JP3223049B2 - Opening flaw removal method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば連続鋳造ライ
ンおよびその後工程において、鋳片および鋼片の表面の
開口疵を研削して除去するために好適に実施することが
できるアブレイシブウォータジェットを用いる開口疵の
除去方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abrasive water jet which can be suitably applied to, for example, a continuous casting line and a subsequent step for grinding and removing an opening flaw on the surface of a slab and a billet. The present invention relates to a method for removing an opening flaw using the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】鋼片の表面の開口疵を除去する鋼片手入
れ作業の先行技術としては、ホットスカーフによる溶削
の手法が知られており、これはたとえば特開昭52−5
644および特開昭52−81048などに開示されて
いる。このようなホットスカーフ作業は、高温、高粉塵
を伴い、作業環境を著しく悪化する不具合があるばかり
でなく、ホットスカーフ処理後の溶削鋼片の表面に残存
する疵の判別が困難である。またホットスカーフ処理で
は、溶削深さのコントロールが不可能であり、溶削むら
が発生し、したがって疵の取残しを生じやすく、あるい
は取残し防止のためにホットスカーフによる溶削量を多
くする必要があり、このように溶削量を多くすると、歩
留りの低下を招くことになる。2. Description of the Related Art As a prior art of a slab care operation for removing an opening flaw on the surface of a slab, there is known a cutting method using a hot scarf.
644 and JP-A-52-81048. Such a hot scarf operation involves high temperature and high dust, and not only has a problem that the working environment is remarkably deteriorated, but also it is difficult to determine the flaws remaining on the surface of the hot-cut steel slab after the hot scarf treatment. Further, in the hot scarf treatment, it is impossible to control the depth of the cutting, and uneven cutting occurs, and therefore, it is easy to leave a flaw, or to increase the amount of hot cutting by the hot scarf to prevent the remaining. It is necessary to increase the amount of ablation in such a manner, resulting in a decrease in yield.
【0003】このようなホットスカーフによる溶削の他
に、グラインダによる研削によって疵の除去を行う手法
があり、これはたとえば特開平1−242729に開示
されている。この先行技術では、ステンレス鋳片、ステ
ンレス鋼片をグラインダにより研削する際に、特定温度
範囲でグラインダ手入れを行い、ステンレス鋼の自硬性
を回避して効果的に欠陥部除去を行う。このようなステ
ンレス鋳片、ステンレス鋼片をグラインダにより研削す
る際に、特定温度範囲でグラインダ手入れを行う方法
も、鋼片の種類によっては上述ホットスカーフ方式と同
様に高温、高粉塵発生という悪環境下での作業となり、
しかも、研削後の表面に残存する疵の判別は上述と同様
に困難である不都合さがあり、疵取りコストが極めて高
い等の欠点を伴うものである。グラインダ幅を広くする
と、不要な削り量が多く、駆動力が大きくなり、ランニ
ングコストが大となって歩留りが悪く、このためグライ
ンダの幅を狭くすると、能率が低下し、多くのグライン
ダを要し、手入れ時間が長くなり、好ましくない。[0003] In addition to such hot cutting with a hot scarf, there is a method of removing flaws by grinding with a grinder, which is disclosed in, for example, JP-A-1-242729. In this prior art, when a stainless steel slab or a stainless steel slab is ground by a grinder, the grinder is cared for in a specific temperature range to avoid the self-hardening of the stainless steel and to effectively remove the defective portion. When grinding such stainless steel slabs and stainless steel slabs with a grinder, the method of performing grinder care in a specific temperature range is also difficult depending on the type of steel slab, as in the case of the hot scarf method described above, in which high temperatures and high dust are generated. Work below,
In addition, the determination of the flaws remaining on the surface after grinding has the same inconvenience as described above, and has drawbacks such as extremely high flaw removal cost. Increasing the grinder width increases the amount of unnecessary shaving, increases driving force, increases running costs, and reduces the yield.Thus, reducing the grinder width reduces efficiency and requires more grinders. , Care time is long, which is not preferable.
【0004】またこのようなグラインダによる研削の手
法では、図14(1)に示されるように鋳片または鋼片
などの被加工物1に疵2が存在するとき、回転砥石3を
回転して深さd1だけ研削すると、図14(2)に示さ
れるように疵2の一部分である疵4が被加工物1の内部
に残存しているにも拘わらず、表面5からは見えない状
態となっていることがある。このような被加工物1の内
部に残存した疵4は、研削後において目視では見つける
ことが困難であり、疵2を確実に除去することが困難で
ある。したがってこのような疵2の残存部分4は、研削
後においても、被加工物1の表面から見える状態になっ
ていることが望まれるのである。In such a grinding method using a grinder, as shown in FIG. 14A, when a flaw 2 is present on a workpiece 1 such as a slab or a steel slab, the rotating grindstone 3 is rotated. When grinding is performed by the depth d1, as shown in FIG. 14 (2), the flaw 4 which is a part of the flaw 2 remains in the workpiece 1, but cannot be seen from the surface 5. May have become. Such flaws 4 remaining inside the workpiece 1 are difficult to find visually after grinding, and it is difficult to reliably remove the flaws 2. Therefore, it is desired that the remaining portion 4 of the flaw 2 is visible from the surface of the workpiece 1 even after grinding.
