(57)【要約】【課題】冷却中に鋼管内に水が浸入することおよび鋼管が変形することを抑制できる、生産性に優れた鋼管の熱処理方法を提供する。【解決手段】熱処理方法は、鋼管の両端にそれぞれ、厚み方向に貫通する１以上の貫通孔を有する蓋を取り付ける装着工程と、前記装着工程後に前記鋼管を加熱する加熱工程と、前記加熱工程後に前記鋼管を０．５ｒｐｍ以上の回転速度で周方向に回転させつつ前記鋼管の軸方向に搬送しながら前記鋼管の外周面を水冷する冷却工程とを備える。前記蓋において、前記１以上の貫通孔の面積率が０．０７％以上１５．０％以下である。前記装着工程において、前記蓋は、前記蓋の外周を周方向に４等分して得られる４つの外周部のいずれにおいても、前記鋼管に接合された領域の前記周方向における長さが前記蓋の全周の長さの４％以上となるように、前記鋼管に接合される。【選択図】図１
2018165390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の熱処理方法であって、
前記鋼管の両端にそれぞれ、厚み方向に貫通する１以上の貫通孔を有する蓋を取り付ける装着工程と、
前記装着工程後に、前記鋼管を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後に、前記鋼管を０．５ｒｐｍ以上の回転速度で周方向に回転させつつ前記鋼管の軸方向に搬送しながら、前記鋼管の外周面を水冷する冷却工程と、を備え、
前記蓋において、前記１以上の貫通孔の面積率が０．０７％以上１５．０％以下であり、
前記装着工程において、前記蓋は、前記蓋の外周を周方向に４等分して得られる４つの外周部のいずれにおいても、前記鋼管に接合された領域の前記周方向における長さが前記蓋の全周の長さの４％以上となるように、前記鋼管に接合される、鋼管の熱処理方法。
【請求項２】
前記蓋の周方向において、前記蓋と前記鋼管とが接合されている領域の長さは、前記蓋の全周の長さの８０％以上である、請求項１に記載の鋼管の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管の熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低合金鋼を用いた鋼管の焼入れ方法としては、鋼管の外周面に水を噴射する方法や、鋼管を水槽に浸漬する方法が一般的に利用されている。これらの方法のうち、鋼管の外周面に水を噴射する方法は、鋼管を搬送しながら焼入れ処理を施せるため、生産性が高いという利点がある。
【０００３】
ただし、水を用いて鋼管をそのまま冷却すると、鋼管内に浸入した水によって鋼管が不均一に冷却される場合がある。鋼管が不均一に冷却されると、鋼管の位置によって焼き入れ状態が異なり、鋼管が変形する場合がある。この場合、鋼管を円滑に搬送できないので、生産性が低下する。
【０００４】
上記のように鋼管が不均一に冷却されることを避けるための技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された鋼管の焼き入れ方法では、加熱された鋼管を長手方向に沿って搬送しながら、鋼管の外周面に水が噴射される。鋼管の搬送方向において鋼管の後端には、蓋が取り付けられている。
【０００５】
特許文献１には、上記のように鋼管の後端に蓋を取り付けることによって、焼入れ処理時に、噴射された焼入れ水がボトム部の内部に浸入するのを遮断することができ、鋼管の焼入れ条件を全長にわたって同一の状態に確保することが可能になることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１７２１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術を利用することにより、鋼管の位置によって焼き入れ状態に差が生じることを抑制できると考えられる。しかしながら、特許文献１の技術では、搬送方向において鋼管の前端から鋼管内に水が浸入するおそれがある。
