JPH06281119A - ラジアントチューブ及びその製造方法 - Google Patents
ラジアントチューブ及びその製造方法Info
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- JPH06281119A JPH06281119A JP5068788A JP6878893A JPH06281119A JP H06281119 A JPH06281119 A JP H06281119A JP 5068788 A JP5068788 A JP 5068788A JP 6878893 A JP6878893 A JP 6878893A JP H06281119 A JPH06281119 A JP H06281119A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高価な金属を用いることなく、ラジアントチ
ューブの耐酸化性を高める。 【構成】 （１）高温の還元ガス雰囲気中で使用するラ
ジアントチューブの内面に、１０〜２５０μｍの皮膜厚
みの合金の溶射層を形成したことを特徴とするラジアン
トチューブ、及び（２）バーナー側からラジアントチュ
ーブ全長の３分の２の長さの範囲あるいは範囲内の限定
部分の内面にＣｏまたはＮｉあるいはＣｏ及びＮｉを主
成分とする合金の溶射皮膜を形成したことを特徴とする
ラジアントチューブ。（３）前記（２）項のラジアント
チューブの長さ方向において、バーナー側から全長の３
分の２の長さの範囲あるいは範囲内の限定部分の内面に
ＣｏまたはＮｉあるいはＣｏ及びＮｉを主成分とする
が、さらにＣｒとＡｌ，Ｙを所定量加えた組成の合金溶
射皮膜を形成したことを特徴とするラジアントチューブ
の製造方法。
ューブの耐酸化性を高める。 【構成】 （１）高温の還元ガス雰囲気中で使用するラ
ジアントチューブの内面に、１０〜２５０μｍの皮膜厚
みの合金の溶射層を形成したことを特徴とするラジアン
トチューブ、及び（２）バーナー側からラジアントチュ
ーブ全長の３分の２の長さの範囲あるいは範囲内の限定
部分の内面にＣｏまたはＮｉあるいはＣｏ及びＮｉを主
成分とする合金の溶射皮膜を形成したことを特徴とする
ラジアントチューブ。（３）前記（２）項のラジアント
チューブの長さ方向において、バーナー側から全長の３
分の２の長さの範囲あるいは範囲内の限定部分の内面に
ＣｏまたはＮｉあるいはＣｏ及びＮｉを主成分とする
が、さらにＣｒとＡｌ，Ｙを所定量加えた組成の合金溶
射皮膜を形成したことを特徴とするラジアントチューブ
の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はラジアントチューブ及び
その製造方法に関するものである。
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱処理炉、例えば鋼板あるいは鋼管の熱
処理炉で、鋼板あるいは鋼管を還元ガス雰囲気中で加熱
するために、図５に示すように炉内に耐熱鋼製のラジア
ントチューブＲが配設されており、このラジアントチュ
ーブ内でバーナー７による加熱を行い、自身が赤熱して
鋼板や鋼管を加熱する。図中５は直管部、６は曲管部で
ある。このためラジアントチューブの内面側は燃焼火炎
（１３００℃）または排ガス（８００〜１１００℃）に
直接的に曝される。
処理炉で、鋼板あるいは鋼管を還元ガス雰囲気中で加熱
するために、図５に示すように炉内に耐熱鋼製のラジア
ントチューブＲが配設されており、このラジアントチュ
ーブ内でバーナー７による加熱を行い、自身が赤熱して
鋼板や鋼管を加熱する。図中５は直管部、６は曲管部で
ある。このためラジアントチューブの内面側は燃焼火炎
（１３００℃）または排ガス（８００〜１１００℃）に
直接的に曝される。
【０００３】燃焼火炎または排ガスは理論空気比にて完
全燃焼するか、または空気比が１以下の条件で燃焼させ
る場合は無酸化または還元性の性状となり酸化の問題は
ない。しかし実際は省エネルギーの観点から、未燃焼ガ
スを発生させないために空気比を１以上にして燃焼させ
る場合が多く、燃焼火炎または排ガス中に酸素が存在す
る。例えば空気比を１．２としてバーナー燃焼させ、燃
