(57)【要約】【課題】  本発明は、分塊圧延によりビレットの端部に生じたフィッシュテールをガス切断する際に発生する多量の粉塵を従来の方法に比して安価な設備費でより効率よく減少する方法を提供する【解決手段】  ビレット１の端部２にガス切断ノズル５からガス切断炎６を噴射し、ビレット１の端部２の先端のフィッシュテール３をガス切断する際に生じる粉塵７に、角型ノズル８ａから高圧水９を圧力５〜８ＭＰａでビレット１の切断箇所の下部に噴射角度−１０°〜４０°で噴射し、粉塵７を高圧水９の霧状水により水洗して落下させる。この噴射により粉塵７の発生を抑制し、水洗作用により抑制できない粉塵７を集塵ダクト１０により吸引して除去する。【選択図】      図１
2006326681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビレットをガス切断炎によりガス切断する際に被切断材のビレットの直下に高圧水を噴射し、この高圧水の噴射の霧状水の水洗作用によりガス切断時に発生の粉塵の舞い上がりを抑制し、さらにこの抑制から洩れた粉塵を粉塵発生位置の直近に設置した集塵ダクトにより吸引することを特徴とするビレットのガス切断時に発生した粉塵の抑制方法。
【請求項２】
高圧水の噴射は高圧水の圧力を５．０〜８．０ＭＰａとして２個の噴射ノズルから噴射することを特徴とする請求項１に記載のビレットのガス切断時に発生した粉塵の抑制方法。
【請求項３】
高圧水の噴射は高圧水の圧力を５．０〜６．０ＭＰａとして２個の角型ノズルから噴射することを特徴とする請求項１に記載のビレットのガス切断時に発生した粉塵の抑制方法。
【請求項４】
高圧水の噴射は、ガス切断炎の吹付け方向に直交する方向を０°とし、ガス切断炎のガス切断ノズル側をマイナスとし、ガス吹出し方向をプラスとするとき、高圧水を噴射する噴射ノズルの角度を、−１０°〜４０°の範囲として噴射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のビレットのガス切断時に発生した粉塵の抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分塊圧延によるビレットの先端および後端に生成されたフィッシュテールをガス切断する際に発生した粉塵を抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、棒鋼の圧延は連続鋳造されたブルームを分塊圧延してビレットとし、このビレットを遊星ロール圧延（以下、「ＰＳＷ圧延」という。）して棒鋼に仕上げる工程により製造されている。この場合、分塊圧延により圧延した例えばφ１６７〜φ１９０ｍｍのビレットの先端あるいは後端には、フィッシュテールが生成される。フィッシュテール残存材をＰＳＷ圧延する際にスリップする恐れがあり、そこでこの分塊圧延により生成したフィッシュテールをガス切断装置を用いてガス切断した後、切断したビレットをＰＳＷ圧延する必要があった。フィッシュテール切断にはホットソー、シャーなどの設備があるが、安価なガス切断装置を使用している。
【０００３】
ところが、このビレットの先端あるいは後端に生じたフィッシュテールをガス切断装置によりガス切断する際に、大量の粉塵が発生し、発生した粉塵により作業環境を非常に悪くする問題があった。例えば、図４に示すように、ガス切断では、液化天然ガスすなわちＬＮＧで切断酸素圧力を０．９ＭＰａとしてガス切断ノズル５からガス切断炎６をビレット１に吹付けてガス切断する。このガス切断の際にガス切断炎６がビレット１を通過するときに粉塵７を発生し、溶滴１２が下方に落下した。つまり、粉塵７は、酸化反応熱を用いて被切断材であるビレット１を溶融する際に、酸化鉄を主成分として発生したものである。ところで、発生した粉塵７を除去するためには、例えば建屋にバグフィルターなどの吸塵装置を付設する必要があるが、これらの付設には極めて大がかりな設備となり、膨大な設備費や運用費を必要とする。
【０００４】
