JPH04246113A - 高炉羽口 - Google Patents
高炉羽口Info
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- JPH04246113A JPH04246113A JP3153791A JP3153791A JPH04246113A JP H04246113 A JPH04246113 A JP H04246113A JP 3153791 A JP3153791 A JP 3153791A JP 3153791 A JP3153791 A JP 3153791A JP H04246113 A JPH04246113 A JP H04246113A
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Landscapes
- Blast Furnaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐久性、耐摩耗性を向
上させた高炉羽口に関する。
上させた高炉羽口に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶鉱炉の熱風吹き込みに使用される高炉
羽口は、一般に銅を母材とし、内部には冷却水を供給し
て水冷式となっているが、炉内に突き出た羽口の先端が
、炉内の溶銑、溶滓、炉内装入物に接触する等の過酷な
環境下にある。従って、該溶銑等の接触によって高炉羽
口が溶損し易く、これによって羽口冷却水の漏れに基づ
く爆発事故が発生したりするので、従来からＮｉ基自溶
性合金の肉盛を施す手段が多く採用されてきた。
羽口は、一般に銅を母材とし、内部には冷却水を供給し
て水冷式となっているが、炉内に突き出た羽口の先端が
、炉内の溶銑、溶滓、炉内装入物に接触する等の過酷な
環境下にある。従って、該溶銑等の接触によって高炉羽
口が溶損し易く、これによって羽口冷却水の漏れに基づ
く爆発事故が発生したりするので、従来からＮｉ基自溶
性合金の肉盛を施す手段が多く採用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｎ
ｉ基自溶性合金によって肉盛した高炉羽口において、該
溶銑、溶滓のアタックの他、炉内装入物による機械的摩
耗も加わって耐用寿命が短いという問題点があった。ま
た、一方において、特開昭５３−１３８９０５号に示す
ように、高炉羽口の銅母材表面を、自溶性合金層、サー
メット層、セラミック層で順次被覆することによって耐
熱衝撃性及び、高温耐摩耗性を向上させた高炉羽口も提
案されているが、比較的コストが高くなり、大きな効果
が得られていないというのが現状である。本発明はかか
る事情に鑑みてなされたもので、過酷の条件の下にも従
来より比較的長期の寿命が得られる高炉羽口を提供する
ことを目的とする。
ｉ基自溶性合金によって肉盛した高炉羽口において、該
溶銑、溶滓のアタックの他、炉内装入物による機械的摩
耗も加わって耐用寿命が短いという問題点があった。ま
た、一方において、特開昭５３−１３８９０５号に示す
ように、高炉羽口の銅母材表面を、自溶性合金層、サー
メット層、セラミック層で順次被覆することによって耐
熱衝撃性及び、高温耐摩耗性を向上させた高炉羽口も提
案されているが、比較的コストが高くなり、大きな効果
が得られていないというのが現状である。本発明はかか
る事情に鑑みてなされたもので、過酷の条件の下にも従
来より比較的長期の寿命が得られる高炉羽口を提供する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿う請求項第
１項記載の高炉羽口は、銅からなり内部を水冷した高炉
羽口において、該高炉羽口の少なくとも先部の表面にＮ
ｉ−Ｍｏの金属間化合物を含むビッカース硬度４００以
