JP2021016867A - Scarfing device for steel material, and scarfing method for steel material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼材の表面を溶削する鋼材の溶削装置、及び、鋼材の溶削方法に関するものである。 The present invention relates to a steel material melting apparatus for melting the surface of a steel material and a method for melting the steel material.
例えば、連続鋳造によって製造される鋳片等の鋼材の表面には、介在物の巻き込みや表面疵等の表面欠陥が発生することがある。
このような鋼材の表面欠陥を除去する際には、例えば特許文献１−３に開示された溶削装置（スカーファー設備）が用いられる。これらの溶削装置（スカーファー設備）は、鋳片（鋼材）の表面を局所的に加熱して溶融し、表面欠陥を除去するものである。
上述の溶削装置（スカーファー設備）においては、鋼材の表面に対向するようにスカーファーユニットが配設されている。
For example, on the surface of a steel material such as a slab produced by continuous casting, surface defects such as inclusion of inclusions and surface defects may occur.
When removing such surface defects of a steel material, for example, a smelting apparatus (scarfer equipment) disclosed in Patent Documents 1-3 is used. These milling equipments (scarfer equipment) locally heat the surface of a slab (steel material) to melt it and remove surface defects.
In the above-mentioned welding apparatus (scarfer equipment), the scarfer unit is arranged so as to face the surface of the steel material.
このような構成の溶削装置（スカーファー設備）においては、まず、鋼材の表面に対して可燃性ガスと予熱用酸素を吹き付けて可燃性ガスを燃焼させ、この燃焼熱により、鋼材の表面を局所的に溶融して湯溜まり部を形成する（予熱ステップ）。
次に、鋼材の表面に溶削用酸素を供給するとともに鋼材を搬送し、上述の湯溜まり部を熱源として溶削用酸素と鉄とを酸化反応させ、この酸化反応熱によって、鋼材の表面を溶融し、表面欠陥を除去する（溶削ステップ）。なお、溶削用酸素が供給され、鋼材の鉄との酸化反応が生じる領域を火点と称す。
In a smelting device (scarfer equipment) having such a configuration, first, a flammable gas and oxygen for preheating are blown onto the surface of the steel material to burn the flammable gas, and the surface of the steel material is burned by the combustion heat. It melts locally to form a pool (preheating step).
Next, oxygen for milling is supplied to the surface of the steel material and the steel material is conveyed, and the oxygen for milling and iron are oxidized by using the above-mentioned hot water pool as a heat source, and the surface of the steel material is subjected to the oxidation reaction heat. Melt and remove surface defects (melting step). The region where oxygen for milling is supplied and the oxidation reaction of the steel material with iron occurs is called the fire point.
最近では、溶削の生産性向上、及び、溶削時の歩留まり向上のため、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが求められている。
従来、上述の溶削装置（スカーファー設備）によって鋼材の表面を溶削する場合には、溶削用酸素の酸素量（酸素圧力）と鋼材の搬送速度を調整することにより、溶削深さを制御していた。すなわち、溶削深さは、おおよそ酸素の供給律速となるため、溶削深さを浅くする場合には、酸素量を少なくするか、あるいは、鋼材の搬送速度を速くすることになる。
Recently, in order to improve the productivity of welding and the yield at the time of welding, it is required to perform welding with a shallow depth and uniformly.
Conventionally, when the surface of a steel material is smelted by the above-mentioned shaving device (scarfer equipment), the smelting depth is adjusted by adjusting the oxygen amount (oxygen pressure) of the smelting oxygen and the transport speed of the steel material. Was in control. That is, since the thawing depth is approximately the rate-determining rate of oxygen supply, when the thawing depth is made shallow, the amount of oxygen is reduced or the transport speed of the steel material is increased.
ここで、溶削深さを浅くするために、酸素量を少なくしたり、鋼材の搬送速度を速くしたりした場合には、火点への酸素の供給が不安定となり、安定して溶削を行うことができず、幅方向において溶削深さに変動が生じ、溶削後の鋼材の表面に大きな凹凸が形成されることがあった。すなわち、鋼材を溶削する場合には、安定して溶削が可能な溶削深さの下限値（限界溶削深さ）及び搬送速度の上限値（限界搬送速度）が存在しており、溶削深さを浅くすることが困難であった。 Here, if the amount of oxygen is reduced or the transport speed of the steel material is increased in order to make the melting depth shallow, the supply of oxygen to the fire point becomes unstable and the melting is stable. Could not be performed, and the edging depth fluctuated in the width direction, and large irregularities were sometimes formed on the surface of the steel material after edging. That is, when smelting a steel material, there is a lower limit of the smelting depth (limit smelting depth) and an upper limit of the transfer speed (limit transfer rate) that enable stable smelting. It was difficult to make the melting depth shallow.
