JPS63278670A - 酸素切断方法およびノズル - 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】 置された複数の加熱用火焔によって切断すべき部分を予
熱し、次に、切断線に沿って１個以上の切断用酸素ジェ
ットを順次に作用させて平らな金属部品、特にスラブ等
のように厚いシートを酸素切断することに関するもので
ある。

厚い部品の酸素切断作業に際しては、加熱用火焔は弘つ
の主要な機能を果す必要がある。すなわち１ スラブの端縁を切断開始温度にまで有効に加熱し、 切断行為を維持するに必要な熱を切断部分の表面に供給
し、 切断用ジェットが十分な流れ特性を有するようにし、 スラグの流れを容易にするために切シロ内をできるだけ
深くまで加熱することが必要である。

切断用酸素ジェットは、ドッグ効果を阻止し、スラグを
有効に除去するために、すなわち、全ての潜在的圧力エ
ネルギーを流速運動エネルギーに変換させるために、鉄
、特に剛体を確実に焼き切るに十分な流量であることが
必要である。

現在、厚いシートを切断するために最も普通に用いられ
ている切断用ノズルには、中心の酸素ジェット出口と同
心の一列の加熱用環状ジェット出口とが設けられ、酸素
切断すべきスラブの頂面を加熱するためのほとんど酸化
性の火焔を有する外側環状ジェット出口と、外側環状ジ
ェット出口と中心切断用ジェット出口との間に位置する
加熱層積状ジェット出口とを有し、中心切断用ジェット
はその周シに長いフェザ−を生せしめる目的で極めて炭
化作用の強い火焔を有し、フェザ−を有する切断用ジェ
ットは切シロに入シ、切シロの中間部および底部の加熱
を助けている。

ｗＲ累レジェット用して「ツバル」ノズルと称せられる
ノズルがジェットのバーストを生じることなしに高い出
口速度を得るために最も普通に用いられている。

しかし、高速酸素ジェットの使用は限度があシ、その理
由は、高速酸素ジェットを使用する結果として切〕口の
中間深さ部分における加熱が不十分で、これＫより、特
に、冷間状態での酸素切断時に１切断面の品質が低下す
るからである。

最近、普通の厚さのシートの酸素切断に用いるための２
個のオフセンターｃＲ素ジェットを有する切断用ノズル
が提案されている。

さらに、ヨーロツＡ！￥ｒＦｆ願第ＯＩクコ２００号に
は、補助散索ジェットを用いて切シロの底部を再溶融さ
せ、切断後のパリの除去を容易にする酸素切断方法の改
良が開示されている。

本発明の目的は、従来既知の技術ではよシ高い性能のガ
スを用いて理想状態で行なった後でてえも改善すること
ができなかった鉄鋼業における生産性を増大するための
決定的要素の一つである酸素切断速度を増大させようと
するものである。

特に、本発明の目的は従来既知の装置によって可能な切
断速度よシコＯチ高い切断速度を達成し得るよう構成し
たノズルを提供しようとするものである。

本発明によれば、切断用酸素ジェットを切断線に沿って
互に平行な方向に作用させ、第７切断用酸素ジェットに
よって粗い切り口を粗切断し、この粗い切り口を深部ま
で再熱するよう中間火焔を第１および第１酸素ジェット
間に作用させ、菜コ加熱用ジェットによ°つて仕上切断
する。

第１酸素ジェットは、切断面の品質に関係なく切）口を
形成する機能を有する。中間加熱用火焔は一つの平行な
酸素ジェットによって切り口内に引き入れられ、切シロ
の中間深さの部分および底部を加熱する。第一切断用酸
素ジェットは、第１切断用酸素ジェットが過度のドッグ
作用を有しないようにし、これによシ切り口を極めて平
ｌｖな表面品質にする、実際上、深部再熱用中間火焔′
は燃料または酸素の割合の低い酸素と燃料との混合ガス
によ多発生され、この火焔は第１切断用酸素ジェットに
よって粗切断された切シロ内に完全に進入し、辷れによ
ル切ルロの中間深さ部分および底部を極めて効果的に加
熱する。かかる燃料の中心への供給は厚いシートの切断
速度および品質に決定的役割を果している。例えば、こ
のような火焔は商標名「クリレン」を用いて酸素消費率
ｏ、ｓで得られ、また、商標名「テトレン」を用いて酸
素消費率／、！で得られ、これに反し、通常の酸素消費
率はそれぞれ／、！および３．５である。

流量はＩ−−ｍ’／ｈ程度とする仁とが必要である。ノ
が／ｈよシ低い流量では性能が低下する。

燃料の出口速度は余シ重要でなく、この理由はｋＸジエ
ツ）（Ｊ、、、２〜コ、Ｓマツハ）の吸込作用によって
燃料か切ルロの底部に引き入れられるからである。

この新しい現象は、切シロの中間深さ部分および底部に
ある極〈僅かの酸素と燃料の一部とが混合され、これに
よシ効果的に加熱され、「ソフト」火焔、すなわち酸Ｘ
を含まないまたは極〈僅かな酸素を含む火焔は本発明の
結果を得るために働いていないからであるという事実に
よって説明することができる。

特性上、上述した本発明の方法は直線切断または極めて
大きな曲率半径での切断にのみ用いることができ、ざら
にノズルおよび吹き出し管を変位軸線に対して配向させ
る必要がある。

実験の結果、従来既知の最も効率の良い装置に比べて切
断速度を一０チ向上させることができた。

標準的な比較テストの結果、切断速度を増大させるため
にはλつの切断用酸素ジェット間ｇＣ燃料を供給するこ
とが極めて重要であることが判明した。

本発明の好適実施例によれば、第１酸素ジェットが第１
切断用ジェットの断面よシ大きい断面を有する。

好ましくは、前側予熱後に、切断用ジェットを作用させ
ると同時に、切断線の両側で側方に一列で１慣された補
足の複数の加熱用火焔を作用させるのが良い。

本発明は、また、少なくともノズル外周縁部の近くに開
口する酸素−燃料混合ガスの複数個の加熱用通路と、ノ
ズル中心部に平行な方向に開口する少なくとも２個の切
断用酸素通路とを具える形式の切断用ノズルに関するも
ので、本発明によれば、全ての切断用酸素通路の出口が
ノズルの長ざ方向直線上に整列され、加熱用通路の出口
が整列の長言方向線の両側で対称的に分配して１雪され
、ノズルがさらにコ個の順次の切断用酸素出口間に燃料
通路の中間出口を具える。

ノズル周縁の加熱用通路の出口の密度を切断用酸素通路
の出口に整列する直線の一端の近くでよル高（するのが
有利である。

好ましくは、加ν用通路の出口が前側周縁帯域を越えて
延在し、その全体としての方向が切断用酸素通路の第７
出口の横断区域から少なくとも最後の切断用酸素通路の
出口にまで切断用酸素通路の出口の整列直線の両側でこ
の整列直線に＊５ｉ的に直角とする。

好ましくは、順次の切断用ノズルｒｆＪを８〜２０■の
間隔で離間させるのがよい。

本発明の特徴および利点を添付図面に示す宍施例につき
次に説明する。

Ｈｉおよびコ図に示すように、酸素切断装置はノズル本
体コ上に取付けられたノズル／ｌ具える。

ノズル本体コは種々の供給通路を具えておシ、すなわち
、 ｇ−２０パ一ル程度の相対的に高い圧力を有する中心の
切断用酸素通路３と、 この軸線方向に延びる切断用酸素通路３の両側に直径的
に対向して設けられた２個の加熱用酸素通路ダおよび５
と、 ノズル本体コの軸線に対してりＯｏずれた位置に設けら
れた一個の加熱用燃料通路（図示せず）とを有する。

ノズル本体コはその遊端に連結部分６．７およびＳを構
成する複数個の截頭円錐形表面を有し、これに対しノズ
ルヘッドｌ／の協働表面６／　、　７／および８′が邑
接している。

協働表面６および６′はノズル本体二における軸線方向
切断用酸素通路３とノズルヘッドノｌの軸線方向通路１
２の入口との間を確実にシールする。

シール表面６および６′と協働する截頭円錐形シール表
面りおよびり′は二個の加熱用酸素通路ダおよびＳが開
口する横断環状通路１３との間を確実にシールする。

シール表面りおよび７′と協働する截頭円錐形シール表
面８および８′は一個の燃料通路（図示せず）が開口し
ている横断部状通路ｌｊとの間を確５Ｉ！にシールする
。

ノズルヘッド／／において、軸線方向通路／２の入口が
一個の拡開通路１６および／７ＶＣ分割されている・ ノズルヘッド／１に複参個の酸素−燃料混合ガス通路／
ｇが設けられ、各混合ガス通路の断面は下流に向け３段
階／Ｊａ、／＄１３．７ｊＯＴ増大している。

現状加熱用酸素通路１３が最小断面／＆ａで、中間断面
ｌＳｂもまた通路！／を経て燃料ガス全党け、この燃料
ガスは断面が増大していることによシ生じる加熱用酸素
の膨張の結果による吸引効果によって通路ｉｓ内に吸入
され、全体として燃料を完全燃焼させるよう構成されて
いる。