そこで、分塊圧延材などのビレットをガス切断装置によりガス切断する際に発生する粉塵やヒュームの量を抑制するガス切断方法が種々開発されている（例えば、特許文献１参照。）。このような方法では、分塊圧延材である被切断材の切断箇所の下面切断部に噴射水を噴射し、粉塵などのヒュームや発生ガスを水泡や蒸気により捕捉し、捕捉された粉塵を水床に落下させて除去する。しかし、このような方法では、粉塵やヒュームの量は平均で５７．５％減小されるが、なお４０％以上の粉塵やヒュームが発生し環境を悪化させている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−１５８２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、分塊圧延によりビレットの端部に生じたフィッシュテールをガス切断する際に発生する多量の粉塵を従来の方法に比して安価な設備費でより効率よく減少する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための本発明の手段について、先ず請求項１の発明の手段について述べる。分塊圧延によりビレットの端部に生じたフィッシュテールを切断除去するために、ビレットの端部をガス切断炎により切断する。このガス切断の際に被切断材のビレットの直下の領域に高圧水を噴射する。この場合、高圧水はガス切断時に発生する粉塵に噴射される。この噴射により生じる霧状水による粉塵の水洗作用によりガス切断時に発生する粉塵の舞い上がりを抑制する。さらにこの水洗作用の抑制から洩れた粉塵を粉塵発生位置の直近に設置した集塵ダクトで吸引する。これらの霧状水による水洗作用と集塵ダクトの吸引により、ビレットのガス切断時に発生した粉塵の発生を抑制する方法である。
【０００８】
さらに、請求項２の発明の手段について述べる。上記の請求項１の手段における高圧水の噴射は、高圧水の圧力を５．０〜８．０ＭＰａとして２個の噴射ノズルから粉塵に噴射される。この噴射により生じる霧状水による粉塵の水洗作用で粉塵の舞い上がりを抑制することを特徴とする請求項１の手段におけるビレットをガス切断する時に発生した粉塵を抑制する方法である。なお、上記の２個の噴射ノズルは図１に見られるようにガス切断炎の方向の縦に並列とする。
【０００９】
さらに、請求項３の発明の手段について述べる。上記の請求項１の手段における高圧水の噴射は、望ましくは高圧水の圧力を５．０〜６．０ＭＰａとし、かつ、２個の角型ノズルから粉塵に噴射される。この噴射により生じる霧状水による粉塵の水洗作用で粉塵の舞い上がりを抑制することを特徴とする請求項１の手段におけるビレットをガス切断する時に発生した粉塵を抑制する方法である。この請求項３の発明の手段では、上記の請求項２の発明の手段よりも一層に粉塵を除去して粉塵の発生を抑制し得る方法である。なお、この場合も上記の２個の噴射ノズルは図１に見られるようにガス切断炎の方向の縦に並列とし、図３の（ａ）に見られる角型ノズルの場合はノズルの辺を水平および垂直とし、さらに請求項２の手段の楕円状の平型ノズルとして、図３の（ｂ）に見られる楕円状の平型ノズルの場合は楕円の長径を水平とする横長とする。この理由は、角型ノズルの辺の向きを水平線に対して４５°斜めとしたり、楕円状の平型ノズルの長径を縦長の垂直とすると、粉塵の横方向への拡がりに対して十分にカバーして抑えることができないからである。
【００１０】
さらに、請求項４の発明の手段について述べる。上記の請求項１〜３のいずれか１項の手段における高圧水の噴射は、ガス切断炎の吹付け方向に直交する方向を０°とし、ガス切断炎のガス切断ノズル側をマイナスとし、ガス吹出し方向をプラスとするとき、高圧水を噴射する噴射角度を−１０°〜４０°の範囲とするものである。この噴射により生じる霧状水による粉塵の水洗作用で粉塵の舞い上がりを抑制することで作業環境を良好とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項の手段におけるビレットをガス切断する時に発生した粉塵を抑制する方法である。この請求項４の発明のより望ましい手段では、角型ノズルによりその噴射する噴射角度を−１０°〜３０°の範囲として噴射するものである。この角型ノズルの使用により粉塵の舞い上がりをより一層に抑制して作業環境を良好とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、請求項１に係る発明では、高圧水を直接粉塵の発生位置に噴射し、粉塵の舞い上がりを霧状水の水洗により抑制すると共に、この水洗作用による抑制から洩れた粉塵を粉塵発生位置の直近に設置した集塵ダクトにより吸引して除去するので、粉塵の除去率を従来の方法に比して大幅に改善することができ、環境改善を一層に図ることができる。