JPH01181967A - 鋼材の熱間切断方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、長尺の鋼材をその長手方向に熱間切断する
方法およびその装置に関するものである。

〔従来技術〕

帯状鋼板あるいは鋼矢板等の長尺の鋼材は、その製造工
程すなわち熱間圧延〜冷却工程において、鋼材断面形状
に起因する放熱と温度降下の部分的差異により、初期残
留応力を持っている。例えば第３図に示すように、帯状
鋼板１７の場合は、巾方向の両側に初期圧縮残留応力を
持つと共に中間部に初期引張残留応力を持っている。ま
た第４図に示すように、鋼矢板１６の場合は、巾方向の
両側にある継手部に初期引張残留応力を持つと共に平板
部に初期圧縮残留応力を持っている。

前記帯状鋼板あるいは鋼矢板等の長尺の鋼材を切断トー
チにより長手方向に連続して熱間切断した場合、切断線
から成る距離の範囲の部分に昇温および降温の熱サイク
ルが発生し、特に前記範囲の部分が降温時に収縮しよう
とするのに対し、前記鋼材における前記範囲以外の部分
すなわち非熱影響部は、前記降温時の収縮を拘束するの
で、鋼材における切断線側に大きい引張残留応力が再発
生し、そのため切断された鋼材に切断線側の中間部が窪
むような曲がりが発生する。

従来、この対策として、（１）切断された鋼材を熱間ま
たは冷間で矯正する方法。（２）鋼材を切断する際に、
切断線上に数箇所の未切断部分を残して切断し、鋼材を
冷却したのち前記未切断部分を切り離す方法。（３）引
張残留応力を小さ（するために低入熱切断法であるプラ
ズマ切断により切断する方法等が採用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記（２）の方法の場合は、切断された鋼材の曲がりを
少な（できるが、曲がりを完全に無くすることはできな
い。また前記（３）の方法の場合は、設備費が高価であ
り、かつ初期残留応力の値によっては切断された鋼材の
曲がりを無（することはできない。すなわち前記（１）
の方法の場合は勿論のこと、（２）および（３）の方法
の場合も、鋼材の長手方向熱間切断後の曲がりの矯正工
程が必要であり、２工程を必要とするので非能率的であ
る。また曲がりの矯正を連続して行なうことができない
ので、切断された鋼材の品質の点でも好ましくない。

〔発明の目的、構成〕

この発明は、鋼材の切断工程での曲がりを連続的に防止
し、長尺の鋼材を連続して高能率でかつ良品質状態で切
断することができる鋼材の熱間切断方法およびその装置
を提供することを目的とするものであって、この発明の
要旨とするところは、鋼材の巾方向中間部に配置された
切断トーチを鋼材に対しその長手方向に相対的に移動さ
せて、その切断トーチにより鋼材をその長手方向に連続
して熱間切断し、続いて前記切断中の位置よりも後方に
おいて鋼材の巾方向両端部を加熱トーチにより加熱する
ことにより鋼材の曲がりおよび反りを防止しながら、鋼
材を連続して切断することを特徴とする鋼材の熱間切断
方法を第１発明とし、鋼材の上部においてその鋼材の長
手方向移動される台車１に、鋼材の巾方向の中央部上面
に対向する切断トーチ２と、その切断トーチ２の後部の
左右両側において前記鋼材の巾方向両端部に対向する加
熱トーチ３とが取り付けられていることを特徴とする鋼
材の熱間切断装置を第２発明とするものである。

［作　用〕 鋼材の熱間切断後に発生する残留応力が切断線と反対側
の残留応力と同一方向、同一レベルの分布であれば、切
断後の鋼材の曲りは発生しない。

この発明の場合は、鋼材を熱間切断したのち、その切断
された鋼材の巾方向両端部を加熱することにより、第３
図に示す鋼材１７の場合は、切断線と反対側の初期圧縮
残留応力を−たんゼロとし、また第４図に示す鋼材１６
の場合は、切断線と反対側の初期引張残留応力を−たん
ゼロとし、鋼材の曲りを防止しながら連続して熱間切断
することができる。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第１図および第２図はこの発明の一実施例に係る鋼材の
熱間切断装置を示すものであって、前後方向に延長する
左右一対の走行用レール４がＩ形鋼からなる支持部材５
に載置されて溶接またはレールクリップ（図示を省略し
た）により固定され、かつ支持部材５はコンクリートの
床６に載置されてアンカーポルト７およびクリップ８に
より固定され、さらに走行用駆動装置を備えている台車
本体９０車輪は前記走行用レール４に載置され、その台
車本体９の左右両側に、前後方向に延長する支持アーム
１０の前端部が固定されて台車１が構成されている。

左右両側の支持部材５の中央において床６上に上向き開
口溝形断面の支承部材１１が前後方向に延長するように
設置され、かつ帯状鋼板からなる鋼材１２は水平状態で
前後方向に延長するように配置されて前記支承部材１１
の上面に載置されている。

