JP4173142B2 - 加熱鋼管の冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば熱間成形した加熱鋼管や、焼なまし（焼もどし）した加熱鋼管など、種々な加熱鋼管の冷却方法に関するものである。

従来、この種の冷却方法としては、加熱した鋼管を水冷やガス冷却（空冷）したり、徐冷したりしている（たとえば、特許文献１参照。）。
特開平７−１５０２４７号公報（第７頁）

しかし、上記した従来の冷却方法のうち、水冷やガス冷却においては、通常、加熱した鋼管に対して周方向の全域（上下、左右）から水またはガス（空気）を吹き付けて冷却しており、この場合に、冷却手段により一気に強制冷却することから、鋼管に捩れや曲がりが発生していた。また徐冷においては、通常、常温で放冷しており、この場合に、冷却時間が長いことから能率が悪く、しかも徐冷用に広いスペースが必要であった。

そこで本発明の請求項１記載の発明は、加熱鋼管の冷却を、能率良くコンパクトに、しかも捩れや曲がりが発生することなく行え、特に、板厚が厚くかつ熱間成形によって高温に加熱されている加熱鋼管の冷却に好適な加熱鋼管の冷却方法を提供することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明の請求項１記載の加熱鋼管の冷却方法は、加熱鋼管の冷却方法であって、冷却処理装置は第１冷却処理部と第２冷却処理部とからなり、第１冷却処理部では、液体と気体との混合体である冷却用流体を加熱鋼管に対して上方から吹き付けて冷却するもので、この第１冷却処理部には、それぞれ複数の吹き付けゾーンとホールドゾーンとが交合に配置され、加熱鋼管を、吹き付けゾーンとホールドゾーンとに交互に順次移動させて、吹き付けゾーン群で段階的に冷却させるとともに、ホールドゾーン群で、前段の吹き付けゾーンにて冷却させた温度状態にてホールドし、最終段のホールドゾーンから取り出した加熱鋼管を第２冷却処理部に移し、第２冷却処理部では、第１冷却処理部で所定温度に冷却した加熱鋼管を液体に浸けて冷却することを特徴としたものである。

したがって請求項１の発明によると、第１冷却処理部では、液体と気体との混合体である冷却用流体を加熱鋼管に対して上方から吹き付けることで、加熱鋼管を所定温度に冷却し得る。その際に、各段階での冷却時に周方向や長さ方向において多少の温度差が生じ、不均一状（不揃い状）に冷却されている加熱鋼管の冷却温度を、各段階におけるホールド中に均一化し得て、歪の発生を防止し得る。また第２冷却処理部では、第１冷却処理部において所定温度に冷却した加熱鋼管を液体に浸けて冷却することで、加熱鋼管を所定温度から水温（常温）へ冷却し得る。

そして本発明の請求項２記載の加熱鋼管の冷却方法は、上記した請求項１記載の構成において、第１冷却処理部では、加熱鋼管を２５０℃以下に冷却させることを特徴としたものである。

したがって請求項２の発明によると、加熱鋼管を第２冷却処理部における液体に浸けての冷却は、２５０℃以下から水温（常温）への冷却となることから、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない状態で行える。

さらに本発明の請求項３記載の加熱鋼管の冷却方法は、上記した請求項１または２記載の構成において、液体が水であり、気体が空気であることを特徴としたものである。

したがって請求項３の発明によると、冷却用流水や液体を安価に提供し得る。
しかも本発明の請求項４記載の加熱鋼管の冷却方法は、上記した請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成において、加熱鋼管が熱間成形鋼管であることを特徴としたものである。