上のＮｉ−Ｍｏ合金層を被覆して構成されている。また
、請求項第２項記載の高炉羽口は、請求項第１項記載の
高炉羽口において、Ｎｉ−Ｍｏ合金層は、Ｍｏを２５〜
４５重量％、Ｃｒを１０〜２０重量％、Ｓｉを少量含む
合金から構成されている。そして、請求項第３項記載の
高炉羽口は、請求項第１項または第２項記載の高炉羽口
において、表面のＮｉ−Ｍｏ合金層の下部にＮｉ−Ｃｒ
合金層が形成されて構成されている。
１項記載の高炉羽口は、銅からなり内部を水冷した高炉
羽口において、該高炉羽口の少なくとも先部の表面にＮ
ｉ−Ｍｏの金属間化合物を含むビッカース硬度４００以
上のＮｉ−Ｍｏ合金層を被覆して構成されている。また
、請求項第２項記載の高炉羽口は、請求項第１項記載の
高炉羽口において、Ｎｉ−Ｍｏ合金層は、Ｍｏを２５〜
４５重量％、Ｃｒを１０〜２０重量％、Ｓｉを少量含む
合金から構成されている。そして、請求項第３項記載の
高炉羽口は、請求項第１項または第２項記載の高炉羽口
において、表面のＮｉ−Ｍｏ合金層の下部にＮｉ−Ｃｒ
合金層が形成されて構成されている。
【０００５】
【作用】請求項第１項、第２項記載の高炉羽口において
は、少なくとも高炉羽口の先部に被覆されるＮｉ−Ｍｏ
合金層がＮｉ−Ｍｏの金属間化合物に依存している。従
って、その組成は軟質なマトリックス内に硬質の金属間
化合物の層が分散した構造となるので、従来から使用さ
れているＮｉ−Ｃｒ合金よりも硬度の点において遙かに
優れており、肉盛溶接によって接合することによって、
サーメット等より遙かに母材に接合強度が大きい。また
、融点は従来例に係るＮｉ−Ｃｒ合金より低いが、高炉
使用中の被膜層の表面温度は３００〜４００℃と推定さ
れるので、被覆層が溶融されることはない。また、硬度
がＨＶ４００以上と大きいので耐摩耗性に優れ、溶銑、
溶滓、コークス等の物理的接触に対して損耗することが
少ない。そして、Ｎｉ−Ｍｏ合金層は軟質のマトリック
スに硬質の金属間化合物を分散させて硬度を保持する構
造となっているので、繰り返し熱衝撃を与えた場合、他
のサーメット、セラミックあるいは自溶性合金に比較し
ても、亀裂、剥離が生じ難い。そして、特に請求項第３
項記載の高炉羽口においては、Ｎｉ−Ｍｏ合金層の下部
にＮｉ−Ｃｒ合金層が形成されているので、母材との溶
接性に優れ、作業性及び経済性が向上する。
は、少なくとも高炉羽口の先部に被覆されるＮｉ−Ｍｏ
合金層がＮｉ−Ｍｏの金属間化合物に依存している。従
って、その組成は軟質なマトリックス内に硬質の金属間
化合物の層が分散した構造となるので、従来から使用さ
れているＮｉ−Ｃｒ合金よりも硬度の点において遙かに
優れており、肉盛溶接によって接合することによって、
サーメット等より遙かに母材に接合強度が大きい。また
、融点は従来例に係るＮｉ−Ｃｒ合金より低いが、高炉
使用中の被膜層の表面温度は３００〜４００℃と推定さ
れるので、被覆層が溶融されることはない。また、硬度
がＨＶ４００以上と大きいので耐摩耗性に優れ、溶銑、
溶滓、コークス等の物理的接触に対して損耗することが
少ない。そして、Ｎｉ−Ｍｏ合金層は軟質のマトリック
スに硬質の金属間化合物を分散させて硬度を保持する構
造となっているので、繰り返し熱衝撃を与えた場合、他
のサーメット、セラミックあるいは自溶性合金に比較し
ても、亀裂、剥離が生じ難い。そして、特に請求項第３
項記載の高炉羽口においては、Ｎｉ−Ｍｏ合金層の下部
にＮｉ−Ｃｒ合金層が形成されているので、母材との溶
接性に優れ、作業性及び経済性が向上する。
【０００６】
【実施例】続いて、本発明を具体化した一実施例につい
て説明し、本発明の理解に供する。まず、本発明の一実
施例に係る高炉羽口が従来例に係る高炉羽口より優れた
特性を有することを証明する為実験を行ったので、まず
これについて説明する。図２に示すように、銅母材１０
の上にまずＮｉ−Ｃｒ合金層１１を３ｍｍ程度下盛した