請求項２に係る発明では、上記の請求項１に係る発明において、高圧水を５．０〜８．０ＭＰａに設定し、さらに２個の噴射ノズルをガス切断炎の方向の縦に並列として噴射することで粉塵の舞い上がりをより的確に抑制でき、作業環境を一層向上することができる。特に請求項３に係る発明では、高圧水を５．０〜６．０ＭＰａに設定し、かつ、噴射ノズルの形状が角型である角型ノズルを並列して噴射することで、粉塵の舞い上がりをさらにより的確に抑制することができる。さらに請求項４に係る発明では、高圧水の噴射角度を−１０°〜４０°、望ましくは角型ノズルを使用することにより−１０°〜３０°とすることで、作業環境をなお一層に良好とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して以下に説明する。図１は、本発明の方法を実施するためのビレット１のガス切断ノズル５と高圧水の噴射ノズル８ａの形状と集塵ダクト１０の配置関係を示す模式図である。図２はビレット１の端部２のフィッシュテール３を示す模式図である。図３は高圧水の噴射ノズル８ａの口の形状を示し、（ａ）は本発明で使用する角型ノズル８ｂで、（ｂ）は平型ノズル１３で（ｃ）は丸型ノズル１４である。なお、図４はガス切断のみによる方法の模式図である。
【００１３】
図１に示すように、ビレット１の端部２にガス切断ノズル５からガス切断炎６を噴射して、図２に示すビレット１の端部２の先端のフィッシュテール３を仮想線４でガス切断する。このガス切断中に生じる粉塵７にノズルヘッダー８の２個の噴射ノズル８ａ、すなわち図３に示す角型ノズル８ｂあるいは平型ノズル１３もしくは丸型ノズル１４から高圧水９をビレット１の切断箇所の下部に噴射し、粉塵７を高圧水９の霧状水により水洗して落下させる。この場合、高圧水９の噴射はガス切断ノズル５から８００ｍｍ離れた位置に高圧水噴射設備のノズルヘッダー８を設置して行う。高圧水９を噴射する圧力は５０．０〜８．０ＭＰａに設定し、噴射ノズル８ａからビレット１の切断時に高圧水９を噴射する。この噴射により粉塵７の発生を抑制し、水洗作用により抑制できない粉塵７を粉塵発生位置に設置した集塵ダクト１０により吸引する。このとき水洗から洩れた粉塵７を粉塵発生位置の直後に配置した集塵ダクト１０の吸込口１１から吸引して除去する。この集塵ダクト１０は図示しない慣用の集塵機に接続されている。
【００１４】
この実施の形態において、噴射する高圧水の噴射圧力の変動および噴射ノズル８ａの噴射口の形状の差異による環境に及ぼす影響を表１に示す。この場合、鋼種がＪＩＳ規定のＳＵＪ２からなるφ１９０ｍｍのビレットのフィッシュテール３を酸素圧０．９ＭＰａとし、ＬＮＧ切断で切断時間３５秒とし、高圧水の噴射圧力を３．０〜９．０ＭＰａとして実施し、そのデータを表１に示す。なお、表１において、ノズル形状の欄の「角」は、図３に示す噴射ノズル８ａの口の形が図３の（ａ）に示す角型である角型ノズル８ｂの２個を、「平」はノズルの口の形が図３の（ｂ）に示す楕円状の平型ノズル１３の２個を、「丸」はノズルの口の形が図３の（ｃ）に示す丸型の丸型ノズル１４の２個をそれぞれ示す。これらの２個の各形状の噴射ノズル８ａは、上記したように、角型ノズル８ｂの場合はノズルの辺を水平および垂直とし、さらに楕円状の平型ノズル１３の場合は楕円の長径を水平とする横長とする。環境の欄の○、△、×は粉塵の水洗による除去の割合を示し、○は優れており、△は良好であり、×は悪いものである。したがって、この水洗により除去した残部の粉塵は集塵ダクト１０の吸引によりさらに除去するものである。なお、粉塵除去割合（％）は次式に示すとおり、
粉塵除去割合（％）＝粉塵防止装置使用時ガス切断使用時粉塵濃度／（ガス切断使用時粉塵濃度−ガス切断不使用時粉塵濃度）×１００
とする。
【００１５】
【表１】
2006326681.tif 000003
【００１６】
上記の表１から高圧水の圧力が、４．０ＭＰａ未満の場合は、噴射ノズル８ａの口の形状が角型、平型、丸型を問わず×で、高圧水の圧力が弱く、粉塵の舞い上がりを抑えきれなかった。圧力が４．０ＭＰａから５．０ＭＰａ未満では、噴射ノズル８ａの口の形状が角型では△で平型および丸型は×であった。
