JP2011092948A

JP2011092948A - 酸素溶断ランス用ランスパイプ

Info

Publication number: JP2011092948A
Application number: JP2009246237A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Sato; 豊佐藤; Satoru Fukaura; 悟深浦; Hiroyuki Horio; 宏行堀尾; Hiroaki Hara; 洋明原; Tetsunobu Nishimoto; 哲伸西本; Yoshishige Tomizawa; 義重富沢; Nozomi Nishimura; 望西村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2029-10-27
Also published as: JP5471299B2

Abstract

【課題】より一層着火容易性に優れた酸素溶断ランス用ランスパイプを提供する。
【解決手段】ランスパイプ本体１２内に、径の異なる２種類の金属線（大径の金属線１３と小径の金属線１４）を配置することとし、ランスパイプ本体１２の内壁に接するように大径の金属線１３を環状に配置し、その環状に配置した大径の金属線１３とランスパイプ本体１２の内壁との間に小径の金属線１４を配置している。
【選択図】図３

Description

本発明は、酸素溶断ランス用ランスパイプに関し、特に着火容易性に優れた酸素溶断ランス用ランスパイプに関するものである。

酸素溶断ランスは、内径が３〜１２ｍｍ程度の厚肉金属製のランスパイプを通して酸素を供給し、その先端でランスパイプを燃焼させて被加工材の溶断や穿孔等を行うものである（例えば、非特許文献１参照）。

この酸素溶断ランスをより具体的に説明すると、図７に一例を示すように、酸素溶断ランス１では、ランスパイプ２の基部からランスパイプ２内に高圧の酸素を送り込んで、その先端部２ａから噴出させ、火種（例えば、ガスバーナの炎）を用いて着火させて、ランスパイプ２の先端部２ａを燃焼させる。そして、このランスパイプ２の先端部２ａの酸化反応による火炎５の有する高熱や機械的圧力等で、耐火物や鋼材等の被加工材６の溶断や穿孔等を行うものである。なお、図７中の３は、酸素の流量を調整する酸素流量調整バルブであり、圧力計４を用いて酸素の流量を把握することができる。

このような酸素溶断ランスにおいては、作業性の向上のために、迅速に着火させることが大切である。

そこで、従来、着火の容易性等を目的として、ランスパイプに、酸素の流路を確保しつつ、金属線を内装することが行われている（例えば、特許文献１参照）。このような金属線をランスパイプに内装することによって、まず、金属線が着火・燃焼した後、その燃焼熱でランスパイプが着火・燃焼するようになるので、酸素溶断ランスの着火が容易になるというものである。

図４は、そのような金属線が内装されたランスパイプの横断面図である。このランスパイプ５１では、ランスパイプ本体５２内に複数の金属線５３が環状に配置されており、その複数の金属線５３で囲まれた側（ランスパイプ本体５２の中心側）の空間５５が主の酸素流路となり、複数の金属線５３とランスパイプ本体５２の内壁とで形成された側（ランスパイプ本体５２の内壁側）の空間５６が副の酸素流路となっている。

特開平０９−０３８７６９号公報

日本鉄鋼協会編、「第３版鉄鋼便覧ＶＩ」、ｐ．６４７

しかしながら、図４に示したような、金属線５３が内装されたランスパイプ５１を備えた酸素溶断ランスでも、着火までに要する時間（着火所要時間）は、２０秒〜６０秒掛かる。

そこで、酸素溶断ランスのさらなる作業性向上のために、例えば着火所要時間が１０秒といったより一層着火が容易な酸素溶断ランスの出現が望まれている。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、より一層着火容易性に優れた酸素溶断ランス用ランスパイプを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討を行った。その結果、ランスパイプ本体に複数の金属線が内装されたランスパイプを備えた酸素溶断ランスにおいて、従来は、内装される金属線として全て同一の径を有する金属線を用いていたのに対して、内装される金属線の径を異ならすことを着想した。すなわち、内装される金属線の径を異ならすことによって、径の小さい金属線から径の大きい金属線へと順次着火・燃焼していって、その燃焼熱でランスパイプ本体が着火・燃焼するようになるので、酸素溶断ランスの着火がより一層容易になるからである。

上記の着想に基づいて、本発明は以下のような特徴を有している。

［１］ランスパイプ本体に複数の金属線が内装されたランスパイプを備えた酸素溶断ランス用ランスパイプにおいて、前記金属線として、径の異なる金属線が用いられていることを特徴とする酸素溶断ランス用ランスパイプ。

