(57)【要約】【課題】本発明は、エア−プラズマで鋼管端部を切断しても、溶融金属粒の溶着を防止可能な鋼管切断装置を提供することを目的としている。【解決手段】水平に載置された鋼管の一端を囲む回転自在なリング状部材に取り付けられ、該鋼管を切断するプラズマ・トーチと、前記鋼管の内部へ前記リング状部材と同方向より進入させ、前記プラズマ・トーチでの鋼管切断で生じた溶融金属粒に、前記進入方向と逆向きに該溶融金属粒が飛ぶように気体を吹きつける気体噴射孔を設けたノズルと、該ノズルを支え、それを鋼管に向けて前後進させるノズル移動手段とを備えた鋼管切断装置である。【選択図】　　　　図１
2004050237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に載置された鋼管の一端を囲む回転自在なリング状部材に取り付けられ、該鋼管を切断するプラズマ・トーチと、前記鋼管の内部へ前記リング状部材と同方向より進入させ、前記プラズマ・トーチでの鋼管切断で生じた溶融金属粒に、前記進入方向と逆向きに該溶融金属粒が飛ぶように気体を吹きつける気体噴射孔を設けたノズルと、該ノズルを支え、それを鋼管に向けて前後進させるノズル移動手段とを備えたことを特徴とする鋼管切断装置。
【請求項２】
前記気体噴射孔が円周方向に連続したスリット状であることを特徴とする請求項１記載の鋼管切断装置。
【請求項３】
前記気体噴射孔の鋼管軸に対する傾斜角が２０〜４５°であることを特徴とする請求項１又は２記載の鋼管切断装置。
【請求項４】
さらに、吹き飛ばされた溶融金属粒を回収する集塵装置を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管切断装置に係わり、特に、接合時に内面ビードを生じる電縫鋼管、圧接鋼管等を切断するのに有効な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電縫鋼管、圧接鋼管等は、鋼帯を断面が円形になるように成形し、突き合わせた鋼帯幅方向の両端を溶接、圧接等で接合して製造する。その際、接合によって、これら鋼管の内外面には、ビードと称するじゅず状の溶着物が接合線に沿って生じる。これらビードは、鋼管の内外観を悪くするばかりでなく、接合後にさらにサイザー、レデューサ等を用いて縮径する際の障害となる。そのため、通常は、切削バイト、回転刃等を備えたビード切削装置を用いて切削、除去している。特に、内面ビードの切削、除去結果については、前記接合後の所定長さに切断された鋼管の内部を、作業者が観察し、その切削状況を測定並びに確認している。
【０００３】
上記鋼管の切断は、生産効率の観点から鋼管を走行させた状態で行われるので、通常はフライング・シャが用いられている。ところが、このフライング・シャで切断した後の鋼管の端面には、切断の残留物である「バリ」が残ることが多く、以前より、それが邪魔になって内部観察が円滑に実施できないという問題があった。そのため、本出願人は、鋼管の端部近傍をエア−プラズマによる切断を試み、問題の解決を図った。
【０００４】
しかしながら、エア−プラズマによる切断では、「ノロ」と称する溶融金属粒が切断箇所に多数付着し、やはり内部観察の障害になってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、エア−プラズマで鋼管端部を切断しても、溶融金属粒の溶着を防止可能な鋼管切断装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【０００７】
すなわち、本発明は、水平に載置された鋼管の一端を囲む回転自在なリング状部材に取り付けられ、該鋼管を切断するプラズマ・トーチと、前記鋼管の内部へ前記リング状部材と同方向より進入させ、前記プラズマ・トーチでの鋼管切断で生じた溶融金属粒に、前記進入方向と逆向きに該溶融金属粒が飛ぶように気体を吹きつける気体噴射孔を設けたノズルと、該ノズルを支え、それを鋼管に向けて前後進させるノズル移動手段とを備えたことを特徴とする鋼管切断装置である。
【０００８】
この場合、前記気体噴射孔は、円周方向に連続したスリット状であったり、あるいはその鋼管軸に対する傾斜角が２０〜４５°であることが好ましい。また、吹き飛ばされた溶融金属粒を回収する集塵装置を備えているのが一層好ましい。
【０００９】
本発明によれば、エア−プラズマでの切断で生じた溶融金属粒が鋼管の端部に固着する前に、鋼管の外へ除去されるようになる。その結果、鋼管の内部観察は、従来より円滑に行えるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
まず、本発明に係る鋼管切断装置は、鋼管の製造ライン上で該鋼管の走行をストッパ等で止め、静止させる位置の近傍に配置する。そして、静止した鋼管の一端より一定の距離（例えば、４０ｍｍ）だけ離れた部分をプラズマ・トーチで切断するのである。
【００１２】
