JP7256392B2 - 鋼材の溶削方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼材の表面を溶削する鋼材の溶削方法に関するものである。

例えば、連続鋳造によって製造される鋳片等の鋼材の表面には、介在物の巻き込みや表面疵等の表面欠陥が発生することがある。
このような鋼材の表面欠陥を除去する際には、例えば特許文献１－３に開示された溶削装置（スカーファー設備）が用いられる。これらの溶削装置（スカーファー設備）は、鋳片（鋼材）の表面を局所的に加熱して溶融し、表面欠陥を除去するものである。
上述の溶削装置（スカーファー設備）においては、鋼材の表面に対向するようにスカーファーユニットが配設されている。

このような構成の溶削装置（スカーファー設備）においては、まず、鋼材の表面に対して可燃性ガスと酸素を吹き付けて可燃性ガスを燃焼させ、この燃焼熱により、鋼材の表面を局所的に溶融して湯溜まり部を形成する（予熱工程）。
次に、鋼材の表面に溶削用酸素を供給するとともに鋼材を搬送し、上述の湯溜まり部を熱源として溶削用酸素と鉄とを酸化反応させ、この酸化反応熱によって、鋼材の表面を溶融し、表面欠陥を除去する（溶削工程）。このとき、鋼材の搬送方向後方側に向けて溶削が進行していくことになる。ここで、溶削用酸素が供給され、鋼材の鉄との酸化反応が生じる領域を火点と称す。

実開平０３－０７０８５６号公報 特開平０９－１６８８６２号公報 特開平１０－２７２５６１号公報

最近では、溶削の生産性向上、及び、溶削時の歩留まり向上のため、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが求められている。
従来、上述の溶削装置（スカーファー設備）によって鋼材の表面を溶削する場合には、溶削用酸素の酸素量（酸素圧力）と鋼材の搬送速度を調整することにより、溶削深さを制御していた。すなわち、溶削深さは、おおよそ酸素の供給律速となるため、溶削深さを浅くする場合には、酸素量を少なくするか、あるいは、鋼材の搬送速度を速くすることになる。

ここで、溶削深さを浅くするために、酸素量を少なくしたり、鋼材の搬送速度を速くしたりした場合には、火点への酸素の供給が不安定となり、安定して溶削を行うことができず、幅方向において溶削深さに変動が生じ、溶削後の鋼材の表面に大きな凹凸が形成されることがあった。すなわち、鋼材を溶削する場合には、安定して溶削が可能な溶削深さの下限値（限界溶削深さ）及び搬送速度の上限値（限界搬送速度）が存在しており、溶削深さを浅くすることが困難であった。

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、鋼材の表面を安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能な鋼材の溶削方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。
従来、上述の溶削工程においては、予熱工程において使用される酸素及び可燃性ガスをシールドガスとして利用し、火点に向けて供給される溶削用酸素の純度を確保している。
ここで、前方シールドガスとして利用される酸素を利用して火点近傍で酸化反応させ、火点の溶削進行方向前方側を加熱することにより、鋼材の搬送速度を増速させても安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削可能であるとの知見を得た。

本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明に係る鋼材の溶削方法は、鋼材の表面に可燃性ガスと酸素を吹き付けて燃焼させ、前記鋼材の表面に湯溜まり部を形成する予熱工程と、前記鋼材の表面に溶削用酸素を吹き付けるとともに前記鋼材を搬送し、前記溶削用酸素と鉄との酸化反応熱によって、搬送される前記鋼材の表面を溶削する溶削工程と、を有し、前記溶削工程では、前記溶削用酸素が前記鋼材と酸化反応して形成される火点の溶削進行方向前方側に、可燃性ガスと酸素からなる前方シールドガスを噴出する構成とされており、前記前方シールドガスにおいては、前記可燃性ガスが完全燃焼するために必要な理論酸素量よりも酸素が多くなるように、前記酸素（Ｏ）と前記可燃性ガス（Ｇ）との流量比Ｏ／Ｇを設定することを特徴としている。

