JPH01309935A - 鋼のホットスカーフィングノズルユニット用銅合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鋼のホットスカーフィングノズルユニット用
銅合金に関するものである。

［従来の技術］ 近年、鋼の表面品質に対する要求は厳しさを増しており
、該要求に呼応して中間製品である鋼片段階での欠陥除
去の重要性は益々高くなってきている。

上記の鋼片階段での欠陥除去の方法として、スカーフィ
ングがあり、これは鋼片の表面欠陥を溶剤によって取り
除く方法である。スカーフィングのうち、１０００℃以
上の熱間において鋼片に対し連続的にスカーフィングを
行なうものがホットスカーフィングとよばれている。

ホットスカーフィングを行なう装置の中で、上記したよ
うに鋼片の表面欠陥を溶剤するのが第１図に示すノズル
ユニットと呼ばれる部分である。

ノズルユニットは、シュー２、アッパーブレヒートブロ
ック４、ローアブレヒートブロック５等を主体として構
成されている。このノズルユニットは、溶融または凝固
直後の高温の鋼片に接触または近接して配置されており
、常に高温下にさらされている。

ノズルユニット、特にシュー２、アッパーブレヒートブ
ロック４、ローアブレヒートブロック５はかように過酷
な条件下で使用されるため、内部は水冷構造となってお
り、また、冷却効果を十分に発揮するために、その材料
には高熱伝導率（高導電率）とともに高耐熱強度が必要
とされる。

そこで、かかる材料として従来Ｊ：リクロム銅合金が使
用されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記クロム銅合金を使用したホットスカ
ーフィングノズルには、割れが発生し易く、現状では頻
繁に補修を行ないながら使用しており、補修に多大な費
用が必要であると共に、生産性の低下をもたらしている
。

本発明は、上記従来技術の課題を解決して、割れの発生
の生じない鋼のホットスカーフィングノズルユニット用
銅合金を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明はＣｒ　：　０．２〜１．５ｗｔ％、Ｚｒ：０．
０５〜０．３５ｗｔ％、Ｐ：０．０１〜０．０５ｗｔ％
を含有し、残部が実質的にＣｕである鋼のホットスカー
フィングノズルユニット用銅合金にその要旨が存在する
。

［作用］ 本発明者は、鋼のホットスカーフィングノズルユニット
用の従来の銅合金に発生１ノでいた割れについて鋭意研
究を重ねた結果、割ねの原因は粒界疲労破壊にあること
を見い出した。

そこで、本発明者は、粒界疲労破壊の発生がなく、かつ
、ホットスカーフィングノズルユニット用として必要と
されるその他の性質をも満足する材料を鋭意探究し本発
明を完成するに至った。

以下に本発明合金の各含有元素の作用および限定理由を
説明する。

Ｃｒ　：　０．２〜１．５ｗｔ％ Ｃｒは、Ｃｕ母相中に微細な金属Ｃｒとして析出し、硬
度を向上させる。Ｃｒ含有量が０．２ｗｔ％未満では、
析出処理を行なっても析出するＣｒｉが少なく、硬度の
向上は期待できない。また、Ｃｒ含有量が１．５ｗｔ％
を越えると、巨大な初晶Ｃｒが晶出し硬度の向上にはほ
とんど寄与しない。よって、Ｃｒ含有量は０．２〜１．
５ｗｔ％とする。

Ｚ　ｒ　：　Ｏ，ＯＯ５〜０．３５ｗｔ％Ｚｒは、Ｃｕ
中に微細なＣｕ、Ｚｒとして析出し、硬度と耐熱性およ
び疲労特性を向上させる。

Ｚｒの含有量が０．００５ｗｔ％未満では、析出処理を
行なっても微細なＣｕ５Ｚｒ（７）−析出量が少なく、
上記特性の向上は望めない。一方、Ｚｒ含有量が０．３
５ｗｔ％を越えると巨大なＣｕ３　Ｚｒが析出する。こ
の巨大なＣｕ、Ｚｒは、上記した微細なＣｕ３Ｚｒの有
する特性は有していないばかりでなく、導電率の低下を
まねく。したがフて、Ｚｒ含有量は０．００５〜０．３
５ｗｔ％とする。

Ｐ：０．０１〜０．０５ｗｔ％ Ｐは脱酸剤としての作用を有しているが、本発明におい
ては、粒界の水素脆化防止ひいては粒界疲労防止の観点
から含有せしめる点に特徴がある。Ｐの含有量が０．０
１ｗｔ％未満では上記の脱酸作用および水素脆化防止の
効果が期待できない。一方、Ｐの含有量が０．０５ｗｔ
％を越えると導電率の低下が著しくなる。したがってＰ
の含有量は０，０１〜０．０５ｗｔ％とする。