したがって、そのプラズマ・トーチは、鋼管の一端より該鋼管を囲むように移動するリング状部材に取り付けられ、鋼管に向けてエア−プラズマを噴射すると共に、該リング状部材を回転させることで、切断を行う。このようなプラズマ・トーチとしては従来より既知であるので、詳細な説明は省略する。なお、トーチの本数は、１本に限らず、複数本取り付けても良い。
【００１３】
本発明の重要ポイントは、上記プラズマ・トーチでの切断時に発生し、鋼管の内部観察の障害になる溶融金属粒を、鋼管に付着する前にいかに迅速に、且つ合理的に除くかにある。そのため、発明者は、鋭意実験を重ね、気体噴射孔を設けたノズルを、鋼管を切断するプラズマ・トーチを取り付けたリング状部材と同方向より鋼管内部に進入させ、鋼管の切断で生じた溶融金属粒に、前記進入方向と逆向きに該溶融金属粒が飛ぶように気体（例えば、空気）を吹きつけるのが良いことを見出したのである。このようにすると、気体を吹き付けるノズルの移動距離ばかりでなく、溶融金属粒を吹き飛ばす距離も短くできるからである。
【００１４】
そのような本発明に係る切断装置の原理を図１に示すが、水平に載置された鋼管１の一端を囲む回転自在なリング状部材２に取り付けられ、該鋼管１を切断するプラズマ・トーチ３と、鋼管１の内部へ前記リング状部材２と同方向より進入させ、前記プラズマ・トーチ３での鋼管切断で生じた溶融金属粒（図示しないが、切断部１０の近傍に存在）に、前記進入方向と逆向きに該溶融金属粒が飛ぶように気体４（矢印で示す）を吹きつける気体噴射孔５を設けたノズル６と、該ノズル６を支え、それを鋼管１に向けて前後進させるノズル移動手段７とを備えものである。勿論、前記リング状部材２も、図示していないが、それを支持する支持部材を、鋼管の一端側から鋼管に向けて前後進するようになっている。その移動手段には、エア・シリンダ等が利用できる。また、ノズル６は、プラズマ・トーチ３をセッティングする前に予め管内に挿入しておく。なお、ノズル６からの気体噴射は、エア−プラズマによる鋼管切断をする前より行っており、プラズマ切断で直ちに前記「ノロ」は除去される。
【００１５】
ここで、具体的な気体を噴射させるノズル６としては、図２に示すように、鋼管軸８に対する傾斜角（図では、θで表す）が２０〜４０°である気体噴射孔５を、該ノズル６の円周に沿い多数個備えたもの又は円周方向に連続したスリット状の孔（図示せず）であれば、如何なる構造のものでも使用できる。溶融金属粒が、前記進入方向と逆向きに飛べば良いからである。ただし、傾斜角を２０〜４５°に限定した理由は、２０°未満では、鋼管の外に飛び出した溶融金属粒がノズルの後端側に当たって付着する恐れがあり、４５°超えでは、溶融金属粒が飛び出す際に鋼管の切断部に衝突して、プラズマ気流の円滑な流れを阻害するという不都合が生じるからである。なお、気体の噴射圧力は、発明者の実験によれば、０．１〜０．４ＭＰａ程度で十分である。
【００１６】
また、本発明では、前記気体を噴射するノズル６を支え、それを鋼管１に向けて前後進させるノズル移動手段７には、エア・シリンダが利用できる。そして、該ノズル６と鋼管１とのセンタリングを図るため、ノズル６が確実に水平移動するように補助手段９（ガイド等）を設けるのが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明では、吹き飛ばされて鋼管の外に出た溶融金属粒が飛散しないように、図示していないが、それらを回収する気体吸引方式の集塵装置を備えていると一層良い。周囲の作業環境を良好に維持するには、必要だからである。
【００１８】
【実施例】
外径１５０ｍｍφ×長さ５０ｍの電縫鋼管を多数本製造した。その際、内面ビードの検査前における該鋼管の切断に、本発明に係る鋼管切断装置を適用した。なお，プラズマ切断後に行う気体噴射ノズルからの気体（この場合、空気）は、噴射圧が０．３０ＭＰａになるようにした。また、切断位置は、鋼管の端部より３０ｍｍのところである。
【００１９】
本発明の効果は、内面の肉眼観察の容易さで評価されるが、本発明に係る切断装置を用いると、観察を阻害する物がなくなり、従来装置（フライング・シャを適用）での場合と比較し、極めて良好な実施結果になった。また、溶融金属粒の回収量は、２００本の鋼管を製造した時点で４ｋｇとなり、従来の１ｋｇよりもかなり増加した。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、エア−プラズマでの切断で生じた溶融金属粒が鋼管の端部に固着する前に、鋼管の外へ除去されるようになる。その結果、鋼管の内部観察は、従来より円滑に行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼管切断装置の原理を説明する概念図である。
【図２】本発明に係る鋼管切断装置に採用した気体噴射孔を有するノズルの一例を示す横断面図である。
【符号の説明】
１　　鋼管
２　　リング状部材
３　　プラズマ・トーチ
４　　気体（例えば、空気）
５　　気体噴射孔
６　　ノズル
７　　ノズルホルダ
８　　ノズル移動手段
９　　鋼管軸
１０　補助手段
１１　切断部
１２　前後進することを示す矢印
【図１】
2004050237.tif 000003
【図２】
2004050237.tif 000004