JP2001323361A - 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 - Google Patents
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Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】鋼材熱処理炉のラジアントチューブ（チューブ
本体および燃焼用空気ノズル等の付属構成部品）の高温
酸化抵抗性を高め耐用寿命を改善する。 【解決手段】チューブの高温被曝部に、（1）Ｎｉ−Ａ
ｌ合金（Ａｌ含有量３〜３５%）からなる溶射皮膜（膜
厚約５０〜８００μｍ）を設ける、または(2)Ｎｉ−Ａ
ｌ合金（Ａｌ含有量３〜５%）の溶射皮膜（膜厚約30〜2
00μｍ）をアンダーコートとし、トップコートとしてＡ
ｌ,Ａｌ−Ｓｉ合金（Ｓｉ含有量０．５〜１５%）または
ＭＣｒＡｌＸ合金（Ｃｒ含有量５〜１０%,Ａｌ含有量１
〜２９%）の溶射皮膜（膜厚約100〜800μｍ）を積層施
工する。ＭＣｒＡｌＸ合金のＭは、Ｎｉ（７５%以下）,
Ｃｏ（７０%以下）又はＦｅ（３０%以下）、ＸはＹ,
Ｔａ,Ｓｉ,Ｂ,Ｍｎ,Ｚｒ,Ｗその他の元素群から選択さ
れる１種ないし２種以上の元素。元素含有量はmass%。
本体および燃焼用空気ノズル等の付属構成部品）の高温
酸化抵抗性を高め耐用寿命を改善する。 【解決手段】チューブの高温被曝部に、（1）Ｎｉ−Ａ
ｌ合金（Ａｌ含有量３〜３５%）からなる溶射皮膜（膜
厚約５０〜８００μｍ）を設ける、または(2)Ｎｉ−Ａ
ｌ合金（Ａｌ含有量３〜５%）の溶射皮膜（膜厚約30〜2
00μｍ）をアンダーコートとし、トップコートとしてＡ
ｌ,Ａｌ−Ｓｉ合金（Ｓｉ含有量０．５〜１５%）または
ＭＣｒＡｌＸ合金（Ｃｒ含有量５〜１０%,Ａｌ含有量１
〜２９%）の溶射皮膜（膜厚約100〜800μｍ）を積層施
工する。ＭＣｒＡｌＸ合金のＭは、Ｎｉ（７５%以下）,
Ｃｏ（７０%以下）又はＦｅ（３０%以下）、ＸはＹ,
Ｔａ,Ｓｉ,Ｂ,Ｍｎ,Ｚｒ,Ｗその他の元素群から選択さ
れる１種ないし２種以上の元素。元素含有量はmass%。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材等を被処理材
とする熱処理炉内に配設されるラジアントチューブの改
良に係り、チューブ本体及びその内部構造部材であるバ
ーナー等の高温被曝部表面に、耐熱性，密着性の高い溶
射皮膜を設けて高温燃焼火炎，燃焼ガスによる酸化損耗
や変形等を効果的に抑制防止し得るようにしたものであ
る。
とする熱処理炉内に配設されるラジアントチューブの改
良に係り、チューブ本体及びその内部構造部材であるバ
ーナー等の高温被曝部表面に、耐熱性，密着性の高い溶
射皮膜を設けて高温燃焼火炎，燃焼ガスによる酸化損耗
や変形等を効果的に抑制防止し得るようにしたものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】鋼板，鋼管等の鋼材を被処理材とする熱
処理炉に配設されるラジアントチューブは、その管路の
端部に装着されたバーナからの燃焼火炎，燃焼ガスによ
り、約９００〜１１００℃に加熱されて赤熱状態とな
り、輻射熱を放出して炉内の被熱処理鋼材を所定温度に
加熱する。ラジアントチューブおよびバーナーの材種と
して、Ｃｒ−Ｎｉ系耐熱鋳鋼（JISG5122 SCH 12, SCH 1
5,SCH 22,SCH 24等）からなる鋳鋼品が使用されてい
る。
処理炉に配設されるラジアントチューブは、その管路の
端部に装着されたバーナからの燃焼火炎，燃焼ガスによ
り、約９００〜１１００℃に加熱されて赤熱状態とな
り、輻射熱を放出して炉内の被熱処理鋼材を所定温度に
加熱する。ラジアントチューブおよびバーナーの材種と
して、Ｃｒ−Ｎｉ系耐熱鋳鋼（JISG5122 SCH 12, SCH 1
5,SCH 22,SCH 24等）からなる鋳鋼品が使用されてい
る。
【０００３】ラジアントチューブはバーナで強熱され、
熱応力による変形を不可避的に生じる。また燃焼ガスに
含まれる高温の水蒸気，二酸化炭素等により、チューブ
内面に酸化スケールを生成し、その剥離と生成が繰り返
されることにより、肉厚は経時的に減少（酸化減肉）す
る。変形・酸化減肉は、燃焼火炎で直接熱せられる領域
に生じ易く、酸化スケールの剥離・堆積が局所的に生じ
ることによりチューブの偏熱・熱応力が増大することに
より、チューブの変形が加速される。バーナーの燃焼用
空気ノズルも、熱影響，酸化消耗による変形を生じ易
く、その変形はチューブの局部加熱と酸化消耗現象を更
に助長する原因となる。
熱応力による変形を不可避的に生じる。また燃焼ガスに
含まれる高温の水蒸気，二酸化炭素等により、チューブ
内面に酸化スケールを生成し、その剥離と生成が繰り返
されることにより、肉厚は経時的に減少（酸化減肉）す
る。変形・酸化減肉は、燃焼火炎で直接熱せられる領域
に生じ易く、酸化スケールの剥離・堆積が局所的に生じ
ることによりチューブの偏熱・熱応力が増大することに
より、チューブの変形が加速される。バーナーの燃焼用
空気ノズルも、熱影響，酸化消耗による変形を生じ易
く、その変形はチューブの局部加熱と酸化消耗現象を更
に助長する原因となる。
【０００４】その改善策として、チューブ材料の高級
化、特にＣｏ，Ｗ，Ｎｂ等の多量添加により、耐高温酸
化性，高温強度を高めることが試みられている。合金元
素の多量添加は、高温強度を高め、実作業環境での変形
による操業上の障害を抑制するのに有効ではあるが、材
料費が高価となり、また耐高温酸化性についてはコスト
増加に見合う程の効果は得られない。別法として、チュ
ーブ表面にクロム酸等を含む処理液を塗布・焼き付けす
ることによりＣｒ２Ｏ３膜を形成し、またはＣｏ，Ｎｉ
主成分とする合金の溶射皮膜を形成することにより、高
温燃焼火炎からチューブを保護することが提案されてい
る（特開平6-280043号公報、特開平6-281119号公報）。
この溶射処理は耐熱性，耐酸化性の改善効果を奏する
が、高温燃焼火炎の被曝部に対する耐高温酸化性につい
ては更に改良すべき余地がある。
化、特にＣｏ，Ｗ，Ｎｂ等の多量添加により、耐高温酸
化性，高温強度を高めることが試みられている。合金元