後、表１に示すような組成のＮｉ−Ｍｏ合金、ＷＣ−Ｎ
ｉ合金、及びＮｉ−Ｃｒ合金を上層１２として３ｍｍ程
度肉盛溶接をした。
て説明し、本発明の理解に供する。まず、本発明の一実
施例に係る高炉羽口が従来例に係る高炉羽口より優れた
特性を有することを証明する為実験を行ったので、まず
これについて説明する。図２に示すように、銅母材１０
の上にまずＮｉ−Ｃｒ合金層１１を３ｍｍ程度下盛した
後、表１に示すような組成のＮｉ−Ｍｏ合金、ＷＣ−Ｎ
ｉ合金、及びＮｉ−Ｃｒ合金を上層１２として３ｍｍ程
度肉盛溶接をした。
【０００７】そして、肉盛後の表面亀裂の発生の観察（
表面亀裂という）、それぞれの素材の肉盛後の断面亀裂
状況の観察（断面状態という）、顕微鏡による肉盛部の
亀裂発生、溶け込み状況の観察（顕微鏡観察）、以下に
説明する熱サイクル試験、常温硬さ、８００℃程度の高
温硬さ、作業性等を比較したものを表２に示す。上記熱
サイクルは図３に示すように、３０分かけて８００℃に
加熱して２０分程保持した後、急冷し、これを５０回繰
り返すことによって行い、亀裂発生、亀裂進行度合、剥
離の有無を観察することによって行った。表２から、Ｎ
ｉ−Ｍｏ合金に比較して硬度の点ではＷＣ−Ｎｉ合金が
優れるが、繰り返し熱サイクルを加えると亀裂、剥離が
発生するので、長期の寿命を保ち得ないことが分かる。 特に、高炉羽口においては、内部に溶銑、溶滓が存在し
、これらが繰り返し触れることによって繰り返し熱応力
が発生すると考えられ、長期の寿命を保ち難いと解され
る。
表面亀裂という）、それぞれの素材の肉盛後の断面亀裂
状況の観察（断面状態という）、顕微鏡による肉盛部の
亀裂発生、溶け込み状況の観察（顕微鏡観察）、以下に
説明する熱サイクル試験、常温硬さ、８００℃程度の高
温硬さ、作業性等を比較したものを表２に示す。上記熱
サイクルは図３に示すように、３０分かけて８００℃に
加熱して２０分程保持した後、急冷し、これを５０回繰
り返すことによって行い、亀裂発生、亀裂進行度合、剥
離の有無を観察することによって行った。表２から、Ｎ
ｉ−Ｍｏ合金に比較して硬度の点ではＷＣ−Ｎｉ合金が
優れるが、繰り返し熱サイクルを加えると亀裂、剥離が
発生するので、長期の寿命を保ち得ないことが分かる。 特に、高炉羽口においては、内部に溶銑、溶滓が存在し
、これらが繰り返し触れることによって繰り返し熱応力
が発生すると考えられ、長期の寿命を保ち難いと解され
る。
【０００８】一方、Ｎｉ−Ｍｏ合金の平均硬度はＷＣ−
Ｎｉ合金より劣るが、マトリックス内に散在する金属間
化合物はＨＶ１１００程度であり、更には、上記熱サイ
クルをかけても剥離現象は見られ無かったので、高炉羽
口の表面コーテング材料としては優れた性質を有するこ
とが分かる。
Ｎｉ合金より劣るが、マトリックス内に散在する金属間
化合物はＨＶ１１００程度であり、更には、上記熱サイ
クルをかけても剥離現象は見られ無かったので、高炉羽
口の表面コーテング材料としては優れた性質を有するこ
とが分かる。
【０００９】そこで、図１に示すように、銅製の高炉羽
口１３の先部を上記Ｎｉ−Ｍｏ合金の線材を使用してＴ
ＩＧ肉盛溶接を行う。この場合、肉盛溶接されたＮｉ−
Ｍｏ合金１４の成分は表１の通りである。
口１３の先部を上記Ｎｉ−Ｍｏ合金の線材を使用してＴ
ＩＧ肉盛溶接を行う。この場合、肉盛溶接されたＮｉ−
Ｍｏ合金１４の成分は表１の通りである。
【００１０】
【表１】
【表２】
【表３】
【００１１】表３には、該Ｎｉ−Ｍｏ合金と従来例に係
る高炉羽口の肉盛に使用していたＮｉ−Ｃｒ合金の物理
的性状を示すが、表２に示すように、Ｎｉ−Ｍｏ合金は
融点はやや低いが、硬度がＮｉ−Ｃｒ合金より著しく大
きくなっている。また、繰り返し熱衝撃に対しては極め
て強い。なお、上記肉盛されたＮｉ−Ｍｏ合金層は高炉
羽口が炉内に入る先部のみとし、肉盛厚さは約３ｍｍ程