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、鋼材の表面を安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能な鋼材の溶削装置、及び、鋼材の溶削方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned situation, and is a steel material capable of stably laminating the surface of a steel material, having a shallow melting depth, and being capable of uniformly laminating. It is an object of the present invention to provide a welding apparatus for steel materials and a method for welding steel materials.
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、溶削を実施する場合には、火点に供給される酸素の純度を向上させること、及び、鉄と酸素との反応によって生じた酸化物（ノロ）を火点から速やかに排出すること、により、鋼材の搬送速度を増速させても安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削可能であるとの知見を得た。 As a result of diligent studies by the present inventors in order to solve the above problems, when performing smelting, the purity of oxygen supplied to the fire point is improved, and the reaction between iron and oxygen is used. By promptly discharging the generated oxide (noro) from the fire point, stable melting can be performed even if the transport speed of the steel material is increased, and the melting depth is shallow and uniform. We obtained the finding that it can be melted.
また、本発明者らは、溶削用酸素を噴出する溶削用酸素噴出部の先端位置から鋼材の表面までの溶削用酸素噴流距離Ｌと火点に供給される溶削用酸素の純度との関係を計算するとともに実測した。その結果を図１に示す。図１に示すように、溶削用酸素噴流距離Ｌが短くなるにつれて溶削用酸素の純度が上昇することが分かった。また、上述の溶削用酸素噴流距離Ｌが短くなると溶削用酸素の運動量が増加し、火点からの酸化物（ノロ）の排出が促進されることが分かった。
なお、従来の鋼材の溶削装置においては、上述の溶削用酸素噴流距離は、おおそよ１００ｍｍ程度とされていた。
In addition, the present inventors have defined the smelting oxygen jet distance L from the tip position of the smelting oxygen ejection portion that ejects smelting oxygen to the surface of the steel material and the purity of the smelting oxygen supplied to the fire point. The relationship with was calculated and actually measured. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 1, it was found that the purity of the smelting oxygen increased as the smelting oxygen jet distance L became shorter. It was also found that when the above-mentioned smelting oxygen jet distance L is shortened, the momentum of smelting oxygen is increased and the discharge of oxide (Noro) from the fire point is promoted.
In the conventional steel smelting apparatus, the above-mentioned oxygen jet distance for smelting is about 100 mm.
本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明に係る鋼材の溶削装置は、可燃性ガス及び予熱用酸素を噴出する予熱用ガス噴出部と、溶削用酸素を噴出する溶削用酸素噴出部と、を有し、鋼材の表面に可燃性ガスと予熱用酸素を吹き付けて前記鋼材の表面に湯溜まり部を形成し、この湯溜まり部に向けて溶削用酸素を吹き付けて前記溶削用酸素と鉄との酸化反応熱によって、前記鋼材の表面を溶削する鋼材の溶削装置であって、前記溶削用酸素噴出部の先端位置から前記鋼材の表面までの溶削用酸素噴流距離が３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内に設定されていることを特徴としている。 The present invention has been made based on the above-mentioned findings, and the steel material smelting apparatus according to the present invention has a preheating gas ejection portion that ejects flammable gas and preheating oxygen, and a smelting oxygen. It has an oxygen ejection part for melting that ejects, and a flammable gas and oxygen for preheating are sprayed on the surface of the steel material to form a hot water pool on the surface of the steel material, and for melting toward the hot water pool. A steel smelting device that smelts the surface of the steel by blowing oxygen to the heat of the oxidation reaction between the smelting oxygen and iron, from the tip position of the smelting oxygen ejection portion to the surface of the steel. It is characterized in that the oxygen jet distance for milling up to is set within the range of 30 mm or more and 90 mm or less.
この構成の鋼材の溶削装置によれば、前記溶削用酸素噴出部の先端位置から前記鋼材の表面までの溶削用酸素噴流距離が３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内とされており、従来の鋼材の溶削装置よりも近接して配置されているので、溶削用酸素に雰囲気中から不純物が混入することが抑制され、火点に供給される溶削用酸素の高純度化をはかることができる。また、火点に供給される溶削用酸素の運動量が確保され、火点で生じた酸化物を効率的に排出することが可能となる。
よって、鋼材の搬送速度を向上させても安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能となる。
According to the steel material smelting apparatus having this configuration, the smelting oxygen jet distance from the tip position of the smelting oxygen jet to the surface of the steel material is within the range of 30 mm or more and 90 mm or less. Since it is located closer than the steel smelting equipment, it is possible to prevent impurities from being mixed into the smelting oxygen from the atmosphere, and to improve the purity of the smelting oxygen supplied to the fire point. Can be done. In addition, the momentum of the smelting oxygen supplied to the fire point is secured, and the oxide generated at the fire point can be efficiently discharged.
