KR20110086100A - 강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법 - Google Patents

강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110086100A
KR20110086100A KR1020117011474A KR20117011474A KR20110086100A KR 20110086100 A KR20110086100 A KR 20110086100A KR 1020117011474 A KR1020117011474 A KR 1020117011474A KR 20117011474 A KR20117011474 A KR 20117011474A KR 20110086100 A KR20110086100 A KR 20110086100A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel gas
cylinder
piston
steel
inert gas
Prior art date
Application number
KR1020117011474A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101224767B1 (ko
Inventor
쇼오자부로오 호소까와
슈우이찌 야마나까
도시하루 이찌야마
Original Assignee
신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
닛폰 스핑그 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤, 닛폰 스핑그 가부시키가이샤 filed Critical 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Publication of KR20110086100A publication Critical patent/KR20110086100A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101224767B1 publication Critical patent/KR101224767B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K7/00—Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
    • B23K7/06—Machines, apparatus, or equipment specially designed for scarfing or desurfacing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K7/00—Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
    • B23K7/005—Machines, apparatus, or equipment specially adapted for cutting curved workpieces, e.g. tubes
    • B23K7/006—Machines, apparatus, or equipment specially adapted for cutting curved workpieces, e.g. tubes for tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K7/00—Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
    • B23K7/10—Auxiliary devices, e.g. for guiding or supporting the torch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/52—Nozzles for torches; for blow-pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/56—Nozzles for spreading the flame over an area, e.g. for desurfacing of solid material, for surface hardening, or for heating workpieces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

본 발명의 강편에 연료 가스를 분사하여 용삭하는 장치는, 상기 연료 가스가 공급되는 연료 가스 영역과, 불활성 가스가 공급되는 불활성 가스 영역이 설치된 연료 가스 실린더와, 일단부가 상기 연료 가스 실린더 내에 연통되는 동시에, 실린더 외부로 가스를 분출하는 복수의 노즐과, 상기 연료 가스 실린더 내를 상기 연료 가스 영역 및 상기 불활성 가스 영역으로 구획하는 피스톤과, 상기 연료 가스 실린더 내에 있어서의 상기 피스톤의 위치를 상기 강편의 치수에 기초하여 조정하는 제어 수단을 갖는다.

Description

강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법{APPARATUS FOR SCARFING STEEL BAR AND METHOD FOR SCARFING STEEL BAR}
본 발명은, 강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법에 관한 것이다. 이 용삭 장치는, 강편의 표면에 산소 및 연료 가스를 분사하는 토치를 갖는다.
본원은, 2008년 11월 25일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2008-299502호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
연속 주조 등에 의해 제조되는 주조편의 표면 근방에 존재하는 균열, 표층 개재물, 핀 홀 등을 제거하여 품질을 향상시킬 목적으로, 강편에 열간에 의해 산소 및 연료 가스를 분사하여 표면을 용삭하는 처리가 사용되고 있다. 열간에 의해 용삭하는 이 처리는, 핫 스카핑(hot scarfing)이라고도 불린다. 열간에 의해 4면(상면, 하면, 양 측면)이 동시에 용삭되므로, 고속, 고능률, 저비용으로 강편의 품질 향상이 가능해진다.
구체적으로는, 액화 석유 가스나 코크스로 가스를 유래로 하는 연료 가스와 산소를 고온의 강편에 분사하여, 연료 가스와 산소의 연소에 의해 강편의 표면을 더욱 고온으로 가열시킨다. 이에 의해, 강편 표면의 산화 용융이 일어나 웰(well)(용융철)이 발생한다. 이때 사용하는 연료 가스와 산소는, 예열 연료 가스 및 예열 산소라 칭해진다. 이 강판 표면에, 용삭 산소 노즐로부터 용삭 산소를 분사하면, 용융철과 산소가 산화 반응을 일으켜, 강력한 반응열이 발생한다. 따라서, 용삭 산소 노즐 및 또는 강편을 연속하여 이행시킴으로써 연속적으로 산화 반응이 일어나, 용삭이 진행된다.
도 4a, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 용삭 산소의 강편에의 분사는, 토치(1)에 설치한 슬릿 노즐(5)로부터 산소를 분출시킴으로써 행해진다. 또한, 예열 연료 가스는 예열 연료 노즐(7b)로부터 강편 표면에 분사되고, 예열 산소는 예열 산소 노즐(7c)로부터 강편 표면에 분사된다. 예열 연료 노즐(7b), 예열 산소 노즐(7c) 양자는, 토치(1)에 설치된다.
슬릿 노즐(5)로부터 강편에 분사하는 용삭 산소는, 강편 표면에서 용삭 위치가 진행되는 방향[이하, 용삭 전방(37)이라 함]을 향해 분출된다. 열간 용삭에서는, 강편을 향해 분출되는 용삭 산소 제트를 향해, 용삭 전방(37)의 반대측[이하, 용삭 후방(38)이라 함]으로부터 실드 연료 가스 노즐(7d)을 사용하여 실드 연료 가스를 분출하면 바람직하다. 용삭 산소에 더하여 실드 연료 가스를 분출시킴으로써, 강편 용삭 품질의 균일성을 높일 수 있다.
