(57)【要約】  本発明の鋼片の溶削装置は、基準側シリンダ端部と追従側シリンダ端部とを有する溶削酸素シリンダと；前記追従側シリンダ端部から挿入されて、前記溶削酸素シリンダを、溶削酸素が供給される基準側領域と、前記溶削酸素が供給されない追従側領域とに区画するピストンと；基準側ノズル端部を有して且つ、前記溶削酸素シリンダの前記基準側領域から前記溶削酸素を鋼片に向けて噴出するスリットノズルと；前記ピストンの挿入位置を調整する制御手段と；を備え、前記基準側ノズル端部が、前記鋼片の基準側端部よりも外側の位置に配置される。
2010082484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準側シリンダ端部と追従側シリンダ端部とを有する溶削酸素シリンダと；
前記追従側シリンダ端部から挿入されて、前記溶削酸素シリンダを、溶削酸素が供給される基準側領域と、前記溶削酸素が供給されない追従側領域とに区画するピストンと；
基準側ノズル端部を有して且つ、前記溶削酸素シリンダの前記基準側領域から前記溶削酸素を鋼片に向けて噴出するスリットノズルと；
前記ピストンの挿入位置を調整する制御手段と；
を備え、
前記基準側ノズル端部が、前記鋼片の基準側端部よりも外側の位置に配置されることを特徴とする鋼片の溶削装置。
【請求項２】
前記ピストンが前記鋼片の追従側端部よりも外側の位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の鋼片の溶削装置。
【請求項３】
前記基準側領域を基準側部屋と中央部屋とに区画し、前記鋼片の前記基準側端部よりも内側の位置に配置される基準側仕切り板と；
前記ピストンから前記基準側シリンダ端部に向かって延出する延出部と；
前記延出部の端部に設けられて前記基準側領域を前記中央部屋と追従側部屋とに区画して且つ、前記鋼片の前記追従側端部よりも内側に配置される追従側仕切り板と；
を更に備え、
前記基準側部屋と前記追従側部屋に、前記中央部屋内の圧力よりも高い圧力の溶削酸素が供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼片の溶削装置。
【請求項４】
溶削酸素シリンダと、前記溶削酸素シリンダ内に挿入されるピストンと、前記溶削酸素シリンダに連通するスリットノズルとを備える溶削装置を用いた鋼片の溶削方法であって、
前記溶削酸素シリンダに溶削酸素を供給する工程と；
前記鋼片の基準側端部よりも外側に配置される前記スリットノズルを介して、前記溶削酸素を鋼片に吹き付ける工程と；
を備えることを特徴とする鋼片の溶削方法。
【請求項５】
前記ピストンを、前記鋼片の追従側端部よりも外側に配置させる工程
を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の鋼片の溶削方法。
【請求項６】
前記基準側領域が基準側部屋と中央部屋と追従側部屋とに区画された溶削装置を用いた鋼片の溶削方法であって、
前記基準側部屋と前記追従側部屋とに、前記中央部屋内の圧力よりも高い圧力の溶削酸素を供給する工程
を更に備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の鋼片の溶削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼片の溶削装置及び鋼片の溶削方法に関する。この溶削装置は、鋼片の表面に酸素を吹き付けるトーチを有する。
本願は、２００９年１月１３日に、日本に出願された特願２００９−００４４０９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造等により製造される鋳片の表面近傍に存在する割れ、表層介在物、ピンホールなどを除去して品質を向上する目的で、鋼片に熱間で酸素を吹き付けて表面を溶削する処理が用いられている。熱間で溶削するこの処理は、ホットスカーフとも呼ばれる。図４Ａに示されるように、熱間で鋼片の４面が同時に溶削されるため、高速、高能率、低コストで鋼片の品質向上が可能となる。【０００３】
具体的には、液化石油ガスやコークス炉ガスを由来とする燃料ガスと酸素とを高温の鋼片に吹き付け、燃料ガスと酸素との燃焼により鋼片の表面を更に高温に加熱させる。これにより、鋼片表面の酸化溶融が起きて湯溜り（溶融鉄）が生じる。このとき用いる燃料ガスと酸素は、予熱燃料ガス及び予熱酸素と称される。この鋼板表面に、溶融酸素ノズルから溶削酸素を吹き付けると、溶融鉄と酸素とが酸化反応を起こし、強力な反応熱が発生する。従って、溶削酸素ノズル及び／又は鋼片を連続して移行させることで連続的に酸化反応が起こり、溶削が進行する。【０００４】