Therefore, even if the transport speed of the steel material is improved, stable welding can be performed, and the welding depth can be shallow and uniform welding can be performed.
ここで、本発明の鋼材の溶削装置においては、前記溶削用酸素噴流距離が変更可能に構成されていることが好ましい。
この場合、鋼材の溶削条件に応じて、前記溶削用酸素噴流距離を３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内で調整することができ、さらに安定して鋼材の溶削を実施することが可能となる。
Here, in the steel material smelting apparatus of the present invention, it is preferable that the smelting oxygen jet distance can be changed.
In this case, the oxygen jet distance for melting can be adjusted within a range of 30 mm or more and 90 mm or less according to the melting conditions of the steel material, and the welding of the steel material can be performed more stably. ..
さらに、本発明の鋼材の溶削装置においては、前記溶削用酸素の噴射角度が２５°以上４０°以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、前記溶削用酸素の噴射角度が２５°以上４０°以下の範囲内とされているので、供給した溶削用酸素によって、火点に生じた酸化物をさらに効率良く除去することができる。
Further, in the steel smelting apparatus of the present invention, it is preferable that the injection angle of the smelting oxygen is within the range of 25 ° or more and 40 ° or less.
In this case, since the injection angle of the smelting oxygen is within the range of 25 ° or more and 40 ° or less, the supplied smelting oxygen can more efficiently remove the oxide generated at the fire point. it can.
また、本発明の鋼材の溶削装置においては、前記溶削用酸素の噴射角度が変更可能に構成されていることが好ましい。
この場合、鋼材の溶削条件に応じて、前記溶削用酸素の噴射角度を調整することができ、火点に生じた酸化物をさらに効率良く除去することができ、さらに安定して鋼材の溶削を実施することが可能となる。
Further, in the steel smelting apparatus of the present invention, it is preferable that the injection angle of the smelting oxygen can be changed.
In this case, the injection angle of the smelting oxygen can be adjusted according to the smelting conditions of the steel material, the oxide generated at the fire point can be removed more efficiently, and the steel material can be more stably used. It becomes possible to carry out laminating.
本発明の鋼材の溶削方法は、上述の鋼材の溶削装置を用いて、鋼材の表面を溶削することを特徴としている。
この構成の鋼材の溶削方法によれば、上述の鋼材の溶削装置を用いているので、火点に供給される溶削用酸素の高純度化を図ることができるとともに、火点に生じる酸化物を効率的に除去することが可能となる。
よって、鋼材の搬送速度を向上させても安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能となる。
The method for smelting a steel material of the present invention is characterized in that the surface of the steel material is smelted by using the above-mentioned smelting device for the steel material.
According to the method of smelting a steel material having this configuration, since the above-mentioned smelting device for a steel material is used, it is possible to purify the oxygen for smelting supplied to the fire point and to generate it at the fire point. Oxides can be removed efficiently.
Therefore, even if the transport speed of the steel material is improved, stable welding can be performed, and the welding depth can be shallow and uniform welding can be performed.
ここで、本発明の鋼材の溶削方法においては、鋼材の初期温度に応じて、前記溶削用酸素噴流距離を３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内で調整する構成としてもよい。
この場合、鋼材の溶削を実施する際に、鋼材の初期温度に応じて前記溶削用酸素噴流距離を３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内で調整するので、火点付近（湯溜まり部近傍）の状況に合わせて溶削用酸素が供給されることになり、火点に供給される溶削用酸素の高純度化を図ることができるとともに、火点で生じた酸化物を効率的に排出することができ、さらに安定して、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能となる。
Here, in the method of melting a steel material of the present invention, the oxygen jet distance for melting may be adjusted within a range of 30 mm or more and 90 mm or less according to the initial temperature of the steel material.
In this case, when the steel material is melted, the oxygen jet distance for melting is adjusted within the range of 30 mm or more and 90 mm or less according to the initial temperature of the steel material, so that it is near the fire point (near the hot water pool). Oxygen for smelting will be supplied according to the situation, and it is possible to purify the oxygen for smelting supplied to the fire point and efficiently discharge the oxide generated at the fire point. It is possible to perform more stable, shallow melting depth, and uniform melting.