なお、残部は実質的にＣｕであるが、結晶粒微細化元素
（たとえばＴａ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｂなど）の１種または２
種以上をそれぞれ０．０５ｗｔ％を上限として添加して
もよい。

［実施例］ 以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

第１表に示す成分の合金訪魂を９５０℃で減面率５０％
で熱間加工後、１０２０℃で溶体化処理し、溶体化処理
後５００℃〜５６０℃で２時間時効処理を施した。

このようにして得られた試料について、硬度（耐熱強度
を評価）、導電率の測定およびミクロ観察を行なフた６
硬度および導電率の測定結果を′ｆＳ２表に示す。第２
表において試料Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄは本発明合金であり、硬度は１２９乃至１３２（ＨＶ
　）の範囲であり、導電率（％Ｉ　ＡＣ３）も８０以上
と良好な値を示している。

試ＩＦ、Ｇ、Ｈは比較合金である。合金ＧはＺｒ含有量
が０．３７ｗｔ％と高く、導電率が８０に満たない。ま
た、合金ＨはＣｒ含有量が０．１５ｗｔ％と低く、硬度
が１０３（Ｈｖ）と低い値となっている。

さらに合金ＦはＣｒの含有量が１．７ｗｔ％と高く、ま
た、合金ＧはＺｒ含有景が０．３７と高いためにミクロ
観察の結果いずれも巨大な析出物が認められた。

試料Ｅは従来合金であり、本発明合金と同様に硬度、導
電率共に良好な値を示した。

すなわち、硬度、導電率、ミクロ観察の結果、硬度１２
５（ＨＶ）以上、導電率８０以上で強大な析出物の詔め
られなかった合金は、本発明合金のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄと従
来合金のＥであった。

上記合金Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅについて疲労試験を実施し
た。この疲労試験は、小野式回転曲げ疲労試験機を用い
て３００℃にて測定を行なった。

なお、回転数は２８００ｒｐｍとした。この測定結果を
Ｓ−Ｎ線図（第２図）に示す。第２図に示すごとく、本
発明合金である試料Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄは、疲労特性が従来合金已に比べ大幅に向上している
ことがわかる。

以上の評価結果を第３表にまとめて示す。第３表におい
てＯは良好なことを示し、Ｘは不良を示す。第３表から
れかるように、本発明合金は、従来合金および比較合金
に比較して、硬度、導電率、組織の均一性、疲労特性の
全てにおいて良好な性質を示した。

本発明合金を使用してシュー２、アッパブレヒートブロ
ック４、ローアブレヒートブロック５を作製し、ホット
スカーフィングノズルユニットを組立てた。このホット
スカーフィングユニットを使用してホットスカーフィン
グを行なったところ繰り返し便用後においても割れの発
生はなかった。すなわち、綱片の温度を９５０〜１００
０℃とし、繰り返し使用したところ１２０００回（約３
ケ月）後においても割れは発生しなかった。

［発明の効果コ 以上説明したごとく、本発明によれば、鋼片のホットス
カーフィングノズルユニットとして要求される硬度、導
電率ばかりでなく、疲労特性にも優れた鋼のホットスカ
ーフィングノズルユニット用銅合金を提供することがで
きる。

第　１　表 第２表 第３表

【図面の簡単な説明】

第１図はホットスカーフィングノズルユニットの一部断
面図である。第２国は本発明合金および従来合金のＳ−
Ｎ線図である。 １・・・ヘッド、２・・・シュー、３・・・ライデイン
ダスキッド、４・・・アッパーブレヒートブロック、５
・・・ローアブレヒートブロック、６・・・アッパーブ
レヒートチップ、７・・・ローアブレヒートチップ、８
・・・酸素噴出口、９・・・シールド酸素チップ、１０
・・・冷却水供給口、１１酸素供給口、１２・・・燃料
ガス供給口、１３・・・冷却水排出口、１４・・・取付
ボルト、１５・・・シールド酸素供給口、１６・・・シ
ールド酸素アタッチメント。 第１図 １８７一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　Ｃｒ：０．２〜１．５ｗｔ％、Ｚｒ： ０．００５〜０．３５ｗｔ％、Ｐ：０．０１〜０．０５
   ｗｔ％を含有し、残部が実質的にＣｕであることを特徴
   とする鋼のホットスカーフィングノズルユニット用銅合
   金。