焼に液化天然ガスを使用している場合は排ガス中の酸素
濃度が３．５〜４．５％となり、この酸素が高温度域で
ラジアントチューブ内面の酸化を促進する。このためラ
ジアントチューブは酸化に対して耐用性のあるステンレ
ス系の耐熱鋳鋼品（ＪＩＳ−Ｇ５１２２）のＳＣＨ１５
及びＳＣＨ２２並びにＳＣＨ２４が広く用いられてい
た。
全燃焼するか、または空気比が１以下の条件で燃焼させ
る場合は無酸化または還元性の性状となり酸化の問題は
ない。しかし実際は省エネルギーの観点から、未燃焼ガ
スを発生させないために空気比を１以上にして燃焼させ
る場合が多く、燃焼火炎または排ガス中に酸素が存在す
る。例えば空気比を１．２としてバーナー燃焼させ、燃
焼に液化天然ガスを使用している場合は排ガス中の酸素
濃度が３．５〜４．５％となり、この酸素が高温度域で
ラジアントチューブ内面の酸化を促進する。このためラ
ジアントチューブは酸化に対して耐用性のあるステンレ
ス系の耐熱鋳鋼品（ＪＩＳ−Ｇ５１２２）のＳＣＨ１５
及びＳＣＨ２２並びにＳＣＨ２４が広く用いられてい
た。
【０００４】ステンレス系の耐熱鋳鋼品は高温度の酸化
雰囲気下で使用される過程で、その表面に極薄い酸化物
の保護皮膜を形成して、その後の酸化反応を抑制する。
しかしステンレス系の耐熱鋳鋼品中に自然に形成された
Ｃｒ2 Ｏ3 の保護皮膜は厚みが数オングストロームの極
薄い皮膜であるため、長期間使用すると蒸発等により消
滅する。実際のステンレス系耐熱鋳鋼品のラジアントチ
ューブ内面では以上に述べた保護皮膜形成と消滅が繰返
し起こっており、この過程でチューブ厚みが経時的に減
少する。
雰囲気下で使用される過程で、その表面に極薄い酸化物
の保護皮膜を形成して、その後の酸化反応を抑制する。
しかしステンレス系の耐熱鋳鋼品中に自然に形成された
Ｃｒ2 Ｏ3 の保護皮膜は厚みが数オングストロームの極
薄い皮膜であるため、長期間使用すると蒸発等により消
滅する。実際のステンレス系耐熱鋳鋼品のラジアントチ
ューブ内面では以上に述べた保護皮膜形成と消滅が繰返
し起こっており、この過程でチューブ厚みが経時的に減
少する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ステンレス系の耐熱鋳
鋼品は鋳造性に優れるほか、ラジアントチューブ固有の
曲管部の成形も容易にでき、安価で高温強度と熱衝撃性
に優れ、高温酸化域でもある程度の耐酸化性を有するた
め広く用いられているが、例えば鋼板熱処理炉で使用し
た場合の寿命は４年程度で、炉内に１００〜２０本のラ
ジアントチューブを配設して使用している場合は、単一
のライン設備で年間２５〜５０本もの更新が必要であ
り、整備コストの増加と取替えに必要な設備休止による
生産の機械損失等により極めて大きな損失となってい
た。
鋼品は鋳造性に優れるほか、ラジアントチューブ固有の
曲管部の成形も容易にでき、安価で高温強度と熱衝撃性
に優れ、高温酸化域でもある程度の耐酸化性を有するた
め広く用いられているが、例えば鋼板熱処理炉で使用し
た場合の寿命は４年程度で、炉内に１００〜２０本のラ
ジアントチューブを配設して使用している場合は、単一
のライン設備で年間２５〜５０本もの更新が必要であ
り、整備コストの増加と取替えに必要な設備休止による
生産の機械損失等により極めて大きな損失となってい
た。
【０００６】ラジアントチューブを更新する理由は亀裂
の発生と酸化減耗による穴あきである。亀裂の発生がス
テンレス系の耐熱鋳鋼品を高温雰囲気下で長時間使用し
た場合の脆化が原因の場合は鋼の化学組成の改善によっ
てある程度抑制できる。あるいは亀裂の発生が自身の熱
応力による場合は、実公平３−３５９２４号公報のよう
にチューブに熱応力を吸収するための伸縮管を取付ける
ことによってある程度抑制できるが、高温酸化の場合、
その抑制が非常に難しい。
の発生と酸化減耗による穴あきである。亀裂の発生がス
テンレス系の耐熱鋳鋼品を高温雰囲気下で長時間使用し
た場合の脆化が原因の場合は鋼の化学組成の改善によっ
てある程度抑制できる。あるいは亀裂の発生が自身の熱
応力による場合は、実公平３−３５９２４号公報のよう
にチューブに熱応力を吸収するための伸縮管を取付ける
ことによってある程度抑制できるが、高温酸化の場合、