図６Ａに示されるように、溶削酸素の吹きつけは、トーチ１に設けたスリットノズル５から酸素を吹き出すことによって行われる。【０００５】
ところで、連続鋳造等により製造される鋼片は、さまざまな幅を有している。そこで、溶削装置は、さまざまな幅を有する鋼片を溶削できるように設計されている。即ち、溶削装置は、例えば図４Ａに示されるように、鋼片１０の４面を熱間溶削できるように設計される。詳述すると、鋼片１０の上面を溶削する上面溶削ユニット２０ａ及び鋼片１０の下面を溶削する下面溶削ユニット２０ｂ（これらの溶削ユニットは、以下、広面溶削ユニット２０と呼ぶ場合がある）は、それぞれ最大溶削可能幅を有する鋼片１０ＭＡＸの上面と下面を溶削することができる溶削可能幅を有している。上面溶削ユニット２０ａ及び下面溶削ユニット２０ｂは、それぞれ一方の端部（基準側端部３３）で鋼板１０の一方の側面を溶削する側面溶削ユニット２２と連結されている。上面溶削ユニット２０ａ及び下面溶削ユニット２０ｂは、鋼片１０の幅方向に相互の位置をスライドさせることができる。所定の幅を有する鋼片１０を溶削する際には、上面溶削ユニット２０ａと下面溶削ユニット２０ｂとを相互にスライドさせ、それぞれの溶削ユニット２０ａ、２０ｂに連結した側面溶削ユニット２２、２２が所定の幅の鋼片１０の側面を溶削できる位置に配置する。これにより、上面溶削ユニット２０ａ、下面溶削ユニット２０ｂ、側面溶削ユニット２２，２２は鋼片表面との位置関係を最適化し、鋼片１０の４面を同時に溶削することができる。【０００６】
最大溶削可能幅を有する鋼片１０ＭＡＸを溶削する場合を除き、例えば図４Ａから明らかなように、上面溶削ユニット２０ａと下面溶削ユニット２０ｂの溶削可能幅よりも、溶削対象の鋼片１０の幅の方が小さい。従って、上面溶削ユニット２０ａと下面溶削ユニット２０ｂの全幅のうち、鋼片１０の幅を超える箇所に対応する部分は、溶削酸素、予熱酸素、予熱燃料ガス、及びシールド燃料ガスが吹き出さないように対処することが必要である。そのための構成について、図６Ａ〜図６Ｄを参照して以下に説明する。【０００７】
図６Ａに示されるように、トーチ１（溶削ユニット）は、溶削酸素スリットノズル５などのガス噴出ノズルを有するトーチユニット３と、このトーチユニット３に結合されるマニホールド２とを有する。マニホールド２は、溶削酸素等のガスが供給されるシリンダ４、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを含む。以下、図６Ａ〜図６Ｄを参照し、広面溶削ユニット２０のマニホールド２における溶削酸素シリンダ４を例にとって説明する。【０００８】
図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄはそれぞれ、図６ＡのＢ’−Ｂ’線、Ｃ’−Ｃ’線、Ｄ’−Ｄ’線に沿って得られる断面図である。広面溶削ユニット２０のマニホールド２において、溶削酸素シリンダ４は鋼片幅方向に延在する空洞として形成されている。一方、トーチユニット３には、溶削酸素を吹き出すスリットノズル５が配置される。スリットノズル５は鋼片幅方向にトーチユニット３の全長にわたって設けられている。溶削酸素シリンダ４とトーチユニット５との間は、鋼片幅方向全長にわたって並列する複数の連結管６で連結されている。溶削酸素シリンダ４の１箇所から溶削酸素が供給されると、複数の連結管６を経由してスリットノズル５の鋼片幅方向全体に溶削酸素が供給される。【０００９】
図６Ｂに示されるように、溶削酸素シリンダ４は、の基準側端部３１、基準側端部３１とは反対側（追従側）の端部である追従側端部３２とを有する。追従側端部３２からは、ピストン８が挿入される。ピストン８は支持具９で支持され、支持具９の挿入長さを調整することにより、溶削酸素シリンダ４におけるピストン８の挿入位置を鋼片幅方向で変化させることができる。溶削酸素シリンダ４の他方の端部（基準側端部３１）は閉じている。また、図４Ａに示されるように、溶削すべき鋼片１０の幅が決まると、その鋼片１０の幅に合わせ、ピストン８の挿入位置が調整される。ここで、溶削酸素シリンダ４に溶削酸素が供給されると、溶削酸素シリンダ４の基準側端部３３とピストン８との間の領域において溶削酸素が供給され、溶削酸素がスリットノズル５に供給される。ピストン８と溶削酸素シリンダ４の追従側端部３４との間の領域には溶削酸素が供給されない。このような制御を行うことにより、溶削する鋼片１０の幅が変化しても、溶削酸素は鋼片１０の幅の範囲のみに吹き出される。【００１０】