また、本発明の鋼材の溶削方法においては、鋼材の初期温度に応じて、前記溶削用酸素の噴射角度を２５°以上４０°以下の範囲内で調整する構成としてもよい。
この場合、鋼材の溶削を実施する際に、鋼材の初期温度に応じて前記溶削用酸素の噴射角度を２５°以上４０°以下の範囲内で調整するので、火点付近（湯溜まり部近傍）の状況に合わせて溶削用酸素が供給されることになり、火点で生じた酸化物を効率的に排出することができ、さらに安定して、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能となる。
Further, in the method for welding a steel material of the present invention, the injection angle of the oxygen for welding may be adjusted within a range of 25 ° or more and 40 ° or less according to the initial temperature of the steel material.
In this case, when the steel material is smelted, the injection angle of the smelting oxygen is adjusted within the range of 25 ° or more and 40 ° or less according to the initial temperature of the steel material, so that the vicinity of the fire point (pool portion). Oxygen for thawing will be supplied according to the situation (in the vicinity), the oxide generated at the fire point can be efficiently discharged, and it is more stable, the thawing depth is shallow, and It is possible to perform uniform welding.
上述のように、本発明によれば、鋼材の表面を安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能な鋼材の溶削装置、及び、鋼材の溶削方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a steel smelting apparatus capable of stably smelting the surface of a steel material, having a shallow smelting depth, and being able to sew uniformly, and , A method for welding steel materials can be provided.
以下に、本発明の実施形態である鋼材の溶削装置、及び、鋼材の溶削方法について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the steel material smelting apparatus and the steel material smelting method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.
本発明の実施形態である鋼材の溶削装置１０は、図２に示すように、鋼材１の表面に対向するように配置されたスカーファーユニット２０と、鋼材１を搬送する搬送テーブル（図示なし）と、を有している。このスカーファーユニット２０には、図２に示すように、予熱用酸素２２と可燃性ガス２３とを噴出する予熱用ガス噴出部２１と、溶削用酸素２７を噴出する溶削用酸素噴出部２６が設けられている。なお、溶削用酸素噴出部２６においては、溶削用酸素２７とともに可燃性ガスからなるシールドガス２８が噴出されるように構成されている。
鋼材１は、搬送テーブルの上に載置されており、図２の矢印Ｘ方向に搬送されるように構成されている。
なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、溶削用酸素噴出部２６から噴出される溶削用酸素２７の噴出流は、予熱用ガス噴出部２１から噴出される予熱用酸素２２及び可燃性ガス２３の噴出流よりも、鋼材１の搬送方向Ｘの前方側に衝突するように配置されている。
As shown in FIG. 2, the steel
The steel material 1 is placed on a transport table and is configured to be transported in the direction of arrow X in FIG.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the ejection flow of the
上述の構成の鋼材の溶削装置１０においては、まず、図２（ａ）に示すように、スカーファーユニット２０の予熱用ガス噴出部２１から予熱用酸素２２及び可燃性ガス２３を鋼材１の表面に向けて噴出するとともに、この可燃性ガス２３を燃焼させる。そして、燃焼する可燃性ガス２３の熱により、鋼材１の表面の一部を溶融して、湯溜まり部３を形成する（予熱工程）。
なお、鋼材１の表面に形成される湯溜まり部３の搬送方向Ｘに沿った長さは、例えば２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の範囲とされる。
In the steel
The length of the
次に、スカーファーユニット２０の溶削用酸素噴出部２６から溶削用酸素２７を鋼材１の表面に向けて噴出するとともに、湯溜まり部３が形成された鋼材１を搬送方向Ｘに向けて搬送する。このとき、溶削用酸素２７とともにシールドガス２８が噴出され、溶削用酸素２７がシールドガス２８によって保護される。
すると、溶削用酸素噴出部２６から噴出される溶削用酸素２７の噴出流が、搬送される鋼材１の湯溜まり部３を通過し、この湯溜まり部３を熱源として溶削用酸素２７と鉄とを酸化反応させ、この酸化反応熱によって、鋼材１の表面を溶融させ、鋼材１の表面を溶削する（溶削工程）。すなわち、湯溜まり部３の搬送方向Ｘの後方側が、酸化反応熱によって溶削されることになる。なお、溶削用酸素２７が供給され、鋼材１の鉄との酸化反応が生じる領域が火点となる。
Next, the
Then, the ejected flow of the
ここで、溶削深さを浅くする際には、火点への酸素供給量を減少させるために、溶削用酸素２７の圧力を低くしたり、鋼材１の搬送速度を速くしたりすることになる。しかしながら、溶削用酸素２７の圧力を低くしたり、鋼材１の搬送速度を速くしたりすると、火点への酸素供給が不安定となり、溶削を安定して実施することができなくなり、鋼材１の幅方向で溶削深さが不均一となるおそれがある。
このため、溶削深さを浅くし、かつ、安定して均一に溶削するためには、鋼材１の搬送速度を速くしても、火点への酸素供給を安定させることが必要となる。
Here, when the smelting depth is made shallow, the pressure of the
Therefore, in order to make the melting depth shallow and to perform stable and uniform melting, it is necessary to stabilize the oxygen supply to the fire point even if the transport speed of the steel material 1 is increased. ..
