專利名稱：：連續(xù)熱處理爐、使用其的金屬管及熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及已被冷加工的金屬管的連續(xù)熱處理，更詳細地說，涉及使用含有碳化氫成分的軋制油或潤滑劑進行冷加工，例如，在不銹鋼鋼管等金屬管中，不會產(chǎn)生來自管的內(nèi)面附著物的生成氣體引起的污染的連續(xù)熱處理爐，以及使用其進行熱處理的金屬管及熱處理方法。
背景技術(shù)：
：對冷加工的金屬管、例如，冷精加工的鋼管實施冷加工時，實施在鋼管的內(nèi)外表面在冷軋制時涂敷軋制油，在冷拉拔時涂抹潤滑劑(金屬肥皂)等的適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，加工成?guī)定的尺寸。在將冷加工后的鋼管進行熱處理時，在熱處理前需要清洗軋制油和潤滑劑(脫脂)，除去鋼管內(nèi)外表面的附著物。在鋼管表面上殘留有附著物的狀態(tài)下實施熱處理時，由于軋制油和潤滑劑含有碳化氫類的成分，有時還含有氯等，因此在熱處理中，這些成分蒸發(fā)而產(chǎn)生氯氣之外的污染氣體，這些氣體尤其容易滯留在鋼管內(nèi)面而造成污染。另外，即使上述蒸發(fā)氣體中不含有氯之外的污染氣體，由于鋼管的內(nèi)外表面暴露在含有碳源(碳)的高溫氣體中，因此有時也會由于溫度條件而發(fā)生滲碳。在表面發(fā)生了滲碳的鋼管在高溫高壓下反復(fù)使用時，以滲碳部為起點可能發(fā)生scc(應(yīng)力腐蝕開裂)。因此，在將冷加工后的鋼管進行熱處理時，在鋼管的內(nèi)外表面必須不發(fā)生滲碳。在熱處理前除去鋼管內(nèi)外表面殘留的附著物，以使伴隨熱處理，在鋼管表面不發(fā)生污染或滲碳，這時，在冷加工后僅靠堿脫脂、清洗不能除去，需要在此基礎(chǔ)上，實施噴砂等內(nèi)面清潔工序。另外，在采用酸洗時，用于該工序的用工數(shù)增大，所有這些都會增大冷加工的鋼管制造費。為防止鋼管內(nèi)面的污染和滲碳，有效的方法是用氣氛氣體將管內(nèi)的氣體進行置換，一直以來為此提出有種種對策。在特開平5—320745號公報中，提出有一種管內(nèi)氣體清潔裝置，其彈性襯墊以使設(shè)置在對向部的一對開閉門沿清理室的入口部的上下各自上下動的方式而設(shè)置，使搬入的直管臨時停止在入口部，并由開閉門自上下夾住而提高清理室的氣氛氣體的壓力，由此將直管內(nèi)置換成氣氛氣體。但是，特開平5—320745號公報提出的裝置，每次都需要在清理室的入口部停止直管的裝入，因此熱處理能率顯著降低。與此同時，因加熱氣氛的作用，彈性襯墊的品質(zhì)急劇劣化，存在不能得到要求性能和需要頻繁地交換的問題。另外，特開平6—128645號公報公示的熱處理裝置，在用于在氣氛氣體中對直狀管進行熱處理的熱處理爐的側(cè)方，設(shè)置有朝向直狀管的入口、用于送入直狀管的裝入平臺，在該裝入平臺上設(shè)置有在直狀管的前端進入上述熱處理爐內(nèi)的狀態(tài)，用于使位于該直狀管的后端的位置形成負壓的負壓裝置。由此，可以極其簡單地進行直狀管內(nèi)的凈化操作。但是，特開平6—12864S號公報公示的裝置需要大容量的負壓裝置，因此需要大的設(shè)備投資，存在鋼管制造費成本增高的問題。另外，在特開2004—239505號公報公示有"一種連續(xù)熱處理爐，其特征在于，在爐入口以覆蓋其全面的方式設(shè)置有吊著的耐熱性簾，通過該耐熱性簾而裝入上述鋼管"。在該熱處理爐中，鋼管內(nèi)面的附著物發(fā)生的分解氣體(污染氣體)容易滯留在鋼管內(nèi)部，因此使氣氛氣體從鋼管的前端侵入至內(nèi)部，從而使鋼管內(nèi)部的氣體流動變得顯著。具體而言，在將被熱處理材料即鋼管裝入爐內(nèi)時，先裝入的鋼管的前端側(cè)升溫，表面溫度達到200600。C時，殘留附著物分解而產(chǎn)生碳化氫類氣體等。