JP2009090368A - ガス切断用気化フラックス - Google Patents

Abstract

【課題】一般の炭素を含む普通鋼や特殊鋼の厚板を切断する際のドロスの付着を防止し、かつ良好な切断面を保持するとともに切断速度を向上させる。
【解決手段】前処理した混合フラックスをアルコールもしくはアセトンなどの溶媒と混合し、超臨界装置によって温度３００〜４００℃、圧力３４．３〜４４．１ＭＰａで攪拌、溶解して液体フラックスにし、さらに液体フラックスを気化装置でプロパンやアセチレンなどの切断ガスを吹き込んで気化せしめた気化フラックス。
【選択図】図１

Description

本発明は普通鋼や特殊鋼などの厚板をガス切断するときや連続鋳造で製造するスラブなどの表面をスカーフィングするときに生じるドロス（バリやノロなど）の付着防止に関する。

ガス切断法は、可燃性ガスとしてアセチレン（Ｃ２Ｈ２）やプロパン（Ｃ３Ｈ６）などの可燃性ガスを酸素と燃焼酸化反応させて、普通鋼や特殊鋼などの鉄鋼材料を切断する手段である。ガス切断法の利点は切断速度が速く、能率的であり、設備も簡単でランニングコストも安価であることから一般的に広く利用されている。しかしながら、ガス切断法の最大の欠点は、切断溶鉄と酸化反応ドロスが厚板の下面に付着・成長することである。このような付着物は一般にバリやノロと呼ばれ、切断後のバリ除去作業は重労働となっている。従来のガス切断作業におけるバリ除去作業は、人海戦術によるものであり、切断後の熱い鋼材の上に人間が乗って、グラインダーで切断部の手入れをしているのが実態であり、熱い、汚い、キツイの３Ｋ作業である。切断メーカーでは、材料取り・展開・切断など工程は切断機のＮＣ化等でコンピュータ化されており、非熟練者でも短期間の教育・訓練で対応可能である。しかし、鋼種や厚みの条件に合わせて燃焼ガスや酸素の圧力や流量及び切断スピード・切断予熱温度を変化させて、バリが付着しないような切断作業を自動化するまでには至っていない。さらに、ノロ、ドロスなどのバリ除去作業の自動化も遅れており、鋼種や切断形状の違いのためロボット化も困難な状況にある。そのため、従来から厚板の切断作業においては、バリが付着しないような切断方法が各種提案されている。また、連続鋳造で製造したスラブは表面疵があるため、疵の部分を燃焼ガスと酸素でスカーフィングして除去しているが、除去したあとにドロスが再付着して問題があった。

（１）ガス切断火口軸心部の切断酸素噴流口を囲続して配設した２重の同心環状配列の予熱炎噴流口から、４０００〜５０００Ｎｌ／ｈ流量の燃料ガスに中性炎又は酸素過剰炎が得られる混合比の酸素を加えた予熱用混合ガスを噴射する高速ガス切断方法が提案されている。（特許文献１参照）。

（２）垂直型連鋳機で形成されるスラブをガスカッタートーチからの火炎により切断する際に、スラブの溶融により生ずるバリの生成付着部へノズルから噴射するエアジェットを斜め上方から衝突させて、前記バリを除去するスラブ切断時のバリ除去方法が提案されている。（特許文献２参照）。

（３）溶断された被溶断材の表面に、溶断に伴って付着した不着物を除去する不着物除去装置であって、不着物が付着した被溶断材を載置するテーブルと、このテーブル上で前記被溶断材に摺接するようにして、前記被溶断材の移動方向に対して交わる方向に配置された弾性材からなる除去部材を備えた不着物除去装置が提案されている。（特許文献３参照）。

特開平１−１３３６７５号広報 特開２００３−１１２２３９号広報 特開２００５−１９９２９９号広報

特許文献１の方法においては、（１）ガスや酸素圧力を上昇させなければならないので、ガス漏れやガス爆発の危険性が増していた、（２）可燃性ガスと酸素の圧力を高くすることによりある程度高温のバリを吹き飛ばすことは可能であるが、厚板が厚くなるほど切断面とバリとの摩擦抵抗は大きくなり流動性が低下するので、吹き飛ばし効果は低下する、（３）バリを吹き飛ばすために酸素圧力を上昇すると、切断溶鉄はＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ４などの粘性の高い酸化鉄に変化しやすくなり切断溶鉄の表面を被覆して冷えた保護膜を形成するので、切断溶鉄の流動性は一層低下し、強力な付着力を有するバリとなって厚板の切断面に付着・成長していく、（４）切断幅が広くなり材料の歩留まりが低下する、（５）ノズルが劣化して切断ガスや酸素の気流が乱れると切断面が粗くなるなどの問題があった。

