JPH0588285B2 - - Google Patents
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- JPH0588285B2 JPH0588285B2 JP31209687A JP31209687A JPH0588285B2 JP H0588285 B2 JPH0588285 B2 JP H0588285B2 JP 31209687 A JP31209687 A JP 31209687A JP 31209687 A JP31209687 A JP 31209687A JP H0588285 B2 JPH0588285 B2 JP H0588285B2
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Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は転炉等の治金炉に用いる耐用性の優れ
た製鋼用羽口に関する。
た製鋼用羽口に関する。
鉄浴中に精錬用副原料を吹込む製鋼用精錬炉に
は底吹き転炉（例えば、Ｑ−BOP，LWS）、上底
吹き転炉（例えばＫ−BOP等）があるが、これ
らの治金炉に用いる吹込み用羽口は第２図および
第３図に示すように、二重管構造となつて耐火物
（炉体れんが）８中に嵌挿しており、内管１から
酸素、不活性ガスと生石灰、蛍石等の粉末５を吹
込み、内管１と外管２の隙間からプロパンガス、
灯油、天然ガス、不活性ガス等の冷却剤６を吹込
む。
は底吹き転炉（例えば、Ｑ−BOP，LWS）、上底
吹き転炉（例えばＫ−BOP等）があるが、これ
らの治金炉に用いる吹込み用羽口は第２図および
第３図に示すように、二重管構造となつて耐火物
（炉体れんが）８中に嵌挿しており、内管１から
酸素、不活性ガスと生石灰、蛍石等の粉末５を吹
込み、内管１と外管２の隙間からプロパンガス、
灯油、天然ガス、不活性ガス等の冷却剤６を吹込
む。
この内管１は耐酸化性の優れたステンレススチ
ールや銅等で造られている。さらに第２図に示す
ように、内管１の内壁にセラミツクスパイプ３を
嵌入して、吹込まれる粉体による内管の摩耗を防
止して内管を保護する方法もある（特開昭58−
100616）。
ールや銅等で造られている。さらに第２図に示す
ように、内管１の内壁にセラミツクスパイプ３を
嵌入して、吹込まれる粉体による内管の摩耗を防
止して内管を保護する方法もある（特開昭58−
100616）。
しかし、製鋼用羽口は精錬中には1600〜2300℃
の高温に曝され、かつ酸素等の酸化性ガスと反応
して第４図に示すように内管１に損耗４を生じ
る。また高温下の羽口では副原料等５による羽口
の摩耗も急速に進行する。このような羽口損耗４
は冷却剤と酸化性ガスの直接反応（すなわち燃
焼）、各羽口毎の流量変動等も引き起し、羽口寿
命の著しい低下をもたらす。
の高温に曝され、かつ酸素等の酸化性ガスと反応
して第４図に示すように内管１に損耗４を生じ
る。また高温下の羽口では副原料等５による羽口
の摩耗も急速に進行する。このような羽口損耗４
は冷却剤と酸化性ガスの直接反応（すなわち燃
焼）、各羽口毎の流量変動等も引き起し、羽口寿
命の著しい低下をもたらす。
また、このような問題点を解決するために内管
１内へセラミツクスパイプ３を嵌入する方法で
は、セラミツクス３が第５図に示すように耐摩耗
性と耐スポール性が相反する特性を有し、これを
合せ持つ材質の開発には至つてない。例えば耐ス
ポール性の悪いセラミツクス３を用いると、第３
図に示すようにセラミツクス３がスポールにより
欠損して、その部分の内管１の損耗をはやめるこ
ととなる。
１内へセラミツクスパイプ３を嵌入する方法で
は、セラミツクス３が第５図に示すように耐摩耗
性と耐スポール性が相反する特性を有し、これを
合せ持つ材質の開発には至つてない。例えば耐ス
ポール性の悪いセラミツクス３を用いると、第３
図に示すようにセラミツクス３がスポールにより
欠損して、その部分の内管１の損耗をはやめるこ
ととなる。
羽口の耐火性、耐摩耗性の向上を目的としてセ
ラミツクパイプを嵌入するとセラミツクのスポー
ル等による欠損が発生する。
ラミツクパイプを嵌入するとセラミツクのスポー
ル等による欠損が発生する。
一方、耐スポール性を高めたセラミツクパイプ
は耐摩耗性が低く、耐摩耗性と耐スポール性の両
特性の優れた材質は未だ開発されていない。
は耐摩耗性が低く、耐摩耗性と耐スポール性の両
特性の優れた材質は未だ開発されていない。
本発明の目的は、耐摩耗性と同時に、耐火性お
よび耐スポール性に優れた羽口の開発を行うこと
にある。
よび耐スポール性に優れた羽口の開発を行うこと
にある。
内管内側にセラミツクパイプを嵌入するのでは
なく、金属内管の内壁にZrO2とCrC等の金属酸化
物と金属炭化物を多層被覆することで、耐スポー
ル性に優れ、かつ耐火度、耐摩耗性を向上させる
ことが可能なことを発見した。
