JPH0325688B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は欠陥を有する金属工作物の表面を熱化
学的に除去する、いわゆるスカーフイング、また
特に、欠陥を除去するため工作物の全体の表面を
除去するか、又かスカーフイングすべき種々の寸
法の部分にフインを生じないスカーフイングを行
なう装置と方法とに関するものである。

鋼を生産する際、その中間段階で表面の状態を
整えることはよく知られている。その目的のため
には、クラツク、継目及びスラグの混入のような
表面の欠陥を除去することであり、除去しないと
最終製品に欠陥となつて現われる。ロールスタン
ド間のコンベヤラインで適当な機械を使用して１
個又は２個以上の表面又は表面の一部の表面層を
熱化学的に除去することによつて工作物から欠陥
を除去するのが経済的であることがわかつた。こ
のようにして、鋼の連続する生産工程を阻害する
ことなく、高温の間に鋼工作物の表面を整えるこ
とができる。

多くの場合、鋼圧延機は単に同一寸法の工作物
を生産するのでなく、同一の圧延機で多くの異な
る寸法の鋼を生産する。従つて或る圧延機で工作
物の寸法が変ることは通常のことである。金属表
面で熱化学反応を生ずるよう鉄の表面に鋭角に酸
素の噴流を排出する単一ノズルを有するスカーフ
イングマシンにより、又は列に又は群に配置した
複数個のノズルから数個の酸素の流れを指向させ
ることにより、鋼片、インゴツト、棒鋼、スラブ
等の工作物から表面欠陥を除去することが行なわ
れている。

また特に、ホツトチヤージング又はダイレクト
ローリングとして知られるエネルギ節約及び生産
増強方法を採用することが行なわれており、連続
鋳造又は厚板圧延工程から生じた半完成鋼製品を
まだ高温のうちに直ちに工作ステーシヨンに送つ
ている。この段階で、表面の継目、混入スラグを
除去しないまま残すと、恒久的な欠陥が仕上り製
品に生ずる。

これ等の欠陥は全体の表面をスカーフイングす
ることによつて通常除かれるが、相当な量の金属
が失なわれる。しかし、欠陥の選択的な除去のた
めの局部的なスカーフイング（選択スカーフイン
グ、スポツトスカーフイングまたはバンドスカー
フイングと通常称している）によつて或る程度金
属の損失は防止できる。上述したような欠点を除
去するため金属表面の選択スカーフィング又はス
ポツトスカーフィングのための多くの異なる技術
や装置が開発されている。例えば選択スカーフイ
ングでは、金属工作物の通路を横切つて横方向
に、数個の当接する個々のスカーフイングノズル
を配置し、全体の表面でなく、表面の欠陥を含む
区域のみをスカーフイングするよう、これ等ノズ
ルを選択的に作動させる。

通常のスカーフイング方法では種々のノズルが
採用されている。酸素排出オリフイスの最も普通
の形状は米国特許第2309096号示すように丸い形
状か、米国特許第2664368号に示すように丸い端
部を有する溝孔付きの形状か、又は米国特許第
2662048号、第2838431号及び第3231431号に示す
ような連続する溝孔の形状である。このようなス
カーフイング技術の場合、処理する区域の縁即ち
境界に沿つて溶融金属を含むスラグや廃棄金属が
切除した空間から流出し薄い層又は薄い被膜とし
て堆積し、その一部が一般に切除端縁に沿つて金
属面に接着し、「フイン」と称する欠陥になる。
スラグは必ずしも全部が鉄酸化物でないが、著る
しい量の金属鉄を含み、反応熱により溶融状態に
移行する。このような「フイン」の形成は非常に
問題があり、このようなフインは次の圧延作業で
圧延を行なうと表面の欠陥となる。従つて「フイ
ン」を最小なまでに減少させるか、仕上つた製品
の欠陥を防ぐために完全に除去するのがよい。

「フイン」形成の問題を最小にする努力とし
て、空気、水等と共に上述のような形式のノズル
を使用し、初期に形成された「フイン」に空気、
水等を指向させ、凝固する前に工作物の表面から
「フイン」を形成する溶融金属を押圧することが
行なわれた。