前記台車１における台車本体９の左右方向の中央部に、
前記鋼材１２の中方向の中央部上面に対向する切断トー
チ２がクランプ１３により固定され、かつ前記各支持ア
ーム１ｏに、切断トーチ２よりも後方において支持金具
１４が摺動自在に嵌合されて押ねじ１５により固定され
、さらに各支持金具１４には、切断トーチ２がら成る距
離だけ後方に離れた位置において鋼材１２の巾方向の両
端部を加熱する加熱トーチ３が固定されている。

前記切断トーチ２と加熱トーチ３との前後方向間隔は、
鋼材１２における切断トーチ２による切断部の左右両端
部が切断後１〜３分間分間子加熱される大きさに設定さ
れる。

第１図および第２図に示す装置において、台車１を定速
度で走行させ、かつ帯状鋼板からなる鋼材１２を切断ト
ーチ２により鋼材長手方向に熱間切断し、続いて切断さ
れた鋼材の巾方向の両端部を加熱する場合、鋼材の巾方
向の両端部にも切断線部分と同量の熱量を与え、次いで
前記切断された鋼材の中方向両側部分を同一温度サイク
ル条件下で冷却する。

普通鋼材の降伏点は４００℃から７００’Ｃにかけて小
さくなり、７００℃以上ではゼロであるから、切断線側
部分が７００℃以上の場合は、その部分の膨張収縮に対
して非熱影響部からの拘束があったとしても、それは残
留応力の再発生には至らないから、この時点での加熱は
不経済である。

したがって、残留応力が鋼材の切断側部分に発生する直
前に、鋼材の巾方向両端部の加熱を開始すべきであり、
普通鋼の通常のガス切断の場合、切断してから約０．５
〜１分間後に、加熱トーチ３により７００℃程度に加熱
すればよい。

次に熱間切断された鋼材を加熱するための加熱トーチ３
の位置設定について説明する。

まず切断トーチ２から一定条件で切断用火炎を噴射して
１木目の鋼材１２を連続切断し、かつ切断トーチ２から
Ｌｌｍだけ遅れた位置において左右の加熱トーチ３によ
り鋼材１２の巾方向両端部を加熱し、次いで切断された
鋼材を自然冷却する。

その結果、切断された鋼材１２における切断線側に凸状
のＸ１１１の曲りが生じた場合、２木目の鋼材１２を切
断するときに、各加熱トーチ３を切断トーチ２からＬ２
ｍ（Ｌ２＜Ｌｌ）遅らせて配置したとき、切断された鋼
材１２における切断線側に凹状のＸ２ｍの曲りが生じた
とすると、各加熱トーチ３による適正加熱位置は、内挿
法によりＸ１＋Ｘ２ として得られる。また２木目の切断のときも、曲りが凸
の場合は外挿法により適正加熱位置をｌ−Ｘ２ として求めることができ、通常、Ｌｌは１１０００ａ、
Ｌ２は５０ＯＮ程度でよい。

前述のようにして２〜３木のテスト切断を行なうことに
より、適正な加熱開始点を内挿法、外挿法によって見出
すことができ、それ以後は品質的にも能率的にも優れた
一工程切断を行なうことができる。

この発明は第４図に示す鋼矢板からなる鋼材１６の曲が
り防止熱間切断にも同様にして実施することができ、ま
た加熱トーチ３を走行用レール４の左右両側にそれぞれ
複数本設けてもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、鋼材の巾方向中間部に配置された切
断トーチを鋼材に対しその長手方向に相対的に移動させ
て、その切断トーチにより鋼材をその長手方向に連続し
て熱間切断し、続いて前記切断中の位置よりも後方にお
いて鋼材の巾方向両端部を加熱トーチにより加熱するの
で、鋼材を曲りや反りが生じないようにして一工程で連
続してかつ高能率で品質良く切断することができ、かつ
鋼材の熱間切断の際に、切断中の位置から遅れた部分の
両側を単に加熱するだけでよいので、簡単な手段によっ
て曲りおよび反りを防止しながら、鋼材を熱間切断する
ことができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例に係る鋼材の
熱間切断装置を示すものであって、第１図は正面図、第
２図は平面図である。第３図は帯状鋼板の初期残留応力
分布図、第４図は鋼矢板の初期残留応力分布図である。 図において、１は台車、２は切断トーチ、３は加熱トー
チ、４は走行用レール、９は台車本体、１０は支持アー
ム、１１は支承部材、１２は鋼材、１４は支持金具、１
５は押ねし、１６は形鋼材、１７は帯状鋼板である。 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼材の巾方向中間部に配置された切断トーチを鋼
   材に対しその長手方向に相対的に移動させて、その切断
   トーチにより鋼材をその長手方向に連続して熱間切断し
   、続いて前記切断中の位置よりも後方において鋼材の巾
   方向両端部を加熱トーチにより加熱することにより鋼材
   の曲がりおよび反りを防止しながら、鋼材を連続して切
   断することを特徴とする鋼材の熱間切断方法。
2. （２）鋼材の上部においてその鋼材の長手方向移動され
   る台車１に、鋼材の巾方向の中央部上面に対向する切断
   トーチ２と、その切断トーチ２の後部の左右両側におい
   て前記鋼材の巾方向両端部に対向する加熱トーチ３とが
   取り付けられていることを特徴とする鋼材の熱間切断装
   置。