素の多量添加は、高温強度を高め、実作業環境での変形
による操業上の障害を抑制するのに有効ではあるが、材
料費が高価となり、また耐高温酸化性についてはコスト
増加に見合う程の効果は得られない。別法として、チュ
ーブ表面にクロム酸等を含む処理液を塗布・焼き付けす
ることによりＣｒ２Ｏ３膜を形成し、またはＣｏ，Ｎｉ
主成分とする合金の溶射皮膜を形成することにより、高
温燃焼火炎からチューブを保護することが提案されてい
る（特開平6-280043号公報、特開平6-281119号公報）。
この溶射処理は耐熱性，耐酸化性の改善効果を奏する
が、高温燃焼火炎の被曝部に対する耐高温酸化性につい
ては更に改良すべき余地がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、特開平
11-351518号公報において、Ａｌまたは０．５〜１５mas
s％のＳｉを含むＡｌ−Ｓｉ合金を高温被曝部に溶射施
工することにより耐高温酸化性を改良したラジアントチ
ューブを提供した。この溶射皮膜は、表面に緻密で熱的
安定性の高いＡｌ２Ｏ３膜を生成し、高温燃焼雰囲気か
らチューブ基材への酸素透過を遮断し、基材の酸化消耗
・変形を抑制防止する。本発明は、この溶射皮膜の高温
特性を維持しつつ、溶射皮膜とチューブ基材との界面の
密着性を高めることにより、溶射皮膜の被覆保護機能を
更に安定化することを目的としてなされたものである。
11-351518号公報において、Ａｌまたは０．５〜１５mas
s％のＳｉを含むＡｌ−Ｓｉ合金を高温被曝部に溶射施
工することにより耐高温酸化性を改良したラジアントチ
ューブを提供した。この溶射皮膜は、表面に緻密で熱的
安定性の高いＡｌ２Ｏ３膜を生成し、高温燃焼雰囲気か
らチューブ基材への酸素透過を遮断し、基材の酸化消耗
・変形を抑制防止する。本発明は、この溶射皮膜の高温
特性を維持しつつ、溶射皮膜とチューブ基材との界面の
密着性を高めることにより、溶射皮膜の被覆保護機能を
更に安定化することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明ラジアントチュー
ブは、管端部にバーナーを備えたラジアントチューブの
チューブ本体及び／又はバーナーの高温被曝部表面を、
３〜３５mass％のＡｌを含有するＮｉ−Ａｌ合金からな
る溶射皮膜で被覆してなる単層の被覆保護構造を有す
る。
ブは、管端部にバーナーを備えたラジアントチューブの
チューブ本体及び／又はバーナーの高温被曝部表面を、
３〜３５mass％のＡｌを含有するＮｉ−Ａｌ合金からな
る溶射皮膜で被覆してなる単層の被覆保護構造を有す
る。
【０００７】本発明は、所望により、上記Ｎｉ−Ａｌ合
金（Ａｌ含有量３〜３５mass％）の溶射皮膜をアンダー
コートとし、これに下記（ａ）（ｂ）（ｃ）から選ばれ
る金属からなる溶射皮膜をトップコートとして形成した
多層の被覆保護構造が与えられる。トップコートは、
（ａ）〜（ｃ）のいずれか１種の溶射皮膜として、また
は２種以上の各金属からなる複数の溶射皮膜として形成
される。 （ａ）Ａｌ （ｂ）０．５〜１５mass％のＳｉを含有するＡｌ−Ｓｉ
合金 （ｃ）ＭＣｒＡｌＸ合金 但し、ＭＣｒＡｌＸ合金における、Ｃｒ含有量は５〜１
０mass％、Ａｌ含有量は１〜２９mass％であり、Ｍおよ
びＸは次のように規定される。
金（Ａｌ含有量３〜３５mass％）の溶射皮膜をアンダー
コートとし、これに下記（ａ）（ｂ）（ｃ）から選ばれ
る金属からなる溶射皮膜をトップコートとして形成した
多層の被覆保護構造が与えられる。トップコートは、
（ａ）〜（ｃ）のいずれか１種の溶射皮膜として、また
は２種以上の各金属からなる複数の溶射皮膜として形成
される。 （ａ）Ａｌ （ｂ）０．５〜１５mass％のＳｉを含有するＡｌ−Ｓｉ
合金 （ｃ）ＭＣｒＡｌＸ合金 但し、ＭＣｒＡｌＸ合金における、Ｃｒ含有量は５〜１
０mass％、Ａｌ含有量は１〜２９mass％であり、Ｍおよ
びＸは次のように規定される。
【０００８】Ｍ：７５mass％以下のＮｉ，７０mass％以
下のＣｏ，３０mass％以下のＦｅ から選ばれる１種もしくは２種以上の元素。
下のＣｏ，３０mass％以下のＦｅ から選ばれる１種もしくは２種以上の元素。
【０００９】Ｘ：５mass％以下のＹ，１０mass％以下の
Ｈｆ，１〜２０mass％のＴａ，０．１〜１４mass％のＳ
ｉ，０．１mass％以下のＢ，０．２５mass％以下のＣ，
１０mass％以下のＭｎ，３mass％以下のＺｒ，５．５ma
ss％以下のＷ，５mass％以下のＣｓ，５mass％以下のＣ
ｅ，５mass％以下のＬａ，２０mass％以下のＰｔ から選ばれる１種もしくは２種以上の元素。
Ｈｆ，１〜２０mass％のＴａ，０．１〜１４mass％のＳ
ｉ，０．１mass％以下のＢ，０．２５mass％以下のＣ，
１０mass％以下のＭｎ，３mass％以下のＺｒ，５．５ma
ss％以下のＷ，５mass％以下のＣｓ，５mass％以下のＣ
ｅ，５mass％以下のＬａ，２０mass％以下のＰｔ から選ばれる１種もしくは２種以上の元素。
【００１０】本発明のラジアントチューブ（チューブ本
体およびバーナー等の付属部品を含む総称である）の表
面に溶射施工されるＮｉ−Ａｌ合金（Ａｌ含有量３〜３
５mass％）の皮膜は、加熱環境（実機使用に先立つ加熱
処理又は実機使用環境）において、その合金中のＡｌが
チューブ基材に拡散し、界面にＡｌ−Ｆｅ金属間化合物
層（Ａｌ３−Ｆｅ，Ａｌ５−Ｆｅ２，Ａｌ６−Ｆｅ等）
を生成する。これにより溶射皮膜とチューブ基材との界
面の冶金的結合が形成され、チューブ基材に対する保護
膜としての機能の安定性が与えられる。また、上記Ｎｉ
−Ａｌ合金の溶射皮膜は、その膜面に緻密かつ熱的安定
性の高いＡｌ２Ｏ３膜を生成することにより、チューブ
基材への酸素の侵入を阻止し、酸化消耗，変形を抑制防
止する。
体およびバーナー等の付属部品を含む総称である）の表
面に溶射施工されるＮｉ−Ａｌ合金（Ａｌ含有量３〜３
５mass％）の皮膜は、加熱環境（実機使用に先立つ加熱
処理又は実機使用環境）において、その合金中のＡｌが
チューブ基材に拡散し、界面にＡｌ−Ｆｅ金属間化合物
層（Ａｌ３−Ｆｅ，Ａｌ５−Ｆｅ２，Ａｌ６−Ｆｅ等）
を生成する。これにより溶射皮膜とチューブ基材との界