この構成の鋼材の溶削方法によれば、前記溶削工程において、火点の溶削進行方向前方側に噴出される前方シールドガスにおける前記酸素（Ｏ）と前記可燃性ガス（Ｇ）との流量比Ｏ／Ｇを、前記可燃性ガスが完全燃焼するために必要な理論酸素量よりも酸素が多くなるように、設定しているので、可燃性ガスが燃焼した後の余剰の酸素が火点近傍において鋼材と酸化反応し、この反応熱によって火点の溶削進行方向前方側が効率的に加熱されることになり、酸化反応を促進することができる。
よって、鋼材の搬送速度を向上させても安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能となる。
なお、本発明において、流量比Ｏ／Ｇは、体積比で表すものとする。

ここで、本発明の鋼材の溶削方法においては、前記鋼材の初期温度に応じて、前記前方シールドガスにおける前記酸素（Ｏ）と前記可燃性ガス（Ｇ）との流量比Ｏ／Ｇを調整する構成とされており、前記鋼材の初期温度が低いときは、前記流量比Ｏ／Ｇを大きくすることが好ましい。
この場合、鋼材の初期温度に応じて前記前方シールドガスにおける前記酸素（Ｏ）と前記可燃性ガス（Ｇ）との流量比Ｏ／Ｇを調整し、前記鋼材の初期温度が低いときは、前記流量比Ｏ／Ｇを大きくして酸素量を増加させる構成としているので、鋼材の初期温度が低い場合でも、火点の溶削進行方向前方側を反応熱によって十分に加熱することができ、安定して鋼材の溶削を実施することが可能となる。

さらに、本発明の鋼材の溶削方法においては、前記前方シールドガスを噴出するノズル幅を２５ｍｍ以上とすることが好ましい。
この場合、前記前方シールドガスを噴出するノズル幅を２５ｍｍ以上としているので、火点の溶削進行方向前方側の比較的広い領域を加熱することができ、さらに安定して鋼材の溶削を実施することが可能となる。

また、本発明の鋼材の溶削方法においては、前記前方シールドガスの噴射角度を３０°以上６０°以下の範囲内とすることが好ましい。
この場合、前記前方シールドガスの噴射角度が３０°以上６０°以下の範囲内とされているので、酸化反応によって生成した酸化物を火点の溶削進行方向前方側から効率良く除去することができ、さらに安定して鋼材の溶削を実施することが可能となる。

上述のように、本発明によれば、鋼材の表面を安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能な鋼材の溶削方法を提供することができる。

本発明の実施形態である鋼材の溶削装置の概略説明図である。（ａ）が予熱工程、（ｂ）が溶削工程の状況を示す。 図１の鋼材溶削時の拡大説明図である。。 前方シールドガスのノズルの拡大説明図である。（ａ）が側面図、（ｂ）が一部正面図である。 図２に示す前方シールドガスのノズル形状について、本発明の別の実施形態を示す説明図である。

以下に、本発明の実施形態である鋼材の溶削方法について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

まず、本実施形態である鋼材の溶削方法を実施する鋼材の溶削装置について、図１を参照して説明する。
図１に示す鋼材の溶削装置１０は、鋼材１の表面に対向するように配置されたスカーファーユニット２０と、鋼材１を搬送する搬送テーブル（図示なし）と、を有している。
このスカーファーユニット２０には、酸素と可燃性ガスとを噴出する予熱用ガス噴出部２１と、溶削用酸素を噴出する溶削用酸素噴出部２６、および、後方シールドガス噴出部３４が設けられている。

鋼材１は、搬送テーブルの上に載置されており、図１の矢印Ｘ方向に搬送されるように構成されている。このため、溶削進行方向は、矢印Ｙ方向（矢印Ｘ方向とは反対方向）となる。
ここで、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、溶削用酸素噴出部２６から噴出される溶削用酸素の噴出流は、予熱用ガス噴出部２１から噴出される酸素及び可燃性ガスの噴出流よりも、溶削進行方向Ｙ後方側に衝突するように配置されている。