したがって請求項４の発明によると、高温の熱間成形鋼管を好適に冷却し得る。

上記した本発明の請求項１によると、第１冷却処理部では、液体と気体との混合体である冷却用流体を加熱鋼管に対して上方から吹き付けることで、加熱鋼管の所定温度への冷却を捩れや曲がりが発生することなく行うことができる。その際に、各段階での冷却時に周方向や長さ方向において多少の温度差が生じ、不均一状（不揃い状）に冷却されている加熱鋼管の冷却温度を、各段階におけるホールド中に均一化できて、歪の発生を防止でき、以て捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の加熱鋼管を、所定温度に冷却した状態で得ることができる。これにより、特に、板厚が厚くかつ熱間成形などによって高温に加熱されている加熱鋼管の冷却に好適な冷却方法を提供できる。そして第２冷却処理部では、第１冷却処理部において所定温度に冷却した加熱鋼管を液体に浸けて冷却することで、加熱鋼管の冷却は、所定温度から水温（常温）への冷却となって、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない状態で行うことができる。しかも、冷却処理装置における積極的な冷却によって、徐冷に比べて能率良く冷却できるとともに、冷却用のスペースはコンパクトにできる。

そして上記した本発明の請求項２によると、加熱鋼管を第２冷却処理部における液体に浸けての冷却は、２５０℃以下から水温（常温）への冷却となることから、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない状態で行うことができる。

さらに上記した本発明の請求項３によると、冷却用流水や液体を安価に提供できる。
しかも上記した本発明の請求項４によると、高温の熱間成形鋼管を好適に冷却できる。

図２、図４（ａ）に示すように、長尺の粗成角形鋼管１が準備される。この粗成角形鋼管１は、所定の板厚Ｔでかつ各コーナ部の外面が最終製品形状における長尺鋼管のコーナ部の外面曲率半径Ｒよりも大きい外面曲率半径ＬＲに成形されている。そして粗成角形鋼管１は冷間成形され、その際に一つの平板部に、突き合わせ溶接による突き合わせ溶接部２が形成されている。さらに粗成角形鋼管１は、最終製品形状における外寸Ｅに対して少し長めの外寸ＬＥとして半成形されている。

この粗成角形鋼管１は、図２、図３に示すように、搬入床１１に渡されて搬送される。この搬入床１１の終端部に搬送された粗成角形鋼管１は、ローラコンベヤ（搬送手段の一例）１２に渡され、このローラコンベヤ１２により形成される搬送経路１２ａ上で搬送される。この搬送経路１２ａ中には、前記粗成角形鋼管１をＡ_３変態点（たとえば８５０〜１０５０℃）以上に全体加熱する加熱手段１５と、加熱された粗成角形鋼管１を正規の寸法かつ形状に熱間成形する成形手段２１とが配設されている。

すなわち加熱手段１５は、粗成角形鋼管１を加熱炉１６に入れての燃焼加熱方式であって、その加熱炉１６における前後方向の両端には、貫通孔により搬入口や搬出口が形成され、そして搬入口や搬出口には、それぞれ開閉扉１７が設けられている。前記加熱炉１６の一側下部でかつローラコンベヤ１２のローラ間の中間位置に下部加熱バーナー１８が配設され、そして、加熱炉１６の他側上部でかつ前記下部加熱バーナー１８に対して千鳥状に対峙する位置には上部加熱バーナー１９が配設されている。以上の１６〜１９などにより加熱手段１５の一例が構成される。

前述したように、搬入床１１の終端部に搬送された粗成角形鋼管１は、ローラコンベヤ１２に渡され、このローラコンベヤ１２により加熱手段１５の加熱炉１６に搬入される。この粗成角形鋼管１は、加熱炉１６内にて搬送経路１２ａ上で搬送されながら、各バーナー１８，１９の燃焼熱によって外面側から徐々に均一的に加熱Ｈされる（図４のａ参照）。その際に加熱Ｈは、粗成角形鋼管１がＡ_３変態点以上になるように行われる。

このようにして、Ａ_３変態点以上の温度に加熱された粗成角形鋼管１を、開閉扉１７を開動させることで、搬出口を通して加熱炉１６から成形手段２１へと搬出し得る。そして粗成角形鋼管１の終端が完全に搬出されたときに、搬出口の開閉扉１７が閉動される。