【0005】さらに他の先行技術は、特開昭51−97
894に開示されている。この先行技術では、ステンレ
ス鋼板の表面に湿式で所定の研磨材をノズルから噴射し
て研削と脱スケールを併せて行う。このようなステンレ
ス鋼板の表面に湿式で研磨材をノズルから噴射して研削
と脱スケールを行う等の鋼片の疵手入れ除去方式は現状
では後者の脱スケールを行うことが主体であって、鋼片
の疵欠陥を研削除去するには技術的に未だ不充分であ
り、実効上採用できないものである。[0005] Still another prior art is disclosed in JP-A-51-97.
894. In this prior art, a predetermined abrasive is wet-sprayed from a nozzle onto the surface of a stainless steel plate to perform both grinding and descaling. At present, the method for removing and repairing the flaws of steel slabs, such as performing grinding and descaling by spraying an abrasive from a nozzle on the surface of a stainless steel sheet in a wet manner, is mainly performed by the latter descaling. It is technically still insufficient to grind and remove flaw defects on a piece, and cannot be practically adopted.
【0006】本件発明者は、スラブなどの鋳片の表面に
形成された割れおよびヘアクラックなどの開口疵を、砥
粒と水との混合物であるアブレイシブウォータジェット
をノズルのノズル孔から噴射してその鋳片の表面を研削
することによって、除去する手法を提案した。この技術
では、図15(1)に示されるように、鋳片6に割れで
ある開口疵7が存在する場合、その疵7をアブレイシブ
ウォータジェット8で研削して除去しようとするとき、
その疵7の深さd1よりも大きい研削深さd2を設定し
(d1>d2)、この疵7の直上からウォータジェット
8を噴射して、鋳片6に、図15(2)で示されるよう
に研削領域9の凹所10を形成すると、さらにその凹所
14には、深さd3の開口疵11が形成されることにな
ることが判った。したがってその疵11を有する鋳片6
の圧延後には、図15(3)で示されるように、残存し
た疵11に起因して、圧延後の鋳片6の表面に凹所12
が形成されることになった。残存した疵11の深さd3
は、最初の疵7の深さd1よりも小さく、浅い。The inventor of the present invention sprays an abrasive water jet, which is a mixture of abrasive grains and water, from a nozzle hole of a nozzle on an opening flaw such as a crack or a hair crack formed on the surface of a cast piece such as a slab. Then, a method of removing the slab by grinding the surface of the slab was proposed. In this technique, as shown in FIG. 15 (1), when there is an opening flaw 7 which is a crack in the slab 6, when the flaw 7 is to be removed by grinding with an abrasive water jet 8,
A grinding depth d2 larger than the depth d1 of the flaw 7 is set (d1> d2), and a water jet 8 is jetted immediately above the flaw 7 to the slab 6 as shown in FIG. It has been found that when the recess 10 in the grinding area 9 is formed as described above, the opening flaw 11 having a depth d3 is further formed in the recess 14. Therefore, the slab 6 having the flaw 11
After the rolling, as shown in FIG. 15 (3), the recesses 12 are formed on the surface of the cast slab 6 after the rolling due to the remaining flaws 11.
Was formed. Depth d3 of remaining flaw 11
Is smaller than the depth d1 of the first flaw 7 and shallow.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、鋳片
および鋼片などの金属片などの被加工物の開口疵を、ア
ブレイシブウォータジェットを用いて確実に除去するこ
とができるようにした開口疵の除去方法を提供すること
である。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to make it possible to reliably remove opening flaws in a workpiece such as a metal piece such as a slab or a steel piece by using an abrasive water jet. An object of the present invention is to provide a method for removing an opening flaw.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、ノズルのノズ
ル孔から砥粒と液体との混合物であるウォータジェット
を噴射して被加工物の表面を研削して開口疵を除去する
開口疵の除去方法において、疵の延びる方向と、被加工
物の表面上への前記ノズルの軸線の投影された直線との
成す角度αを、30〜150度に選ぶことを特徴とする
開口疵の除去方法である。また本発明は、ノズルのノズ
ル孔から砥粒と液体との混合物であるウォータジェット
を噴射して被加工物の表面を研削して開口疵を除去する
開口疵の除去方法において、疵の延びる方向と、被加工
物の表面上への前記ノズルの軸線の投影された直線との
成す角度αを、30〜150度に選び、砥粒は0.2〜
2mmφであることを特徴とする開口疵の除去方法であ
る。また本発明は、ノズルのノズル孔から砥粒と液体と
の混合物であるウォータジェットを噴射して被加工物の
表面を研削して開口疵を除去する開口疵の除去方法にお
いて、疵の延びる方向と、被加工物の表面上への前記ノ
ズルの軸線の投影された直線との成す角度αを、30〜
150度に選び、被加工物の表面とノズル軸線との成す
角度θを、7〜80度に選ぶことを特徴とする開口疵の
除去方法である。また本発明は、ノズルのノズル孔から
砥粒と液体との混合物であるウォータジェットを噴射し
て被加工物の表面を研削して開口疵を除去する開口疵の
除去方法において、疵の延びる方向と、被加工物の表面
上への前記ノズルの軸線の投影された直線との成す角度
αを、30〜150度に選び、砥粒は0.2〜2mmφ
であり、被加工物の表面とノズル軸線との成す角度θ
を、7〜80度に選ぶことを特徴とする開口疵の除去方
法である。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, is jetted from a nozzle hole of a nozzle to grind a surface of a workpiece to remove an opening flaw. In the removal method, an angle α formed between a direction in which the flaw extends and a straight line on which the axis of the nozzle is projected on the surface of the workpiece is selected to be 30 to 150 degrees. It is. The present invention also provides a method for removing an opening flaw in which a water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, is jetted from a nozzle hole of a nozzle to grind a surface of a workpiece to remove an opening flaw. And the angle α between the projected straight line of the axis of the nozzle on the surface of the workpiece is selected to be 30 to 150 degrees, and the abrasive grain is 0.2 to
An opening flaw removal method characterized by 2 mmφ. The present invention also provides a method for removing an opening flaw in which a water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, is jetted from a nozzle hole of a nozzle to grind a surface of a workpiece to remove an opening flaw. And the angle α between the projected straight line of the axis of the nozzle on the surface of the workpiece,
An opening flaw removal method characterized in that the angle θ between the surface of the workpiece and the nozzle axis is selected from 7 to 80 degrees. The present invention also provides a method for removing an opening flaw in which a water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, is jetted from a nozzle hole of a nozzle to grind a surface of a workpiece to remove an opening flaw. And the angle α formed by the projected straight line of the axis of the nozzle on the surface of the workpiece is selected to be 30 to 150 degrees, and the abrasive grains are 0.2 to 2 mmφ.