上述の説明では溶削酸素シリンダ４を中心に説明したが、マニホールド２は、溶削酸素シリンダ４のほかに、予備燃料ガスシリンダ２１ｂ、予備酸素シリンダ２１ｃ、及びシールド燃料ガスシリンダ２１ｄなどを有する場合がある。図６Ｃ、図６Ｄに示されるように、核シリンダとも、溶削酸素シリンダ４と同様、追従側端部３４からピストン８が挿入され、ピストンの位置を調整することにより、各シリンダに接続された各ノズルからのガス噴出を、鋼片１０の幅範囲に合わせて限定することができる。
熱間溶削を行う鋼片１０の表面の温度は、角隅部を除く平面部は赤熱状態であっても、鋼片１０の四隅にあたる角隅部は温度が低くなっている。そのため、広面溶削ユニット２０の酸素吹き付け条件を均一とした場合では、温度が低い角隅部の溶削が不十分になることがある。特許文献１においては、溶削酸素シリンダを基準側部屋、面部部屋、追従側部屋の３つの部屋に区分している。基準側部屋と追従側部屋は鋼片１０の幅方向両端部に対応するように配され、面部部屋は両者の間に位置する。基準側部屋と追従側部屋との溶削酸素圧力は、面部部屋の溶削酸素圧力よりも高く設定される。これにより、鋼片１０の角隅部に向けて噴出する酸素流量（運動エネルギー）を鋼片中央部に向けて噴出する酸素流量よりも高くすることができる。従って、鋼片温度が低い角隅部についても、鋼片中央部と同等の溶削量を確保することができる。結果として、鋼片１０を、その幅方向全体にわたり均一に溶削することができる。この場合、追従側の溶削酸素供給は、溶削酸素シリンダに挿入するピストンの支持具の内部を通過させるため、支持具は酸素を通過させるようにパイプで形成される。【００１１】
広面溶削ユニット２０の追従側については、溶削酸素シリンダのピストン８の挿入位置を鋼片１０の幅に合わせて調整する（図４Ａ）。これにより、溶削酸素シリンダ４から供給される酸素の供給範囲を鋼片１０の幅に合わせることができる。溶削酸素シリンダ４に供給された酸素は、連結管６及びスリットノズル５を経由して吹き出す。ところが、追従側について言えば、スリットノズル５が鋼片１０の幅端部よりも外側まで広がっているため、溶削酸素シリンダ５のピストン８近くの連結管６から供給された酸素ガスは、スリットノズル５内において鋼片１０の幅端部より外側に広がっていく。そのため、鋼片１０の幅端部付近の酸素ガス供給量が減少してしまう傾向が見られた。なお、溶削ユニットの基準側３１については、トーチの側面から溶削酸素ガスが漏れないよう、図３Ｄに示されるようにスリットノズル５の端部に側板２７が挿入される。【００１２】
特許文献２においては、ピストンの停止位置を鋼片幅より拡大して酸素を吐出するようにして、停止位置を制御している。これにより、追従側における鋼片幅端部の酸素ガス供給量不足が緩和され、溶削残りが減少するという効果が得られる。【００１３】
特許文献１、特許文献２に記載の方法を用いることにより、熱間溶削において鋼片の角隅部の溶削残りの発生を防止することが可能となり、鋼片の４面全面がもれなく溶削されるようになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平９−２１０３２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１０２８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述のとおり、特許文献１、特許文献２に記載の方法を用いることにより、熱間溶削において鋼片の角隅部の溶削残りの発生を防止することが可能となり、鋼片の４面全面がもれなく溶削されるようになった。しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の技術を適用した場合であっても、冷延鋼板の幅端部付近に、端部からの距離が一定で長手方向に連続してスリバー疵が発生することがあった。スリバー疵とは、連続鋳造鋳片などの鋼片を熱間圧延し、さらに冷間圧延を行った冷延鋼板における表面品質不良のひとつであり、鋼片表面付近に内在するアルミナ介在物などがその原因のひとつと考えられている。本発明者らは、スリバー疵の原因について詳細に調査した結果、例えば特許文献１や特許文献２に記載の関連技術によって、鋼片角隅部の溶削残りは発生しなくなったものの、鋼片角隅部は、それ以外の平面部と比較すると、熱間溶削による溶削量が少なくなっていることが判明した。その結果、図６Ｂに示すように、溶削後４２の鋼片角隅部１２においてコーナーＲが小さくなり、角隅部の丸みが減少していることがわかった。そして、鋼片角隅部のコーナーＲが小さすぎると、その後の圧延において角隅部が折れて鋼板表面に畳み込まれることがあり、これが、冷延鋼板の端部からの距離が一定で長手方向に連続して発生するスリバー疵の原因であることがわかった。【００１６】