【０００８】
特に、複数の鋼管に対して連続的に焼き入れを行う際には、任意の鋼管の後端に設けられた蓋で反射した水が、次の鋼管の前端からその鋼管内に浸入することが考えられる。このような鋼管内への水の浸入を抑制するためには、鋼管同士の間隔を十分に確保する必要がある。
【０００９】
しかしながら、鋼管同士の間隔を大きくした場合には、生産性が低下する。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、鋼管が変形することを抑制できる、生産性に優れた鋼管の熱処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記の課題を解決するために種々の検討を行った。具体的には、鋼管内への水の浸入を十分に抑制するために、鋼管の両端にそれぞれ蓋を取り付けて、水冷による焼き入れ処理を行う方法について検討した。しかしながら、この方法では、水冷前の加熱時に、鋼管内の空気が膨張し、蓋の一部または全体が外れる場合があることが分かった。この場合、水冷時に鋼管内への水の浸入を十分に防止できない。
【００１２】
そこで、本発明者らは更なる検討を行い、鋼管の両端に、空気孔を有する蓋を取り付けて、水冷による焼き入れ処理を行った。その結果、この処理によれば、鋼管内の空気の膨張によって蓋の一部または全体が外れることを抑制しつつ、水が鋼管内に浸入することを抑制することができることが分かった。
【００１３】
本発明は、上記の知見に基づいてなされてものであり、下記の熱処理方法を要旨とする。
【００１４】
（１）鋼管の熱処理方法であって、
前記鋼管の両端にそれぞれ、厚み方向に貫通する１以上の貫通孔を有する蓋を取り付ける装着工程と、
前記装着工程後に、前記鋼管を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後に、前記鋼管を０．５ｒｐｍ以上の回転速度で周方向に回転させつつ前記鋼管の軸方向に搬送しながら、前記鋼管の外周面を水冷する冷却工程と、を備え、
前記蓋において、前記１以上の貫通孔の面積率が０．０７％以上１５．０％以下であり、
前記装着工程において、前記蓋は、前記蓋の外周を周方向に４等分して得られる４つの外周部のいずれにおいても、前記鋼管に接合された領域の前記周方向における長さが前記蓋の全周の長さの４％以上となるように、前記鋼管に接合される、鋼管の熱処理方法。
【００１５】
（２）前記蓋の周方向において、前記蓋と前記鋼管とが接合されている領域の長さは、前記蓋の全周の長さの８０％以上である、上記（１）に記載の鋼管の熱処理方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、生産性の低下を抑制しつつ、冷却処理によって鋼管が変形することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、装着工程を説明するための図である。
【図２】図２は、蓋において、鋼管に接合される領域を説明するための図である。
【図３】図３は、冷却工程を説明するための図である。
【図４】図４は、鋼管、蓋、および複数のノズルを、鋼管の搬送方向から見た図である。
【図５】図５は、鋼管における曲がりの発生の有無の判断方法を説明するための概念図である。
【図６】図６は、本発明例および比較例において使用した蓋の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る熱処理方法について説明する。
【００１９】
（熱処理方法の概要）
本発明の一実施形態に係る熱処理方法は、鋼管の両端にそれぞれ蓋を取り付ける装着工程と、装着工程において蓋が取り付けられた鋼管を所定の温度まで加熱する加熱工程と、加熱工程において加熱された鋼管を所定の温度まで冷却する冷却工程とを備えている。以下、各工程について具体的に説明する。
