JP5456205B2 - スチールワークピース切断用トーチノズルの摩耗検出システム - Google Patents

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Description

本発明は、特にスラブ、ブルーム、スラグなどのスチールワークピースを切断するための切断トーチにおいて、その切断ノズルの摩耗状況を検出する手段に関する。
切断トーチは、スチールワークピースや鉄合金加工物を切断するために用いられる。切断するために、酸素と切断用ガスのビームによって点火された切断トーチの炎が切断する金属の表面に向けられる。金属は酸素ビームにより酸化され、それによって着火温度まで加熱され金属を切断する。そうすることで、加工物が燃え始め、ビームが進むに従い、切断が進みシームが形成される。熱がさらに生じ、前述のガス切断は自生のこととして明示される。つまり、切断される点の先のスチールレイアは燃えているスチールの熱によってさらに予熱される。
スラグ、埃、並びに汚れの粒子などの不純物は、通常、切断ノズルの上にたまり、ノズル内に入り込む。それにより切断ノズルの寿命は短くなり、そのノズルは多少広範囲に摩滅する。摩耗の程度は、切断ノズルの使用目的と作動状況により決まる。
本発明は、器機を止めることなく切断トーチの切断ノズルの摩耗率をチェックし、その後の生産工程の問題を回避するために、必要ならば、やがて新しいノズルを取り付けることができる摩耗検出システムを提供することを課題とする。
上記課題は、分岐ラインが加熱用ガス接続のフィードラインの切断トーチに接続され、加熱用ガスと切断用酸素と加熱用酸素の中間バルブを閉じた後、ある設定圧力の中性媒質が切断ノズルを通して吹き込まれる方法により実現される。新しい切断ノズルを取り付けた時には、その校正のため、上記のプロセスが一度実行され、それ以降は切断ノズルの使用状況に応じて、予め設定した間隔で切断ノズルの摩耗状態を測定し、メモリに格納するする。そして、吹き込まれた媒質の圧力が所定の最大許容偏差量を超過した場合には、光学及び/または音響信号を発生させる。
分岐ラインに窒素の圧力が加わるので、分岐ラインに吹き込む媒質は窒素が望ましい。
本発明に係る耐摩耗検出システムは、新品同様の切断ノズルと比較して、いつでも切断ノズルの現在の摩耗状況を測定し、結果をメモリ内に保存し、そして摩耗が最大許容摩耗偏差を超えたとき、必要ならば適当な時刻に新しい切断ノズルに交換するように信号を発生させる。このように切断ノズルのテストは加熱ガスライン上でのみ行われるので、切断トーチの切断ノズルを分解する必要がない。
本発明のもう一つは、吹き込みプロセスの間に吹き込まれる媒体用の圧力を一定に維持し、その温度を考慮に入れることにある。その場合には、測定できる偏差量により、切断ノズルの状態を判断することである。
切断トーチの切断ノズルの摩耗を検出するための切断ノズル試験の順序は次の通りである：
1.新しい切断ノズルを切断トーチにねじ込む(ネジで取り付ける)。
2.吹き込まれる媒質の質量流量（窒素）が測定され、基準値としてメモリに格納される。切断ノズルはこれ以降に校正される。
3.質量流量は、少なくとも1日1回繰り返し測定され、測定結果はメモリに格納された基準値と比較される。
4.測定された偏差がメモリに格納された基準の値を超過した場合が切断ノズルの交換時期である。
本発明装置は、質量流量弁は加熱ガスと加熱用酸素の供給ラインに組み込まれ、媒質（好ましくは窒素）が吹き込まれる分岐ラインが、切断トーチに通じる加熱ガスの供給ラインに形成され、その分岐ラインは、インタープリーティング・ユニットを有する少なくとも1つの測定セクションを含み、測定セクションに吹き込まれる媒質の入口圧力を設定の作業圧力に低減するためのプレ・レギュレータと、測定セクション内部に吹き込まれる媒質の圧力を維持するための精密圧力調整器を備える。
分岐ラインは、T継手を使って、切断トーチへの加熱ガス供給用のフィードラインから分けるのが好ましい。
計測セクションは、さらに、精密装置（コリオリ流量計測装置と温度センサー）で構成される。従って、吹き込まれた媒質の流量を温度に応じて高精度で測定することができる。微少な圧力脈動でも測定結果に影響を与えるので、精密レギュレータにより、切断ノズル直前の圧力脈動を抑え、高精度な計測を保証できる。
プレ・レギュレータは、入り口圧を窒素圧から測定セクションの設定作業圧 (例えば6バール)まで下げる。
更に、加熱ガスの質量流量弁は切断ノズルのテスト中に完全にガスの供給を切断できるように、少なくとも分離可能な側管で提供される。
本発明の構成の説明図。
本発明は、前述と、以下に説明する機能を単独、もしくは与えられた組み合わせだけではなく、他の組み合わせ、または個別に、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で適用することができる。
本発明の背後にある考え方は、代表的な実施例を使用して単一の図面上に詳しく詳細に示し、以下により詳しく説明する。
切断トーチ1には、切断ノズル2が取り付けられ、加熱用ガス3、切断用酸素4、及び加熱用酸素5への接続を有する。切断トーチ1へのインフィードには、逆止弁12、13、14が組み込まれたホース・ライン9、10、11と加熱用ガス6、切断用酸素7、及び恐らく加熱用酸素8の質量流バルブ付けられる。
T継手15はフィードライン12から加熱用ガス供給のために使用される。それによって、分岐ライン16が使用可能になり、まず第一に圧力トランスデューサ17と逆止弁18が組込まれる。
接続19は、分岐ライン16の一方の端で吹き込まれる媒質（特に窒素）用に提供され、もう一方の通路はボールコック20により開かれるか閉じられる。分岐線のプレ・レギュレータ21は、インタープリーティング・ユニットと温度センサー23が取り付けられ、後に配置された測定セクション22の使用圧力まで窒素の入口圧力を下げる。
精密圧力調整器24は、コリオリ流量測定装置として設計された測定セクション22の後段に位置する。24は、切断ノズル2の分岐ライン16の前段の圧力が、窒素による切断ノズルのテスト中に高い精度で維持される事を保証する。
さらに、2/2のウェイ電磁弁25が高精度圧力調整器24の後段に追加で取り付けられている。
1 切断トーチ
2 切断ノズル
3 加熱ガス用接続
4 切断酸素用接続
5 加熱酸素用接続
6 加熱ガス用質量流量バルブ
7 切断用酸素質量流量バルブ
8 加熱用酸素質量流量バルブ
9 加熱ガス用フィードライン
10 切断酸素用フィードライン
11 加熱酸素用フィードライン
12 加熱ガス用逆止弁
13 切断酸素用逆止弁
14 加熱酸素用逆止弁
15 T継手
16 分岐線
17 分岐ライン用逆止弁
18 圧力トランスデューサ
19 媒質用接続
20 ボールコック
21 プレ・レギュレータ
22 測定セクション
23 温度センサー
24 精密圧力調整器
25 2/2路電磁弁

