JP2898583B2 - 溶削火口 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、鋼材の疵手入れと
して行われる溶削作業において、鋼材の角隅部の深い疵
除去に適した溶削火口に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造後の鋳片はスラブ、ブルーム、
ビレット等の形で次の圧延工程に送られるが、この圧延
工程においては、これら鋼材はその表面下に発生した割
れ、ピンホール、介在物等の疵除去のため、溶削作業が
行われる。この場合、鋼材の四隅となる端部（角隅部）
は、他の外周部に比べ冷却速度が早くなるため、割れが
発生しやすく、しかもこの割れの深さは１０mm程度にも
達することが多い。

【０００３】現在、一般的に実施されている溶削作業で
は、通常１〜３mm程度の深さの溶削であり、これでは上
述した角隅部の割れを完全に除去することは難しく残存
してしまうので、外周部全体を深く溶削するか、角隅部
の溶削を別に追加する必要がある。このため鋼材の歩留
りを悪くすると共に溶削作業能率を低下させ、コスト増
加に繋がってくる。

【０００４】従来においてもこのような問題点に対処す
るための手段、例えば、実開平２−６２２２６号公報に
示すような、火口本体の上部ユニットにコーナ用酸素孔
を溶削酸素噴出口とは別個に設けて、鋼材角隅部の溶削
を該コーナ用酸素孔からの酸素流れを追加させて行うよ
うにした溶削火口を本件出願人は提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この実
開平２−６２２２６号公報の手段は、それまでの溶削手
段に比べ、鋼材の歩留りや作業能率を向上させることは
ある程度認められたが、鋼材の角隅部の割れがより深い
場合に、この割れを除去するためコーナ用酸素圧力を上
げると、一定の圧力でその効果が止まり、それ以上の溶
削は困難であり、かえって溶削作業を阻害することが分
かった。

【０００６】本発明はこのような問題点を解決し、鋼材
の角隅部に発生する深い割れを、通常の溶削操作を遂行
しつつ効率よく確実に除去することができ、かつ、構造
が簡単であって作業性にも優れた溶削火口を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶削火口
は、燃料ガス孔と予熱用シールド酸素孔を持つ上部ユニ
ットと、燃料ガス孔を持つ下部ユニットを、溶削用酸素
の噴出口を挟んで配置してなる溶削火口において、前記
上部ユニットの両側に、溶削用酸素噴出口の流れの方向
に沿った、先端部をシート状に形成したコーナ用酸素孔
を、溶削用酸素噴出方向に指向するように設けたことを
特徴とする。

【０００８】また、上記溶削火口において、コーナ用酸
素孔のシート状先端部は、該酸素孔径ｄに対し、深さＳ
＝１．２ｄ〜３ｄ、幅Ｗ＝１．２ｄ〜４ｄ、縦方向傾斜
角α＝１５°±５°の形状に切り欠き形成することによ
り、酸素の流れをシート状にしかつ拡散噴出すると共に
溶削酸素の流れに該コーナ用酸素流れを加層するように
することが好ましい。更に、このコーナ用酸素孔のシー
ト状先端部の幅が、噴出方向に向って拡大するように形
成することもできる。

【０００９】ほぼ鋼材幅に対応する火口幅を有する溶削
火口にて鋼材を溶削する場合、本発明のように上部ユニ
ットの両側に設けたコーナ用酸素孔は、溶削用酸素とは
別個の酸素を噴出するが、その酸素流れは溶削用酸素流
れの特に鋼材角隅部に当たる流れと合流し、両者の流れ
が加層する。従って、鋼材角隅部においては、その他の
部分より溶削深さが深くなり、確実に角隅部の疵を除去
することとなる。しかも、コーナ用酸素孔のシート状先
端部の形状により、溶削効果を増すためにコーナ用酸素
圧力を上昇させた場合、溶削酸素の流れに干渉せずに、
両者の流れが加層されることになり、コーナ用酸素圧力
に比例して溶削深さも増す。特に、このコーナ用酸素孔
のシート状先端部を、その深さ、幅及び傾斜角を上述の
範囲内に規定して切り欠き形成することによって、その
効果がより顕著となる。