그런데, 연속 주조 등에 의해 제조되는 강편은 다양한 폭을 갖고 있다. 따라서, 용삭 장치는 다양한 폭을 갖는 강편을 용삭할 수 있도록 설계되어 있다. 즉, 용삭 장치는, 예를 들어 도 3a, 도 3b에 도시되는 바와 같이, 최대 용삭 가능 폭을 갖는 강편(10MAX)의 4면 및 최소 용삭 가능 폭을 갖는 강편(10MIN)의 4면을 열간 용삭할 수 있도록 설계된다. 상세하게 서술하면, 용삭 장치는 강편(10)의 상면을 용삭하는 상면 용삭 유닛(20)과, 강편(10)의 하면을 용삭하는 하면 용삭 유닛(21)과, 강편(10)의 양 측면을 용삭하는 측면 용삭 유닛(22, 22)을 갖는다. 상면 용삭 유닛(20) 및 하면 용삭 유닛(21)은, 각각 최대 용삭 가능 폭을 갖는 강편(10MAX)의 상면과 하면을 용삭할 수 있는 용삭 가능 폭을 갖고 있다. 상면 용삭 유닛(20)과 하면 용삭 유닛(21)은, 각각 한쪽 단부[기준측 단부(31a, 31b)]에서 측면 용삭 유닛(22, 22) 중 하나와 연결되어 있다. 상면 용삭 유닛(20)과 하면 용삭 유닛(21)은, 강편 폭 방향으로 서로의 위치를 슬라이드시킬 수 있다. 소정의 폭을 갖는 강편(10)을 용삭할 때에는, 상면 용삭 유닛(20)과 하면 용삭 유닛(21)을 서로 슬라이드시켜, 각각의 용삭 유닛(20, 21)에 연결된 측면 용삭 유닛(22, 22)이 소정의 폭의 강편(10)의 측면을 용삭할 수 있는 위치에 배치한다. 이에 의해, 상면 용삭 유닛(20), 하면 용삭 유닛(21), 측면 용삭 유닛(22, 22)은 강편 표면과의 위치 관계를 최적화하여, 강편(10)의 4면을 동시에 용삭할 수 있다.
최대 용삭 가능 폭을 갖는 강편(10MAX)을 용삭하는 경우를 제외하고, 예를 들어 도 3b로부터 명백한 바와 같이, 상면 용삭 유닛(20)과 하면 용삭 유닛(21)의 용삭 가능 폭보다도, 용삭 대상의 강편(10)의 폭 쪽이 작다. 따라서, 상면 용삭 유닛(20)과 하면 용삭 유닛(21)의 전체 폭 중, 강편(10)의 폭을 초과하는 개소에 대응하는 부분은, 용삭 산소, 예열 산소, 예열 연료 가스 및 실드 연료 가스가 분출되지 않도록 대처하는 것이 필요하다. 그것을 위한 구성에 대해, 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 이하에 설명한다.
도 4a, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 토치(1)[용삭 유닛(20, 21)]는, 용삭 산소 슬릿 노즐(5) 등의 가스 분출 노즐을 갖는 토치 유닛(3)과, 토치 유닛(3)에 결합되는 매니폴드(2)를 갖는다. 매니폴드(2)는, 용삭 산소 등의 가스가 공급되는 실린더(4a, 4b, 4c, 4d)를 포함한다. 이하, 도 4c 내지 도 4e를 참조하여, 하면 용삭 유닛(21)의 매니폴드(2)에 설치되는 용삭 산소 실린더(4a)를 예로 들어 설명한다.
도 4c, 도 4d, 도 4e는 각각, 도 4b의 E-E선, F-F선, G-G선을 따라 얻어지는 단면도이다. 하면 용삭 유닛(21)의 매니폴드(2)에 있어서, 용삭 산소 실린더(4a)는 강편 폭 방향으로 연장되는 공동으로서 형성되어 있다. 한편, 토치 유닛(3)에는, 용삭 산소를 분출하는 슬릿 노즐(5)이 배치된다. 슬릿 노즐(5)은 강편 폭 방향으로 토치 유닛(3)의 전체 길이에 걸쳐 설치되어 있다. 용삭 산소 실린더(4a)와 슬릿 노즐(5) 사이는, 강편 폭 방향 전체 길이에 걸쳐 병렬되는 복수의 연결관(6a)에 의해 연결되어 있다. 용삭 산소 실린더(4a)의 1개소로부터 용삭 산소가 공급되면, 복수의 연결관(6a)을 경유하여 슬릿 노즐(5)의 강편 폭 방향 전체에 용삭 산소가 공급된다.
도 4d에 도시되는 바와 같이, 용삭 산소 실린더(4a)는, 기준측 단부(33)와, 기준측 단부(33)와는 반대측[추종측(32)]의 단부인 추종측 단부(34)를 갖는다. 추종측 단부(34)로부터는 피스톤(8a)이 삽입된다. 피스톤(8a)은 지지구(9a)에 의해 지지되고, 지지구(9a)의 삽입 길이를 조정함으로써, 용삭 산소 실린더(4a)에 있어서의 피스톤(8a)의 삽입 위치를 강편 폭 방향에서 변화시킬 수 있다. 용삭 산소 실린더(4a)의 기준측 단부(33)는 폐쇄되어 있다. 또한, 도 5에 도시되는 바와 같이, 용삭해야 할 강편(10)의 폭이 정해지면, 그 강편(10)의 폭에 맞추어, 피스톤(8a)의 위치가 조정된다. 여기서, 용삭 산소 실린더(4a)에 산소 공급구(17)로부터 용삭 산소가 공급되면, 용삭 산소 실린더(4a)의 기준측 단부(33)와 피스톤(8a) 사이의 영역에 있어서 용삭 산소가 공급되고, 용삭 산소가 슬릿 노즐(5)에 공급된다. 피스톤(8a)과 용삭 산소 실린더(4a)의 추종측 단부(34) 사이의 영역에는 용삭 산소가 공급되지 않는다. 이러한 제어를 행함으로써, 용삭하는 강편(10)의 폭이 변화되어도, 용삭 산소는 강편(10)의 폭 범위에만 분사된다.
