JP5359780B2

JP5359780B2 - 酸素溶断ランスの着火方法

Info

Publication number: JP5359780B2
Application number: JP2009246236A
Authority: JP
Inventors: 豊佐藤; 悟深浦; 宏行堀尾; 洋明原; 哲伸西本; 義重富沢; 望西村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-10-27
Also published as: JP2011092947A

Description

本発明は、酸素溶断ランスの着火方法に関するものである。

酸素溶断ランスは、内径が３〜１２ｍｍ程度の厚肉金属製のランスパイプを通して酸素を供給し、その先端でランスパイプを燃焼させて被加工材の溶断や穿孔等を行うものである（例えば、非特許文献１参照）。

この酸素溶断ランスをより具体的に説明すると、図６に一例を示すように、酸素溶断ランス１では、ランスパイプ２の基部からランスパイプ２内に高圧の酸素を送り込んで、その先端部２ａから噴出させ、火種（例えば、ガスバーナの炎）を用いて着火させて、ランスパイプ２の先端部２ａを燃焼させる。そして、このランスパイプ２の先端部２ａの酸化反応による火炎５の有する高熱や機械的圧力等で、耐火物や鋼材等の被加工材６の溶断や穿孔等を行うものである。なお、図６中の３は、酸素の流量を調整する酸素流量調整バルブであり、圧力計４を用いて酸素の流量を把握することができる。

このような酸素溶断ランスにおいては、作業性の向上のために、適切に着火させることが大切である。そこで、これまで、酸素溶断ランスの着火方法について、各種の検討がなされている。

例えば、出願人が実施していた酸素溶断ランスの着火方法としては、１５００℃の銑鉄をランスパイプの先端部に接触させ、ランスパイプの先端部を溶かすことによって１０秒にて着火させる方法がある。

また、特許文献１には、火種になる高温物がない場合の酸素溶断ランスの着火方法として、ランスパイプの先端部をグラインダーによって削りながら火花を散らすことによって２０〜６０秒掛けて着火を行う方法が開示されている。

特開平０９−０３８７６９号公報

日本鉄鋼協会編、「第３版鉄鋼便覧ＶＩ」、ｐ．６４７

しかしながら、前述の出願人が実施していた１５００℃の銑鉄を用いる着火方法は１０秒で着火することができるものの、その準備時間が必要であることや、安全上も問題があり、そもそも溶鉱炉以外では１５００℃の銑鉄を手に入れることは容易ではない。

一方、特許文献１に記載の着火方法は、高温の銑鉄等の高温物は必要ないが、作業者がグラインダーを用いてランスパイプの先端部を６０秒近く削るのは、作業負荷や安全上の問題がある。また、機械化した場合は、制御機構等が必要となり、大掛かりな装置になってしまう。

これに対して、高温の銑鉄や大掛かりな装置を用いることなく、比較的簡便に着火する方法として、図３に示すような、着火用の枠体５０を用いる方法がある。

すなわち、図３（ａ）に外観図、図３（ｂ）に断面図を示すように、この着火用の枠体５０は、枠材（木材や紙）５１に、ランスパイプ２の先端部２ａが挿入されるランスパイプ挿入孔５２が形成されたものである。そのランスパイプ挿入孔５２の内部には、着火用の燃焼材（例えば、紙屑や籾殻）５５が投入される。

そして、この着火用枠体５０を用いて酸素溶断ランス１の着火を行う際には、図４に示すように、ランスパイプ挿入孔５２の内部に投入された着火用燃焼材５５をマッチ等で燃焼させておき、そのランスパイプ挿入孔５２にランスパイプ２の先端部２ａを挿入し、酸素流量調整バルブ３を開いて酸素を供給して、着火を行う。これは、着火用燃焼材５５の燃焼熱がランスパイプ挿入孔５２にこもり、ランスパイプ２の先端部２ａの温度を溶融温度に到達させることができるからである。

ただし、この着火方法は、高温の銑鉄や大掛かりな装置を用いることなく、比較的簡便に着火することができるが、着火までの時間（着火所要時間）が１分以上掛かるという問題がある。また、着火の途中にランスパイプ２を持つ作業者側に火花が飛ぶことがあり、図４に示すように、作業者の退避距離を３ｍ以上確保しなければいけないという安全上の問題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、酸素溶断ランスの着火を簡便で迅速かつ安全に行うことができる酸素溶断ランスの着火方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記の課題を解決するために、前述の図３、図４に示した着火用枠体を用いる酸素溶断ランスの着火方法の簡便さという利点を生かしながら、着火所要時間が長く、かつ作業者の退避距離も大きいという欠点を解消できる方法を鋭意検討した。

その結果、着火用枠体のランスパイプ挿入孔内に充満する燃焼空気を作業者側とは異なる方向に逃がすための逃し穴を設けることを着想した。すなわち、ランスパイプ挿入孔に連通し、ランスパイプ挿入孔の開口方向（作業者が居る方向）とは異なる方向に開口した逃し穴を設けておくことである。これによって、ランスパイプ挿入孔内の燃焼空気がその逃し穴を通って流出していくようになり、作業者側への火花の飛散が抑制されることから、作業者の退避距離を短くすることができる。それとともに、ランスパイプ挿入孔内の燃焼空気の逃げ場ができたので、燃焼空気の流れが安定し、着火所要時間も短縮される。

上記の考え方に基づいて、本発明は以下の特徴を有している。

［１］酸素溶断ランスの着火方法であって、酸素溶断ランスのランスパイプが挿入されるランスパイプ挿入孔を有する着火用枠体を用い、ランスパイプ挿入孔に投入された着火用燃焼材の燃焼熱によって酸素溶断ランスの着火を行うに際して、前記着火用枠体に、ランスパイプ挿入孔に連通し、ランスパイプ挿入孔の開口方向とは異なる方向に開口した逃し穴を設けておくことを特徴とする酸素溶断ランスの着火方法。