覆蓋連續(xù)熱處理爐的爐入口且進行密封，優(yōu)選為通過覆蓋爐入口及爐出口部的兩端，能夠使?fàn)t內(nèi)的氣氛氣體與爐外相比成為正壓，由此從鋼管的前端朝向后端可以形成氣體流動。由此，將鋼管裝入熱處理爐內(nèi)時，分解、除去殘留在內(nèi)表面的附著物，并且在鋼管內(nèi)部產(chǎn)生從前端朝向后端的氣氛氣體流，因此，可以容易地將管內(nèi)部置換成氣氛氣體，不會使熱處理能率降低，并且可以防止附著物的分解氣體引起的污染和滲碳。但是，特開2004—239505號公報公示的熱處理爐，被熱處理材料即鋼管的后端進入爐內(nèi)(正確而言，比上述耐熱性簾更靠近內(nèi)側(cè))時，鋼管的前端和后端沒有壓力差，鋼管內(nèi)沒有氣體流，因此在后端附近容易滯留碳化氫類氣體和污染氣體。因此，需要時常管理爐入口的溫度，以達到在鋼管的后端進入比耐熱性簾更靠近內(nèi)側(cè)之前可以使鋼管內(nèi)面的附著物分解的溫度。因此，希望使用簡單方法就可以更確實地去除碳化氫類氣體和污染氣體的熱處理爐。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于在這種冷加工后的鋼管、其它的金屬管的內(nèi)外表面殘留的附著物的問題而開發(fā)的，其目的在于，提供一種即使將冷加工后的清洗工藝僅設(shè)定為堿脫脂、清洗時，也可以在熱處理前簡易地除去殘留的附著物，而且也不降低熱處理能率的連續(xù)熱處理爐，以及使用這種連續(xù)熱處理爐進行熱處理的金屬管及熱處理方法。本發(fā)明者們?yōu)榻鉀Q上述課題，對用于除去在將冷加工后的鋼管進行清洗后殘留在表面的附著物的熱處理方法進行了種種探討。其結(jié)果是，即使將冷加工后的清洗工藝僅設(shè)定為堿脫脂、清洗時，在將鋼管裝入熱處理爐時，也可以簡易地分解、氣化、除去殘留在內(nèi)外表面上的附著物。在堿脫脂、清洗后殘留在鋼管表面的附著物(冷加工時的軋制油、拉拔用潤滑劑(金屬肥皂))幾乎在熱處理時被加熱至200600'C，這時，分解而生成碳化氫類氣體(還有，氯氣之外的污染氣體)。尤其是，在400。C碳化氫類氣體等的發(fā)生最顯著。因此，為了有效地分解殘留的附著物，理想是將鋼管表面加熱至40(TC以上。通常，在裝入熱處理爐內(nèi)的鋼管中，外面附著物的分解氣體依靠爐內(nèi)的氣體流容易地被擴散，但是，外面附著物的分解氣體容易滯留在鋼管內(nèi)部。附著物的分解氣體有時含有氯之外的污染物質(zhì)，另外，因在碳化氫類具有滲碳性，所以在鋼管加熱至80(TC以上時，有時在鋼管表面發(fā)生污染禾口滲碳o(jì)因此，為有效地防止污染和滲碳的發(fā)生，需要將鋼管表面的溫度控制在不足80(TC。在實際的操作中，考慮到連續(xù)熱處理爐內(nèi)的控制精度，優(yōu)選控制在750'C以下。鋼管內(nèi)面的附著物發(fā)生的分解氣體(污染氣體)容易滯留在鋼管內(nèi)部，因此，本發(fā)明者們對使鋼管內(nèi)部的氣體流更顯著的方法進行了反復(fù)的探討。其結(jié)果認為，在連續(xù)熱處理爐的加熱室的入口側(cè)裝設(shè)具有預(yù)熱帶的前室，同時在前室出口側(cè)(即，加熱室的入口側(cè))安裝密封簾，將前室的內(nèi)壓設(shè)定為"爐外壓以上且加熱室壓力以下"，即，通過在熱處理爐內(nèi)設(shè)置階段狀的壓力差，不需要時?？刂茽t入口的溫度，就可以容易且確實地進行管內(nèi)面附著物的分解、除去。本發(fā)明是基于上述的見解而開發(fā)的，其要點為下述U)的連續(xù)熱處理爐，(2)的金屬管及(3)的熱處理方法。(1)一種連續(xù)熱處理爐，其將氣氛氣體導(dǎo)入具有加熱帶的加熱室，從爐入口沿軸向連續(xù)地裝入金屬管并從爐出口搬出實施了熱處理的金屬管，其中，在加熱室的入口側(cè)具有裝設(shè)有預(yù)熱帶的前室，在前室的入口側(cè)及出口側(cè)具有密封簾。