また、最近ではスカーフイングカツト（スカー
フイングによつて切除された部分）の境界に沿つ
て「フイン」を形成することなく金属体に任意の
位置にある欠陥を個々にスカーフイングすること
ができるスポツトスカーフイングノズルが米国特
許第4013486号及び第4040871号に開示されてお
り、ノズルの端縁からの酸素の流れの量を減らす
ようスカーフイングノズルの幾何学的形状を変更
できるようにしている。しかし、米国特許第
4040871号に開示されたスカーフイングノズルは
排出オリフイスの幅より一層狭いカツト即ち切除
を行なう。従つてこれ等のノズルを２個並べて１
回通すだけで２個の隣接するカツトを行なう時、
両方のカツトの間にスカーフイングされない区域
又はスカーフイングが足りない区域を生ずる。米
国特許第4013486号に開示されたノズルは並べた
ノズル間にスカーフイングされない区域やスカー
フィングが足りない区域はほぼ生じないが、この
ことはノズルの溝孔の幾何学的形状を変更して達
成しており、スカーフイング条件が変る場合には
使用が面倒であり、自動化に対して融通性がない
欠点がある。

スポツトスカーフイングマシンの一形式は工作
物全体の表面を除去する場合や、任意の位置にあ
る欠陥を選択的にスカーフイングするため実際に
使用されている。この場合、２個又はそれ以上の
複数個の一群の隣接するスカーフイングノズルを
互に当接して並べて構成している。そして鋼工作
物の全長に沿う任意の点でスカーフイング作業を
開始できるようにしている。このような機械で
は、スカーフイングノズルの幅に等しいか又は一
層広い欠陥をスカーフイングする時、隣接するカ
ツト間にスカーフイングされない区域が生じた
り、スカーフイングが不足する区域を生じたりす
るのをなくするのが非常に望ましく、また自動的
に、好ましくは遠隔制御により作動できるスカー
フイングユニツトにより「フイン」を生じない選
択スカーフイングカツトを行なえることが望まし
い。

スカーフイング作用（即ち金属表面除去のため
の熱化学的発熱反応）を行なうに必要な多くの条
件の中で、切断流体の中の酸素の純度は特別なレ
ベルになければならないことが知られている。従
つて、スカーフイングノズルの酸素の流れの中の
酸素の純度は金属の除去を零まで減らすためスカ
ーフイング反応を制御する手段を提供する。今ま
で種々の方法が提案されているが、「フイン」を
生じないスカーフイングを行なう際の要素の１つ
としてこの酸素の純度に着目しており、スカーフ
イングノズルの端縁又はその近くで純度が低い酸
素又は酸素を含まないガスを分配するようにした
種々の補助スカーフイングユニツト装置及びノズ
ル形状を定めている。

「フイン」を生じないスカーフイングのための
その他の提案された装置としては外部の噴射ノズ
ル等を使用して、空気又は水のような流体を分配
し、ノズルを通過させる端縁に溶融鋼を吹き飛ば
すようにこの流体を指向させている。従つて、こ
の流体の速度や運動量は「フイン」を無くするた
め使用する大切な要素である。

「フイン」を生じないスカーフイングを行なう
他の手段は酸素の流れを減らすことである。その
代表的なものは米国特許第4013486号に開示され
ており、正規のノズル開口を減らすよう、即ち酸
素の流量を減らすようスカーフイングノズルの溝
孔の幾何学的形状を変更している。他の変形例で
はノズルは通常の幾何学的形状で、酸素の圧力を
減少させている。いずれの場合でも、スカーフイ
ング作用を行なうのを不十分にしたい点で酸素の
流れを減らし、ノズルを通過させる境界で「フイ
ン」を変形しないようにしている。

多くの方法や装置が実際に使用されているが、
次のような欠点がある。即ち、特殊な形状のノズ
ルが複雑であり、鋼の組成が変化した場合や、ス
カーフイング速度、鋼の温度、酸素の流れ、圧力
等に対して融通性がなく、プロセス及び装置の自
動化に制約を受けることである。従つて融通性が
あり、自動化即ち遠隔から選択的作動が可能であ
り、複雑でなく、安価なシステム及び装置が望ま
しい。

従つて本発明の目的はノズル自身とほぼ同一幅
で「フイン」を生じないカツト並びに金属表面の
任意の寸法、位置にある欠陥を選択的に「フイ
ン」を生じないスカーフイングができる金属欠陥
除去用酸素排出ノズル及び金属欠陥除去方法を得
るにある。