従来、広面溶削ユニット２０の基準側については、溶削酸素を吐出するスリットノズルの幅方向端部を、鋼片の端部と一致する位置に位置合わせしていた。これに対し、スリットノズルの幅方向端部が鋼片の端部よりも外側に位置合わせすることにより、鋼片角隅部の溶削量を増大し、図６Ａに示すように、溶削後４２の鋼片角隅部１２のコーナーＲを大きく保持できることがわかった。【００１７】
本発明は、鋼板の幅端部付近に発生するスリバー疵を防止することのできる鋼片の溶削装置及び鋼片の溶削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
（１）本発明の第一の態様は、基準側シリンダ端部と追従側シリンダ端部とを有する溶削酸素シリンダと；前記追従側シリンダ端部から挿入されて、前記溶削酸素シリンダを、溶削酸素が供給される基準側領域と、前記溶削酸素が供給されない追従側領域とに区画するピストンと；基準側ノズル端部を有して且つ、前記溶削酸素シリンダの前記基準側領域から前記溶削酸素を鋼片に向けて噴出するスリットノズルと；前記ピストンの挿入位置を調整する制御手段と；を備え、前記基準側ノズル端部が、前記鋼片の基準側端部よりも外側の位置に配置される鋼片の溶削装置である。
（２）上記（１）に記載の溶削装置では、前記ピストンが前記鋼片の追従側端部よりも外側の位置に配置されても良い。
（３）上記（１）又は（２）に記載の溶削装置では、前記基準側領域を基準側部屋と中央部屋とに区画し、前記鋼片の前記基準側端部よりも内側の位置に配置される基準側仕切り板と；前記ピストンから前記基準側シリンダ端部に向かって延出する延出部と；前記延出部の端部に設けられて、前記基準側領域を前記中央部屋と追従側部屋とに区画して且つ、前記鋼片の前記追従側端部よりも内側に配置される追従側仕切り板と；を更に備え、前記基準側部屋と前記追従側部屋に、前記中央部屋内の圧力よりも高い圧力の溶削酸素が供給されても良い。
（４）本発明の第二の態様は、溶削酸素シリンダと、前記溶削酸素シリンダ内に挿入されるピストンと、前記溶削酸素シリンダに連通するスリットノズルとを備える溶削装置を用いた鋼片の溶削方法であり、前記溶削酸素シリンダに溶削酸素を供給する工程と；前記鋼片の基準側端部よりも外側に配置される前記スリットノズルを介して、前記溶削酸素を鋼片に吹き付ける工程と；を備える。
（５）上記（４）に記載の溶削方法では、前記ピストンを、前記鋼片の追従側端部よりも外側に配置させる工程を更に備えても良い。
（６）上記（４）又は（５）に記載の鋼片の溶削方法では、前記基準側領域が基準側部屋と中央部屋と追従側部屋とに区画された溶削装置を用いて、前記基準側部屋と前記追従側部屋とに、前記中央部屋内の圧力よりも高い圧力の溶削酸素を供給する工程を更に備えても良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、鋼片広面への溶削酸素を供給するスリットノズルの基準側端部の位置を、鋼片の幅端部よりも鋼片の外側に位置させることにより、鋼片角隅部の溶削量を増大し、溶削後の鋼片角隅部のコーナーＲを大きく保持できる。これにより、圧延後のスリバー疵発生の低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る溶削装置の断面図である。
【図１Ｂ】同溶削装置の、基準側端部付近の拡大断面図である。
【図１Ｃ】同溶削装置の、追従側端部付近の拡大断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る溶削装置の断面図である。
【図３Ａ】本発明で用いられる一例の溶削装置のトーチ断面図である。
【図３Ｂ】同トーチの断面図であり、連結管の断面を含む断面図である。
【図３Ｃ】図３ＢのＣ−Ｃ線に沿って得られる同トーチの断面図である。
【図３Ｄ】同トーチのスリット５の基準側端部を示す斜視図である。
【図４Ａ】溶削装置の断面図である。
【図４Ｂ】同溶削装置の基準側端部付近の拡大断面図である。
【図５Ａ】本発明の溶削装置又は溶削方法により溶削した鋼片の角隅部付近の断面を示す図である。
【図５Ｂ】従来の溶削装置又は溶削方法により溶削した鋼片の角隅部付近の断面を示す図である。
【図６Ａ】従来の溶削装置のトーチの断面図である。
【図６Ｂ】図６ＢのＢ’−Ｂ’線に沿って得られる断面図である。
【図６Ｃ】図６ＢのＣ’−Ｃ’線に沿って得られる断面図である。
【図６Ｄ】図６ＢのＤ’−Ｄ’線に沿って得られる断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１Ａ〜図１Ｃ、図２を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００２２】
図１Ａには、本発明の第１実施形態に係る溶削装置１００ａが示されている。鋼片１０の４面を熱間で溶削する溶削装置１００ａは、広面溶削ユニット２０（上面溶削ユニット２０ａ、下面溶削ユニット２０ｂ）、両側面溶削ユニット２２、２２から、溶削酸素等のガスを鋼片１０の表面に噴きつける。図１Ａに示すように、上面溶削ユニット２０ａの基準側３１ａ、下面溶削ユニット２０ｂの基準側３１ｂに、一方の側面溶削ユニット２２がそれぞれ固定されている。
【００２３】
広面溶削ユニット２０（上面溶削ユニット２０ａ及び下面溶削ユニット２０ｂ）は、ガス噴出ノズルを備えるトーチユニット３と、トーチユニット３に結合されるマニホールド２とを有する。マニホールド２には、図４Ａに示すように、溶削酸素シリンダ４、予熱燃料ガスシリンダ２１ｂ、予熱酸素シリンダ２１ｃ、シールドガスシリンダ２１ｄなどが配置されている。溶削酸素については、図３Ａ〜図３Ｃに示されるように、溶削酸素シリンダ４に、鋼片の幅方向に並列する多数の連結管６が配置され、各連結管６の先端がトーチユニット３のスリットノズル５に接続されている。溶削酸素シリンダ４には、追従側３２（図１Ａの追従側端部３４）からピストン８が挿入される。ピストン８は、追従側端部３４から挿入される支持具９によって支持される。追従側３２の反対側は基準側３１である。基準側端部３３とピストン８との間のシリンダ内領域にガスを供給することにより、基準側端部３３とピストン８との間の位置に配置された連結管６を介してスリットノズル５に溶削酸素が供給される。これにより、ピストン８の挿入位置に対応するスリットノズル５の特定の箇所から鋼片に溶削酸素が噴出される。溶削する鋼片１０の幅に応じて、支持具９の操作によりピストン８の挿入位置を調整することにより、鋼片１０の幅が小さい場合であっても、不必要な位置に酸素が噴出することを防ぐことができる。ピストン８の挿入位置は、制御部（図示せず）によって調整される。制御装置は、広面溶削ユニット２０の位置情報を取得し、この位置情報に基づいてピストン８の支持具９を動作させるように構成しても良い。尚、図３Ｄに示されるように、溶削ユニットの基準側端部３３については、スリットノズル５の側面端部が側板２７によって塞がれており、トーチの側面から溶削酸素が漏れることを防止している。
【００２４】
広面溶削ユニット２０のスリットノズル５の基準側端部３３位置については、従来、図４Ａ、図４Ｂに示されるように、鋼片長手方向（溶削進行方向）に垂直な断面内で、鋼片１０の幅方向端部の鉛直方向（以下「鋼片端部垂線１４」という。）にスリットノズル基準側端部３３が一致するように配置されていた。その結果、鋼片角隅部１２は、それ以外の平面部と比較すると、熱間溶削による溶削量が少なくなっている。そのため、図５Ｂに示されるように、鋼片角隅部１２のコーナーＲが小さくなり、角隅部１２の丸みが減少してしまうことがわかった。そして、鋼片角隅部１２のコーナーＲが小さすぎると、その後の圧延において角隅部１２が折れて鋼板表面に畳み込まれることがあり、これが、冷延鋼板の端部からの距離が一定で長手方向に連続して発生するスリバー疵の原因となる。
【００２５】
本発明においては、図１Ａ、図１Ｂに示されるように、スリットノズル５の基準側端部３３の位置を、鋼片の幅端部１３よりも鋼片１０の外側に位置させる。即ち、スリットノズル基準側端部３３が、鋼片端部垂線１４よりも鋼片１０の外側部分に配置させる。広面溶削ユニット２０のスリットノズル５をこのような位置に配置して熱間溶削を行うことにより、鋼片角隅部１２の溶削量を増大し、溶削後の鋼片角隅部１２のコーナーＲを大きく保持できる。尚、図５Ａは、本実施形態による溶削装置を用いて溶削を行なった鋼片１０について、溶削前の鋼片４１と溶削後の鋼片４２の鋼片角隅部１２付近の部分断面図を示している。この図５Ａに示されるように熱間溶削後の鋼片角隅部１２に丸みを持たせることにより、圧延において鋼片角隅部相当部にスリバー疵が発生するトラブルを防止することが可能になった。
【００２６】
鋼片端部垂線１４とスリットノズル基準側端部３３の距離をＧとするとき（図１Ｂ参照）、スリットノズル５の基準側端部３３の位置を鋼片１０の幅端部１３よりも鋼片１０の外側とし、Ｇを１０ｍｍ以上とすると好ましい結果を得ることができる。Ｇを１５ｍｍ以上とするとさらに好ましい。
【００２７】