その抑制が非常に難しい。
【０００７】またＣｏまたはＷあるいはＮｂ等の高融点
金属を多用して耐酸化性を高める方法もあるが、これら
の金属は高価なためラジアントチューブの製造コストが
極めて高いものになり、コストに見合う効果が見込めな
い。そこで本発明はこれらの高価な金属を用いることな
く、耐酸化性を高めたラジアントチューブ及びその製造
方法を提供するものである。
金属を多用して耐酸化性を高める方法もあるが、これら
の金属は高価なためラジアントチューブの製造コストが
極めて高いものになり、コストに見合う効果が見込めな
い。そこで本発明はこれらの高価な金属を用いることな
く、耐酸化性を高めたラジアントチューブ及びその製造
方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下のと
おりである。 （１）高温の還元ガス雰囲気中で使用するラジアントチ
ューブの内面（内面側の表面）に、１０〜２５０μｍの
皮膜厚みの合金溶射層を形成したことを特徴とするラジ
アントチューブ。 （２）前記（１）項記載のラジアントチューブの燃焼排
ガスが通過するチューブの長さ方向において、バーナー
側から全長の３分の２の長さの範囲あるいは範囲内の限
定部分の内面に、ＣｏまたはＮｉあるいはＣｏ及びＮｉ
を主成分とする合金の溶射皮膜を形成したことを特徴と
するラジアントチューブ。 （３）前記（２）項のラジアントチューブの長さ方向に
おいて、バーナー側から全長の３分の２の長さの範囲あ
るいは範囲内の限定部分の内面にＣｏまたはＮｉあるい
はＣｏ及びＮｉを主成分とするが、さらに１５〜３０％
のＣｒ及び５〜１２％のＡｌ並びに０．２〜０．７％の
ＹあるいはＨｆを加えた化学組成とした合金の溶射皮膜
を形成したことを特徴とするラジアントチューブ。
おりである。 （１）高温の還元ガス雰囲気中で使用するラジアントチ
ューブの内面（内面側の表面）に、１０〜２５０μｍの
皮膜厚みの合金溶射層を形成したことを特徴とするラジ
アントチューブ。 （２）前記（１）項記載のラジアントチューブの燃焼排
ガスが通過するチューブの長さ方向において、バーナー
側から全長の３分の２の長さの範囲あるいは範囲内の限
定部分の内面に、ＣｏまたはＮｉあるいはＣｏ及びＮｉ
を主成分とする合金の溶射皮膜を形成したことを特徴と
するラジアントチューブ。 （３）前記（２）項のラジアントチューブの長さ方向に
おいて、バーナー側から全長の３分の２の長さの範囲あ
るいは範囲内の限定部分の内面にＣｏまたはＮｉあるい
はＣｏ及びＮｉを主成分とするが、さらに１５〜３０％
のＣｒ及び５〜１２％のＡｌ並びに０．２〜０．７％の
ＹあるいはＨｆを加えた化学組成とした合金の溶射皮膜
を形成したことを特徴とするラジアントチューブ。
【０００９】（４）前記（１）項記載のラジアントチュ
ーブを製造するにあたり、ラジアントチューブを直管部
と曲管部の複数の部分に分けて鋳造した後、前記（３）
項記載の内面溶射を組立て前に実施し、溶接組立て時に
溶接接合部の材質をＣｒ及びＮｉを主成分とする合金で
Ｃｒの化学組成を２５〜３５％としたことを特徴とする
ラジアントチューブの製造方法。 （５）前記（４）項記載のラジアントチューブを製造す
るにあたり、ラジアントチューブの直管部と曲管部の複
数の部分の溶接接合部の厚みが接合部の周囲厚みの最大
１．５倍になるような溶接ビードの厚みとしたことを特
徴とするラジアントチューブの製造方法。
ーブを製造するにあたり、ラジアントチューブを直管部
と曲管部の複数の部分に分けて鋳造した後、前記（３）
項記載の内面溶射を組立て前に実施し、溶接組立て時に
溶接接合部の材質をＣｒ及びＮｉを主成分とする合金で
Ｃｒの化学組成を２５〜３５％としたことを特徴とする
ラジアントチューブの製造方法。 （５）前記（４）項記載のラジアントチューブを製造す
るにあたり、ラジアントチューブの直管部と曲管部の複
数の部分の溶接接合部の厚みが接合部の周囲厚みの最大
１．５倍になるような溶接ビードの厚みとしたことを特
徴とするラジアントチューブの製造方法。
【００１０】
【作用】図１に示すように高温の還元ガス雰囲気中で使
用するステンレス系の耐熱鋳鋼２製のラジアントチュー
ブＲの内面に、高温度での酸化反応が極めて緩慢な合金
