓋を中空体の開放端面に一時的に取付
けることにより実現できる。しかしこのような手段は、
大きい操作及び装置費用を必要とし、従ってそれほど好
ましいとは思われない。It is possible to weaken the cooling effect when the martensitic transformation start temperature is reached by simply cutting off the compressed air. In addition, when cooling must be performed gently, it is possible to adjust the cooling to be gentle by increasing the rotational speed of the hollow body to be cooled. Furthermore, if the immersion depth of the hollow body is reduced, the cooling effect will be weakened. However, in the case of a hollow body that is open on one or both sides, there is an increased risk that the inner side closer to the open end will cool more quickly. A way to eliminate this anomalous cooling effect inside the hollow body is basically possible by excluding the coolant from entering the interior of the hollow body from the beginning. This can be achieved by temporarily attaching a suitable sealing lid to the open end face of the hollow body. However, such means
It requires large operating and equipment costs and is therefore not considered very desirable.
従って本発明の有利な実施例では、特に直径が２４０園
より小さい鋼管の場合に、流入する冷却剤により開放端
における内部冷却が強められる分だけ、この領域での外
部冷却を対応して弱めることにより少なくとも近位的に
補償される。これは例えば、撹拌のために供給される圧
縮空気の圧力を減らすことによりあるいは圧力を高めら
れて供給される冷却剤（例えば加圧水）の圧力を減らす
ことによりこれらの終端領域における冷却剤浴液の攪拌
が弱められて行われることにより保証される。Therefore, in an advantageous embodiment of the invention, especially in the case of steel pipes with a diameter smaller than 240 mm, the external cooling in this region is correspondingly weakened to the extent that the internal cooling at the open end is strengthened by the inflowing coolant. compensated at least proximally by This can be done, for example, by reducing the pressure of the compressed air supplied for stirring or by reducing the pressure of the coolant (e.g. pressurized water) supplied at increased pressure. This is ensured by the stirring being carried out at low speed.
このようにして、敏感な材料の場合でも−様なベイナイ
ト組織が恒温処理の際の冷却により得られる。In this way, even in the case of sensitive materials, a -like bainitic structure can be obtained by cooling during isothermal treatment.
ｆ、 発明の効果
本発明による方法の効果を次に比較例に基づき詳細に説
明する。f. Effects of the Invention The effects of the method according to the invention will now be explained in detail based on comparative examples.
第１の例
直径１７８閣、肉厚１４．５閣、長さ１５００ｍｍの鋼
管が加熱され、９６０°Ｃの初期温度で水槽を備えてい
る回転浸漬装置の中に入れられた。回転浸漬装置は管の
昇降が可能に構成され、管の均衡温度の検出ができるよ
うに、前もって与えられている焼入れ時間の後に再び水
槽から管が取出された。第１の比較実験では浸漬深さは
それぞれ管の直径の９０％であり、管の回転数は８０ｒ
ｐｍであった。First Example A steel pipe with a diameter of 178 mm, a wall thickness of 14.5 mm and a length of 1500 mm was heated and placed in a rotating immersion apparatus equipped with a water bath at an initial temperature of 960°C. The rotary dipping device was configured to allow the tube to be raised and lowered, and the tube was removed from the water bath again after a predetermined quenching time in order to be able to detect the equilibrium temperature of the tube. In the first comparative experiment, the immersion depth was 90% of the tube diameter, and the tube rotation speed was 80 r.
It was pm.
従来の方法では１８秒の冷却時間の後に管の中に５７５
”Ｃの均衡温度が生じた０本発明による０、２５バール
の超過圧力の圧縮空気の供給の場合には均衡温度は僅か
１０秒後に既に５１０℃、１２秒後には４５０°Ｃであ
った。In the conventional method, after 18 seconds of cooling time, 575
In the case of supplying compressed air with an overpressure of 0.25 bar according to the invention, the equilibrium temperature was already 510° C. after only 10 seconds and 450° C. after 12 seconds.