優(yōu)選為在所述的連續(xù)熱處理爐中，在加熱室的出口側(cè)具有后室，在后室的入口側(cè)具有密封簾。(2)用上述(1)所述的連續(xù)熱處理爐制造的金屬管。(3)—種熱處理方法，將氣氛氣體導(dǎo)入具有加熱帶的加熱室，從爐入口沿軸向連續(xù)地裝入金屬管并從爐出口搬出實施了熱處理的金屬管，在加熱室的入口側(cè)具有預(yù)熱帶的前室的內(nèi)壓，設(shè)定為爐外壓以上且加熱室的壓力以下，在前室將金屬管加熱至可以將殘留在金屬管的內(nèi)外表面的附著物氣化的溫度，進行熱處理。在此，所謂的"附著物的氣化"是指附著物分解而產(chǎn)生碳化氫類氣體等。圖1是表示密封性能試驗裝置的主要部分的概略構(gòu)成圖；圖2是表示用于性能評價的密封簾的結(jié)構(gòu)圖，(a)是密封簾為8(4個X2組)個的情況，(b)是密封簾為16(4個X4組)個的情況；圖3是將空氣供給量和管道內(nèi)壓力(密封性能)的關(guān)系、密封簾的個數(shù)作為參數(shù)而表示的圖；圖4是表示密封簾為8(4個X2組)個時的密封簾的長度方向的管道內(nèi)壓力分布的圖；圖5是表示密封簾為16(4個X4組)個時的密封簾的長度方向的管道內(nèi)壓力分布的圖；圖6是表示在管道內(nèi)壓力的均勻性評價試驗中的管道截面的測定位置的圖；圖7是示意地表示本發(fā)明的連續(xù)熱處理爐的剖面構(gòu)成例(圖7(a))、材料溫度圖形(同圖(b))、爐內(nèi)壓力分布(同圖(c))及殘留污染氣體的釋放效果(同圖(d))的圖。具體實施方式如上所述，在本發(fā)明中，在加熱室的入口側(cè)設(shè)置裝設(shè)有預(yù)熱帶的前室，并且在入口側(cè)安裝有密封簾，對用這種方法給予熱處理爐內(nèi)階段狀的壓力的情況是否有問題進行了調(diào)查。在該調(diào)查中，使用了圖l所示的密封性能試驗裝置。該裝置具有在中央部裝設(shè)密封簾安裝部9的管道10(剖面形狀高160mmX寬800mm)，在管道IO上安裝密封簾11，將供給量設(shè)定為3090Nm3/h并向管道10內(nèi)供給氣體(使用空氣(空氣))，測定管道10內(nèi)的壓力(下面，壓力用(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)記述)。(a)密封簾的結(jié)構(gòu)(個數(shù))和密封性將密封簾11安裝在密封性測試裝置上，測定密封簾前部的剖面A(圖中標(biāo)注虛線的部分)的管道內(nèi)壓力。密封簾的安裝設(shè)定為圖2(a)所示的簾為8個(4個X2組)，及圖2(b)所示的簾為16個(4個X4組)。另外，根據(jù)在密封簾前部(剖面A)的測定可以進行密封性能的評價的情況，由后述的試驗(c)進行確認。將試驗結(jié)果表示在圖3中。由該結(jié)果表明，在空氣供給量增多的同時管道內(nèi)壓力提高(即，密封性能提高)，密封簾為16個時比密封簾為8個時性能提高約2倍。(b)密封簾長度方向的壓力分布在密封性能試驗裝置中，分別就將密封簾的安裝設(shè)定為如圖2(a)所示的簾為8個、及如圖2(b)所示的簾為16個的情況，對密封簾前部、后部及密封簾的各組間的管道壓力進行了測定。圖4及圖5表示測定結(jié)果。在這些圖中，也一同圖示了密封簾的安裝位置，表示了與此對應(yīng)的測定結(jié)果。從這些結(jié)果可以確認，密封簾無論為8個、16個時，管道內(nèi)壓力都從密封簾后部至前部直線上升，空氣供給量為60Nm3/h時，用密封簾1組可以確保約3Pa的密封性能。(c)管道內(nèi)壓力的均勻性在管道內(nèi)的寬度方向100mm間距、高度方向50mm間距(參照圖6)、長度方向250mm間距，實施空氣供給量為6訓(xùn)mVh、密封簾為16個(4個X4組)時，實施了壓力測定。表l表示在密封簾前部(剖面A)的測定結(jié)果，表2表示在密封簾后部(剖面B)的測定結(jié)果。