JPH10193099A - 金属材料のガス切断方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属材料の切断によって発生する切断ノロが
金属材料に付着することを防止して、バリ取り作業を省
略または軽減させること。 【解決手段】 スラブ１の表面側に向けて切断ガスを噴
射するガス切断トーチ４と、ガス切断トーチ４の略直下
位置でスラブ１の裏面側に配置され、外部より供給され
たエアを斜め下方に吹き出すガス排出ガイド部材６と、
ガス切断トーチ４とガス排出ガイド部材６を同調して移
動させる移動機構５とを備えてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸素ガス等の可燃
性ガスによりスラブ等の鋼片および鋼板の金属材料を切
断する金属材料のガス切断方法及び装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の金属材料のガス切断による
切断ノロ発生状況を示す断面図である。図７に示すよう
に、従来の金属材料のガス切断は、ガス切断トーチ４か
ら酸素ガスを噴射させ、金属材料であるスラブ１を酸素
ガスの燃焼による熱で溶融して切断するものである。こ
の場合、切断ノロ２が酸素ガス流の下流側であるスラブ
１の裏面で周囲に広がり、この切断ノロ２より低温のス
ラブ１の裏面に接触して凝固し、スラブ１の裏面にバリ
３が付着する。このバリ３が付着したまま次工程で圧延
すると、このバリ３が圧延材の表面に疵を発生させる。
そのため、スラブ１の切断後にバリ３を除去することが
必要である。

【０００３】また、このバリ３を除去する従来の技術と
しては、バリ３を酸素ガスの噴射により溶削スカーフィ
ングするもの、複数のハンマーをロールの外周に取付け
てなるハンマー式バリ取り装置で、そのロールを回転さ
せ、バリ３をハンマーで機械的に叩き落として除去する
もの、バリ３を刃物で機械的に掻き落として除去するも
の、グラインダまたはシェーバ等で研削除去するもの等
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記溶
削スカーフィングする場合は、このスカーフィング作業
時に、再度二次バリが発生してしまうものであった。ま
た、ハンマー式バリ取り装置の場合は、そのハンマの管
理補修をきめ細かく行なう必要があり、そのための補修
費も膨大に掛かっており、その改善が望まれていた。更
に、この場合、スラブに反りが有ったり、或いは切断位
置の認識がずれるとバリを取り残すこともあった。さら
に、バリを刃物で機械的に掻き落とす場合には、刃物の
押付け力と掻き落としの移動力とのバランスをとること
が困難であり、バリの取り残しが発生していた。

【０００５】さらにまた、研削除去する場合には、作業
員がバッチ処理的にバリを取り除くことが必要である
が、圧延用鋼材などの量産設備ラインにこのような技術
を導入することは問題が多い。また、この研削では、熱
間でバリを除去することが出来ないという問題点もあっ
た。また、これらの何れの場合でも、鋼材の溶断時間の
外に、バリを除去するための時間が必要である。このた
め、特に連続鋳造スラブを圧延ラインに直送する熱間直
接圧延のときに、このバリ取り作業のためにスラブの温
度が低下してしまうという問題点があった。

【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、金属材料の切断によって発生する切断ノロ
が金属材料に付着することを防止して、バリ取り作業を
省略または軽減させることができる金属材料のガス切断
方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金属材料の
ガス切断方法は、金属材料をその表面側に向けてガス切
断トーチから噴射する切断ガスで切断する場合に、前記
ガス切断トーチの略直下位置で、金属材料の裏面側に配
置されたガス排出ガイド部材から外部より供給されたエ
アを斜め下方に吹き出し、金属材料を切断して通過した
切断ガスを該エアにより吹き飛ばし、該ガス排出ガイド
部材を前記ガス切断トーチと同調して移動させるように
したものである。また、前記ガス排出ガイド部材は切断
ガスの周囲であって当該ガス排出ガイド部材と金属材料
裏面との間に向けて流体を噴射するようにしている。

【０００８】本発明に係る金属材料のガス切断装置は、
金属材料の表面側に向けて切断ガスを噴射するガス切断
トーチと、前記ガス切断トーチの略直下位置で金属材料
の裏面側に配置され、外部より供給されたエアを斜め下
方に吹き出すガス排出ガイド部材と、ガス切断トーチと
ガス排出ガイド部材を同調して移動させる移動機構とを
備えて構成されている。