溶削時における火点付近の状況を図３に示す。火点においては、シールドガス２８とともに溶削用酸素２７が供給され、溶削用酸素２７と鉄との酸化反応熱によって、鋼材１の表面が溶融される。また、火点においては、鉄と酸素との反応によって生じた酸化物（ノロ）７が存在する。
ここで、溶削を安定して実施するためには、火点に供給される溶削用酸素２７を高純度化すること、及び、鉄と酸素との反応によって生じた酸化物（ノロ）７を火点から速やかに排出すること、が重要である。
FIG. 3 shows the situation near the fire point at the time of melting. At the fire point,
Here, in order to carry out the smelting stably, the
そこで、本実施形態である鋼材の溶削装置１０においては、図４に示すように、溶削用酸素噴出部２６の先端位置から鋼材１の表面までの溶削用酸素噴流距離Ｌが３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内となるように構成されている。なお、溶削用酸素噴流距離Ｌは、溶削用酸素噴出部２６の先端位置から溶削前の鋼材１の表面までの距離となる。
なお、本実施形態である鋼材の溶削装置１０においては、上述の溶削用酸素噴流距離Ｌが変更可能に構成されていることが好ましい。
Therefore, in the steel
In the steel
さらに、本実施形態である鋼材の溶削装置１０においては、溶削用酸素の噴射角度θが２５°以上４０°以下の範囲内とされていることが好ましい。
また、本実施形態である鋼材の溶削装置１０においては、上述の溶削用酸素の噴射角度θが変更可能に構成されていることが好ましい。
Further, in the steel
Further, in the steel
以下に、溶削用酸素噴出部２６の先端位置から鋼材１の表面までの溶削用酸素噴流距離Ｌ、及び、溶削用酸素の噴射角度θを、上述のように規定した理由を説明する。
The reasons for defining the smelting oxygen jet distance L from the tip position of the smelting
（溶削用酸素噴流距離Ｌ）
上述のように、溶削を安定して実施するためには、火点に供給される溶削用酸素２７の高純度化と、酸化物（ノロ）７を火点から速やかに排出すること、が重要となる。
図１に示すように、溶削用酸素噴流距離Ｌが短くなるにつれて酸素の純度が上昇することになる。溶削用酸素噴流距離Ｌが短くなると、噴出された溶削用酸素２７に外部から不純物が混入することが抑制されるため、火点における溶削用酸素２７の純度が向上したと推測される。
また、溶削用酸素噴流距離Ｌが短くなると、火点に供給される溶削用酸素２７の運動量が増加し、火点からの酸化物（ノロ）７の排出が促進されることになる。
よって、本実施形態である鋼材の溶削装置１０においては、溶削用酸素噴流距離Ｌを従来よりも短くなるように設定しているのである。
(Oxygen jet distance L for welding)
As described above, in order to carry out smelting stably, it is necessary to purify the
As shown in FIG. 1, the purity of oxygen increases as the smelting oxygen jet distance L becomes shorter. When the smelting oxygen jet distance L is shortened, it is presumed that the purity of the
Further, when the smelting oxygen jet distance L is shortened, the momentum of the
Therefore, in the steel
ここで、溶削用酸素噴流距離Ｌが３０ｍｍ未満の場合には、鋼材１からの輻射熱によって溶削用酸素噴出部２６が早期劣化してしまうおそれがある。また、飛散した酸化物（ノロ）７が溶削用酸素噴出部２６に付着して、溶削用酸素２７の噴出口及びシールドガス２８の噴出口が閉塞してしまうおそれがある。一方、溶削用酸素噴流距離Ｌが９０ｍｍを超えると、溶削用酸素２７の高純度化、及び、酸化物（ノロ）７の排出が不十分となるおそれがある。
そこで、本実施形態においては、溶削用酸素噴出部２６の先端位置から鋼材１の表面までの溶削用酸素噴流距離Ｌを３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内に設定している。
なお、溶削用酸素噴流距離Ｌの下限は、３５ｍｍ以上とすることが好ましく、４０ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。一方、溶削用酸素噴流距離Ｌの上限は、８０ｍｍ以下とすることが好ましく、７５ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。
Here, when the smelting oxygen jet distance L is less than 30 mm, the smelting
Therefore, in the present embodiment, the smelting oxygen jet distance L from the tip position of the smelting
The lower limit of the oxygen jet distance L for thawing is preferably 35 mm or more, and more preferably 40 mm or more. On the other hand, the upper limit of the oxygen jet distance L for thawing is preferably 80 mm or less, and more preferably 75 mm or less.