상술한 설명에서는 용삭 산소 실린더(4a)에 초점을 맞추어 설명하였지만, 매니폴드(2)는 용삭 산소 실린더(4a) 외에, 예열 연료 가스 실린더(4b), 예열 산소 실린더(4c), 실드 연료 가스 실린더(4d)도 구비하고 있다. 도 4c 내지 도 4e에 도시하는 바와 같이, 각 실린더 모두, 용삭 산소 실린더(4a)와 마찬가지로, 추종측 단부(34)로부터 피스톤(8b, 8c, 8d)이 삽입되고, 피스톤(8b, 8c, 8d)의 위치를 조정함으로써, 각 실린더에 접속된 각 노즐로부터의 가스 분출을, 강편(10)의 폭 범위에만 한정할 수 있다.
특허 문헌 1은, 기준측 방과, 면부 방과, 추종측 방의 3개의 방으로 구분된 용삭 산소 실린더를 개시하고 있다. 3개의 방에는 각각 용삭 산소가 공급된다. 기준측 방과 추종측 방이 강편의 폭 양단부에 위치하고, 면부 방은 양자 사이의 부분에 위치한다. 기준측 방과 추종측 방의 용삭 산소 압력은, 면부 방의 용삭 산소 압력보다도 높게 설정된다. 이에 의해, 강편의 폭 방향에 대해 균일한 용삭을 행하는 것이 가능해진다. 이 경우, 추종측 방의 용삭 산소는, 용삭 산소 실린더에 삽입되는 피스톤의 지지구의 내부를 통과시켜 공급된다. 따라서, 지지구는 산소를 통과시키기 위해 중공의 파이프로 형성된다.
일본 특허 출원 공개 평9-210320호 공보
용삭에 의해 발생하는 다량의 용융 슬래그는, 용삭 유닛의 용삭 전방(37)으로부터 분출되는 제트수에 의해 불어 날려져, 최종적으로는 강편(10)의 양 사이드로부터 흘러내린다. 제트수에 의해 불어 날려지기 이전에, 제트수보다도 용삭 유닛에 가까운 위치에서, 용융된 상태로 강편(10)의 양 사이드로부터 흘러내리는 슬래그도 있다. 예를 들어 도 5에 도시되는 바와 같이, 최소 용삭 가능 폭을 갖는 강편(10MIN)을 용삭하는 경우, 하면 용삭 유닛(21)에 배치된 노즐 중, 강편(10MIN)의 폭을 초과하는 부분에 대응하는 노즐에는, 강편(10MIN)의 사이드로부터 흘러내린 슬래그가 비산하여, 부착될 우려가 있다. 이로 인해, 부착된 슬래그에 기인하여, 노즐 선단이 노즐 막힘을 일으킬 우려가 있다. 결과적으로, 그 후에, 보다 넓은 폭을 갖는 강편(10)을 용삭하는 경우, 노즐 막힘을 일으킨 노즐로부터 가스가 충분히 분출되지 않게 되어, 강편(10)의 폭 단부 부근의 하면에 있어서 용삭 불량이 발생해 버린다.
이상의 문제를 감안하여, 본 발명은 토치를 사용하여 강편의 표면에 산소를 분사하는 강편의 용삭 처리에 있어서, 어떠한 폭의 강편을 용삭하는 경우에도, 강편의 폭 단부 부근의 하면의 용삭 불량을 억제할 수 있는 용삭 장치 및 용삭 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해, 이하의 수단을 사용하였다.
(1) 본 발명의 제1 실시 형태는, 강편에 연료 가스를 분사하여 용삭하는 장치이며, 상기 연료 가스가 공급되는 연료 가스 영역과, 불활성 가스가 공급되는 불활성 가스 영역이 설치된 연료 가스 실린더와, 일단부가 상기 연료 가스 실린더 내에 연통되는 동시에, 실린더 외부로 가스를 분출하는 복수의 노즐과, 상기 연료 가스 실린더 내를 상기 연료 가스 영역 및 상기 불활성 가스 영역으로 구획하는 피스톤과, 상기 연료 가스 실린더 내에 있어서의 상기 피스톤의 위치를 상기 강편의 치수에 기초하여 조정하는 제어 수단을 갖는다.
(2) 상기 (1)에 기재된 강편의 용삭 장치에서는, 상기 제어 수단은, 상기 각 노즐 중, 상기 불활성 가스 영역에 연통되는 노즐로부터, 상기 강편 이외의 개소를 향해 상기 불활성 가스가 분출되도록 상기 피스톤의 위치를 설정해도 된다.
(3) 상기 (1)에 기재된 강편의 용삭 장치에서는, 상기 연료 가스가, 예열 연료 가스 또는 실드 연료 가스라도 좋다.
(4) 상기 (1)에 기재된 강편의 용삭 장치에서는, 상기 불활성 가스가, 질소 가스라도 좋다.
(5) 본 발명의 제2 실시 형태는, 연료 가스 실린더와, 상기 연료 가스 실린더 내에 배치된 피스톤과, 상기 연료 가스 실린더에 연통되는 복수의 노즐을 갖는 용삭 장치를 사용하여 강편을 용삭하는 방법이며, 상기 피스톤의 위치를 상기 강편의 치수에 기초하여 조정함으로써, 상기 연료 가스 실린더 내를 상기 피스톤에 의해 연료 가스 영역과 불활성 가스 영역으로 구획하는 공정과, 상기 각 노즐 중, 상기 불활성 가스 영역에 연통되는 노즐로부터, 상기 불활성 가스를 분출시키는 공정과, 상기 각 노즐 중, 상기 연료 가스 영역에 연통되는 노즐로부터, 상기 연료 가스를 상기 강편에 분사하는 공정을 갖는다.
(6) 상기 (5)에 기재된 강편의 용삭 방법에서는, 상기 각 노즐 중, 상기 불활성 가스 영역에 연통되는 노즐로부터, 상기 강편 이외의 개소를 향해 상기 불활성 가스가 분출되도록 상기 피스톤의 위치를 조정해도 된다.
(7) 상기 (5)에 기재된 강편의 용삭 방법에서는, 상기 연료 가스는, 예열 연료 가스 실린더 또는 실드 연료 가스라도 좋다.
(8) 상기 (5)에 기재된 강편의 용삭 방법에서는, 상기 불활성 가스로서, 질소 가스가 사용되어도 된다.
상기 (1) 내지 (8)에 기재된 발명에 따르면, 하면 용삭 유닛에 배치되는 예열 연료 가스 노즐이나 실드 연료 가스 노즐에 가스를 공급하는 실린더의 일단부와, 피스톤 사이의 영역(불활성 가스 영역)에 불활성 가스를 공급함으로써, 강편의 폭을 초과한 부분에 가스를 분출하는 노즐로부터 불활성 가스를 분출시킬 수 있다. 이로 인해, 노즐 막힘을 방지할 수 있다. 이에 의해, 강편의 폭 단부 부근의 하면에 용삭 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용삭 장치의 토치의 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 B-B선을 따라 얻어지는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용삭 장치의 토치의 부분 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 C-C선을 따라 얻어지는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용삭 장치의 토치의 단면도이다.
도 1d는 도 1a의 D-D선을 따라 얻어지는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용삭 장치의 토치의 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용삭 장치에 의해 최대 용삭 가능 폭을 갖는 강편을 용삭하는 경우를 도시하는 단면도로, 실드 연료 가스 실린더로부터 실드 연료 가스 노즐에 연통되는 연결관을 따라 얻어지는 단면을 포함하는 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용삭 장치에 의해 최소 용삭 가능 폭을 갖는 강편을 용삭하는 경우를 도시하는 단면도로, 실드 연료 가스 실린더로부터 실드 연료 가스 노즐에 연통되는 연결관을 따라 얻어지는 단면을 포함하는 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 형태에서 사용되는 용삭 장치의 용삭 유닛에 의해 최대 용삭 가능 폭을 갖는 강편을 용삭하는 경우를 도시하는 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 형태에서 사용되는 용삭 장치의 용삭 유닛에 의해 최소 용삭 가능 폭을 갖는 강편을 용삭하는 경우를 도시하는 단면도이다.
도 4a는 용삭 장치의 토치의 단면도이다.
도 4b는 용삭 장치의 토치의 단면도로, 연결관의 단면을 포함하는 단면도이다.
도 4c는 도 4b의 E-E선을 따라 얻어지는 용삭 장치의 토치의 부분 단면도이다.
도 4d는 도 4b의 F-F선을 따라 얻어지는 용삭 장치의 토치의 단면도이다.
도 4e는 도 4b의 G-G선을 따라 얻어지는 용삭 장치의 토치의 단면도이다.
도 5는 용삭 장치의 매니폴드의 단면을 포함하는 단면도이다.
전술한 바와 같이, 최대 용삭 가능 폭보다도 작은 폭을 갖는 강편을 용삭하는 경우, 상면 용삭 유닛 및 하면 용삭 유닛의 강편의 폭을 초과하는 부분에 대해서는, 노즐에 가스가 공급되지 않도록 용삭 장치가 구성되어 있었다. 그리고 가스가 분출되고 있지 않은 노즐에 슬래그가 비산하는 결과, 노즐 막힘이 발생하고 있었다. 본 발명자들은, 강편의 폭 단부 부근의 하면에 있어서 용삭 불량이 발생하는 주된 원인은, 하면 용삭 유닛에 배치되는 예열 연료 가스 노즐과 실드 연료 가스 노즐의 막힘이었다고 하는 사실을 인식하였다.