[<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(注)空氣供給量60Nm3/h、密封簾4個X4組[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(注)空氣供給量60Nm3/h、密封簾4個X4組從表1及表2的結(jié)果可以判明，密封簾的前部及后部，在管道截面上也為均勻的壓力分布，雖沒有表示，但即使在長度方向在土0.1Pa以內(nèi)，也是均勻的。另外，由于密封簾后部的壓力大致為0Pa，因此，通過測定密封簾前部(例如，剖面A)的壓力可以進行密封性能評價。根據(jù)上述密封性能試驗裝置的試驗結(jié)果可知，將多個密封簾重疊并組成組，并且配設(shè)多組，也可以確保爐內(nèi)任意截面的壓力的均勻性，壓力與密封簾的個數(shù)成比例地降低。由此可以確認，可以容易地將熱處理爐的內(nèi)壓設(shè)定為二階段。于是，作為用于設(shè)定兩個階段內(nèi)壓的裝置，采用密封簾。圖7是示意地表示本發(fā)明的連續(xù)熱處理爐的截面構(gòu)成例(圖7(a))、材料溫度圖形(同圖(b))、爐內(nèi)壓力分布(同圖(c))及殘留污染氣體的釋放效果(同圖(d))的圖。在圖7中，(b)~(d)的橫向長度都與(a)的橫向長度相對應(yīng)。在圖7(a)所示的熱處理爐的結(jié)構(gòu)為，向具有加熱帶la的加熱室1導(dǎo)入氣氛氣體，將鋼管從爐入口2a沿軸向連續(xù)地裝入，實施規(guī)定的熱處理后，從爐出口2b搬出。另外，在爐地板上配置有自爐入口2a貫穿爐出口2b的送管用輥(未圖示)。如圖所示，在加熱室1的入口側(cè)設(shè)置具有預(yù)熱帶3的前室4，在前室4的入口側(cè)、出口側(cè)(即，加熱室l的入口側(cè))分別安裝有本發(fā)明中所規(guī)定的密封簾5a及5b。由此，在送管用輥上流動的鋼管前進一定距離以上時，在設(shè)置預(yù)熱帶的位置，鋼管內(nèi)面的附著物進行氣化，另一方面，在夾持密封簾5a的前室4和連續(xù)熱處理爐之間產(chǎn)生壓力差，因此從鋼管前端朝向后端形成氣氛氣體流，由于氣化發(fā)生的污染氣體成為氣氛氣體并且通過鋼管的后端向連續(xù)熱處理爐外排出。另外，在鋼管的前端進入加熱室1的情況下，由于在夾持密封簾5b的加熱室1和前室4之間產(chǎn)生壓力差(或在加熱室1和連續(xù)熱處理爐外之間產(chǎn)生壓力差)，因此，同樣地污染氣體通過鋼管的后端向前室4(或連續(xù)熱處理爐外)排出。另外，在該例中，在加熱室l的出口側(cè)夾著冷卻帶設(shè)置有本發(fā)明所希望的后室6，在其入口側(cè)安裝有密封簾7a。由此，前室4的氣氛氣體的流動量增多，可以在不產(chǎn)生污染的前提下加快送管速度。另外，在該例中，在后室6的出口側(cè)還安裝有密封簾7b。該密封簾7b—直都安裝著，其用于使氣氛氣體不從后室6的出口側(cè)(爐出口2b)向另一方流出。即，目前，雖然安裝有用于防止氣氛氣體的流出的密封簾7b，但是沒有考慮到如在本發(fā)明的連續(xù)熱處理爐中可以實現(xiàn)的氣氛氣體的急劇的內(nèi)壓梯度(換言之，提高爐內(nèi)壓、且設(shè)定為二個階段)。下面，利用圖7(b)~(d)進行詳述。7(b)是材料溫度圖形，實線(圖中，表述為"現(xiàn)狀")是沒有設(shè)置預(yù)熱帶3的圖形，虛線是將具備本發(fā)明的熱處理爐的構(gòu)成要件即預(yù)熱帶3的前室4設(shè)置在加熱室1的入口側(cè)的圖形。通過設(shè)置預(yù)熱帶3，可以將鋼管的溫度急速地提高至之前敘述的、使管內(nèi)殘留附著物氣化而產(chǎn)生碳化氫類氣體和氯氣以外的污染氣體(在此，尤其注意污染，稱為"污染氣體")時的理想的溫度范圍內(nèi)的450'C。