JPH01313189A - ステンレス鋼スラブのパウダーカツテイング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、最良の状態で且つ経済的に切断が行えるステ
ンレス鋼スラブのパウダーカッティング方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

ステンレス鋼スラブを切断するとき、特にこれが連続鋳
造されてくるステンレス鋼スラブである場合には、次工
程の目的に合わせた長さにステンレス鋼スラブを切断す
ることを切断不能に至ること無く効率的に且つ良好に行
わねばならない。

ところで、普通鋼のスラブの切断は通常のガス切断方法
により行われるが、ステンレス鋼は普通鋼に比較して熱
伝導率が１７２〜ｌ／３程度に小さいので、そのスラブ
の切断にはパウダーカッティング方法が用いられる。

次に一般的なパウダーカッティング方法を図面により説
明する。第２図はガス切断に用いる軟管の火口の１例を
示しくイ）は縦断面図で（ロ）は同図（イ）中のＡ−Ａ
線断面図、第３図はパウダーカッティング実施状態の説
明図である。

パウダーカッティングの基本になっているものは通常の
ガス切断（酸素切断とも言う）である。

これは、例えば第２図（イ）及び（ロ）に示す如き切断
酸素口１ａを囲んでその周囲に予熱用可燃性ガス口１ｂ
及び予熱酸素口１ｃがそれぞれ配置された火口１を有す
る軟管の各日から気体を切断個所に向って噴流せしめ、
外側の予熱用可燃性ガス（例えばＬＰＧ）及び予熱酸素
によって生じる予熱フレームにより目標個所が充分な燃
焼温度に加熱された予熱域に火口１の中心部から噴流し
ている純度の高い切断酸素を吹き付けると、その切断個
所が直ちに激しい酸化反応を起こして（この部分を酸化
反応部と言う）溶融酸化鉄となり、Ｎ！素気流の力でこ
の溶融酸化鉄を吹き飛ばすことによって行われる。

しかしながら、ステンレス鋼スラブの場合は通常のガス
切断方法のみでは溶融状態が不充分なために良好に切断
できない、そこでパウダーカッティング方法が採用され
ている。この原理は、通常用いられているガス切断方法
において、第３図に示す如く鉄粉２を乾燥空気又は窒素
を主とするキャリアガスにより火口１の近くの鉄粉供給
管３から酸化反応部６に向って噴射注入すると、鉄粉２
は予熱フレーム４を貫通するとき予熱された状態となっ
て酸化反応部６に達し、鉄粉２と切断酸素５とが反応し
て生じる酸化熱を利用して酸化反応部６の加熱を強めて
ステンレス鋼スラブの切断個所を溶融させ、切断を可能
にさせるのである。鉄粉２としては一般に粒径２０〜３
００声のものが使用される。

従来、ステンレス鋼スラブのパウダーカッティングにお
いては、切断酸素量（Ｎ　ｒｎ’　７分）と鉄粉供給Ｍ
、Ｃｇ１分）とは多い目の方が切断能力があり、そして
切断酸素量（Ｎ　ｒｎ’　７分）：鉄粉供給量（ｇ／分
）を１．５　：　（２００〜２５０）とすると最も良好
な結果が得られるとするのが通説であり、また鉄粉を供
給するキャリアガスの圧力は０．７〜０．８ｋｇ／ｆｆ
ｌが適正だと言われてきた。

しかしながら、実際には上記従来の条件で行うと酸化反
応部６の溶融が不充分で、切断速度を上げようとすると
予熱や溶融が不足で吹上げが発生し、飛散した溶鋼が火
口１に付着して切断不能となって火口１の交換を強いら
れ、交換が間に合わない場合は連続鋳造停止に至ること
もあった。また切断速度が上げられないため、同じ位置
を時間をかけて切断することになり、切断ノロが多く発
生してロール表面やスラブ切断面に付着することが屡々
あった。このため、次工程でのスラブ手入れ時間や歩留
等へ影響を及ぼしコスト高となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、上記従来技術の欠点を解消し、最良の
状態で且つ経済的に切断が行えるようにステンレス鋼ス
ラブのパウダーカッティング方法の条件を定めることに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明考等は上記課題を解決するため、種々な検討を行
った。