上述したように、加熱手段１５によって加熱された粗成角形鋼管１は成形手段２１に搬送され、この成形手段２１によって正規の寸法かつ形状に熱間成形される。すなわち成形手段２１は、図２、図３、図４（ｂ）に示すように、前後４段（単数段または複数段）に設けられている。そして各成形手段２１は、機枠２２側に対して位置調整自在に、または交換自在に設けられた上下一対ならびに左右一対の成形ロール２３などを介して、粗成角形鋼管１を絞り状に熱間成形させるものである。

なお、成形手段２１の周辺で、必要する箇所（成形手段２１の前後、前のみ、後ろのみ、スタンド間など）には、必要とする数のデスケーラー装置２５が設けられている。このデスケーラー装置２５は、成形中の粗成角形鋼管１に対して水圧をかけた水を噴射するもので、この水噴射によりミルスケールなどを除去し、表面肌を良くし得る。

したがって、加熱されて成形手段２１に搬入された粗成角形鋼管１は、成形ロール２３群によって絞り状に熱間成形され、このとき熱間成形は、複数段の成形手段２１によって徐々（段階的）に絞り状に行われる。このような熱間成形によって、正規の外面間の外寸Ｅでかつ正規の外面曲率半径Ｒのコーナ部とした熱間成形鋼管（加熱鋼管の一例）３に仕上げ得る。

このようにして得られた角形の熱間成形鋼管３は冷却処理装置３０に移され、ここで冷却処理装置３０は第１冷却処理部３１と第２冷却処理部３７とからなる。すなわち図１〜図３に示すように、第１冷却処理部３１には冷却床３２が設けられ、この冷却床３２はコンベヤ形式であって、複数本の熱間成形鋼管３を平行させて支持し、そして搬送経路１２ａに対して直交状の冷却経路３２ａ上において、長さ方向に対して横方向へと搬送させる。

前記第１冷却処理部３１の部分には、それぞれ３つの（複数の）吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃとホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃとが交合に形成（配置）されている。その際に、吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃとホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃとは、それぞれ同様のゾーン長さに設定されている。そして、冷却経路３２ａの始端部分に最始段の吹き付けゾーン３３Ａが位置され、冷却経路３２ａの終端部分に最終段のホールドゾーン３４Ｃが位置されている。

さらに各吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの部分には、それぞれ、水（液体の一例）と空気（気体の一例）との混合体である冷却用流体Ｓを、熱間成形鋼管３に対して上方から噴霧状に吹き付ける流体吹き付け装置３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃが配設されている。前記吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、流体吹き付け装置３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃから冷却用流体Ｓを噴霧状に吹き付けることによって、熱間成形鋼管３を段階的に冷却するように構成されている。

すなわち、最始段の吹き付けゾーン３３Ａに対応した流体吹き付け装置３５Ａからの冷却用流体Ｓの噴霧状の吹き付けによって、たとえば９５０℃前後に加熱されている熱間成形鋼管３を７００℃前後に冷却し得、中間段の吹き付けゾーン３３Ｂに対応した流体吹き付け装置３５Ｂからの冷却用流体Ｓの噴霧状の吹き付けによって、７００℃前後の熱間成形鋼管３を４５０℃前後に冷却し得、最終段の吹き付けゾーン３３Ｃに対応した流体吹き付け装置３５Ｃからの冷却用流体Ｓの噴霧状の吹き付けによって、４５０℃前後の熱間成形鋼管３を２００℃前後（２５０℃以下）に冷却し得るように構成されている。

前記吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃとホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃとの境界部には、吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃにおける流体吹き付け装置３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃからの噴霧状の冷却用流体Ｓがホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ側に飛散するのを防止するためのエアシャッターなどが設けられている。以上の３２〜３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃなどにより第１冷却処理部３１の一例が構成される。