ここで、本実施形態である鋼材の溶削装置１０に供給される鋼材１は、その温度が一定ではない。鋼材の溶削装置１０に供給される鋼材１の初期温度によっては、予熱工程における湯溜まり部３の形成状態や、溶削工程における酸化反応の状況が異なることになる。
そこで、本実施形態においては、鋼材１の初期温度に応じて、上述の溶削用酸素噴流距離Ｌを３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内で調整することが好ましい。
具体的には、鋼材１の初期温度が低い場合には、酸化反応性が低下し、発生した酸化物（ノロ）の流動性が悪くなる。よって、酸化物（ノロ）の飛散によるユニットへの付着リスクを回避するために、溶削用酸素噴流距離Ｌを大きく設定する。一方、鋼材１の初期温度が高い場合には、酸化反応性が向上し、発生した酸化物（ノロ）の流動性が良くなる。よって、溶削速度を増速して溶削量を薄くするために、溶削用酸素噴流距離Ｌを短く設定する。
Here, the temperature of the steel material 1 supplied to the steel
Therefore, in the present embodiment, it is preferable to adjust the above-mentioned oxygen jet distance L for milling within a range of 30 mm or more and 90 mm or less according to the initial temperature of the steel material 1.
Specifically, when the initial temperature of the steel material 1 is low, the oxidation reactivity is lowered and the fluidity of the generated oxide (Noro) is lowered. Therefore, in order to avoid the risk of adhesion to the unit due to the scattering of oxide (Noro), the oxygen jet distance L for smelting is set large. On the other hand, when the initial temperature of the steel material 1 is high, the oxidation reactivity is improved and the fluidity of the generated oxide (Noro) is improved. Therefore, in order to increase the melting speed and reduce the amount of melting, the oxygen jet distance L for melting is set short.
（溶削用酸素の噴射角度θ）
上述のように、本実施形態においては、溶削用酸素２７の噴流を利用して、火点から酸化物（ノロ）７を排出している。
ここで、溶削用酸素の噴射角度θを２５°以上４０°以下の範囲内とすることにより、火点から酸化物（ノロ）７をさらに効率良く排出することが可能となる。
なお、溶削用酸素の噴射角度θの下限は、３０°以上とすることがさらに好ましい。一方、溶削用酸素の噴射角度θの上限は、３５°以下とすることがさらに好ましい。
(Injection angle θ of oxygen for melting)
As described above, in the present embodiment, the oxide (Noro) 7 is discharged from the fire point by utilizing the jet of
Here, by setting the injection angle θ of the smelting oxygen within the range of 25 ° or more and 40 ° or less, the oxide (Noro) 7 can be discharged more efficiently from the fire point.
It is more preferable that the lower limit of the injection angle θ of the milling oxygen is 30 ° or more. On the other hand, the upper limit of the injection angle θ of the welding oxygen is more preferably 35 ° or less.
ここで、上述のように、鋼材の溶削装置１０に供給される鋼材１の初期温度によって、予熱工程における湯溜まり部３の形成状態や、溶削工程における酸化反応の状況が異なることになるため、本実施形態においては、鋼材１の初期温度に応じて、上述の溶削用酸素の噴射角度θを２５°以上４０°以下の範囲内で調整することが好ましい。具体的には、鋼材１の初期温度が低い場合には、溶削用酸素の噴射角度θを大きく設定し、鋼材１の初期温度が高い場合には、溶削用酸素の噴射角度θを小さく設定することになる。
Here, as described above, the state of formation of the
以上のような構成とされた本実施形態である鋼材の溶削装置１０、及び、鋼材の溶削方法によれば、溶削用酸素噴出部２６の先端位置から鋼材１の表面までの溶削用酸素噴流距離Ｌが３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内とされており、従来（１００ｍｍ程度）よりも近接して配置されているので、溶削用酸素２７に雰囲気中から不純物が混入することが抑制され、火点に供給される溶削用酸素２７の高純度化を図ることができる。また、火点に供給される溶削用酸素２７の運動量が確保され、火点で生じる酸化物（ノロ）７を効率的に排出することが可能となる。
よって、鋼材１の搬送速度を向上させても安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能となる。
According to the steel
Therefore, even if the transport speed of the steel material 1 is improved, stable welding can be performed, and the welding depth can be shallow and uniform welding can be performed.