本発明の他の目的は任意の寸法及び位置のカツ
トを行うことができ、「フイン」を生ぜず自動的
に制御できる選択的スカーフイング用ノズルを得
るにある。

また本発明の他の目的はノズル自身の幅にほぼ
等しい幅にわたり「フイン」を生じないカツトを
行なうことができ、均一な形状を有し、選択的な
スカーフイングを行なうことができるスカーフイ
ングノズルを得るにある。

本発明の目的はノズルの溝孔の両端縁から噴出
する酸素の流れの純度を変化させて、スカーフイ
ング条件を変化させながら「フイン」の生じない
スカーフイングカツトを容易に行なうことができ
るスカーフイングノズルを得るにある。

本発明の他の目的は酸素の流れの端縁で酸素に
ガスを混入し、その部分の酸素の純度を低下さ
せ、「フイン」を生じないカツトを行なうことが
できるスカーフイングノズルを得るにある。

本発明の更に他の目的は一群のノズルを並べて
作動させ、ノズルが到達できない端縁や溝をノズ
ル間に生ずることなく１個のノズルより幅が広い
スカーフイングカツトを行ない得る選択的なスカ
ーフイングが可能なスカーフイングノズルを得る
にある。

本発明の他の目的はスカーフイングノズルから
シート状の酸素の流れを指向させ、この酸素の流
れの端縁で酸素の純度を選択的に制御し希望する
幅のスカーフイングカツトを行なうことができ、
「フイン」を生ぜずスカーフイングを行なつて欠
陥を除去し得る金属欠陥除去方法を得るにある。

これ等の目的を達成するため本発明金属欠陥除
去用酸素排出ノズルはスカーフイングすべき金属
体の表面を横切つて均一な強さのシート状の酸素
の流れを生ずる排出オリフイスと、前記シート状
の酸素の少なくとも一端縁の酸素の純度がスカー
フイングを行なうには不十分なだけ低くその他の
部分の酸素の純度が前記金属体の表面の欠陥を除
去するに十分な純度であるよう前記排出オリフイ
スから排出される酸素にガスを混合するガス混合
装置とを具えることを特徴とする。

ノズルの排出オリフイスから排出するシート状
の酸素の流れの少なくとも一端縁に沿つてスカー
フイングプロセス（金属の熱化学的な除去）に必
要な酸素の純度を下げることによつて、スカーフ
イングカツトの境界に沿つてスカーフイングプロ
セスを終らせたり、開始したりできることがわか
つた。このようにして「フイン」が生じないスカ
ーフイングカツトを行なうことができる。このス
カーフイングプロセスによつてシート状の酸素の
残りの部分が表面の欠陥を除去するのを禁止する
ことなく、驚くべき、予期しない結果を達成する
ことができる。また酸素の流れにおける状態の変
化する位置又はその近くに比較的同一のガスの速
度を維持することができ、このことは「フイン」
を生じないスカーフイングカツトを行なうことに
貢献する。スカーフイングノズル内に容易に組入
れられる手段によつてスカーフイングプロセスを
行なうことができ、外側に取付ける必要がなく、
補助装置を必要としない利点がある。ノズルはそ
れ自身、並べて配置することができ、供給する流
体の量は従来のものより少なくて済む。ノズルは
均一な形状であり、組入れることに障害なく形状
の変更も必要でない。融通性があり、自動制御又
は遠隔操作を容易に行なうことができる。

本発明方法は金属体の表面から欠陥を除去する
にあたり、スカーフイングノズルの酸素ガス通路
内にシート状の酸素の粒れを形成し、前記スカー
フイングノズルの排出オリフイスからの前記シー
ト状の酸素の流れを金属工作物の表面上の溶融金
属に鋭角に指向させて熱化学的反応を生ぜしめて
スカーフイングカツトを行ない、前記排出オリフ
イスから排出される前記シート状の酸素の流れの
少なくとも一端縁の酸素の純度を低下させるのに
十分な量のガスを前記酸素ガス通路内の酸素に混
入し、前記シート状の酸素の流れの前記一端縁に
おける純度が低下した酸素により熱化学的反応を
生ぜしめないことを特徴とする。

