JP4535964B2 - Drilling bit - Google Patents
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Description
本発明は、製鋼用転炉の出湯孔スリーブの穿孔に使用される穿孔用ビットに関するものである。 The present invention relates to a drill bit used for drilling a tapping hole sleeve of a steelmaking converter.
製鋼用の転炉の出湯孔には耐火れんが製の出湯孔スリーブが設けられているが、出湯を繰り返すと出鋼流による摩耗や溶損により次第にスリーブ内径が拡大し、適正な出湯が行えなくなる。このため数百チャージ毎に出湯孔スリーブを解体し、新品と交換する必要がある。この作業は図1に示されるように解体機1のロッド2の先端に穿孔用ビット3を取り付け、回転させつつ出湯孔スリーブ4を穿孔する方法で行われる。穿孔時の出湯孔スリーブ4の温度は一般に、500〜1000℃の高温である。
The tapping hole of the converter for steel making is provided with a tapping sleeve made of refractory bricks. If repeated tapping, the inner diameter of the sleeve will gradually increase due to wear and melting caused by the tapping steel flow, making it impossible to perform proper tapping. . For this reason, it is necessary to disassemble the tapping sleeve every several hundred charges and replace it with a new one. As shown in FIG. 1, this operation is performed by attaching a drill bit 3 to the tip of the
このための穿孔用ビット3としては、ビット本体の穿孔面に超硬合金よりなる多数の超硬チップをロウ付けした構造のものが用いられている。しかしこのような穿孔用ビット3は、建設あるいは鉱山掘削用の削岩機に用いられている技術の転用であり、500〜1000℃の高温領域における使用についての十分な配慮はなされておらず、超硬チップが脱落することがあった。 For this purpose, a drilling bit 3 having a structure in which a number of cemented carbide tips made of cemented carbide are brazed onto the drilled surface of the bit body is used. However, such a drilling bit 3 is a diversion of a technique used in a rock drill for construction or mine excavation, and is not sufficiently considered for use in a high temperature region of 500 to 1000 ° C. Carbide tips sometimes dropped out.
なお特許文献1に示されるように、ビット本体に水または空気の噴出孔を形成し、ビット本体を冷却するようにした熱間穿孔用ビットも提案されているが、超硬チップの局部的な酸化摩耗や溶損を効果的に防止することはできず、やはり超硬チップが早期に脱落することがあり、一度脱落した超硬チップはロウ付けしてもビット本体への埋め込みがゆるくなり、再び脱落し易いために完全な修復は困難であり、ビット本体ごと新品と交換せざるを得なかった。 As shown in Patent Document 1, a hot drilling bit in which a water or air ejection hole is formed in the bit body and the bit body is cooled has also been proposed. Oxidation wear and erosion can not be effectively prevented, and the carbide tip may fall off early, and once the carbide tip is dropped, it will be loosely embedded in the bit body, Since it is easy to drop out again, complete repair is difficult, and the entire bit body must be replaced with a new one.
このように従来は高価な熱間穿孔用ビットを頻繁に交換しなければならず、コストアップ要因となっていた。また超硬チップの脱落を防止するために熱間穿孔用ビットの回転数を落とすなど負荷を軽減すると、出湯孔スリーブの穿孔作業に長い時間を要し、転炉の稼働率の低下を招くという問題があった。
従って本発明の目的は、構造的に硬化に肉盛溶接とすることにより、摩耗した場合にも容易に修復することができ、転炉の出湯孔スリーブの穿孔を能率的に行うことができる耐用性に優れた熱間穿孔用ビットを提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to improve the durability by making it possible to easily repair even when worn by making build-up welding for hardening, and to efficiently perforate the tapping sleeve of the converter. It is to provide a hot drilling bit having excellent properties.
上記の課題を解決するためになされた本発明の熱間穿孔用ビットは、転炉の出湯孔スリーブの穿孔に使用されるビット本体のテーパ状の前面および外周面の穿孔面に、硬質肉盛溶接材からなるチップを形成したことを特徴とするものである。なお、硬質肉盛溶接材が、800℃における硬度が200HV以上の金属であることが好ましく、特にステライトまたは耐熱鋼系であることが好ましい。また硬質肉盛溶接材からなるチップの占める面積を、ビット本体の穿孔面の10〜50%とすることが好ましい。 The hot drilling bit of the present invention made to solve the above-mentioned problems is a hard cladding on the tapered front surface and the outer peripheral surface of the bit body used for drilling the tapping sleeve of the converter. A chip made of a welding material is formed. The hard build-up welding material is preferably a metal having a hardness at 800 ° C. of 200 HV or higher, and particularly preferably a stellite or a heat-resistant steel system. Moreover, it is preferable that the area which the chip | tip which consists of hard build-up welding materials occupies 10 to 50% of the drilling surface of a bit main body.