また、本実施形態において、溶削用酸素噴流距離Ｌが変更可能に構成されている場合には、鋼材１の溶削条件に応じて、溶削用酸素噴流距離Ｌを３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内で調整することができ、さらに安定して鋼材１の溶削を実施することが可能となる。
具体的には、鋼材１の初期温度に応じて、溶削用酸素噴流距離Ｌを３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内で調整することにより、火点に供給される溶削用酸素２７の高純度化を図ることができるとともに、火点で生じる酸化物（ノロ）７を効率的に排出することができ、さらに安定して、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能となる。
Further, in the present embodiment, when the smelting oxygen jet distance L is configured to be changeable, the smelting oxygen jet distance L is in the range of 30 mm or more and 90 mm or less according to the smelting conditions of the steel material 1. It can be adjusted within, and the steel material 1 can be welded more stably.
Specifically, by adjusting the smelting oxygen jet distance L within the range of 30 mm or more and 90 mm or less according to the initial temperature of the steel material 1, the
さらに、本実施形態において、溶削用酸素の噴射角度θが２５°以上４０°以下の範囲内とされている場合には、溶削用酸素２７の噴流によって、火点に生じた酸化物（ノロ）７をさらに効率良く除去することができる。 Further, in the present embodiment, when the injection angle θ of the smelting oxygen is within the range of 25 ° or more and 40 ° or less, the oxide generated at the fire point by the jet of the smelting oxygen 27 ( Noro) 7 can be removed more efficiently.
また、本実施形態において、溶削用酸素の噴射角度θが変更可能に構成されている場合には、鋼材１の溶削条件に応じて溶削用酸素の噴射角度θを調整することができ、火点に生じた酸化物（ノロ）７をさらに効率良く排出することができ、さらに安定して鋼材１の溶削を実施することが可能となる。
具体的には、鋼材１の初期温度に応じて、溶削用酸素の噴射角度θを２５°以上４０°以下の範囲内で調整することにより、火点で生じる酸化物（ノロ）７を効率的に排出することができ、さらに安定して、溶削深さを浅く、かつ、均一に安定して溶削することが可能となる。
Further, in the present embodiment, when the injection angle θ of the smelting oxygen can be changed, the injection angle θ of the smelting oxygen can be adjusted according to the smelting conditions of the steel material 1. The oxide (Noro) 7 generated at the fire point can be discharged more efficiently, and the steel material 1 can be more stably melted.
Specifically, by adjusting the injection angle θ of the smelting oxygen within the range of 25 ° or more and 40 ° or less according to the initial temperature of the steel material 1, the oxide (Noro) 7 generated at the fire point is made more efficient. It is possible to discharge the material in a stable manner, to make the melting depth shallow, and to perform uniform and stable melting.
以上、本発明の実施形態である本実施形態である鋼材の溶削装置、及び、鋼材の溶削方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態では、図２に示す構成の鋼材の溶削装置として説明したが、これに限定されることはなく、可燃性ガス及び予熱用酸素を噴出する予熱用ガス噴出部と、溶削用酸素を噴出する溶削用酸素噴出部と、を有し、溶削用酸素噴出部の先端位置から前記鋼材の表面までの溶削用酸素噴流距離が３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内に設定されていれば、その他の構造に特に制限はない。
The steel material melting apparatus and the steel material melting method according to the present embodiment, which are the embodiments of the present invention, have been described above, but the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the invention is described above. It can be changed as appropriate within the range that does not deviate from.
In the present embodiment, the description is given as a smelting device for a steel material having the configuration shown in FIG. 2, but the present invention is not limited to this, and a preheating gas ejection portion that ejects flammable gas and preheating oxygen and a smelting portion It has a smelting oxygen ejection part that ejects oxygen, and the smelting oxygen ejection flow distance from the tip position of the smelting oxygen ejection part to the surface of the steel material is set within a range of 30 mm or more and 90 mm or less. If so, there are no particular restrictions on other structures.
以下に、本発明の効果を確認すべく実施した実験結果について説明する。 The results of experiments carried out to confirm the effects of the present invention will be described below.
本実施形態で説明した鋼材の溶削装置において、表１に示すように、溶削用酸素噴流距離Ｌ、溶削用酸素の噴射角度θを設定した。また、鋼材の初期温度を表１に示すように設定した。
そして、目標溶削深さを変更し、溶削状況を確認した。安定して均一に溶削できた場合を「〇」、幅方向で不均一となった場合を「×」と評価した。
In the steel material smelting apparatus described in this embodiment, as shown in Table 1, the smelting oxygen jet distance L and the smelting oxygen injection angle θ were set. In addition, the initial temperature of the steel material was set as shown in Table 1.