［２］最大の径の金属線が環状に配置され、その環状に配置された最大の径の金属線とランスパイプ本体の内壁との間に残りの金属線が配置されていることを特徴とする前記［１］に記載の酸素溶断ランス用ランスパイプ。

［３］最大の径の金属線がランスパイプ本体の内壁に接していることを特徴とする前記［２］に記載の酸素溶断ランス用ランスパイプ。

本発明によって、一層着火容易性に優れた酸素溶断ランス用ランスパイプを提供することができる。その結果、酸素溶断ランスのさらなる作業性向上が可能となる。

本発明の一実施形態におけるランスパイプの一例を示す横断面図である。本発明の一実施形態におけるランスパイプの他の例を示す横断面図である。本発明の一実施形態におけるランスパイプの他の例を示す横断面図である。従来のランスパイプの例を示す横断面図である。本発明の実施例においてランスパイプの着火に用いた着火用枠体を示す図である。本発明の実施例の結果を示す図である。酸素溶断ランスを示す図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態においては、ランスパイプに内装する金属線として、径の異なる２種類の金属線を配置するようにしている。

まず、図１は、この実施形態におけるランスパイプの一例を示す横断面図である。図１に示すように、このランスパイプ１１Ａは、ランスパイプ本体１２内に、大径の金属線１３を環状に配置し、その環状に配置した大径の金属線１３の内側（ランスパイプ本体１２の中心側）に、小径の金属線１４を配置している。

この場合、大径の金属線１３とランスパイプ本体１２の内壁とで形成された側（ランスパイプ本体１２の内壁側）の空間１６が主の酸素流路となり、大径の金属線１３で囲まれた側（ランスパイプ本体１２の中心側）の空間（小径の金属線１４の隙間）１５が副の酸素流路となっている。

また、図２は、この実施形態におけるランスパイプの他の例を示す横断面図である。図２に示すように、このランスパイプ１１Ｂは、ランスパイプ本体１２内に、大径の金属線１３を環状に配置し、その環状に配置した大径の金属線１３の外側（ランスパイプ本体１２の内壁側）に、小径の金属線１４を配置している。

この場合、大径の金属線１３で囲まれた側（ランスパイプ本体１２の中心側）の空間１５が主の酸素流路となり、大径の金属線１３とランスパイプ本体１２の内壁とで形成された側（ランスパイプ本体１２の内壁側）の空間１６が副の酸素流路となっている。

また、図３は、この実施形態におけるランスパイプの他の例を示す横断面図である。図３に示すように、このランスパイプ１１Ｃは、上記のランスパイプ１１Ｂと同様に、ランスパイプ本体１２内に、大径の金属線１３を環状に配置し、その環状に配置した大径の金属線１３の外側（ランスパイプ本体１２の内壁側）に、小径の金属線１４を配置しているが、それに加えて、大径の金属線１３がランスパイプ本体１２の内壁に接するようにしている。

この場合も、大径の金属線１３で囲まれた側（ランスパイプ本体１２の中心側）の空間１５が主の酸素流路となり。大径の金属線１３とランスパイプ本体１２の内壁とで形成された側（ランスパイプ本体１２の内壁側）の空間１６が副の酸素流路となっている。

このように、この実施形態におけるランスパイプ１１Ａ、ランスパイプ１１Ｂ、ランスパイプ１１Ｃは、ランスパイプ本体１２に内装する金属線として、径の異なる２種類の金属線（大径の金属線１３と小径の金属線１４）を配置しているので、小径の金属線１４から大径の金属線１３へと着火・燃焼していって、その燃焼熱でランスパイプ本体１２が着火・燃焼するようになるので、酸素溶断ランスの着火がより一層容易になる。

ここで、ランスパイプ１１Ａ、ランスパイプ１１Ｂ、ランスパイプ１１Ｃの着火容易性について比較すると、ランスパイプ１１Ａのように、環状に配置した大径の金属線１３の内側に小径の金属線１４を配置する場合に比べて、ランスパイプ１１Ｂのように、環状に配置した大径の金属線１３の外側に小径の金属線１４を配置する場合の方が着火容易性に優れている。これは、ランスパイプ１１Ｂの方が断面積の大きい酸素流路（ランスパイプ本体１２の中心側の酸素流路１５）を確保することができるからである。