【００２０】
（装着工程）
図１は、装着工程を説明するための図であり、図１（ａ）は、装着工程において用いられる鋼管および一対の蓋を示す図であり、図１（ｂ）は、一対の蓋が取り付けられた鋼管を示す図であり、図１（ｃ）は、蓋の一例を示す平面図である。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、装着工程においては、まず、鋼管１０および一対の板状の蓋１２が用意される。鋼管１０は、外径が例えば１５０〜６００ｍｍ程度、肉厚が例えば５〜５５ｍｍ程度である。鋼管１０の製造方法は特に限定されないが、例えば、鋼を分塊圧延することによって丸ビレットを得た後、当該丸ビレットからマンネスマン製管法によって鋼管１０を製造してもよい。なお、例えば、上記分塊圧延の代わりに、ラウンドＣＣ等の鋳造によって丸ビレットを得てもよい。なお、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、鋼管１０の軸方向における一端１０ａの外周部および鋼管１０の軸方向における他端１０ｂの外周部がそれぞれ面取りされている。これにより、冷却工程において、鋼管１０の一端１０ａおよび他端１０ｂに割れが生じることを抑制することができる。本実施形態では、一端１０ａおよび他端１０ｂは、それぞれ開口端である。
【００２２】
次に、図１（ｂ）に示すように、鋼管１０の一端１０ａおよび他端１０ｂを塞ぐように、一端１０ａおよび他端１０ｂにそれぞれ蓋１２が接合される。本実施形態では、一対の蓋１２は、例えば、アーク溶接によって鋼管１０に接合されてもよく、接着剤によって鋼管１０に接合されてもよい。蓋１２の材料としては、種々の金属材料（例えば、軟鋼等）を用いることができる。但し、蓋１２を溶接によって鋼管１０に接合する場合には、溶接時に蓋１２に割れが生じないように、適切な金属材料を蓋１２の材料として選択することが好ましい。また、蓋１２を接着剤によって鋼管１０に接合する場合には、高温（例えば、８５０〜１２００℃程度）でも十分な接着力を維持できる接着剤が用いられる。
【００２３】
本実施形態では、蓋１２は、円板形状を有している。蓋１２は、板厚方向に貫通する１以上の貫通孔１２ａ（本実施形態では、複数の貫通孔１２ａ）を有している。図１（ｃ）の例では、蓋１２は、８つの貫通孔１２ａを有している。本実施形態では、１以上の貫通孔１２ａは、回転対称となるように配置されている。貫通孔１２ａは、後述する加熱工程において、鋼管１０内の膨張した空気を鋼管１０外へ排出するための空気孔として機能する。
【００２４】
貫通孔１２ａの直径は、後述する冷却工程において鋼管１０内への水の浸入を抑制する観点から、３０ｍｍ以下であることが好ましく、１５ｍｍ以下であることがより好ましい。同様の理由により、蓋１２の平面視において、蓋１２における１以上の貫通孔１２ａの面積率は、１５．０％以下に設定される。貫通孔１２ａの個数は、後述する加熱工程において鋼管１０内の膨張した空気を効率よく排出する観点から３個以上であることが好ましく、４個以上であることがより好ましい。同様の理由により、蓋１２の平面視において、蓋１２における１以上の貫通孔１２ａの面積率は、０．０７％以上に設定される。また、貫通孔１２ａの個数は、後述する冷却工程において鋼管１０内への水の浸入を抑制する観点から、３０個以下であることが好ましく、２０個以下であることがより好ましい。なお、蓋１２における１以上の貫通孔１２ａの面積率とは、平面視において、蓋１２の外縁で囲まれる部分の面積に対する、１以上の貫通孔１２ａの合計の面積の割合を示す。
【００２５】
蓋１２の外径は、鋼管１０の内径よりも大きく設定される。本実施形態では、蓋１２の外径は、下記式（ｉ）の関係を満たすことが好ましい。具体的には、本実施形態では、蓋１２の外径は、例えば、下記式（ｉｉ）によって設定される。