なく、金属内管の内壁にZrO2とCrC等の金属酸化
物と金属炭化物を多層被覆することで、耐スポー
ル性に優れ、かつ耐火度、耐摩耗性を向上させる
ことが可能なことを発見した。
第１図によつて説明すると、本発明は次の特徴
を有する内管を備えた製鋼用羽口である。
を有する内管を備えた製鋼用羽口である。
(1) 羽口の内管１の内壁に耐摩耗性、耐火性およ
び耐溶着性の優れたZrO2またはその他の金属
酸化物の溶射被膜９を被覆し、 (2) その上にさらにCrCまたはその他の炭化物の
溶射被膜１０を被覆して構成し、超耐摩耗性表
面としておく。
び耐溶着性の優れたZrO2またはその他の金属
酸化物の溶射被膜９を被覆し、 (2) その上にさらにCrCまたはその他の炭化物の
溶射被膜１０を被覆して構成し、超耐摩耗性表
面としておく。
本発明は羽口寿命の決定因子がセラミツクパイ
プのスポール特性に大きく影響されることに鑑
み、セラミツクパイプを使用せず、金属内管の内
壁に金属酸化物（例えばZrO2）をコーテイング
して、耐摩耗性、耐溶着性を維持し、さらにその
上層に金属炭化物（CrCなど）被膜を被覆して超
耐摩耗性被膜を形成し、もつて羽口の耐用性を高
めたものである。
プのスポール特性に大きく影響されることに鑑
み、セラミツクパイプを使用せず、金属内管の内
壁に金属酸化物（例えばZrO2）をコーテイング
して、耐摩耗性、耐溶着性を維持し、さらにその
上層に金属炭化物（CrCなど）被膜を被覆して超
耐摩耗性被膜を形成し、もつて羽口の耐用性を高
めたものである。
第６図は種々のセラミツクス被膜の耐摩耗性を
示す。
示す。
酸化物被膜によつて耐摩耗性は金属と比べて著
しく上昇するが、炭化物被膜はさらに耐摩耗性を
向上させる。第７図は高温における種々の被膜の
上に溶鋼を滴下した時の溶着性を示す。耐溶着性
は、ステンレス、Crメツキ、酸化物被膜、炭化
物被膜の順に向上する。
しく上昇するが、炭化物被膜はさらに耐摩耗性を
向上させる。第７図は高温における種々の被膜の
上に溶鋼を滴下した時の溶着性を示す。耐溶着性
は、ステンレス、Crメツキ、酸化物被膜、炭化
物被膜の順に向上する。
第８図は実測および計算に基づく羽口部の温度
分布の概念図である。羽口の出口直近部で冷却剤
の分解が起こり、大きな吸熱反応が起こるため、
羽口内温度は出口直近で急激に低下する。
分布の概念図である。羽口の出口直近部で冷却剤
の分解が起こり、大きな吸熱反応が起こるため、
羽口内温度は出口直近で急激に低下する。
このため羽口の出口直近部で、羽口温度は400
〜1500℃の範囲で大きく変化している。これから
通常のセラミツクパイプでは熱サイクルによるサ
ーマルクラツクが生じ易く、微細亀裂が除々に進
行することでスポール現象を呈することが推定さ
れる。
〜1500℃の範囲で大きく変化している。これから
通常のセラミツクパイプでは熱サイクルによるサ
ーマルクラツクが生じ易く、微細亀裂が除々に進
行することでスポール現象を呈することが推定さ
れる。
以上から本発明者はセラミツクスパイプ自体の
耐スポール性に限界があると考え、内管として金
属管を使い、その内壁に耐摩耗性を著しく高める
ことのできるセラミツクス溶射を試みた。
耐スポール性に限界があると考え、内管として金
属管を使い、その内壁に耐摩耗性を著しく高める
ことのできるセラミツクス溶射を試みた。
第９図にこの構成を示す。内管の第１層には、
耐摩耗性の優れたZrO2のごとき酸化物被膜９を
溶射し、その外側に耐摩耗性および耐溶着性の特
に優れたCrCのごとき炭化物層１０を形成する。
これにより、溶鋼に接する羽口上端の内管は溶鋼
との耐溶着性に優れたCrCとなるため、溶損によ
る損耗は著しく低下する。また高温、酸化雰囲気
によりCrCの酸化反応が生じてもその下層のZrO2
層が十分な耐摩耗性を示すため、セラミツクパイ
プのごときスポールによるクラツク発生も生じな
い。
耐摩耗性の優れたZrO2のごとき酸化物被膜９を
溶射し、その外側に耐摩耗性および耐溶着性の特
に優れたCrCのごとき炭化物層１０を形成する。
これにより、溶鋼に接する羽口上端の内管は溶鋼
との耐溶着性に優れたCrCとなるため、溶損によ
る損耗は著しく低下する。また高温、酸化雰囲気
によりCrCの酸化反応が生じてもその下層のZrO2
層が十分な耐摩耗性を示すため、セラミツクパイ
プのごときスポールによるクラツク発生も生じな
い。
第１０図に示す250t純酸素上底吹き転炉（Ｋ−
BOP）の羽口に本発明の実施例を用いた。
BOP）の羽口に本発明の実施例を用いた。
第１０図中の羽口１１ａ，１１ｂ，１１ｃに従
来のセラミツクパイプ（Ａ2O3、気孔率20％）
を挿入した羽口を装着し、羽口１１ｄ，１１ｅ，
１１ｆに下記仕様の本発明の酸化物被膜および炭
化物被膜を施した内管を装着した。
来のセラミツクパイプ（Ａ2O3、気孔率20％）
を挿入した羽口を装着し、羽口１１ｄ，１１ｅ，
１１ｆに下記仕様の本発明の酸化物被膜および炭
化物被膜を施した内管を装着した。