面の冶金的結合が形成され、チューブ基材に対する保護
膜としての機能の安定性が与えられる。また、上記Ｎｉ
−Ａｌ合金の溶射皮膜は、その膜面に緻密かつ熱的安定
性の高いＡｌ２Ｏ３膜を生成することにより、チューブ
基材への酸素の侵入を阻止し、酸化消耗，変形を抑制防
止する。
【００１１】他方、上記Ｎｉ−Ａｌ合金の溶射皮膜をア
ンダーコートとし、これにトップコート（Ａｌ，Ａｌ−
Ｓｉ合金，ＭＣｒＡｌＸ合金の溶射皮膜）を形成した複
層被覆構造の場合は、トップコートの溶射皮膜表面に、
Ａｌ２Ｏ３等の緻密かつ熱的安定性の高い酸化皮膜が生
成することにより、チューブ基材に対する酸素侵入の阻
止機能が一そう強化され、チューブ基材の酸化消耗、変
形の抑制防止効果が増強される。
ンダーコートとし、これにトップコート（Ａｌ，Ａｌ−
Ｓｉ合金，ＭＣｒＡｌＸ合金の溶射皮膜）を形成した複
層被覆構造の場合は、トップコートの溶射皮膜表面に、
Ａｌ２Ｏ３等の緻密かつ熱的安定性の高い酸化皮膜が生
成することにより、チューブ基材に対する酸素侵入の阻
止機能が一そう強化され、チューブ基材の酸化消耗、変
形の抑制防止効果が増強される。
【００１２】更に、複層被覆構造におけるアンダーコー
ト（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射皮膜）は、前記のようにチュー
ブ基材との界面に冶金学的結合を形成して溶射皮膜の密
着性を強化する役割を有するのみならず、実機使用にお
けるトップコートの材質劣化（合金組成の変化，緻密性
の低下）を抑制防止し、トップコートの機能を安定に保
持せしめる働きを有する。
ト（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射皮膜）は、前記のようにチュー
ブ基材との界面に冶金学的結合を形成して溶射皮膜の密
着性を強化する役割を有するのみならず、実機使用にお
けるトップコートの材質劣化（合金組成の変化，緻密性
の低下）を抑制防止し、トップコートの機能を安定に保
持せしめる働きを有する。
【００１３】すなわち、アンダーコートとしてのＮｉ−
Ａｌ合金溶射皮膜が存在しない場合は、実機での高温環
境において、トップコートに含有されているＡｌがチュ
ーブ基材に過度に拡散移行することにより、トップコー
トの組成変化および緻密性の低下（皮膜の空洞化）をき
たし、かつＡｌの拡散移行に伴ってチューブ基材界面の
Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物層が不必要に増加する。トップ
コートの変質（合金組成の変化，緻密性の低下）は、そ
のチューブ保護機能の劣化となり、Ａｌ−Ｆｅ金属間化
合物（硬質脆性、かつ金属材に比し熱膨張率が小さい）
の層厚増加は、界面の亀裂・剥離を助長する原因とな
る。アンダーコート（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射皮膜）は、ト
ップコートからのＡｌ拡散を効果的に遅延させ、被覆保
護膜としての溶射皮膜の機能を長期間に亘って安定化す
る。
Ａｌ合金溶射皮膜が存在しない場合は、実機での高温環
境において、トップコートに含有されているＡｌがチュ
ーブ基材に過度に拡散移行することにより、トップコー
トの組成変化および緻密性の低下（皮膜の空洞化）をき
たし、かつＡｌの拡散移行に伴ってチューブ基材界面の
Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物層が不必要に増加する。トップ
コートの変質（合金組成の変化，緻密性の低下）は、そ
のチューブ保護機能の劣化となり、Ａｌ−Ｆｅ金属間化
合物（硬質脆性、かつ金属材に比し熱膨張率が小さい）
の層厚増加は、界面の亀裂・剥離を助長する原因とな
る。アンダーコート（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射皮膜）は、ト
ップコートからのＡｌ拡散を効果的に遅延させ、被覆保
護膜としての溶射皮膜の機能を長期間に亘って安定化す
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】Ｎｉ−Ａｌ合金のＡｌ含有量は、
３〜３５mass％の範囲に規定される。３mass％以上とす
るのは、それに満たないとチューブ基材との密着性が不
足するからであり、３５mass％を上限とするのは、それ
を越えて増量する利益はなく、むしろ高温環境におい
て、チューブ基材との界面のＡｌ−Ｆｅ合金層が過度に
生成する（界面の亀裂・剥離が助長される原因となる）
からである。より好ましくは５〜２０mass％である。
３〜３５mass％の範囲に規定される。３mass％以上とす
るのは、それに満たないとチューブ基材との密着性が不
足するからであり、３５mass％を上限とするのは、それ
を越えて増量する利益はなく、むしろ高温環境におい
て、チューブ基材との界面のＡｌ−Ｆｅ合金層が過度に
生成する（界面の亀裂・剥離が助長される原因となる）
からである。より好ましくは５〜２０mass％である。
【００１５】上記Ｎｉ−Ａｌ合金溶射皮膜は、高温環境
において緻密なＡｌ２Ｏ３膜を生成し、良好な耐熱性，
耐酸化性を有するので、この合金だけを溶射施工した単
層被覆構造とした場合にも、チューブ基材を高温酸化雰
囲気から遮断し酸化損耗を抑制防止する保護膜として機
能する。単層被覆構造とする場合のＮｉ−Ａｌ合金溶射
皮膜の膜厚は、保護機能の安定性、耐久性の点から、５
０μｍ以上とするのが好ましい。増厚に伴って耐久性が
高められるが、８００μｍを越える厚さとしても、その
性能の格段の向上はなく、経済的利益はない。
において緻密なＡｌ２Ｏ３膜を生成し、良好な耐熱性，
耐酸化性を有するので、この合金だけを溶射施工した単
層被覆構造とした場合にも、チューブ基材を高温酸化雰
囲気から遮断し酸化損耗を抑制防止する保護膜として機
能する。単層被覆構造とする場合のＮｉ−Ａｌ合金溶射
皮膜の膜厚は、保護機能の安定性、耐久性の点から、５
０μｍ以上とするのが好ましい。増厚に伴って耐久性が
高められるが、８００μｍを越える厚さとしても、その
性能の格段の向上はなく、経済的利益はない。
【００１６】他方、複層被覆構造とする場合のアンダー
コート（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射皮膜）の膜厚は、３０〜２
００μｍの範囲とするのが適当である。３０μｍに満た
ない膜厚でも、チューブ基材との密着力は確保される
が、３０μｍ以上の膜厚を与えることにより、バリアー
層としての機能（トップコート成分の内部拡散阻止）が
確保される。増厚と共にその効果を増すが、２００μｍ
を越える厚さとする利益はなく、コストの無駄である。
コート（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射皮膜）の膜厚は、３０〜２
００μｍの範囲とするのが適当である。３０μｍに満た
ない膜厚でも、チューブ基材との密着力は確保される
が、３０μｍ以上の膜厚を与えることにより、バリアー
層としての機能（トップコート成分の内部拡散阻止）が
確保される。増厚と共にその効果を増すが、２００μｍ
を越える厚さとする利益はなく、コストの無駄である。
【００１７】複層被覆構造におけるトップコートは、Ａ
ｌ，Ａｌ−Ｓｉ合金，ＭＣｒＡｌＸ合金のいずれか１種
の金属の溶射皮膜として、または２種以上の複数の溶射
皮膜として形成される。Ａｌからなる溶射皮膜は、緻密
で熱的安定性の高いＡｌ２Ｏ３を生成し、チューブ基材
を酸化損耗から保護する。Ａｌは９９mass％以上の純度
を有するもの（JISH4040合金番号1070,1050,1100,1200
等に相応）が好ましい。これより低い純度では、混在す
る不純物によりトップコートとしての被覆保護効果が低
下する。
ｌ，Ａｌ−Ｓｉ合金，ＭＣｒＡｌＸ合金のいずれか１種
の金属の溶射皮膜として、または２種以上の複数の溶射
皮膜として形成される。Ａｌからなる溶射皮膜は、緻密
で熱的安定性の高いＡｌ２Ｏ３を生成し、チューブ基材
を酸化損耗から保護する。Ａｌは９９mass％以上の純度
を有するもの（JISH4040合金番号1070,1050,1100,1200
等に相応）が好ましい。これより低い純度では、混在す
る不純物によりトップコートとしての被覆保護効果が低
下する。
【００１８】Ａｌ−Ｓｉ合金は、緻密かつ耐熱性に優れ
たＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２を生成し、チューブ基材を
酸化損耗から保護する。Ｓｉ含有量は０．５〜１５mass
％の範囲が適当である。Ｓｉ含有量を０．５mass％以上
とするのは、これに満たないと、良質のＳｉＯ２の生成
が不十分であり、１５mass％を上限とするのは、これを
越えると皮膜が脆弱となり、いずれも場合もトップコー
トとして所期の機能を十分に発現することができなくな
るからである。この合金に付随する不純分は、前記Ａｌ
と同じ理由により１mass％以下であることが望ましい。
たＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２を生成し、チューブ基材を
酸化損耗から保護する。Ｓｉ含有量は０．５〜１５mass
％の範囲が適当である。Ｓｉ含有量を０．５mass％以上
とするのは、これに満たないと、良質のＳｉＯ２の生成
が不十分であり、１５mass％を上限とするのは、これを
越えると皮膜が脆弱となり、いずれも場合もトップコー
トとして所期の機能を十分に発現することができなくな
るからである。この合金に付随する不純分は、前記Ａｌ
と同じ理由により１mass％以下であることが望ましい。
【００１９】ＭＣｒＡｌＸ合金は、Ａｌ２Ｏ３，Ｃｒ２
Ｏ３ ,等の緻密かつ耐熱性の高い酸化物を生成し、チュ
ーブ基材を酸化損耗から保護する。この溶射皮膜は、Ｍ
元素（Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅの１種又は２種以上）の含有効
果として、Ｎｉ−Ａｌ系，Ｃｏ−Ａｌ系等の硬い金属間
化合物を生成し、燃焼ガス中に含まれる微細なカーボン
粒子などによるエロージョンに対して良好な抵抗性を示
す。また、Ｘ（Ｙ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｉ，Ｂ，Ｃ，Ｍｎ，
Ｚｒ，Ｗ，Ｃｓ，Ｃｅ，Ｌａ，Ｐｔの１種又は２種以
上）の含有効果として、表面に生成するＳｉＯ２の密着
力及び機械的強度の向上等の膜質改善効果が得られる。
Ｏ３ ,等の緻密かつ耐熱性の高い酸化物を生成し、チュ
ーブ基材を酸化損耗から保護する。この溶射皮膜は、Ｍ
元素（Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅの１種又は２種以上）の含有効
果として、Ｎｉ−Ａｌ系，Ｃｏ−Ａｌ系等の硬い金属間
化合物を生成し、燃焼ガス中に含まれる微細なカーボン
粒子などによるエロージョンに対して良好な抵抗性を示
す。また、Ｘ（Ｙ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｉ，Ｂ，Ｃ，Ｍｎ，
Ｚｒ，Ｗ，Ｃｓ，Ｃｅ，Ｌａ，Ｐｔの１種又は２種以
上）の含有効果として、表面に生成するＳｉＯ２の密着
力及び機械的強度の向上等の膜質改善効果が得られる。
【００２０】トップコートの溶射膜厚は、耐久性を十分
ならしめるために１００μｍ以上であるのが好ましい。
増厚に伴って耐久性は向上するが、８００μｍを越える
厚さとする利益はなく、それ以上の増厚は経済性を損な
う。複数種の溶射皮膜（Ａｌ溶射皮膜，Ａｌ−Ｓｉ合金
溶射皮膜，ＭＣｒＡｌＸ合金溶射皮膜の２種ないし３
種）を重寝て形成する場合のトップコート膜厚は、その
合計層厚が１００〜８００μｍとなるように調整すれば
よい。
ならしめるために１００μｍ以上であるのが好ましい。
増厚に伴って耐久性は向上するが、８００μｍを越える
厚さとする利益はなく、それ以上の増厚は経済性を損な
う。複数種の溶射皮膜（Ａｌ溶射皮膜，Ａｌ−Ｓｉ合金
溶射皮膜，ＭＣｒＡｌＸ合金溶射皮膜の２種ないし３
種）を重寝て形成する場合のトップコート膜厚は、その
合計層厚が１００〜８００μｍとなるように調整すれば
よい。
【００２１】ラジアントチューブ（チューブ本体および
バーナー等の付属部品）の材種は、従来より使用されて
いる耐熱合金（JISG5122）、ステンレス鋼（SUS321等）
が適宜使用される。チューブ基材への溶射施工に際して