前記第２冷却処理部３７にはコンベヤ形式の搬送装置３８が設けられ、この搬送装置３８は、前記冷却床３２の終端、すなわち、最終段のホールドゾーン３４Ｃから送り出される熱間成形鋼管３を受け取って支持し、そして長さ方向に対して横方向へと搬送するように構成されている。そして、第２冷却処理部３７の部分には水槽（プール状）３９が形成され、前記搬送装置３８は、その中間部分が水槽３９内に位置するように構成されている。

この水槽３９内には冷却用水（液体の一例）Ｗが所定のレベルで貯えられており、最終段のホールドゾーン３４Ｃから送り出される２００℃前後の熱間成形鋼管３を、冷却用水Ｗに浸けることで、水温（常温）に冷却し得るように構成されている。ここで、水槽３９内の冷却用水Ｗは、常時、給水しながら排水する状態にあり、以て一定状の水温（常温）が維持されている。以上の３８〜３９などにより第２冷却処理部３７の一例が構成される。なお、搬送装置３８の終端部分には、冷却処理された製品鋼管３ａを搬出するための搬出装置（コンベア）４１が配設されている。

前述したように、熱間成形されたのち、ローラコンベヤ１２の終端部に搬送された角形の熱間成形鋼管３は、第１冷却処理部３１の冷却床３２に渡され、この冷却床３２において冷却経路３２ａ上を搬送されながら、各吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの冷却用流体Ｓによって冷却される。その際に冷却は、熱間成形鋼管３を吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃとホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃとに交互に順次移動させて、吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ群で段階的に冷却させるとともに、ホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ群で、前段の吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃにて冷却させた温度状態にてホールドし得るように構成される。

すなわち、たとえば９５０℃前後に加熱されている熱間成形鋼管３は、まず最始段の吹き付けゾーン３３Ａに対応した流体吹き付け装置３５Ａからの冷却用流体Ｓを上方から噴霧状に吹き付けることによって、７００℃前後に降温するように全体冷却される。この７００℃前後に降温された熱間成形鋼管３は最始段のホールドゾーン３４Ａに移動され、７００℃前後の雰囲気下でホールドされる。次いで７００℃前後の熱間成形鋼管３は中間段の吹き付けゾーン３３Ｂに移動され、流体吹き付け装置３５Ｂからの冷却用流体Ｓを上方から噴霧状に吹き付けることによって、４５０℃前後に降温するように全体冷却される。この４５０℃前後に降温された熱間成形鋼管３は中間段のホールドゾーン３４Ｂに移動され、４５０℃前後の雰囲気下でホールドされる。そして４５０℃前後の熱間成形鋼管３は最終段の吹き付けゾーン３３Ｃに移動され、流体吹き付け装置３５Ｃからの冷却用流体Ｓを上方から噴霧状に吹き付けることによって、２００℃前後に降温するように全体冷却される。この２００℃前後に降温された熱間成形鋼管３は最終段のホールドゾーン３４Ｃに移動され、２００℃前後の雰囲気下でホールドされる。

このように、各ホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃにおいて、前段の吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃにて降温させた温度状態にてホールドすることによって、熱間成形鋼管３の周方向や長さ方向における加熱温度の均一化を図り得る。

すなわち、最始段の吹き付けゾーン３３Ａにおいて７００℃前後に降温させた熱間成形鋼管３を、最始段のホールドゾーン３４Ａにおいて７００℃前後の雰囲気下でホールドすることによって、最始段の吹き付けゾーン３３Ａにおける冷却（７００℃前後）時に周方向や長さ方向において多少の温度差が生じ、不均一状（不揃い状）に冷却されている熱間成形鋼管３の温度を、そのホールド中に均一化し得、歪の発生を防止し得る。

また、中間段の吹き付けゾーン３３Ｂにおいて４５０℃前後に降温させた熱間成形鋼管３を、中間段のホールドゾーン３４Ｂにおいて４５０℃前後の雰囲気下でホールドすることによって、中間段の吹き付けゾーン３３Ｂにおける冷却（４５０℃前後）時に周方向や長さ方向において多少の温度差が生じ、不均一状（不揃い状）に冷却されている熱間成形鋼管３の温度を、そのホールド中に均一化し得、歪の発生を防止し得る。

