(57)【要約】【課題】鋼材の厚さが１７０ｍｍ以上の割れ感受性の高い鋼材を、遅れ割れを発生させずにガス切断する方法を提供する。【解決手段】鋼材中の含有成分が質量％で、Ｃ＋Ｍｎ／６≧０．３％又はＮｂ＋Ｖ≧０．０２％であり、鋼材の厚さが１７０ｍｍ以上の鋼材１のガス切断方法であって、本切断の前に本切断線６の近傍を先行ガス切断し、本切断直前の本切断線６における鋼材の表面温度が２５０℃以上であることを特徴とする鋼材の切断方法。あるいは、本切断線６と先行ガス切断線５との間隔Ｔは３０ｍｍ以内、先行切断トーチ３と本切断トーチ４の送り方向の距離Ｌは３００ｍｍ以内とする。１台の切断機２に先行切断トーチ３と本切断トーチ４をともに搭載する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材中の含有成分が質量％で、Ｃ＋Ｍｎ／６≧０．３％又はＮｂ＋Ｖ≧０．０２％であり、鋼材の厚さが１７０ｍｍ以上の鋼材のガス切断方法であって、本切断の前に本切断線の近傍を先行ガス切断し、本切断直前の本切断線における鋼材の表面温度が２５０℃以上であることを特徴とする鋼材の切断方法。
【請求項２】
鋼材中の含有成分が質量％で、Ｃ＋Ｍｎ／６≧０．３％又はＮｂ＋Ｖ≧０．０２％であり、鋼材の厚さが１７０ｍｍ以上の鋼材のガス切断方法であって、本切断の前に本切断線の近傍を先行ガス切断し、本切断線と先行ガス切断線との間隔は３０ｍｍ以内であり、先行切断トーチと本切断トーチの送り方向の距離は３００ｍｍ以内であることを特徴とする鋼材の切断方法。
【請求項３】
切断速度は１００ｍｍ／分以内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼材の切断方法。
【請求項４】
１台の切断機に先行切断トーチと本切断トーチをともに搭載することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鋼材の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、割れ感受性の高い厚手の鋼材をガス切断する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造鋳片や分塊圧延鋼片等の厚手の鋼材を所要の長さや幅に切断する方法として、ガス切断が用いられている。切断時の鋼材温度として通常は常温を用いる。
【０００３】
鋼材中の含有成分が質量％で、Ｃ＋Ｍｎ／６≧０．３％又はＮｂ＋Ｖ≧０．０２％である鋼材は、切断時の割れ感受性が高く、上記通常の方法でガス切断を行うと、ガス切断時に遅れ割れが発生しやすいという問題がある。これら割れ感受性が高い鋼材のガス切断方法として、鋼材を加熱炉内で予熱してからガス切断を行う方法や、切断予定部をバーナーや電気ヒーターで加熱してからガス切断を行う方法が知られているが、いずれも特別な設備や装置が必要であり、加熱という前処理を行うために全体を通じての作業工期が余計にかかることとなり、加熱昇温に伴うエネルギーコストが増大し、また前処理が必要なために余分の労力を要する。
【０００４】
特許文献１には、調質型高張力鋼板や調質型耐摩耗鋼板を直接焼入れにより製造した後、ガス切断を行う際に遅れ割れの発生を防止するガス切断方法が記載されている。鋼板を切断するに際し、本切断の前に切断予定線の直角方向の距離５０ｍｍ以内の領域を進む先行ガス切断を行うことによって、本切断直前の切断予定線上の鋼板表面温度を確保し、遅れ割れを防止するとしている。特許文献１によれば、図３に示す如く、先行切断機Ａによって切断線Ｄにそった先行切断を行い、それに続いて本切断機Ｂによって切断予定線Ｃにそった本切断を行う状況が開示されている。板厚１２．７〜５０．８ｍｍの鋼板について切断実績が記載されており、本切断直前の鋼板表面温度実績は４５〜１４０℃である。
【０００５】
【特許文献１】
特公平４−５０１０１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
割れ感受性の高い鋼材の切断に関しては、特許文献１に記載のような板厚５０ｍｍ以下の鋼材のみならず、厚手の、例えば板厚１７０ｍｍ以上の鋼材をガス切断することが必要とされる。ところが、図３に示すような特許文献１に記載の方法を用いて、先行切断機Ａで先行切断を行い、それに続いて本切断機Ｂによって本切断を行おうとしても、ガス切断時の遅れ割れを防止することができない。
【０００７】
本発明は、鋼材の厚さが１７０ｍｍ以上の割れ感受性の高い鋼材を、遅れ割れを発生させずにガス切断する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）鋼材中の含有成分が質量％で、Ｃ＋Ｍｎ／６≧０．３％又はＮｂ＋Ｖ≧０．０２％であり、鋼材の厚さが１７０ｍｍ以上の鋼材１のガス切断方法であって、本切断の前に本切断線６の近傍を先行ガス切断し、本切断直前の本切断線６における鋼材の表面温度が２５０℃以上であることを特徴とする鋼材の切断方法。