圖7(c)是爐內(nèi)的壓力分布(含一部分實測值的推定壓力分布)，實線(在圖中，記述為"現(xiàn)狀(推測)")為沒有在前室4安裝本發(fā)明規(guī)定的密封簾5a及5b中的密封簾5b,并且在后室6沒有設(shè)置本發(fā)明希望的密封簾7a的狀態(tài)。虛線是本發(fā)明中在前室4的出口側(cè)(即，加熱室l的入口側(cè))設(shè)置密封簾5b、在后室6的入口側(cè)設(shè)置密封簾7a的狀態(tài)。由此，在密封簾5b和密封簾7a之間爐內(nèi)壓力增高，在前室4的部分和加熱室1的部分將爐內(nèi)壓設(shè)定為兩個階段，可以將前室的內(nèi)壓設(shè)定在爐外壓以上加熱室的壓力以下。圖7(d)是用于說明殘留在鋼管內(nèi)的污染氣體的釋放效果的圖。該圖(d)中的"現(xiàn)狀"為，鋼管8的后端8b處于前室4的入口側(cè)部分，鋼管8的前端8a處于加熱室1的中央附近，未加熱的長度成為13m。這里所說的"未加熱長度"是指材料溫度沒有達到殘留附著物分解的理想的溫度(在該例中，450°C)，因此叫做殘留有附著物(或僅有一部分氣化)的部分的長度。與圖7(c)的爐內(nèi)壓力分布相對比，在該時點，前端8a的壓力比后端8b的壓力更高，因此有管內(nèi)氣體流動，但是，鋼管8被搬運且后端8b到達圖7(c)的A點時，由于在管的前端8a、后端8b沒有壓力差，因此管內(nèi)氣體的流動停止，污染氣體滯留在管內(nèi)。在圖7(d)的"預(yù)熱帶設(shè)置時"中，由和圖7(b)的材料溫度圖形的對比可知，因為距材料溫度達到450。C的爐入口2a的距離短，因此，未加熱長度減少為5m。但是，和上述同樣，后端8b達到圖7(c)的A點時，管內(nèi)氣體流動停止，污染氣體滯留在后端8b附近的管內(nèi)。圖7(d)的"預(yù)熱帶+密封簾設(shè)置時"的(1)為，鋼管8的后端8b達到圖7(c)的A點、前端8a處于加熱室1的中央附近的情況，未加熱長度比上述的"預(yù)熱帶設(shè)置時"更短。由于在前室4的出口側(cè)(即，加熱室1的入口側(cè))設(shè)置有密封簾5b，因此如圖7(c)所示，熱處理爐的內(nèi)壓設(shè)定為二階段，其結(jié)果是，即使管后端8b達到圖7(c)的A點，由于管的前端8a和后端8b有壓力差，產(chǎn)生管內(nèi)氣體流動，因此，氣化的污染氣體也不會滯留在管內(nèi)。鋼管8被搬送成為(2)的狀態(tài)后，管后端8b也達到45(TC，未加熱的長度變?yōu)?m，管內(nèi)的殘留附著物全部分解、氣化。而且，從和圖7(c)的爐內(nèi)壓力分布的對比可知，氣化的污染氣體通過管內(nèi)氣體流從管后端排出。對密封簾的材質(zhì)、形狀等沒有特別限定。可以使用目前所使用的耐熱性的簾，如前的實驗結(jié)果所示，只要將多塊重疊、再將其組成組而使用，則可以有效地維持密封簾前后的壓力差。如此，通過本發(fā)明的連續(xù)熱處理爐，即使將冷加工后的清洗工藝僅設(shè)定為堿脫脂、清洗時，也可以容易地除去熱處理前鋼管內(nèi)外表面的附著物，而且必要的設(shè)備投資也比較低廉。上述(2)所述的金屬管是用上述的本發(fā)明的熱處理爐制造的金屬管。即使將冷加工后的清洗工藝僅設(shè)定為堿脫脂、清洗時，通過熱處理，在被加熱到高溫(在上述圖7所示的例中，IIO(TC)之前，用預(yù)熱帶可以除去管的內(nèi)外表面的殘留附著物，因此金屬管表面(尤其是內(nèi)面)不會被污染。上述(3)所述的熱處理方法為，"將氣氛氣體導(dǎo)入具有加熱帶的加熱室，從爐入口沿軸向連續(xù)地裝入金屬管并從爐出口搬出實施了熱處理的金屬管，在加熱室的入口側(cè)裝設(shè)有預(yù)熱帶的前室的內(nèi)壓，按照成為爐外壓以上且加熱室的壓力以下的方式設(shè)定，在前室將金屬管加熱至可以將殘留在金屬管的內(nèi)外表面的附著物氣化的溫度，進行熱處理"的方法。