さらに、最終段の吹き付けゾーン３３Ｃにおいて２００℃前後に降温させた熱間成形鋼管３を、最終段のホールドゾーン３４Ｃにおいて２００℃前後の雰囲気下でホールドすることによって、最終段の吹き付けゾーン３３Ｃにおける冷却（２００℃前後）時に周方向や長さ方向において多少の温度差が生じ、不均一状（不揃い状）に冷却されている熱間成形鋼管３の温度を、そのホールド中に均一化し得、歪の発生を防止し得る。

なお、第１冷却処理部３１における熱間成形鋼管３のゾーン間の移動は、同時に（同期して）効率良く行われる。
前述したように、最終段のホールドゾーン３４Ｃにおいて２００℃前後でホールドした熱間成形鋼管３は、このホールドゾーン３４Ｃから取り出されて第２冷却処理部３７に移される。すなわち、最終段のホールドゾーン３４Ｃから取り出された熱間成形鋼管３は搬送装置３８に受け取られる。そして搬送装置３８によって、長さ方向に対して横方向へと搬送中に、２００℃前後の熱間成形鋼管３は水槽３９の冷却用水Ｗに浸けられて冷却され、以て水温（常温）に冷却し得る。

このような冷却によって得られた最終の製品鋼管３ａは、水槽３９から出されたのち搬出装置４１に移されて搬出され、その際に、たとえばエアー吹き付けなどにより水滴除去が行われる。搬出装置４１の終端に達した製品鋼管３ａは、図示していない矯正装置、先端切断装置、後端切断装置、洗浄装置、防錆装置へと搬送され、必要に応じてそれぞれで処理されたのち、製品としてストレージされる。なお、このようにして処理した製品鋼管３ａは、たとえば鉄骨構造物の鋼管柱として使用される。

このように、第１冷却処理部３１では、液体と気体との混合体である冷却用流体Ｓを熱間成形鋼管３に対して上方から噴霧状に吹き付けることで、第１冷却処理部３１における熱間成形鋼管３の所定温度への冷却は捩れや曲がりが発生することなく行える。また第２冷却処理部３７では、第１冷却処理部３１において所定温度に冷却した熱間成形鋼管３を冷却用水Ｗに浸けて冷却することで、第２冷却処理部３７における熱間成形鋼管３の冷却は、所定温度から水温（常温）への冷却となることから、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない状態で行える。しかも、冷却処理装置における積極的な冷却によって、徐冷に比べて能率良く冷却し得るとともに、冷却用のスペースはコンパクトになる。

また、第１冷却処理部３１に、それぞれ複数の吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃとホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃとを交合に配置し、熱間成形鋼管３を、吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃとホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃとに交互に順次移動させて、吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ群で段階的に冷却するとともに、ホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ群で、前段の吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃにて冷却した温度状態にてホールドすることによって、各段階での冷却時に周方向や長さ方向において多少の温度差が生じ、不均一状（不揃い状）に冷却されている熱間成形鋼管３の冷却温度を、各段階におけるホールド中に均一化し得て、歪の発生を防止し得、以て捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない均質の熱間成形鋼管３を、所定温度に冷却した状態で得られる。これにより、特に、板厚Ｔが厚くかつ熱間成形によって高温に加熱されている熱間成形鋼管３の冷却に好適な冷却方法となる。

そして、第１冷却処理部３１で、熱間成形鋼管３を２００℃前後（２５０℃以下）に冷却することによって、第２冷却処理部３７における冷却用水Ｗに浸けての冷却は、２００℃前後から水温（常温）への冷却となることから、捩れ、曲がり、変形が殆ど生じない状態で行える。