And the angle θ between the surface of the workpiece and the nozzle axis
Is selected at 7 to 80 degrees.
【0009】[0009]
【作用】本発明に従えば、砥粒と液体、たとえば水との
混合物であるアブレイシブウォータジェットをノズルの
ノズル孔から鋳片、鋼片などの金属片などの被加工物に
噴射して研削を行い、開口疵を除去することができ、こ
のようなウォータジェットを用いる手法によれば、前述
のホットスカーフおよびグラインダなどによる先行技術
に関連して述べた手法に比べて、作業環境が良好であ
り、その研削領域の形状のコントロールを行うことが容
易である。According to the present invention, an abrasive water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, for example, water, is sprayed from a nozzle hole of a nozzle onto a workpiece such as a metal piece such as a slab or a steel slab. Grinding can be performed to remove the opening flaws. According to the method using such a water jet, the working environment is better than the method described in relation to the prior art using the above-described hot scarf and grinder. Therefore, it is easy to control the shape of the grinding area.
【0010】特に本発明に従えば、割れおよびヘアクラ
ックなどの開口疵の延びる方向と、被加工物の表面上へ
のノズルの軸線の投影された直線との成す角度αを、3
0〜150度に選び、特に好ましくは60〜120度に
選ぶことによって、被加工物の研削後の平坦度を向上す
ることができ、また研削率を向上することができる。研
削率は、単位時間当たりの研削重量であり、その単位は
g/分で表すことができる。前記角度αを30度未満に
選ぶと、前述の図15に関連して述べたように、研削後
においても、疵を完全に除去することが困難となる。し
たがって角度αを、上述の範囲である30度以上に選ぶ
ことによって、砥粒が開口疵に入るのを防ぎ、これによ
って先行研削が発生することを防いで拡大研削となるこ
とを防止し、溝状の開口疵に沿って砥粒が流れて行くエ
ネルギを減少し、平坦度を向上することができる。また
その角度αを上述の範囲に選ぶことによって、ウォータ
ジェットの噴射エネルギを、開口疵の溝を利用して有効
に研削に活用することができ、研削率を前述のように向
上することができる。In particular, according to the present invention, the angle α between the direction in which the opening flaws such as cracks and hair cracks extend and the straight line on which the axis of the nozzle is projected on the surface of the workpiece is defined as 3
By selecting from 0 to 150 degrees, particularly preferably from 60 to 120 degrees, the flatness of the workpiece after grinding can be improved and the grinding rate can be improved. The grinding rate is the grinding weight per unit time, and the unit can be expressed in g / min. If the angle α is selected to be less than 30 degrees, it will be difficult to completely remove the flaw even after grinding, as described with reference to FIG. Therefore, by selecting the angle α to be equal to or more than the above-mentioned range of 30 degrees, it is possible to prevent the abrasive grains from entering the opening flaws, thereby preventing the advance grinding from occurring and preventing the grinding from being enlarged, The energy that the abrasive grains flow along the opening flaws can be reduced, and the flatness can be improved. Further, by selecting the angle α in the above range, the jet energy of the water jet can be effectively utilized for grinding by utilizing the groove of the opening flaw, and the grinding rate can be improved as described above. .
【0011】角度αを150度を超える値に選ぶことに
よって、前述と同様に、拡大研削となって、平坦度が低
下し、また研削率が低下する。When the angle α is set to a value exceeding 150 degrees, as in the above-mentioned case, the grinding is performed in an enlarged manner, and the flatness is reduced and the grinding rate is reduced.
【0012】さらに本発明に従えば、アブレイシブウォ
ータジェットの砥粒の径を、0.2〜2mmφに選ぶこ
とによって、研削率の向上を図り、また拡大研削を抑制
することができる。砥粒が0.2mmφ未満では、開口
疵の研削時に、溝が深くなり、穿孔アタックが生じ、平
坦度が悪くなる。また砥粒が2mmφを超える径に選ぶ
と、ウォータジェットを噴射するノズルのノズル孔の内
周面が砥粒によって摩耗されることになる。Further, according to the present invention, by selecting the abrasive grains of the abrasive water jet to have a diameter of 0.2 to 2 mmφ, it is possible to improve the grinding rate and suppress the expansion grinding. If the abrasive grains are less than 0.2 mmφ, the grooves become deeper during the grinding of the opening flaws, causing a perforation attack and poor flatness. If the diameter of the abrasive grains exceeds 2 mmφ, the inner peripheral surface of the nozzle hole of the nozzle for jetting the water jet will be worn by the abrasive grains.