（鋼管の内径＋２ｍｍ）≦蓋の外径≦（鋼管の外径−２ｍｍ）    ・・（ｉ）
蓋の外径＝鋼管の外径−鋼管の肉厚／２    ・・・（ｉｉ）
【００２６】
蓋１２の変形を抑制するという観点から、蓋１２の厚みは、１ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。また、蓋１２を鋼管１０に取り付ける際（本実施形態では溶接する際）の作業性の観点から、蓋１２の厚みは、３０ｍｍ以下であることが好ましく、２０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２７】
図２は、蓋１２において、鋼管１０に接合される領域（接合領域）を説明するための図である。図２を参照して、本実施形態では、例えば、蓋１２は、蓋１２の周方向に互いに離れて設けられた複数の接合領域１２ｂにおいて、鋼管１０に接合されてもよい。また、図示は省略するが、蓋１２は、例えば、蓋１２の全周において鋼管１０に接合されてもよく、蓋１２の外周において所定の長さを有する連続する領域（例えば、蓋１２の全周に対して８０％以上（好ましくは、８５％以上）の長さを有する連続する領域）において、鋼管１０に接合されてもよい。
【００２８】
なお、本実施形態では、蓋１２の外周を周方向に４等分して得られる４つの外周部のいずれにおいても、鋼管１０に接合された領域の上記周方向における長さが蓋１２の全周の長さの４％以上となるように、蓋１２が鋼管１０に接合される。具体的には、例えば、図２に一点鎖線で示すように蓋１２の外周を４等分して得られる各外周部１４ａ、１４ｂ,１４ｃ、１４ｄのいずれにおいても、接合領域１２ｂの上記周方向における長さが、蓋１２の全周の長さの４％以上となるように、蓋１２が鋼管１０に溶接される。これにより、蓋１２が鋼管１０から外れることを十分に抑制することができる。なお、蓋１２の外周を周方向に４等分して得られる４つの外周部のいずれにおいても、鋼管１０に接合された領域の上記周方向における長さが蓋１２の全周の長さの６％以上となるように、蓋１２が鋼管１０に接合されることがより好ましい。また、上記４つの外周部のいずれにおいても、鋼管１０に接合された領域の上記周方向における長さが、蓋１２の全周の長さの８％以上であればさらに好ましく、１０％以上であればなお一層好ましい。
【００２９】
（加熱工程）
加熱工程では、焼き入れのために、一対の蓋１２が取り付けられた鋼管１０を図示しない加熱炉によって加熱する。本実施形態では、例えば、鋼管１０を、８５０〜１２００℃で、１０〜１８０分保持する。
【００３０】
（冷却工程）
冷却工程では、加熱工程で加熱された鋼管１０を、冷却装置によって水冷する。本実施形態では、冷却工程において、鋼管１０の外周面の温度を、室温付近の温度（本実施形態では、２５℃）まで低下させる。冷却工程における平均冷却速度は、例えば、１〜２００℃／ｓに設定される。８００℃から５００℃の間の平均冷却速度は、例えば、２〜４００℃／ｓに設定される。なお、冷却工程における平均冷却速度は、下記式（iii）によって求められる。
冷却速度＝（冷却開始温度−冷却終了温度）／冷却時間    ・・・（iii）
【００３１】
以下においては、水冷の一例として、通常の状態の水を冷媒として用いて鋼管１０を冷却する場合について説明するが、冷却工程において鋼管１０に供給される冷媒は、通常の状態の水に限定されない。具体的には、空気と混合された状態の水（例えば、霧状の水）を冷媒として用いてもよい。
【００３２】
図３は、冷却工程を説明するための図であり、図３（ａ）は、鋼管１０の一端１０ａ側が冷却装置２０内を通過する様子を示す図であり、図３（ｂ）は、鋼管１０の他端１０ｂ側及び他の鋼管１０の一端１０ａ側が冷却装置２０内を通過する様子を示す図である。なお、図３においては、冷却装置２０および後述する冷却帯３０の一部を簡略化して示している。
【００３３】
