JP7256392B2 - 鋼材の溶削方法 - Google Patents
鋼材の溶削方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7256392B2 JP7256392B2 JP2019163780A JP2019163780A JP7256392B2 JP 7256392 B2 JP7256392 B2 JP 7256392B2 JP 2019163780 A JP2019163780 A JP 2019163780A JP 2019163780 A JP2019163780 A JP 2019163780A JP 7256392 B2 JP7256392 B2 JP 7256392B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel material
- cutting
- oxygen
- gas
- front shield
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Gas Burners (AREA)
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019163780A JP7256392B2 (ja) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 鋼材の溶削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019163780A JP7256392B2 (ja) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 鋼材の溶削方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021041422A JP2021041422A (ja) | 2021-03-18 |
JP7256392B2 true JP7256392B2 (ja) | 2023-04-12 |
Family
ID=74862824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019163780A Active JP7256392B2 (ja) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 鋼材の溶削方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7256392B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012016709A (ja) | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Jfe Steel Corp | 連続鋳造スラブの表面手入れ方法および装置 |
JP2018089653A (ja) | 2016-12-02 | 2018-06-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 鋳片の溶削ダレの除去方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1079181A (en) * | 1977-09-26 | 1980-06-10 | Union Carbide Corporation | Method and apparatus for producing a post-mixed, stabilized scarfing preheating flame |
JP2898583B2 (ja) * | 1995-09-14 | 1999-06-02 | 日本スピング株式会社 | 溶削火口 |
-
2019
- 2019-09-09 JP JP2019163780A patent/JP7256392B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012016709A (ja) | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Jfe Steel Corp | 連続鋳造スラブの表面手入れ方法および装置 |
JP2018089653A (ja) | 2016-12-02 | 2018-06-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 鋳片の溶削ダレの除去方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021041422A (ja) | 2021-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6805724B2 (en) | Method for particulate introduction for metal furnaces | |
JPH0947866A (ja) | はんだ付け装置 | |
JP7256392B2 (ja) | 鋼材の溶削方法 | |
JP5071206B2 (ja) | 連続鋳造材のガス切断方法及びガス切断機 | |
JP7401731B2 (ja) | 鋼材の溶削装置、及び、鋼材の溶削方法 | |
JP2022167019A (ja) | 鋼材の溶削方法 | |
JP2022167017A (ja) | 鋼材の溶削方法、および、鋼材の溶削装置 | |
US2184560A (en) | Method of and apparatus for forming shaped edge on metal members | |
JP6885270B2 (ja) | スラブの溶削方法 | |
US4366950A (en) | Method and apparatus for cutting stainless steel | |
JP2019217540A (ja) | 鋳片の溶削装置、及び、鋳片の溶削方法 | |
JP2871403B2 (ja) | 多目的バーナ | |
JP5061630B2 (ja) | 垂直型連続鋳造機で鋳造中の鋳片のガス切断方法 | |
JP2022118817A (ja) | 鋼片の溶削方法及び鋼片の溶削装置 | |
TWI584889B (zh) | 燃燒裝置及熔融金屬容器之澆道清洗方法 | |
JP2024014497A (ja) | 鋼片の溶削方法及び鋼片の溶削装置 | |
US2260322A (en) | Deseaming and desurfacing apparatus and process | |
JP2012016723A (ja) | 連続鋳造スラブの表面手入れ方法および装置 | |
KR102566415B1 (ko) | 강재 절단 방법 | |
JP2022167018A (ja) | 鋼材の溶削方法、および、鋼材の溶削装置 | |
JP5335812B2 (ja) | 鋼片の溶削装置及び鋼片の溶削方法 | |
KR101066580B1 (ko) | 연속주조장치 | |
KR20140028308A (ko) | 연속주조 주편의 표면처리장치 및 이를 이용한 연속주조 주편의 표면처리방법 | |
JP7510220B1 (ja) | 銅シャフト炉のバーナー構造体 | |
JPH01195239A (ja) | 真空脱ガス槽内加熱方法およびその装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220512 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230228 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230313 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7256392 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |