JP7336131B2 - Gas cutting machine and gas cutting method - Google Patents

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  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Description

本発明は、曲面を持つ材料の切断に適したガス切断機及びガス切断方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas cutting machine and a gas cutting method suitable for cutting materials having curved surfaces.

ガス切断では、切断したい鋼材の表面を予熱炎で高温に熱し、該高温に熱せられた箇所に酸素ガス(切断酸素)を吹き付けることで、該鋼材の切断を行う。すなわち、予熱炎により高温に熱せられた箇所に切断酸素を吹き付けると、鋼材が燃焼し(鋼材と酸素が反応して酸化物を形成し)、その熱により鋼材自体が溶融する。このため、切断酸素により燃焼生成物と溶融鋼材とを吹き飛ばすことで、鋼材の切断が行われる。 In gas cutting, the surface of the steel material to be cut is heated to a high temperature with a preheating flame, and the steel material is cut by blowing oxygen gas (cutting oxygen) onto the heated portion. That is, when cutting oxygen is blown to a location heated to a high temperature by a preheating flame, the steel material burns (the steel material and oxygen react to form an oxide), and the heat melts the steel material itself. For this reason, the steel is cut by blowing off the combustion products and the molten steel with the cutting oxygen.

このようなガス切断に用いられるガス切断機の例としては、例えば、特許文献1に開示されるものがある。特許文献1に示されるように、ガス切断のための各種ガスは、切断火口から噴出される。また、該切断火口は、切断酸素を噴出する切断酸素噴出口と、該切断酸素噴出口を取り囲んでカーテン用の酸素ガスを噴出するカーテン酸素噴出口と、該カーテン酸素噴出口を取り囲んで燃料ガスを噴出する燃料ガス噴出口と、該燃料ガス噴出口を取り囲んで予熱用の酸素ガスを噴出する予熱酸素噴出口とを備える。 An example of a gas cutting machine used for such gas cutting is disclosed in Patent Document 1, for example. As shown in Patent Document 1, various gases for gas cutting are ejected from a cutting tip. The cutting nozzle includes a cutting oxygen nozzle for ejecting cutting oxygen, a curtain oxygen nozzle surrounding the cutting oxygen nozzle for ejecting oxygen gas for a curtain, and a fuel gas nozzle surrounding the curtain oxygen nozzle. and a preheating oxygen outlet surrounding the fuel gas outlet for ejecting oxygen gas for preheating.

ここで、カーテン酸素とは、切断用の酸素ガスの純度を保持し、かつ燃料ガスの燃焼を補助するために供給されるものであり、特許文献1にも開示されるように、その流量は微量(予熱用の酸素ガスの流量よりも十分に小さな流量)に設定される。また、カーテン酸素は、省略される場合もある。 Here, the curtain oxygen is supplied to maintain the purity of the oxygen gas for cutting and to assist the combustion of the fuel gas. It is set to a very small amount (flow rate sufficiently smaller than the flow rate of oxygen gas for preheating). Curtain oxygen may also be omitted.

特開2018-167299号公報JP 2018-167299 A 特開平8-168877号公報JP-A-8-168877

上記のようなガス切断の特徴は、溶融のためのエネルギーが切断される材料(例えば、鋼材)の燃焼によって供給されることにあり、そのために外部から該エネルギーを供給し難い厚い材料の切断も行えることにある。しかし、従来、曲面を持つ材料を切断しようとする場合、切断を開始する端部(曲面)に十分な予熱がかからず、該材料の切断をいつまで経っても開始できないという問題があった。 The characteristic of gas cutting as described above is that the energy for melting is supplied by combustion of the material to be cut (e.g., steel). There is something you can do. However, conventionally, when trying to cut a material having a curved surface, there is a problem that the end portion (curved surface) where cutting is started is not sufficiently preheated, and cutting of the material cannot be started even after a long time.

例えば、ガス切断の対象となる材料が曲面を有しない、又は角部のR(曲率半径)が小さいスラブ、ブルーム、ビレットなどである場合には、予熱炎が切断を開始する端部に垂直に当たるため、該端部に十分な予熱がかかり、切断用の酸素を吹き付けることで容易に切断ノロ(スラグ)を発生させることができる。しかし、ガス切断の対象となる材料が丸鋼、パイプ、コラムなどである場合や、角部のRが大きいスラブ、ブルーム、ビレットなどである場合には、予熱炎が材料の切断を開始する曲面部に斜めに当たるため、該曲面部に十分な予熱がかからず、切断酸素を吹き付けても切断ノロを発生させることができない。 For example, if the material to be gas cut is a slab, bloom, billet, etc. that does not have a curved surface or has a small R (curvature radius) at the corners, the preheating flame hits the edge where cutting is started perpendicularly. Therefore, sufficient preheating is applied to the end portion, and cutting slag (slag) can be easily generated by blowing oxygen for cutting. However, when the material to be gas-cut is round steel, pipe, column, etc., or when the corner radius is large such as slab, bloom, billet, etc., the curved surface where the preheating flame starts cutting the material Since the curved surface portion is obliquely hit, the curved surface portion is not sufficiently preheated, and cutting slag cannot be generated even if cutting oxygen is blown.

このような問題を解決するために、従来は、例えば、特許文献2に開示されるように、予熱炎にパウダー(鉄粉など)を供給し、該パウダーの燃焼熱を利用することで、切断用の酸素を吹き付けたときに切断ノロが発生するようにしたものがある。また、オペレータが番線(針金)を供給することによっても同様の現象が発生し、切断用の酸素を吹き付けたときに切断ノロを発生させることができる。 In order to solve such problems, conventionally, for example, as disclosed in Patent Document 2, powder (such as iron powder) is supplied to a preheating flame, and the heat of combustion of the powder is used to achieve cutting. There are some that generate cutting slag when oxygen for cutting is blown. A similar phenomenon occurs when the operator supplies wire (wire), and cutting slag can be generated when oxygen for cutting is blown.

しかし、パウダーを挿入する手法では、該パウダーを挿入するための機構(パウダー供給装置や、その付属品など)が必要なため、コストが増大する問題がある。また、オペレータが番線を供給する場合には、オペレータの作業が増えるとともに、該オペレータの安全性も考慮しなければならない。 However, the method of inserting the powder requires a mechanism for inserting the powder (powder feeder, its accessories, etc.), which causes a problem of increased cost. In addition, when the operator supplies the numbered lines, the operator's work is increased and the safety of the operator must be considered.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、曲面を持つ材料を低コスト、安全、かつ確実に切断することが可能なガス切断機及びガス切断方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a gas cutting machine and a gas cutting method capable of cutting a material having a curved surface at low cost, safely and reliably. do.

上記目的を達成するために、本発明では、切断火口と、前記切断火口からのガスの噴出を制御するバルブ機構とを備えたガス切断機であって、前記切断火口は、中央部に配置されて切断用の酸素ガスを噴出するための第1噴出口と、前記第1噴出口を取り囲むように配置されて予熱用の酸素ガスを噴出するための複数の第2噴出口と、前記第2噴出口を取り囲むように配置されて燃料ガスを噴出するための複数の第3噴出口と、前記第3噴出口を取り囲むように配置されて前記予熱用の酸素ガスを噴出するための複数の第4噴出口とを有し、前記バルブ機構は、前記第1噴出口から前記第4噴出口の各々に供給するガスの圧力及び流量を独立に制御可能なものであり、かつ前記第2噴出口に接続されるガス供給ラインは、第1圧力の酸素ガスの供給/停止を第1バルブの開閉により制御可能な第1ラインと、前記第1圧力よりも低い第2圧力の酸素ガスの供給/停止を第2バルブの開閉により制御可能な第2ラインとからなるものであることを特徴とするガス切断機を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a gas cutting machine comprising a cutting tip and a valve mechanism for controlling the ejection of gas from the cutting tip, wherein the cutting tip is arranged in the center. a first ejection port for ejecting oxygen gas for cutting; a plurality of second ejection ports for ejecting oxygen gas for preheating, which are arranged so as to surround the first ejection port; a plurality of third ejection ports arranged so as to surround the ejection port for ejecting the fuel gas; and a plurality of third ejection ports arranged so as to surround the third ejection port for ejecting the oxygen gas for preheating. 4 ejection ports, wherein the valve mechanism is capable of independently controlling the pressure and flow rate of the gas supplied from the first ejection port to each of the fourth ejection ports, and the second ejection port The gas supply line connected to is a first line that can control the supply/stop of oxygen gas at a first pressure by opening and closing a first valve, and the supply/stop of oxygen gas at a second pressure lower than the first pressure. and a second line whose stop can be controlled by opening and closing a second valve.

このようなガス切断機によれば、第1ラインから第2噴出口に高圧である第1圧力の酸素ガスを供給することで曲面を有する材料の該曲面部を予熱することが可能となる。すなわち、強化された予熱炎を用いて該曲面部を予熱できるため、材料の切断を開始するために十分な予熱を該曲面部にかけることができる。また、第2ラインから第2噴出口に比較的低圧である第2圧力の酸素ガスを供給することで、切断酸素により切断が開始された後に材料の切断を安定して継続することが可能となる。このように、曲面を持つ材料を低コスト、安全、かつ確実に切断することが可能となる。 According to such a gas cutting machine, it is possible to preheat the curved surface portion of the material having the curved surface by supplying oxygen gas at the first pressure, which is high pressure, from the first line to the second ejection port. That is, an enhanced preheating flame can be used to preheat the curved portion so that sufficient preheating is applied to the curved portion to initiate cutting of the material. In addition, by supplying oxygen gas at a second pressure, which is a relatively low pressure, from the second line to the second ejection port, it is possible to stably continue cutting the material after cutting is started by the cutting oxygen. Become. In this way, it is possible to cut materials with curved surfaces at low cost, safely and reliably.

また、本発明では、上記ガス切断機を用いて曲面を持つ材料を切断するガス切断方法であって、前記第2噴出口から前記第1圧力の予熱用の酸素ガスを噴出し、かつ前記第3噴出口から前記燃料ガスを噴出することで、前記曲面の予熱を行い、前記予熱後に、前記第1噴出口から前記切断用の酸素ガスを噴出し、前記第2噴出口から前記第2圧力の酸素ガスを噴出し、前記第3噴出口から前記燃料ガスを噴出し、かつ前記第4噴出口から前記予熱用の酸素ガスを噴出することで前記材料の切断を開始することを特徴とするガス切断方法を提供する。 Further, in the present invention, there is provided a gas cutting method for cutting a material having a curved surface using the gas cutting machine, wherein oxygen gas for preheating at the first pressure is jetted from the second jet port, and 3. By ejecting the fuel gas from the ejection port, the curved surface is preheated, after the preheating, the oxygen gas for cutting is ejected from the first ejection port, and the second pressure is applied from the second ejection port. of the oxygen gas, the fuel gas is ejected from the third ejection port, and the preheating oxygen gas is ejected from the fourth ejection port to start cutting the material. A gas cutting method is provided.

このようなガス切断方法によれば、まず、第1ラインから第2噴出口に高圧である第1圧力の酸素ガスを供給することで曲面を有する材料の該曲面部を予熱することが可能となる。すなわち、強化された予熱炎を用いて該曲面部を予熱できるため、材料の切断を開始するために十分な予熱を該曲面部にかけることができる。この後、第1噴出口から切断用の酸素ガスを噴出し、第2噴出口から比較的低圧である第2圧力の酸素ガスを噴出し、第3噴出口から燃料ガスを噴出し、かつ第4噴出口から予熱用の酸素ガスを噴出することで、切断酸素により材料の切断を開始できるとともに、この後、材料の切断を安定して継続することが可能となる。このように、曲面を持つ材料を低コスト、安全、かつ確実に切断することが可能となる。 According to such a gas cutting method, it is possible to preheat the curved surface portion of a material having a curved surface by first supplying oxygen gas at a first pressure, which is a high pressure, from the first line to the second ejection port. Become. That is, an enhanced preheating flame can be used to preheat the curved portion so that sufficient preheating is applied to the curved portion to initiate cutting of the material. Thereafter, oxygen gas for cutting is ejected from the first ejection port, oxygen gas at a relatively low second pressure is ejected from the second ejection port, fuel gas is ejected from the third ejection port, and the By ejecting oxygen gas for preheating from the nozzle 4, cutting of the material can be started by the cutting oxygen, and thereafter, cutting of the material can be stably continued. In this way, it is possible to cut materials with curved surfaces at low cost, safely and reliably.

前記曲面の予熱後に、一旦、前記切断火口の位置を後退させ、その後、前記材料の端面から前記材料の切断を開始することが好ましい。 After preheating the curved surface, it is preferable to once retract the position of the cutting tip and then start cutting the material from the end face of the material.

このように、曲面の予熱後に切断火口の位置を後退させ、かつ該材料の端面から切断を開始するというスタンディングスタートを用いれば、ガス切断の対象となる材料の温度にかかわらず(例えば、常温であっても)、確実に、材料の切断を開始することができる。 In this way, if the position of the cutting tip is retreated after preheating the curved surface and the standing start is used to start cutting from the end face of the material, regardless of the temperature of the material to be gas-cut (for example, at normal temperature ), you can certainly start cutting the material.

本発明によれば、曲面を持つ材料を低コスト、安全、かつ確実に切断することが可能なガス切断機及びガス切断方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gas cutting machine and the gas cutting method which can cut|disconnect the material with a curved surface low-cost, safely, and reliably can be provided.

本発明のガス切断機の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the gas cutter of this invention. 図1の切断火口の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the cutting tip of FIG. 1; 図1のバルブ機構により各ガスの噴出/停止を制御するための波形図である。2 is a waveform diagram for controlling ejection/stopping of each gas by the valve mechanism of FIG. 1. FIG. 本発明のガス切断方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the gas cutting method of this invention. 比較例のガス切断機を示す図である。It is a figure which shows the gas cutter of a comparative example. 図5の切断火口の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of the cutting tip of FIG. 5; 図5のバルブ機構により各ガスの噴出/停止を制御するための波形図である。6 is a waveform diagram for controlling ejection/stopping of each gas by the valve mechanism of FIG. 5. FIG. 曲面を有しない材料に対する比較例のガス切断方法を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a comparative gas cutting method for a material that does not have curved surfaces. 曲面を有する材料に対する比較例のガス切断方法を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a gas cutting method of a comparative example for materials having curved surfaces; テスト材としての丸鋼を示す図である。It is a figure which shows the round bar as a test material.

上述のように、従来は、曲面を持つ材料の切断を開始できないという問題があった。例えば、ガス切断の対象となる材料(例えば、鋼材)の温度が高い(例えば、600°以上)場合には、従来の予熱炎を用いて該切断を開始する曲面部の予熱を行った後に、一旦、切断火口の位置を後退させ、その後、該材料の端面から切断を開始するというスタンディングスタートで切断を開始できることもあるが、これは確実ではない。また、ガス切断の対象となる材料の温度が低い(例えば、常温)場合には、切断を開始する曲面部に時間をかけて予熱を行っても、該曲面部の温度が上がらず、その後に切込動作を行っても切断ノロが発生しないため切断が開始できない。 As mentioned above, there has been a problem in the prior art that it is not possible to start cutting a material having a curved surface. For example, when the temperature of the material to be gas-cut (e.g., steel) is high (e.g., 600° or higher), after preheating the curved surface portion where the cutting is started using a conventional preheating flame, Although it may be possible to start cutting with a standing start in which the position of the cutting tip is once retracted and then cutting is started from the end face of the material, this is not a certainty. In addition, when the temperature of the material to be gas-cut is low (for example, normal temperature), even if the curved surface portion where cutting is started is preheated over time, the temperature of the curved surface portion does not rise, and after that, Cutting slag does not occur even if the cutting operation is performed, so cutting cannot be started.

そこで、これらの場合でも、材料の切断を確実に開始できる手法として、パウダーを供給する手法や、オペレータが番線を供給する手法が知られていたが、前者にはコストが増大する問題があり、後者にはオペレータの作業が増えるとともに該オペレータの安全性も考慮しなければならないという問題があった。 Therefore, even in these cases, a method of supplying powder and a method of supplying wire by an operator have been known as methods for reliably starting the cutting of the material. The latter has the problem that the operator's safety has to be considered as well as the operator's work increases.