【０００９】また、前記ガス排出ガイド部材は、耐熱性
材料で形成された直方体状の排出ガイド体と、排出ガイ
ド体の上面に当該上面から底面に向けて底部が傾斜し、
上面側溝端が閉じられ、底面側溝端が外部に開放するよ
う形成されたＶ字状溝と、Ｖ字状溝の底部の上方寄り位
置に設けられた外部から供給されたエアをＶ字状溝内の
下方に向けて吹き出す噴出孔と、排出ガイド体の上面に
該Ｖ字状溝を取り囲むように設けられ、外部より供給さ
れた流体を金属材料裏面に向けて噴射する流体噴出部と
からなる。

【００１０】本発明おいては、金属材料をその表面側に
向けてガス切断トーチから噴射する切断ガスで切断する
場合に、ガス切断トーチの略直下位置で、金属材料の裏
面側に配置されたガス排出ガイド部材がガス切断トーチ
と同調して移動し、ガス排出ガイド部材から外部より供
給されたエアを斜め下方に吹き出し、金属材料を切断し
て通過した切断ガスを該エアにより吹き飛ばすから、金
属材料の切断によって発生する切断ノロが金属材料に付
着することを防止でき、バリの発生を防止し、バリ取り
作業を省略又は軽減させることができる。

【００１１】また、ガス排出ガイド部材の直方体状の排
出ガイド体は耐熱性材料で形成され、排出ガイド体の上
面に当該上面から底面に向けて底部が傾斜し、上面側溝
端が閉じられ、底面側溝端が外部に開放するＶ字状溝が
形成され、Ｖ字状溝の底部の上方寄り位置に設けられた
噴出孔から外部より供給されたエアをＶ字状溝内の下方
に向けて吹き出して金属材料を切断して通過した切断ガ
スを吹き飛ばすから、金属材料の切断によって発生する
切断ノロが金属材料に付着することを防止でき、Ｖ字状
溝の形状により切断ノロ自身によるセルフライニング効
果が生じ、Ｖ字状溝が形成された排出ガイド部材が耐熱
性材料で形成されていることにより、Ｖ字状溝の溶損が
防止されてＶ字状溝の形状維持が可能になり、切断ノロ
の吹き飛ばし効果も持続する。

【００１２】さらに、排出ガイド体の上面に該Ｖ字状溝
を取り囲むように設けられた流体噴出部が切断ガスの周
囲であって排出ガイド体の上面と金属材料裏面との間に
向けて流体を噴射するから、排出ガイド体の溶損を防ぐ
と共に、切断ノロ及び地金が金属材料に付着するのをよ
り一層防止することができ、その噴射された流体が金属
材料の裏面と排出ガイド体の上面との隙間を埋めるた
め、ガス排出ガイド部材がスムーズに移動することが確
保される。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の金属
材料のガス切断装置の全体を示す側面図、図２は同金属
材料のガス切断装置の全体を示す平面図、図３は同金属
材料のガス切断装置のガス切断による切断ノロ発生状況
を示す断面図、図４は同金属材料のガス切断装置のガス
排出ガイド部材を示す斜視図、図５は同金属材料のガス
切断装置のガス排出ガイド部材を示す平面図、図６は同
金属材料のガス切断装置のガス排出ガイド部材を示す正
面図である。図において、１は金属材料であるスラブ、
２は切断ノロ、３はスラブ１の裏面に付着するバリ、４
はガス切断トーチである。５はガス切断トーチ４とガス
排出ガイド部材６を同調して移動させる移動機構であ
る。

【００１４】この移動機構５は、地面を走行する門型フ
レーム７と、門型フレーム７の水平上梁７ａに移動可能
に搭載されたガス切断トーチ４を移動させる切断トーチ
移動装置８と、門型フレーム７の一対の垂直部７ｂの下
方に両端が接続された水平下梁９に移動可能に搭載され
たガス排出ガイド部材６を移動させるガス排出ガイド部
材移動装置１０と、ガス切断トーチ４とガス排出ガイド
部材６を同調して移動させるよう切断トーチ移動装置８
とガス排出ガイド部材移動装置１０とを駆動制御する移
動制御装置１１とで構成されている。１２はスラブ１を
支持するテーブルローラ、１３は各テーブルローラ１２
の両端部を支持する支持基台である。