上述の構成の鋼材の溶削装置１０においては、まず、図１（ａ）に示すように、スカーファーユニット２０の予熱用ガス噴出部２１から酸素及び可燃性ガスを鋼材１の表面に向けて噴出するとともに、この可燃性ガスを燃焼させる。そして、燃焼する可燃性ガスの熱により、鋼材１の表面の一部を溶融して、湯溜まり部３を形成する（予熱工程）。
なお、鋼材１の表面に形成される湯溜まり部３の搬送方向Ｘ（溶削進行方向Ｙ）に沿った長さは、例えば２０～３０ｍｍ程度の範囲とされる。

次に、図１（ｂ）に示すように、スカーファーユニット２０の溶削用酸素噴出部２６から溶削用酸素を鋼材１の表面に向けて噴出するとともに、湯溜まり部３が形成された鋼材１を搬送方向Ｘに向けて搬送する。
すると、溶削用酸素噴出部２６から噴出される溶削用酸素の噴出流が、搬送される鋼材１の湯溜まり部３を通過し、この湯溜まり部３を熱源として溶削用酸素と鉄とを酸化反応させ、この酸化反応熱によって、鋼材１の表面を溶融させ、鋼材１の表面を溶削する（溶削工程）。すなわち、湯溜まり部３の搬送方向Ｘ後方側（溶削進行方向Ｙ前方側）が、酸化反応熱によって溶削されることになる。なお、溶削用酸素が供給され、鋼材１の鉄との酸化反応が生じる領域が火点となる。

ここで、溶削深さを浅くする際には、火点への酸素供給量を減少させるために、溶削用酸素の圧力を低くしたり、鋼材１の搬送速度を速くしたりすることになる。しかしながら、溶削用酸素の圧力を低くしたり、鋼材１の搬送速度を速くしたりすると、火点への酸素供給が不安定となり、溶削を安定して実施することができなくなり、鋼材１の幅方向で溶削深さが不均一となるおそれがある。
このため、溶削深さを浅くし、かつ、安定して均一に溶削するためには、鋼材１の搬送速度を速くしても、安定して酸素と鉄を反応させることが必要となる。

そこで、本実施形態の鋼材の溶削方法においては、溶削工程では、図２に示すように、火点の溶削進行方向Ｙ前方側に、予熱用ガス噴出部２１から酸素３２及び可燃性ガス３３を供給し、前方シールドガスとして利用する。
このとき、可燃性ガス３３が完全燃焼するために必要な理論酸素量よりも酸素が多くなるように、酸素３２と可燃性ガス３３との流量比Ｏ／Ｇを設定する。

ここで、本実施形態の鋼材の溶削方法においては、鋼材１の初期温度に応じて、シールドガスにおける酸素３２と可燃性ガス３３との流量比Ｏ／Ｇを調整する構成とされており、鋼材１の初期温度が低いときは、流量比Ｏ／Ｇを大きくして酸素量を増加させることが好ましい。

また、図４に示す別の本実施形態の鋼材の溶削方法においては、前方シールドガスを噴出するノズル幅ｄを２５ｍｍ以上とすることが好ましい。
さらに、本実施形態の鋼材の溶削方法においては、前方シールドガスの噴射角度θを３０°以上６０°以下の範囲内とすることが好ましい。

以下に、前方シールドガスの酸素３２と可燃性ガス３３との流量比Ｏ／Ｇ、鋼材１の初期温度に応じた流量比Ｏ／Ｇの調整、前方シールドガスを噴出するノズル幅ｄ、前方シールドガスの噴射角度θを、上述のように規定した理由を説明する。