이 사실을 감안하여, 본 발명자들은, 최대 용삭 가능 폭보다도 작은 폭을 갖는 강편을 용삭하는 경우, 강편의 폭을 초과하는 부분에 대응하여 배치되는 노즐에 대해서도 가스를 분출함으로써, 노즐 막힘의 발생을 방지할 수 있는 것을 발견하였다. 또한 발명자들은, 매니폴드에 배치된 각 가스의 실린더에 있어서, 추종측의 단부로부터 피스톤까지의 영역에 불활성 가스를 공급함으로써, 강편의 폭을 초과하는 부분에 대응하여 배치되는 노즐로부터 불활성 가스를 분출하는 것이 유효한 것을 발견하였다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 설명되는 용삭 장치의 구성은 일례에 불과하며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 적절하게 변경이 가능하다.
도 3a, 도 3b에 도시되는 바와 같이, 강편(10)의 4면을 용삭하는 열간 용삭 장치에서는, 상면 용삭 유닛(20), 하면 용삭 유닛(21), 양 측면 용삭 유닛(22)으로부터, 용삭 산소 등의 가스가 강편(10)의 표면에 분출된다. 또한, 도 3a에 도시되는 바와 같이, 상면 용삭 유닛(20)의 기준측(31a), 하면 용삭 유닛(21)의 기준측(31b)에, 측면 용삭 유닛(22)이 각각 고정되어 있다.
하면 용삭 유닛(21)은, 가스 분출 노즐을 갖는 토치 유닛(3)과, 토치 유닛(3)에 결합되는 매니폴드(2)를 갖는다. 매니폴드(2)는, 용삭 산소 실린더(4a), 예열 연료 가스 실린더(4b), 예열 산소 실린더(4c), 실드 연료 가스 실린더(4d)를 갖는다. 또한, 본 발명에 있어서 연료 가스 실린더라 칭해지는 실린더는, 예열 연료 가스 실린더(4b)나 실드 연료 가스 실린더(4d) 등의 실린더를 나타낸다. 이하, 실드 연료 가스 실린더(4d)에 초점을 맞추어 설명한다. 도 1b에 도시되는 바와 같이, 실드 연료 가스 실린더(4d)는, 강편(10)의 폭 방향으로 병렬되는 다수의 연결관(6d)을 갖는다. 이들 연결관(6d)은, 토치 유닛의 실드 연료 가스 노즐(7d)에 연통된다. 실드 연료 가스 실린더(4d)에는, 추종측(32)[추종측 단부(34)]으로부터 피스톤(8d)이 삽입된다. 피스톤(8d)은 추종측 단부(34)로부터 삽입되는 지지구(9d)에 의해 지지된다. 기준측 단부(33)와 피스톤(8d) 사이의 실린더 내의 영역에 실드 연료 가스를 공급함으로써, 기준측 단부(33)와 피스톤(8d) 사이의 영역(연료 가스 영역)에 연통되는 노즐에 실드 연료 가스가 공급된다. 그리고 이들 노즐로부터 강편(10)에 실드 연료 가스가 분출된다. 용삭하는 강편(10)의 치수(폭)에 따라서, 지지구(9d)의 조작에 의해 피스톤(8d)의 삽입 위치를 조정함으로써, 강편(10)의 폭 범위 내에 배치된 노즐로부터만 실드 연료 가스를 공급할 수 있다. 여기서는 실드 연료 가스 실린더(4d)에 대해 설명하였지만, 다른 실린더도 동일한 구성을 갖는다. 또한, 각 실린더(4a, 4b, 4c, 4d)의 피스톤(8a, 8b, 8c, 8d)의 삽입 위치는, 제어부(도시하지 않음)에 의해 조정된다. 제어 장치는, 상하 용삭 유닛(20, 21)의 위치 정보를 취득하고, 이 위치 정보에 기초하여 각 피스톤의 지지구를 동작시키도록 구성해도 된다.
본 실시 형태에 관한 용삭 장치는, 하면 용삭 유닛(21) 중, 적어도 예열 연료 가스 실린더(4b) 및 실드 연료 가스 실린더(4d)의 피스톤(8b, 8d)과 추종측 단부(34) 사이의 영역(불활성 가스 영역)에 불활성 가스를 공급할 수 있도록 설계된다. 강편(10)의 용삭 중에, 예열 연료 가스 실린더(4b), 실드 연료 가스 실린더(4d)의 피스톤(8b, 8d)과 추종측 단부(34) 사이의 영역(불활성 가스 영역)에 불활성 가스를 공급함으로써, 하면 용삭 유닛(21) 중, 강편(10)의 폭을 초과하는 부분에 가스를 분출하도록 배치된 예열 연료 가스 노즐(7b)과 실드 연료 가스 노즐(7d)로부터 불활성 가스가 분출된다. 용삭 중에 있어서, 강편(10)의 폭으로부터 밀려 나온 부분에 대응하여 배치된 노즐(7b, 7d)에 용융 슬래그가 비산하였다고 해도, 불활성 가스가 분출되고 있으므로 슬래그에 의한 노즐 막힘의 발생을 방지할 수 있다.
