JP5251784B2 - スカーフィング装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造後の鋼片の表面欠陥を溶削除去するスカーフィング装置に関する。

連続鋳造後の鋼片の表面に欠陥が存在したまま圧延を行うと圧延後の製品欠陥となってしまう場合がある。このため、燃焼ガスによって鋼片の表面を予熱した後、酸素ジェットを吹き付けて鉄−酸素の酸化発熱反応を利用して、鋼片表層に形成された表面欠陥を溶削によって除去するスカーフィングが行われる（例えば特許文献１参照）。

図３は、従来のスカーフィング装置を説明するための模式的な断面図である。
スカーフィング装置１４はシューブロック１１を有しており、このシューブロック１１は本体２０に取り付けられている。このシューブロック１１は、溶削する鋼片と直接隣接するため、その内部が水冷構造になっている。また、本体２０には火口形成用ブロックが取り付けられており、この火口形成用ブロックは、溶削ガスを噴き出す火口を形成するものであって第１のブロック１２及び第２のブロック１３を有している。

また、スカーフィング装置１４は、第１及び第２のブロック１２，１３によって形成されたガス流路１５を有しており、このガス流路１５の先端には溶削ガスが噴き出される火口が形成されている。この火口は、可燃性ガスと酸素ガスを含む溶削ガスを鋼片に吹き付けて鋼片表面を溶融させるものである。

第１のブロック１２はシューブロック１１の下面に接触して取り付けられており、シューブロック１１の前記火口側の端部は、第１のブロック１２におけるシューブロック１１の下面に接触する前記火口側の接触端１２ａより張り出すことがないように位置している。

図４は、図３に示すスカーフィング装置を用いた鋼片の溶削処理を説明するための図である。
図４に示すように、スカーフィング装置のガス流路１５の先端に形成された火口から可燃性ガスと酸素ガスを噴き出させて点火し、加熱炎を形成して鋼片１６の下面を十分に加熱した後、溶削を開始する。次いで、鋼片１６の下面に溶融池１７ａが生成され、溶削が確認されたなら、スカーフィング装置を固定したまま、鋼片１６を所定の速度でスカーフィング装置から噴き出される溶削ガスと対向する方向、即ち図４に示す矢印２１の方向に搬送ロール（図示せず）によって移動させる。これにより、鋼片１６の下面を連続的に溶削する。

特開２０００−１５４３４号公報（段落００１９〜００２６）

図４に示すように、従来のスカーフィング装置を用いて鋼片の下面を溶削する際に鋼片１６の下面に生成された溶融池１７ａから飛散した溶削ノロ１７ｃが、鋼片１６の溶削面に最も近いシューブロック１１の火口側の端部に付着する。シューブロック１１の端部に付着した溶削ノロ１７ｂが第１のブロック１２を伝い堆積していき、その堆積した溶削ノロ１７ｂによってガス流路１５が塞がれることがある。その結果、ガス流路１５の先端の火口から噴き出される溶削ガスの流れに乱れが生じ、鋼片１６の溶削面にトラ刈り等の品質悪化が生じる原因になる。

また、ガス流路１５の先端付近に付着した溶削ノロ１７ｂが火口部分を塞いでしまう為、比較的少ない処理回数毎に溶削を中断し、ガス流路１５の先端付近に付着した溶削ノロ１７ｂ及びシューブロック１１の端部に付着した溶削ノロ１７ｂを除去するメンテナンスが必要となる。これにより、スカーフィング装置の非稼働時間が増大し、処理能力の低下につながるとともにメンテナンス費用も増大する。

また、溶融池１７ａから飛散してシューブロック１１の端部に付着した溶削ノロ１７ｃが第１ブロック１２に伝って堆積することにより、第１ブロック１２の端部が損耗する。第１ブロック１２の端部の損耗が激しいと、第１ブロック１２表面に亀裂（クラック）や凹凸が発生する。この亀裂や凹凸が溶削ノロ１７ｃが更に付着する取っ掛かりとなり、付着した溶削ノロ１７ｂに新たな溶削ノロ１７ｃが付着することで、ガス流路１５の先端付近に付着する溶削ノロ１７ｂの成長を更に促進することになる。その為、第１ブロック１２の状態管理がノロ付着の重要な管理課題となり、こまめな第１ブロック１２のメンテナンスが必要となる。