は、溶射技術の常法に従って、溶射皮膜の密着性を高め
るための粗面化及び表面の付着異物を除去し清浄化する
ための予備処理としてブラスト処理が適宜実施される。
溶射施工は、溶射材料に応じた適宜の溶射法を用いて行
なわれる。例えば、Ｎｉ−Ａｌ合金の溶射にはアーク溶
射、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ合金の溶射には、アーク溶射，フ
レーム溶射等、またＭＣｒＡｌＸ合金の溶射にはプラズ
マ溶射等が好ましく適用される。
バーナー等の付属部品）の材種は、従来より使用されて
いる耐熱合金（JISG5122）、ステンレス鋼（SUS321等）
が適宜使用される。チューブ基材への溶射施工に際して
は、溶射技術の常法に従って、溶射皮膜の密着性を高め
るための粗面化及び表面の付着異物を除去し清浄化する
ための予備処理としてブラスト処理が適宜実施される。
溶射施工は、溶射材料に応じた適宜の溶射法を用いて行
なわれる。例えば、Ｎｉ−Ａｌ合金の溶射にはアーク溶
射、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ合金の溶射には、アーク溶射，フ
レーム溶射等、またＭＣｒＡｌＸ合金の溶射にはプラズ
マ溶射等が好ましく適用される。
【００２２】溶射施工された皮膜は、そのままでは比較
的多孔質である。この膜質を緻密化することは、溶射皮
膜の保護機能を高めるのに有効である。緻密化処理は、
Ａｌの融点（６６０℃）以上の温度域（約７００〜８５
０℃）に適当時間（約０．５〜１０Ｈｒ）保持する加熱
処理により達成される。なお、加熱処理は、ラジアント
チューブの実機据付け前に実施する必要は必ずしもな
い。熱処理炉の運転立上げ時の常温から加熱昇温される
過程で、上記と同じ加熱効果を得ることもできるからで
ある。
的多孔質である。この膜質を緻密化することは、溶射皮
膜の保護機能を高めるのに有効である。緻密化処理は、
Ａｌの融点（６６０℃）以上の温度域（約７００〜８５
０℃）に適当時間（約０．５〜１０Ｈｒ）保持する加熱
処理により達成される。なお、加熱処理は、ラジアント
チューブの実機据付け前に実施する必要は必ずしもな
い。熱処理炉の運転立上げ時の常温から加熱昇温される
過程で、上記と同じ加熱効果を得ることもできるからで
ある。
【００２３】上記加熱処理を施される溶射皮膜、予めそ
の表面を耐熱性樹脂塗膜で気密に被覆しておくのが好ま
しい。耐熱性樹脂塗膜により溶射皮膜の気孔内への空気
侵入とそれによる品質劣化を回避しつつ溶射皮膜の緻密
化を達成することができるからである。耐熱性樹脂塗膜
は、加熱処理（溶射皮膜の緻密化処理）における一時的
なバリアー層として機能するものであればよい（熱処理
後の塗膜の残存は不要である）。好ましい塗料として、
珪素系樹脂塗料、瀝青質系樹脂塗料が挙げられる。これ
にＡｌ粉末を適量（約０．５〜１０mass％）添加した塗
料を使用する場合は、Ａｌが熱処理過程で溶融して溶射
皮膜と融合し、溶射皮膜の耐高温酸化性を強化する。塗
膜の形成はスプレー塗布，浸漬法等により行なわれる。
膜厚は５〜１５０μｍ程度であればよい。
の表面を耐熱性樹脂塗膜で気密に被覆しておくのが好ま
しい。耐熱性樹脂塗膜により溶射皮膜の気孔内への空気
侵入とそれによる品質劣化を回避しつつ溶射皮膜の緻密
化を達成することができるからである。耐熱性樹脂塗膜
は、加熱処理（溶射皮膜の緻密化処理）における一時的
なバリアー層として機能するものであればよい（熱処理
後の塗膜の残存は不要である）。好ましい塗料として、
珪素系樹脂塗料、瀝青質系樹脂塗料が挙げられる。これ
にＡｌ粉末を適量（約０．５〜１０mass％）添加した塗
料を使用する場合は、Ａｌが熱処理過程で溶融して溶射
皮膜と融合し、溶射皮膜の耐高温酸化性を強化する。塗
膜の形成はスプレー塗布，浸漬法等により行なわれる。
膜厚は５〜１５０μｍ程度であればよい。
【００２４】図１および図２はラジアントチューブを模
式的に示している。図１は、直管部（11)(12)(13)(14)
と曲管（21)(22)(23) とが溶接により交互に連結された
Ｗ字型の管路を有し、図２は直管（11)(12）と曲管（2
1）が連結されたＵ字型管路を有する例であり、管路の
一端側にバーナー（Ｂ）を備えている。図のバーナー
（Ｂ）は、外側の管を燃焼用空気ノズルとし、内側の管
から燃料を噴射する二重管構造であるが、燃焼用空気ノ
ズルとして複数本の細管を燃料噴射管と平行に配置され
る場合もある。溶射施工はバーナーの直接的な強熱作用
を受ける領域等の高温被曝部に行なう。例えば、バーナ
ーが設置される管端部の直管(11)等として溶射施工され
た管体、燃焼用空気ノズルとしてその外周面に溶射施工
されたもの等が使用される。溶射施工領域はこれに限定
されず、実機使用条件に応じて適宜選定される。
式的に示している。図１は、直管部（11)(12)(13)(14)
と曲管（21)(22)(23) とが溶接により交互に連結された
Ｗ字型の管路を有し、図２は直管（11)(12）と曲管（2
1）が連結されたＵ字型管路を有する例であり、管路の
一端側にバーナー（Ｂ）を備えている。図のバーナー
（Ｂ）は、外側の管を燃焼用空気ノズルとし、内側の管
から燃料を噴射する二重管構造であるが、燃焼用空気ノ
ズルとして複数本の細管を燃料噴射管と平行に配置され
る場合もある。溶射施工はバーナーの直接的な強熱作用
を受ける領域等の高温被曝部に行なう。例えば、バーナ
ーが設置される管端部の直管(11)等として溶射施工され
た管体、燃焼用空気ノズルとしてその外周面に溶射施工
されたもの等が使用される。溶射施工領域はこれに限定
されず、実機使用条件に応じて適宜選定される。
【００２５】
【実施例】［実施例１］（単層被覆保護構造） (1)供試材の調製 高温酸化試験用供試材：ステンレス鋼（SUS321）の丸
棒状試験片（直径15mm×長さ50mm）の全面をアルミナ粒
子でブラスト処理し、アーク溶射法でＮｉ−Ａｌ合金の
溶射皮膜を形成したのち、皮膜表面に樹脂塗膜を塗布す
る。 熱衝撃試験用供試材：耐熱鋼（0.3C-23.0Cr-13.0Ni-
0.8Nb-Fe，mass%）の板状試験片（幅50mm×長さ50mm×
厚さ5,mm）の片側表面をアルミナ粒子でブラスト処理
し、アーク溶射法でＮｉ−Ａｌ合金の溶射皮膜を形成し