（２）鋼材中の含有成分が質量％で、Ｃ＋Ｍｎ／６≧０．３％又はＮｂ＋Ｖ≧０．０２％であり、鋼材の厚さが１７０ｍｍ以上の鋼材１のガス切断方法であって、本切断の前に本切断線６の近傍を先行ガス切断し、本切断線６と先行ガス切断線５との間隔Ｔは３０ｍｍ以内であり、先行切断トーチ３と本切断トーチ４の送り方向の距離Ｌは３００ｍｍ以内であることを特徴とする鋼材の切断方法。
（３）切断速度は１００ｍｍ／分以内であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の鋼材の切断方法。
（４）１台の切断機２に先行切断トーチ３と本切断トーチ４をともに搭載することを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の鋼材の切断方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に基づいて本発明の説明を行う。
【００１０】
本発明者らは、鋼材中の含有成分が質量％でＣ＋Ｍｎ／６≧０．３％又はＮｂ＋Ｖ≧０．０２％であるような割れ感受性の高い材料について、鋼材の厚さが１７０ｍｍ以上の厚手の鋼材のガス切断するに際しては、本切断の前に本切断線６の近傍を先行ガス切断し、これによって本切断直前の本切断線６における鋼材の表面温度を２５０℃以上とすることにより遅れ破壊の発生を防止できることを明らかにした。
【００１１】
また本発明者らは、鋼材中の含有成分が質量％でＣ＋Ｍｎ／６≧０．３％又はＮｂ＋Ｖ≧０．０２％であるような割れ感受性の高い材料について、鋼材の厚さが１７０ｍｍ以上の厚手の鋼材１のガス切断するに際しては、本切断の前に本切断線６の近傍を先行ガス切断し、本切断線６と先行ガス切断線５との間隔Ｔ（以下「切断線間隔Ｔ」ともいう。）は３０ｍｍ以内とし、先行切断トーチ３と本切断トーチ４の送り方向の距離Ｌ（以下「トーチ間距離Ｌ」ともいう。）は３００ｍｍ以内とすることにより遅れ破壊の発生を防止できることを明らかにした。
【００１２】
本発明では、本切断の前に本切断線６の近傍を先行切断トーチ３を用いて先行ガス切断線５に沿って先行切断を行うことにより、本切断直前の本切断線５における鋼材を加熱して鋼材表面温度を上昇することができ、その結果として本切断線６の近傍における遅れ割れの発生を防止することができる。
【００１３】
鋼材成分が質量％でＣ：０．０７〜０．０８％、Ｓｉ：０．２４〜０．２８％、Ｍｎ：１．４９〜１．５７％、Ｎｂ：０．０４〜０．０５％、Ｖ：０．０４％以下、厚さ２５０ｍｍの鋼材を、図１に示すように先行切断トーチ３と本切断トーチ４とでガス切断するに際し、トーチ間距離Ｌを１００〜８００ｍｍの範囲で変化させ、本切断線６と先行ガス切断線５との間隔Ｔを３０〜９０ｍｍの範囲で変化させて切断試験を行った。切断速度は、先行切断トーチ３、本切断トーチ４ともに、９０ｍｍ／分とした。結果を図２に示す。横軸がトーチ間距離Ｌ、縦軸が本切断直前の本切断線６における鋼材の表面温度である。本切断線６と先行ガス切断線５との間隔Ｔが３０ｍｍのものは◇、◆、６０ｍｍのものは△、▲、９０ｍｍのものは□、■で表している。また、遅れ割れが発生したものは黒印、遅れ割れが発生しなかったものは白印で表している。図２から明らかなように、まず本切断直前の本切断線６における鋼材の表面温度が２５０℃以上であれば遅れ割れを発生させることなく切断が完了していることが明らかである。また、本切断線６と先行ガス切断線５との間隔Ｔを３０ｍｍ以内とし、先行切断トーチ３と本切断トーチ４の送り方向の距離Ｌを３００ｍｍ以内とすることにより遅れ破壊を発生させることなく切断が完了していることが明らかである。
【００１４】
本発明において、鋼材中の含有成分が質量％で、Ｃ＋Ｍｎ／６≧０．３％又はＮｂ＋Ｖ≧０．０２％のものに限定したのは、このような成分を有する鋼材においてガス切断時の遅れ割れ発生が問題となっており、本発明によってその問題を解決できるからである。また、鋼材の厚さを１７０ｍｍ以上のものに限定した理由は、このような厚さを有する鋼材においてガス切断時の遅れ割れ発生が問題となっており、本発明によってその問題を解決できるからである。
【００１５】
本発明において、本切断トーチ４と先行切断トーチ３ともに切断速度を１００ｍｍ／分以内とすると好ましい。切断速度を１００ｍｍ／分超で切断を行う場合、切断トーチのフレームが不安定になり、切断面が局部的に凹凸が発生しやすくなる。これによって凹凸箇所は加熱状態が不均一となり、この箇所で割れが発しやすくなるからである。
【００１６】