本発明の熱間穿孔用ビットは、ビット本体の穿孔面に硬質肉盛溶接材からなるチップを形成したものであるから、工具鋼からなるビット本体との溶融溶接であるため接合力が強いうえ、チップが摩耗した場合には肉盛溶接を行うことによって容易に補修することができる。このため、出湯孔スリーブを能率よく穿孔することが可能となる。なお本発明は、従来の超硬合金よりなる超硬チップが脱落した場合に、その部分を硬質肉盛溶接材からなるチップに形成する方法で実施することもでき、補修技術としても有効である。 Since the hot drilling bit of the present invention is formed by forming a chip made of hard build-up welding material on the drilling surface of the bit body, the welding force is strong because it is a fusion welding with the bit body made of tool steel. If the tip is worn, it can be easily repaired by overlay welding. For this reason, it is possible to efficiently perforate the tapping hole sleeve. The present invention can also be carried out by a method in which when a conventional cemented carbide chip made of a cemented carbide is dropped, the portion is formed into a chip made of hard overlay welding material, which is also effective as a repair technique. .
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図2と図3は本発明の熱間穿孔用ビットの実施形態を示すものであり、10は解体機1のロッド2の先端に装着されるシャンク、11はシャンク10の先端に形成されたビット本体であり、この実施形態では外径が520mmの大型ドリルビットである。ビット本体11は図2の断面では傘状、図3の正面図では放射溝12により区画された8弁の花弁状である。ビット本体11のテーパ状の前面および外周面は穿孔面13、14となっており、これらの穿孔面13、14には多数のチップ15が肉盛溶接により形成されている。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
2 and 3 show an embodiment of a hot drilling bit according to the present invention, wherein 10 is a shank attached to the tip of the
チップ15の肉盛溶接は、硬質肉盛溶接材を用いて行われる。硬質肉盛溶接材としては800℃における硬度が200HV以上の金属が好ましい。800℃は出湯孔スリーブを熱間穿孔する場合の代表的な使用温度であり、この温度における硬度がこれよりも低いと耐火れんが製の出湯孔スリーブ4を穿孔した場合の損耗が早く、十分な寿命が得られないので好ましくない。このような熱間硬度を持つ硬質肉盛溶接材としては、ステライトまたは耐熱鋼系が代表的なものである。ステライトはCo−Cr−W系の合金であり、800℃において450HV以上の硬度を持つ。
The build-up welding of the
本発明においてチップ15の形状は特に限定されるものではないが、従来の超硬チップと同様にビット本体11から突出した頭部がドーム状であり、円柱状の下半部をビット本体11の孔16に支持させた形状が好ましい。切削は突出した頭部の部分で行われ、切削粉はチップ15の隙間から排出される。このため切削性能と切削粉の排出性の観点から、硬質肉盛溶接材からなるチップ15の占める面積を、ビット本体11の穿孔面13、14の10〜50%とすることが好ましい。10%未満では十分な穿孔速度を得ることができず、50%を越えると切削粉による目詰まりが発生してやはり穿孔速度が低下することとなる。
In the present invention, the shape of the
このように本発明の熱間穿孔用ビットは、ビット本体11の穿孔面に硬質肉盛溶接材からなるチップ15を肉盛溶接により形成したものであり、最初から全てのチップ15を硬質肉盛溶接材からなる構造としても、あるいはビット本体11から従来の超硬チップが脱落した際に、その部分を硬質肉盛溶接材からなるチップ15で補修することにより、超硬チップとチップ15とが入り混じった構造としてもよい。何れの場合にも肉盛溶接によって容易にチップ15を形成することが可能である。
Hot boring bit of the present invention as described above, the
しかも硬質肉盛溶接材からなるチップ15自体は従来の超硬チップの脱落しない場合と同等の耐用性を備えており、チップ部分の再生が容易であるからビット本体11は半永久的に使用することができ、大幅なコストダウンが可能となる。
In addition, the
図2に示したビット本体の穿孔面に、下記の表1に示す4種類の材質からなるチップを溶接あるいは肉盛溶接により固定して穿孔用ビットを作成し、転炉の出湯孔スリーブの穿孔に使用した場合の耐用性とコストの評価を行った。表中に示すとおり、実施例の穿孔用ビットが耐用性とコストの両面で優れた特性を示すことが判る。 Drilling bits are made on the drilling surface of the bit body shown in FIG. 2 by fixing the tips made of the four types of materials shown in Table 1 below by welding or overlay welding, and drilling the tapping sleeve sleeve of the converter Evaluation of durability and cost when used in As shown in the table, it can be seen that the drilling bit of the example exhibits excellent characteristics in both durability and cost.
1 解体機
2 ロッド
3 穿孔用ビット
4 出湯孔スリーブ
10 シャンク
11 ビット本体
12 放射溝
13 穿孔面
14 穿孔面
15 チップ
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