作為上述的"氣氛氣體"，為了抑制管的表面氧化，單獨或混合使用非氧化性氣體即氫氣、氮氣或He、Ar等惰性氣體。為確保耐蝕性，在管表面形成致密、密合性高的氧化被膜時，使用水蒸氣和C02、02等氧化性氣體或這些和非氧化性氣體的混合氣體。另外，不局限于上述的氣體，若使用大氣和燃料即LNG的燃燒排放氣體，可以降低熱處理成本。"將金屬管加熱至可以使附著物氣化的溫度"時的溫度，優(yōu)選為管的內(nèi)表面溫度設(shè)定在40(TC以上，且在750。C以下。為了使殘留的附著物有效地分解、氣化，適于將表面溫度加熱至40(TC以上，緩和污染氣體的作用，另外，為了防止?jié)B碳的發(fā)生，考慮到管理精度，有效的上設(shè)定在750"C以下。為了將"前室的內(nèi)壓設(shè)定為爐外壓以上且加熱室的壓力以下"中，僅將氣氛氣體以適當(dāng)?shù)墓┙o量導(dǎo)入加熱室內(nèi)即可。由于設(shè)置在前室出口側(cè)的密封簾5b、設(shè)置在入口側(cè)的密封簾5a有效地作用，故前室的內(nèi)壓成為爐外壓以上且加熱室的壓力以下。該熱處理方法可以使用上述的本發(fā)明的熱處理爐來實施。即，可以將爐內(nèi)壓設(shè)定成前室部分和加熱室部分二個階段，因此，可以將前室的內(nèi)壓設(shè)定為爐外壓以上且加熱室的壓力以下，由此，在管內(nèi)部從前端朝向后端肯定能夠產(chǎn)生氣氛氣體的流動，因此，可以使管內(nèi)部的殘留附著物氣化，從而被氣氛氣體置換而除去。其后接著在規(guī)定的溫度下實施熱處理，所以也不會使熱處理能率降低。實施例使用表示在兩端產(chǎn)生APp[Pa]壓差的管內(nèi)的氣體流動的"等溫流動模式式"，改變預(yù)熱帶及密封簾的設(shè)置條件等，研究送入內(nèi)徑6mm、長度20m的鋼管時的管內(nèi)的氣體是否可以排出，并且，調(diào)査在實際爐中有無含氯的附著物對管內(nèi)面的污染。另外，在研究上述管內(nèi)氣體是否排出中所需要的爐內(nèi)壓分布用后述的爐內(nèi)壓力分布推定式進行推定。"等溫流動模式"的導(dǎo)出在管兩端產(chǎn)生的壓差A(yù)Pp[Pa]和在管內(nèi)產(chǎn)生的氣體流速Up[m/p]具有下述(1)式的關(guān)系。[數(shù)l]Lp1其中，人p:管摩擦系數(shù)[一]Lp:管長[m]Dp:管徑[m]P:氣體的密度[Kg/m3]up:氣體流速[m/s]層流的情況，[數(shù)2]64Ap=—=64-(2)其中，Re:雷諾數(shù)[一]P粘性系數(shù)[Kg/ms]因此，APP[Pa]為[數(shù)3]*mW匕p厶Pp=32-rvpDp2(3)另一方面，將前室的入口設(shè)為L-O，將設(shè)置在前室入口側(cè)的密封簾后端的位置設(shè)為Ll，將設(shè)置在前室出口側(cè)的密封簾的前端及后端的位置分別設(shè)為L2、L3(L3=L2+"密封簾5b的厚度")(參照圖7(a))，在密封簾前后靜壓直線性增加，若在密封簾之間近似于等壓時，則爐內(nèi)壓力分布用下式表示。[數(shù)4]△Pp(L)=P0vec(L)—P0ven(L—LP)…(4)其中，L:以前室入口為基準(zhǔn)的管前端的爐內(nèi)位置[m]LP:管的全長[m]P0ven:爐內(nèi)壓力[Pa]在此，鋼管為450'C時，假設(shè)產(chǎn)生污染氣體(在管內(nèi)面附著的污染物質(zhì)氣化)，將鋼管達到450。C時的爐內(nèi)位置設(shè)定為L450、將鋼管前端(送管方向端部)達到L，的時刻設(shè)定為t45。、將鋼管兩端到達沒有壓差的位置L4(L4=L3+LP、Lp是管的全長)的時刻設(shè)定為t4時，在時間(t4—t45。)之間，處于鋼管的前端位置的氣氛氣體在管內(nèi)移動的距離Ldrain(0)用后述的(5)式表示。