先ず、従来のパウダーカッティング条件で切断時の状態
を詳細にａｍした結果、切断個所から切断方向のわずか
な先にある酸化反応部６が安定且つ連続的に形成されて
おらず、噴射された鉄粉の酸化反応部６への供給状態も
良くないことが判明した。もともとこのパウダーカッテ
ィングにおいてはステンレス鋼の小さな熱伝導率に基づ
く酸化反応部６の加熱不足を補う目的で鉄粉２を供給し
てその酸化熱溶剤作用を利用して切断するのであるから
、その目的に反して酸化反応部６が安定して形成されて
いないことは改善すべき重要な事項である。更に、切断
後のスラブを観察すると未反応の鉄粉２が切断部付近に
多量に付着していた。

これらのことから鉄粉供給量が多いと鉄粉２の予熱不足
により却って酸化反応が妨げられ、またキャリアガス圧
が高いとキャリアガスによる冷却効果や鉄粉２の予熱フ
レーム４Ｎ３Ｍ時間短縮のために充分に鉄粉２が予熱さ
れないのではないかと考え、段階的に条件を変更して種
々検討を重ねた結果、供給される鉄粉２が予熱フレーム
４で予熱されて燃焼直前の状態となってから切断酸素５
と反応させて一気に燃焼させる条件が最適であること、
そしてこのような状態にするためには切断酸素量に対す
る鉄粉供給量及びキャリアガス圧は従来の通説よりも可
成り小さいところにその最適範囲があり、この条件を定
めることによって上記課題を解決できることを究明して
本発明を成した。

以下、本発明に係るステンレス鋼スラブのパウダーカッ
ティング方法を図面によって詳細に説明する。

第１図はキャリアガスの各種圧力における切断酸素量と
鉄粉供給量との比と切断速度との関係を示す図である。

本発明方法はステンレス鋼スラブをパウダーカッティン
グするに当り、切断酸素量（８２７分）と鉄粉供給量（
ｇ／分）との比を１＝２５〜１：４０とし且つキャリア
ガスの圧力を０．２〜０．３ｋｇ／ｃｄとすることが特
徴である。

このことは第１図から説明される。第１図はキャリアガ
スの圧力を０．１ｋｇ／ａＪ、　０．２ｋｇ／ａ＃、　
０．３ｋｇ／ｃｄ、　０．５ｋｇ／ａＪ及び０．８ｋｇ
／ａｄの各種として用い、各圧毎に切断酸素量（Ｎｎ（
／分）と鉄粉供給ｔ　（ｇ／分）との比（以下、酸素・
鉄粉比と言うことがある）を種々に変えて、そのときの
良好且つ安定状態で切断可能な最大切断速度（ｍ　／分
）との関係を長期間に亘って実験確認して集積したデー
ターに基づいて作成した図である。

この第１図から上記本発明で規定した酸素・鉄粉比及び
キャリヤガス圧の範囲の場合に最大切断速度が大きいす
なわち切断状態が良好なことが判り、また切断速度を上
げても吹上げもなかった。逆に酸素・鉄粉比及びキャリ
アガス圧が上記範囲よりも大き過ぎると過剰な鉄粉２や
キャリアガスの冷却効果により安定した切断に必要な充
分な予熱が得られず、また反対に小さ過ぎる場合は鉄粉
２の供給不足によりこれもまた熱不足となり、酸化反応
部６における安定且つ連続的な溶融状態が得ら　　　　
′れず、切断がスムーズに行えないのである。更に説明
すると、鉄粉２がキャリアガスと共に予熱フレーム４を
通過する間に鉄粉２が充分予熱されることが必要である
が、鉄粉２を多量に供給することは却って予熱を妨げて
いることになる。またキャリアガス圧が高いとキャリア
ガスの流速が速すぎるため予熱フレーム４を乱し、この
ようなことによっても効率良く鉄粉の予熱が行われない
ことになるのである０本発明方法で規定した切断酸素ｆ
ｉ（ＮｒｒＩ″／分）：鉄粉供給量（ｇ／分）及びキャ
リアガス圧に関する前記条件は、上記の如き酸化反応部
６の溶融を不充分とさせる要因をすべて排除したもので
ある。本発明方法において規定した条件以外のパウダー
カッティング条件（各ガスの圧力や流量等）は従来のパ
ウダーカッティングのそれで良く、その標準的なものは
実施例で示す。