の溶射皮膜１を形成させるのは３．５〜４．５％の酸素
を含む排ガスからステンレス系の耐熱鋳鋼の界面を保護
するためである。
用するステンレス系の耐熱鋳鋼２製のラジアントチュー
ブＲの内面に、高温度での酸化反応が極めて緩慢な合金
の溶射皮膜１を形成させるのは３．５〜４．５％の酸素
を含む排ガスからステンレス系の耐熱鋳鋼の界面を保護
するためである。
【００１１】皮膜厚みを１０〜２５０μｍとするのは、
下限が１０μｍ未満では溶射皮膜が不均一で耐熱鋳鋼の
界面が局部的に露出する場合があり均等に被覆できない
ためである。上限を２５０μｍとするのは、この値を超
えると溶射皮膜の残留応力が局部的に８０kg／mm2 以上
の値となり溶射皮膜の層の間に微細なクラックが発生す
る。この現象は溶射皮膜形成後のカラーチェック法と呼
ばれる探傷法で確認できる。
下限が１０μｍ未満では溶射皮膜が不均一で耐熱鋳鋼の
界面が局部的に露出する場合があり均等に被覆できない
ためである。上限を２５０μｍとするのは、この値を超
えると溶射皮膜の残留応力が局部的に８０kg／mm2 以上
の値となり溶射皮膜の層の間に微細なクラックが発生す
る。この現象は溶射皮膜形成後のカラーチェック法と呼
ばれる探傷法で確認できる。
【００１２】微細なクラックが発生すると、排ガスがク
ラックを通して浸透するため、チューブの耐熱鋳鋼を保
護するための皮膜の遮蔽機能が著しく損なわれる。また
浸透した排ガスは耐熱鋳鋼を酸化させるため、酸化時の
体積膨張により耐熱鋳鋼と溶射皮膜間が僅かに剥離す
る。ラジアントチューブで炉内温度を一定に制御するた
め、バーナーの点火と消火を繰り返している場合やトラ
ブルで炉を休止する場合の急速降温時の熱応力により、
前述の母材酸化による溶射皮膜の剥離がさらに進展、皮
膜に決定的なダメージを与えることになる。
ラックを通して浸透するため、チューブの耐熱鋳鋼を保
護するための皮膜の遮蔽機能が著しく損なわれる。また
浸透した排ガスは耐熱鋳鋼を酸化させるため、酸化時の
体積膨張により耐熱鋳鋼と溶射皮膜間が僅かに剥離す
る。ラジアントチューブで炉内温度を一定に制御するた
め、バーナーの点火と消火を繰り返している場合やトラ
ブルで炉を休止する場合の急速降温時の熱応力により、
前述の母材酸化による溶射皮膜の剥離がさらに進展、皮
膜に決定的なダメージを与えることになる。
【００１３】ラジアントチューブＲの長さ方向におい
て、バーナー７側から全長の３分の２の長さの範囲内
（図３の３に示す）の内面に溶射皮膜を形成するのは、
図４のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示すように、ラジアントチ
ューブＲ内の温度は排ガスがチューブを通過して行く過
程で鋼板に抜熱され、全長の３分の２の長さの付近で排
ガスの温度が耐熱鋳鋼にても長期使用可能な８００℃以
下になるため、合金溶射を実施しても経済的な効果が小
さいためである。
て、バーナー７側から全長の３分の２の長さの範囲内
（図３の３に示す）の内面に溶射皮膜を形成するのは、
図４のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示すように、ラジアントチ
ューブＲ内の温度は排ガスがチューブを通過して行く過
程で鋼板に抜熱され、全長の３分の２の長さの付近で排
ガスの温度が耐熱鋳鋼にても長期使用可能な８００℃以
下になるため、合金溶射を実施しても経済的な効果が小
さいためである。
【００１４】ＣｏあるいはＮｉを主成分とする合金の溶
射皮膜を形成するには、この組成の皮膜の高温強度が優
れ、熱膨張率がステンレス系の耐熱鋳鋼品と近いため、
前述の熱応力による剥離や亀裂が発生しないためであ
る。またＣｏあるいはＮｉを主成分とする合金は融点が
１７００℃以下と低いため、気孔率が低い点も有利な点
である。
射皮膜を形成するには、この組成の皮膜の高温強度が優
れ、熱膨張率がステンレス系の耐熱鋳鋼品と近いため、
前述の熱応力による剥離や亀裂が発生しないためであ
る。またＣｏあるいはＮｉを主成分とする合金は融点が
１７００℃以下と低いため、気孔率が低い点も有利な点
である。
【００１５】Ａｌを加えるのは適量のＡｌがラジアント
チューブで燃焼した酸素を含む排ガスとの接触によっ