特許文献２の方法においては、（１）切断溶鉄はＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ４などの粘性の高い酸化鉄に変化して、スラブの上面に固着する、（２）斜めからのエアジェットがスラブに衝突してスラブ表面を部分的に溶削する問題があった。

特許文献３の方法においては、（１）完全な除去が不可能なので最終的に人力で手入れが必要である、（２）除去部材が磨耗するので寿命が短くメンテナンスに人手を要しているなどの問題がある。
本発明は従来の構成が有していた上記問題を解決しようとするものであり、解決しようとしている課題は、（１）バリに物理的な外力を付加しなくてもバリが切断面から自然落下するようにする、（２）きれいな切断面を得る、（３）切断幅を小さくして材料の歩留まりを向上する、（４）安全や省エネの面から切断ガスや酸素の圧力を最小限にする、（５）厚板やスラブの表面を疵付けないことである。

第１の解決手段は、ロウ付けなどに使用するフラックスを適宜混合して前処理した混合フラックスを、アルコールやアセトンなどの溶媒に８〜２５重量％混合して、超臨界装置内において温度３００〜４００℃、圧力３４．３〜４４．１ＭＰａで溶解し液体フラックスとし、該液体フラックスに気体を吹き込んで気化させるガス切断用気化フラックスある。

第２の解決手段は、前記前処理した混合フラックスは、前処理としてロウ付けなどに使用するフラックスを適宜混合したものを大気中において水と混合・攪拌して反応させた後に、アセトン液中に浸漬して水分を除去した後、アセトンを蒸発・乾燥させて固まった固形物を粉砕したものであるガス切断用気化フラックスである。

第３の解決手段は、前記前処理した混合フラックスは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ，Ｚｎを含有するフラックスを適宜混合した混合フラックスを１０〜３５重量％及びＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含有するフラックスを適宜混合した混合フラックスを２０〜５０重量％及びＫ、Ｈ，Ｎ、Ｏ、Ｎａを含有するフラックスを適宜混合した混合フラックスを１０〜４０重量％混合した混合フラックスである。

第４の解決手段は、前記液体フラックスに気体を吹き込んで気化させる気化装置において、該気化装置に吹き込む気体が、プロパンガスやアセチレンガスなどの切断ガスであるガス切断用気化フラックスの気化装置である。

第５の解決手段は、前記液体フラックスを気化させて、気化フラックスを製造する気化装置であって、前記気化装置内で発生した気化フラックスを該気化装置内で３００００ガウス以上の強磁場帯で帯電せしめるガス切断用気化フラックスの気化装置である。

本発明の液体フラックス及び気化装置の作用および効果について説明する。

本発明は、切断面改善元素としてＨ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｚｎ、Ｂｒ、Ｉなどを含む化合物を気化フラックスの構成元素としてアセチレン（Ｃ２Ｈ２）やプロパン（Ｃ３Ｈ６）などの燃焼ガス中に混合させて、鋼材厚板を切断する方法である。厚板の切断部において、γ鉄中に切断面改善元素（Ｈ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｚｎ、Ｂｒ、Ｉなど）が侵入し、侵入型固容体を作り融点を下げる現象が生じる。δ鉄やα鉄は体心立方格子であり、その分子間隙間は０．０４ｎｍで小さいため侵入型固容体は作りにくいが、γ鉄は面心立方格子でその分子間隙間は０．１１ｎｍであり切断面改善元素の分子の大きさに比べて大きいので、切断面改善元素が侵入しやすくなっている。ちなみに代表的な切断面改善元素の分子の大きさは、水素（Ｈ）０．０３７ｎｍ、ホウ素（Ｂ）０．０８８ｎｍ、炭素（Ｃ）０．０７７ｎｍ、窒素（Ｎ）０．０５３ｎｍ、酸素（Ｏ）０．０６１ｎｍであり、γ鉄の分子間隙間に比べて小さく、γ鉄中に侵入しやすい大きさとなっている。特に原子最小サイズの水素や他の物質と反応しやすいフッ素はγ鉄中に侵入しやすいので優れた切断面改善元素である。切断ガス中に切断面改善元素を混入してドロスに連続侵入させることにより、ドロスの主成分であるγ鉄を固容体とすることができ、融点を降下させるとともに流動性を向上させる作用があるので、ドロスが切断面に付着するのを抑制する効果が生まれる。しかしながら、通常切断面改善元素であるＨ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｓ、Ｐ、Ｓｉ、Ｂｒ、Ｉなどは含有量を厳密に制御しないと鉄にとっては有害となる。即ち、炭素は鋼材の機械的な性質を向上させるために用途に応じて０．０２〜０．２％まで入っているが、その他の元素はＪＩＳでは０．０４％以下でないと強度、伸びなどに悪影響をあたえるため少ないほうがよいのである。従って、これらの切断面改善元素が切断面に残留しないようにするために、液体フラックスにおける切断面改善元素の化合物は重量比で８〜２５％にする。