（前方シールドガスの酸素３２と可燃性ガス３３との流量比Ｏ／Ｇ）
上述のように、溶削を安定して実施するためには、溶削用酸素の圧力を低くしたり、鋼材１の搬送速度を速くしたりしても、安定して酸化反応させることが必要となる。
ここで、前方シールドガスの酸素３２と可燃性ガス３３との流量比Ｏ／Ｇを、可燃性ガス３３が完全燃焼するために必要な理論酸素量よりも酸素が多くなるように設定することにより、可燃性ガス３３の燃焼に消費された後に残存する余剰の酸素が火点近傍で酸化反応し、反応熱によって火点の溶削進行方向Ｙ前方側が十分に加熱されることになる。これにより、鋼材１の搬送速度を速くしても、安定して酸化反応させることが可能となる。

なお、前方シールドガスにおける酸素量は、上述の理論酸素量の１．１倍以上とすることが好ましく、１．２倍以上とすることが好ましい。
例えば、可燃性ガス３３としてＬＰＧを用いた場合には、可燃性ガス３３が完全燃焼するために必要な理論酸素量から流量比Ｏ／Ｇは５となる。このため、本実施形態の鋼材の溶削方法においては、前方シールドガスにおける流量比が５を超えるように、好ましくは５．５以上、さらに好ましくは６以上となるように設定することが好ましい。

（鋼材１の初期温度に応じた流量比Ｏ／Ｇの調整）
上述のように、本実施形態である鋼材の溶削方法では、酸化反応による反応熱を利用していることから、鋼材１を十分に加熱した状態で溶削用酸素を噴射して酸化反応を促進する必要がある。
このため、鋼材１の初期温度が低い場合には、前方シールドガスの流量比Ｏ／Ｇを大きく設定し、余剰の酸素量を確保することで、火点近傍において酸化反応を促進し、反応熱によって火点の溶削進行方向Ｙ前方側を十分に加熱することが可能となる。
例えば、可燃性ガス３３としてＬＰＧを用いた場合には、以下の式で示すように、流量比Ｏ／Ｇを設定することが好ましい。
流量比Ｏ／Ｇ＝１０－Ｔ／Ｋ
ここで、Ｔ：鋼材の初期温度（℃）、Ｋ：定数（１６０～２４０）とする。

（前方シールドガスを噴出するノズル幅ｄ）
溶削工程において、前方シールドガスを噴出するノズル幅ｄを２５ｍｍ以上とすることにより、反応熱によって火点の溶削進行方向Ｙ前方側の比較的広い領域を加熱することができ、反応熱によって火点の溶削進行方向Ｙ前方側を十分に加熱することが可能となる。
なお、前方シールドガスを噴出するノズル幅ｄは、２５ｍｍ以上とすることがさらに好ましく、３０ｍｍ以上とすることがよりに好ましい。一方、ノズル幅の上限に特に制限はないが、４０ｍｍ以下とすることが好ましく、３５ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。

ここで、前方シールドガスのノズル幅ｄは、図３あるいは図４に示すように、酸素３２と可燃性ガス３３が噴出される領域の幅ｄとなる。
また、本実施形態においては、酸素３２の噴出口が溶削用酸素噴出部２６側に近接して配置されていることが好ましい。
また、予熱用ガス噴出部２１から噴出する酸素３２と可燃性ガス３３は、別々のノズル孔から噴射する方式の他、事前にノズル内で混合させた後に噴出させる方式でもよい。

（前方シールドガスの噴射角度θ）
溶削工程においては、酸化反応を利用しているため、酸化物（ノロ）が生じることになる。そこで、本実施形態においては、火点の溶削進行方向Ｙ前方側に位置する酸化物（ノロ）をシールドガスと溶削用酸素噴流によって除去している。
ここで、前方シールドガスの噴射角度θを３０°以上６０°以下の範囲内とすることにより、酸化物（ノロ）を効率良く排出することが可能となる。
なお、シールドガスの噴射角度θの下限は、３０°以上とすることがさらに好ましく、３５°以上とすることがより好前方ましい。一方、前方シールドガスの噴射角度θの上限は、６０°以下とすることがさらに好ましく、４５°以下とすることがより好ましい。