このようなことから、曲面を持つ材料、例えば、丸鋼、パイプ、コラム、さらには、角部のRが大きいスラブ、ブルーム、ビレットなどを、低コスト、安全、かつ確実に切断することが可能なガス切断機及びガス切断方法の開発が求められていた。 For this reason, it is possible to cut materials with curved surfaces such as round steel, pipes, columns, slabs, blooms, and billets with large rounded corners at a low cost, safely, and reliably. The development of a gas cutting machine and a gas cutting method that are more efficient have been demanded.

本発明者は、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、まず、切断火口の構造に着目した。曲面を持つ材料を切断する場合において、切断を開始する、すなわち、切断酸素により曲面部で切断ノロ(スラグ)を発生させるには、該曲面部の予熱を十分に行うに足りる予熱炎を発生させればよい。しかし、従来は、予熱用の酸素ガスを噴出する予熱酸素噴出口は、切断火口の最外周に存在し、予熱用の酸素ガスの圧力及び流量の制御だけでは、曲面部に対する十分な加熱能力を得ることができなかった。 As a result of earnestly examining the above problems, the inventor first focused on the structure of the cutting tip. When cutting a material with a curved surface, in order to start cutting, that is, to generate cutting slag (slag) on the curved surface by cutting oxygen, a preheating flame sufficient to sufficiently preheat the curved surface is generated. All you have to do is However, conventionally, the preheating oxygen nozzle for ejecting oxygen gas for preheating exists at the outermost periphery of the cutting tip, and sufficient heating capacity for the curved surface cannot be obtained only by controlling the pressure and flow rate of the oxygen gas for preheating. couldn't get.

一方、切断火口において、切断酸素噴出口及び予熱酸素噴出口以外に酸素ガスを噴出可能な噴出口としては、カーテン用の酸素ガスを噴出するカーテン酸素噴出口がある。該カーテン酸素噴出口から噴出される酸素ガス(カーテン酸素)は、切断酸素の純度を保持し、かつ燃料ガスの燃焼を補助するという目的から、その圧力及び流量は、小さな値に設定され、かつ固定されていた。そこで、本発明者は、該カーテン酸素噴出口を予熱酸素噴出口として用いることができないかという観点から、さらに鋭意検討を重ねた。 On the other hand, in the cutting nozzle, in addition to the cutting oxygen nozzle and the preheating oxygen nozzle, there is a curtain oxygen nozzle that ejects oxygen gas for a curtain as a nozzle capable of ejecting oxygen gas. The pressure and flow rate of the oxygen gas ejected from the curtain oxygen ejection port (curtain oxygen) are set to small values for the purpose of maintaining the purity of the cutting oxygen and assisting the combustion of the fuel gas, and was fixed. Therefore, the present inventors have made further extensive studies from the viewpoint of whether the curtain oxygen outlet can be used as a preheating oxygen outlet.

その結果、本発明者は、カーテン酸素噴出口が切断火口の最内周に存在することから、これを予熱酸素噴出口として用いることで、曲面部に対する驚異的な加熱能力を得ることができることを見出した。また、本発明者は、曲面を有する材料の切断を開始する際に該曲面部を予熱するに当たってはこの驚異的な加熱能力が有効となるが、該曲面部に十分な予熱がかかり、一旦、材料の切断が開始された後は、材料の切断を安定して継続するために、従来どおり、切断火口の最外周に配置される予熱酸素噴出口から予熱用の酸素ガスを噴出し、かつ切断火口の最内周に配置されるカーテン酸素噴出口からカーテン酸素を噴出することが好ましいことを見出した。 As a result, the present inventor found that since the curtain oxygen nozzle exists on the innermost circumference of the cutting tip, it is possible to obtain an amazing heating capacity for curved surfaces by using this as a preheating oxygen nozzle. Found it. In addition, the present inventor believes that this amazing heating ability is effective in preheating the curved surface portion when starting to cut a material having a curved surface, but once the curved surface portion is sufficiently preheated, After starting the cutting of the material, in order to stably continue the cutting of the material, the oxygen gas for preheating is ejected from the preheating oxygen ejection port arranged at the outermost periphery of the cutting nozzle as before, and the cutting is continued. It has been found that it is preferable to jet curtain oxygen from a curtain oxygen jet arranged on the innermost circumference of the crater.

そして、本発明者は、上記を実現するためには、従来のガス切断機及びガス切断方法においてどのような変更を加えたらよいかをさらに鋭意検討した結果、カーテン酸素噴出口に接続されるガス供給ラインを、第1圧力(高圧)の酸素ガスの供給/停止を第1バルブの開閉により制御可能な第1ラインと、該第1圧力よりも低い第2圧力(低圧)の酸素ガスの供給/停止を第2バルブの開閉により制御可能な第2ラインとから構成すればよいことを見出し、本発明を完成させた。 In order to realize the above, the present inventors have further studied what kind of changes should be made to the conventional gas cutting machine and gas cutting method. The supply line consists of a first line capable of controlling supply/stop of oxygen gas at a first pressure (high pressure) by opening and closing a first valve, and a supply line of oxygen gas at a second pressure (low pressure) lower than the first pressure. The present invention has been completed by finding that /stop can be configured by a second line that can be controlled by opening and closing the second valve.

すなわち、本発明は、切断火口と、前記切断火口からのガスの噴出を制御するバルブ機構とを備えたガス切断機であって、前記切断火口は、中央部に配置されて切断用の酸素ガスを噴出するための第1噴出口と、前記第1噴出口を取り囲むように配置されて予熱用の酸素ガスを噴出するための複数の第2噴出口と、前記第2噴出口を取り囲むように配置されて燃料ガスを噴出するための複数の第3噴出口と、前記第3噴出口を取り囲むように配置されて前記予熱用の酸素ガスを噴出するための複数の第4噴出口とを有し、前記バルブ機構は、前記第1噴出口から前記第4噴出口の各々に供給するガスの圧力及び流量を独立に制御可能なものであり、かつ前記第2噴出口に接続されるガス供給ラインは、第1圧力の酸素ガスの供給/停止を第1バルブの開閉により制御可能な第1ラインと、前記第1圧力よりも低い第2圧力の酸素ガスの供給/停止を第2バルブの開閉により制御可能な第2ラインとからなるものであることを特徴とするガス切断機である。 That is, the present invention is a gas cutting machine comprising a cutting tip and a valve mechanism for controlling the ejection of gas from the cutting tip, wherein the cutting tip is arranged in the center and contains oxygen gas for cutting. a plurality of second ejection ports for ejecting oxygen gas for preheating disposed so as to surround the first ejection port; and the second ejection port so as to surround the a plurality of third ejection ports arranged to eject the fuel gas; and a plurality of fourth ejection ports arranged to surround the third ejection ports to eject the oxygen gas for preheating. and the valve mechanism is capable of independently controlling the pressure and flow rate of the gas supplied from the first ejection port to each of the fourth ejection ports, and is connected to the second ejection port. The lines are a first line that can control the supply/stop of oxygen gas at a first pressure by opening and closing a first valve, and a second valve that can control the supply/stop of oxygen gas at a second pressure lower than the first pressure. and a second line that can be controlled by opening and closing.

なお、以下の説明では、本発明を分かり易くするために、切断火口の中央部に配置されて切断用の酸素ガスを噴出するための第1噴出口を「切断酸素噴出口」と称し、該第1噴出口を取り囲むように配置されて予熱用の酸素ガス又はカーテン酸素を噴出するための第2噴出口を「予熱酸素(イン酸素)噴出口」と称し、該第2噴出口を取り囲むように配置されて予熱炎の元になる燃料ガスを噴出するための第3噴出口を「燃料ガス噴出口」と称し、該第3噴出口を取り囲むように配置されて予熱用の酸素ガスを噴出するための第4噴出口を「予熱酸素(アウト酸素)噴出口」と称することとする。 In the following description, in order to make the present invention easier to understand, the first ejection port disposed at the center of the cutting tip for ejecting oxygen gas for cutting will be referred to as a "cutting oxygen ejection port". A second ejection port arranged to surround the first ejection port for ejecting preheating oxygen gas or curtain oxygen is referred to as a "preheating oxygen (in-oxygen) ejection port", and The third ejection port for ejecting the fuel gas that is the source of the preheating flame is called the "fuel gas ejection port", and is arranged so as to surround the third ejection port and ejects the oxygen gas for preheating. The fourth outlet for heating is called a "preheated oxygen (out-oxygen) outlet".

また、切断用の酸素ガスを「切断酸素」と称し、予熱酸素(イン酸素)噴出口から噴出される予熱用の酸素ガスを「予熱酸素(イン酸素)」と称し、予熱酸素(アウト酸素)噴出口から噴出される予熱用の酸素ガスを「予熱酸素(アウト酸素)」と称することとする。 In addition, the oxygen gas for cutting is referred to as "cutting oxygen", and the oxygen gas for preheating ejected from the preheating oxygen (in-oxygen) ejection port is referred to as "preheating oxygen (in-oxygen)", and the preheating oxygen (out-oxygen) The preheating oxygen gas ejected from the ejection port will be referred to as "preheating oxygen (out oxygen)".

本発明のガス切断機及びガス切断方法によれば、曲面を持つ材料を低コスト、安全、かつ確実に切断することが可能となる。 According to the gas cutting machine and the gas cutting method of the present invention, it is possible to cut a material having a curved surface at a low cost, safely and reliably.

以下、本発明の実施の形態について、添付した図面に基づいて具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described based on the attached drawings, but the present invention is not limited to these.

図1は、本発明のガス切断機の一例を示す。図2は、図1の切断火口の例を示す。
ガス切断機10は、切断火口11と、先端部に該切断火口11が取り付けられた切断吹管(トーチ)12と、酸素及び燃料ガスを切断吹管12を介して切断火口11に供給するとともに切断火口11からの各ガスの噴出を制御するバルブ機構13とを備える。
FIG. 1 shows an example of the gas cutter of the present invention. FIG. 2 shows an example of the cutting tip of FIG.
The gas cutting machine 10 includes a cutting tip 11, a cutting blowpipe (torch) 12 having the cutting tip 11 attached to the tip thereof, and supplying oxygen and fuel gas to the cutting tip 11 through the cutting blowpipe 12 and cutting the cutting tip. and a valve mechanism 13 for controlling ejection of each gas from 11 .

切断火口11は、中央部に配置されて切断酸素を噴出するための切断酸素噴出口(第1噴出口)1と、切断酸素噴出口1を取り囲むように配置されて予熱酸素(イン酸素)を噴出するための複数の予熱酸素(イン酸素)噴出口(第2噴出口)2と、予熱酸素(イン酸素)噴出口2を取り囲むように配置されて燃料ガスを噴出するための複数の燃料ガス噴出口(第3噴出口)3と、燃料ガス噴出口3を取り囲むように配置されて予熱酸素(アウト酸素)を噴出するための複数の予熱酸素(アウト酸素)噴出口(第4噴出口)4とを有する。 The cutting nozzle 11 includes a cutting oxygen nozzle (first nozzle) 1 for ejecting cutting oxygen arranged in the center, and a cutting oxygen nozzle 1 surrounding the cutting oxygen nozzle 1 to supply preheated oxygen (in-oxygen). A plurality of preheated oxygen (in-oxygen) jets (second jets) 2 for jetting, and a plurality of fuel gases for jetting fuel gas arranged so as to surround the preheated oxygen (in-oxygen) jets 2 An ejection port (third ejection port) 3 and a plurality of preheated oxygen (out-oxygen) ejection ports (fourth ejection port) arranged to surround the fuel gas ejection port 3 and for ejecting preheated oxygen (out-oxygen). 4.

例えば、予熱酸素(イン酸素)噴出口2は、切断酸素噴出口1を中心とする2つの同心円の円周上に配置される。また、燃料ガス噴出口3も、切断酸素噴出口1を中心とする2つの同心円の円周上に配置される。さらに、予熱酸素(アウト酸素)噴出口4は、切断酸素噴出口1を中心とする1つの円の円周上に配置される。但し、予熱酸素(イン酸素)噴出口2、燃料ガス噴出口3、及び予熱酸素(アウト酸素)噴出口4のレイアウトは、これに限定されることはない。 For example, the preheating oxygen (in-oxygen) jets 2 are arranged on the circumference of two concentric circles centered on the cutting oxygen jet 1 . The fuel gas jets 3 are also arranged on the circumference of two concentric circles centered on the cutting oxygen jets 1 . Further, the preheating oxygen (out oxygen) jets 4 are arranged on the circumference of one circle centered on the cutting oxygen jet 1 . However, the layout of the preheated oxygen (in-oxygen) ejection port 2, the fuel gas ejection port 3, and the preheated oxygen (out-oxygen) ejection port 4 is not limited to this.

切断酸素噴出口1は、材料の切断を開始する時(切込時)、及び材料の切断を継続している時(切断時)に、高圧かつ大きな流量で切断酸素を噴出する。ここでいう高圧及び大きな流量とは、燃焼生成物と溶融鋼材とを吹き飛ばすに十分な圧力及び流量のことであり、例えば、0.7MPa以上の圧力、及び50Nm/Hr以上の流量のことである。 The cutting oxygen jet 1 jets cutting oxygen at a high pressure and a large flow rate when starting to cut the material (at the time of cutting) and when continuing to cut the material (at the time of cutting). The high pressure and high flow rate referred to here refer to pressure and flow rate sufficient to blow off combustion products and molten steel, for example, a pressure of 0.7 MPa or more and a flow rate of 50 Nm 3 /Hr or more. be.

予熱酸素(イン酸素)噴出口2は、切込開始前に曲面を有する材料の該曲面部の予熱を行っている時(予熱時)に、高圧かつ大きな流量で予熱酸素(イン酸素)を噴出する。また、予熱酸素(イン酸素)噴出口2は、切込時及び切断時に、低圧かつ小さな流量で予熱酸素(イン酸素)を噴出する。ここでいう高圧及び大きな流量とは、切込時及び切断時の圧力及び流量よりも大きく、かつ切断酸素の圧力及び流量よりも小さな圧力及び流量という意味であり、例えば、0.5MPaの圧力、及び20Nm/Hrの流量に設定される。また、低圧及び小さな流量とは、予熱時の圧力及び流量よりも小さな圧力及び流量という意味であり、カーテン酸素としての圧力及び流量と同じの圧力及び流量、例えば、0.01MPaの圧力、及び1.5Nm/Hrの流量に設定される。 The preheated oxygen (in-oxygen) ejection port 2 ejects preheated oxygen (in-oxygen) at a high pressure and a large flow rate when preheating the curved surface portion of the material having a curved surface before the start of cutting (during preheating). do. In addition, the preheated oxygen (inside oxygen) ejection port 2 ejects preheated oxygen (inside oxygen) at a low pressure and a small flow rate during cutting and cutting. The high pressure and high flow rate referred to here mean a pressure and flow rate that are greater than the pressure and flow rate during cutting and cutting, and are less than the pressure and flow rate of cutting oxygen. and a flow rate of 20 Nm 3 /Hr. In addition, the low pressure and low flow rate means a pressure and flow rate smaller than the pressure and flow rate during preheating, and are the same pressure and flow rate as the curtain oxygen, for example, a pressure of 0.01 MPa, and a pressure of 1 A flow rate of 0.5 Nm 3 /Hr is set.

燃料ガス噴出口3は、切込時及び切断時に、低圧かつ小さな流量で燃料ガス(LPGなど)を噴出する。ここでいう低圧及び小さな流量とは、予熱時に、予熱酸素(イン酸素)噴出口2から噴出される予熱酸素(イン酸素)の圧力及び流量よりも小さな圧力及び流量という意味であり、例えば、0.07MPaの圧力、及び12Nm/Hrの流量に設定される。 The fuel gas ejection port 3 ejects fuel gas (such as LPG) at a low pressure and a small flow rate during cutting and cutting. The low pressure and small flow rate referred to here means a pressure and flow rate smaller than the pressure and flow rate of the preheated oxygen (in-oxygen) ejected from the preheated oxygen (in-oxygen) ejection port 2 during preheating. A pressure of 0.07 MPa and a flow rate of 12 Nm 3 /Hr are set.

予熱酸素(アウト酸素)噴出口4は、切込時及び切断時に、低圧かつ小さな流量で予熱酸素(アウト酸素)を噴出する。ここでいう低圧及び小さな流量とは、予熱時に、予熱酸素(イン酸素)噴出口2から噴出される予熱酸素(イン酸素)の圧力及び流量よりも小さな圧力及び流量という意味であり、例えば、0.07MPaの圧力、及び13Nm/Hrの流量に設定される。 The preheated oxygen (out oxygen) jet 4 jets out preheated oxygen (out oxygen) at a low pressure and a small flow rate during cutting and cutting. The low pressure and small flow rate referred to here means a pressure and flow rate smaller than the pressure and flow rate of the preheated oxygen (in-oxygen) ejected from the preheated oxygen (in-oxygen) ejection port 2 during preheating. A pressure of 0.07 MPa and a flow rate of 13 Nm 3 /Hr are set.

バルブ機構13は、酸素ガスを切断酸素として切断酸素噴出口1に供給する切断酸素供給ラインと、酸素ガスを予熱酸素(イン酸素)として予熱酸素(イン酸素)噴出口2に供給するイン酸素供給ライン(枠20で囲まれた部分)と、燃料ガスを燃料ガス噴出口3に供給する燃料ガス供給ラインと、酸素ガスを予熱酸素(アウト酸素)として予熱酸素(アウト酸素)噴出口4に供給するアウト酸素供給ラインとを備える。 The valve mechanism 13 includes a cutting oxygen supply line that supplies oxygen gas as cutting oxygen to the cutting oxygen ejection port 1, and an in-oxygen supply line that supplies oxygen gas as preheated oxygen (in-oxygen) to the preheated oxygen (in-oxygen) ejection port 2. line (portion surrounded by frame 20), fuel gas supply line for supplying fuel gas to fuel gas ejection port 3, oxygen gas supplied as preheated oxygen (out oxygen) to preheated oxygen (out oxygen) ejection port 4 and an out oxygen supply line.

切断酸素供給ラインは、所定圧力(例えば、0.9MPa)及び所定流量(90Nm/Hr)の酸素ガスを、プラグバルブPV1及び電磁バルブEV1を介して切断酸素として切断酸素噴出口1に供給する。また、ニードルバルブGV1は、圧力/流量調整バルブとして機能し、電磁バルブEV1が閉じられた状態(切断酸素の供給が停止された状態)において、バイパス酸素(ブリーダー酸素)として、例えば、0.01MPa及び1.5Nm/Hrの酸素ガスを切断酸素噴出口1に供給する。 The cutting oxygen supply line supplies oxygen gas at a predetermined pressure (for example, 0.9 MPa) and a predetermined flow rate (90 Nm 3 /Hr) to the cutting oxygen jet 1 as cutting oxygen through the plug valve PV1 and the electromagnetic valve EV1. . In addition, the needle valve GV1 functions as a pressure/flow control valve, and when the electromagnetic valve EV1 is closed (the supply of cutting oxygen is stopped), the pressure of bypass oxygen (bleeder oxygen) is 0.01 MPa, for example. and 1.5 Nm 3 /Hr of oxygen gas is supplied to the cutting oxygen nozzle 1 .

イン酸素供給ライン20は、第1圧力の高圧及び大きな流量の酸素ガスの供給/停止を制御可能な高圧ライン(第1ライン)と、第2圧力の低圧及び小さな流量の酸素ガスの供給/停止を制御可能な低圧ライン(第2ライン)とを備える。高圧ラインは、プラグバルブPV3からの酸素ガスを、圧力/流量調整器PA3H及び電磁バルブ(第1バルブ)EV3Hを介して予熱酸素(イン酸素)として予熱酸素(イン酸素)噴出口2に供給する。圧力/流量調整器PA3Hは、高圧(例えば、0.5MPa)及び大きな流量(20Nm/Hr)の予熱酸素(イン酸素)を生成する。 The in-oxygen supply line 20 includes a high-pressure line (first line) capable of controlling the supply/stop of high-pressure oxygen gas at a first pressure and a large flow rate, and the supply/stop of low-pressure oxygen gas at a second pressure and a small flow rate. and a low-pressure line (second line) capable of controlling The high-pressure line supplies oxygen gas from the plug valve PV3 as preheated oxygen (in-oxygen) to the preheated oxygen (in-oxygen) jet 2 via a pressure/flow rate regulator PA3H and an electromagnetic valve (first valve) EV3H. . Pressure/flow regulator PA3H produces preheated oxygen (in-oxygen) at high pressure (eg 0.5 MPa) and large flow (20 Nm 3 /Hr).

また、低圧ラインは、プラグバルブPV3からの酸素ガスを、圧力/流量調整器PA3L及び電磁バルブ(第2バルブ)EV3Lを介して予熱酸素(イン酸素)として予熱酸素(イン酸素)噴出口2に供給する。圧力/流量調整器PA3Lは、低圧(例えば、0.01MPa)及び小さな流量(1.5Nm/Hr)の予熱酸素(イン酸素)を生成する。 In the low-pressure line, oxygen gas from the plug valve PV3 is supplied to the preheated oxygen (in oxygen) jet port 2 as preheated oxygen (in oxygen) via the pressure/flow regulator PA3L and the electromagnetic valve (second valve) EV3L. supply. Pressure/flow regulator PA3L produces preheated oxygen (in-oxygen) at low pressure (eg 0.01 MPa) and small flow (1.5 Nm 3 /Hr).

燃料ガス供給ラインは、燃料ガスを、プラグバルブPV2、圧力/流量調整器PA2、及び電磁バルブEV2を介して燃料ガス噴出口3に供給する。圧力/流量調整器PA2は、例えば、0.07MPaの圧力、及び12Nm/Hrの流量の燃料ガスを生成する。また、ニードルバルブGV2は、種火用とし、例えば、極微量の燃料ガスを燃料ガス噴出口3に供給する。 A fuel gas supply line supplies fuel gas to the fuel gas outlet 3 via a plug valve PV2, a pressure/flow regulator PA2, and an electromagnetic valve EV2. The pressure/flow regulator PA2 produces fuel gas with a pressure of 0.07 MPa and a flow rate of 12 Nm 3 /Hr, for example. Further, the needle valve GV2 is used for pilot fire, and supplies a very small amount of fuel gas to the fuel gas ejection port 3, for example.

予熱酸素(アウト酸素)供給ラインは、酸素ガスを、プラグバルブPV4、圧力/流量調整器PA4、及び電磁バルブEV4を介して、予熱酸素(アウト酸素)として予熱酸素(アウト酸素)噴出口4に供給する。圧力/流量調整器PA4は、例えば、0.1MPaの圧力、及び30Nm/Hrの流量の酸素ガスを生成する。また、ニードルバルブGV3は、種火用とし、例えば、極微量の酸素ガスを予熱酸素(アウト酸素)噴出口4に供給する。 The preheated oxygen (out-oxygen) supply line supplies oxygen gas as preheated oxygen (out-oxygen) to the preheated oxygen (out-oxygen) outlet 4 via the plug valve PV4, the pressure/flow regulator PA4, and the electromagnetic valve EV4. supply. The pressure/flow rate regulator PA4 generates oxygen gas at a pressure of, for example, 0.1 MPa and a flow rate of 30 Nm 3 /Hr. Further, the needle valve GV3 is used for pilot fire, and supplies, for example, a very small amount of oxygen gas to the preheated oxygen (out-oxygen) jet port 4 .

なお、ニードルバルブ14は、従来の切込時及び切断時に、予熱酸素(アウト酸素)に基づき低圧及び小さな流量の酸素ガスを生成し、これをカーテン酸素として予熱酸素(イン酸素)噴出口2に供給する役割を有するものである。しかし、本発明では、上記のように、予熱酸素(イン酸素)噴出口2に接続され、高圧かつ大きな流量の酸素ガスと低圧かつ小さな流量の酸素ガスとを選択的に予熱酸素(イン酸素)噴出口2に供給可能な予熱酸素(イン酸素)供給ラインを有する。 The needle valve 14 generates oxygen gas at a low pressure and a small flow rate based on preheated oxygen (out oxygen) at the time of conventional cutting and cutting, and supplies this as curtain oxygen to the preheated oxygen (in oxygen) jet port 2. It has a role to supply. However, in the present invention, as described above, the preheated oxygen (in-oxygen) is connected to the preheated oxygen (in-oxygen) jet port 2 and selectively separates the oxygen gas at high pressure and high flow rate from the oxygen gas at low pressure and low flow rate. It has a preheated oxygen (in-oxygen) supply line that can be supplied to the ejection port 2 .

従って、本発明において、ニードルバルブ14は、常に閉じた状態にしておいてもよいし、又は省略してもよい。 Therefore, in the present invention, the needle valve 14 may always be kept closed, or may be omitted.

図3は、図1のバルブ機構により各ガスの噴出/停止を制御するための波形図を示す。図4は、本発明のガス切断方法の一例を示す。
すなわち、図3の制御を行うことで、実際に、図4に示す動作が実現される。以下、図3及び図4を参照しながら、本発明のガス切断方法を説明する。
FIG. 3 shows waveform diagrams for controlling ejection/stopping of each gas by the valve mechanism of FIG. FIG. 4 shows an example of the gas cutting method of the present invention.
That is, by performing the control in FIG. 3, the operation shown in FIG. 4 is actually realized. Hereinafter, the gas cutting method of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

まず、トーチ12(切断火口11)を切込開始位置まで前進させる動作を開始するとともに、燃料ガス電磁バルブ(図1のEV2)を開いて燃料ガスを燃料ガス噴出口3から噴出する。この時、切断酸素噴出口1からバイパス酸素、燃料ガス噴出口3から種火ガス、予熱酸素(アウト酸素)噴出口4から種火酸素をそれぞれ噴出することで、切断火口からパイロット炎(種火)が出力されている状態にしておく(図4(a)参照)。 First, the operation of advancing the torch 12 (cutting tip 11) to the cutting start position is started, and the fuel gas electromagnetic valve (EV2 in FIG. 1) is opened to eject the fuel gas from the fuel gas ejection port 3. At this time, bypass oxygen is ejected from the cutting oxygen nozzle 1, seed flame gas is ejected from the fuel gas nozzle 3, and pilot flame oxygen is ejected from the preheating oxygen (out-oxygen) nozzle 4, respectively. ) is output (see FIG. 4(a)).

次に、トーチ12の前進を開始してから所定時間(例えば、0.5秒)が経過したら、該トーチ12が切込開始位置に到達したと判断し、予熱酸素(イン酸素)電磁バルブ(図1のEV3H及びEV3L)を開いて予熱酸素(イン酸素)を予熱酸素(イン酸素)噴出口2から噴出する。ここで、本例では、図1のEV3H及びEV3Lの双方を開くことを前提としているが、図1のEV3Hのみを開き、図1のEV3Lを閉じた状態にしておいてもよい。また、この時、予熱酸素(アウト酸素)電磁バルブ(図1のEV4)を開いて予熱酸素(アウト酸素)を予熱酸素(アウト酸素)噴出口4から噴出する。その結果、切断火口11から予熱強化炎が出力されている状態となる(図4(b)参照)。 Next, when a predetermined time (for example, 0.5 seconds) has passed since the torch 12 started moving forward, it is determined that the torch 12 has reached the cutting start position, and the preheat oxygen (in oxygen) electromagnetic valve ( EV3H and EV3L in FIG. Here, in this example, it is assumed that both EV3H and EV3L in FIG. 1 are opened, but only EV3H in FIG. 1 may be opened and EV3L in FIG. 1 may be closed. At this time, the preheated oxygen (out oxygen) electromagnetic valve (EV4 in FIG. 1) is opened to eject preheated oxygen (out oxygen) from the preheated oxygen (out oxygen) ejection port 4 . As a result, a preheating strengthening flame is output from the cutting tip 11 (see FIG. 4(b)).

次に、トーチ12の前進を開始してから所定時間(例えば、0.5秒+0.5秒)が経過したら、該トーチ12が予熱開始位置に到達したと判断し、トーチ12の前進を完了させる。そして、予熱開始位置において、ガス切断の対象となる材料(例えば、鋼材)16の曲面Rの予熱箇所Xに対して、予熱強化炎による予熱を開始する(図4(c)参照)。 Next, when a predetermined time (for example, 0.5 seconds + 0.5 seconds) has elapsed since the torch 12 started to advance, it is determined that the torch 12 has reached the preheating start position, and the advance of the torch 12 is completed. Let Then, at the preheating start position, preheating by a preheating reinforcing flame is started for the preheating location X of the curved surface R of the material (for example, steel) 16 to be gas-cut (see FIG. 4(c)).

次に、予熱強化炎による予熱を所定時間(例えば、40秒程度)行った後、予熱箇所Xの予熱を完了する。すなわち、トーチ12を予熱開始位置から切込開始位置まで後退させる動作を開始する。トーチ12の後退を開始してから所定時間(例えば、0.5秒)が経過したら、該トーチ12が切込開始位置に到達したと判断する(図4(d)参照)。そして、予熱酸素(イン酸素)電磁バルブ(図1のEV3H及びEV3L)を閉じて予熱酸素(イン酸素)の予熱酸素(イン酸素)噴出口2からの噴出を停止する。これに代えて、切断酸素電磁バルブ(図1のEV1)を開いて切断酸素を切断酸素噴出口1から噴出する。その結果、切断火口から切断炎が出力されている状態となる(図4(e)参照)。 Next, after performing preheating with preheating intensifying flame for a predetermined time (for example, about 40 seconds), preheating of the preheating point X is completed. That is, the operation of retracting the torch 12 from the preheating start position to the cutting start position is started. When a predetermined time (for example, 0.5 seconds) has elapsed since the torch 12 started to retreat, it is determined that the torch 12 has reached the cutting start position (see FIG. 4(d)). Then, the preheated oxygen (in-oxygen) electromagnetic valves (EV3H and EV3L in FIG. 1) are closed to stop the injection of preheated oxygen (in-oxygen) from the preheated oxygen (in-oxygen) injection port 2 . Instead of this, the cutting oxygen electromagnetic valve (EV1 in FIG. 1) is opened to jet the cutting oxygen from the cutting oxygen jet port 1. As a result, a cutting flame is output from the cutting tip (see FIG. 4(e)).

次に、トーチ12を切込開始位置から予熱開始位置に向かって前進させる動作(切込動作)を開始する。トーチ12の前進を開始してから所定時間(例えば、0.5秒)が経過すると、該トーチ12が予熱開始位置に到達する。この時、予熱箇所Xでは、材料16の十分な予熱が行われているため、切断酸素により切断ノロが形成され、材料16の切断(切込)が開始される(図4(f)~図4(h)参照)。 Next, an operation (cutting operation) for advancing the torch 12 from the cutting start position toward the preheating start position is started. After a predetermined time (for example, 0.5 seconds) has elapsed since the torch 12 started to move forward, the torch 12 reaches the preheating start position. At this time, since the material 16 is sufficiently preheated at the preheating point X, cutting slag is formed by cutting oxygen, and cutting (cutting) of the material 16 is started (FIGS. 4(h)).

以上のように、本発明のガス切断方法によれば、いわゆるスタンディングスタートを用いて、まず、ガス切断の対象となる材料16の曲面Rの予熱箇所Xに対して所定時間(例えば、40秒程度)の予熱を行う。この場合、予熱箇所Xが高温(赤色)となり、十分な予熱が行われるため、その後、切断酸素を用いて材料16の切断(切込)を開始すると、予熱箇所Xにおいて容易に切断ノロが発生し、実際に切断が開始される。すなわち、本発明によれば、曲面を持つ材料を低コスト、安全、かつ確実に切断することが可能なガス切断機及びガス切断方法を提供できる。 As described above, according to the gas cutting method of the present invention, using a so-called standing start, first, the preheating point X of the curved surface R of the material 16 to be gas-cut is heated for a predetermined time (for example, about 40 seconds). ) is preheated. In this case, the preheating point X reaches a high temperature (red color) and is sufficiently preheated. After that, when cutting (cutting) of the material 16 is started using cutting oxygen, cutting slag easily occurs at the preheating point X. and the actual disconnection starts. That is, according to the present invention, it is possible to provide a gas cutting machine and a gas cutting method capable of cutting a material having a curved surface at low cost, safely and reliably.

なお、上記ガス切断機及びガス切断方法は、低い温度(例えば、常温)の材料の切断を開始する場合に有効である。 The gas cutting machine and gas cutting method described above are effective when starting to cut a material at a low temperature (for example, room temperature).

具体的には、連鋳ガスカッターで生成されたスラブやビレットなどの鋼片をユーザの要求するサイズに切断する二次ガスカッターや、鉄鋼の製造過程で発生した様々な形状の廃却鉄鋼や地金を二次原料として再利用するためにそれらを一定の大きさに切断するスクラップガスカッターなどに、上記ガス切断機及びガス切断方法を適用することができる。 Specifically, there are secondary gas cutters that cut billets such as slabs and billets produced by continuous casting gas cutters into sizes required by users, and waste steel of various shapes generated in the steel manufacturing process. The above-described gas cutting machine and gas cutting method can be applied to a scrap gas cutter or the like that cuts ingots to a predetermined size for reuse as secondary raw materials.

以下に本発明の実施例を挙げて、本発明を詳細に説明するが、これらは、本発明を限定するものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but these are not intended to limit the present invention.

(実施例)
図1から図4において説明したガス切断機及びガス切断方法を用いて曲面を有するテスト材の切断を試み(実施例)、実際に該テスト材を切断できるか否かについて検証した。この時、比較例として、以下のガス切断機及びガス切断方法を用いて同じテスト材の切断を試み、同様に、該テスト材を切断できるか否かについて検証した。
(Example)
An attempt was made to cut a test material having a curved surface using the gas cutting machine and the gas cutting method described in FIGS. 1 to 4 (Example), and it was verified whether the test material could actually be cut. At this time, as a comparative example, cutting of the same test material was attempted using the following gas cutting machine and gas cutting method, and it was similarly verified whether or not the test material could be cut.

図5は、比較例のガス切断機を示す。図6は、図5の切断火口の例を示す。
なお、比較例において、図1及び図2のガス切断機10と同じ部分には同じ符号を付すことによりその説明を省略する。
FIG. 5 shows a gas cutter of a comparative example. FIG. 6 shows an example of the cutting tip of FIG.
In the comparative example, the same parts as those of the gas cutting machine 10 shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

比較例のガス切断機10’が図1及び図2のガス切断機10と異なる点は、比較例では予熱酸素(イン酸素)噴出口2に接続されるイン酸素供給ラインが存在しないことにある。すなわち、比較例では、ニードルバルブ14を常に微量開いておくことにより、予熱酸素(イン酸素)噴出口2からは、予熱酸素(アウト酸素)供給ラインの予熱酸素(アウト酸素)に基づく、低圧かつ小さな流量の酸素ガス(カーテン酸素)が常に噴出される。言い換えれば、比較例では、本発明のような予熱強化炎を用いた予熱を行うことができない。 The gas cutter 10′ of the comparative example differs from the gas cutter 10 of FIGS. 1 and 2 in that the comparative example does not have an in-oxygen supply line connected to the preheated oxygen (in-oxygen) jet port 2. . That is, in the comparative example, by keeping the needle valve 14 slightly open at all times, from the preheated oxygen (in-oxygen) ejection port 2, the preheated oxygen (out-oxygen) in the preheated oxygen (out-oxygen) supply line is low pressure and A small flow of oxygen gas (curtain oxygen) is always injected. In other words, in the comparative example, preheating using a preheating intensifying flame as in the present invention cannot be performed.

図7は、図5のバルブ機構により各ガスの噴出/停止を制御するための波形図を示す。図8は、曲面を有しない材料に対する比較例のガス切断方法を示す。図9は、曲面を有する材料に対する比較例のガス切断方法を示す。 FIG. 7 shows waveform diagrams for controlling ejection/stopping of each gas by the valve mechanism of FIG. FIG. 8 shows a comparative gas cutting method for materials without curved surfaces. FIG. 9 shows a comparative gas cutting method for materials with curved surfaces.

比較例のガス切断方法では、上記のように、材料15,16の切断を開始する前に、予熱強化炎を用いた予熱を行っておくことができないため、ランニングスタートによる材料15,16の切断を行う。ランニングスタートでは、燃料ガス電磁バルブ(図5のEV2)を開けてパイロット炎(種火)が出力されている状態(図8(a)及び図9(a)参照)において、予熱酸素電磁バルブ(図5のEV4)を開け、さらに、切断酸素電磁バルブ(図5のEV1)を開けることで、切断炎を生成する(図8(b)及び図9(b)参照)。 In the gas cutting method of the comparative example, as described above, before starting cutting of the materials 15 and 16, preheating using the preheating intensifying flame cannot be performed, so cutting of the materials 15 and 16 by running start I do. In a running start, in a state where the fuel gas electromagnetic valve (EV2 in FIG. 5) is opened and the pilot flame (primary flame) is output (see FIGS. 8(a) and 9(a)), the preheating oxygen electromagnetic valve ( EV4 in FIG. 5) is opened, and a cutting oxygen electromagnetic valve (EV1 in FIG. 5) is opened to generate a cutting flame (see FIGS. 8(b) and 9(b)).

この後、トーチ12(切断火口11)を移行させることで材料15,16の切断を開始する(図8(c)~(e)及び図9(c)~(e)参照)。 Thereafter, the torch 12 (cutting tip 11) is shifted to start cutting the materials 15 and 16 (see FIGS. 8(c)-(e) and 9(c)-(e)).

なお、比較例では、図8に示すように、曲面を有しない材料、又は角部のRが小さいスラブ、ブルーム、ビレットなどについては、ランニングスタートで材料を切断可能であった。しかし、図9に示すように、曲面を有する材料、特に、丸鋼、パイプ、コラム、又は角部のRが大きいスラブ、ブルーム、ビレットなどについては、実施例では、材料の切断を容易に開始することができたが、比較例では、ランニングスタートで切込動作を何回も繰り返してみたが材料の切断を開始することができなかった。 In the comparative example, as shown in FIG. 8, it was possible to cut the material with a running start for a material that does not have a curved surface, or a slab, bloom, billet, or the like whose corners have a small radius. However, as shown in FIG. 9, for materials with curved surfaces, especially round steel, pipes, columns, or slabs, blooms, billets, etc. with large corner radiuses, the embodiment makes it easy to start cutting the material. However, in the comparative example, cutting of the material could not be started even though the cutting operation was repeated many times with a running start.

以下に、実施例における切断テスト結果を、テスト材として丸鋼を用いた場合を例にとって説明する。 The results of the cutting test in the example will be described below, taking as an example the case where a round steel is used as the test material.

・ テスト材(丸鋼)
図11は、テスト材としての丸鋼を示す。
テスト材としての丸鋼は、半径200mm(直径400mm)のサイズを有する。切断火口としては、USG(図2の切断火口と同じ構造を有するもの)を使用した。
・ Test material (round steel)
FIG. 11 shows a round bar as a test material.
A round steel as a test material has a size of 200 mm in radius (400 mm in diameter). USG (having the same structure as the cutting tip in FIG. 2) was used as the cutting tip.