度とする。
る高炉羽口の肉盛に使用していたＮｉ−Ｃｒ合金の物理
的性状を示すが、表２に示すように、Ｎｉ−Ｍｏ合金は
融点はやや低いが、硬度がＮｉ−Ｃｒ合金より著しく大
きくなっている。また、繰り返し熱衝撃に対しては極め
て強い。なお、上記肉盛されたＮｉ−Ｍｏ合金層は高炉
羽口が炉内に入る先部のみとし、肉盛厚さは約３ｍｍ程
度とする。
【００１２】そして、上記Ｎｉ−Ｍｏ合金層を肉盛溶接
した高炉羽口１３を使用した結果、従来の同一厚みのＮ
ｉ−Ｃｒ合金層を肉盛溶接した高炉羽口に比較して、略
１．５倍程度の寿命を有していた。
した高炉羽口１３を使用した結果、従来の同一厚みのＮ
ｉ−Ｃｒ合金層を肉盛溶接した高炉羽口に比較して、略
１．５倍程度の寿命を有していた。
【００１３】上記高炉羽口１３の場合には銅からなる高
炉羽口に直接Ｎｉ−Ｍｏ合金を略３ｍｍ〜６ｍｍの厚み
で肉盛溶接したが、予め施工し易いＮｉ−Ｃｒ合金を下
盛した後、その表面にＮｉ−Ｍｏ合金を上盛することも
可能である。また、上記実施例においては、Ｎｉ−Ｍｏ
合金層の成分を限定して実施したが、Ｎｉ−Ｍｏの金属
間化合物を有し、ビッカース硬度が４００以上であれば
、ニッケル、モリブデン、クロム、珪素の成分比率を変
えて施工することも可能である。更には、上記実施例は
該Ｎｉ−Ｍｏ合金の溶接をＴＩＧ溶接によって行ったが
、ＭＩＧ溶接であっても良く、また上記実施例は高炉羽
口の先部のみにＮｉ−Ｍｏ合金層を形成したが、高炉羽
口の中間部も合わせてあるいは高炉羽口の全体をＮｉ−
Ｍｏ合金層によって被覆する場合も本発明は適用される
。
炉羽口に直接Ｎｉ−Ｍｏ合金を略３ｍｍ〜６ｍｍの厚み
で肉盛溶接したが、予め施工し易いＮｉ−Ｃｒ合金を下
盛した後、その表面にＮｉ−Ｍｏ合金を上盛することも
可能である。また、上記実施例においては、Ｎｉ−Ｍｏ
合金層の成分を限定して実施したが、Ｎｉ−Ｍｏの金属
間化合物を有し、ビッカース硬度が４００以上であれば
、ニッケル、モリブデン、クロム、珪素の成分比率を変
えて施工することも可能である。更には、上記実施例は
該Ｎｉ−Ｍｏ合金の溶接をＴＩＧ溶接によって行ったが
、ＭＩＧ溶接であっても良く、また上記実施例は高炉羽
口の先部のみにＮｉ−Ｍｏ合金層を形成したが、高炉羽
口の中間部も合わせてあるいは高炉羽口の全体をＮｉ−
Ｍｏ合金層によって被覆する場合も本発明は適用される
。
【００１４】
【発明の効果】請求項第１項〜第３項記載の高炉羽口は
、少なくとも高炉羽口の先部の表面がＮｉ−Ｍｏ合金層
によって被覆されているので、従来のＮｉ−Ｃｒ合金に
よって被覆処理された高炉羽口より長期の寿命を得るこ
とができる。また、サーメット、セラミック等の被覆に
比較して工事費用が安く、またコークスあるいは溶銑、
溶滓等の物理的あるいは熱衝撃があっても、剥離するこ
とが少なく、高炉羽口事故を減少することができる。
、少なくとも高炉羽口の先部の表面がＮｉ−Ｍｏ合金層
によって被覆されているので、従来のＮｉ−Ｃｒ合金に
よって被覆処理された高炉羽口より長期の寿命を得るこ
とができる。また、サーメット、セラミック等の被覆に
比較して工事費用が安く、またコークスあるいは溶銑、
溶滓等の物理的あるいは熱衝撃があっても、剥離するこ
とが少なく、高炉羽口事故を減少することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る高炉羽口の部分断面図
である。
である。
【図２】本発明の作用、効果を確認する為に行った実験
に使用した試験片の側面図である。
に使用した試験片の側面図である。
【図３】熱サイクルの工程を示すグラフである。
１０ 銅母材
１１ Ｎｉ−Ｃｒ合金層
１２ 上層
１３ 高炉羽口
１４ Ｎｉ−Ｍｏ合金層
Claims (3)
- 【請求項１】 銅からなり内部を水冷した高炉羽口に
おいて、該高炉羽口の少なくとも先部の表面にＮｉ−Ｍ