【0013】さらに本発明に従えば、被加工物の表面と
ノズル軸線との成す角度θを、7〜80度に選び、これ
によって研削率を向上して、開口疵を除去するための研
削を行うことができる。角度θが7度未満では、ウォー
タジェットの噴射エネルギが被加工物の研削されるべき
表面に平行に近くなって衝突するので、そのウォータジ
ェットの衝突エネルギが被加工物に充分に伝わらず、研
削率が劣る。Further, according to the present invention, the angle θ between the surface of the workpiece and the nozzle axis is selected to be 7 to 80 degrees, thereby improving the grinding rate and performing the grinding for removing the opening flaw. It can be carried out. If the angle θ is less than 7 degrees, the jet energy of the water jet is close to being parallel to the surface of the workpiece to be ground and collides with it. Poor rate.
【0014】角度θが80度超える値に選ぶと、ウォー
タジェットのノズルからの吐出エネルギが、被加工物表
面へのウォータジェットの反射による反射エネルギと干
渉し、研削エネルギが大幅に低下してしまう。If the angle .theta. Is selected to a value exceeding 80 degrees, the discharge energy of the water jet from the nozzle interferes with the reflection energy due to the reflection of the water jet on the workpiece surface, and the grinding energy is greatly reduced. .
【0015】本発明に従えば、角度αと砥粒の径との組
合せを実施するようにしてもよく、さらにまた角度α、
砥粒の径および角度θの組合せを実施するようにしても
よい。さらに本発明に従えば、角度α,θの組合せを実
施するようにしてもよく、さらに砥粒の径と角度θとの
組合せ、および他の組合わせを実施するようにしてもよ
い。According to the present invention, a combination of the angle α and the diameter of the abrasive grains may be implemented.
A combination of the diameter of the abrasive grains and the angle θ may be implemented. Further, according to the present invention, a combination of the angles α and θ may be implemented, and a combination of the diameter of the abrasive grains and the angle θ and other combinations may be implemented.
【0016】[0016]
【実施例】図1は、本発明の一実施例の原理を簡略化し
て示す斜視図である。連続鋳造ラインのスラブ、ブルー
ム、ビレットなどの鋳片またはその後工程における鋼片
などの金属片などの被加工物15上に、割れまたはクラ
ックなどの細長い開口疵16が存在し、この開口疵16
を、図2に示されるノズル17のノズル孔38から、砥
粒と液体である水との混合物であるアブレイシブウォー
タジェットをノズル軸線17に沿って噴射して開口疵1
6を研削して除去する。図1では、理解の便宜のために
開口疵16の被加工物15における表面上の軸線18を
y軸とし、その軸線18に垂直であって被加工物15の
表面内の方向をx軸とし、この被加工物15の表面に垂
直方向をz軸とする。本発明の考え方に従えば、開口疵
16の軸線18が延びる方向と、被加工物15の表面上
へのノズル17の軸線19の投影された直線20との成
す角度αを、30〜150度に選び、好ましくは60〜
120度に選ぶ。これによって平坦度を向上し、研削率
を向上することができるようになる。FIG. 1 is a perspective view schematically showing the principle of an embodiment of the present invention. An elongated opening flaw 16 such as a crack or a crack is present on a workpiece 15 such as a slab, a bloom or a billet of a continuous casting line or a metal piece such as a steel slab in a subsequent process.
Is sprayed along the nozzle axis 17 from a nozzle hole 38 of the nozzle 17 shown in FIG. 2 along the nozzle axis 17 by spraying an abrasive water jet, which is a mixture of abrasive grains and liquid water.
6 is removed by grinding. In FIG. 1, for convenience of understanding, an axis 18 on the surface of the workpiece 15 of the opening flaw 16 is defined as a y-axis, and a direction perpendicular to the axis 18 and within the surface of the workpiece 15 is defined as an x-axis. The direction perpendicular to the surface of the workpiece 15 is defined as the z-axis. According to the concept of the present invention, the angle α between the direction in which the axis 18 of the opening flaw 16 extends and the straight line 20 on which the axis 19 of the nozzle 17 is projected on the surface of the workpiece 15 is 30 to 150 degrees. , Preferably 60 to
Choose at 120 degrees. Thereby, the flatness can be improved and the grinding rate can be improved.
【0017】さらに被加工物15の表面とノズル17の
軸線19との成す角度θを7〜80度に選ぶ。このこと
によってもまた、研削率を向上することができる。Further, the angle θ between the surface of the workpiece 15 and the axis 19 of the nozzle 17 is selected to be 7 to 80 degrees. This can also improve the grinding rate.
【0018】図2はノズル17の縦断面図であり、図3
はこのノズル17の底面を示す。ノズル17は直円筒状
に形成され、その長さL1は、たとえば200mmであ
り、ノズル孔38の内径D1は、たとえば4mmφであ
る。ノズル17の上部には、混合容器21が設けられ、
管路22を介して103 〜104kgf/cm2、たとえ
ば3000kgf/cm2 の高圧力水が供給され、また
管路23からは、砥粒が供給され、両者が混合容器21
内の混合室24で混合され、これらはノズル孔38の先
端部から噴射されてアブレイシブウォータジェットを形
成して被加工物15の表面に噴射させる。砥粒は、ガー
ネット、鋳鉄グリッド、鋳鋼グリッド、砂鉄、アルミ
ナ、珪砂などの微粒状であり、粒経は前述のように0.