本発明を用いることによって、酸素溶断ランスの着火を簡便で迅速かつ安全に行うことができる。

本発明の一実施形態において用いる着火用枠体を示す図である。本発明の一実施形態における着火作業を示す図である。従来の着火用枠体を示す図である。従来の着火用枠体を用いた着火作業を示す図である。本発明の実施例を示す図である。酸素溶断ランスを示す図である。

前述したように、本発明では、例えば図６に示したような酸素溶断ランスの着火を行うに際して、ランスパイプが挿入されるランスパイプ挿入孔を有する着火用枠体を用い、ランスパイプ挿入孔に投入された着火用燃焼材の燃焼熱によって酸素溶断ランスの着火を行うことを前提にしている。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態において用いる着火用枠体１０を示すものである。基本的な構成は、前述の図３に示した着火用枠体５０と同様である。すなわち、図１（ａ）に外観図、図１（ｂ）に断面図を示すように、この着火用枠体１０は、枠材（木材や紙）１１に、ランスパイプ２の先端部２ａが挿入されるランスパイプ挿入孔１２が形成されたものである。そのランスパイプ挿入孔１２の内部には、着火用の燃焼材（例えば、紙屑や籾殻）１５が投入される。

その上で、この着火用枠体１０には、ランスパイプ挿入孔１２に連通し、ランスパイプ挿入孔１２の開口方向（作業者が居る方向）に対して略直交する方向に開口した逃し穴１３が設けられている。

そして、この着火用枠体１０を用いて酸素溶断ランス１の着火を行う際には、図２に示すように、ランスパイプ挿入孔１２の内部に投入された着火用燃焼材１５をマッチ等で燃焼させておき、そのランスパイプ挿入孔１２にランスパイプ２の先端部２ａを挿入し、酸素流量調整バルブ３を開いて酸素を供給して、着火を行う。これは、着火用燃焼材１５の燃焼熱がランスパイプ挿入孔１２にこもり、ランスパイプ２の先端部２ａの温度を溶融温度に到達させることができるからである。

その際に、この実施形態においては、図２に示すように、ランスパイプ挿入孔１２内の燃焼空気が逃し穴１３を通って流出していくようになり、作業者側への火花の飛散が抑制されることから、作業者の退避距離を例えば１ｍに短くすることができる。それとともに、ランスパイプ挿入孔１２内の燃焼空気の逃げ場ができたので、燃焼空気の流れが安定し、着火所要時間も例えば２０秒に短縮される。

ここで、着火用枠体１０に設ける逃し穴１３の個数や大きさは、ランスパイプ挿入孔１２の大きさや酸素の供給量等に基づいて、適宜定めればよい。

例えば、逃し穴１３の個数について言えば、逃し穴１３の個数が多いほど、逃し穴１３を通って流出していく燃焼空気の量も多くなるので、作業者の退避距離も短くできるが、それとともに、ランスパイプ挿入孔１２内から放散する熱量も多くなるので、着火所要時間が長くなってしまう。したがって、逃し穴１３の個数は、例えば３個程度が好適である。

このようにして、この実施形態においては、酸素溶断ランスの着火を行うに際して、高温の銑鉄や大掛かりな装置を用いることなく簡便に着火することができるとともに、着火所要時間を短縮し、かつ作業者の退避距離を短くすることができる。すなわち、酸素溶断ランスの着火を簡便で迅速かつ安全に行うことが可能になる。

本発明例として、図１、図２に示した本発明の一実施形態に基づいて酸素溶断ランスの着火を行った。その際に、着火用枠体１０の逃し穴１３の個数は、１個、２個、３個、４個と変化させた。また、酸素の供給量は、酸素ガスの線速が３ｍ／秒、１０ｍ／秒の２条件とした。

一方、比較のために、従来例として、図３、図４に示した従来の着火用枠体５０（逃し穴は無し）を用いて酸素溶断ランスの着火を行った。

その結果、図５に示すように、作業者の退避距離については、従来例では３ｍ必要であったのに対して、本発明例では１ｍ〜２ｍと短くなった。また、着火所要時間については、従来例では１分程度掛かっていたのに対して、本発明例では１５秒〜４５秒に短縮された。

ちなみに、この実施例では、本発明例の内で、逃し穴１３の個数を３個にして、酸素供給量を酸素ガス線速で１０ｍ／秒にした場合が、作業者の退避距離が１ｍ、着火所要時間が１５秒となり、最も良好であった。

以上のような本発明の実施例の結果から、本発明の有効性が確認された。

１酸素溶断ランス
２ランスパイプ
２ａランスパイプの先端部
３酸素流量調整バルブ
４圧力計
５火炎
６被加工材
１０着火用枠体
１１枠材
１２ランスパイプ挿入孔
１３逃し穴
１５着火用燃焼材
５０着火用枠体
５１枠材
５２ランスパイプ挿入孔
５５着火用燃焼材

Claims

酸素溶断ランスの着火方法であって、酸素溶断ランスのランスパイプが挿入されるランスパイプ挿入孔を有する着火用枠体を用い、ランスパイプ挿入孔に投入された着火用燃焼材の燃焼熱によって酸素溶断ランスの着火を行うに際して、前記着火用枠体に、ランスパイプ挿入孔に連通し、ランスパイプ挿入孔の開口方向とは異なる方向に開口した逃し穴を設けておくことを特徴とする酸素溶断ランスの着火方法。