【００１５】この切断トーチ移動装置８は、２個のガス
切断トーチ４とそれぞれ接続され、２個のガス切断トー
チ４を牽引する２本のチェーン２０ａと、門型フレーム
７の水平上梁７ａの一端側に設けられ、各チェーン２０
ａを回転駆動する第１駆動スプロケット２１ａと、門型
フレーム７の水平上梁７ａの他端側に設けられ、各チェ
ーン２０ａが巻回された第１遊動スプロケット２２ａと
からなる。各第１駆動スプロケット２１ａにはガス切断
トーチ４の移動量を検出する切断トーチ移動位置検出器
２３が取り付けられている。また、ガス排出ガイド部材
移動装置１０は、２個のガス排出ガイド部材６とそれぞ
れ接続され、２個のガス排出ガイド部材６を牽引する二
本のチェーン２０ｂと、門型フレーム７に取り付けられ
た水平下梁９の一端側に設けられ、各チェーン２０ｂを
回転駆動する第２駆動スプロケット２１ｂと、門型フレ
ーム７の水平上梁７ａの他端側に設けられ、各チェーン
２０ｂが巻回された第２遊動スプロケット２２ｂとから
なる。

【００１６】移動制御装置１１は、切断トーチ移動装置
８とガス排出ガイド部材移動装置１０を制御して第１駆
動スプロケット２１ａと第２駆動スプロケット２１ｂと
を駆動し、さらに第１駆動スプロケット２１ａに取り付
けられた切断トーチ移動位置検出器２３の検出信号に基
づきガス排出ガイド部材６がガス切断トーチ４と同調し
て移動するようガス排出ガイド部材移動装置１０を駆動
制御する。各ガス排出ガイド部材６は、門型フレーム７
に取り付けられた水平下梁９に設けられたレール２４を
走行する車輪２６を有する走行体２５に搭載されてい
る。

【００１７】このガス排出ガイド部材６は耐熱性材料で
ある耐熱性のセラミックスで形成された直方体状の排出
ガイド体２７と、排出ガイド体２７の上面に当該上面か
ら底面に向けて底部が傾斜し、上面側溝端が閉じられ、
底面側溝端が外部に開放するよう形成されたＶ字状溝２
８と、Ｖ字状溝２８の底部の上方寄り位置に設けられた
外部より供給されたエアをＶ字状溝内の下方に向けて吹
き出すエア噴出孔２９と、排出ガイド体２７の上面にＶ
字状溝２８を取り囲むように設けられ、外部より供給さ
れた流体である不活性ガスをスラブ１の裏面に向けて噴
射する流体噴出部である流体噴出スリット３０とで構成
されている。排出ガイド体２７の外側面にはエア噴出孔
２９と連通するエア供給配管３１と、流体噴出スリット
３０と連通する流体供給配管３２とが接続されている。

【００１８】次に、上記実施の形態の金属材料のガス切
断装置の動作について説明する。まず、移動制御装置１
１は、２個のガス切断トーチ４がそれぞれスラブ１の左
右両側におけるスタート位置から互いにスラブ１の中央
部に移動するように切断トーチ移動装置８の２個の第１
駆動スプロケット２１ａをそれぞれ駆動する。そして、
それぞれ移動する２個のガス切断トーチ４によって左右
同時に切断を開始する。このとき移動制御装置１１は、
各第１駆動スプロケット２１ａに取り付けられた切断ト
ーチ移動位置検出器２３の検出信号に基づきガス排出ガ
イド部材６がガス切断トーチ４と同調して切断ガスの直
下の状態で移動するようガス排出ガイド部材移動装置１
０の第２駆動スプロケット２１ｂをそれぞれ駆動する。

【００１９】このようにしてスラブ１の中央近くまで切
断が終わると、一方のガス切断トーチ４は切断ガスを停
止し、スタート位置に後退する。スラブ１の中央近くの
切断が残る部分は、他方のガス切断トーチ４だけを移動
させてスラブ１の切断を完了し、スタート位置に後退す
る。このとき、ガス排出ガイド部材６も同様の動作をす
る。このように２個のガス切断トーチ４と２個のガス排
出ガイド部材６とが使用されるのは、スラブ１が大きい
場合に能率よく切断するためであり、スラブ１が小さい
場合にはガス切断トーチ４とガス排出ガイド部材６とが
それぞれ１個であってもよい。