切断面改善元素のＢ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ，Ｚｎはドロスや溶鉄の融点を降下させて流動性を向上させる効果があり、厚板の切断面からドロスや溶鉄が流れ落ちやすくなる。これらを含有する化合物は１０〜３５％とするのが望ましい。

切断面改善元素であるＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなどのハロゲンガスはドロスの表面張力を小さくし、流動性を向上させて切断面を清掃する効果がある。これらを含有する化合物は２０〜５０％とするのが望ましい。これらのハロゲンガスは切断ガスと混合された状態で切断面の溶融鉄、酸化鉄などのドロスに接触し侵入することで鉄の分子間引力を引き裂くため他の切断面改善元素である炭素、硫黄、珪素、亜鉛、水素、ホウ素、酸素などが入りやすくなる。Ｆ（フッ素）、Ｃｌ（塩素）、Ｂｒ（臭素）、Ｉ（ヨウ素）などはフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物として科学的に安定した状態で存在しているので市場調達が簡単でありコストも安い。

切断面改善元素のＫ、Ｈ，Ｎ、Ｏ、Ｎａ、Ｂはドロスの酸化を防止するフラックスとして機能するため、切断スピードも向上し、きれいな切断面が得られる。これらを含有する化合物は１０〜４０％とするのが望ましい。Ｋ、Ｈ，Ｎ、Ｏ、Ｎａ、Ｂからなるフラックスとしての役目は（１）母材表面の酸化物を除去し清浄化を保持する、（２）ドロスの流動性を促進する、（３）ドロスの融点を低下させて流動性を向上させる、（４）ドロスが積層して成長するのを防止することである。溶解した溶銑はＫ、Ｎａ、Ｂ、ＮがＢ２Ｏ３、Ｈ３ＢＯ３、ＫＯ２，ＮａＯ２，Ｋ２ＳｉＦ６．Ｐ２Ｏ５などに再フラックス化することにより、ドロスにロウ付けされるためドロスが帯状に連続して繋がり次第に重くなり自重落降する。ここが従来の切断には見られないことであり切断と同時にドロスと溶鉄をロウ付けする作用が働いている。そのため１本の大きな帯状の塊となるため自重落降とする。ハロゲンガスと気化フラックスの相乗効果で、ドロスの融点が降下する効果や表面張力を低減による流動性向上効果や溶滴の分子間引力をバラバラとするため溶滴の球状化を防ぐ効果が生まれて、ドロスが連続した１本の滝のように切断が進行するため切断幅も従来よりも２０％程度細く切断が可能である。

本発明によるガス切断用気化フラックスは、ロウ付けなどに使用するフラックスを適宜混合して前処理した混合フラックスを、アルコールやアセトンなどの溶媒に８〜２５重量％混合して、超臨界装置内において温度３００〜４００℃、圧力３４．３〜４４．１ＭＰａで溶解し液体フラックスを製造し、該液体フラックスを気化装置に入れて、気化装置の底面から切断ガスであるアセチレンやプロパンを吹き上げることで液体フラックスを泡立たせて、気化させて製造するものである。従って、気化装置以外には新規の設備は不要であり、従来のガス切断機のガス配管に気化装置の配管を接続するだけで十分使用できるため投資費が少なくてすむ。従来の人手によるドロス除去費用も大幅に削減できる。