〔実施例〕

厚さ２００ｍｍの５ＩＩ９３０４の連続鋳造スラブを第
２図に示す火口１（火口１の外径２９ｍ、切断酸素口１
ａの直径５ｍ＋、予熱用可燃性ガスロ１ｂの１つの孔の
直径２　ｍ　、予熱用可燃性ガス口１ｂの孔数１１．予
熱酸素口１ｃの幅１臘で外側径１９＋ｍ）を使用して本
発明方法によりパウダーカッティングを行った。

予熱用可燃性ガスとしてはＬＰＧを、また鉄粉キャリア
ガスとしては窒素ガスをそれぞれ使用したパウダーカッ
ティングの各条件は表に示す、キャリアガス以外の各ガ
スの圧力は軟管入口でのものである。ここで、切断酸素
圧を９　ｋｇ／ａｄとしたのは、高圧酸素規制（１０ｋ
ｇ／ｃｄ以上）以下でなるべく高い圧力としたからであ
り、また予熱酸素圧及びＬＰＧ圧がそれぞれ３　ｋｇ／
ａ＃及び０．３ｋｇ／ａｊであるのは、予熱フレーム４
の先端１１５程がスラブ表面にかかった状態にしたとき
の圧力である。キャリアガス圧は、鉄粉を供給する場合
常時均一には送粉できず、どうしても多少変動するから
平均圧力で示しである。また、使用する鉄粉の粒径につ
いても種々検討した結果、従来より若干細粒の３０〜２
５０μｓのものを使用した。上記条件下に良好に切断で
きた最大切断速度及び切断溝幅を表に示す。

鉄粉供給量及びキャリアガス圧（従って流量）を変えた
以外は上記と同様の条件の従来方法で行った比較例も表
に併記する。

表 表から本発明方法による場合は従来方法と比較して遥か
に速く（本例では１．４倍の速さで）良好に、且つ切断
溝幅も格段に狭く（本例では３５〜４０％狭く）ステン
レス鋼スラブを切断できることが判る。そして切断ノロ
の発生が少なかった。

５ＵＳ４３０．５ＵＳ３１６等のスラブについても本発
明方法を実施し、同様な結果が得られている。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明に係るステンレス鋼スラブのパウダ
ーカッティング方法は、切断酸素量と鉄粉供給量との比
及びキャリアガスの圧力を従来の定説とは異なる特定の
範囲に規定したことにより、以下に述べる効果を有する
。

（ａ）切断不能に至ること無く良好に切断できる最大切
断速度が従来の条件に比較し、大幅に向上した。

（ｂ）鉄粉使用量が約１７４に減少した。

（Ｃ）切断溝幅が格段に狭くなり、従って封材歩留が向
上した。

（ｄ）切断ノロの発生が少なくなってロール面やスラブ
切断面へのノロ付着が減少し、従ってスラブ手入れ時間
が減少すると共にスラブ疵取時の歩留が向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図はキャリアガスの各種圧力における切断酸素量と
鉄粉供給量との比と切断速度との関係を示す図であり、
第２図はガス切断に用いる軟管の火口の１例の（イ）は
縦断面図で（ロ）は同図（イ）中Ａ−Ａ線断面図、第３
図はパウダーカッティング実施状態の説明図である。 図面中 １・・・・火口 ｌａ・・・・切断酸素口 １ｂ・・・・予熱用可燃性ガス口 １ｃ・・・・予熱酸素口 ２・・・・鉄粉 ３・・・・鉄粉供給管 ４・・・・予熱フレーム ５・・・・切断酸素 ６・・・・酸化反応部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　切断個所に向つて切断酸素流とそれを囲んで予熱用
   可燃性ガス流及び予熱酸素流とを火口より噴流させ後者
   によつて生じる予熱フレームにより加熱された予熱域に
   切断酸素が吹き付けられて形成されている酸化反応部に
   上記予熱フレームを貫通してキャリアガスにより鉄粉を
   噴射供給してステンレス鋼スラブをパウダーカッティン
   グするに当り、切断酸素量（Ｎｍ＾３／分）と鉄粉供給
   量（ｇ／分）との比を１：２５〜１：４０とし且つキャ
   リアガスの圧力を０．２〜０．３ｋｇ／ｃｍ＾２とする
   ことを特徴とするステンレス鋼スラブのパウダーカッテ
   ィング方法。 ２　鉄粉として粒径が３０〜２５０μｍのものを使用す
   る請求項１に記載のステンレス鋼スラブのパウダーカッ
   ティング方法。