第２の例
第２の実験では２つの同一の管が回転装置の中で、第１
の実験の場合と同一の動作温度の下にそれぞれ管の直径
の５０％の浸漬深さで浸漬されて８０ｒｐｍで回転され
圧縮空気導入状態で冷却された。Second Example In a second experiment, two identical tubes were placed in a rotating apparatus, the first
The tubes were each immersed at an immersion depth of 50% of the tube diameter under the same operating temperature as in the experiment, rotated at 80 rpm, and cooled with compressed air introduced.
圧縮空気の超過圧力は第１の管の場合には０．２５バー
ル、第２の管の場合には０．５バールであった。The overpressure of the compressed air was 0.25 bar in the case of the first tube and 0.5 bar in the case of the second tube.
１２秒の焼入れ時間後に第１の管においては６００ ’
Ｃの均衡温度が生じ、第２の管においては４５３’Ｃの
均衡温度が生じた。600' in the first tube after a quenching time of 12 seconds.
An equilibrium temperature of 453'C occurred in the second tube.
これらの結果は、冷却効果が圧縮空気の導入により著し
く高められることを明瞭に示している。These results clearly show that the cooling effect is significantly enhanced by the introduction of compressed air.
冷却時間は従来の技術に比べ約半分に短縮する。Cooling time is reduced by about half compared to conventional technology.
第３の例
開放端面を有する中空体を従来の回転浸漬装置で冷却す
る場合におけるこれまでの方法の不十分な点が、第２図
及び第３図に示されている直径１７０ｍ、肉厚１４晴、
長さ１５−の鋼管における測定結果に示されている。こ
の管が、ベイナイト組織形成のために９２０℃から４５
０°Ｃの中間温度に焼入れられるようにされる。しかし
実際の温度分布は、第２図が示すように極端に異なる。Third Example: When cooling a hollow body with an open end surface using a conventional rotary immersion device, the inadequacies of the previous methods are as follows: Sunny,
The results are shown in measurements on a 15-length steel pipe. This tube is heated to 45°C from 920°C to form a bainite structure.
Allowed to be hardened to an intermediate temperature of 0°C. However, the actual temperature distribution is extremely different, as shown in FIG.
終端においては既に温度は４００℃を下回るのに対して
中間の領域では６００’Ｃの近辺か又はこれを上回る。At the end, the temperature is already below 400°C, whereas in the intermediate region it is around or above 600'C.
すなわち、発生する温度差は２５０°Ｋまで達する。こ
れは、例えば第３図に示されている管長にわたり強く異
なる伸長限界値ＲＬａＩ３に示されているように対応し
て異なる組織形成をもたらす。That is, the temperature difference that occurs reaches up to 250°K. This results in correspondingly different tissue formations, as shown, for example, in the strongly different extension limits RLaI3 over the tube length shown in FIG.
終端には目標のベイナイト組織が形成されたので終端に
おいては値が（第１図の２／２ａに対応して）約７０Ｏ
Ｎ／ｗ”にあるのに対して、（管端部から約２−３ｓａ
離れている）中間の領域では値は４６５４９５Ｎ／ａｓ
”である、後者の値は、（第１図の曲線３／３ａに対応
して）フェライト／パーライト組織が優勢であることを
示す。Since the target bainite structure was formed at the end, the value at the end was approximately 70O (corresponding to 2/2a in Figure 1).
(approx. 2-3 sa from the pipe end)
In the middle region (far apart) the value is 465495N/as
”, the latter value (corresponding to curve 3/3a in FIG. 1) indicates that the ferrite/pearlite structure is predominant.
ｇ、 実施例
次に本発明を実施例に基づき図を参照しながら説明する
。第５図及び第６図には特許請求の範囲第６項記載の方
法による本発明の効果を示す、第４図に概念的に示され
ている装置で冷却された鋼管において求められた測定結
果が示されている。g. Examples Next, the present invention will be explained based on examples and with reference to the drawings. 5 and 6 show measurement results obtained on a steel pipe cooled by the apparatus conceptually shown in FIG. 4, which shows the effect of the present invention by the method described in claim 6. It is shown.