て、溶射皮膜の界面に図２に示すようなＡｌ2 Ｏ3 の保
護皮膜４を自己形成するためである。皮膜の酸化の反応
速度を左右する重要な指標として拡散係数が広く用いら
れるが、Ａｌ2 Ｏ3 は酸素イオンの拡散係数が温度条件
１６００℃以下の酸素圧力１５２Torrの雰囲気下におい
て、６．３×１０-8cm2ｓ-1で耐熱鋳鋼の界面に排ガス
の酸化雰囲気下で自己形成するＣｒ2 Ｏ3 の同一条件の
拡散係数１５．９cm2 ｓ-1より、格段に小さいため酸化
反応速度が極めて遅い。よって酸化に対する抵抗力を増
すためにＡｌ添加によるＡｌ2 Ｏ3 の薄膜を自己形成さ
せることが極めて効果的である。
チューブで燃焼した酸素を含む排ガスとの接触によっ
て、溶射皮膜の界面に図２に示すようなＡｌ2 Ｏ3 の保
護皮膜４を自己形成するためである。皮膜の酸化の反応
速度を左右する重要な指標として拡散係数が広く用いら
れるが、Ａｌ2 Ｏ3 は酸素イオンの拡散係数が温度条件
１６００℃以下の酸素圧力１５２Torrの雰囲気下におい
て、６．３×１０-8cm2ｓ-1で耐熱鋳鋼の界面に排ガス
の酸化雰囲気下で自己形成するＣｒ2 Ｏ3 の同一条件の
拡散係数１５．９cm2 ｓ-1より、格段に小さいため酸化
反応速度が極めて遅い。よって酸化に対する抵抗力を増
すためにＡｌ添加によるＡｌ2 Ｏ3 の薄膜を自己形成さ
せることが極めて効果的である。
【００１６】Ａｌの化学組成を５〜１２％とするのは、
５％未満ではＡｌ2 Ｏ3 の皮膜形成が十分でないためで
あり、１２％超では皮膜の延性が損なわれ前述の熱応力
による部分的な剥離や亀裂が発生するためである。さら
に１５〜３０％のＣｒを加えるのは、ＣｒがＡｌ2 Ｏ3
の形成を促進させるためであるが、１５％未満ではＡｌ
の化学組成に左右されるが、Ａｌの組成を５〜１２％に
した場合は、Ａｌ2 Ｏ3 の形成が不完全になり、保護皮
膜としての効果が損なわれる。また化学組成が３０％超
とするとＡｌの場合と同様に、皮膜の延性が損なわれ熱
応力による部分的な剥離や亀裂が発生するためである。
５％未満ではＡｌ2 Ｏ3 の皮膜形成が十分でないためで
あり、１２％超では皮膜の延性が損なわれ前述の熱応力
による部分的な剥離や亀裂が発生するためである。さら
に１５〜３０％のＣｒを加えるのは、ＣｒがＡｌ2 Ｏ3
の形成を促進させるためであるが、１５％未満ではＡｌ
の化学組成に左右されるが、Ａｌの組成を５〜１２％に
した場合は、Ａｌ2 Ｏ3 の形成が不完全になり、保護皮
膜としての効果が損なわれる。また化学組成が３０％超
とするとＡｌの場合と同様に、皮膜の延性が損なわれ熱
応力による部分的な剥離や亀裂が発生するためである。
【００１７】また０．２〜０．７％のＹまたはＨｆを加
えるのは、皮膜の密着性の向上を目的としたもので、
０．２％未満では密着性を高める顕著な効果が得られな
い一方、０．７％超とするとＹまたはＨｆが溶射皮膜中
の粒界に濃化するため皮膜強度を低下させる。
えるのは、皮膜の密着性の向上を目的としたもので、
０．２％未満では密着性を高める顕著な効果が得られな
い一方、０．７％超とするとＹまたはＨｆが溶射皮膜中
の粒界に濃化するため皮膜強度を低下させる。
【００１８】ラジアントチューブを直管部と曲管部の複
数の部分に分けて鋳造した後、内面溶射を組立て前に実
施し、溶接組立て時に溶接接合部の材質をＣｒ及びＮｉ
を主成分とする合金でＣｒの化学組成を２５〜３５％と
するのは、複雑な形状のラジアントチューブでは溶接接
合部の溶射が組立て後にできないため、非常に限定され
てはいるが、溶接ビード部が排ガスに曝され、ビードに
沿って局部的に酸化減耗するためで、ビード部分だけ限
定的にＣｒの化学組成を高め、耐酸化性を向上させるた
めである。
数の部分に分けて鋳造した後、内面溶射を組立て前に実
施し、溶接組立て時に溶接接合部の材質をＣｒ及びＮｉ
を主成分とする合金でＣｒの化学組成を２５〜３５％と
するのは、複雑な形状のラジアントチューブでは溶接接
合部の溶射が組立て後にできないため、非常に限定され
てはいるが、溶接ビード部が排ガスに曝され、ビードに
沿って局部的に酸化減耗するためで、ビード部分だけ限
定的にＣｒの化学組成を高め、耐酸化性を向上させるた
めである。
【００１９】Ｃｒが２５％未満ではビード保護のために