気化フラックスはバブリングに要した炭化水素ガス（アセチレンまたはプロパン）と混合・希釈されて、最大５重量％程度の濃度となる。気化装置のガス混合室に気化フラックスが上昇していくと、３００００ガウス以上のネオジ磁石帯の中で帯電する。気化装置は上面を球面形にしているので反射磁界が中心に集まりガウス磁力がアップする構造にしている。気化フラックスは強磁場帯で活性化しないと、気化装置から切断火口に到達するまでの間に再結晶が始まってホース内、火口、吹管部などに析出し詰まりの原因となる。気化フラックスが強磁場帯を通ることで活性化することは特開昭６４−７７７４３号広報、特開昭６３−１２３５７号広報に公開している。強磁場帯を通すことで分子活動が増すため燃焼効率も向上する。

課題を解決するため最良の形態

第１の解決手段は、ロウ付けなどに使用するフラックスを適宜混合して前処理した混合フラックスを、アルコールやアセトンなどの溶媒に８〜２５重量％混合して、超臨界装置内において温度３００〜４００℃、圧力３４．３〜４４．１ＭＰａで溶解し液体フラックスとし、該液体フラックスに気体を吹き込んで気化させるガス切断用気化フラックスである。

従来、気化フラックスとしては、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）が１８０〜８００℃と幅広い温度範囲でフラックス機能を発揮することから、ホウ酸トリメチール（（ＣＨ３Ｏ）３Ｂ）６０％とアセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ３）３０％とメタノール（ＣＨ３ＯＨ）１０％を混合した液体フラックスを気化させるものが、ロウ付け用の気化フラックスとして市販されている。これはプラスチックの硬化剤として作られたものを溶接用ロウ付けフラックスとして応用したものであり、切断時のドロス付着防止の機能はなかった。本発明によるガス切断用気化フラックスは、ロウ付けなどに使用するフラックスを適宜混合して前処理した混合フラックスをアルコールやアセトンなどの溶媒と混合して、一旦超臨界装置で液体フラックスとした後に、気化装置に投入し気体を吹き込んで気化せしめて、気化フラックスとして厚板切断に供するものである。

切断面改善元素であるＨ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｚｎ、Ｂｒ、Ｉを含むフラックスには、ホウ砂・ホウ酸塩、ホウフッ化物、フッ化物（フロライド）、塩化物（クロライド）、臭化物（ブロマイド）、酸化物（オキサイド）、無機類、有機酸類、アミン・アミド類、有機ハロゲン類などがある。ホウ砂・ホウ酸塩としてはホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、ホウ砂（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７）などがある。ホウフッ化としてはホウフッ化カリウム（ＫＢＦ４）、ホウフッ化水素酸（ＨＢＦ４）、フッ化物としてはフッ化水素酸（ＨＦ）、フッ化カリウム（ＫＦ）などがある。塩化物としては塩化水素酸（ＨＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）などがある。臭化物としては臭化水素酸（ＨＢｒ）、臭化カリウム（ＫＢｒ）などがある。酸化物としては酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）などがある。無機類としてはリン酸（Ｈ３ＰＯ４）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）などがある。有機酸類としてはシュウ酸（ＣＯＯＨ）２、クエン酸（ＯＨ）Ｃ３Ｈ４（ＣＯＯＨ）３などがある。アミン・アミド類としてはメチルアミン（ＣＨ３）・ＮＨ２、ジメチルアミン（（ＣＨ３）２・ＮＨ２）などがある。有機ハロゲン類としてはアニリン塩酸塩（Ｃ６Ｈ５ＮＨ２・ＨＣｌ）、ジメチルアミン塩酸塩（Ｃ２Ｈ５）ＮＨ・ＨＣｌ）などがある。また、融点で分類すると、１８０〜４５０℃までの融点化合物として塩化亜鉛（ＺｎＣｌ）、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）、４フッ化カリウム（ＫＢＦ４）、４塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、５酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、リン酸ナトリウム（Ｎａ５Ｐ３Ｏ１０）、臭化リン（ＰＢｒ）、酸性フッ化カリウム（ＫＨＦ２）、２リン酸カリウム（ＫＨ２ＰＯ３）、硫酸ナトリウム（ＮＡ２Ｓ２Ｏ４）、ジエチルアミン塩酸塩（（Ｃ２Ｈ５）ＮＨ・ＨＣｌ）、ブチルアミン塩酸塩（ＣＨ３（ＣＨ２）２ＮＨ３・ＨＣｌ）、尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２））などがある。４５０〜９００℃までの融点化合物として硼酸（Ｈ３ＢＯ３）、フッ化カリウム（ＫＦ）、硼砂（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７）、ケイフッ化カリウム（Ｋ２ＳｉＦ６）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）などがある。９００℃以上の融点化合物として炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、炭酸セシウム（ＣｓＣＯ３）、３リン酸ナトリウム（Ｎａ３ＰＯ４）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）などがある。これらの化合物から４〜１０種類の化合物を選択して前処理した混合フラックスを作る。