【００１０】なお、本発明において用いる「加層」と
は、本溶削用の帯状酸素流の両端側の流れに対し、上方
からシート状（層状）に形成されたコーナ用酸素流が加
わる状況を意味し、このような加層によって両端側の酸
素流れは実質的に厚みを増し溶削効果が増大することに
なる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜図７に基づき本発明の実施
例を説明する。図１は本発明の全体を示す斜視図であ
り、図２はそのＡ−Ａ矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ矢視
図、図４は図３のＣ−Ｃ矢視図、図５は図４の他の例を
示す図、図６は溶削する鋼材の幅寸法に対応してコーナ
用酸素孔を設けた説明図、図７はコーナ用酸素圧力と増
加された溶削深さの関係を示す図である。

【００１２】図示しない溶削機に搭載される溶削ヘッド
１の下方には、シュー２が設けられ、また、溶削ヘッド
１の前面には、下部ユニット３及び該下部ユニット３と
間隔をおいて上部ユニット４が一体的に配置されてい
る。下部ユニット３及び上部ユニット４は、シュー２が
鋼材表面に接触する稼働状態において、溶削箇所に向っ
て下向きになるように、所定の角度をもって配設されて
いる。

【００１３】上部ユニット４の前面には、図２に示すよ
うに、予熱用シールド酸素孔１２の列と、燃料ガス孔１
３の列が平行に穿設され、他方、下部ユニット３の前面
には、燃料ガス孔１４の列が前記燃料ガス孔１３の列と
平行に設けられいる。また、上部ユニット４と下部ユニ
ット３の間には、ヘッド内の溶削用酸素通孔５と連通す
るスリット状の酸素噴出口６が配置され、ここから溶削
用酸素を噴出するようにしている。

【００１４】溶削ヘッド１には前記通孔５に接続する溶
削用酸素の流入孔７、前記燃料ガス孔１３，１４に続く
燃料ガス流入孔８、及び予熱用シールド酸素孔１２に続
く予熱用酸素流入孔９がそれぞれ設けられ、図示してい
ないが、これらの流入孔には溶削作業時に各供給源から
のホース或いは管が接続され、所定の酸素或いは燃料ガ
スが供給される。

【００１５】本発明においては、このような通常の溶削
火口において、上部ユニット４の裏面寄り両側に、前記
溶削用酸素の噴出口６の噴出方向に沿って延びるコーナ
用酸素孔１１ａ，１１ｂを設けると共に、該コーナ用酸
素孔１１ａ，１１ｂはヘッド上面に設けたコーナ用酸素
流入孔１０ａ，１０ｂに連通している。また、コーナ用
酸素孔１１ａ，１１ｂの先端部は、上部ユニット４の裏
面側にシート状に形成した切り欠き部１５ａ，１５ｂに
対して開口しており、該切り欠き部１５ａ，１５ｂの存
在によりコーナ用酸素の流れを一定範囲内で拡散させ、
これを噴出口６からの溶削用酸素の流れに上側から合流
加層させ、全体としてこのコーナ用酸素の流れに沿った
酸素流の厚みを増加させる。その結果、この位置（鋼材
の角隅部に相当する位置）における鋼材１６の溶削深さ
が選択的に増すことになる。

【００１６】図３及び図４にコーナ用酸素孔１１ａ，１
１ｂの先端部におけるシート状切り欠き部１５ａ，１５
ｂの具体的な形状を示しているが、上述した機能を最も
良好に発揮する切り欠き部形状としては、コーナ用酸素
孔の径をｄとした場合、切り欠き部深さ（最深部）Ｓ＝
１．２ｄ〜３ｄ、幅Ｗ＝１．２ｄ〜４ｄ、傾斜角（切り
欠き部底辺の角度、酸素噴出角度とも言える）α＝１５
°±５°の範囲で形成することが好ましい。切り欠き部
深さ及び幅は、それぞれ下限未満であると、コーナ用酸
素流れの所要の広がりが得られず、また、それぞれ上限
を超えると、酸素流れが広がり過ぎて放散してしまい、
目標とする加層効果が得られない。

【００１７】なお、本発明におけるシート状切り欠き部
とは、コーナ用酸素孔から噴出する酸素流れが、ある広
がりを持った安定したシート状の流れになるような形状
の切り欠き部を意味し、図示のような平坦な底辺を持つ
溝形状に限らず、コーナ用酸素がある範囲で拡散するも
のであれば、円弧状のもの等の任意の形状でも良い。