内管パイプ：ステンレススチール
内管被膜：第１層ZrO2
第２層CrC
この転炉で次の条件で100ヒートの精錬を行つ
た。
た。
平均生石灰粉底吹き量：
900kg／本、ヒート
平均出鋼温度：1648℃
平均吹止Ｃ：0.058％
平均吹錬時間：13.8分
100ヒート後の羽口の摩耗量を調べたところ、
羽口１１ａ，１１ｂ，１１ｃの平均摩耗速度と羽
口１１ｄ，１１ｅ，１１ｆのそれとの比は0.53と
なり、羽口寿命が約倍増することが判明した。
羽口１１ａ，１１ｂ，１１ｃの平均摩耗速度と羽
口１１ｄ，１１ｅ，１１ｆのそれとの比は0.53と
なり、羽口寿命が約倍増することが判明した。
本発明の製鋼用羽口は耐摩耗性と耐スポール性
が共に優れているので、従来のセラミツクパイプ
を挿入した羽口に比し寿命が倍増した。
が共に優れているので、従来のセラミツクパイプ
を挿入した羽口に比し寿命が倍増した。
第１図は本発明の実施例の断面斜視図、第２図
は通常の二重管式羽口の構造を示す断面斜視図、
第３図はその断面図、第４図は羽口損耗の形態を
示す説明図、第５図はセラミツクの特性を概念的
に説明するグラフ、第６図は各種被膜の耐摩耗性
を示すグラフ、第７図は各種被膜の溶鋼に対する
耐溶着性を示すグラフ、第８図は羽口温度分布
図、第９図は本発明の適用例の被膜の形態を示す
斜視図、第１０図は試験転炉の断面図である。 １……内管、２……外管、３……セラミツクパ
イプ、４……羽口の損耗部、５……酸素ガス等お
よび副原料、６……冷却剤、８……耐火物、９…
…酸化物被膜、１０……炭化物被膜、１１ａ，１
１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ……羽
口、１２……転炉、１３……溶鋼、１４……上吹
きランス。
は通常の二重管式羽口の構造を示す断面斜視図、
第３図はその断面図、第４図は羽口損耗の形態を
示す説明図、第５図はセラミツクの特性を概念的
に説明するグラフ、第６図は各種被膜の耐摩耗性
を示すグラフ、第７図は各種被膜の溶鋼に対する
耐溶着性を示すグラフ、第８図は羽口温度分布
図、第９図は本発明の適用例の被膜の形態を示す
斜視図、第１０図は試験転炉の断面図である。 １……内管、２……外管、３……セラミツクパ
イプ、４……羽口の損耗部、５……酸素ガス等お
よび副原料、６……冷却剤、８……耐火物、９…
…酸化物被膜、１０……炭化物被膜、１１ａ，１
１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ……羽
口、１２……転炉、１３……溶鋼、１４……上吹
きランス。
Claims (1)
- １ 内壁面に耐摩耗性および溶綱に対する耐溶着
性に優れた金属酸化物被膜を被覆しその上に金属
炭化物被膜を被覆してなる耐熱性に優れた金属パ
イプを、羽口内管としたことを特徴とする耐用性
の優れた製鋼用羽口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31209687A JPH01156414A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 耐用性の優れた製鋼用羽口 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31209687A JPH01156414A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 耐用性の優れた製鋼用羽口 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01156414A JPH01156414A (ja) | 1989-06-20 |
| JPH0588285B2 true JPH0588285B2 (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=18025190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31209687A Granted JPH01156414A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 耐用性の優れた製鋼用羽口 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01156414A (ja) |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP31209687A patent/JPH01156414A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01156414A (ja) | 1989-06-20 |
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