そこで、本発明は、鋼片の下面を溶削する際に溶融池から飛散する溶削ノロがシューブロックに付着しても、その付着した溶削ノロが火口形成用ブロックに伝わることを抑制できるスカーフィング装置を提供することを課題とする。

本発明者らは、スカーフィング装置１４に付着した溶削ノロ１７ｂについて詳細に調査した。その結果、シューブロック１１のみに付着した溶削ノロ１７ｂは容易に剥がれるのに対し、シューブロック１１から第１のブロック１２まで伝って堆積した溶削ノロ１７ｂは剥がれにくいことが分かった。さらに、第１のブロック１２まで伝った溶削ノロ１７ｂが剥がれにくいのは、シューブロック１１と第１のブロック１２の接触端１２ａに溶削ノロ１７ｂが噛み込んでしまうためであることを解明した。そして、前記接触端に溶削ノロを噛みこませない方法を検討し、シューブロックの端部を接触端よりも張り出させれば、シューブロックに付着した溶削ノロが第１のブロックまで伝いにくくなることを見出した。

また、本発明者らは、シューブロックだけに付着した溶削ノロであれば、堆積してガス流路まで達しても溶削ガスの圧力で容易にシューブロックから外れ、ガス流れを阻害することはなくなることを確認した。

また、第１のブロックへの付着を防止するには、張り出し量が３ｍｍ以上であることが好ましい。一方、シューブロックの張り出しがガス流線にかかると、シューブロックそのものがガスの流れを乱す原因となるため、シューブロックの張り出しはガス流線に達しないことが好ましい。

本発明の一態様は、鋼片の下面を溶削するスカーフィング装置において、前記鋼片を溶削する際に前記鋼片の下面と対向させるシューブロックと、前記シューブロックが取り付けられた本体と、前記本体に取り付けられ、前記シューブロックの下面に接触させて取り付けられ、溶削ガスを噴き出す火口が形成された火口形成用ブロックと、を具備し、前記シューブロックの前記火口側の端部が、前記火口形成用ブロックにおける前記シューブロックの下面に接触する前記火口側の接触端より張り出すことで、前記鋼片の下面から落下する溶削ノロが前記火口形成用ブロックの前記接触端に噛み込むのを抑制することを特徴とするスカーフィング装置である。

また、本発明の一態様に係るスカーフィング装置において、前記シューブロックの前記火口側の端部が、前記火口から噴き出される溶削ガス流体の外側に位置することが好ましい。

また、本発明の一態様に係るスカーフィング装置において、前記火口形成用ブロックに形成され、前記溶削ガスを噴き出す火口に形成されたガス流れを平滑化する平滑化部をさらに具備し、前記溶削ガス流体の外縁は、前記平滑化部によって規定されることも可能である。

また、本発明の一態様に係るスカーフィング装置において、前記シューブロックの前記火口側の端部が張り出している長さが３ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の一態様を適用することで、鋼片の下面を溶削する際に溶融池から飛散する溶削ノロがシューブロックに付着しても、その付着した溶削ノロが火口形成用ブロックに伝わることを抑制できる。

（Ａ）は実施形態によるスカーフィング装置を説明するための模式的な断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すスカーフィング装置の火口部分を拡大した断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、図１に示すスカーフィング装置を用いた鋼片の溶削処理を説明する為の図である。 従来のスカーフィング装置を説明するための模式的な断面図である。 図３に示すスカーフィング装置を用いた鋼片の溶削処理を説明するための図である。

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図１（Ａ）は、本発明の実施形態によるスカーフィング装置を説明するための模式的な断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示すスカーフィング装置の火口部分を拡大した断面図である。