図面につき本発明を説明する。

本発明スカーフイングユニツト１０は一列の通
常の上部予熱部１２Ａを有する上部予熱ブロツク
１２と、下部予熱部１４Ａを有する下部予熱ブロ
ツク１４と、通常のヘツド１６と、通常のマニホ
ルド装置１７と、通常のシユー１８とから成る。
上部予熱ブロツク１２の下面１１と、下部予熱ブ
ロツク１４の上面１３とによつて排出オリフイス
２０を有する連続する溝孔状のスカーフイングノ
ズル１５を形成し、このノズルからスカーフイン
グ酸素のシート状の流れ「Ｖ」を排出する。管
（図示せず）を通じてマニホルド装置１７に酸素
又は酸素と燃料との混合ガスを供給し、次いでこ
のガスをスカーフイングノズル１５及び予熱部１
２Ａ及び１４Ａに供給する。

ここで使用する「排出オリフイス」の語は矩形
状の部分を意味し、その幅はスカーフイングユニ
ツトの境界Ｕ（第４図参照）により構成した幅と、
上部予熱ブロツク１２の端縁２０Ａと下部予熱ブ
ロツク１４の端縁２０Ｂとによつて構成した高さ
とを有する。ノズル１５とオリフイス２０との側
部を閉じるよう構成することができるが、好適に
は第１〜３図に示すように開くことができる。

スカーフイング作業中、シユー１８を工作物Ｗ
の表面上に乗せ、工作物の表面からスカーフイン
グノズル１５までの距離を一定位置に維持する。
工作物の表面に対し鋭角にノズル排出オリフイス
２０から排出されるスカーフイング酸素「Ｖ」の
板状の流れを溶融パドル上に当てると共に、鋼板
のスラブのような工作物「Ｗ」とスカーフイング
ユニツト１０との間に相対的に動かすことによつ
てスカーフイング作用を行なわせる。

本発明によればマニホルド装置１７には制御弁
２４，２４Ａを有するガス供給管２２，２２Ａを
設ける。これ等ガス供給管２２，２２Ａはマニホ
ルド装置１７、ヘツド１６及び上部予熱ブロツク
１２を通じて通路２６，２６Ａに連通し、ブロツ
ク１２の送出口２８，２８Ａにも連通し、これに
よりスカーフイングノズル１５に通る酸素混合ガ
スに稀釈ガスを導入する。その導入する位置は排
出オリフイス２０から排出される以前であつて酸
素の流れの一端縁又は両端縁に沿う位置である。

スカーフイングノズル１５の幅（第４図のノズ
ル境界Ｕ）より狭い酸素の流れをスカーフイング
作用のために使用する時は、供給管２２の間にあ
つて通路２６Ａ及び送出口２８Ａに連通するガス
供給管２２Ａを使用して、本発明により狭い幅の
酸素の流れの端縁に沿つて酸素の混合ガスに稀釈
ガスを供給する。

第４図は第１〜３図に示すスカーフイングユニ
ツトの上部予熱ブロツク１２の送出口から見た斜
視図である。ブロツク１２の幅を「Ｕ」で示す。
ノズル１５に通る酸素の流れ方向に横方向に送出
口２８，２８Ａは配列している。送出口２８はブ
ロツク１２の前端縁２０Ａから「Ｓ」の距離にあ
り、ブロツク１２の側端縁から「Ｔ」の距離にあ
る。送出口２８Ａはブロツク１２の中心線に沿つ
て上記送出口２８の間に位置し、前端縁２０Ａか
ら「Ｓ」の距離にある。しかし、本発明において
は、ブロツク２０の下面１１の送出口２８，２８
Ａの位置を変えてもよい。例えば送出口２８，２
８Ａの前端縁からの距離を等しくしてもよく、相
違するものにしてもよく、また距離Ｔを等しくし
てもよく、相違するものにしてもよい。一般に送
出口２８Ａを送出口２８の間に位置させることが
できる。

