(57)【要約】【課題】  工作材の切断面に一定に良好な品質を備えて且つ火炎切断に必要なガス量を減少させる前記タイプの方法と手段を提供すること。【解決手段】  塊鉄とスラブの連続鋳造プラントに或いは下流において冷間と熱間状態で鋳造ストランドと鋼工作材を酸素切断する酸素切断機を操作する方法と手段において、加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量が鋳造ストランド及び工作材又はそのいずれか一方の切断処理中に変更され、切断通路の開始から終了までの加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量は段階的に少なくとも２５％だけ減少される。この処理中に工作材上の切断面の一定に良好の品質が設けられ、酸素切断のために必要とされたガスの量が減少される。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塊鉄とスラブの連続鋳造プラントに或いは下流において冷間と熱間状態で鋳造ストランドと鋼工作材を酸素切断する酸素切断機を操作する方法において、加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量が鋳造ストランド及び工作材又はそのいずれか一方の火炎切断処理中に減少され、加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量が１００％である切断通路の最初部分後に切断通路の開始から終了までの加熱ガスと加熱酸素は段階的に少なくとも２５％だけ減少されることを特徴とする方法。
【請求項２】
加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量は圧力と流量の変換器（１６、１７、１８）を備える膜（９）制御された圧力測定兼圧力調整弁（１）によって且つ電気及び電子式又はそのいずれか一方の制御システム（８）によって鋳造ストランド及び工作材又はそのいずれか一方の切断処理中に減少され、所定基準値に基づいて切断トーチの切断ノズルは圧力と流量を変える加熱ガスと加熱酸素を供給されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
圧力と流量の段階的変動のために、切断処理中の加熱ガスと加熱酸素は、圧力変換器（１６、１７）と流量変換器（１８）が所定基準値に基づいて加熱ガスと加熱酸素の供給と放出の変動を制御する比較値と調整値或いは測定値を処理する電気及び電子式又はそのいずれか一方の制御システム（８）に到達した基準値或いはその偏差を報告するまで、膜（９）を介して膜（９）制御された圧力測定兼圧力調整弁（１）へ供給と放出されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
【請求項４】
膜（９）制御された圧力測定兼圧力調整弁（１）は少なくとも二つの圧力範囲、即ち鋳造ストランド及び工作材又はそのいずれか一方の初期切断の圧力範囲とその他の切断の圧力範囲とを形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
圧力測定兼圧力調整弁（１）の膜（９）は予備制御器（１０）によって制御されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
塊鉄とスラブの連続鋳造プラントに或いは下流において冷間と熱間状態で鋼から鋳造ストランドと鋼工作材を酸素切断する酸素切断機を操作する手段において、上弁室（３）と下弁室（４）を有する弁体（２）と、弁ドーム（５）と、ばね負荷された押圧ロッド（１２）と、制御システム（８）と連動された圧力と流量の変換器（１６、１７、１８）とを備える膜（９）制御された圧力測定兼圧力調整弁（１）によって、弁ドーム（５）の膜  （９）は制御システム（８）と連動された一対のソレノイド弁（６、７）或いは比例弁によりガス流量とガス圧力の段階的修正のためにガス流とガス圧力に影響を与えるように圧縮ガスを充填され、圧力変換器（１７）と流量変換器（１８）とが上弁室（３）に配列され、圧力変換器（１６）が下弁室（４）に配列されていることを特徴とする手段。
【請求項７】
対のソレノイド弁（６、７）或いは比例弁は電気及び電子式又はそのいずれか一方の制御システム（８）と連動されて、ガスの供給と放出の変動を制御するために、必要ならば、状態検出と状態情報のために所定基準値に基づいて比較値と調整値或いは測定値を処理することを特徴とする請求項６に記載の手段。
【請求項８】
加熱ガスと加熱酸素の各一つの膜（９）制御された圧力測定兼圧力調整弁（１）は切断中に加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量を変更するよう設けれていることを特徴とする請求項６に記載の手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、塊鉄とスラブの連続鋳造プラントに或いは下流において冷間と熱間状態で鋳造ストランドと鋼工作材を酸素切断する酸素切断機を操作する方法と手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