ノズルヘッド／／４ｂまたその下端表面にさ状条溝を有
し、との条溝はノズル本体とによって澁状熔料通路コ２
を形成し、この通路は通路コ３およびコダな経て環状燃
料ガス通路１５に接続されている。

ノズル本体ＪＯの上流端面は、ナツト３戸の作用によシ
ノズルヘッド／／の対応する端面と協働してシールを行
ない、キー３りの作用によって半径方向に正しく位置決
めされている。ノズル本体３０は横１面において２個の
切断用酸素通路Ｊｌ。

３コを有し、各通路は「ツバル」ノズル３３゜３ダをそ
れぞれ有し、ノズル３ダの断面はノズル３３の断面よシ
僅かに大きい。−個の通路３１゜３−はノズル３０の端
面Ｊ３に一個の円形出口、ｔｌ、、３７”を開口し、こ
れらの出口の中心はノズル３０の直径上に整列している
。

通路参〇Ｆｉノズルの周縁部にほぼ円周方向に離間して
設けられておシ、これらの通路ＱＱはノズル３０の端面
３Ｓにｔｌで開口している。これらの通路弘ｏＦｉｍ々
の燃料の混合ガス通路１８に接続されている。

ノズルの周縁部の近くで直径方向に離間して切断用酸素
通路３１および３コの出口３６および３７が形成され、
出口Ｊ６と出口ダｌとの間に複数個の補充の加熱用通路
４ｃダが小円弧上に配列して設けられ、ダ５で開口して
いる。

切断用酸素通路Ｊ／およびココの出口Ｊ６および３７間
に燃料通路ダクの出口ダ６が位置し、燃料通路４Ａ７に
燃料ガスが環状燃料ガス通路ココから傾斜通路ダＳを経
て供給される。

作動に際し、ノズルをその端面３ｓを切断すべき表面か
ら約／　Ｏｃｍｌ１１、　して、ムからＢに直径方向Ｋ
（矢アで示すようＫ）切断すべきワークに対して相対的
に移動する。

これＫよシ、第２図にＴｌで示す時間に相幽する第７段
階において、切断すべきワークは通路ａＯおよび４ｃダ
を経て出口４！ｌおよびダＳから出る多数の火焔によっ
て主として加えられる熱を受ける。

この火焔の組を加熱フレームの前面組と称する仁とがで
きる。

次の時間丁２におかて、切断用酸素通路３１および３２
の出口３６および３りから出る切断用酸素ジェットが通
路ダクから出る気火用火焔とによって次のように切断を
行なう。

先づ、出口３６から出る切断用酸素ジェットが切断すべ
き部分に極めて粗い切り口を形成する。

との粗い切シロが形成された直後に、通路ダ７の出口Ｉ
Ｉ６から出る６炭加熱用火焔が一本の平行な切断用酸素
ジェットをともなって切り口を貫通し、この結果、切シ
ロの中間部および底部を％に効果的に加熱する。

この加熱に引き続き、通路３コの出口３りから出る第一
切断用酸素ジェットが作用し、切シロの表面を極めて平
滑に仕上げる。

時間Ｔ２を通じて、加熱用ガス通路の出口ダｌから出る
加熱用火焔は切断用酸素ジェットを側面から加熱する。

前述したように１この切断方法によれば切断速ｇＬを極
めて高くすることカニでき、これがため、例えば、−〇
〇ｗＩの厚さの冷えたスラブの場合で、従来用いられて
いる最大速度よル少なくともコＯチ高いＪ　ｇ　Ｏｍ＋
７′ｒｎｉｎの切断速度で切断することができる。

次に、第３およびダ図につき本発明の詳細な説明する。

図示の例では、切断ノズル６１が１片構造で、複数個の
全て長さ方向に延在する通路を具え、すなわち、２個の
切断用酸素通路６コおよびｉ、７（実際には、通路６Ｊ
には加熱用酸素が６〜Ｓバ一ル程度の圧力で供給される
）と、複数個の加熱用火焔通路６＃、１５１１＆と切断
用酸素通路６２および６３間に設けられた気化用火焔通
路６７とが設けられている。

ノズルはシール表面り／、クコ、り３を有し、これらの
表面はノズル本体６ノの対応する表面とによって、第ｉ
Ｋｓ切断用酸紮通路６コと第１切断用酸素供給通路りＳ
との接続部をシールし、第λに１第一切断用酸素通路６
３と第１切断用酸素供給通路り６との＆ｉ−続部をシー
ルし、第３に、加熱用通路６ダ、！！および６６と第一
切断用酸素通路７６によシ供給される矛状加熱用酸素通
路りクおよび横断燃料通路り８および７９″Ｉｋ経て供
給される環状燃料通路Ｓ０との接続部をシールし、他方
、補足加熱用通路６りは横断通路ｓｉ＠経て環状燃料通
路ＳＯによって供給される。