以上のような構成とされた本実施形態である鋼材の溶削方法によれば、溶削工程において、火点の溶削進行方向Ｙ前方側に噴出される前方シールドガスにおける酸素３２と可燃性ガス３３との流量比Ｏ／Ｇを、可燃性ガス３３が完全燃焼するために必要な理論酸素量よりも酸素３２が多くなるように、設定しているので、余剰の酸素が火点近傍において鋼材１と酸化反応し、この反応熱によって火点の溶削進行方向Ｙ前方側を効率的に加熱することができ、酸素と鋼材１との酸化反応を促進することができる。
よって、鋼材１の搬送速度を向上させても安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能となる。

また、本実施形態において、鋼材１の初期温度に応じて前方シールドガスにおける酸素と可燃性ガスとの流量比Ｏ／Ｇを調整し、鋼材１の初期温度が低いときは、流量比Ｏ／Ｇを大きくして酸素量を増加させる構成とした場合には、鋼材１の初期温度が低い場合でも、火点の溶削進行方向Ｙ前方側を反応熱によって十分に加熱することが可能となる。よって、酸素と鋼材１との酸化反応を促進することができ、安定して鋼材１の溶削を実施することが可能となる。

さらに、本実施形態において、前方シールドガスを噴出するノズル幅を２５ｍｍ以上とした場合には、火点の溶削進行方向Ｙ前方側の比較的広い領域を加熱することができ、さらに安定して鋼材１の溶削を実施することが可能となる。

また、本実施形態において、前方シールドガスの噴射角度θを３０°以上６０°以下の範囲内とした場合には、酸化反応によって生成した酸化物（ノロ）を火点の溶削進行方向Ｙ前方側から効率良く除去することができ、さらに安定して鋼材１の溶削を実施することが可能となる。

さらに、本実施形態において、前方シールドガスの酸素３２の噴出口が溶削用酸素噴出部２６側に近接して配置されている場合には、余剰の酸素が鉄の酸化反応することをさらに促進することが可能となり、火点の溶削進行方向Ｙ前方側をさらに効率良く加熱することが可能となる。

以上、本発明の実施形態である本実施形態である鋼材の溶削装置、及び、鋼材の溶削方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、図１に示す構成の鋼材の溶削装置を用いるものとして説明したが、これに限定されることはなく、可燃性ガス及び酸素を噴出する予熱用ガス噴出部と、溶削用酸素を噴出する溶削用酸素噴出部と、を有していれば、その他の構成の鋼材の溶削装置を用いてもよい。

以下に、本発明の効果を確認すべく実施した実験結果について説明する。

本実施形態で説明した鋼材の溶削装置において、表１に示すように、鋼材の初期温度Ｔ（℃）、前方シールドガスの噴射角度θ（°）、前方シールドガスのノズル幅ｄ（ｍｍ）、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを設定した。なお、可燃性ガスとしてプロパンガスを用いており、理論酸素量における流量比Ｏ／Ｇは５となる。
そして、目標溶削深さを変更し、溶削状況を確認した。安定して均一に溶削できた場合を「〇」、幅方向で不均一となった場合を「×」と評価した。なお、溶削用酸素は圧力０．３ＭＰａとした。
ここで、表１においては、鋼材の初期温度毎に評価する。すなわち、比較例１と本発明例１－１，１－２を比較し、比較例２と本発明例２－１～２－６を比較し、本発明例３－１～３－３を比較する。

初期温度が３０℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを理論酸素量である５とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを３５°として溶削を実施した比較例１においては、目標溶削深さが２．０ｍｍまでは安定して溶削することが可能であったが、１．８ｍｍでは溶削状況が「×」となった。

これに対して、初期温度が３０℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを７とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを３５°として溶削を実施した本発明例１－１においては、目標溶削深さが１．８ｍｍまで安定して溶削することが可能であった。

また、初期温度が３０℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを９．８とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを３５°として溶削を実施した本発明例１－２においては、目標溶削深さが１．６ｍｍまで安定して溶削することが可能であった。