たのち、皮膜表面に樹脂塗膜を塗布する。
棒状試験片（直径15mm×長さ50mm）の全面をアルミナ粒
子でブラスト処理し、アーク溶射法でＮｉ−Ａｌ合金の
溶射皮膜を形成したのち、皮膜表面に樹脂塗膜を塗布す
る。 熱衝撃試験用供試材：耐熱鋼（0.3C-23.0Cr-13.0Ni-
0.8Nb-Fe，mass%）の板状試験片（幅50mm×長さ50mm×
厚さ5,mm）の片側表面をアルミナ粒子でブラスト処理
し、アーク溶射法でＮｉ−Ａｌ合金の溶射皮膜を形成し
たのち、皮膜表面に樹脂塗膜を塗布する。
【００２６】(2)高温酸化試験 供試材を１０５０℃の酸化雰囲気炉中に６００Ｈｒ保持
し、試験後の「酸化増量」および「拡散層深さ」を測定
する。 (3)熱衝撃試験 供試材を電気炉（大気雰囲気）で加熱（９５０℃×３０
ｍｉｎ）した後、炉外に取出し水中に投入する加熱/冷
却を１サイクルとし、３０サイクル反復実施する。試験
後、溶射皮膜の亀裂・剥離の発生状況、および試験後の
皮膜内部の性状を光学顕微鏡で観察する。
し、試験後の「酸化増量」および「拡散層深さ」を測定
する。 (3)熱衝撃試験 供試材を電気炉（大気雰囲気）で加熱（９５０℃×３０
ｍｉｎ）した後、炉外に取出し水中に投入する加熱/冷
却を１サイクルとし、３０サイクル反復実施する。試験
後、溶射皮膜の亀裂・剥離の発生状況、および試験後の
皮膜内部の性状を光学顕微鏡で観察する。
【００２７】表１に、各供試材の溶射皮膜構成および試
験結果を示す。「高温酸化試験結果」欄の「酸化増量」
は供試材の試験後の重量増加量、「拡散層深さ」は試験
後のＡｌ−Ｆｅ合金層の層厚を示している。なお、比較
例No.１１はＮｉ−Ａｌ合金溶射皮膜のＡｌ含有量が不
足し、No.１２は過剰のＡｌを含有している例、No.１３
およびNo.１４は従来の代表的な耐熱性溶射材料を使用
した例である。
験結果を示す。「高温酸化試験結果」欄の「酸化増量」
は供試材の試験後の重量増加量、「拡散層深さ」は試験
後のＡｌ−Ｆｅ合金層の層厚を示している。なお、比較
例No.１１はＮｉ−Ａｌ合金溶射皮膜のＡｌ含有量が不
足し、No.１２は過剰のＡｌを含有している例、No.１３
およびNo.１４は従来の代表的な耐熱性溶射材料を使用
した例である。
【００２８】
【表１】
【００２９】この結果から明らかなように、比較例No.
１３，No.１４（従来材溶射施工）は、基材への拡散層
深さは小さいものの、酸化増量が多いほか、皮膜が剥離
し、微細な亀裂が多数発生している。また、比較例No.
１１（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射）は、Ａｌ含有量の不足のた
め、皮膜が剥離すると共に、大きな亀裂が発生し、No.
１２（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射）は、皮膜の剥離・亀裂は認
められないが、Ａｌ含有量が過剰のため、拡散層の成長
が顕著である。これに対し、発明例では、酸化増量、拡
散層深さともに比較的小さく、皮膜の剥離、亀裂の発生
は全く認められず、健全な皮膜性状を維持している。
１３，No.１４（従来材溶射施工）は、基材への拡散層
深さは小さいものの、酸化増量が多いほか、皮膜が剥離
し、微細な亀裂が多数発生している。また、比較例No.
１１（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射）は、Ａｌ含有量の不足のた
め、皮膜が剥離すると共に、大きな亀裂が発生し、No.
１２（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射）は、皮膜の剥離・亀裂は認
められないが、Ａｌ含有量が過剰のため、拡散層の成長
が顕著である。これに対し、発明例では、酸化増量、拡
散層深さともに比較的小さく、皮膜の剥離、亀裂の発生
は全く認められず、健全な皮膜性状を維持している。
【００３０】［実施例２］（複層被覆保護構造） （Ａ）耐高温酸化性の評価 (1)供試材の調製 ステンレス鋼（SUS321）の丸棒状試験片（直径15mm×長
さ50mm）の全面をアルミナ粒子でブラスト処理したう
え、アンダーコート（Ni-Al合金）及びトップコート（A
l，Al-Si合金,MCrAlX合金）を溶射施工し、その後トッ
プコート表面に珪素系耐熱樹脂塗料を塗布して供試材を
得る。なお、トップコートは一層施工と複数層施工の２
通りとした。アンダーコートのNi-Al合金はアーク溶
射、トップコートのＡｌはアーク溶射、Al-Si合金およ
びMCrAlX合金はプラズマ溶射により施工した。比較例と
して、アンダーコートの溶射施工を省略した点を除いて
上記と同一条件による供試材を用意した。
さ50mm）の全面をアルミナ粒子でブラスト処理したう
え、アンダーコート（Ni-Al合金）及びトップコート（A
l，Al-Si合金,MCrAlX合金）を溶射施工し、その後トッ
プコート表面に珪素系耐熱樹脂塗料を塗布して供試材を
得る。なお、トップコートは一層施工と複数層施工の２
通りとした。アンダーコートのNi-Al合金はアーク溶
射、トップコートのＡｌはアーク溶射、Al-Si合金およ
びMCrAlX合金はプラズマ溶射により施工した。比較例と
して、アンダーコートの溶射施工を省略した点を除いて
上記と同一条件による供試材を用意した。
【００３１】(2)高温酸化試験 各供試材を、１０５０℃の酸化雰囲気炉中に６００Ｈｒ
保持し、試験後の「酸化増量」および「拡散層深さ」を
測定する。表２および表３に、各供試材の溶射皮膜構造
および高温酸化性試験結果を示す。 表中の「酸化増
量」は供試材の試験後の重量増加量、「拡散層深さ」は
試験後のＡｌ−Ｆｅ合金層の層厚である。
保持し、試験後の「酸化増量」および「拡散層深さ」を
測定する。表２および表３に、各供試材の溶射皮膜構造
および高温酸化性試験結果を示す。 表中の「酸化増
量」は供試材の試験後の重量増加量、「拡散層深さ」は
試験後のＡｌ−Ｆｅ合金層の層厚である。
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】表２および表３に記載した発明例と比較例
とを対比すると、発明例の酸化増量は比較例のそれに比
し少量であり、特に拡散層の深さの増加は、比較例より