溶削ユニットのトーチユニット３には、図３Ｂ、図６Ａに示されるように、溶削酸素を吹き出す溶削酸素スリットノズル５だけでなく、予熱燃料ガスノズル７ｂ、予熱酸素ノズル７ｃ、シールド燃料ガスノズル７ｄを有する。また、これらノズルにガスを供給するため、マニホールド２は、溶削酸素シリンダ４に加え、予熱燃料ガスシリンダ２１ｂ、予熱酸素シリンダ２１ｃ、シールド燃料ガスシリンダ２１ｄを有する。マニホールド２における各シリンダの鋼片幅方向の配置を示したのが、図６Ｂ〜図６Ｄである。図６Ｂ〜図６Ｄから明らかなように、基準側３１において、溶削酸素シリンダ４、予熱燃料ガスシリンダ２１ｂ、予熱酸素シリンダ２１ｃ、シールド燃料ガスシリンダ２１ｄは鋼片幅方向で同等な位置に端部を有している。また、ピストン８の挿入位置は、溶削酸素シリンダ４、予熱燃料ガスシリンダ２１ｂ、予熱酸素シリンダ２１ｃ、シールド燃料ガスシリンダ２１ｄのいずれも、鋼片幅方向で同等な位置に配置されている。
【００２８】
本発明においては、溶削酸素スリットノズルだけでなく、予熱燃料ガスノズル７ｂ、予熱酸素ノズル７ｃ、シールド燃料ガスノズル７ｄについても、ノズルの基準側端部の位置を、鋼片の幅端部よりも鋼片の外側に位置させると好ましい。これにより、溶削酸素スリットノズルのみ基準側端部の位置を鋼片の幅端部よりも鋼片の外側に位置させた場合と比較し、鋼片角隅部は、十分な丸みを得ることができる。通常の溶削ユニットにおいては、図３Ａ〜図３Ｃ、及び図６Ａ〜図６Ｄに示されるように、基準側３１において、溶削酸素シリンダ４、予熱燃料ガスシリンダ２１ｂ、予熱酸素シリンダ２１ｃ、シールド燃料ガスシリンダ２１ｄは鋼片幅方向で同等な位置に端部を有している。従って、溶削酸素スリットノズルの基準側端部を鋼片の幅端部よりも鋼片の外側に位置させることにより、予熱燃料ガスノズル７ｂ、予熱酸素ノズル７ｃ、シールド燃料ガスノズル７ｄについても、ノズルの基準側端部の位置を鋼片の幅端部よりも鋼片の外側に位置させることができる。
【００２９】
スリットノズル追従側３３に位置する鋼片角隅部１２についても、本発明を適用することにより溶削後の角隅部１２に丸みを持たせることができ、圧延後のスリバー疵を低減することが可能である。溶削酸素シリンダ４の追従側については、その端部からピストン８を挿入し、酸素を吹き付ける鋼片の幅に応じてピストン８の位置を調整する。スリットノズルの基準側と追従側の双方について本発明を適用することにより、鋼片の基準側と追従側双方の角隅部に丸みを持たせることができるので、圧延後の幅両端とも、スリバー疵を低減することができる。
【００３０】
従来、特許文献２に記載のようにピストンの停止位置を改善することにより、溶削残りを減少させることはできた。しかし、溶削後の鋼片角隅部の丸み不足によるスリバー疵は発生していた。本発明においては、溶削酸素スリットノズルのみならず、予熱燃料ガスノズル７ｂ、予熱酸素ノズル７ｃ、シールド燃料ガスノズル７ｄについても、ピストンの停止位置を、鋼片の幅端部よりも鋼片の外側に位置させると好ましい。これにより、溶削酸素スリットノズルのみ基準側端部の位置を鋼片の幅端部よりも鋼片の外側に位置させた場合と比較し、鋼片角隅部は、十分な丸みを得ることができる。その結果、追従側の鋼片角隅部についても圧延後のスリバー疵を十分に軽減することができる。通常の溶削ユニットにおいては、図３Ａ〜図３Ｄ、図６Ａ〜図６Ｄに示されるように、ピストン８の配置位置は、溶削酸素シリンダ４、予熱燃料ガスシリンダ２１ｂ、予熱酸素シリンダ２１ｃ、シールド燃料ガスシリンダ２１ｄのいずれも、鋼片幅方向で同じ位置に配置されている。従って、溶削酸素スリットノズルのピストン位置を鋼片の幅端部よりも鋼片の外側に位置させることにより、予熱燃料ガスノズル７ｂ、予熱酸素ノズル７ｃ、シールド燃料ガスノズル７ｄについても、ピストンの配置位置を鋼片の幅端部よりも鋼片の外側に位置させることができる。
【００３１】
図２には、本発明の第２実施形態に係る溶削装置１００ｂが示されている。図２に示すように、この実施形態においては、溶削酸素シリンダ４が基準側領域３６、面部領域３５、及び追従側領域３７の３つの領域（部屋）に区分される。基準側領域３６は、溶削酸素シリンダ４の基準側端部３３からそれより幅方向内側の部位に配置される。追従側領域３７は、ピストン８の位置からそれより幅方向内側の部位に配置される。面部領域３５は、基準側領域３６と追従側領域３７の間に配置される。基準側領域３６と追従側領域３７には、面部領域３５よりも高い圧力の溶削酸素が供給されることが好ましい。
【００３２】
基準側領域３６と追従側領域３７には、面部領域３５より高い圧力の溶削酸素を供給されるため、溶削時の鋼片表面温度が低い角隅部１２付近について、溶削量（溶削深さ）を鋼片幅中央部とほぼ同等にすることができる。溶削酸素は、シリンダ４の基準側領域３６と追従側領域３７からは高い圧力、例えば３．２ｋｇｆ／ｃｍ2で、中央の面部領域３５からは通常の圧力、例えば２．８ｋｇｆ／ｃｍ2で供給される。これらの圧力差により溶削効果に差が現れ、面部とこれより低温の角隅部の溶削深さがほぼ同じ程度に溶削される。