表層に自己形成されるＣｒ2 Ｏ3 の厚みが薄く耐酸化性
が不十分である。３５％超では高温下で多量のＣｒ炭化
物を生成してビード部分が脆化するため、熱応力や自重
による応力によって亀裂が発生する。また、ラジアント
チューブの直管部と曲管部の複数の部分の溶接部の厚み
を接合部の周囲厚みの最大１．５倍になるような溶接ビ
ードの厚みとするのは、Ｃｒの化学組成を２５〜３５％
として耐酸化性を高めているが、さらに溶接部の厚みを
増して減耗代を確保したもので、最大１．５倍としたの
は１．５倍超では溶接時の残留応力により溶接熱影響部
に亀裂が発生するのを防止するためである。
表層に自己形成されるＣｒ2 Ｏ3 の厚みが薄く耐酸化性
が不十分である。３５％超では高温下で多量のＣｒ炭化
物を生成してビード部分が脆化するため、熱応力や自重
による応力によって亀裂が発生する。また、ラジアント
チューブの直管部と曲管部の複数の部分の溶接部の厚み
を接合部の周囲厚みの最大１．５倍になるような溶接ビ
ードの厚みとするのは、Ｃｒの化学組成を２５〜３５％
として耐酸化性を高めているが、さらに溶接部の厚みを
増して減耗代を確保したもので、最大１．５倍としたの
は１．５倍超では溶接時の残留応力により溶接熱影響部
に亀裂が発生するのを防止するためである。
【００２０】
〔実施例１〕既に成形済みの曲管と直管を組合わせた形
状の複雑なＷ型のステンレス系の耐熱鋳鋼品ＳＣＨ２４
（ＪＩＳ−Ｇ５１２２の２５％Ｃｒ、２０％Ｎｉ）のラ
ジアントチューブの長さ方向において、バーナー側から
全長の３分の２の長さの範囲内の内面に、１００μｍの
Ｃｏ及びＮｉを主成分とする合金の溶射皮膜をプラズマ
溶射法にて皮膜を形成させたもので、２０％のＣｒ及び
７％のＡｌ並びに０．５％のＹを加えた化学組成とした
合金の溶射皮膜を形成した。
状の複雑なＷ型のステンレス系の耐熱鋳鋼品ＳＣＨ２４
（ＪＩＳ−Ｇ５１２２の２５％Ｃｒ、２０％Ｎｉ）のラ
ジアントチューブの長さ方向において、バーナー側から
全長の３分の２の長さの範囲内の内面に、１００μｍの
Ｃｏ及びＮｉを主成分とする合金の溶射皮膜をプラズマ
溶射法にて皮膜を形成させたもので、２０％のＣｒ及び
７％のＡｌ並びに０．５％のＹを加えた化学組成とした
合金の溶射皮膜を形成した。
【００２１】このＷ型の内面溶射ラジアントチューブを
燃焼空気比が１．２、燃料に液化天然ガスを使用して、
ガス中の酸素濃度が実測で４．０％の冷延鋼板の連続焼
鈍ラインの加熱炉にて使用した結果、従来のステンレス
系の耐熱鋳鋼品ＳＣＨ２２（ＪＩＳ−Ｇ５１２２の２５
％Ｃｒ、２０％Ｎｉ）のバーナー近傍の最も温度の高い
場所での内表面の酸化減肉量が０．３mm／年であったの
が、本発明品の場合は前述と同じバーナー近傍の最も温
度の高い場所で酸化減肉量が０．１３mm／年であった。
ラジアントチューブの寿命も従来の４年から８年に延び
た。寿命が２倍延びたことによって価格がＳＣＨ２２の
１．２倍としても、ラジアントチューブの整備コストは
従来の６０％に削減することができた。
燃焼空気比が１．２、燃料に液化天然ガスを使用して、
ガス中の酸素濃度が実測で４．０％の冷延鋼板の連続焼
鈍ラインの加熱炉にて使用した結果、従来のステンレス
系の耐熱鋳鋼品ＳＣＨ２２（ＪＩＳ−Ｇ５１２２の２５
％Ｃｒ、２０％Ｎｉ）のバーナー近傍の最も温度の高い
場所での内表面の酸化減肉量が０．３mm／年であったの
が、本発明品の場合は前述と同じバーナー近傍の最も温
度の高い場所で酸化減肉量が０．１３mm／年であった。
ラジアントチューブの寿命も従来の４年から８年に延び
た。寿命が２倍延びたことによって価格がＳＣＨ２２の
１．２倍としても、ラジアントチューブの整備コストは
従来の６０％に削減することができた。
【００２２】〔実施例２〕実施例１のＷ型のラジアント
チューブの溶接部の材質をＣｒ及びＮｉを主成分とする
合金においてＣｒの化学組成を３０％とし、さらに溶接
接合部の厚みが周囲厚みの１．５倍になるような溶接ビ
ードとした内面溶射ラジアントチューブを燃焼空気比が
１．２、燃料に液化天然ガスを使用して、ガス中の酸素
濃度が実測で４．０％の冷延鋼板の連続焼鈍ラインの加
熱炉にて使用した結果、バーナー近傍の最も温度の高い
場所での内表面の溶射部分の酸化減耗量が０．１３mm／