最終製品に一致して携帯できる長さに処理するために、連続鋳造鋼ストランドが連続鋳造プラントに細分割されなければならない。これらの主として熱いスラブと塊鉄は酸素切断機で酸素切断トーチによって通常に分離される。そのような酸素切断機には、酸素切断流及び切断火炎又はそれらのいずれか一方が点火温度になった鋼を放出酸素スラグに変換して、それで運動中に切断へ成長する継ぎ目を形成する。切断機デザインは特に約３５０ｍｍにまでの直径と断面をもつ丸い、正方と長方形状の火炎切断のために予定されている。
【０００３】
加熱ガスの圧力と流量を制御するために、減圧器が使用される。この減圧器は単に一度調整され、この設定により、即ちいつも一定ガス流量とガス圧力により作動する。
【０００４】
これから後で単に工作材と呼ばれる鋳造ストランド及び工作材又はそのいずれか一方の切断処理中に、冷間領域がその開始と終了に生じる、と言うのは、これは切断トーチによってまだ加熱されていない、或いは十分にまだ加熱されていないからである。それ故に、特に切断処理の開始では、高圧と大量の加熱ガスと加熱酸素が必要とされるので、工作材の迅速加熱が行われ、火炎切断の必要な点火温度が出来るだけ迅速に達成される。
【０００５】
しかし、静止的に調整された減圧器が切断トーチの加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量を制御するように使用され、切断処理中に切断トーチへの有効な加熱ガスと加熱酸素をいつも同じ圧力と同じ量にさせて、結果として工作材の切断面の量を受ける。それ故に、切断面が切断処理の開始と終了ですべて不満足である。しかし、全切断面はむしろ一定に良好な品質を有する。
【０００６】
更に、不必要に大量の加熱ガスと加熱酸素が消費され、勿論、加熱ガスと加熱酸素が非常に多いならば、切断中に使用されたガスの圧力が高くなる。
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第４０１８０６６号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第３９１５２４７号明細書
【特許文献３】ドイツ特許出願公開第２６１１８７４号明細書
【特許文献４】ドイツ特許第１６２７５６９号明細書
【特許文献５】欧州特許第１２９９５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、工作材の切断面に一定に良好な品質を備えて且つ火炎切断に必要なガス量を減少させる前記タイプの方法と手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によると、この目的は、加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量が鋳造ストランド及び工作材又はそのいずれか一方の火炎切断処理中に減少され、加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量が１００％である切断通路の最初部分後に切断通路の開始から終了までの加熱ガスと加熱酸素は段階的に少なくとも２５％だけ減少される手順によって達成される。  
【０００９】
この手順によって、工作材の全切断領域にわたり、即ち切断処理の開始から終了まで切断トーチの切断ノズルの切断火炎の最適調整が達成される。
【００１０】
最初に説明された如く、工作材の開始と終了では、この塊鉄とスラブが切断トーチによってまだ加熱されていない、或いはまだ十分に加熱されていないから、塊鉄とスラブの冷間領域が生じる。それで、工作材の初期切断中のゆっくりな切断速度が必要であった、例えば現実の切断速度の約３０％ー５０％であった。例えば２００ｍｍの切断縁長さをもつ工作材の場合には、切断速度はそれに応じて約４０ｍｍの一部まで減少されなければならなかった。しかしながら、工作材の約１２０ｍｍの第二部分には、最高切断速度は１００％に増加されなければならない。最終に、切断速度は工作材の約４０ｍｍの第三部分における約３０％ー５０％に再び減少されるので、良好な切断領域が更に形成される。
【００１１】
しかしこの発明の手順によると、切断速度は全切断刃長さにわって実質的に一定のままである。この目的のために、加熱ガスと加熱酸素は鋳造ストランド及び工作材又はそのいずれか一方の切断処理中に修正される。例としてかなり実施された試験条件の下で、圧力と流量の変動は、加熱ガス、例えば天然ガスやの切断トーチの加熱酸素の圧力に依存して、２００ｍｍの切断縁長さをもつ鋼３７から工作材にすることを図１において説明され、切断酸素圧力が一定に１５バールである：
【００１２】
工作材の第一部分に設定する圧力：
加熱酸素（Ｏ2 ）            ２．５バール
加熱ガス（ＨＧ）            １．５バール
切断速度（Ｖ）で            ４６０ｍｍ／ｍｉｎ.