さらに、液体として水や冷却用水Ｗを用い、気体として空気を用いることによって、冷却用流水Ｓや冷却用水Ｗを安価に提供し得る。
また、加熱鋼管が熱間成形鋼管３であることによって、高温の熱間成形鋼管３を好適に冷却し得る。
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２を図５に基づいて説明する。

第１冷却処理部３１には、或る長さに亘って流体吹き付け装置３５のみが設けられ、ホールドゾーンは形成されていない。たとえば、焼なまし（焼もどし）により６００℃前後に加熱昇温されている角形の加熱鋼管５は、第１冷却処理部３１の冷却床３２に渡され、この冷却床３２において冷却経路３２ａ上を搬送されながら、流体吹き付け装置３５からの冷却用流体Ｓを上方から噴霧状に吹き付けることによって、２００℃前後に降温するように全体冷却される。そして、第１冷却処理部３１から取り出された２００℃前後の加熱鋼管５は第２冷却処理部３７に移され、水槽３９の冷却用水Ｗに浸けられて徐冷され、以て水温（常温）に冷却して最終の製品鋼管５ａを得る。

このような実施の形態２において第１冷却処理部３１は、ホールドゾーンが形成されていないことから、全体をより短く、よりコンパクトに構成し得、特に、板厚が薄く高温に加熱されている加熱鋼管５や、板厚に関係なくかつ焼きなましなど低温に加熱されている加熱鋼管５などの冷却に好適となる。
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３を、丸形鋼管に採用した状態として、図６に基づいて説明する。すなわち、熱間成形、または焼きなましなどした長尺の丸形鋼管（加熱鋼管の一例）６は、全長に亘って正規の外面直径Ｄであり、そして周方向の一箇所には、突き合わせ溶接による突き合わせ溶接部７が形成されている。

この丸形鋼管６は、実施の形態１と同様にして、熱間成形されたのち冷却処理装置３０において冷却処理され、また実施の形態２と同様にして、焼きなましなどされたのち冷却処理装置３０において冷却処理される。

上記した実施の形態１において、第１冷却処理部３１に、それぞれ３つの吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃとホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃとが交合に形成（配置）され、熱間成形鋼管３を、吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃとホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃとに交互に順次移動させて、吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ群で段階的に冷却するとともに、ホールドゾーン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ群で、前段の吹き付けゾーン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃにて冷却させた温度状態にてホールドしているが、すなわち、目的とする温度を２００℃状として段階的に降温させているが、段階数や降温度は任意であり、また段階的な冷却温度差も任意である。

上記した実施の形態１〜３では、第１冷却処理部３１において、熱間成形鋼管３や加熱鋼管５や丸形鋼管６を、２００℃前後（２５０℃以下）を所定温度として冷却しているが、これは加熱鋼管の材質、厚み、加熱温度などに応じて、所定温度は任意に設定されるものである。

上記した実施の形態１、２において、液体としては水以外のものを使用してもよく、また気体としてはガスなどを使用してもよい。
上記した実施の形態１においては加熱鋼管として熱間成形鋼管３が、実施の形態２においては焼なましにより加熱昇温されている加熱鋼管５が、実施の形態３においては加熱鋼管として丸形鋼管６がそれぞれ示されているが、これは種々な加熱鋼管が対象となるものである。

上記した実施の形態１、２において、熱間成形鋼管３や加熱鋼管５としては、たとえば、ロール成形によるワンシーム角形鋼管、プレス成形による一対のみぞ形材を向き合わせて突き合わせ溶接したツーシーム角形鋼管、一対の圧延みぞ形材を溶接してなるツーシーム角形鋼管、圧延山形材を一対、向き合わせて溶接したツーシーム角形鋼管などが適宜に使用される。

上記した実施の形態１、２では、熱間成形鋼管３や加熱鋼管５として断面で正四角形状の角形鋼管を採用しているが、これは断面で長方形の角形鋼管も同様に採用し得るものである。さらには、正五角形や正六角形など、各種の多角形の角形鋼管にも同様に採用し得るものである。