稀釈ガスを上部予熱ブロツク１２に供給するた
め、ガス供給管２２，２２Ａを３点で通路２６，
２６Ａに連結するように示したが、オリフイス２
０からの排出前に、ノズル１５内で混合するガス
を供給する構成はこれ以外ものでもよい。例えば
２個の供給管２２のみを用いてよい。或は第５Ａ
図に示すように通路２６，２６Ａを下部予熱ブロ
ツク１４に貫通して設けてもよい。又は第５Ｂ図
に示すように通路２６，２６Ａを上部予熱ブロツ
ク１２に貫通した次に、配列した複数個の送出口
２８，２８Ａに達せしめてもよい。また第５Ｃ図
に示すように、供給管２２，２２Ａを上部予熱ブ
ロツク１２の通路２６，２６Ａに直接連結しても
よい。またノズル１５内でシート状の酸素の流れ
の端縁で酸素に混合すべき稀釈ガスの量を選択で
き又は可変にできるよう構成してもよく、その稀
釈ガスの量は希望するフインの切断幅に応じて定
める。第１，３，５Ａ〜５Ｃ図に示すように、ノ
ズル１５内でシート状の酸素の流れに稀釈ガスを
噴入する角度を「Ｇ」（第３図参照）で示す。第
３図では「Ｇ」を60゜に示したが、約５〜170゜ま
での範囲で変えることが可能であり、30〜80℃が
一般に好適である。

ノズル１５は一定断面の溝孔形状を有し、ノズ
ル１５の幅「Ｕ」（第４図参照）に対応する工作
物の表面を横切つて均一な強さのシート状の酸素
の流れを排出する。本発明によれば、排出オリフ
イス２０の両側端縁に排出される酸素の流れは、
スカーフイングカツトの境界を越えてスカーフイ
ング作用を行なうには不十分なだけ酸素の純度を
減少させる量のガスが混入されたガスである。こ
のスカーフイングカツトの境界は排出オリフイス
２０の幅に又はその幅より狭い幅に対応する。排
出オリフイス２０の側端縁に排出される酸素混合
ガスの強さ、即ち流速は、排出オリフイス２０か
ら排出される純粋の即ち切断作用をする酸素のシ
ート状の流れの速さとほぼ同一にするのが有利で
ある。しかし、結果としてはこの流れの端縁では
流速が早くなる。いずれの場合でも、この酸素の
流速は、スラグ及びまだ酸化していない鋼を運び
去るための運動量を供給することによつて「フイ
ン」が生じない良好な結果を達成するのに大きく
貢献する。

第６図にこれ等スカーフイングユニツト１０を
互に当接して並べた状態を示す。１個のスカーフ
イングユニツトの側端縁の間には流れの制約がな
いから、一群のスカーフイングユニツトの多数の
排出オリフイス２０の幅を横切つて排出される酸
素ガスの強さはほぼ同一である。スカーフイング
ユニツトに通過する酸素に稀釈ガスを混合しない
時、多数のノズル構成の幅にわたつて、全深さに
及んで除去するスカーフイングカツトを生ずる。
工作物の全体にわたる表面の除去を含めて金属面
の幅が増大しても１回の通過でスカーフイングを
することができる。しかし、多数のスカーフイン
グユニツトを並べて部分的にスポツトスカーフイ
ングを行なう場合に最高の融通性をもたせるた
め、即ち唯一回だけ通過させるだけで、工作物の
全表面の変化する幅にわたつて存在する欠陥を選
択的にスポツトスカーフイングすることを可能に
するため、本発明により、個々のノズルについて
使用するため稀釈ガス送り装置を設ける。従つ
て、スカーフイングすべき欠陥の幅に応じて、
個々のスカーフイングノズルとして又は一連のノ
ズルとしてスカーフイングノズルを使用すること
ができる。本発明によれば、工作物の最大幅及び
個々のスカーフイングユニツトの称呼幅によつ
て、２個又はそれ以上のスカーフイングユニツト
及び約11個のスカーフイングユニツトを互い当接
した関係に連結させることができる。

第１〜３図はノズルと同一幅の「フイン」を生
じないスカーフイングカツトを行なうか、又は選
択的なスポツトスカーフイングカツトを行なうた
めのスカーフイングユニツト１０の作動状態を示
す。スカーフイングユニツトが工作物「Ｗ」に接
触し、除去すべき欠陥を含む区域の前端まで達し
た時、米国特許第3991985号及び3966503号に開示
されたフライングスタート法によつてスカーフイ
ングユニツトを起動し、排出オリフイス２０に通
る酸素の流れをスカーフイング強さに調整する。
酸素のシート状の流れの少なくとも１個の端縁に
おいて酸素の純度を下げるに十分な量に上部予熱
ブロツク１２を通る稀釈ガスの流れを調整し、
「フイン」を生じないスカーフイングカツトを達
成する。