【００１３】
工作材の第二部分に設定する圧力：
加熱酸素（Ｏ2 ）            ２．０バール（減少した）
加熱ガス（ＨＧ）            １．０バール（減少した）
切断速度（Ｖ）で            ４６０ｍｍ／ｍｉｎ.
【００１４】
工作材の第三部分に設定する圧力：
加熱酸素（Ｏ2 ）            １．０バール（減少した）
加熱ガス（ＨＧ）            ０．５バール（減少した）
切断速度（Ｖ）で            ４３０ｍｍ／ｍｉｎ.
切断処理の終了では、切断速度は僅かに減少された。
【００１５】
切断トーチと切断領域の切断行為が非常に良好であるよう確認され得る。述べた圧力と切断速度パラメータのために、良好な結果を伴う安全火炎切断が可能である。従来の切断処理と比較して更に迅速な切断にもかかわらずに、切断速度が全切断縁にわたりほぼ一定に維持されていたから、加熱ガスと加熱酸素のガス圧力とガス流量が少なくとも２５％だけ減少された、即ち：  
【００１６】
第一部分
加熱酸素＝１００％          
加熱ガス＝１００％
第二部分
加熱酸素＝  ８０％  −→  ２０％  減少
加熱ガス＝  ６６％  −→  ３３％  減少
第三部分
加熱酸素＝  ６０％  −→  ４０％  減少
加熱ガス＝  ６６％  −→  ３３％  減少
【００１７】
これは、順に加熱ガスと加熱酸素の消費が少なくとも７５％にまで減少され、それ故に少なくとも２５％だけの減少が可能になる。連続操作されたスラブ或いは塊鉄切断機では、加熱ガスと加熱酸素の約１００００ユーロ／年の二つの切断トーチによる切断ストランド当たりが節約され得る。
【００１８】
この発明のそれ以上の特性と利点は従属請求項から生じる。
【００１９】
この発明の他の実施例によると、加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量が圧力と流量の変換器を備える膜制御された圧力測定兼圧力調整弁によって且つ電気及び電子式又はそのいずれか一方の制御システムによってストランド及び加工材又はそのいずれか一方の切断中に調整され、所定基準値に基づいて切断トーチの切断ノズルは圧力と流量を変更させる加熱ガスと加熱酸素を供給される。これにより、圧力測定兼圧力調整弁は外部から永久的に変更され得る。
【００２０】
更に、圧力と流量の段階的変動のために、切断処理中の加熱ガスと加熱酸素は、圧力変換器と流量変換器が所定基準値に基づいて加熱ガスと加熱酸素の供給と放出の変動を制御する比較値と調整値或いは測定値を処理する電気及び電子式又はそのいずれか一方の制御システムに到達した基準値或いはその偏差を報告するまで、膜を介して膜制御された圧力測定兼圧力調整弁へ供給と放出される。
【００２１】
手順のそれ以上の展開によると、膜制御された圧力測定兼圧力調整弁は少なくとも二つの圧力範囲、即ち鋳造ストランド及び工作材又はそのいずれか一方の初期切断の圧力範囲とその他の切断の圧力範囲とを形成する。これは、圧力調整弁の膜偏向を変える予備制御器によって圧力測定兼圧力調整弁の膜を制御することによって実現され得る。これにより、僅かな加熱ガスと加熱酸素しか切断トーチに達しないことが制御され得る。
【００２２】
この目的は、この発明によると、前記タイプの装置によって、即ち上弁室と下弁室を有する弁体と、弁ドームと、ばね付勢された押圧ロッドと、制御システムと連動された圧力と流量の変換器とを備える膜制御された圧力測定兼圧力調整弁によって、弁ドームの膜は制御システムと連動された一対のソレノイド弁或いは比例弁によりガス流量とガス圧力の段階的修正のためにガス流とガス圧力に影響を与えるように圧縮ガスを充填され、圧力変換器と流量変換器とが上弁室に配列され、圧力変換器が下弁室に配列されていることにより達成される。
【００２３】
この装置はこの発明の方法のために記載されたのと同じ利点と有効性を有する。この装置は加熱ガスと加熱酸素を切断トーチへ可変供給できる。この接続では、通常の静的に調整可能な減圧器の代わりに制御可能な圧力と流量の変換器が切断トーチのために使用される。