第５および６図は本発明の他の変形例を示し、１片構造
のノズル９ノは一個の切断用酸素ジェットのため別個の
供給源を有することｆ：特徴としておシ、切断作用を改
善する物質を導入するための通路として用い得るガスの
軸線方向通路？コを具え、切り口を深く加熱するため２
個の隣接する通路？３および９ダが設けられてｉる。切
断用酸素は通路？コ、デ３．？ダの各側における一個め
通路デ５．ゾロを経て導入される。加熱用通路として＃
１は円周方向に離間して配列された一連の第１加熱用通
路９７が設けられ、補助的に少数の補足通路９ＳがムＢ
（失！）上の断面の前面帯域に設けられている。

また、他の実施例として、酸素の差圧のため理想的作業
を確保する切断用酸素ジェットの独立供給源を設けるこ
とができる。

本発明は１３０ｗ１〜ダ００■の程度の厚さを有する極
めて厚いシートの酸素切断や、冷間でのスラブのスリッ
ティングおよび／または連鋳後の鋳片の酸素切断に応用
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるノズルの縦断面図、第１図は第７
図に示すノズルの端面図、Ｈａおよびダ図ならびに第５
および６図は本発明の他の一つの実施例を示す第１およ
び２図と同様の縦断面図および端間図である。 １００．ノズル　　　　コ００．ノズル本体３００．切
断用酸素通路 ダ００．加熱用酸素通路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、切断線に対して実質的に横断して配置された複数の
   加熱用火焔によつて切断すべき部分を予熱し、次に、切
   断線に沿つて順次に複数の平行な切断用酸素ジェットを
   作用させて平らな金属部品、特に、スラブ等のように厚
   いシートを酸素切断するに際し、第１切断用酸素ジェッ
   トによつて粗い切り口を粗切断し、この粗い切り口を深
   部まで再熱するよう中間火焔を第１および第２切断用ジ
   ェット間に作用させ、第一加熱用ジェットによつて仕上
   切断することを特徴とする酸素切断方法。 ２、第２切断用ジェットが第１切断用ジェットの断面よ
   り大きい断面を有することを特徴とする第１項に記載の
   方法。 ３、前側加熱後に、切断用ジェットを作用させると同時
   に、切断線の両側で側方に２列で配置された補足の複数
   の加熱用火焔を作用させることを特徴とする第１項また
   は第２項に記載の方法。 ４、少なくともノズル外周縁部の近くに開口する酸素−
   燃料混合ガスの複数個の加熱用通路と、加熱用通路の出
   口が設けられたノズル中心部に互に平行な方向に開口す
   る２個の切断用酸素通路とを具える形式の切断用ノズル
   であつて、ノズルがさらに２個の順次の切断用酸素出口
   間に、燃料通路の中間出口を有することを特徴とする切
   断用ノズル。 ５、切断用酸素通路の２個の出口間の燃料の出口が切断
   用酸素通路の出口と整列する直線上に直接に配置されて
   いることを特徴とする第４項に記載の切断用ノズル。 ６、加熱用通路の出口の密度が切断用酸素通路の出口に
   整列する直線の一端の近くでより高いことを特徴とする
   第５項に記載の切断用ノズル。 ７、加熱用通路の出口が切断用酸素通路および中間通路
   の出口の横断区域における酸素切断用ノズルの出口に整
   列する直線の両側で切断用酸素通路の出口に整列する直
   線に対して実質的に直角な横断周縁帯域を越えて延在し
   ていることを特徴とする第４〜６項のいづれか１項に記
   載の切断用ノズル。 ８、切断用酸素通路の出口に整列する直線の両側に対称
   に円弧に沿つて延在する加熱用通路の出口列を具える第
   ７項に記載の切断用ノズル。 ９、切断用酸素通路の２個の順次の出口の間隔が８〜２
   ０ｍｍである第５〜８項のいづれか１項に記載の切断用
   ノズル。 １０、切断用ノズル自体が截頭円錐形シール表面によつ
   てほぼ截頭円錐形のノズルヘッドに連結されているとと
   もにノズル本体に連結されている第４〜９項のいづれか
   １項に記載の切断用ノズル。 １１、ノズルが一片構造で、截頭円錐形支承表面によつ
   てノズル本体に直接に連結されている第４〜９項に記載
   の切断用ノズル。