材料及び管寸法は第２図及び第３図の比較試験のものに
対応する。第４図には多数の矢印により、浸漬されてい
る管ｌの下の冷却浴液を攪拌する圧縮空気が個々のノズ
ルリップに分割されて供給されるのが管始端１ａ及び管
路端１ｂの領域で示されている０本例では、個々の長さ
が３５０ ｍの各々８°つの個々のノズルリップ２ａ、
２ｂが各管路端１ａ、 ｌｂに設けられている。管１
の中央領域には長い単位ノズルリップ２が配置されてい
る。このようにして、双方の管路端１ａ、 ｌｂにおけ
る各々約３ｍの部分長を中央領域とは異なる強さで冷却
することが原理的には可能である。The materials and tube dimensions correspond to those of the comparative tests in FIGS. 2 and 3. In FIG. 4, a number of arrows indicate that the compressed air for stirring the cooling bath liquid under the immersed pipe 1 is divided and supplied to the individual nozzle lips at the pipe start end 1a and the pipe line end 1b. In this example, each 8° individual nozzle lip 2a with an individual length of 350 m,
2b is provided at each pipe end 1a, lb. tube 1
A long unit nozzle lip 2 is arranged in the central region of the nozzle. In this way, it is in principle possible to cool a partial length of approximately 3 m at both pipe ends 1a, lb with a different intensity from that in the central region.
第５図及び第６図に示されている実施例ではそれぞれ２
つの最外側のノズルリップ２ａ、 ２ｂに圧縮空気が供
給される。この圧力は１．３バールまで低めることがで
きる。その他のすべてのノズルリップ２ａ、 ２ｂ及び
長い単一のノズルリップ２は２．５バールの圧縮空気に
より作動される。従って、外部からの冷却が弱い管路端
の長さは各側で約７００−である。管Ｉの浸漬深さは９
０％に定められている。In the embodiments shown in FIGS. 5 and 6, each
Compressed air is supplied to the two outermost nozzle lips 2a, 2b. This pressure can be reduced to 1.3 bar. All other nozzle lips 2a, 2b and the long single nozzle lip 2 are operated with compressed air at 2.5 bar. Therefore, the length of the conduit end with weak external cooling is approximately 700-m on each side. The immersion depth of tube I is 9
It is set at 0%.
これらの条件の下に、第５図に示されているように約１
５ｍの管長にわたり非常に一様な温度分布が得られた。Under these conditions, approximately 1
A very uniform temperature distribution was obtained over a tube length of 5 m.
ばらつき領域が約３０°にの帯域幅に縮まるので、ベイ
ナイト組織形成のための恒温変態処理の際に行う冷却に
必要な温度が実際上いずれの個所でも得られる。これに
対応して、形成されたベイナイｌ−＆ｔｌ織も一様であ
る。これは、第６図に示されている６７０−６９ＯＮ
／ ａｍ ”の−様な伸長限界値に示されている。Since the variation region is reduced to a bandwidth of about 30°, the temperature required for cooling during the isothermal transformation treatment for forming the bainitic structure can be obtained virtually everywhere. Correspondingly, the formed Bainai l-&tl weave is also uniform. This is the 670-69ON shown in FIG.
/ am ”.
第４図に示されている冷却装置を例えば鋼管製造のため
にできるだけ効果的で柔軟に（異なる管寸法及び材料）
作動するために、その都度冷却する管の長さをオーステ
ナイト化炉からの排出の際に測定し、管の浸漬深さ、温
度、材料、直径、壁厚を考慮して強く冷却する領域とそ
れほど強くなく冷却する領域の位置及び長さを求め、最
後に、対応するノズルリップに必要な圧力を加える電子
制御装置の使用が勧められる。The cooling device shown in Fig. 4 can be made as effective and flexible as possible, for example for steel pipe production (different pipe dimensions and materials).