図１（Ａ）に示すように、スカーフィング装置４はシューブロック１を有しており、このシューブロック１は本体２０に取り付けられている。このシューブロック１は、溶削する鋼片と直接隣接するため、その内部が水冷構造になっている。また、本体２０には火口形成用ブロックが取り付けられており、この火口形成用ブロックは、溶削ガスを噴き出す火口を形成するものであって第１のブロック２及び第２のブロック３を有している。

また、スカーフィング装置４は、第１及び第２のブロック２，３によって形成されたガス流路５を有しており、このガス流路５の先端には溶削ガスが噴き出される火口が形成されている。この火口は、可燃性ガスと酸素ガスを含む溶削ガスを鋼片に吹き付けて鋼片表面を溶融させるものである。

第１のブロック２はシューブロック１の下面に接触して取り付けられており、シューブロック１の前記火口側の端部は、第１のブロック２におけるシューブロック１の下面に接触する前記火口側の接触端２ａより張り出すように位置している。

なお、図１（Ｂ）に示すように、シューブロック１の前記火口側の端部が張り出している長さ１０、即ちシューブロック１の前記火口側の端部と接触端２ａとの間の長さ１０は、３ｍｍ以上であることが好ましい。

また、シューブロック１の前記火口側の端部は、前記火口から噴き出される溶削ガス流体９ａの外側に位置する。つまり、図１（Ｂ）に示すように、ガス流路５の先端の火口から噴き出される溶削ガス流体９ａの一方側の外縁は、若干広がったガス流線９で示される。溶削ガス流体９ａは、ガス流線９で示される領域の内側に噴き出される。そこで、シューブロック１の前記火口側の端部が張り出している長さ１０の上限は、シューブロック１の前記火口側の端部がガス流線９に到達しない長さであることが好ましい。

火口形成用ブロックの第１のブロック２には溶削ガスのガス流れを平滑化する平滑化部２ｂが形成されており、この平滑化部２ｂは溶削ガスを噴き出す火口付近に位置している。この平滑化部２ｂによって、ガス流路５の先端の火口から噴き出される溶削ガス流体の一方側の外縁が規定される。即ち、平滑化部２ｂによって図１（Ｂ）に示すガス流線９が規定される。このガス流線９は、ガス流路５の先端５ａと平滑化部２ｂの先端２ｃを結ぶ点線に沿うものである。

平滑化部２ｂは、ガス流路５の延長よりシューブロック１の側へ窪ませた部分である。なお、平滑化部２ｂの形状は、図１（Ｂ）に示す形状に限定されるものではなく、ガスの流れを平滑化できる形状であれば他の形状を用いることも可能である。

図２（Ａ），（Ｂ）は、図１に示すスカーフィング装置を用いた鋼片の溶削処理を説明する為の図である。
図２（Ａ）に示すように、スカーフィング装置４のガス流路５の先端に形成された火口から矢印の方向に可燃性ガスを噴き出させるとともに、酸素ガスを噴き出させて点火し、加熱炎を形成して鋼片６を十分に加熱した後、火口から噴き出す酸素ガスの圧力を高くして溶削を開始する。可燃性ガスとしては、ＣＯガス、天然ガス、プロパンガス等を用いることができる。

次いで、鋼片６の下面に溶融池７ａが生成され、溶削が確認されたなら、スカーフィング装置を固定したまま、鋼片６を所定の速度でスカーフィング装置から噴き出される溶削ガスと対向する方向、即ち図２に示す矢印２１の方向に搬送ロール（図示せず）によって移動させる。これにより、鋼片６の下面を連続的に溶削する。この際に、鋼片６は、隣接するシューブロック１に沿って移動している。