年で、実施例１と同じであったが、溶接部の酸化減耗量
が減少し、かつ余肉厚が大きいためラジアントチューブ
の寿命が従来の４年から１０年に延びた。寿命が２．５
倍延びた場合、価格がＳＣＨ２２の１．８倍としても、
ラジアントチューブの整備コストは従来の７２％となり
整備コストを大幅に削減することができた。
チューブの溶接部の材質をＣｒ及びＮｉを主成分とする
合金においてＣｒの化学組成を３０％とし、さらに溶接
接合部の厚みが周囲厚みの１．５倍になるような溶接ビ
ードとした内面溶射ラジアントチューブを燃焼空気比が
１．２、燃料に液化天然ガスを使用して、ガス中の酸素
濃度が実測で４．０％の冷延鋼板の連続焼鈍ラインの加
熱炉にて使用した結果、バーナー近傍の最も温度の高い
場所での内表面の溶射部分の酸化減耗量が０．１３mm／
年で、実施例１と同じであったが、溶接部の酸化減耗量
が減少し、かつ余肉厚が大きいためラジアントチューブ
の寿命が従来の４年から１０年に延びた。寿命が２．５
倍延びた場合、価格がＳＣＨ２２の１．８倍としても、
ラジアントチューブの整備コストは従来の７２％となり
整備コストを大幅に削減することができた。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、ラジアントチューブの
取替え本数が低減でき、ラジアントチューブ自身の購入
費及び取替え作業費並びに取付け部の煉瓦の修復等の整
備コストを大幅に削減することができた。さらに炉休止
時のラジアントチューブの取替え本数の低減は炉修中の
取替え時間を短縮できるためライン稼働率の向上につな
がり、稼働時間の増加による生産量の増量も可能になっ
た。また縦型の鋼板の連続設備の場合は、ラジアントチ
ューブの取替えは危険作業を伴うが、本発明品の採用に
より、その作業頻度を大幅に削減することができ、作業
負荷の軽減にも寄与した。これらは間接的に製品を放射
伝熱により加熱している加熱炉内に配設されたラジアン
トチューブの全てについて当てはめることができ、その
いずれの場合でも実施例と同等の効果を得ることができ
る。
取替え本数が低減でき、ラジアントチューブ自身の購入
費及び取替え作業費並びに取付け部の煉瓦の修復等の整
備コストを大幅に削減することができた。さらに炉休止
時のラジアントチューブの取替え本数の低減は炉修中の
取替え時間を短縮できるためライン稼働率の向上につな
がり、稼働時間の増加による生産量の増量も可能になっ
た。また縦型の鋼板の連続設備の場合は、ラジアントチ
ューブの取替えは危険作業を伴うが、本発明品の採用に
より、その作業頻度を大幅に削減することができ、作業
負荷の軽減にも寄与した。これらは間接的に製品を放射
伝熱により加熱している加熱炉内に配設されたラジアン
トチューブの全てについて当てはめることができ、その
いずれの場合でも実施例と同等の効果を得ることができ
る。
【図１】本発明を適用しようとするＷ型ラジアントチュ
ーブの内面に形成させたＣｏ及びＮｉを主成分とする合
金の溶射皮膜の層構成の断面図である。
ーブの内面に形成させたＣｏ及びＮｉを主成分とする合
金の溶射皮膜の層構成の断面図である。
【図２】本発明を適用しようとするＷ型ラジアントチュ
ーブの内面に被覆したＣｏ及びＮｉを主成分とする合金
の溶射皮膜系の皮膜の表層に形成したＡｌ2 Ｏ3 を示す
ミクロ組織図である。
ーブの内面に被覆したＣｏ及びＮｉを主成分とする合金
の溶射皮膜系の皮膜の表層に形成したＡｌ2 Ｏ3 を示す
ミクロ組織図である。
【図３】Ｃｏ及びＮｉを主成分とする合金の溶射皮膜の
形成範囲の説明図である。
形成範囲の説明図である。
【図４】燃料に液化天然ガスを使用して、ガス中の酸素
濃度が実測で４．０％の冷延鋼板の連続焼鈍ラインの加
熱炉にて使用した場合のチューブ長さ方向の温度実測値
の説明図である。
濃度が実測で４．０％の冷延鋼板の連続焼鈍ラインの加
熱炉にて使用した場合のチューブ長さ方向の温度実測値
の説明図である。
【図５】本発明を適用しようとするＷ型ラジアントチュ
ーブの設備概要の説明図である。
ーブの設備概要の説明図である。
１ 合金の溶射皮膜 ２ ステンレス系の耐熱鋳鋼品 ３ 溶射皮膜の形成範囲 ４ 溶射皮膜の界面に形成されたＡｌ2 Ｏ3 皮膜 ５ Ｗ型ラジアントチューブの直管部 ６ Ｗ型ラジアントチューブの曲管部 ７ バーナー