2mm〜2mmφとし、高圧水に混入した状態で、ノズ
ル17に混合室24から導かれる。このノズル17は、
複数軸を有するロボットの手首に装着され、トラバース
移動される。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the nozzle 17, and FIG.
Indicates the bottom surface of the nozzle 17. The nozzle 17 is formed in a right cylindrical shape, the length L1 is, for example, 200 mm, and the inner diameter D1 of the nozzle hole 38 is, for example, 4 mmφ. Above the nozzle 17, a mixing container 21 is provided,
High pressure water of 10 3 to 10 4 kgf / cm 2 , for example, 3000 kgf / cm 2 is supplied through a pipe 22, abrasive grains are supplied from a pipe 23, and both are mixed in a mixing vessel 21.
These are mixed in the mixing chamber 24 inside, and are jetted from the tip of the nozzle hole 38 to form an abrasive water jet and jetted onto the surface of the workpiece 15. The abrasive grains are in the form of fine particles such as garnet, cast iron grid, cast steel grid, iron sand, alumina, silica sand and the like.
The mixture is introduced into the nozzle 17 from the mixing chamber 24 in a state where the diameter is set to 2 mm to 2 mm and mixed with high-pressure water. This nozzle 17
It is mounted on the wrist of a robot having a plurality of axes and is traversed.
【0019】図4は、ノズル17のトラバース移動軌跡
を示す平面図である。この移動軌跡は参照符25で示さ
れる。ロボットはノズル17を、1パスP1ずつ、被加
工物15の長手方向に移動し、またその被加工物15の
幅方向に1ピッチP2だけ移動し、同様な1パスP1毎
の研削作業のための移動を行う。ピッチP2は、たとえ
ば2mm程度であってもよい。FIG. 4 is a plan view showing a traverse movement locus of the nozzle 17. This movement trajectory is indicated by reference numeral 25. The robot moves the nozzle 17 in the longitudinal direction of the workpiece 15 by one pass P1 and moves the nozzle 17 by one pitch P2 in the width direction of the workpiece 15 for the same grinding operation for each pass P1. Make a move. The pitch P2 may be, for example, about 2 mm.
【0020】図5は、前述の角度αを説明するための被
加工物15の簡略化した平面図である。開口疵16の延
びる方向である軸線18と、ノズル17の軸線19、し
たがってウォータジェットの軸線が被加工物15の表面
に投影された直線との成す角度を前述のようにαとす
る。FIG. 5 is a simplified plan view of the workpiece 15 for explaining the angle α. As described above, the angle formed by the axis 18 which is the direction in which the opening flaw 16 extends and the axis 19 of the nozzle 17 and thus the axis of the water jet projected on the surface of the workpiece 15 is α.
【0021】図6は、ノズル17からウォータジェット
26が噴射されて疵16とその付近が研削されている状
態を示す。被加工物15の表面とノズル軸線19との成
す角度を前述のようにθとする。FIG. 6 shows a state in which the water jet 26 is jetted from the nozzle 17 and the flaw 16 and its vicinity are ground. The angle between the surface of the workpiece 15 and the nozzle axis 19 is defined as θ as described above.
【0022】図7は図5の切断面線VII−VIIから
見たウォータジェットによる研削後の被加工物15の断
面を示し、図8は図5の切断面線VIII−VIIIか
ら見た疵16の研削後の被加工物15の断面を示す。こ
の疵16を研削によって除去するために、その疵16を
含む研削領域27を決定し、この研削領域27が形成さ
れるように、ロボットによってノズル17をトラバース
移動制御し、またそのウォータジェットの噴射条件を、
たとえばノズル17の被加工物15とのトラバース相対
速度、ノズル孔38と被加工物15との間のスタンドオ
フ量である距離および角度α、または角度θを変化し、
さらにはまた図2に示される管路23から供給される砥
粒の流量のうちの少なくとも1つを変化する。FIG. 7 shows a cross section of the workpiece 15 after grinding with a water jet, as viewed from the section line VII-VII in FIG. 5, and FIG. 8 shows the flaw 16 as viewed from the section line VIII-VIII in FIG. 2 shows a cross section of the workpiece 15 after grinding. In order to remove the flaw 16 by grinding, a grinding area 27 including the flaw 16 is determined, and the robot 17 controls the traverse movement of the nozzle 17 so that the grinding area 27 is formed. The conditions,
For example, the traverse relative speed of the nozzle 17 with respect to the workpiece 15, the distance and the angle α or the angle θ, which are the standoff amounts between the nozzle hole 38 and the workpiece 15, are changed.
Furthermore, at least one of the flow rates of the abrasive particles supplied from the conduit 23 shown in FIG. 2 is changed.
【0023】図7において研削領域27では、疵16の
ごく近傍の研削深さD1を決定し、その研削領域27の
周縁部分28で、外方になるにつれて浅くなる傾斜面2
9が形成されるように研削する。この傾斜面29が形成
される周縁部分28の幅L1は、研削領域27の周縁部
分28よりも内方の部分42の深さD1の2倍以上、す
なわち L1/D1 ≧ 2 …(1) に選ぶ。疵16は内方の部分42に存在する。In FIG. 7, in the grinding area 27, a grinding depth D1 is determined in the vicinity of the flaw 16, and the inclined surface 2 of the peripheral area 28 of the grinding area 27 becomes shallower toward the outside.