前処理した混合フラックスを溶かす溶媒としては、メタノール、エタノール、ブタノール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、アミルアルコール、アセトン、アミルアセテート、ベンゼン、四塩化炭素、トルエン、トリクレン、テルピン、キシレンなどがある。これらの中から１種類あるいは２種類以上組み合わせて溶媒を選択する。例えば、エタノールやアセトンもしくはこれらを混合した溶媒などはそれ自体が可燃性ガスであり、ガス切断用気化フラックス用の溶媒としては適している。

前処理した混合フラックスの含有量は８〜２５重量％とする。８％以下であると切断面にドロスが付着する。２５％以上であると配管内や火口にフラックスが析出して付着する問題が生じる。

気化装置に吹き込んで液体フラックスを気化するための気体は空気、酸素、窒素、アルゴン、炭酸ガス、一酸化炭素、燃焼ガスがよい。燃焼ガスとしては、切断ガスであるプロパンガスやアセチレンガスなどが適している。

液体である水は１００℃で沸騰し、０℃で氷るが３７４．１５℃、圧力２１．３ＭＰａの超臨界圧になると通常では水に溶けないダイオキシンでも溶解させることができるが、このような液体の性質を利用して、アルコールやアセトンなどの溶媒中に各種のフラックスを溶解したものが液体フラックスであり、さらにこの液体フラックスを気化させたものが気化フラックスである。例えば、エタノールは温度３００〜４００℃で圧力は１８．１〜５２．１ＭＰａとなり、いろいろなフラックスを溶解させることが可能となる。液体フラックスはフラックスの混合割合により酸性にもアルカリ性にも作ることが可能であるがＰＨ５〜６の弱酸性が望ましい。

図１に超臨界装置８０の一例を示す。図１は超臨界装置の断面図である。超臨界装置８０はアルコールやアセトンなどの溶媒と前処理した混合フラックスを攪拌して溶解させるために、揺動運動もしくは回転運動をさせながら加熱する構造にしている。超臨界装置８０の胴部８８にはトラニオン８７を設けて支持体８６で支持している。トラニオ８７の片側には超臨界装置８０を揺動もしくは回転させるための電動機１００を設けている。超臨界装置８０の下部には加熱装置９０を設けている。超臨界装置８０の中にはボール８１を投入して、前処理した混合フラックスを効率よく粉砕したり攪拌したりできるようにしている。超臨界装置８０の胴部８８には圧力計８４や温度計８５を取り付けて圧力や温度の管理ができるようにしている。超臨界装置８０への溶媒や前処理したフラックスの投入はソケット８３から行い、投入完了後はプラグ８２を締め付ける。超臨界装置８０内は腐食性ガスが発生する場合があるので、超臨界装置８０やボール８１、ソケット８３、プラグ８２などの材質はＳＵＳ３０４もしくはＳＵＳ３１６にしている。超臨界装置８０は温度３００〜４００℃、圧力３４．３〜４４．１ＭＰａの条件を具現化できればよく、上記例の他にも攪拌方法、加熱方法、溶媒や前処理したフラックスの投入方法などについていろいろな手段が考えられる。

第２の解決手段は、前記前処理した混合フラックスは、前処理としてロウ付けなどに使用するフラックスを適宜混合したものを大気中において水と混合・攪拌して反応させた後に、アセトン液中に浸漬して水分を除去した後、アセトンを蒸発・乾燥させて固まった固形物を粉砕したものであるガス切断用気化フラックスである。フラックスは、１８０〜４５０℃までの融点化合物として塩化亜鉛（ＺｎＣｌ）、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）、４フッ化カリウム（ＫＢＦ４）、４塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、５酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、リン酸ナトリウム（Ｎａ５Ｐ３Ｏ１０）、臭化リン（ＰＢｒ）、酸性フッ化カリウム（ＫＨＦ２）、２リン酸カリウム（ＫＨ２ＰＯ３）、硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ４）、ジエチルアミン塩酸塩（（Ｃ２Ｈ５）ＮＨ・ＨＣｌ）、ブチルアミン塩酸塩（ＣＨ３（ＣＨ２）２ＮＨ３・ＨＣｌ）、尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２））などがある。４５０〜９００℃までの融点化合物としてホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、フッ化カリウム（ＫＦ）、ホウ砂（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７）、ケイフッ化カリウム（Ｋ２ＳｉＦ６）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）などがある。９００℃以上の融点化合物として炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、炭酸セシウム（ＣｓＣＯ３）、３リン酸ナトリウム（Ｎａ３ＰＯ４）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）などがある。これらの化合物から４〜１０種類の化合物を選択して前処理した混合フラックスを製造する。

