JPS6059071B2 - ガウジングおよびブラスチング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被加工金属を電気アークによつて加熱し、且
つその溶融した金属を過熱蒸気流の噴射によつて吹き飛
ばして除去し、貰加工金属に溝、孔、切断、整調等の施
行をするガウジングおよびブラスチング方法に係り、更
に詳しくは炭素電極棒と鉄板等の被加工金属に溝、孔、
整調、切断等を施行するに当り、加熱溶融したノロを過
熱蒸気流の噴射によつて吹き飛ばして除去するいわゆる
ガウジングおよびブラスチング方法に関するものである
。

従来のエアーガウジング方法は、部厚い金属板同志の溶
接前にその溶接しようとする部分に溝を設けたり、溶接
後の裏はつりをしたり鋳鋼等の整調を行なつたり、また
鉄板等の被加工金属に孔をあけたり、切断したりするの
に比較的手軽に、且つ容易に出来ることから広く用いら
れている。

ところが、このエアーガウジング法についてはエアーが
溶融した金属ノロや粉塵等を飛散させたり作業場の粉塵
を舞い上げたりする。また、アークによる輻射熱が大き
く作業性が悪化し、他にも発性する粉塵や有毒ガスや臭
いもあつて作業環境が悪くなり、人体にも悪影響を及ぼ
す恐れがあつた。そのため特開昭４９−１１５９前号に
見られる如く、この発生粉塵を減少させることを目的と
して、水とエアーを溶融した金属ノロ上に同時噴射させ
ることにより、ガウジング前面に水腹をつくり、これに
よつて発生した粉塵を押えるアークスプレーエアーガウ
ジング法が提案されている。しカルながら、この方法は
発生粉塵そのものを減少させるのではなく、発生した粉
塵を飛散させないようににしたものである。そこで、本
発明者らはこれらの欠点を解決するために、いろいろ分
析をした。（１） 発生粉塵の分析結果 表１ 表１の様に粉塵は殆んどが鉄であり、しかも酸化物の形
であつた。

（２）一酸化炭素はアーク熱で溶融した溶融金属中に炭
素電極棒の一部が溶解し、それが冷却するに従つて放出
され酸化して一酸化炭素になつた。

（３）アーク熱により空気中の窒素と酸素が反応して窒
素酸化物を造つていた。

本発明者等は、これらが何れも空気と接触する事が原因
になつている事に着目し各種実験を行つた結果、イナー
トガスによる方法が非常に効果的であることを見い出し
た。

比較実験例として、従来法のエアーガウジング（１）、
水とエアーを同時に噴射させるアークスプレーエアーガ
ウジング法（■）、イナートガス噴射によるガウジング
法（■）とについて、直径８φの銅メッキされた金属被
覆炭素電極棒を用い、間■如×奥行き１．５ｍ×高さ１
．５ｎ１の密閉化されたガウジング作業場で１分間施行
し発生する粉塵、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物
及び電極棒の酸化消耗について測定してみると表２のよ
うになつた。

即ち、従来法のエアーガウジング法、水とエアーを同時
に噴射させるアークスプレーエアーガウジング法に比し
て、イナートガス噴射によるガウジング法は、鋼材除去
量当たりの粉塵量が１′１．５〜１１４、一酸化炭素、
窒素酸化物においては１１２．５一〜１１２、二酸化炭
素においても１１６〜１１５になつた。