【００１８】また、このシート状切り欠き部１５は、図
５に示す如く、幅Ｗに対して先端側を角度θ（角度θは
最大でも３０°程度）をもって拡大してもよく、しか
も、その噴出方向を水平方向に振ることもできる。更に
また、シート状の底辺を、外側に向って傾斜を付けて深
くし、シート状の外側の流量を多くして、溶削効果をよ
り一層向上させることも可能である。

【００１９】図６は鋼材１６の幅に対応して、コーナ用
酸素孔１１を設けた上部ユニット４を例示したもので、
（Ａ）は単独の上部ユニットで対応した例、（Ｂ）はそ
れぞれ片側に１個のコーナ用酸素孔１１を有する上部ユ
ニットを複数組み合わせて幅広の鋼材に対応した例であ
る。

【００２０】

【実施例】図１の構造の溶削火口において、下記の溶削
条件にて鋼材の表面全面溶削を行った。 ［溶削条件］ 被溶削材：断面サイズ２２０×２２０mmの鋼材 コーナ用酸素孔間の距離：１８０mm 溶削用酸素噴出口の幅：２２０mm 溶削用酸素流量：８７５Nm³ ／hr コーナ用酸素流量：２５０Nm³ ／hr コーナ用酸素孔の径ｄ：９mm シート状切り欠き部の深さＳ：１３．５mm（１．５ｄ） 幅Ｗ：２２．５mm（２．５ｄ） 傾斜角α：１５°

【００２１】図７のＬ₂ に示す如く、コーナ用酸素圧力
を順次増加していっても、溶削深さはそれに比例して増
し、良好な溶削結果を維持していることが確認された。
尚、図７のＬ₁ は、従来のコーナ用酸素孔のみを設けた
場合（実開平２−６２２２６号公報に開示した手段）で
あり、この例ではコーナ用酸素圧力が一定圧力、３．５
kgf/cm² 付近になるとそれ以上の溶削深さが得られず、
かえって溶削作業が不安定になる現象が認められた。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、鋼材の角
隅部の溶削に対し、先端をシート状に広げたコーナ用酸
素孔を設けることにより、角隅部に発生している深い割
れ等の疵を本溶削と同時に確実かつ容易に除去すること
が可能となる。しかも、構造上、コーナ用酸素孔を追加
するだけであるから、簡潔な構造となり、製作も容易で
ある。従って、本発明は溶削作業に対し寄与するところ
大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶削火口の全体を示す斜視図。

【図２】図１のＡ−Ａ線斜視図。

【図３】図２のＢ−Ｂ線斜視図。

【図４】図３のＣ−Ｃ線斜視図。

【図５】図４に示すシート状切り欠き部の他の形状例を
示す図。

【図６】被溶削材の幅寸法に対応してコーナ用酸素孔を
設ける場合の具体例図。

【図７】コーナ用酸素圧力と増加された溶削深さの関係
を示す図。

【符号の説明】

１ 溶削ヘッド ２ シュー ３ 下部ユニット ４ 上部ユニ
ット ５ 溶削用酸素通孔 ６ 溶削用酸
素噴出口 ７ 溶削用酸素の流入孔 ８ 燃料ガス
の流入孔 ９ 予熱酸素の流入孔 １０ コーナ用
酸素流入孔 １１ コーナ用酸素孔 １２ 予熱用
シールド酸素孔 １３，１４ 燃料ガス孔 １５ シート
状切り欠き部 １６ 鋼材

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガス孔と予熱用シールド酸素孔を持
   つ上部ユニットと、燃料ガス孔を持つ下部ユニットを、
   溶削用酸素の噴出口を挟んで配置してなる溶削火口にお
   いて、前記上部ユニットの両側に、溶削用酸素噴出口の
   流れの方向に沿った、先端部をシート状に形成したコー
   ナ用酸素孔を、溶削用酸素噴出方向に指向するように設
   けたことを特徴とする溶削火口。
2. 【請求項２】 コーナ用酸素孔のシート状先端部は、該
   酸素孔径ｄに対し、深さＳ＝１．２ｄ〜３ｄ、幅Ｗ＝
   １．２ｄ〜４ｄ、縦方向傾斜角α＝１５°±５°の形状
   に切り欠き形成することにより、酸素の流れをシート状
   にしかつ拡散噴出すると共に溶削酸素の流れに該コーナ
   用酸素流れを加層するようにした請求項１記載の溶削火
   口。
3. 【請求項３】 コーナ用酸素孔のシート状先端部の幅
   が、噴出方向に向って拡大するようにしてなる請求項２
   記載の溶削火口。