著しく微量である。この相違は、アンダーコート（Ｎｉ
−Ａｌ合金溶射皮膜）の有無による。発明例の上記物性
の改善効果は、アンダーコート（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射皮
膜）がバリアー層として働き、トップコートから基材へ
のＡｌの拡散浸透が抑制防止されることにより得られ
る。
とを対比すると、発明例の酸化増量は比較例のそれに比
し少量であり、特に拡散層の深さの増加は、比較例より
著しく微量である。この相違は、アンダーコート（Ｎｉ
−Ａｌ合金溶射皮膜）の有無による。発明例の上記物性
の改善効果は、アンダーコート（Ｎｉ−Ａｌ合金溶射皮
膜）がバリアー層として働き、トップコートから基材へ
のＡｌの拡散浸透が抑制防止されることにより得られ
る。
【００３５】また、光学顕微鏡観察によれば、比較例は
溶射皮膜（特にトップコート）の空洞化現象（Ａｌの拡
散消失による）が認められるのに対し、発明例には殆ど
なく健全な緻密性を保持している。この相違もアンダー
コート（Ｎｉ−Ａｌ合金皮膜）の有無に基づくものであ
り、このことは下記の「熱衝撃試験」に示すように、溶
射皮膜の密着性に顕著な相違をもたらす。
溶射皮膜（特にトップコート）の空洞化現象（Ａｌの拡
散消失による）が認められるのに対し、発明例には殆ど
なく健全な緻密性を保持している。この相違もアンダー
コート（Ｎｉ−Ａｌ合金皮膜）の有無に基づくものであ
り、このことは下記の「熱衝撃試験」に示すように、溶
射皮膜の密着性に顕著な相違をもたらす。
【００３６】（Ｂ）耐熱衝撃性の評価 (1)供試材の調製 耐熱鋼基材（0.3C-23.0Cr-13.0Ni-0.8Nb-Fe，mass%）か
ら切出した板状試験片（幅50mm×長さ50mm×厚さ5,mm）
の片側表面をアルミナ粒子でブラスト処理したうえ、ア
ンダーコート（Ni-Al合金）及びトップコート（Al，Al-
Si合金,MCrAlX合金）を溶射施工し、更にトップコート
の表面に珪素系耐熱樹脂塗料を塗布して供試材を得る。
ら切出した板状試験片（幅50mm×長さ50mm×厚さ5,mm）
の片側表面をアルミナ粒子でブラスト処理したうえ、ア
ンダーコート（Ni-Al合金）及びトップコート（Al，Al-
Si合金,MCrAlX合金）を溶射施工し、更にトップコート
の表面に珪素系耐熱樹脂塗料を塗布して供試材を得る。
【００３７】比較例として、アンダーコートの溶射施工
を省略し、トップコートとして、（イ）発明例のトップ
コートと同一材種の溶射皮膜、（ロ）耐熱性溶射材料で
ある８０%Ｎｉ−２０%Ｃｒ合金（mass%）から溶射皮
膜、（ハ）耐熱性溶射材料である９%Ｎｉ−１８%Ｃｒ−
Ｆｅ合金（mass%）から溶射皮膜を４００μｍ厚に施工
したものを用意した。
を省略し、トップコートとして、（イ）発明例のトップ
コートと同一材種の溶射皮膜、（ロ）耐熱性溶射材料で
ある８０%Ｎｉ−２０%Ｃｒ合金（mass%）から溶射皮
膜、（ハ）耐熱性溶射材料である９%Ｎｉ−１８%Ｃｒ−
Ｆｅ合金（mass%）から溶射皮膜を４００μｍ厚に施工
したものを用意した。
【００３８】（２）熱衝撃試験 電気炉（大気雰囲気）中で９５０℃×３０ｍｉｎの加熱
を行なった後、炉外に取出し水中に投入する加熱/冷却
の操作を１サイクルとして、３０サイクル反復実施す
る。加熱/冷却の反復過程における溶射皮膜の亀裂・剥
離の発生状況、および試験後の皮膜内部（Al-Fe金属間
化合物層）の性状を光学顕微鏡により観察した。表４お
よび表５に、各供試材の溶射皮膜構造および熱衝撃試験
結果を示す。
を行なった後、炉外に取出し水中に投入する加熱/冷却
の操作を１サイクルとして、３０サイクル反復実施す
る。加熱/冷却の反復過程における溶射皮膜の亀裂・剥
離の発生状況、および試験後の皮膜内部（Al-Fe金属間
化合物層）の性状を光学顕微鏡により観察した。表４お
よび表５に、各供試材の溶射皮膜構造および熱衝撃試験
結果を示す。
【００３９】
【表４】
【００４０】
【表５】 発明例と比較例とを対比すると、比較例No.７１〜７３
（表４）及び比較例No.９１〜９３（表５）は、溶射皮
膜の剥離はないものの、皮膜の内部（Al-Fe金属間化合
物層）に微細亀裂が多数発生している。この亀裂発生は
アンダーコート（Ni-Al合金皮膜）がないために、トッ
プコートから基材内部に対するＡｌの選択的な拡散浸透
を生じ、Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物（硬耐熱鋼基材に比し
熱膨張率が小さい）の成長に起因して、基材との間に大
きな熱応力ガ発生したことによると考えられる。これら
の試験片は全て熱変形していたことから、内部亀裂の発
生に熱応力も大きな影響を与えていると考えられる。
（表４）及び比較例No.９１〜９３（表５）は、溶射皮
膜の剥離はないものの、皮膜の内部（Al-Fe金属間化合
物層）に微細亀裂が多数発生している。この亀裂発生は
アンダーコート（Ni-Al合金皮膜）がないために、トッ
プコートから基材内部に対するＡｌの選択的な拡散浸透
を生じ、Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物（硬耐熱鋼基材に比し
熱膨張率が小さい）の成長に起因して、基材との間に大
きな熱応力ガ発生したことによると考えられる。これら
の試験片は全て熱変形していたことから、内部亀裂の発
生に熱応力も大きな影響を与えていると考えられる。
【００４１】従来の耐熱性溶射材を用いた比較例No.７
４および７５（表４）は、加熱/急冷６サイクル目で既
に皮膜の一部に剥離をきたし、試験終了時点では皮膜の
大部分が剥離している。また皮膜内部に多数に微細亀裂
が多数発生している。この皮膜剥離と内部亀裂の多数発
生は、溶射皮膜自体の基材に対する密着性、耐高温酸化
性に欠けることによる。
４および７５（表４）は、加熱/急冷６サイクル目で既
に皮膜の一部に剥離をきたし、試験終了時点では皮膜の
大部分が剥離している。また皮膜内部に多数に微細亀裂
が多数発生している。この皮膜剥離と内部亀裂の多数発
生は、溶射皮膜自体の基材に対する密着性、耐高温酸化
性に欠けることによる。
【００４２】他方、発明例はいずれも皮膜の剥離がな