【００３３】
基準側領域３６は、溶削酸素シリンダ４の基準側端部３３からそれより幅方向内側１２０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下、好ましくは１６０ｍｍ以上２４０ｍｍ以下、更に好ましくは２００ｍｍ程度の位置に配置される。基準側端部３３から１２０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下、好ましくは１６０ｍｍ以上２４０ｍｍ以下、更に好ましくは２００ｍｍ程度内側に仕切り板２３を設け、基準側端部３３から仕切り板２３までの間の基準側領域３６に溶削酸素が供給される。追従側領域３７は、ピストン８位置からそれより幅方向内側１２０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下、好ましくは１６０ｍｍ以上２４０ｍｍ以下、更に好ましくは２００ｍｍ程度の部位に配置される。ピストン８から１２０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下、好ましくは１６０ｍｍ以上２４０ｍｍ以下、更に好ましくは２００ｍｍ程度内側に第２のピストン（第２仕切り板）２４を設け、ピストン８から第２のピストン（第２仕切り板）２４までの間の追従側領域３７に溶削酸素が供給される。ピストン８を溶削酸素シリンダ内に挿入するための支持具９をパイプ２５とし、ピストン８から第２のピストン（第２仕切り板）２４までの間については支持具のパイプ表面に通気孔２６を設け、パイプ２５の内側を通して追従側の部屋３７の溶削酸素を供給しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、圧延後のスリバー疵発生の低減を実現することができる。従って、産業上の利用可能性は大きい。
【符号の説明】
【００３５】
１  トーチ
２  マニホールド
３  トーチユニット
４  溶削酸素シリンダ
５  スリットノズル
６  連結管
７  ノズル
７ｂ  予熱燃料ガスノズル
７ｃ  予熱酸素ノズル
７ｄ  シールド燃料ガスノズル
８  ピストン
９  支持具
１０  鋼片
１１  広面
１２  角隅部
１３  幅端部
１４  鋼片端部垂線
２０  広面溶削ユニット
２０ａ  上面溶削ユニット
２０ｂ  下面溶削ユニット
２１ｂ  予熱燃料ガスシリンダ
２１ｃ  予熱酸素シリンダ
２１ｄ  シールド燃料ガスシリンダ
２２  側面溶削ユニット
２３  仕切り板（第１仕切り板）
２４  第２のピストン（第２仕切り板）
２５  パイプ
２６  通気孔
２７  側板
３１  基準側
３２  追従側
３３  基準側端部
３４  追従側端部
３５  面部部屋
３６  基準側部屋
３７  追従側部屋
４１  溶削前の鋼片
４２  溶削後の鋼片
【図１Ａ】
2010082484.tif 000003
【図１Ｂ】
2010082484.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
2010082484.tif 000006
【図３Ａ】
2010082484.tif 000007
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2010082484.tif 000009
【図３Ｄ】
2010082484.tif 000010
【図４Ａ】
2010082484.tif 000011
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2010082484.tif 000013
【図５Ｂ】
2010082484.tif 000014
【図６Ａ】
2010082484.tif 000015
【図６Ｂ】
2010082484.tif 000016
【図６Ｃ】
2010082484.tif 000017
【図６Ｄ】
2010082484.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月15日(2012.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準側シリンダ端部と追従側シリンダ端部とを有する溶削酸素シリンダと；
前記追従側シリンダ端部から挿入されて、前記溶削酸素シリンダを、溶削酸素が供給される基準側領域と、前記溶削酸素が供給されない追従側領域とに区画するピストンと；