각 실린더(4)에 있어서의 피스톤(8)의 이동 범위는, 용삭하는 강편(10)의 최대 용삭 가능 폭과 최소 용삭 가능 폭 사이의 범위에 따라 정해진다. 예를 들어, 최대 용삭 가능 폭을 갖는 강편(10MAX)을 용삭하는 경우를 도시하는 도 2a에 있어서, 피스톤(8d)은 가장 추종측(32)에 근접한다. 또한, 예를 들어 최소 용삭 가능 폭을 갖는 강편(10MIN)을 용삭하는 경우를 도시하는 도 2b에 있어서, 피스톤(8d)은 가장 기준측(31)에 근접한다. 예열 연료 가스 실린더(4b)와 실드 연료 가스 실린더(4d)에는, 기준측 단부(33)와, 피스톤(8b, 8d)이 가장 기준측에 근접하는 위치(35) 사이의 영역(연료 가스 영역)에 배치되는 연료 가스 공급구(15)와, 추종측 단부(34)로부터 피스톤(8b, 8d)이 가장 추종측에 근접하는 위치(36) 사이의 영역(불활성 가스 영역)에 배치되는 불활성 가스 공급구(16)를 가지면 바람직하다. 이에 의해, 용삭하는 강편(10)의 폭이나 피스톤(8b, 8d)의 위치에 관계없이, 기준측 단부(33)와 피스톤(8b, 8d) 사이의 영역(연료 가스 영역)에는 연료 가스를 공급할 수 있고, 추종측 단부(34)와 피스톤(8) 사이의 영역(불활성 가스 영역)에는 불활성 가스를 공급할 수 있다. 불활성 가스 공급구(16)는, 실린더(4b, 4d)의 추종측 단부(34)에 배치되어도 된다. 연료 가스 공급구(15)는 연료 가스 공급 장치(도시하지 않음)에 접속되고, 불활성 가스 공급구(16)는 불활성 가스 공급 장치(도시하지 않음)에 접속된다. 또한, 불활성 가스 공급구(16)는, 지지구(9b, 9d), 혹은 피스톤(8b, 8d)의 추종측 단부측의 표면에 설치되어도 된다. 이 경우, 불활성 가스 공급구(16)는, 중공 형상의 지지구(9b, 9d) 내를 통과하여 불활성 가스 공급 장치에 접속되는 것이 바람직하다.
용삭 산소 실린더(4a)에 대해서는, 기준측 단부(33)와, 피스톤(8a)이 가장 기준측에 근접하는 위치(35) 사이의 영역(산소 영역)에 산소 공급구(17)가 배치되지만, 추종측 단부(34)와 피스톤(8a) 사이의 영역에 불활성 가스를 공급하는 것을 필요로 하지 않는다. 용삭 산소는 슬릿 노즐(5)로부터 강편(10)을 향해 분출된다. 슬릿 노즐(5) 중, 강편의 폭을 초과하는 부분에 대응하여 배치되는 부분에 가령 슬래그가 부착되었다고 해도, 다음 번에, 더 넓은 폭의 강편을 용삭할 때에 슬릿 노즐의 그 부분으로부터 용삭 산소를 분출시킴으로써, 부착된 슬래그를 충분히 제거할 수 있는 것이 이유이다.
예열 산소 실린더(4c)에 대해서도, 추종측 단부(34)와 피스톤(8c) 사이의 영역에 불활성 가스를 공급하는 것을 필요로 하지 않는다. 예열 산소는, 연료 가스의 압력의 10배 가까운 압력으로 사용되어, 다소의 부착 슬래그는 분출시에 불어 날려져 제거할 수 있기 때문이다. 물론, 예열 산소 실린더의 추종측 단부(34)와 피스톤(8c) 사이의 영역에 불활성 가스를 공급해도 된다.
도시되어 있지 않지만, 토치 유닛에는, 실드 산소 노즐이 배치될 수 있다. 실드 산소 노즐이 배치되는 경우, 여분의 LPG 가스가 연소되어 가스 용적이 커져, 외기의 휩쓸려 들어감을 방지할 수 있다. 또한, 실드 산소 노즐이 배치되는 경우, 매니폴드에 실드 산소 실린더가 배치된다. 그리고 실드 산소 실린더 내에 삽입된 피스톤에 의해, 용삭하는 강편(10)의 폭 범위 내의 노즐에만 실드 산소가 공급된다. 이 실드 산소 실린더에 대해서도, 추종측 단부와 피스톤 사이의 영역에 불활성 가스를 공급하는 것을 필요로 하지 않는다. 실드 산소는, 연료 가스의 압력의 10배 가까운 압력으로 사용되어, 다소의 부착 슬래그는 분출시에 불어 날려져 제거할 수 있기 때문이다. 물론, 실드 산소 실린더에 관해서도, 추종측 단부와 피스톤 사이의 영역에 불활성 가스를 공급해도 된다.
강편의 후미단부가 용삭 유닛을 통과할 때에, 강편 상의 용융 슬래그가 하부 유닛에 폭 전체에 낙하한다. 따라서, 이 타이밍에, 연료 가스 실린더(4b, 4d)의 연료 가스 영역에 연료 가스의 공급을 정지시키고, 대신에 불활성 가스의 공급을 개시하면 된다. 불활성 가스는, 1.5㎏/㎠ 이상 5.5㎏/㎠ 이하의 압력, 보다 바람직하게는 3.5㎏/㎠ 정도의 압력으로 1초 이상 3초 이하, 보다 바람직하게는 2초 정도 공급하면 된다. 공급되는 불활성 가스로서, 질소 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 불활성 가스로서 사용할 수 있는 가스 중, 질소 가스는 가장 저렴하게 입수할 수 있는 가스인 것이 이유 중 하나이다.