図３を参照して、冷却装置２０は、鋼管１０の搬送方向Ｘに沿って複数列（図３には、５列を図示）に配置された複数のノズル２０ａを有している。本実施形態では、複数列に配置された複数のノズル２０ａによって、冷却帯３０が構成されている。鋼管１０の搬送方向Ｘにおいて、冷却帯３０の長さは、例えば、鋼管１０の長さよりも十分に大きく設定される。なお、図３および後述の図４に示した複数のノズル２０ａの配置および数は、本実施形態に係る熱処理方法を説明するための一例であり、ノズル２０ａの配置および数は、適宜変更することができる。
【００３４】
図４は、鋼管１０、蓋１２および任意の一列の複数のノズル２０ａを、鋼管１０の搬送方向Ｘから見た図である。図４に示すように、本実施形態では、複数のノズル２０ａが、鋼管１０の上下に並ぶように配置されている。本実施形態では、２個のノズル２０ａによって一つの列が構成され、各列において、２個のノズル２０ａが、鋼管１０の上下に配置されている。各ノズル２０ａからは、水が噴射される。
【００３５】
図３（ａ）を参照して、冷却工程においては、加熱工程において加熱された鋼管１０が、図示しないローラーコンベアや搬送用台車によって、鋼管１０の軸方向に搬送され、一端１０ａを先端として冷却装置２０に送り込まれる。冷却装置２０に送り込まれた鋼管１０は、一端１０ａを先端として、冷却帯３０を通過する。このとき、各ノズル２０ａから水が鋼管１０の外周面に噴射されるが、一端１０ａから鋼管１０内に水が浸入することは蓋１２によって抑制される。
【００３６】
なお、図４を参照して、本実施形態では、冷却工程において、鋼管１０が周方向Ｒに回転しつつ鋼管１０の軸方向に移動するように、上述のローラーコンベアや搬送用台車によって鋼管１０が搬送される。本実施形態では、鋼管１０の軸方向への移動速度は、例えば、１ｍ／ｍiｎ以上に設定され、鋼管１０の周方向Ｒへの回転速度は、０．５ｒｐｍ以上に設定される。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、１本目の鋼管１０に続いて、２本目の鋼管１０が同様に、一端１０ａを先端として冷却装置２０に送り込まれる。このとき、上述したように、各ノズル２０ａから水が鋼管１０の外周面に噴射されている。しかしながら、１本目の鋼管１０の他端１０ｂから鋼管１０内に水が浸入すること、および２本目の鋼管１０の一端１０ａから鋼管１０内に水が浸入することは、蓋１２によってそれぞれ抑制される。
【００３８】
以上のように、本実施形態に係る熱処理方法によれば、鋼管１０の両端に取り付けられた蓋１２によって、水冷時に、鋼管１０内に水が浸入することを抑制することができる。また、各蓋１２が貫通孔１２ａを有しているので、加熱工程において鋼管１０内の空気が膨張しても、鋼管１０内の空気を鋼管１０外へ排出することができる。これにより、膨張した鋼管１０内の空気の圧力によって蓋１２が鋼管１０から外れることを抑制することができる。これらの結果、鋼管１０内に水が浸入することを十分に抑制することができ、鋼管１０が不均一に冷却されることを抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、鋼管１０の両端にそれぞれ蓋１２が取り付けられることによって、複数の鋼管１０を連続的に水冷する場合でも、鋼管１０内に水が浸入することを十分に抑制できる。これにより、冷却工程において、鋼管１０同士の間隔を必要以上に大きくしなくてよいので、生産性の低下を抑制できる。
【００４０】
以上の結果、生産性の低下を抑制しつつ、鋼管が変形することを抑制できる。
【実施例】
【００４１】
一対の蓋が接合された本発明例１〜８の鋼管１０、一対の蓋が接合された比較例９〜１１の鋼管１０、一端１０ａのみに蓋が接合された比較例１２の鋼管１０、蓋が接合されていない比較例１３の鋼管１０、一対の蓋が接合された比較例１４〜１８の鋼管１０をそれぞれ１０本ずつ用意して、加熱工程および冷却工程を実施した。そして、鋼管の変形を調査した。表１に、鋼管を製造するために使用した鋼の化学組成を示す。