また、上記した実施の形態１、２において、熱間成形鋼管３や加熱鋼管５としては、大径で厚肉の角形鋼管、大径で薄肉の角形鋼管、小径で厚肉の角形鋼管、小径で薄肉の角形鋼管などであってもよい。たとえば、正規の外面間の外寸Ｅが３００〜７００ｍｍ、板厚Ｔが９〜７０ｍｍの角形鋼管であり、その際にコーナ部の外面曲率半径Ｒは板厚の１．０〜３．０倍となるようにシャープに形成される。

上記した実施の形態１における熱間成形鋼管３、実施の形態２における加熱鋼管５、実施の形態３における丸形鋼管６などの素材としては、鋼や鉄などが採用される。

本発明の実施の形態１を示し、加熱鋼管の冷却方法における冷却処理装置部分の概略側面図である。 同加熱鋼管の冷却方法における冷却処理装置部分を含む熱間成形設備の一部切り欠き斜視図である。 同加熱鋼管の冷却方法における冷却処理装置部分を含む熱間成形設備の概略平面図である。 同加熱鋼管の冷却方法における熱間成形時で、（ａ）は加熱手段部分の正面図、（ｂ）は成形手段部分の正面図である。 本発明の実施の形態２を示し、加熱鋼管の冷却方法における冷却処理装置部分の概略側面図である。 本発明の実施の形態３を示し、加熱鋼管の冷却方法における丸形鋼管の正面図である。

符号の説明

１ 粗成角形鋼管
３ 熱間成形鋼管（加熱鋼管）
３ａ 製品鋼管
５ 加熱鋼管
５ａ 製品鋼管
６ 丸形鋼管（加熱鋼管）
１１ 搬入床
１２ ローラコンベヤ（搬送手段）
１５ 加熱手段
１６ 加熱炉
２１ 成形手段
２３ 成形ロール
３０ 冷却処理装置
３１ 第１冷却処理部
３２ 冷却床
３２ａ 冷却経路
３３Ａ 最始段の吹き付けゾーン
３３Ｂ 中間段の吹き付けゾーン
３３Ｃ 最終段の吹き付けゾーン
３４Ａ 最始段のホールドゾーン
３４Ｂ 中間段のホールドゾーン
３４Ｃ 最終段のホールドゾーン
３５ 流体吹き付け装置
３５Ａ 流体吹き付け装置
３５Ｂ 流体吹き付け装置
３５Ｃ 流体吹き付け装置
３７ 第２冷却処理部
３８ 搬送装置
３９ 水槽
Ｓ 冷却用流体
Ｗ 冷却用水（液体）

Claims (4)

1. 加熱鋼管の冷却方法であって、冷却処理装置は第１冷却処理部と第２冷却処理部とからなり、第１冷却処理部では、液体と気体との混合体である冷却用流体を加熱鋼管に対して上方から吹き付けて冷却するもので、この第１冷却処理部には、それぞれ複数の吹き付けゾーンとホールドゾーンとが交合に配置され、加熱鋼管を、吹き付けゾーンとホールドゾーンとに交互に順次移動させて、吹き付けゾーン群で段階的に冷却させるとともに、ホールドゾーン群で、前段の吹き付けゾーンにて冷却させた温度状態にてホールドし、最終段のホールドゾーンから取り出した加熱鋼管を第２冷却処理部に移し、第２冷却処理部では、第１冷却処理部で所定温度に冷却した加熱鋼管を液体に浸けて冷却することを特徴とする加熱鋼管の冷却方法。
2. 第１冷却処理部では、加熱鋼管を２５０℃以下に冷却させることを特徴とする請求項１記載の加熱鋼管の冷却方法。
3. 液体が水であり、気体が空気であることを特徴とする請求項１または２記載の加熱鋼管の冷却方法。
4. 加熱鋼管が熱間成形鋼管であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱鋼管の冷却方法。

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