Claims (7)

  1. スラブ、ブルーム、スラグを含むスチールワークピースの切断トーチ（1）に取り付けられる切断ノズル（2）の摩耗を検出する方法であって、
    加熱用ガス接続用（3）のフィードライン(9)の切断トーチ（1）に、分岐ライン（16）が接続され、
    加熱用ガス、切断用酸素、並びに加熱用酸素のための中間バルブ（6,7,8）を閉じた後、分岐ライン（16）に所定の設定圧力の中性媒質を切断ノズル（2）を介して吹き込み、
    校正のための新しい切断ノズルを取り付けた時には、切断ノズル（2）の摩耗状態の指標とする吹き込まれた中性媒質の質量流量を測定し、基準値としてメモりに格納し、それ以降は切断ノズル(2)の使用状況に応じて、予め設定した所定の間隔で、吹き込まれた中性媒質の質量流量を測定し、その測定値をメモリに格納して、基準値と比較し、
    そして、その測定値が基準値を超過している場合には、切断ノズル（2）の交換時期であることを表す光学及び/または音響信号を生成する
    ことを特徴とするスチールワークピース切断用トーチノズルの摩耗検出システム。
  2. 分岐ライン(16)へ吹き込まれる媒質が窒素である
    請求項１に記載の方法。
  3. 吹き込まれる中性媒質の圧力が一定であり、その温度が調整される
    請求項１に記載の方法。
  4. 加熱ガスと加熱酸素用の質量流量バルブ（6,8）がフィードライン（9,11）に組み込まれ、中性媒体の吹き込み用の分岐ライン（16）が、加熱ガスを切断トーチ（1）に供給するフィードライン（9）に組み込まれたインタープリーティング・ユニットと、測定セクション（22）への作業圧を低下調整するプレ・レギュレータ（21）とを備えた、少なくとも1つの測定セクション（22）と、測定セクション（22）へ吹き込まれる媒体の圧力を調整する精密圧力調整器（24）を備え、
    校正のための新しい切断ノズルを取り付けた時には、切断ノズル（2）の摩耗状態の指標とする吹き込まれた中性媒質の質量流量を測定し、基準値としてメモりに格納し、それ以降は切断ノズル(2)の使用状況に応じて、予め設定した所定の間隔で、吹き込まれた中性媒質の質量流量を測定し、その測定値をメモリに格納して、基準値と比較し、そして、その測定値が基準値を超過している場合には、切断ノズル（2）の交換時期であることを表す光学及び/または音響信号を生成する
    ことを特徴とするスラブ、ブルーム、スラグを含むスチールワークピースの切断トーチ（1）の切断ノズル（2）摩耗検出装置。
  5. T継手(15)により、加熱ガス接続(3)のフィードライン(9)から切断トーチ(1)までの分岐ライン(16)が分れる
    請求項４に記載の装置。
  6. 測定セクション(22)が、コリオリの流量測定装置及び温度センサー(23)から成る
    請求項４に記載の装置。
  7. 少なくとも加熱ガス用の質量流量バルブ(6)に分離可能な分岐ライン（１６）で供給される
    請求項４に記載の装置。
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