第３の解決手段は、前記前処理した混合フラックスは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ，Ｚｎを含有する４フッ化カリウム（ＫＢＦ４）、臭化リン（ＰＢｒ）、硫酸ナトリウム（ＮＡ２Ｓ２Ｏ４）、４塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ）などのフラックスを適宜混合した混合フラックスを１０〜３５重量％、及びＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含有する４フッ化カリウム（ＫＢＦ４）、４塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、臭化リン（ＰＢｒ）などのフラックスを適宜混合した混合フラックスを２０〜５０重量％、及びＫ、Ｈ，Ｎ、Ｏ、Ｎａ、Ｂを含有する４フッ化カリウム（ＫＢＦ４）、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）、５酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ４）、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）などのフラックスを適宜混合した混合フラックスを１０〜４０重量％混合したガス切断用気化フラックスである。

第４の解決手段は、前記液体フラックスを気化させて、気化フラックスを製造する気化装置であって、該気化装置に切断ガスであるプロパンガスもしくはアセチレンガスを導入して、液体フラックスをバブリングすることにより、該液体フラックスを気化させるガス切断用気化フラックスの気化装置である。切断ガスで液体フラックスを気化させることにより、装置を簡便化できる。

第５の解決手段は、前記液体フラックスを気化させて、気化フラックスを製造する気化装置であって、前記気化装置内で発生した気化フラックスを該気化装置内で３００００ガウス以上の強磁場帯で帯電せしめるガス切断用気化フラックスの気化装置である。図２は気化装置１０の断面図である。切断ガスは本管３０から吹き込みヘッダ管３１に供給され、ノズル３１ａから液体フラックス６０の中に吹き込まれる。吹き込み用のプロパンガスやアセチレンガスなどの切断ガス圧力は０．１０〜０．３０ＭＰａがよい。０．１１ＭＰａより小さいと気化能力が小さすぎる。０．３０ＭＰａより大きいと気化室内壁に液体フラックスが飛散付着して析出する。望ましくは０．１１〜０．１５ＭＰａである。気化した気化フラックス６０ａは仕切り板７０の孔７０ａを通過して磁化室１１に入り、誘導管５０及び排気管５１を通り、バイパス管３３に入り切断火口（図示せず）に導かれる。磁化室１１にはネオジ磁石２０が３００００ガウス以上になるように適宜配置されており、気化フラックス６０ａは磁化室１１を通過中に磁化される。通常切断ガスは吹き込みバルブ４０を開けて、吹き込みヘッダ管３１に供給されるが、気化フラックス６０ａの濃度を調整する場合は、調整バルブ４１を開けて調整ヘッダ管３２からも調整用の切断ガスを供給する。また、気化フラックス６０ａを火口に供給しない場合は、吹き込みバルブ４０、４１を閉めて、バイパスバルブ４２を開けて、気化装置１０をバイパスさせて切断ガスを直接火口（図示せず）に供給する。図１は気化装置１０の一例であり、液体フラックスを気化せしめる機能及び気化フラックスを磁化せしめる機能があれば各種の構造が提案可能である。

酸性フッ化カリウム（ＫＨＦ２）、４フッ化カリウム（ＫＢＦ４）、ブチルアミン酸塩（ＣＨ２（ＣＨ２）３ＮＨ３／ＨＣｌ）、臭化リン（ＰＢｒ５）、硫化リン（Ｐ２Ｓ２）の５種類のフラックスを選択して混合フラックスとして、水をバインダーにして混合・撹拌して反応させた後アセトン溶液に浸漬し水分を除去し、アセトンを蒸発・乾燥させ粉砕して前処理した混合フラックスを製造した。前処理した混合フラックスをアセトン溶液とともに超臨界装置に投入し、温度３５０℃、圧力３９．２ＭＰａの条件で溶融させて液体フラックスを作成した。フラックスの混合割合は成分元素が表１の％モル比になるように配合した。融点を降下させる効果のある元素はＢ、Ｃ、Ｐ、Ｓで３１．３２％モル比である。表面張力を低減し流動性を向上させる効果のある元素はＦ、Ｃｌ、Ｂｒで５０．６６％モル比である。ドロスの酸化を防止する効果のある元素はＫ、Ｈ，Ｎで１８．０２％モル比である。５００ｍｍの普通鋼厚板の切断試験を実施してドロス不着状況を観察したところまったく付着しなかった。