Grind so that 9 is formed. The width L1 of the peripheral portion 28 where the inclined surface 29 is formed is at least twice the depth D1 of the portion 42 inside the peripheral portion 28 of the grinding area 27, that is, L1 / D1 ≧ 2 (1) Choose. The flaw 16 is present on the inner part 42.
【0024】図8においてもまた同様に、研削領域27
の周縁部分30では傾斜面31が形成され、その周縁部
分30の幅L2は、内方の部分42の深さD1の2倍以
上、すなわち L2/D1 ≧ 2 …(2) に選ぶ。このように研削領域27の周縁部分28,30
に傾斜面29,31を形成する理由は、本発明のウォー
タジェットを用いて被加工物15の疵の研削除去後に圧
延を行ったとき、その圧延後の被加工物15の表面に、
ヘゲと呼ばれる折込みによる倒れ疵欠陥を生じることを
防ぐためである。In FIG. 8, similarly, the grinding area 27
An inclined surface 31 is formed in the peripheral portion 30 of the above, and the width L2 of the peripheral portion 30 is selected to be at least twice the depth D1 of the inner portion 42, that is, L2 / D1 ≧ 2 (2). Thus, the peripheral portions 28, 30 of the grinding area 27 are
The reason why the inclined surfaces 29 and 31 are formed is that when the water jet of the present invention is used to perform rolling after grinding and removing flaws on the workpiece 15, the surface of the workpiece 15 after the rolling is removed.
This is in order to prevent the occurrence of a flaw defect caused by folding called a scab.
【0025】もしも仮に図9(1)に示されるように被
加工物15に疵をウォータジェットによって除去するた
めの研削領域を、垂直な周縁部分32を有する凹所33
となるように形成したとすれば、圧延後には、図9
(2)に示されるようにその被加工物15の表面の一部
分34が折込まれて参照符35で示される倒れ疵を生じ
てしまう。本発明では傾斜面29,31を形成し、式1
および式2を満たすように研削を行うことによって、こ
のような図9に示される倒れ疵欠陥が圧延後に生じるこ
とを防ぐことができる。As shown in FIG. 9A, a grinding area for removing a flaw on the workpiece 15 by a water jet is formed by a recess 33 having a vertical peripheral portion 32.
As shown in FIG. 9 after rolling,
As shown in (2), a part 34 of the surface of the workpiece 15 is folded to cause a falling flaw indicated by reference numeral 35. In the present invention, the inclined surfaces 29 and 31 are formed and
By performing the grinding so as to satisfy the expression (2), it is possible to prevent such a flaw defect as shown in FIG. 9 from occurring after rolling.
【0026】図10は本件発明者の実験結果を示すグラ
フであり、角度αと被加工物15の表面の平坦度とを示
す。また図11は、本件発明者の実験による角度αと研
削率との関係を示すグラフである。角度αが30〜15
0度の範囲で平坦度が良好であり、また研削率が良好で
あることが理解される。また角度αを、好ましくは60
度〜120度の範囲に選ぶ。図10および図11の実験
において、角度θ=45度とする。FIG. 10 is a graph showing the experimental results of the present inventor, showing the angle α and the flatness of the surface of the workpiece 15. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the angle α and the grinding rate according to an experiment performed by the present inventor. Angle α is 30 to 15
It is understood that the flatness is good and the grinding rate is good in the range of 0 degrees. The angle α is preferably 60
Choose between degrees and 120 degrees. In the experiments of FIGS. 10 and 11, the angle θ is 45 degrees.
【0027】図12は、本件発明者の実験結果を示すグ
ラフであり、ウォータジェット26を形成する砥粒の平
均粒径と平坦度との関係を示す。また図13は本件発明
者の実験結果を示し、砥粒の平均粒径と研削率との関係
を示す。砥粒の粒径が0.2mmφ以上において平坦度
および研削率が良好であることが判る。図12および図
13において角度θ=45度とする。FIG. 12 is a graph showing the experimental results of the present inventor, and shows the relationship between the average particle size of the abrasive grains forming the water jet 26 and the flatness. FIG. 13 shows the experimental results of the present inventor, and shows the relationship between the average particle size of the abrasive grains and the grinding rate. It can be seen that when the grain size of the abrasive grains is 0.2 mmφ or more, the flatness and the grinding rate are good. In FIGS. 12 and 13, the angle θ is 45 degrees.
【0028】砥粒の粒径が2mmφを超えると、ノズル
17のノズル孔38の内周面が砥粒によって摩耗し、長
期間の使用が困難となる。そこで本発明では、砥粒は
0.2〜2mmφの粒径に選ぶ。If the grain size of the abrasive grains exceeds 2 mmφ, the inner peripheral surface of the nozzle hole 38 of the nozzle 17 will be worn by the abrasive grains, making it difficult to use for a long time. Therefore, in the present invention, the abrasive particles are selected to have a particle size of 0.2 to 2 mmφ.
【0029】さらに本発明では、角度θは、7〜80度
の範囲に選ぶ。角度θが7度未満であるときには、ウォ
ータジェット26は被加工物15の表面の研削面に平行
に近くなって衝突することになり、したがって衝突エネ
ルギが被加工物15に伝わらず、研削率が低下する。ま
た角度θが80度を超えると、ウォータジェット26の
吐出エネルギが被加工物15の表面による反射エネルギ
と干渉し、研削エネルギが大幅に低下してしまう。Further, in the present invention, the angle θ is selected in the range of 7 to 80 degrees. When the angle θ is less than 7 degrees, the water jet 26 collides close to parallel to the ground surface on the surface of the workpiece 15, so that the collision energy is not transmitted to the workpiece 15 and the grinding rate is reduced. descend. If the angle θ exceeds 80 degrees, the discharge energy of the water jet 26 interferes with the energy reflected by the surface of the workpiece 15 and the grinding energy is greatly reduced.