ｏの金属間化合物を含むビッカース硬度４００以上のＮ
ｉ−Ｍｏ合金層を被覆してなる高炉羽口。 - 【請求項２】 Ｎｉ−Ｍｏ合金層は、Ｍｏを２５〜４
５重量％、Ｃｒを１０〜２０重量％、Ｓｉを少量含む合
金からなる請求項第１項記載の高炉羽口。 - 【請求項３】 表面のＮｉ−Ｍｏ合金層の下部にＮｉ
−Ｃｒ合金層が形成されている請求項第１項または第２
項記載の高炉羽口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3153791A JP2967436B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 高炉羽口 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3153791A JP2967436B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 高炉羽口 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246113A true JPH04246113A (ja) | 1992-09-02 |
| JP2967436B2 JP2967436B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=12333946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3153791A Expired - Fee Related JP2967436B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 高炉羽口 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2967436B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102847933A (zh) * | 2012-09-12 | 2013-01-02 | 江西重科机械有限公司 | 适应于高炉风口内衬的高温耐磨材料及其制备方法 |
| CN104404186A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-11 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种风口强化功能梯度材料的制造方法 |
| JP2020020020A (ja) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | 日本製鉄株式会社 | 高炉用羽口およびその製造方法 |
| JP2020020021A (ja) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | 日本製鉄株式会社 | 高炉用羽口およびその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102660727B (zh) * | 2012-04-10 | 2013-08-14 | 闽东宏宇冶金备件有限公司 | 多元合金共渗的渗剂 |
-
1991
- 1991-01-30 JP JP3153791A patent/JP2967436B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102847933A (zh) * | 2012-09-12 | 2013-01-02 | 江西重科机械有限公司 | 适应于高炉风口内衬的高温耐磨材料及其制备方法 |
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