特許文献１に記載の方法においては、先行切断機Ａと本切断機Ｂの２台の切断機を用いて切断を行う。各切断機として市販の切断機を用いる場合、切断機の走行方向長さは４００ｍｍ以上あり、結果として先行切断トーチと本切断トーチとの間隔を切断機の切断方向長さ（最低でも４００ｍｍ）より狭くすることができない。そのため、本切断の前に本切断線の近傍を先行ガス切断したとき、本切断直前の本切断線における鋼材の表面温度は最高でも２４０℃程度までしか上げることができなかった。
【００１７】
即ち、特許文献１に記載の方法を採用したのでは、先行切断トーチと本切断トーチとの間隔を３００ｍｍ以下とすることができず、その結果として本切断直前の本切断線における鋼材の表面温度を２５０℃以上とすることもできない。特許文献１に記載の方法によって板厚１７０ｍｍ以上の割れ感受性の高い鋼材を切断した場合に、遅れ割れの発生を防止できなかったのはこのような理由によることが明らかになった。
【００１８】
本発明を実施するに当たり、特許文献１のように２台の切断機を直列に並べて切断したのでは、本発明において必要とする条件（本切断直前の本切断線における鋼材の表面温度を２５０℃以上とする、あるいは先行切断トーチと本切断トーチの送り方向の距離Ｌを３００ｍｍ以内とする）を実現することができない。
【００１９】
本発明においては、図１に示すように、先行切断トーチ３と本切断トーチ４とを同じ１台の切断機２に搭載することにより、本発明において必要とする条件（本切断直前の本切断線における鋼材の表面温度を２５０℃以上とする、あるいは先行切断トーチと本切断トーチの送り方向Ｌの距離を３００ｍｍ以内とする）を実現することが可能になる。
【００２０】
【実施例】
表１に示す鋼成分を有し、板厚が２５０ｍｍの鋼材１を切断するに際して本発明を適用した。いずれの成分もＣ＋Ｍｎ／６≧０．３％かつＮｂ＋Ｖ≧０．０２％であり、板厚が１７０ｍｍ以上であり、従来の切断方法ではガス切断時の遅れ割れを防止することができない。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
切断に用いる切断機としては、図１に示すような１台の切断機に先行切断トーチ３と本切断トーチ４をともに搭載した切断機２を用い、切断速度はいずれも９０ｍｍ／分とした。本切断線６と先行ガス切断線５との間隔Ｔ（表１の間隔Ｔ）を３０〜９０ｍｍで変化させ、先行切断トーチ３と本切断トーチ４の送り方向の距離Ｌ（表１の距離Ｌ）を１００〜５００ｍｍで変化させた。表１に示す温度は本切断直前の本切断線６における鋼材１の表面温度であり、温度は放射温度計を用いて測定した。なお、表中の温度は、本切断直前の鋼材表面温度を本切断の全長にわたって測定し、測定した際の全長の最低温度を示したものである。また、ガス切断後の遅れ割れ発生有無を調査し、結果を表１に記載した。
【００２３】
表１のＮｏ．１〜３、８〜１０が本発明例であり、間隔Ｔが３０ｍｍ、距離Ｌが３００ｍｍ以内であり、結果として本切断直前の本切断線６における鋼材１の表面温度が２５０℃以上であり、遅れ割れの発生がなく良好な結果を得ることができた。
【００２４】
比較例のＮｏ．４、５、１１、１２は距離Ｌが大きく、Ｎｏ．６は間隔Ｔが大きく、Ｎｏ．７、１３は距離Ｌと間隔Ｔの両方とも大きく、いずれも本切断直前の本切断線６における鋼材１の表面温度が２５０℃未満となり、遅れ割れが発生した。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、鋼材中の含有成分が質量％で、Ｃ＋Ｍｎ／６≧０．３％又はＮｂ＋Ｖ≧０．０２％であり、鋼材の厚さが１７０ｍｍ以上の鋼材をガス切断するに際し、本切断の前に本切断線の近傍を先行ガス切断して本切断直前の本切断線における鋼材の表面温度を２５０℃以上とし、あるいは本切断線と先行ガス切断線との間隔を３０ｍｍ以内とし先行切断トーチと本切断トーチの送り方向の距離を３００ｍｍ以内とすることにより、遅れ割れを発生させずにガス切断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切断方法で切断する状況を示す斜視図である。
【図２】トーチ間距離Ｄと切断線間隔Ｔと、本切断直前の本切断線における鋼材の表面温度及び遅れ割れ有無を示す図である。
【図３】従来の方法で切断する状況を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  鋼材
２  切断機
３  先行切断トーチ
４  本切断トーチ
５  先行ガス切断線
６  本切断線
７  進行方向
Ｌ  先行切断トーチと本切断トーチの送り方向の距離
Ｔ  本切断線と先行ガス切断線との間隔
Ａ  先行切断機
Ｂ  本切断機
Ｃ  切断予定線
Ｄ  先行切断線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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