鋼片６の下面を溶削する際に鋼片６の下面に生成された溶融池７ａから飛散した溶削ノロ７ｃの一部は、ガス流路５の先端の火口から噴き出される溶削ガスによって吹き飛ばされ、前記飛散した溶削ノロ７ｃの他の一部は、鋼片６の溶削面に最も近いシューブロック１の火口側の端部に付着する。前述したように、シューブロック１の火口側の端部は、火口形成用ブロックの第１のブロック２と接触する接触端２ａより張り出しているため、シューブロック１の端部に付着した溶削ノロ７ｂが第１のブロック２に伝わることを抑制できる。そして、シューブロック１の端部を接触端２ａより張り出すことにより、シューブロック１の端部を火口から噴き出す溶削ガスに近づけることができ、その結果、シューブロック１の端部に付着して垂れてくる溶削ノロを溶削ガスによって吹き飛ばすことができる。また、シューブロック１の端部に付着した溶削ノロ７ｂが堆積していき、その堆積した溶削ノロ７ｂがガス流線９（図１（Ｂ）参照）まで達すると、図２（Ｂ）に示すように溶削ガスの圧力でシューブロック１から容易に外れ、ガス流れを阻害することがなくなる。従って、シューブロック１の端部に付着した溶削ノロによってガス流路５が塞がれることを抑制できる。よって、ガス流路１５の先端付近に付着した溶削ノロを除去するメンテナンス頻度を低減でき、比較的に多数回の連続処理を行ってもガス流路５の先端の火口から噴き出される溶削ガスの流れに乱れが生じることがなく、鋼片１６の溶削面にトラ刈り等の品質悪化が発生することを抑制できる。

また、シューブロック１の端部と接触端２ａとの間の長さ１０を３ｍｍ以上とすることにより、シューブロック１の端部に付着した溶削ノロ７ｂが第１のブロック２に伝わって第１のブロック２に溶削ノロが付着することをより効果的に抑制できる。

また、シューブロック１の端部を火口から噴き出される溶削ガス流体の外側に位置させること、即ちシューブロック１の張り出しがガス流線９に達しないことにより、シューブロック１の端部が溶削ガスの流れに干渉することなく、溶削ガスの流れを乱すことを防止しつつ溶削処理を実施することができる。

また、シューブロック１の端部に付着した溶削ノロ７ｂが第１のブロック２に伝わることを抑制することにより、付着ノロの除去作業が低減される。その為、スカーフィング装置の非稼働時間が低減され、処理能力の向上につながる。

なお、シューブロック１の内部が水冷構造になっているため、鋼片が熱間で溶削する場合は本体２０の熱緩衝の働きをさせることができる。

１，１１ シューブロック
２，１２ 第１のブロック
２ａ，１２ａ 接触端
２ｂ 平滑化部
２ｃ 平滑化部の先端
３，１３ 第２のブロック
４，１４ スカーフィング装置
５，１５ ガス流路
５ａ ガス流路の先端
６，１６ 鋼片
７ａ，１７ａ 溶融池
７ｂ，７ｃ，１７ｂ，１７ｃ 溶削ノロ
９ ガス流線
９ａ 溶削ガス流体
１０ シューブロックの火口側の端部が張り出している長さ
２０ 本体
２１ 矢印

Claims (4)

1. 鋼片の下面を溶削するスカーフィング装置において、
   前記鋼片を溶削する際に前記鋼片の下面と対向させるシューブロックと、
   前記シューブロックが取り付けられた本体と、
   前記本体に取り付けられ、前記シューブロックの下面に接触させて取り付けられ、溶削ガスを噴き出す火口が形成された火口形成用ブロックと、
   を具備し、
   前記シューブロックの前記火口側の端部が、前記火口形成用ブロックにおける前記シューブロックの下面に接触する前記火口側の接触端より張り出すことで、前記鋼片の下面から落下する溶削ノロが前記火口形成用ブロックの前記接触端に噛み込むのを抑制することを特徴とするスカーフィング装置。
2. 請求項１に記載のスカーフィング装置において、前記シューブロックの前記火口側の端部が、前記火口から噴き出される溶削ガス流体の外側に位置することを特徴とするスカーフィング装置。
3. 請求項２に記載のスカーフィング装置において、前記火口形成用ブロックに形成され、前記溶削ガスを噴き出す火口に形成されたガス流れを平滑化する平滑化部をさらに具備し、前記溶削ガス流体の外縁は、前記平滑化部によって規定されることを特徴とするスカーフィング装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスカーフィング装置において、前記シューブロックの前記火口側の端部が張り出している長さが３ｍｍ以上であることを特徴とするスカーフィング装置。

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