く、内部亀裂の発生はNo.６１（表４）において１個所
認められたのみであり、良好な密着性を有している。こ
れは、トップコートの溶射皮膜が耐高温酸化性に優れて
いると共に、アンダーコートが存在することによるバリ
アー効果（トップコートから基材へのＡｌの選択的拡散
浸透の抑制効果）に依存するものである。
く、内部亀裂の発生はNo.６１（表４）において１個所
認められたのみであり、良好な密着性を有している。こ
れは、トップコートの溶射皮膜が耐高温酸化性に優れて
いると共に、アンダーコートが存在することによるバリ
アー効果（トップコートから基材へのＡｌの選択的拡散
浸透の抑制効果）に依存するものである。
【００４３】
【発明の効果】本発明のラジアントチューブを構成する
チューブ本体およびバーナー等の付属部品は、溶射皮膜
による被覆保護効果として、高温酸化雰囲気に対する卓
抜した酸化抵抗性を有する。その溶射皮膜はチューブ基
材に強固に密着結合しており、熱衝撃等を受けても容易
に剥離することがない。本発明のラジアントチューブ
は、長期に亙って安定に使用することができ、そのメン
テナンスの軽減，熱処理炉の操炉効率の改善、被加熱処
理材の加熱品質の向上、生産性向上等に大きな寄与をな
すものである。
チューブ本体およびバーナー等の付属部品は、溶射皮膜
による被覆保護効果として、高温酸化雰囲気に対する卓
抜した酸化抵抗性を有する。その溶射皮膜はチューブ基
材に強固に密着結合しており、熱衝撃等を受けても容易
に剥離することがない。本発明のラジアントチューブ
は、長期に亙って安定に使用することができ、そのメン
テナンスの軽減，熱処理炉の操炉効率の改善、被加熱処
理材の加熱品質の向上、生産性向上等に大きな寄与をな
すものである。
【図１】ラジアントチューブを示す断面図である。
【図２】ラジアントチューブを示す断面図である。
１１〜１４： 直管 ２１〜２３： 曲管 Ａ：燃焼用空気ノズル Ｂ：バーナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 4/18 Ｃ２３Ｃ 4/18 Ｆ２３Ｃ 3/00 ３０１ Ｆ２３Ｃ 3/00 ３０１ Ｆ２３Ｄ 14/12 Ｆ２３Ｄ 14/12 Ａ (72)発明者 廣岡 幸彦 兵庫県神戸市東灘区深江北町４丁目13番４ 号 トーカロ株式会社内 (72)発明者 水津 竜夫 兵庫県神戸市東灘区深江北町４丁目13番４ 号 トーカロ株式会社内 (72)発明者 納谷 洋弘 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内 (72)発明者 永立 稔穂 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内 (72)発明者 京極 武 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内 Ｆターム(参考） 3K017 BB07 BC01 BG01 3K091 AA16 AA18 BB08 BB25 DD03 DD04 DD07 EA04 EA12 EA18 EA19 4K031 AA01 AA04 AB02 AB03 AB08 CB11 CB21 CB22 CB37 DA03 FA01 FA07 FA08
Claims (5)
- 【請求項１】 管端部にバーナーを備えたラジアントチ
ューブのチューブ本体及び／又はバーナーの高温被曝部
表面を、３〜３５mass％のＡｌを含有するＮｉ−Ａｌ合
金からなる溶射皮膜で被覆してなる耐高温酸化性に優れ
たラジアントチューブ。 - 【請求項２】 溶射皮膜厚さは５０〜８００μｍである
請求項１に記載のラジアントチューブ。 - 【請求項３】 管端部にバーナーを備えたラジアント
チューブのチューブ本体及び／又はバーナーの高温被曝
部表面に、 アンダーコートとして３〜３５mass％のＡｌを含有する
Ｎｉ−Ａｌ合金からなる溶射皮膜を形成し、 これにトップコートとして、下記（ａ）（ｂ）（ｃ）の
いずれか１種の金属からなる溶射皮膜または２種以上の
金属からなる複数の溶射皮膜を形成してなる耐高温酸化
性に優れたラジアントチューブ。 （ａ）Ａｌ （ｂ）０．５〜１５mass％のＳｉを含有するＡｌ−Ｓｉ
合金 （ｃ）ＭＣｒＡｌＸ合金 但し、ＭＣｒＡｌＸ合金における、Ｃｒ含有量は５〜１
０mass％、Ａｌ含有量は１〜２９mass％であり、Ｍおよ
びＸは下記の元素を表している。 Ｍ：７５mass％以下のＮｉ，７０mass％以下のＣｏ，３
０mass％以下のＦｅから選ばれる１種もしくは２種以上
の元素、 Ｘ：５mass％以下のＹ，１０mass％以下のＨｆ，１〜２
０mass％のＴａ，０．１〜１４mass％のＳｉ，０．１ma
ss％以下のＢ，０．２５mass％以下のＣ，１０mass％以
下のＭｎ，３mass％以下のＺｒ，５．５mass％以下の
Ｗ，５mass％以下のＣｓ，５mass％以下のＣｅ，５mass
％以下のＬａ，２０mass％以下のＰｔから選ばれる１種
もしくは２種以上の元素。 - 【請求項４】 アンダーコートの溶射皮膜厚さは３０〜
２００μｍ、トップコートの溶射皮膜厚さ（複数種の溶
射皮膜からなる場合は合計膜厚）は１００〜８００μｍ
である請求項３に記載の耐高温酸化性に優れたラジアン
トチューブ。 - 【請求項５】 溶射施工後、溶射皮膜の表面を、珪素系
または瀝青質系樹脂塗膜で気密に被覆したうえ、３００
〜８００℃の温度域で加熱処理することにより溶射皮膜
を緻密化する請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐高
温酸化性に優れたラジアントチューブの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000143317A JP4554762B2 (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | 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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Cited By (7)
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