【００２０】上述したように、各ガス切断トーチ４がス
ラブ１の表面を移動するとき、スラブ１の裏面側に配置
された各ガス排出ガイド部材６も同調して移動する。こ
のとき、ガス排出ガイド部材６の排出ガイド体２７に形
成されたＶ字状溝２８内に、エア噴出孔２９からエア供
給配管３１より供給されたエアが斜め下方に向けて吹き
出してスラブ１を切断して通過した切断ガスを斜め下方
に吹き飛ばすことにより、スラブ１の切断によって発生
する切断ノロ２がスラブ１に付着することを防止し、Ｖ
字状溝２８の形状により切断ノロ自身によるセルフライ
ニング効果が生じ、Ｖ字状溝２８が形成された排出ガイ
ド体２７が耐熱性のセラミックスで形成されていること
により、Ｖ字状溝２８の溶損が防止されてＶ字状溝２８
の形状維持が可能になり、切断ノロ２の吹き飛ばし効果
も持続する。

【００２１】また、エア噴出孔２９から吹き出されるエ
アによって切断ガスが吹き飛ばされる場合に、排出ガイ
ド体２７の上面にＶ字状溝２８を取り囲むように設けら
れた流体噴出スリット３０から流体供給配管３２より供
給された不活性ガスがスラブ１の裏面と排出ガイド体２
７の上面との隙間に噴射され、その隙間が不活性ガスで
埋められるから、排出ガイド体２７の溶損を防ぐと共
に、その噴射された不活性ガスがＶ字状溝２８と外部と
に流れることによって切断ノロ２及び地金がスラブ１の
裏面に付着するのをより一層防止することができる。

【００２２】このように切断と同時に切断ノロ２を吹き
飛ばして除去するため、バリ取りのための作業工程が必
要なくなり、作業労務費用が発生せず、従来のような高
価なバリ除去装置の設置も不要であり、高額な補修費用
も発生しないと共に無駄な運搬による熱ロスも低減でき
ることになる。また、その噴射された不活性ガスによっ
てスラブ１の裏面と排出ガイド体２７の上面との隙間が
埋められるため、ガス排出ガイド部材６がスムーズに移
動することが確保される。

【００２３】なお、本発明の実施の形態では、ガス排出
ガイド部材６の排出ガイド体２７の上面とスラブ１の裏
面との隙間は、少ない程良いが、概略０ｍｍ〜１０ｍｍ
となるようにセットされている。また、ガス排出ガイド
部材６の排出ガイド体２７は耐熱性を持たせるために、
本実施の形態では耐熱性のセラミックスで形成されてい
るが、水冷した銅製のもの等であってもよい。さらに、
ガス排出ガイド部材６の寸法として、ガス切断トーチ４
の切断幅に近い寸法のものがよいが、切断トーチ４の横
方向或いは切断方向へのずれも予想される。そこで、そ
のずれ量を±２０ｍｍと仮定し、図４に示すように、排
出ガイド体２７のＶ字状溝２８の排出側の開口幅を５０
ｍｍとしている。

【００２４】また、Ｖ字状溝２８は排出ガイド体２７の
上面から底面に向けて底部が傾斜し、その傾斜は、排出
ガイド体２７の底面に対して４５°前後が排出ガイド体
２７の溶損防止および切断ノロ２の吹き飛ばしに対して
も最も効果的であるが、３０°〜６０°の範囲であれば
排出ガイド体２７の溶損防止および切断ノロ２の吹き飛
ばしに対しても有効である。さらに、排出ガイド体２７
の上面に設けられた流体噴出スリット３０は不活性ガス
を噴射するようにしているが、空気、水等の流体であっ
てもよいことは勿論である。また、排出ガイド体２７に
は不活性ガスを噴射する流体噴出部として流体噴出スリ
ット３４が形成されているが、複数の流体噴出孔であつ
てもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、金属材料
をその表面側に向けてガス切断トーチから噴射する切断
ガスで切断する場合に、ガス切断トーチの略直下位置
で、金属材料の裏面側に配置されたガス排出ガイド部材
がガス切断トーチと同調して移動し、ガス排出ガイド部
材から外部より供給されたエアを斜め下方に吹き出し、
金属材料を切断して通過した切断ガスを該エアにより吹
き飛ばすので、金属材料の切断によって発生する切断ノ
ロが金属材料に付着することを防止でき、バリの発生を
防止し、バリ取り作業を省略又は軽減させることができ
る。従って、バリ取りのための作業工程が必要なくな
り、作業労務費用が発生せず、従来のような高価なバリ
除去装置の設置も不要であり、高額な補修費用も発生し
ないと共に無駄な運搬による熱ロスも低減できるという
効果を有する。