【0030】本発明は、鋳片および鋼片だけでなくその
他の金属片、さらにはその他の材料から成る被加工物の
表面または表面付近の開口疵を、アブレイシブウォータ
ジェットを用いて研削して除去するために、広範囲に実
施することができる。According to the present invention, not only slabs and steel slabs, but also other metal slabs, and the surface of or near the surface of a workpiece made of other materials are ground using an abrasive water jet. It can be implemented extensively to remove it.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、鋳片およ
び鋼片などの金属片などの被加工物に存在する割れまた
はヘアクラックなどの疵を、ノズルのノズル孔から砥粒
と液体との混合物であるアブレイシブウォータジェット
を噴射して研削して除去するにあたり、開口疵の延びる
方向と被加工物の表面へのノズルの軸線の投影された直
線との成す角度αを30〜150度に選ぶことによっ
て、拡大研削が生じるのを防いで平坦度を向上し、また
ウォータジェットの噴射エネルギを有効に研削に活用す
ることができて研削率を向上することができる。As described above, according to the present invention, cracks or hair cracks present on a workpiece such as a metal piece such as a slab and a steel slab are removed from the nozzle hole of the nozzle by the abrasive grains and the liquid. When the abrasive water jet, which is a mixture of the two, is sprayed and removed by grinding, the angle α between the direction in which the opening flaw extends and the projected straight line of the nozzle axis on the surface of the workpiece is 30 to 30 °. By selecting 150 degrees, it is possible to prevent the occurrence of enlarged grinding and improve the flatness, and it is possible to effectively utilize the water jet injection energy for grinding, thereby improving the grinding rate.
【0032】さらに本発明によれば、アブレイシブウォ
ータジェットの砥粒の径を0.2〜2mmφに選ぶこと
によって、拡大研削を抑制して平坦度を向上し、また研
削率の向上を図ることができ、しかもノズル孔が砥粒に
よって摩耗することを防ぐことができる。Further, according to the present invention, by selecting the abrasive grains of the abrasive water jet to have a diameter of 0.2 to 2 mmφ, the expansion grinding is suppressed, the flatness is improved, and the grinding rate is improved. In addition, the nozzle holes can be prevented from being worn by abrasive grains.
【0033】さらに本発明によれば、被加工の表面とノ
ズル軸線との成す角度θを、7〜80度に選ぶことによ
って、研削率を向上し、ウォータジェットのエネルギを
研削のために効率よく利用することが可能になる。Further, according to the present invention, by selecting the angle θ between the surface to be processed and the nozzle axis to be 7 to 80 degrees, the grinding rate can be improved and the energy of the water jet can be efficiently reduced for grinding. It can be used.
【図1】本発明の原理を説明するための簡略化した斜視
図である。FIG. 1 is a simplified perspective view for explaining the principle of the present invention.
【図2】ノズル17の縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a nozzle 17;
【図3】ノズル17の底面図である。FIG. 3 is a bottom view of the nozzle 17;
【図4】ノズル18のトラバース移動軌跡を示す被加工
物15の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the workpiece 15 showing a traverse movement trajectory of the nozzle 18;
【図5】角度αを説明するための疵16が存在する被加
工物15の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a workpiece 15 having a flaw 16 for explaining an angle α.
【図6】ノズル17から噴射されるウォータジェット2
6によって開口疵16を研削して除去している状態を示
す断面図である。FIG. 6 shows a water jet 2 injected from a nozzle 17
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which an opening flaw 16 is ground and removed by 6.
【図7】図5の切断面線VII−VIIから見た疵16
の研削除去後の状態を示す断面図である。7 is a view showing a flaw 16 viewed from the section line VII-VII in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state after grinding removal.
【図8】図5の切断面線VIII−VIIIから見た疵
16のウォータジェットによる研削除去後の被加工物1
5の断面図である。8 is a diagram showing a workpiece 1 after grinding and removing a flaw 16 by a water jet as viewed from a cutting plane line VIII-VIII in FIG.
5 is a sectional view of FIG.
【図9】被加工物15に垂直な周縁部分32を形成した
ときの圧延後の被加工物15の折込みによって倒れ疵欠
陥が生じることを説明するための断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining that a folding defect occurs due to the folding of the workpiece 15 after rolling when a vertical peripheral portion 32 is formed on the workpiece 15;
【図10】本件発明者の実験結果を示し、角度αと平坦
度との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing an experimental result of the present inventor and showing a relationship between an angle α and flatness.
【図11】本件発明者の実験結果を示すグラフであり、
角度αと研削率との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing experimental results of the present inventor,
5 is a graph showing a relationship between an angle α and a grinding rate.
【図12】本件発明者の実験結果を示し、砥粒の粒径と
平坦度との関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the experimental results of the present inventor and showing the relationship between the particle size of the abrasive grains and the flatness.
【図13】本件発明者の実験結果を示し、砥粒の粒径と
研削率との関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the experimental results of the present inventor and showing the relationship between the particle size of abrasive grains and the grinding rate.
【図14】先行技術のグラインダによる被加工物1の研
削の手法を説明するための断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining a method of grinding a workpiece 1 by a prior art grinder.