稀釈ガス即ちオリフイスから排出される酸素の
純度を下げるよう酸素に混合するに適する流体は
酸素以外の流体又はガスであつて、通常のスカー
フイング作用中、鉄を化学的に酸化させないもの
で、空気、窒素、水、燃料ガスまたはそれ等の混
合ガスである。稀釈ガス又は稀釈流体をノズル１
５内に生じた酸素の流れに物理的に混合する。そ
の場合、酸素の流れの両端縁に沿つて、好ましく
は１個又は２個の点で、酸素の流れの少なくとも
１個の端縁に稀釈ガスを噴出する。

吸引のような他の物理的な方法で稀釈ガスを酸
素中に導入することができることは明らかであ
る。更にノズル内で又は酸素ガス通路内の他のい
かなる部分でも稀釈ガスを酸素の流れに混入する
ことが可能である。この酸素ガス通路内とはノズ
ル１５を通して分配されるシート状の酸素の流れ
を形成する部分である。

スカーフイング作業の始めにあたり、工作物の
表面には溶融パドルが形成されている。排出オリ
フイス２０に通る酸素を制御する弁装置（図示せ
ず）を調整して必要な強さのスカーフイングを生
ずるようにし、スカーフイングユニツト１０内へ
の稀釈ガスの流れを制御する弁装置２４を調整し
て、スカーフイングのための中間的な幅の純粋な
酸素の流れを生ずることを禁止することなく、酸
素の流れの端縁で必要な酸素の稀釈が得られるよ
うにする。次にスカーフイングユニツト１０を工
作物の上に通し又は工作物をスカーフイングユニ
ツトに対して前進させるから、工作物の表面上の
スカーフイングカツトを行なうことができる。こ
のスカーフイングカツトによつて、スカーフイン
グを行なつた境界のところには「フイン」が存在
しない。欠陥がある区域の後端にスカーフイング
ユニツト１０が達するまでこのユニツトはオンの
状態に留まつており、上記後端に達した時オフに
なる。

排出オリフイス２０から排出するスカーフイン
グ酸素の流れには純度が低い稀釈酸素が流れの少
なくとも一端縁に沿つて含まれており、ノズル幅
と同一幅のスカーフイングカツトを防止する。本
発明の重要な要旨は流体圧力を増大又は減少させ
ることによつて、稀釈ガスの量を制御し、スカー
フイング状態の変化する極限の状態で「フイン」
の制御のため条件を最良になるよう組合せ、又は
最大値まで又はノズルユニツトの幅より狭い幅に
スカーフイングカツトの幅を定める。稀釈の量の
選択は自動的な制御によつて達成することがで
き、従つて例えば、「フイン」を生じないスカー
フイング作用の通過寸法をを自動的に行なうこと
ができる。更に、上述したように、ノズルによる
障害がなく、自動的な制御能力を有する本発明の
ノズルの構成はユニツトを多数並置する場合に特
に有利である。

本発明の他の有利な要旨はスカーフイングカツ
トの境界の１個において「フイン」がないスカー
フイングカツトを行なえるようスカーフイングユ
ニツトを作動させることである。従つて、他の境
界では稀釈ガスを加えることがないから一層幅の
広い、完全な深さのスカーフイングカツトを行な
うことができる。更に、スカーフイングユニツト
を工作物の表面に重複するように又は何回も重複
するように動かすことができ、また一層少ない回
数で全体の工作物の表面を除去することができ
る。

スカーフイング条件の変化の代表的なものは、
鋼の工作物の組成、工作物表面状態、スカーフイ
ング速度、スカーフイング酸素の流速及び圧力、
工作物の温度、その他スカーフイング装置自身に
含まれる種々の条件である。従つて、スカーフイ
ング作用を行なう酸素の純度の範囲、又はスカー
フイング作用はないがスカーフイングを行なう酸
素の流れの端縁における酸素の稀釈の量は若干変
化する。一般に本発明ではスカーフイング作用の
ためには酸素の純度が99.5％又はそれ以上である
ことが望ましく、またスカーフイング酸素の流れ
の端縁では85％と98％との間又はその以下の純度
まで酸素を稀釈するのが好適である。