Then, the target melting depth was changed and the melting situation was confirmed. The case where the welding was stable and uniform was evaluated as "◯", and the case where the melting was uneven in the width direction was evaluated as "x".
溶削用酸素噴出部の先端位置から鋼材の表面までの溶削用酸素噴流距離Ｌが１０５ｍｍであった比較例１においては、目標溶削深さが２．０ｍｍまでは安定して溶削することが可能であったが、１．８ｍｍ以下では溶削状況が「×」となった。
溶削用酸素噴出部の先端位置から鋼材の表面までの溶削用酸素噴流距離Ｌが２５ｍｍであった比較例２においては、溶削用酸素噴出部に酸化物（ノロ）が付着し、溶削ができなくなった。このため、評価を中止した。
溶削用酸素噴出部の先端位置から鋼材の表面までの溶削用酸素噴流距離Ｌが９５ｍｍであった比較例３においては、目標溶削深さが２．０ｍｍまでは安定して溶削することが可能であったが、１．８ｍｍ以下では溶削状況が「×」となった。
In Comparative Example 1 in which the smelting oxygen jet distance L from the tip position of the smelting oxygen jet to the surface of the steel material was 105 mm, stable smelting was performed up to the target smelting depth of 2.0 mm. However, the welding status was "x" at 1.8 mm or less.
In Comparative Example 2 in which the smelting oxygen jet distance L from the tip position of the slab oxygen jet to the surface of the steel material was 25 mm, the oxide (slag) adhered to the smelting oxygen jet and melted. I can no longer cut it. Therefore, the evaluation was stopped.
In Comparative Example 3 in which the smelting oxygen jet distance L from the tip position of the smelting oxygen jet to the surface of the steel material was 95 mm, stable smelting was performed up to the target smelting depth of 2.0 mm. However, the welding status was "x" at 1.8 mm or less.
これに対して、溶削用酸素噴出部の先端位置から鋼材の表面までの溶削用酸素噴流距離Ｌが３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内とした本発明例１〜７においては、目標溶削深さが１．８ｍｍであっても安定して均一に溶削することが可能であった。
特に、鋼材初期温度が高くなり溶削酸素と鉄との酸化反応が活性化する本発明例４〜７においては、鋼材の初期温度に応じて溶削酸素の噴流角度や酸素噴流距離を適正に調整することで、目標溶削深さをさらに薄く設定しても安定して均一に溶削することが可能であった。
On the other hand, in Examples 1 to 7 of the present invention in which the melting oxygen jet distance L from the tip position of the melting oxygen jet to the surface of the steel material is within the range of 30 mm or more and 90 mm or less, the target melting depth Even if the thickness was 1.8 mm, it was possible to perform stable and uniform laminating.
In particular, in Examples 4 to 7 of the present invention in which the initial temperature of the steel material becomes high and the oxidation reaction between the wrought oxygen and iron is activated, the jet angle and the oxygen jet distance of the wrought oxygen are appropriately adjusted according to the initial temperature of the steel material. By adjusting, it was possible to perform stable and uniform melting even if the target melting depth was set even thinner.
以上の結果から、本発明例によれば、鋼材の表面を安定して溶削することができ、溶削深さを浅く、かつ、均一に溶削することが可能な鋼材の溶削装置、及び、鋼材の溶削方法を提供できることが確認された。 From the above results, according to the example of the present invention, a steel smelting apparatus capable of stably smelting the surface of a steel material, having a shallow smelting depth, and being able to sew uniformly. It was also confirmed that a method for welding steel materials could be provided.
１ 鋼材
３ 湯溜まり部
１０ 鋼材の溶削装置
２０ スカーファーユニット
２１ 予熱用ガス噴出部
２６ 溶削用酸素噴出部
1
Claims (7)
前記溶削用酸素噴出部の先端位置から前記鋼材の表面までの溶削用酸素噴流距離が３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内に設定されていることを特徴とする鋼材の溶削装置。 It has a preheating gas ejection part that ejects flammable gas and preheating oxygen, and a milling oxygen ejection portion that ejects milling oxygen, and sprays flammable gas and preheating oxygen onto the surface of the steel material. A hot water pool is formed on the surface of the steel material, and oxygen for melting is sprayed toward the hot water pool, and the surface of the steel material is melted by the heat of oxidation reaction between the oxygen for melting and iron. It is a shaving device
A steel material smelting apparatus characterized in that the smelting oxygen jet distance from the tip position of the smelting oxygen jetting portion to the surface of the steel material is set within a range of 30 mm or more and 90 mm or less.
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