４フッ化カリウム（ＫＢＦ４）、ブチルアミン酸塩（ＣＨ２（ＣＨ２）３ＮＨ３／ＨＣｌ）、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ４）、リン酸水素カリウム（ＫＨ２ＰＯ３）、硫化リン（Ｐ２Ｏ５）の５種類のフラックスを選択して混合フラックスとして、水をバインダーにして混合・撹拌して反応させた後アセトン溶液に浸漬し水分を除去し、アセトンを蒸発・乾燥させ粉砕して前処理した混合フラックスを製造した。前処理した混合フラックスをアセトン溶液とともに超臨界装置に投入し、温度３５０℃、圧力３９．２ＭＰａの条件で溶融させて液体フラックスを作成した。フラックスの混合割合は成分元素が表２の％モル比になるように配合した。融点を降下させる効果のある元素はＢ、Ｃ、Ｐ、Ｓで３１．５４％モル比である。表面張力を低減し流動性を向上させる効果のある元素はＦ、Ｃｌで２５．５４％モル比である。ドロスの酸化を防止する効果のある元素はＫ、Ｈ，Ｎ、Ｏ、Ｎａで４２．９２％モル比である。５００ｍｍの普通鋼厚板の切断試験を実施してドロス不着状況を観察したところまったく付着しなかった。

は超臨界装置の断面図である。 は気化装置の断面図である。

符号の説明

１０：気化装置、１１：磁化室、２０：ネオジ磁石、３０：本管、３１：吹き込みヘッダ管、３１ａ：ノズル、３２：調整ヘッダ管、３３：切断ガスバイパス管、４０：吹き込みバルブ、４１：調整バルブ、４２：バイパスバルブ、５０：誘導管、５１：排気管、６０：液体フラックス、６０ａ：気化フラックス、７０：仕切り板、８０：超臨界装置、８１：ボール、８２：プラグ、８３：ソケット、８４：圧力計、８５温度計、８６：支持体、８７：トラニオン、８８：胴部、９０：加熱装置、１００：電動機

Claims (5)

1. ロウ付けなどに使用するフラックスを適宜混合して前処理した混合フラックスを、アルコールやアセトンなどの溶媒に８〜２５重量％混合して、超臨界装置内において温度３００〜４００℃、圧力３４．３〜４４．１ＭＰａで溶解し液体フラックスとし、該液体フラックスに気体を吹き込んで気化させることを特徴とするガス切断用気化フラックス。
2. 前記前処理した混合フラックスは、前処理としてロウ付けなどに使用するフラックスを適宜混合したものを大気中において水と混合・攪拌して反応させた後に、アセトン液中に浸漬して水分を除去した後、アセトンを蒸発・乾燥させて固まった固形物を粉砕したものであることを特徴とする請求項１記載のガス切断用気化フラックス。
3. 前記前処理した混合フラックスは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ，Ｚｎを含有するフラックスを適宜混合した混合フラックスを１０〜３５重量％及びＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含有するフラックスを適宜混合した混合フラックスを２０〜５０重量％及びＫ、Ｈ，Ｎ、Ｏ、Ｎａを含有するフラックスを適宜混合した混合フラックスを１０〜４０重量％混合したことを特徴とする請求項１及び請求項２記載の前処理した混合フラックス。
4. 前記液体フラックスに気体を吹き込んで気化させる気化装置において、該気化装置に吹き込む気体が、プロパンガスやアセチレンガスなどの切断ガスであることを特徴とするガス切断用気化フラックスの気化装置。
5. 前記液体フラックスを気化させて、気化フラックスを製造する気化装置であって、前記気化装置内で発生した気化フラックスを該気化装置内で３００００ガウス以上の強磁場帯で帯電せしめることを特徴とする請求項４記載のガス切断用気化フラックスの気化装置。

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