【００１７】
噴射圧力が８．０ＭＰａを超える場合は、噴射ノズル８ａの口の形状が角型、平型、丸型ともに環境は×である。これは噴射圧力が強すぎて粉塵が舞い上がってしまって集塵ダクトの吸引が追いつかなかったことによる。
【００１８】
高圧水の圧力５．０〜８．０ＭＰａでは、噴射ノズル８ａの口の形状が角型、平型、丸型を問わず水洗による粉塵の除去の状況は○または△であり、特に高圧水の圧力５．０〜６．０ＭＰａでは、噴射ノズル８ａの口の形状が角型では７０％以上の粉塵が除去され、作業環境が特に清潔に維持できた。このように噴射ノズル８ａを２つ取り付け、切断位置直下に高圧水を噴射することにより、水洗作用で粉塵の発生を抑制でき、また、それにより抑制できない粉塵は粉塵発生位置に設置した集塵ダクト１０により吸引して除去されることで、特に建屋がバグフィルターなどの吸塵装置を付設しなくとも、略１００％の粉塵を除去することができた。角型ノズル８ｂの場合は噴射形状に均一に厚みがあることによって粉塵の舞上がりを抑制できたと推測される。
【００１９】
【表２】
2006326681.tif 000004
【００２０】
請求項４に係る発明の手段において、噴射する高圧水の噴射ノズル８ａの噴射角度の変動の差異による水流や気流の乱れによる環境に及ぼす影響を表２に示す。表２において、例１は高圧水の噴射ノズル８ａの形状を角型ノズル８ｂとし、噴射圧力を５．０ＭＰａとして、噴射角度を−１５°〜４５°に変化して噴射テストした場合である。例２は高圧水の噴射ノズル８ａの形状を丸型ノズル１４とし、噴射圧力を６．０ＭＰａとして、噴射角度を同じく−１５°〜４５°に変化して噴射テストした場合で、環境に及ぼす影響の評価を優れているものを○、良好であるものを△、悪いものを×で示した。
【００２１】
この表２に見られるように、噴射ノズル８ａの噴射角度をガス切断ノズル５側に向いた−１０°では評価は△の良好のものであるが、さらガス切断ノズル５側に向いた−１５°では×の悪いものであり、−１０°より低角度の−１５°では切断ガスと衝突する方向になることから、水流や気流が乱れる。このため、高圧水９が飛び散り集塵ダクト１０に吸収されない粉塵７の量が増え、周囲の機器の腐蝕を促進する。一方、乱れた気流と共に粉塵７が飛び散りやすくなり、作業環境が低下する。
【００２２】
さらに表２に見られるように、噴射ノズル８ａの噴射角度をガス切断ノズル５のガス吹出し方向に向けた４０°では評価は△の良好のものであるが、さらにガス吹出し方向に向いた４５°では×の悪いものであり、４０°を超えると鋼材の切断終わり側（図１でいえばビレット１の右側）において、切断ガスがビレット１を通過した後、高圧で噴射した高圧水９の水流と合流するまでの距離が長くなり、このため、この間に粉塵７が飛散する機会が増大し、作業環境を悪化する。
【００２３】
表２に見られるように、噴射ノズル８ａが角型ノズル８ｂの例１の場合には、噴射ノズル８ａの噴射角度０°〜３０°で、その評価は○で優れている。従って、この角型ノズル８ｂで噴射角度を０°〜３０°とすることが望ましいことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるビレットのガス切断と噴射ノズルの形状と集塵ダクトの配置関係を示す模式図である。
【図２】ビレットの端部のフィッシュテールを示す模式図である。
【図３】高圧水の噴射ノズルの口の形状を示し、（ａ）は本発明で使用する角型ノズルで、（ｂ）は平型ノズルで、（ｃ）は丸型ノズルある。
【図４】ガス切断のみによる従来の方法の模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ビレット
２  端部
３  フィッシュテール
４  仮想線
５  ガス切断ノズル
６  ガス切断炎
７  粉塵
８  ノズルヘッダー
８ａ  噴射ノズル
８ｂ  角型ノズル
９  高圧水
１０  集塵ダクト
１１  吸込口
１２  溶滴
１３  平型ノズル
１４  丸型ノズル
【図１】
2006326681.tif 000005
【図２】
2006326681.tif 000006
【図３】
2006326681.tif 000007
【図４】
2006326681.tif 000008