【００２４】
この発明の手段の他の実施例によると、対のソレノイド弁或いは比例弁は電気及び電子式又はそのいずれか一方の制御システムと連動され、ガスの供給と放出の変動を制御するためと、必要ならば状態検出と状態情報のために、所定基準値に基づいて比較値と調整値或いは測定値を処理する。
【００２５】
更に、加熱ガスと加熱酸素の各一つの膜制御された圧力測定兼圧力調整弁は、切断処理中に加熱ガスと加熱酸素の圧力と流量を変動するよう設けられていることが重要である。
【００２６】
前記特性と更に説明される特性は、組合せで記述されるばかりではなく、他の組合せで或いは単独でこの発明の範囲を逸脱することなしに記述されることが自明である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明思想は、図面に例示された実施例によって次の詳細な説明に記載されている。
【実施例】
【００２８】
加熱ガスと加熱酸素の圧力測定兼圧力調整弁１は上弁室３と下弁室４を備える弁体２から成り立つ。更に、キューポラ状弁ドーム５は弁体２上に置かれている。このキューポラ状弁ドームは電気及び電子式又はそのいずれか一方の制御システム８と連動され且つソレノイド弁或いは比例弁として形成される入口弁６と出口弁７を有する。
【００２９】
上弁室３と弁ドーム５の間には膜９が配列されていて、この膜は圧力測定兼圧力調整弁１の膜偏向を修正する予備制御器（１０）に接続されている。ガス流量とガス圧力の段階的変動のために、膜９は圧縮ガスを充填されて、弁ドーム５上の入口弁６と出口弁７を通してガス流量とガス圧力に影響を与える。
【００３０】
圧縮ばね１１により付勢された弁押圧ロッド１２は膜９の運動に依存して弁体２の上弁室３と下弁室４の間の開口１３を開閉する膜９に静止して、ガスが矢印１４によって下弁室４へ流入し、ガスが矢印１５によって上弁室３で放出する。
【００３１】
下弁室４には圧力変換器１６が、上弁室３では圧力変換器１７と流量変換器１８が配列されていて、圧力変換器と流量変換器が制御システム８に接続されている。
【００３２】
圧力測定兼圧力調整弁１によって流れ圧力とそれで流れ量の所定基準値によるガス流がそれぞれのガス入口１４とガス出口１５を介して制御調整されている。基準値は、入口弁６を介してより高い圧力のガス流の流入、或いは膜９を介してより低い圧力を発生するために出口弁７を介して現存ガスの流出によって発生される。
【００３３】
膜９の上下の差圧は圧縮ばね１１と共働して開口１３を変えて通過するガス流を修正するので、所望のガス流は所望圧力をガス出口１５で放出される。圧力変換器１６、１７と流量変換器１８は検出されたガス圧力とガス量を電気信号に変換し、その電気信号は制御システム８に伝達されて、制御システムに記憶された調整値と比較でき、その比較から圧力測定兼圧力調整弁１の弁ドーム５上の入口弁６と出口弁７を開閉する制御信号が伝達される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】工作材上の加熱ガスと加熱酸素の圧力変動の概略図である。
【図２】ビレット、塊鉄とスラブの連続鋳造プラントに或いは下流において冷間と熱間状態で鋼から鋳造ストランドと工作材を酸素切断する酸素切断機を操作する手段の膜制御された圧力測定兼圧力調整弁を概略的に説明する。
【符号の説明】
【００３５】
１．．．．．圧力測定兼圧力調整弁１
２．．．．．弁体
３．．．．．上弁室
４．．．．．下弁室
５．．．．．弁ドーム
６．．．．．入口弁（ソレノイド弁）
７．．．．．出口弁（ソレノイド弁）
８．．．．．制御システム
９．．．．．膜
１０．．．．予備制御器
１１．．．．圧縮ばね
１２．．．．弁押圧ロッド
１３．．．．開口
１４．．．．入口
１５．．．．出口
１６．．．．圧力変換器
１７．．．．圧力変換器
１８．．．．流量変換器
【図１】
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【図２】
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