基準側ノズル端部を有して且つ、前記溶削酸素シリンダの前記基準側領域から前記溶削酸素を鋼片に向けて噴出するスリットノズルと；
前記ピストンの挿入位置を調整する制御手段と；
を備え、
前記基準側ノズル端部が、前記鋼片の基準側端部よりも１０ｍｍ以上外側の位置に配置されることを特徴とする鋼片の溶削装置。
【請求項２】
前記ピストンが前記鋼片の追従側端部よりも外側の位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の鋼片の溶削装置。
【請求項３】
前記基準側領域を基準側部屋と中央部屋とに区画し、前記鋼片の前記基準側端部よりも内側の位置に配置される基準側仕切り板と；
前記ピストンから前記基準側シリンダ端部に向かって延出する延出部と；
前記延出部の端部に設けられて前記基準側領域を前記中央部屋と追従側部屋とに区画して且つ、前記鋼片の前記追従側端部よりも内側に配置される追従側仕切り板と；
を更に備え、
前記基準側部屋と前記追従側部屋に、前記中央部屋内の圧力よりも高い圧力の溶削酸素が供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼片の溶削装置。
【請求項４】
溶削酸素シリンダと、前記溶削酸素シリンダ内に挿入されるピストンと、前記溶削酸素シリンダに連通するスリットノズルとを備える溶削装置を用いた鋼片の溶削方法であって、
前記溶削酸素シリンダに溶削酸素を供給する工程と；
前記鋼片の基準側端部よりも１０ｍｍ以上外側に配置される前記スリットノズルを介して、前記溶削酸素を鋼片に吹き付ける工程と；
を備えることを特徴とする鋼片の溶削方法。
【請求項５】
前記ピストンを、前記鋼片の追従側端部よりも外側に配置させる工程
を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の鋼片の溶削方法。
【請求項６】
前記基準側領域が基準側部屋と中央部屋と追従側部屋とに区画された溶削装置を用いた鋼片の溶削方法であって、
前記基準側部屋と前記追従側部屋とに、前記中央部屋内の圧力よりも高い圧力の溶削酸素を供給する工程
を更に備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の鋼片の溶削方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
（１）本発明の第一の態様は、基準側シリンダ端部と追従側シリンダ端部とを有する溶削酸素シリンダと；前記追従側シリンダ端部から挿入されて、前記溶削酸素シリンダを、溶削酸素が供給される基準側領域と、前記溶削酸素が供給されない追従側領域とに区画するピストンと；基準側ノズル端部を有して且つ、前記溶削酸素シリンダの前記基準側領域から前記溶削酸素を鋼片に向けて噴出するスリットノズルと；前記ピストンの挿入位置を調整する制御手段と；を備え、前記基準側ノズル端部が、前記鋼片の基準側端部よりも１０ｍｍ以上外側の位置に配置される鋼片の溶削装置である。
（２）上記（１）に記載の溶削装置では、前記ピストンが前記鋼片の追従側端部よりも外側の位置に配置されても良い。
（３）上記（１）又は（２）に記載の溶削装置では、前記基準側領域を基準側部屋と中央部屋とに区画し、前記鋼片の前記基準側端部よりも内側の位置に配置される基準側仕切り板と；前記ピストンから前記基準側シリンダ端部に向かって延出する延出部と；前記延出部の端部に設けられて、前記基準側領域を前記中央部屋と追従側部屋とに区画して且つ、前記鋼片の前記追従側端部よりも内側に配置される追従側仕切り板と；を更に備え、前記基準側部屋と前記追従側部屋に、前記中央部屋内の圧力よりも高い圧力の溶削酸素が供給されても良い。
（４）本発明の第二の態様は、溶削酸素シリンダと、前記溶削酸素シリンダ内に挿入されるピストンと、前記溶削酸素シリンダに連通するスリットノズルとを備える溶削装置を用いた鋼片の溶削方法であり、前記溶削酸素シリンダに溶削酸素を供給する工程と；前記鋼片の基準側端部よりも１０ｍｍ以上外側に配置される前記スリットノズルを介して、前記溶削酸素を鋼片に吹き付ける工程と；を備える。
（５）上記（４）に記載の溶削方法では、前記ピストンを、前記鋼片の追従側端部よりも外側に配置させる工程を更に備えても良い。
（６）上記（４）又は（５）に記載の鋼片の溶削方法では、前記基準側領域が基準側部屋と中央部屋と追従側部屋とに区画された溶削装置を用いて、前記基準側部屋と前記追従側部屋とに、前記中央部屋内の圧力よりも高い圧力の溶削酸素を供給する工程を更に備えても良い。
【国際調査報告】
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