【００４２】
【表１】
2018165390.tif 000003
【００４３】
なお、各鋼管１０の変形は、曲がり発生率で評価した。曲がり発生率は、１０本の鋼管のうち、曲がりが発生した鋼管の本数を百分率で示した数値である。なお、曲がりの発生の有無は、以下のように規定した。図５は、曲がりの発生の有無の判断方法を説明するための概念図である。図５に示すように、鋼管１０の曲がりを算出する際には、水平面に対して鋼管１０の他端１０ｂが垂直になるように水平面上に鋼管１０を置く。その状態で、一端１０ａの下端と水平面との鉛直方向における距離ｍの最大値を計測する。そして、鋼管１０の長さをＬとして、「距離ｍの最大値／長さＬ」の値が０．０２以上となった場合に、鋼管１０に曲がりが発生しているとした。なお、距離ｍの最大値とは、水平面に対して他端１０ｂが垂直となっている状態において、一端１０ａと水平面との鉛直方向における距離ｍが最大となるように鋼管１０を置いたときの、距離ｍの値である。言い換えると、距離ｍの最大値は、水平面に対して他端１０ｂが垂直となっている状態で鋼管１０を周方向に回転させた際の距離ｍのうち、最大の値である。
【００４４】
図６は、本発明例および比較例において使用した蓋１２Ａ〜１２Ｆの形状を示す図である。なお、図６において（ａ）は、蓋１２Ａ〜１２Ｆの平面図を示し、（ｂ）は、蓋１２Ａ〜１２Ｆの側面図を示す。蓋１２Ａ〜１２Ｆでは、貫通孔１２ａの大きさ、位置および数が互いに異なる。蓋１２Ａ〜１２Ｃの貫通孔１２ａの直径は６ｍｍとし、蓋１２Ｄの貫通孔１２ａの直径は１６ｍｍとし、蓋１２Ｅの貫通孔１２ａの直径は２２ｍｍとし、蓋１２Ｆの貫通孔１２ａの直径は４ｍｍとした。蓋１２Ａ〜１２Ｆはそれぞれ、アーク溶接（溶接条件：電圧２１Ｖ、電流２１０Ａ、溶接棒：軟鋼用(直径３ｍｍ)）によって鋼管１０に接合した。なお、蓋１２Ｃには、溶接時に蓋１２Ｃの位置を固定しやすいように、蓋１２Ｃの鋼管１０側の面に、鋼管１０内に挿入される一対の支持部材４０を設けた。蓋１２Ａ〜１２Ｆおよび蓋１２Ｇ（後述の表２参照）の厚みは、１０ｍｍとした。蓋１２Ａ〜１２Ｇの外径は、上述の（ｉｉ）式に基づいて設定した。蓋１２Ａ〜１２Ｇの材質は、軟鋼とした。
【００４５】
本発明例１〜８および比較例９〜１８のいずれの鋼管１０も、加熱工程では、９５０℃で1時間保持した。その後、冷却工程では、鋼管１０を周方向に回転させながら冷却装置の冷却帯を通過させて、鋼管１０の外周面の温度を室温（２５℃）程度まで冷却させた。冷却工程における平均冷却速度は、２〜２０℃/sであった。また、８００℃から５００℃までの平均冷却速度は４〜４０℃/sであった。
【００４６】
下記の表２に、試験条件および試験結果を示す。なお、表２に示す蓋１２Ｇ（図示せず）は、貫通孔１２ａを有していない点を除いて他の蓋１２Ａ〜１２Ｆと同様の構成を有する。また、表２に示すスポット状の溶接（４点）は、蓋の周方向に９０°間隔でスポット状にアーク溶接を行ったことを意味している。なお、上記スポット状に溶接されたそれぞれの部分は、蓋の周方向における長さが高々１０ｍｍ程度であり、比較例に示した直径２４５ｍｍ、肉厚１３．８ｍｍの鋼管の場合、蓋の全周の長さに対して１．４％程度の長さである。また、本発明例１〜８においては、蓋の外周を４等分して得られる各外周部のいずれにおいても、鋼管１０に溶接された部分の長さが蓋の全周の長さの４％以上となるように、蓋が鋼管１０に溶接されている。なお、本発明例７、８及び比較例１０、１４においては、蓋１２Ｂ、１２Ｅは、図２に示した蓋１２と同様に、４か所の接合領域１２ｂにおいて、鋼管１０に接合されている。本発明例７及び比較例１４では、各接合領域１２ｂの周方向における長さは、蓋１２Ｂ、１２Ｅの全周の長さの１０％の長さに設定した。また、本発明例８では、各接合領域１２ｂの周方向における長さは、蓋１２Ｂの全周の長さの５％の長さに設定した。一方、比較例１０では、各接合領域１２ｂの周方向における長さは、蓋１２Ｂの全周の長さの３％の長さに設定した。