次の本発明の実施例では予期しない驚くべき効
果が達成された。

実施例 この実施例では、第４及び５Ｃ図において210
mmの幅のノズルを有する標準スポツトスカーフイ
ングユニツト（ユニツト幅Ｕ）を変更して、上部
予熱ブロツク１２に直径６mmの２個の孔２６を設
けた。この孔の位置はブロツクの側端縁の各々か
ら15mm（Ｔ）（第４図参照）、ブロツク１２の前端
縁２０Ａから50mm（Ｓ）である。空気を14Sm³
（温度０℃、気圧760mmＨｇの標準状態表示）／時
間の流量で各送出口２８からスカーフイング用酸
素の流れに噴射した。この酸素の流れはオリフイ
ス２０から1050Sm³／時間の流速で流出した。２
個のダクト２６から60゜の角度（Ｇ）で空気（稀
釈流体）をスカーフイングユニツト１０のノズル
１５内のスカーフイング酸素の流れに噴射した。

約20℃の温度の低炭素鋼の工作物に対しスカー
フイングユニツト１０を９ｍ／分のスカーフイン
グ速度で前進させた。

種々の試験的な走行結果を７Ａ図にグラフで示
し、第７Ｂ図には金属を除去した断面を示した。

第７Ａ図及び７Ｂ図では符号３０，３１の区域
によつて、スカーフイング反応が徐々に低減し、
スカーフイングカツトの境界で「フイン」がない
状態で終ることを示している。また区域３２は、
スカーフイング反応が進行して全深さにわたる金
属除去を行うことを示している。酸素の純度以外
の条件が一定でも、酸素の純度が或る％ではスカ
ーフイング反応を維持することはできない。スカ
ーフイングカツトは点Ｃ，Ｄで「フイン」が無い
状態で終るが、ノズルを去る際の酸素のノズル流
速は点Ｃ，Ｄを過ぎた外側ではほぼ同一である。
鋼工作物の表面から除去される部分の代表的な断
面は、スカーフイングパスの正規の全深さＲの除
去の幅がＥ、スカーフイングが行なわれた全幅が
Ｆである。この幅Ｅは区域３２に対応し、150mm
であり、点Ｃ，Ｄ間の幅であるスカーフイング処
理の全幅Ｆは200mm、金属除去の深さＲは４mmで
あつた。従つて区域３０，３１ではスカーフイン
グ反応は徐々に低減しており、点Ｃ，Ｄで終つて
いる。点Ｃ，Ｄの外側ではスカーフイングは生じ
ない。しかし、点Ｃ，Ｄの外側でも或る距離まで
は流速は区域３２における流速と同一であり、次
に次第に零になる。スラグと非酸化鋼とを吹き飛
ばすことによる「フイン」のない良好な結果に対
しこの流速の状態は貢献する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ノズルを有する単一スカーフイ
ングユニツトの側面図、第２図は第１図に示すス
カーフイングユニツトの斜視図、第３図は第１図
のスカーフイングユニツトのスカーフイングノズ
ルの部分側面図、第４図は第１図のノズルの上部
ブロツクの斜視図、第５Ａ，５Ｂ及び５Ｃ図はそ
れぞれ本発明スカーフイングノズルの種々の実施
例の側面図、第６図は本発明スカーフイングノズ
ルを有する一連の３個のスカーフイングユニツト
の斜視図、第７図は本発明を実施する際の流速と
酸素純度との関係を示すグラフと、この関係にお
いて加工した工作物の断面図である。 １０……スカーフイングユニツト、１２……上
部予熱ブロツク、１２Ａ……上部予熱部、１４…
…下部予熱ブロツク、１４Ａ……下部予熱部、１
５……スカーフイングノズル、１６……ヘツド、
１７……マニホルド装置、１８……シユー、２０
……排出オリフイス、２２，２２Ａ……ガス供給
管、２４，２４Ａ……制御弁、２６，２６Ａ……
通路、２８，２８Ａ……送出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スカーフイングすべき金属体の表面を横切つ
   て均一な強さのシート状の酸素流を放出すること
   により、金属体の欠陥を除去する金属欠陥除去用
   酸素排出ノズルであつて、 スカーフイング酸素と非スカーフイングガスと
   をそれぞれ別個に外部から受容し、分配するため
   のマニホールドを備えたヘツドと、 一端で前記ヘツドに連結し、前記ヘツドから延
   在して両者の間に予め設定した幅でほぼ均一な溝
   孔状スカーフイング酸素用ノズル通路と他端に前
   記ノズル通路の幅と少なくともほぼ同じ幅の排出
   オリフイスとを形成している、ほぼ平行に離隔し