【図15】被加工物6に存在する開口疵7を、先に提案
されているアブレイシブウォータジェットで研削すると
きの問題点を説明するための断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a problem when the opening flaw 7 present in the workpiece 6 is ground by the previously proposed abrasive water jet.
15 被加工物 16 開口疵 17 ノズル 18 疵16の軸線 19 ノズル軸線 20 被加工物15の表面上へのノズル17のノズル軸
線19の投影された直線 25 ノズル17のトラバース移動軌跡 26 アブレイシブウォータジェット 27 研削領域 28,30 周縁部分 29,31 傾斜面 38 ノズル孔 42 内方の部分15 Workpiece 16 Opening flaw 17 Nozzle 18 Axis 16 of flaw 16 19 Nozzle axis 20 Straight line where nozzle axis 19 of nozzle 17 is projected on the surface of workpiece 15 25 Traverse movement locus of nozzle 17 26 Abrasive water Jet 27 Grinding area 28, 30 Peripheral part 29, 31 Inclined surface 38 Nozzle hole 42 Inner part
フロントページの続き (72)発明者 稲岡 数麿 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 下笠 知治 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 永井 裕善 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番 1号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 池本 喜和 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番 1号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 朽木 宏綱 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番 1号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 木村 剛 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番 1号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 平5−33820(JP,A) 特開 昭49−46533(JP,A) 特開 昭62−119729(JP,A) 特開 平5−228839(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24C 1/00 B24C 5/02 Continuing from the front page (72) Inventor, Kazumaro Inaoka 1-1, Hibata-cho, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Nippon Steel Corporation Yawata Works (72) Inventor Tomoji Shimogasa 1 Tobihata-cho, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka No. 1 Inside Nippon Steel Corporation Yawata Works (72) Inventor Yuzen Nagai 3-1-1 Higashi Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Kobe Plant (72) Inventor Yoshikazu Ikemoto Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Kobe Plant, 3-1-1 Higashi-Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo (72) Inventor Hirotatsu Kuchi 3-1-1, Higashi-Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe, Hyogo, Japan (72) Inventor Tsuyoshi Kimura 3-1-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Factory (56) References JP-A-5-33820 (JP, A) JP-A-49-46533 (JP, A) JP-A-62-119729 (JP, A) JP-A-5-228839 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B24C 1/00 B24C 5/02
Claims (4)
合物であるウォータジェットを噴射して被加工物の表面
を研削して開口疵を除去する開口疵の除去方法におい
て、 疵の延びる方向と、被加工物の表面上への前記ノズルの
軸線の投影された直線との成す角度αを、30〜150
度に選ぶことを特徴とする開口疵の除去方法。1. A method for removing an opening flaw, in which a water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, is jetted from a nozzle hole of a nozzle to grind a surface of a workpiece to remove an opening flaw. And the angle α between the projected straight line of the axis of the nozzle on the surface of the workpiece and 30 to 150
A method for removing opening flaws, which is always selected.
合物であるウォータジェットを噴射して被加工物の表面
を研削して開口疵を除去する開口疵の除去方法におい
て、 疵の延びる方向と、被加工物の表面上への前記ノズルの
軸線の投影された直線との成す角度αを、30〜150
度に選び、 砥粒は0.2〜2mmφであることを特徴とする開口疵
の除去方法。2. A method for removing an opening flaw in which a water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, is jetted from a nozzle hole of a nozzle to grind a surface of a workpiece to remove an opening flaw. And the angle α between the projected straight line of the axis of the nozzle on the surface of the workpiece and 30 to 150
A method for removing opening flaws, wherein the abrasive grains are 0.2 to 2 mm in diameter.
合物であるウォータジェットを噴射して被加工物の表面
を研削して開口疵を除去する開口疵の除去方法におい
て、 疵の延びる方向と、被加工物の表面上への前記ノズルの
軸線の投影された直線との成す角度αを、30〜150
度に選び、 被加工物の表面とノズル軸線との成す角度θを、7〜8
0度に選ぶことを特徴とする開口疵の除去方法。3. A method for removing an opening flaw in which a water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, is jetted from a nozzle hole of a nozzle to grind a surface of a workpiece to remove an opening flaw. And the angle α between the projected straight line of the axis of the nozzle on the surface of the workpiece and 30 to 150
The angle θ between the surface of the workpiece and the nozzle axis is 7 to 8
A method for removing opening flaws, wherein the method is selected at 0 degrees.
合物であるウォータジェットを噴射して被加工物の表面
を研削して開口疵を除去する開口疵の除去方法におい
て、 疵の延びる方向と、被加工物の表面上への前記ノズルの
軸線の投影された直線との成す角度αを、30〜150
度に選び、 砥粒は0.2〜2mmφであり、 被加工物の表面とノズル軸線との成す角度θを、7〜8
0度に選ぶことを特徴とする開口疵の除去方法。4. A method of removing an opening flaw, in which a water jet, which is a mixture of abrasive grains and a liquid, is jetted from a nozzle hole of a nozzle to grind a surface of a workpiece to remove an opening flaw. And the angle α between the projected straight line of the axis of the nozzle on the surface of the workpiece and 30 to 150
The abrasive grain is 0.2 to 2 mmφ, and the angle θ between the surface of the workpiece and the nozzle axis is 7 to 8
A method for removing opening flaws, wherein the method is selected at 0 degrees.
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---|---|---|---|
JP22222094A JP3223049B2 (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Opening flaw removal method |
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