For operation, the length of the tube to be cooled in each case is measured upon discharge from the austenitizing furnace, taking into account the immersion depth of the tube, temperature, material, diameter and wall thickness to determine which areas are to be cooled more strongly and which are less. It is recommended to use an electronic control device that determines the location and length of the region of intense cooling and, finally, applies the required pressure on the corresponding nozzle lip.
第１図はオーステナイト状態の鋼を焼入してマルテンサ
イト組織を得る際の特性曲線と、恒温変態処理してベイ
ナイト組織を得る際の特性曲線を示す時間−温度線図、
第２図及び第３図は開放されている端面を有する中空体
を従来の回転浸漬装置の中で冷却する際の温度特性を示
す線図、第４図は本発明による冷却装置を概念的に示す
側面図、第５図及び第６図は本発明による冷却装置の中
で冷却する際の温度特性を示す線図である。
■・・・管、 ｌａ、 ｌｂ・・・管路端
、２・・・長い単一のノズルリップ、
２ａ、 ２ｂ・・・ノズルリップ。
０［
ＣFIG. 1 is a time-temperature diagram showing a characteristic curve when austenitic steel is quenched to obtain a martensitic structure, and a characteristic curve when a bainitic structure is obtained by isothermal transformation treatment.
2 and 3 are diagrams showing the temperature characteristics when a hollow body having an open end surface is cooled in a conventional rotary immersion device, and FIG. 4 is a conceptual diagram of the cooling device according to the present invention. The side view and FIGS. 5 and 6 are diagrams showing temperature characteristics during cooling in the cooling device according to the present invention. ■...Pipe, la, lb...Pipe end, 2...Long single nozzle lip, 2a, 2b...Nozzle lip. 0[C
Claims (1)
ば水槽である冷却剤槽の中で、長手軸線が冷却槽の液面
に平行になるように配置され表面の一部のみが冷却剤槽
の中に浸るように浸漬され長手軸線を中心に回転される
方法で冷却される、焼入れ焼戻し処理の枠内での鋼製の
円筒状中空体の焼入れ方法において、冷却槽が中空体の
下の領域で少なくとも一次的に撹拌されることを特徴と
する鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法。 ２）前記撹拌が、前記冷却剤槽の中に吹込まれる圧縮空
気により行われることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法。 ３）前記撹拌を、マルテンサイト変態開始温度に達する
と終了することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
第２項記載の鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法。 ４）前記中空体の浸漬深度が、マルテンサイト変態開始
温度に達すると低下されることを特徴とする特許請求の
範囲第１項ないし第３項のうちのいずれか１項に記載の
鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法。 ５）前記中空体の回転数が、マルテンサイト変態開始温
度に達した後に高められることを特徴とする特許請求の
範囲第１項ないし第５項のうちのいずれか１項に記載の
鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法。 ６）少なくとも１つの開放端面を有する前記中空体を冷
却する場合には前記撹拌が１つの開放端面を有する１つ
又は複数の終端の各領域では、前記中空体の中央領域に
比べそして場合によっては閉成端面を有する終端領域に
比べ弱めて行われ、撹拌の弱まりは、これに伴う外部へ
の熱放出の減少がこれらの終端領域の内部冷却の強まり
にほぼ対応するように調整されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第５項のうちのいずれか１
項に記載の鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法。 ７）前記撹拌が、領域ごとに異なる圧力の圧縮空気を供
給することにより行われることを特徴とする特許請求の
範囲第６項記載の鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法。 ８）前記攪拌が一次的に前記中央領域及び場合によって
は閉成端面を有する前記領域だけで行われることを特徴
とする特許請求の範囲第６項ないし第７項のうちのいず
れか１項に記載の鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法。 ９）前記冷却剤浴液を収容する容器と、冷却剤浴液に水
平に位置する円筒状中空体を回転する回転装置を備えて
いる特許請求の範囲第１項記載の鋼製の円筒状中空体の
焼入れ方法を実施する装置において、圧縮空気を冷却剤
浴液の中に吹込むノズルシステム（２、２ａ、２ｂ）が
円筒状中空体の軸線の下で冷却剤の液面の下に配置され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鋼
製の円筒状中空体の焼入れ方法を実施する装置。 １０）前記ノズルシステム（２、２ａ、２ｂ）が、水平
に配置されている管部材として形成され、その壁の最上
の外套ラインの領域に多数の孔が設けられていることを
特徴とする特許請求の範囲第９項記載の特許請求の範囲
第１項記載の鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法を実施す
る装置。 １１）互いに異なる動作圧力が前記ノズル（２、２ａ、
２ｂ）に個々に又は領域ごとに統合されて印加されるこ
とが可能な特許請求の範囲第９項記載の特許請求の範囲
第１項記載の鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法を実施す
る装置。 １２）前記回転装置が前記冷却剤浴液の液面に対して種
々の高さに調整可能であることを特徴とする特許請求の
範囲第６項ないし第７項記載の特許請求の範囲第１項記