これは噴射ガスが不活性であるため、アークエアー法に
見られるように空気中の酸素と被加工金属との反応によ
る自己燃焼蒸発がなく、単なる吸熱昇温であるため（高
温にならないから被加工．金属が蒸発しないので粉塵発
生が少ないものと推足される。当然電極棒ならびにアー
ク点の周囲に酸素がないから、一酸化炭素、二酸化炭素
、窒素酸化物も減少し、更に電極棒表面の酸化も生じな
いので電極棒の消耗も少なくなる。しかしなが・ら、イ
ナートガス噴射によるガウジング方法を実用化するため
には、（１）ガスのコストが高い。（２）粉塵、毒性ガ
スは減少するが逆に窒素性のガスが増大して、酸欠状態
になる恐れがある。これらのことから噴流ガスの性質と
して溶融した金属を吹き飛ばした後では、急激に体積が
小さくなり、且つ安価であることが要求される。そして
、それは常温において液体であり摂氏５０度以上、出来
るだけ低い温度でガス体になり不活性でなければならな
い。即ち、高温度でも比較的安定な水を蒸発させ摂氏百
度以上に加熱した過熱蒸気はそれらの性質をすべて具備
するものである。また、過熱蒸気は空気中に噴射させた
場合、周囲温度により冷却さｌれ液体になるため急激に
体積を収縮させるので酸欠状態にならない。以上のよう
なことから導き出された本発明は、ボイラより得た過熱
蒸気を噴射ガスとして噴出させガウジングする方法であ
る。

以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。

図面において１はアークを発生せしめる炭素電極棒で焼
成された炭素電極棒の表面に銅、アルミ等の導電性金属
が被覆されている。２は、炭素電極棒を脱着自在に出来
る電極保持器て、これは電極棒１に電流を流す機能と過
熱蒸気を電極棒１に沿つて噴射する機能を具備している
。

３は、被加工金属板で鉄等てある。

４は、電極保持器２に過熱蒸気を供給せしめる小型ボイ
ラで過熱蒸気を耐熱耐圧用ケーブル５を通して電極保持
器２に供給する。

６は過熱蒸気の噴気流でアーク熱により溶融飛散したノ
ロ中に溶解した炭素の不完全燃焼による一酸化炭素ガス
とアーク熱の高温下により生成される窒素酸化物及び蒸
発金属が酸化したヒユームを押える役目をする。

下記に前述した実験設備および実験方法により行なつた
本発明の実験結果を表３で示す。表３から明らかなよう
に、本発明によるガウジング法は従来のエアーガウジン
グ法に比して、鋼材徐去量当たりの粉塵量は１１４位、
一酸化炭素、二酸化炭素及び窒素酸化物については１Ｂ
位と大巾に減るようになつた。

これは、電極棒１に沿つて過熱蒸気が噴出するためアー
ク発生部分や溶融金属上をくまなく覆うこととなり、発
生する粉塵、一酸化炭素、二酸化炭素及ひ窒素酸化物等
の有毒ガスを減少させている。そのため、作業環境はよ
くなり人体への悪因子を防いている。一方、鋼材除去量
当たりの炭棒消耗については消耗度合いが８０％位にな
つた。これは、過熱蒸気流６が電極棒１の表面を完全に
覆い酸化性雰囲気から隔離するためである。このように
過熱蒸気と炭素とが高温で接触すると、水性ガス反応を
おこし、Ｈ２とＣＯに分解するがこの場合は接触時間が
短かいためか、この現象は生じない。尚、過熱蒸気はボ
イラから得るのが簡単であり容易であるが、水をケーブ
５に供給してアーク電流によりケーブル５、電極保持器
２の内部のジュール熱で過熱蒸気を発生せしめることも
出来る。以上のように、本発明によれば粉塵、有毒ガス
等の作業環境の悪因子が大巾に減少し、安全で且つ良好
な作業環境の下でガウジング作業が出来るようになつた
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す加工装置の斜視図である
。 ここで、１はアークを発生せしめる炭素電極棒であり、
２は炭素電極棒を脱着自在に出来る電極保持器である。
３は施行される被加工金属板であり、４は過熱蒸気を発
生せしめる小型ホイラである。 また５は、小型ボイラから供給された過熱蒸気を通す耐
圧、耐熱用ケーブルである。６は過熱蒸気の噴気流であ
り、７は直流電源装置てある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アーク熱により加熱溶解された被加工金属のノロを
   過熱蒸気流により吹き飛ばして切断、溝堀り、穴あけ、
   整調作業をすることを特徴とするガウジングおよびブラ
   スチング方法。