또한, 본 발명을 적용하는 용삭 장치에 관하여, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이, 용삭 산소 실린더(4a)를 기준측, 면부 및 추종측으로 3개의 방으로 구분해도 된다. 이 경우, 추종측 방에 공급하는 용삭 산소는, 용삭 산소 실린더(4a)에 삽입하는 피스톤(8a)의 지지구(9a)의 내부를 통과시켜도 된다. 즉, 용삭 산소 실린더(8a)의 지지구(9a)는 중공 파이프로 하여, 추종측 단부(34)와 피스톤(8a) 사이의 추종측 방에 공급하는 용삭 산소를 중공 파이프의 내부를 통과시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 추종측 단부와 피스톤(8a) 사이의 영역에 공급되는 불활성 가스는 용삭 산소 실린더(4a)의 주위벽과 지지구(9a) 사이를 통과한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의, 강편의 표면에 산소를 분사하는 토치를 갖는 강편의 용삭 장치에서는, 강편 하면측의 토치에 용삭 산소를 공급하는 매니폴드는, 용삭 산소 실린더에 더하여 적어도 예열 연료 가스 실린더와 실드 연료 가스 실린더를 갖는다. 이 용삭 장치에서는, 예열 연료 가스 실린더와 실드 연료 가스 실린더(이하, 2개의 연료 가스 실린더를 총칭하여「대상 연료 가스 실린더」라고도 함)의 한쪽(이하「추종측」이라 함) 단부로부터 피스톤을 삽입하여, 산소를 분사하는 강편의 폭에 따라서 상기 피스톤의 위치를 조정할 수 있고, 대상 연료 가스 실린더의 다른 쪽(이하「기준측」이라 함) 단부로부터 피스톤까지의 구간에 연료 가스를 공급하여 강편의 표면에 연료 가스를 분사할 수 있어, 대상 연료 가스 실린더의 피스톤으로부터 추종측 단부까지의 사이에 불활성 가스를 공급할 수 있다.
또한, 대상 연료 가스 실린더는 각각, 기준측 단부로부터 피스톤이 가장 기준측에 근접하는 위치와의 사이에 연료 가스 공급구를 갖고, 추종측 단부로부터 피스톤이 가장 추종측에 근접하는 위치와의 사이에 불활성 가스 공급구를 가져도 된다.
또한, 본 발명의, 토치를 사용하여 강편의 표면에 산소를 분사하는 강편의 용삭 방법에서는, 강편 하면측의 토치에 용삭 산소를 공급하는 매니폴드가, 용삭 산소 실린더에 더하여 적어도 예열 연료 가스 실린더와 실드 연료 가스 실린더를 갖고, 예열 연료 가스 실린더와 실드 연료 가스 실린더(이하, 2개의 연료 가스 실린더를 총칭하여「대상 연료 가스 실린더」라고도 함)의 한쪽(이하「추종측」이라 함) 단부로부터 피스톤을 삽입하는 공정과, 산소를 분사하는 강편의 폭에 따라서 상기 피스톤의 위치를 조정하는 공정과, 대상 연료 가스 실린더의 다른 쪽(이하「기준측」이라 함) 단부로부터 피스톤까지의 구간에 연료 가스를 공급하여 강편의 표면에 연료 가스를 분사하는 공정과, 대상 연료 가스 실린더의 피스톤으로부터 추종측 단부까지의 사이에 불활성 가스를 공급하는 공정을 갖는다.
또한, 불활성 가스로서 질소 가스를 사용해도 된다.
본 발명에 따르면, 노즐 막힘을 방지하여, 강편의 폭 단부 부근의 하면에 용삭 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 산업상의 이용 가능성은 크다.
1 : 토치
2 : 매니폴드
3 : 토치 유닛
4 : 실린더
4a : 용삭 산소 실린더
4b : 예열 연료 가스 실린더
4c : 예열 산소 실린더
4d : 실드 연료 가스 실린더
5 : 슬릿 노즐
6 : 연결관
7 : 노즐
8 : 피스톤
9 : 지지구
10 : 강편
15 : 연료 가스 공급구
16 : 불활성 가스 공급구
17 : 산소 공급구
20 : 상면 용삭 유닛
21 : 하면 용삭 유닛
22 : 측면 용삭 유닛
31 : 기준측
32 : 추종측
33 : 기준측 단부
34 : 추종측 단부
35 : 피스톤이 가장 기준측에 근접하는 위치
36 : 피스톤이 가장 추종측에 근접하는 위치
37 : 용삭 전방
38 : 용삭 후방

Claims (8)

  1. 강편에 연료 가스를 분사하여 용삭하는 장치이며,
    상기 연료 가스가 공급되는 연료 가스 영역과, 불활성 가스가 공급되는 불활성 가스 영역이 설치된 연료 가스 실린더와,
    일단부가 상기 연료 가스 실린더 내에 연통되는 동시에, 실린더 외부로 가스를 분출하는 복수의 노즐과,
    상기 연료 가스 실린더 내를 상기 연료 가스 영역 및 상기 불활성 가스 영역으로 구획하는 피스톤과,
    상기 연료 가스 실린더 내에 있어서의 상기 피스톤의 위치를 상기 강편의 치수에 기초하여 조정하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 각 노즐 중, 상기 불활성 가스 영역에 연통되는 노즐로부터, 상기 강편 이외의 개소를 향해 상기 불활성 가스가 분출되도록 상기 피스톤의 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연료 가스가, 예열 연료 가스 또는 실드 연료 가스인 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 불활성 가스가, 질소 가스인 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 장치.