材料(丸鋼)17の切断を開始する前の予熱時において、材料17の上端から切断火口11までの高さを115mmに設定し、予熱箇所Xから切断火口11までの高さを177mmに設定した。また、燃料ガスについては、圧力0.07MPa、流量12Nm/Hrで燃料ガス噴出口から噴出し、予熱酸素(イン酸素)については、圧力0.50MPa、流量20Nm/Hrで、予熱酸素(イン酸素)噴出口から噴出し、圧力0.01MPa、流量1.5Nm/Hrのバイパス酸素(ブリーダー酸素)を切断酸素噴出口から噴出し、予熱強化炎を生成した。そして、この予熱強化炎を用いて、30秒間、予熱箇所Xの予熱を行った。 At the time of preheating before starting cutting of the material (round steel) 17, the height from the upper end of the material 17 to the cutting tip 11 is set to 115 mm, and the height from the preheating point X to the cutting tip 11 is set to 177 mm. did. Further, the fuel gas is ejected from the fuel gas ejection port at a pressure of 0.07 MPa and a flow rate of 12 Nm 3 / Hr. Bypass oxygen (bleeder oxygen) with a pressure of 0.01 MPa and a flow rate of 1.5 Nm 3 /Hr was jetted from the cutting oxygen jet to generate a preheating strengthening flame. Then, the preheating point X was preheated for 30 seconds using this preheating intensifying flame.

この後、予熱酸素(イン酸素)を停止し、これに代えて、圧力0.07MPa、流量13Nm/Hrの予熱酸素(アウト酸素)を予熱酸素(アウト酸素)噴出口から噴出し、さらに、圧力0.80MPa、流量80Nm/Hrの切断酸素を切断酸素噴出口から噴出し、切断炎を生成した。この時、該切断炎を用いて、予熱箇所Xから容易に材料17の切断が開始できることが確認された。 After that, the preheated oxygen (in-oxygen) is stopped, and instead, preheated oxygen (out-oxygen) at a pressure of 0.07 MPa and a flow rate of 13 Nm 3 /Hr is ejected from the preheated oxygen (out-oxygen) outlet, and further, Cutting oxygen having a pressure of 0.80 MPa and a flow rate of 80 Nm 3 /Hr was jetted from the cutting oxygen nozzle to generate a cutting flame. At this time, it was confirmed that cutting of the material 17 can be easily started from the preheated point X using the cutting flame.

そして、切断火口11を後退速度15mm/minで後退させ、材料17を切断しながら、該切断火口11を予熱箇所Xから切断開始端面まで移動させた。この後、切断火口11を切断速度60mm/minで前進させ、材料17の切断が完了するまで切断火口11を前進させた。 Then, the cutting tip 11 was retracted at a retraction speed of 15 mm/min, and while cutting the material 17, the cutting tip 11 was moved from the preheating point X to the cutting start end surface. After that, the cutting tip 11 was advanced at a cutting speed of 60 mm/min until the cutting of the material 17 was completed.

以上の切断テスト結果から、実施例では、丸鋼を、低コスト、安全、かつ確実に切断可能であることが立証された。 From the above cutting test results, it was proved that the round steel can be cut at a low cost, safely and reliably in the example.

以上、説明したように、本発明によれば、曲面を持つ材料を低コスト、安全、かつ確実に切断することが可能なガス切断機及びガス切断方法を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, it is possible to provide a gas cutting machine and a gas cutting method capable of cutting a material having a curved surface at low cost, safely and reliably.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment. The above-described embodiment is an example, and any device having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect is the present invention. included in the technical scope of

1…切断酸素噴出口、 2…予熱酸素(イン酸素)噴出口、 3…燃料ガス噴出口、 4…予熱酸素(アウト酸素)噴出口、 10…ガス切断機、 11…切断火口、 12…切断吹管(トーチ)、 13…バルブ機構、 14、GV1、GV2、GV3…ニードルバルブ、 15、16、17…材料(鋼材)、 20…イン酸素供給ライン、 PV1、PV2、PV3、PV4…プラグバルブ、 PA1、PA2、PA3H、PA3L、PA4…圧力/流量調整器、 EV1、EV2、EV3H、EV3L、EV4…電磁バルブ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Cutting oxygen outlet, 2... Preheating oxygen (in oxygen) outlet, 3... Fuel gas outlet, 4... Preheating oxygen (out oxygen) outlet, 10... Gas cutter, 11... Cutting tip, 12... Cutting Blowpipe (torch) 13 Valve mechanism 14 GV1, GV2, GV3 Needle valve 15, 16, 17 Material (steel) 20 In-oxygen supply line PV1, PV2, PV3, PV4 Plug valve PA1, PA2, PA3H, PA3L, PA4... pressure/flow regulators, EV1, EV2, EV3H, EV3L, EV4... electromagnetic valves.

Claims (3)

切断火口と、前記切断火口からのガスの噴出を制御するバルブ機構とを備えたガス切断機であって、
該ガス切断機は材料の予熱と、該予熱された材料の切込みおよび切断が可能なものであり、
前記切断火口は、中央部に配置されて切断用の酸素ガスを噴出するための第1噴出口と、前記第1噴出口を取り囲むように配置されて予熱用の酸素ガスを噴出するための複数の第2噴出口と、前記第2噴出口を取り囲むように配置されて燃料ガスを噴出するための複数の第3噴出口と、前記第3噴出口を取り囲むように配置されて前記予熱用の酸素ガスを噴出するための複数の第4噴出口とを有し、
前記バルブ機構は、前記第1噴出口から前記第4噴出口の各々に供給するガスの圧力及び流量を独立に制御可能なものであり、かつ前記第2噴出口に接続されるガス供給ラインは、第1圧力の酸素ガスの供給/停止を第1バルブの開閉により制御可能な第1ラインと、前記第1圧力よりも低い第2圧力の酸素ガスの供給/停止を第2バルブの開閉により制御可能な第2ラインとからなるものであることを特徴とするガス切断機。
A gas cutting machine comprising a cutting tip and a valve mechanism for controlling the ejection of gas from the cutting tip,
The gas cutter is capable of preheating material and cutting and cutting the preheated material,
The cutting nozzle includes a first ejection port for ejecting oxygen gas for cutting, which is arranged in the center, and a plurality of nozzles for ejecting oxygen gas for preheating, which are arranged so as to surround the first ejection port. a second ejection port, a plurality of third ejection ports arranged to surround the second ejection port for ejecting fuel gas, and a plurality of third ejection ports arranged to surround the third ejection port for preheating and a plurality of fourth ejection ports for ejecting oxygen gas,
The valve mechanism can independently control the pressure and flow rate of the gas supplied from the first ejection port to each of the fourth ejection ports, and the gas supply line connected to the second ejection port is , a first line capable of controlling the supply/stop of oxygen gas at a first pressure by opening/closing a first valve, and the supply/stop of oxygen gas at a second pressure lower than the first pressure by opening/closing a second valve. and a controllable second line.
請求項1に記載のガス切断機を用いて曲面を持つ材料を切断するガス切断方法であって、
前記第2噴出口から前記第1圧力の予熱用の酸素ガスを噴出し、かつ前記第3噴出口から前記燃料ガスを噴出することで、前記曲面の予熱を行い、
前記予熱後に、前記第1噴出口から前記切断用の酸素ガスを噴出し、前記第2噴出口から前記第2圧力の酸素ガスを噴出し、前記第3噴出口から前記燃料ガスを噴出し、かつ前記第4噴出口から前記予熱用の酸素ガスを噴出することで前記材料の切断を開始することを特徴とするガス切断方法。
A gas cutting method for cutting a material having a curved surface using the gas cutting machine according to claim 1,
preheating the curved surface by ejecting oxygen gas for preheating at the first pressure from the second ejection port and ejecting the fuel gas from the third ejection port;
After the preheating, the oxygen gas for cutting is ejected from the first ejection port, the oxygen gas at the second pressure is ejected from the second ejection port, and the fuel gas is ejected from the third ejection port, The gas cutting method is characterized in that the cutting of the material is started by ejecting the oxygen gas for preheating from the fourth ejection port.
前記曲面の予熱後に、一旦、前記切断火口の位置を後退させ、その後、前記材料の端面から前記材料の切断を開始することを特徴とする請求項2に記載のガス切断方法。 3. The gas cutting method according to claim 2, wherein after the curved surface is preheated, the position of the cutting tip is once retracted, and then cutting of the material is started from the end surface of the material.
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