   た上部予熱ブロツク及び下部予熱ブロツクと、並
   びに 前記ヘツドから前記上部予熱ブロツクと下部予
   熱ブロツクとの少なくとも一方を貫通して延在
   し、前記ノズル通路の両側縁部の少なくとも一方
   の近傍位置で前記ノズル通路に連通するように設
   けた非スカーフイングガス通路により、前記ヘツ
   ドから非スカーフイングガスを選択的に受容して
   前記ノズル通路に選択的に放出し、前記排出オリ
   フイスから放出されるべきスカーフイング酸素に
   非スカーフイングガスを混合する手段とを備え、 前記排出オリフイスは、前記ヘツドから前記ノ
   ズル通路内に受容したスカーフイング酸素をシー
   ト状スカーフイング酸素流で放出し、 前記シート状酸素流の少なくとも１端縁から放
   出される混合ガスの酸素純度は、加工物をスカー
   フイングするには不十分であるが、前記排出オリ
   フイスから放出されるシート状酸素流の残部の酸
   素純度は加工物の表面から欠陥をスカーフイング
   するに十分である、ことを特徴とする金属欠陥除
   去用酸素排出ノズル。 ２ 前記排出オリフイス内の酸素の通路がその両
   端縁に沿つて開いている特許請求の範囲第１項に
   記載の金属欠陥除去用酸素排出ノズル。 ３ 前記排出オリフイス内の酸素の通路の両端縁
   間の中間点に前記ガスを噴出する装置を前記ガス
   混合装置が有する特許請求の範囲第１項に記載の
   金属欠陥除去用酸素排出ノズル。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の金属欠陥除去
   用酸素排出ノズルの少なくとも２個を突き合わせ
   て並べて金属欠陥除去装置を構成したことを特徴
   とする金属欠陥除去装置。 ５ 金属体の表面から欠陥を除去する方法であつ
   て、 スカーフイング酸素と非スカーフイングガスと
   をそれぞれ別個に外部から受容するためのマニホ
   ールドを備えたヘツドと、このヘツドに一端で連
   結し、前記ヘツドから延在して両者の間に予め設
   定した幅のほぼ均一な溝孔状スカーフイング酸素
   用ノズル通路と他端に前記ノズル通路の幅と少な
   くともほぼ同じ幅の排出オリフイスとを形成して
   いる、ほぼ平行に離隔した上部予熱ブロツク及び
   下部予熱ブロツクと、前記ヘツドから前記上部予
   熱ブロツクと下部予熱ブロツクとの少なくとも一
   方を貫通して延在し、前記ノズル通路の両側縁部
   の少なくとも一方の近傍位置で前記ノズル通路に
   連通するように設けた非スカーフイングガス通路
   により前記ヘツドから非スカーフイングガスを選
   択的に受容して前記ノズル通路に選択的に放出
   し、前記排出オリフイスから放出されるべきスカ
   ーフイング酸素に非スカーフイングガスを混合す
   る手段とから構成されるスカーフイングノズルの
   酸素流通路においてシート状酸素流を形成し、 前記排出オリフイスから前記シート状酸素流を
   金属工作物の表面上の溶融金属に対して鋭角に指
   向させて熱化学的反応とスカーフイングカツトを
   行い、 前記排出オリフイスから放出される前記シート
   状酸素流の少なくとも一縁端の酸素純度を低下さ
   せるのに十分な量の非スカーフイングガスを前記
   ノズル通路でスカーフイング酸素に混合し、熱化
   学的反応は、前記シート状酸素流の前記縁端にお
   ける前記酸素ガス混合体によつては持続しえな
   い、ことを特徴とする金属欠陥除去方法。 ６ 前記シート状の酸素の流れの端縁における酸
   素の純度が98％以下である特許請求の範囲第５項
   に記載の金属欠陥除去方法。 ７ 前記排出オリフイスからの前記シート状の酸
   素の流れの流速が金属工作物の表面を横切つてほ
   ぼ均一である特許請求の範囲第５項に記載の金属
   欠陥除去方法。 ８ 前記ガスはスカーフイング反応において鉄を
   化学的に酸化させない酸素以外のガスである特許
   請求の範囲第５項に記載の金属欠陥除去方法。 ９ 前記ガスが空気、窒素、水、燃料ガス及びこ
   れ等の混合物から選択した流体である特許請求の
   範囲第５項に記載の金属欠陥除去方法。