[數(shù)5]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>將送管速度設(shè)為Ut時、根據(jù)L-fUt，成為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>處于離開鋼管的前端的管內(nèi)位置x[m]的氣體達到45(TC之后直到鋼管兩端沒有壓差的位置L4為止，在送管期間在鋼管內(nèi)移動的距離Ld曲(x)用下式表示。[數(shù)7]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>因此，未加熱長度L^用下式表示。[數(shù)8]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>其中，0《X《Lp若L^《0，"未加熱長度"則可以從氣氛氣體的管內(nèi)排出，與此相伴，污染氣體也從管內(nèi)排出。爐內(nèi)壓力分布推定式從j塊密封簾流出的氣體質(zhì)量流量G[kg/s]及靜壓變化厶Pj[pa]分別用下述(9)式及(10)式表示。[數(shù)9]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>簾的氣體通過部的截面積<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中，A:△Pj:簾前后的壓差[pa]C-平均1塊簾的阻力系數(shù)[一]Pj:簾前后的氣體的平均密度[kg/m3]簾截面積平均氣體通過速度[m/s]氣體通過n塊密封簾時產(chǎn)生的壓差A(yù)Pt一(pa)，為下述(U)式,傲10]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>將設(shè)置在前室入口側(cè)、前室出口側(cè)、及后室內(nèi)的密封簾組數(shù)(1組=4塊)分別設(shè)定為Nen_in、Nen.。ut、NJ組]、將從前室側(cè)及后室側(cè)流出的氫氣氣體量分別設(shè)定為Gen、Gex[kg/s]，根據(jù)加熱帶靜壓APH-^e-冷卻帶靜壓可以得到(12)式。[數(shù)11〗<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>在此，在G她尸Gen+Gex時，可以得到(13)式及(14)式[數(shù)12](<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>給出密封簾組數(shù)和總氫氣供給量G翩時，由上述(12)(14)式求出加熱帶靜壓(即、加熱室壓力)APh.z,。另外，前室的壓力AP前室也可以通過下式求出。[數(shù)13〗<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(15)模擬的結(jié)果(管內(nèi)氣體排出與否的探討結(jié)果)假設(shè)使用上述的"等溫流動模式式"，對內(nèi)徑6mm、長20mm的鋼管進行熱處理，計算未加熱的長度L^。如上所述，未加熱長度L^《0時，管內(nèi)的污染氣體從管的后端排出。在此，作為管內(nèi)溫度采用熱處理爐內(nèi)的溫度4501100。C的平均溫度775°C。在模擬中，對在前室沒有預(yù)熱帶及出口側(cè)密封簾、在后室沒有入口側(cè)密封簾時(模擬1)、在前室僅有預(yù)熱帶時(模擬2)、在前室僅有出口側(cè)密封簾時(模擬3)、在前室有預(yù)熱帶及出口側(cè)密封簾時(模擬4)、以及在前室有預(yù)熱帶及出口側(cè)密封簾、且在后室有入口側(cè)密封簾時(模擬5)的5種場合，分別將送管速度設(shè)定為1450mm/min或950mm/min進行計算。表3表示模擬結(jié)果。另外，在表3中，除未加熱的長度Lres之外也一同表示了預(yù)熱帶或密封簾的有無等、連續(xù)熱處理爐中的設(shè)備上的設(shè)定條件、以及前室及加熱室的壓力。