載の鋼製の円筒状中空体の焼入れ方法を実施する装置。[Claims] 1) A hollow body heated to an austenite transformation temperature is arranged in a coolant tank, such as a water tank, so that its longitudinal axis is parallel to the liquid level of the cooling tank, and only a part of the surface is disposed. A process for quenching cylindrical hollow bodies made of steel within the framework of a quenching and tempering process, in which the cylindrical hollow bodies of steel are cooled in such a way that they are immersed in a coolant bath and rotated about their longitudinal axis, the cooling bath being A method for quenching a cylindrical hollow body made of steel, characterized in that stirring is performed at least primarily in the region below the body. 2) Claim 1, characterized in that the stirring is performed by compressed air blown into the coolant tank.
A method for quenching a cylindrical hollow steel body as described in . 3) The method for quenching a cylindrical hollow steel body according to claim 1 or 2, characterized in that the stirring is terminated when a martensitic transformation start temperature is reached. 4) The steel according to any one of claims 1 to 3, wherein the immersion depth of the hollow body is lowered when the martensitic transformation start temperature is reached. Hardening method for cylindrical hollow bodies. 5) The steel according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotation speed of the hollow body is increased after reaching the martensitic transformation start temperature. Hardening method for cylindrical hollow bodies. 6) When cooling said hollow body with at least one open end face, said stirring is performed in each region of one or more ends with one open end face compared to the central region of said hollow body and optionally The stirring is carried out weaker than in the termination regions with closed end faces, and the weakening of the stirring is adjusted so that the associated reduction in heat release to the outside approximately corresponds to the strengthening of the internal cooling of these termination regions. Any one of claims 1 to 5 characterized by
A method for quenching a cylindrical hollow body made of steel as described in 2. 7) The method for quenching a cylindrical hollow steel body according to claim 6, wherein the stirring is performed by supplying compressed air at a pressure different from region to region. 8) According to any one of claims 6 to 7, characterized in that the stirring is performed primarily only in the central region and optionally in the region with closed end faces. The method for quenching a cylindrical hollow body made of steel. 9) A cylindrical hollow body made of steel according to claim 1, comprising a container for accommodating the coolant bath liquid and a rotation device for rotating the cylindrical hollow body located horizontally in the coolant bath liquid. In an apparatus for carrying out the method of body hardening, a nozzle system (2, 2a, 2b) for blowing compressed air into the coolant bath liquid is arranged below the liquid level of the coolant below the axis of the cylindrical hollow body. An apparatus for carrying out the method for quenching a cylindrical hollow body made of steel according to claim 1. 10) Patent characterized in that said nozzle system (2, 2a, 2b) is formed as a horizontally arranged tubular member, the wall of which is provided with a number of holes in the region of the uppermost mantle line. Claim 9: An apparatus for carrying out the method for quenching a cylindrical hollow body made of steel according to Claim 1. 11) Different operating pressures are applied to the nozzles (2, 2a,
2b) can be applied individually or in an integrated manner for each area. Device. 12) Claim 1 of Claims 6 and 7, characterized in that the rotating device is adjustable to various heights with respect to the liquid level of the coolant bath liquid. An apparatus for carrying out the method for quenching a cylindrical hollow body made of steel as described in 1.
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