初期温度が５００℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを理論酸素量である５とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを３５°として溶削を実施した比較例２においては、鋼材の初期温度が高いため、目標溶削深さが１．８ｍｍまでは安定して溶削することが可能であったが、１．６ｍｍでは溶削状況が「×」となった。

これに対して、初期温度が５００℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを７とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを３５°として溶削を実施した本発明例２－１においては、目標溶削深さが１．６ｍｍまで安定して溶削することが可能であった。

また、初期温度が５００℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを７．５とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを３５°として溶削を実施した本発明例２－２においては、目標溶削深さが１．４ｍｍまで安定して溶削することが可能であった。

さらに、初期温度が５００℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを７．５とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを３０ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを３５°として溶削を実施した本発明例２－３においては、目標溶削深さが１．２ｍｍまで安定して溶削することが可能であった。

初期温度が５００℃の鋼材を前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを７．５とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを２０°として溶削を実施した本発明例２－４においては、目標溶削深さが１．６ｍｍまで安定して溶削することができた。

初期温度が５００℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを７．５とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを７０°として溶削を実施した本発明例２－５においては、目標溶削深さが１．６ｍｍまで安定して溶削することができた。

初期温度が５００℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを７．５とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを４５°として溶削を実施した本発明例２－６においては、目標溶削深さが１．２ｍｍまで安定して溶削することができた。

初期温度が８００℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを６とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを３５°として溶削を実施した本発明例３－１においては、目標溶削深さが１．２ｍｍまで安定して溶削することができた。

初期温度が８００℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを６とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを３０ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを３５°として溶削を実施した本発明例３－２においては、目標溶削深さが１．０ｍｍまで安定して溶削することができた。

初期温度が８００℃の鋼材を、前方シールドガスの酸素（Ｏ）と可燃性ガス（Ｇ）の流量比Ｏ／Ｇを６とし、前方シールドガスのノズル幅ｄを１７ｍｍ、前方シールドガスの噴射角度θを４５°として溶削を実施した本発明例３－３においては、目標溶削深さが１．０ｍｍまで安定して溶削することができた。

以上の結果から、本発明例によれば、鋼材の表面を安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能な鋼材の溶削方法を提供できることが確認された。

１ 鋼材
３ 湯溜まり部
１０ 鋼材の溶削装置
２０ スカーファーユニット
２１ 予熱用ガス噴出部
２６ 溶削用酸素噴出部

Claims (4)

1. 鋼材の表面に可燃性ガスと酸素を吹き付けて燃焼させ、前記鋼材の表面に湯溜まり部を形成する予熱工程と、
   前記鋼材の表面に溶削用酸素を吹き付けるとともに前記鋼材を搬送し、前記溶削用酸素と鉄との酸化反応熱によって、搬送される前記鋼材の表面を溶削する溶削工程と、
   を有し、
   前記溶削工程では、前記溶削用酸素が前記鋼材と酸化反応して形成される火点の溶削進行方向前方側に、可燃性ガスと酸素からなる前方シールドガスを噴出する構成とされており、
   前記前方シールドガスにおいては、前記可燃性ガスが完全燃焼するために必要な理論酸素量よりも酸素が多くなるように、前記酸素（Ｏ）と前記可燃性ガス（Ｇ）との流量比Ｏ／Ｇを設定することを特徴とする鋼材の溶削方法。
2. 前記鋼材の初期温度に応じて、前記前方シールドガスにおける前記酸素（Ｏ）と前記可燃性ガス（Ｇ）との流量比Ｏ／Ｇを調整する構成とされており、前記鋼材の初期温度が低いときは、前記流量比Ｏ／Ｇを大きくすることを特徴とする請求項１に記載の鋼材の溶削方法。
3. 前記前方シールドガスを噴出するノズル幅を２５ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼材の溶削方法。
4. 前記前方シールドガスの噴射角度を３０°以上６０°以下の範囲内とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の鋼材の溶削方法。

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