熱處理爐的"前室"及"后室"欄中的〇標(biāo)記是表示具備預(yù)熱帶及密封簾的情況，另外，"未加熱長度Lres"欄中的O標(biāo)記是表示計算上能夠防止管內(nèi)面的污染的情況，X標(biāo)記表示不能防止污染的情況。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>對該提取水進行離子色譜分析，調(diào)查在管內(nèi)面殘留的氯的量。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>由表4表示的結(jié)果可知，在本發(fā)明規(guī)定條件以外的比較例1~3中，判定為都"有污染"，但是，在實施例1、3中"沒有污染"，或"極少"(實施例2)。之所以認為實施例2中有一些污染，是因為與同樣條件的實施例1相比送管速度快，管內(nèi)污染氣體的氣氛氣體置換慢而產(chǎn)生的，污染氣體殘留在管的后端附近。在實施例3中盡管送管速度快，但是也認為沒有污染，是因為在后室設(shè)置了密封簾的結(jié)果，加熱室內(nèi)的壓力從8.73pa提高至11.93pa，流入前室的氣氛氣體量增多從而促進管內(nèi)氣體的置換，污染氣體被除去。工業(yè)上的應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)熱處理爐及熱處理方法，即使將冷加工后的清洗工藝僅設(shè)定為堿脫脂、清洗時，也可以在熱處理前容易地除去鋼管內(nèi)外表面的附著物。因此，有利于應(yīng)用在以使用含有碳化氫成分的軋制油或潤滑劑進行冷加工的不銹鋼鋼管和鎳鉻鐵合金管為主的金屬管的制造中。權(quán)利要求1、一種連續(xù)熱處理爐，其將氣氛氣體導(dǎo)入具有加熱帶的加熱室中，從爐入口沿軸向連續(xù)地裝入金屬管并從爐出口搬出實施了熱處理的金屬管，其特征在于，在加熱室的入口側(cè)具有裝設(shè)有預(yù)熱帶的前室，在前室的入口側(cè)及出口側(cè)具有密封簾。2、如權(quán)利要求1所述的連續(xù)熱處理爐，其特征在于，在加熱室的出口側(cè)具有后室，在后室的入口側(cè)具有密封簾。3、一種金屬管，其特征在于，用權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)熱處理爐制造而成。4、一種熱處理方法，將氣氛氣體導(dǎo)入具有加熱帶的加熱室，從爐入口沿軸向連續(xù)地裝入金屬管并從爐出口搬出實施了熱處理的金屬管，其特征在于，在加熱室的入口側(cè)裝設(shè)有預(yù)熱帶的前室的內(nèi)壓，設(shè)定為爐外壓以上且加熱室的壓力以下，在前室將金屬管加熱至可以將殘留在金屬管的內(nèi)外表面的附著物氣化的溫度，進行熱處理。全文摘要本發(fā)明提供一種連續(xù)熱處理爐，以及使用這種連續(xù)熱處理爐進行熱處理的金屬管及使用該熱處理爐進行的熱處理方法。該連續(xù)熱處理爐是將氣氛氣體導(dǎo)入具有加熱帶(1a)的加熱室(1)，從爐入口(2a)沿軸向連續(xù)地裝入金屬管并從爐出口(2b)搬出實施了熱處理的金屬管的連續(xù)熱處理爐，在加熱室的入口側(cè)具有裝設(shè)有預(yù)熱帶(3)的前室(4)，在前室的入口側(cè)及出口側(cè)具有密封簾(5a)、(5b)。理想的是在加熱室的出口側(cè)設(shè)置后室(6)，在后室的入口側(cè)安裝密封簾(7a)。通過該熱處理爐及熱處理方法，即使在將冷加工后的清洗工藝僅設(shè)定為堿脫脂、清洗時，也可以在熱處理前簡易地除去金屬管內(nèi)外表面的附著物。文檔編號F27D99/00GK101228285SQ200580051149公開日2008年7月23日申請日期2005年7月25日優(yōu)先權(quán)日2005年7月25日發(fā)明者坂本明洋,辰岡干雄申請人:住友金屬工業(yè)株式會社