その際に、ランスパイプ１１Ｃのように、大径の金属線１３をランスパイプ本体１２の内壁に接するようにすれば、ランスパイプ本体１２の中心側の酸素流路１５の断面積がより大きくなるので、最も着火容易性に優れている。

なお、上記において、大径の金属線１３および小径の金属線１４の径については、ランスパイプ本体１２の径等に基づいて適宜定めればよいが、大径の金属線１３と小径の金属線１４との径比率（＝大径の金属線の径／小径の金属線の径）は、１．２〜３０の範囲が好ましく、２〜２０の範囲がより好ましい。これは、酸素流路の断面積のバランスを考慮したためであり、径比率が１．２未満になればランスパイプ本体の中心側の酸素流路の断面積が小さくなり、径比率が３０を超えればランスパイプ本体の内壁側の酸素流路の断面積が極端に小さくなるからである。

そして、この実施形態においては、２種類の径の異なる金属線を用いているが、３種類以上の径の異なる金属線を用いることもできる。

本発明例として、上記の本発明の一実施形態に示したランスパイプを用いて着火を行った。その際に、図１に示したランスパイプ１１Ａを用いた場合を本発明例１とし、図２に示したランスパイプ１１Ｂを用いた場合を本発明例２とし、図３に示したランスパイプ１１Ｃを用いた場合を本発明例３とした。なお、ランスパイプ１２の径は８ｍｍで、大径の金属線１３の径は２ｍｍ、小径の金属線１４の径は０．７ｍｍとした。

これに対して、従来例として、図４に示したランスパイプ５１を用いて着火を行った。なお、ランスパイプ５２の径は８ｍｍで、金属線５３の径はすべて２ｍｍとした。

図５に、この実施例においてランスパイプの着火に用いた着火用枠体を示す。図５（ａ）に外観図、図５（ｂ）に断面図を示すように、この着火用枠体２０は、枠材（木材や紙）２１に、ランスパイプ２の先端部２ａが挿入されるランスパイプ挿入孔２２が形成されたものである。そのランスパイプ挿入孔２２の内部には、着火用の燃焼材（例えば、紙屑や籾殻）２５が投入され、この着火用枠体２０には、ランスパイプ挿入孔２２に連通し、ランスパイプ挿入孔２２の開口方向（作業者が居る方向）に対して略直交する方向に開口した逃し穴２３が設けられている。そして、この着火用枠体２０を用いて酸素溶断ランス１の着火を行う際には、ランスパイプ挿入孔２２の内部に投入された着火用燃焼材２５をマッチ等で燃焼させておき、そのランスパイプ挿入孔２２にランスパイプ２の先端部２ａを挿入し、酸素流量調整バルブ３を開いて酸素を供給して、着火を行うのである。

それぞれの場合の着火所要時間を比較したものを図６に示す。なお、図６においては、従来例における着火所要時間を１としている。

図６に示すように、従来例に比べて、本発明例１〜３では着火所要時間が大幅に短縮している。そして、本発明例１〜３の中では、本発明例３が最も着火所要時間が短縮している。

上記の結果から、本発明の有効性が確認された。

１酸素溶断ランス
２ランスパイプ
２ａランスパイプの先端部
３酸素流量調整バルブ
４圧力計
５火炎
６被加工材
１１Ａランスパイプ
１１Ｂランスパイプ
１１Ｃランスパイプ
１２ランスパイプ本体
１３大径の金属線
１４小径の金属線
１５ランスパイプ本体の中心側の酸素流路
１６ランスパイプ本体の内壁側の酸素流路
２０着火用枠体
２１枠材
２２ランスパイプ挿入孔
２３逃し穴
２５着火用燃焼材
５１ランスパイプ
５２ランスパイプ本体
５３金属線
５５ランスパイプ本体の中心側の酸素流路
５６ランスパイプ本体の内壁側の酸素流路

Claims

ランスパイプ本体に複数の金属線が内装されたランスパイプを備えた酸素溶断ランス用ランスパイプにおいて、前記金属線として、径の異なる金属線が用いられていることを特徴とする酸素溶断ランス用ランスパイプ。
最大の径の金属線が環状に配置され、その環状に配置された最大の径の金属線とランスパイプ本体の内壁との間に残りの金属線が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の酸素溶断ランス用ランスパイプ。
最大の径の金属線がランスパイプ本体の内壁に接していることを特徴とする請求項２に記載の酸素溶断ランス用ランスパイプ。