Claims (5)
- 【請求項１】 高温の還元ガス雰囲気中で使用するラジ
アントチューブの内面に、１０〜２５０μｍの皮膜厚み
の合金の溶射層を形成したことを特徴とするラジアント
チューブ。 - 【請求項２】 請求項１記載のラジアントチューブの燃
焼排ガスが通過するチューブの長さ方向において、バー
ナー側から全長の３分の２の長さの範囲あるいは範囲内
の限定部分の内面に、ＣｏまたはＮｉあるいはＣｏ及び
Ｎｉを主成分とする合金の溶射皮膜を形成したことを特
徴とするラジアントチューブ。 - 【請求項３】 請求項２記載のラジアントチューブの長
さ方向において、バーナー側から全長の３分の２の長さ
の範囲あるいは範囲内の限定部分の内面にＣｏまたはＮ
ｉあるいはＣｏ及びＮｉを主成分とするが、さらに１５
〜３０％のＣｒ及び５〜１２％のＡｌ並びに０．２〜
０．７％のＹあるいはＨｆを加えた化学組成とした合金
の溶射皮膜を形成したことを特徴とするラジアントチュ
ーブ。 - 【請求項４】 請求項１記載のラジアントチューブを製
造するにあたり、ラジアントチューブを直管部と曲管部
の複数の部分に分けて鋳造した後、請求項３記載の内面
溶射を組立て前に実施し、溶接組立て時に溶接接合部の
材質をＣｒ及びＮｉを主成分とする合金でＣｒの化学組
成を２５〜３５％としたことを特徴とするラジアントチ
ューブの製造方法。 - 【請求項５】 請求項４記載のラジアントチューブを製
造するにあたり、ラジアントチューブの直管部と曲管部
の複数の部分の溶接接合部の厚みが、接合部の周囲厚み
の最大１．５倍になるような溶接ビードの厚みとしたこ
とを特徴とするラジアントチューブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068788A JPH06281119A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ラジアントチューブ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068788A JPH06281119A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ラジアントチューブ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281119A true JPH06281119A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13383818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5068788A Withdrawn JPH06281119A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ラジアントチューブ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281119A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001323361A (ja) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐高温酸化性に優れたラジアントチューブおよび製造方法 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP5068788A patent/JPH06281119A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001323361A (ja) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐高温酸化性に優れたラジアントチューブおよび製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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