【００２６】また、ガス排出ガイド部材の直方体状の排
出ガイド体は耐熱性材料で形成され、排出ガイド体の上
面に当該上面から底面に向けて底部が傾斜し、上面側溝
端が閉じられ、底面側溝端が外部に開放するＶ字状溝が
形成され、Ｖ字状溝の底部の上方寄り位置に設けられた
噴出孔から外部より供給されたエアをＶ字状溝内の下方
に向けて吹き出して金属材料を切断して通過した切断ガ
スを吹き飛ばすので、金属材料の切断によって発生する
切断ノロが金属材料に付着することを防止でき、Ｖ字状
溝の形状により切断ノロ自身によるセルフライニング効
果が生じ、Ｖ字状溝が形成された排出ガイド部材が耐熱
性材料で形成されていることにより、Ｖ字状溝の溶損が
防止されてＶ字状溝の形状維持が可能になり、切断ノロ
の吹き飛ばし効果も持続する。

【００２７】さらに、排出ガイド体の上面に該Ｖ字状溝
を取り囲むように設けられた流体噴出部が切断ガスの周
囲であって排出ガイド体の上面と金属材料裏面との間に
向けて流体を噴射するので、排出ガイド体の溶損を防ぐ
と共に、切断ノロ及び地金が金属材料に付着するのをよ
り一層防止することができ、その噴射された流体が金属
材料の裏面と排出ガイド体の上面との隙間を埋めるた
め、ガス排出ガイド部材がスムーズに移動することが確
保されるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の金属材料のガス切断装置
の全体を示す側面図である。

【図２】同金属材料のガス切断装置の全体を示す平面図
である。

【図３】同金属材料のガス切断装置のガス切断による切
断ノロ発生状況を示す断面図である。

【図４】同金属材料のガス切断装置のガス排出ガイド部
材を示す斜視図である。

【図５】同金属材料のガス切断装置のガス排出ガイド部
材を示す平面図である。

【図６】同金属材料のガス切断装置のガス排出ガイド部
材を示す正面図である。

【図７】従来の金属材料のガス切断による切断ノロ発生
状況を示す断面図である。

【符号の説明】

１ スラブ（金属材料） ４ ガス切断トーチ ５ 移動機構 ６ ガス排出ガイド部材 ２７ 排出ガイド体 ２８ Ｖ字状溝 ２９ エア噴出孔 ３０ 流体噴出スリット（流体噴出部）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料をその表面側に向けてガス切断
   トーチから噴射する切断ガスで切断する金属材料のガス
   切断方法において、 前記ガス切断トーチの略直下位置で、金属材料の裏面側
   に配置されたガス排出ガイド部材から外部より供給され
   たエアを斜め下方に吹き出し、金属材料を切断して通過
   した切断ガスを該エアにより吹き飛ばし、該ガス排出ガ
   イド部材を前記ガス切断トーチと同調して移動させるよ
   うにしたことを特徴とする金属材料のガス切断方法。
2. 【請求項２】前記ガス排出ガイド部材は切断ガスの周囲
   であって当該ガス排出ガイド部材と金属材料裏面との間
   に向けて流体を噴射するようにしたことを特徴とする請
   求項１記載の金属材料のガス切断方法。
3. 【請求項３】 金属材料の表面側に向けて切断ガスを噴
   射するガス切断トーチと、 前記ガス切断トーチの略直下位置で金属材料の裏面側に
   配置され、外部より供給されたエアを斜め下方に吹き出
   すガス排出ガイド部材と、 ガス切断トーチとガス排出ガイド部材を同調して移動さ
   せる移動機構とを備えたことを特徴とする金属材料のガ
   ス切断装置。
4. 【請求項４】 前記ガス排出ガイド部材は、耐熱性材料
   で形成された直方体状の排出ガイド体と、排出ガイド体
   の上面に当該上面から底面に向けて底部が傾斜し、上面
   側溝端が閉じられ、底面側溝端が外部に開放するよう形
   成されたＶ字状溝と、Ｖ字状溝の底部の上方寄り位置に
   設けられた外部より供給されたエアをＶ字状溝内の下方
   に向けて吹き出す噴出孔と、排出ガイド体の上面に該Ｖ
   字状溝を取り囲むように設けられ、外部より供給された
   流体を金属材料裏面に向けて噴射する流体噴出部とから
   なることを特徴とする請求項３記載の金属材料のガス切
   断装置。