  5. 연료 가스 실린더와, 상기 연료 가스 실린더 내에 배치된 피스톤과, 상기 연료 가스 실린더에 연통되는 복수의 노즐을 갖는 용삭 장치를 사용하여 강편을 용삭하는 방법이며,
    상기 피스톤의 위치를 상기 강편의 치수에 기초하여 조정함으로써, 상기 연료 가스 실린더 내를 상기 피스톤에 의해 연료 가스 영역과 불활성 가스 영역으로 구획하는 공정과,
    상기 각 노즐 중, 상기 불활성 가스 영역에 연통되는 노즐로부터, 상기 불활성 가스를 분출시키는 공정과,
    상기 각 노즐 중, 상기 연료 가스 영역에 연통되는 노즐로부터, 상기 연료 가스를 상기 강편에 분사하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 각 노즐 중, 상기 불활성 가스 영역에 연통되는 노즐로부터, 상기 강편 이외의 개소를 향해 상기 불활성 가스가 분출되도록 상기 피스톤의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 연료 가스가, 예열 연료 가스 실린더 또는 실드 연료 가스인 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 불활성 가스로서, 질소 가스를 사용하는 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 방법.
KR1020117011474A 2008-11-25 2009-11-25 강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법 KR101224767B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008299502 2008-11-25
JPJP-P-2008-299502 2008-11-25
PCT/JP2009/006364 WO2010061596A1 (ja) 2008-11-25 2009-11-25 鋼片の溶削装置及び鋼片の溶削方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110086100A true KR20110086100A (ko) 2011-07-27
KR101224767B1 KR101224767B1 (ko) 2013-01-21

Family

ID=42225482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117011474A KR101224767B1 (ko) 2008-11-25 2009-11-25 강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5335812B2 (ko)
KR (1) KR101224767B1 (ko)
CN (1) CN102223981B (ko)
BR (1) BRPI0920999B1 (ko)
WO (1) WO2010061596A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111922478A (zh) * 2020-08-19 2020-11-13 董静楠 一种新型钢板熔焊缝隙连接机构

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT262728B (de) * 1965-10-30 1968-06-25 Messer Griesheim Gmbh Flämmbrenner
JPS5241741B2 (ko) * 1972-04-20 1977-10-20
JPS55122673A (en) * 1979-03-15 1980-09-20 Kawasaki Steel Corp Scarfing device
JPS6475171A (en) * 1987-09-18 1989-03-20 Nippon Kokan Kk Scarfer
JPH01154868A (ja) * 1987-12-11 1989-06-16 Nkk Corp コールドスカーファ
US5520370A (en) * 1995-02-01 1996-05-28 The Esab Group, Inc. Gas distribution manifold for metal scarfing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP5335812B2 (ja) 2013-11-06
BRPI0920999B1 (pt) 2021-05-04
CN102223981A (zh) 2011-10-19
CN102223981B (zh) 2013-11-06
KR101224767B1 (ko) 2013-01-21
JPWO2010061596A1 (ja) 2012-04-26
WO2010061596A1 (ja) 2010-06-03
BRPI0920999A2 (pt) 2016-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101224767B1 (ko) 강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법
KR100627486B1 (ko) 금속판의 절단 장치 및 방법
KR101308804B1 (ko) 강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법
JP5071206B2 (ja) 連続鋳造材のガス切断方法及びガス切断機
US20150183041A1 (en) Scarfing machine for scarfing hot and cold workpieces made of steel, such as slabs, blocks and billets
JP5061630B2 (ja) 垂直型連続鋳造機で鋳造中の鋳片のガス切断方法
JP5068730B2 (ja) 鋼片の溶削装置及びそのノズル詰まり検出方法
JP2019217540A (ja) 鋳片の溶削装置、及び、鋳片の溶削方法
JP2006068748A (ja) スラグ付着防止装置及びそれを用いたスラグ付着防止方法
KR20210032796A (ko) 절단 장치 및 절단 방법
KR101787250B1 (ko) 슬래브용 용삭장치
JP7256392B2 (ja) 鋼材の溶削方法
JP2005313180A (ja) 鋼片の溶削装置及び溶削方法
CN111250680A (zh) 铸钢件的粘砂冒口的切割方法
KR101505164B1 (ko) 수소를 이용한 절단 장치
JP5097601B2 (ja) 鋼片の溶削装置
JP7401731B2 (ja) 鋼材の溶削装置、及び、鋼材の溶削方法
JP2022167017A (ja) 鋼材の溶削方法、および、鋼材の溶削装置
JP6885270B2 (ja) スラブの溶削方法
JP2024014497A (ja) 鋼片の溶削方法及び鋼片の溶削装置
KR100616135B1 (ko) 브라운 가스를 이용한 주편 절단 장치 및 그 주편 절단장치의 점화팁
JP2004195479A (ja) 切断バリの除去方法及びその火口
JP3899442B2 (ja) 鋼材用ホットスカーファ
JP2022118817A (ja) 鋼片の溶削方法及び鋼片の溶削装置
JP2022063998A (ja) スカーフユニットおよびスカーフ装置ならびに溶削方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151217

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161221

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180104

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200106

Year of fee payment: 8