【００４７】
【表２】
2018165390.tif 000004
【００４８】
表２に示した結果から、本発明の要件を満たした本発明例１〜８の鋼管１０においては、水冷による焼き入れ処理を行なっても、曲がりが発生しなかったことがわかる。
【００４９】
一方、比較例９の鋼管１０では、冷却工程において鋼管１０の回転速度が遅過ぎたために、鋼管１０が不均一に冷却される場合があった。このため、鋼管１０に曲がりが発生した。また、比較例１０、１１の鋼管１０では、蓋１２Ｂの外周を４等分して得られる各外周部のいずれにおいても、鋼管１０に溶接された部分の長さが蓋１２Ｂの全周の長さの４％未満であった。このため、冷却工程において蓋１２Ｂの一部が鋼管１０から外れたり、蓋１２Ｂの全体が鋼管１０から外れたりして、鋼管１０内に水が浸入する場合があった。これにより、鋼管１０が不均一に冷却され、鋼管１０に曲がりが発生した。
【００５０】
比較例１２の鋼管１０では、冷却工程において他端１０ｂから鋼管１０内に水が浸入する場合があった。これにより、鋼管１０が不均一に冷却され、鋼管１０に曲がりが発生した。また、比較例１３の鋼管１０では、鋼管１０の両端から鋼管１０内に多量の水が浸入する場合が多くあった。これにより、多くの鋼管１０が不均一に冷却され、曲がりが発生した鋼管１０の数が多くなった。
【００５１】
比較例１４、１５の鋼管１０では、取り付けられた蓋１２Ｅの複数の貫通孔１２ａの面積率が高かったため、冷却工程において複数の貫通孔１２ａから鋼管１０内に水が浸入する場合があった。また、冷却工程において、貫通孔１２ａと貫通孔１２ａとの間で蓋１２Ｅに割れが生じ、その割れから鋼管１０内に水が浸入する場合もあった。このため、鋼管１０が不均一に冷却され、鋼管１０に曲がりが発生した。
【００５２】
比較例１６の鋼管１０では、取り付けられた蓋１２Ｆの複数の貫通孔１２ａの面積率が低かったため、加熱工程および冷却工程において、鋼管１０内において膨張した空気によって蓋１２Ｆが変形する場合があった。これにより、貫通孔１２ａの近傍および蓋１２Ｆと鋼管１０との接合部の近傍で割れが生じる場合があった。その結果、鋼管１０内に水が浸入し、鋼管１０に曲がりが生じた。
【００５３】
比較例１７の鋼管１０では、比較例１１の鋼管１０において生じた現象に加えて、加熱工程終了時に、蓋１２Ｇと鋼管１０との未接合部において大きな隙間が生じている場合があった。この隙間から冷却工程において鋼管１０内に水が浸入し、鋼管１０の曲がりが発生する場合があった。なお、比較例１７においては、加熱工程において鋼管１０内の空気が膨張することによって、膨張した空気が上記未接合部から排出される際に、上記の隙間が形成されたと考えられる。
【００５４】
比較例１８の鋼管１０においても、比較例１７の鋼管１０と同様に、蓋１２Ｇと鋼管１０との未接合部において大きな隙間が生じている場合があった。この隙間から冷却工程において鋼管１０内に水が浸入し、鋼管１０の曲がりが発生する場合があった。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明によれば、生産性の低下を抑制しつつ、焼き入れ処理中に鋼管が変形することを抑制できる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  鋼管
１２  蓋
１２ａ  貫通孔
２０  冷却装置
２０ａ  ノズル
【図１】
2018165390.tif 000005
【図２】
2018165390.tif 000006
【図３】
2018165390.tif 000007
【図４】
2018165390.tif 000008
【図５】
2018165390.tif 000009
【図６】
2018165390.tif 000010