JP2527229Y2 - 高炉羽口 - Google Patents
高炉羽口Info
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- JP2527229Y2 JP2527229Y2 JP4841891U JP4841891U JP2527229Y2 JP 2527229 Y2 JP2527229 Y2 JP 2527229Y2 JP 4841891 U JP4841891 U JP 4841891U JP 4841891 U JP4841891 U JP 4841891U JP 2527229 Y2 JP2527229 Y2 JP 2527229Y2
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- blast furnace
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- furnace tuyere
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、耐久性、耐摩耗性を向
上させる為に行う高炉羽口に関する。
上させる為に行う高炉羽口に関する。
【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】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前記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、使用中に剥
離が生じ大きな効果が得られていないというのが現状で
ある。そこで、本考案者はＮｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ−
Ｍｏ合金を表面に肉盛溶接して、高炉羽口の表面に硬化
層を形成し、寿命の延長を図ることを種々実験したが、
耐摩耗性のある金属は通常熱伝導率が悪いので、溶滓、
溶銑等の接触によって表面の温度が急激に上昇し、これ
によって繰り返し熱応力がかかると耐摩耗性金属層が徐
々に剥離するということが分かった。本考案はかかる事
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、使用中に剥
離が生じ大きな効果が得られていないというのが現状で
ある。そこで、本考案者はＮｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ−
Ｍｏ合金を表面に肉盛溶接して、高炉羽口の表面に硬化
層を形成し、寿命の延長を図ることを種々実験したが、
耐摩耗性のある金属は通常熱伝導率が悪いので、溶滓、
溶銑等の接触によって表面の温度が急激に上昇し、これ
によって繰り返し熱応力がかかると耐摩耗性金属層が徐
々に剥離するということが分かった。本考案はかかる事
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】前記目的に沿う請求項第
１項記載の高炉羽口は、内部を水冷した銅製の高炉羽口
の少なくとも先部表面に多数の溝を、該溝の幅と略同等
かあるいは該溝の幅より狭い間隔で形成し、該溝内に耐
摩耗性合金を充填溶接して構成されている。ここで、溝
の幅は溝深さの１〜３倍程度が好ましく、余り広いと溝
側面からの熱伝導が悪く、狭いと溶接が行い難い。ま
た、耐摩耗性合金としては、例えば７３％Ｎｉ、１９％
Ｃｒ、３％Ｍｎを有するＮｉ−Ｃｒ合金、４５％Ｎｉ、
３２％Ｍｏ、１６％Ｃｒ、３％Ｓｉを有するＮｉ−Ｍｏ
合金があるが、他の肉盛溶接可能な耐摩耗性合金であっ
ても良い。
１項記載の高炉羽口は、内部を水冷した銅製の高炉羽口
の少なくとも先部表面に多数の溝を、該溝の幅と略同等
かあるいは該溝の幅より狭い間隔で形成し、該溝内に耐
摩耗性合金を充填溶接して構成されている。ここで、溝
の幅は溝深さの１〜３倍程度が好ましく、余り広いと溝
側面からの熱伝導が悪く、狭いと溶接が行い難い。ま
た、耐摩耗性合金としては、例えば７３％Ｎｉ、１９％
Ｃｒ、３％Ｍｎを有するＮｉ−Ｃｒ合金、４５％Ｎｉ、
３２％Ｍｏ、１６％Ｃｒ、３％Ｓｉを有するＮｉ−Ｍｏ
合金があるが、他の肉盛溶接可能な耐摩耗性合金であっ
ても良い。
【０００５】
【作用】請求項第１項記載の高炉羽口においては、高炉
羽口の少なくとも先部表面に多数の溝を、該溝の幅と略
同等かあるいは該溝の幅より狭い間隔で形成し、該溝内
に耐摩耗性合金を充填溶接しているので、この耐摩耗性
合金によって補強されることになる。この場合、耐摩耗
性合金は底面の銅母材から冷却されるのみでなく、溝側
面からも冷却される。従って、耐摩耗性合金の温度が表
面中心であっても、温度上昇が抑制される。そして、銅
からなる溝壁面に近い側は更に温度上昇が抑制され、こ
れによって該耐摩耗性合金の熱応力が緩和される。更に
は、該耐摩耗性合金は溝内に嵌入して溝壁の銅にも溶接
されているので、付着力が向上し、該耐摩耗性合金の剥
離が抑制される。なお、これによって施工された高炉表
面には縞状に銅母材が露出していることにはなり、溶
滓、溶銑等からの熱応力あるいは機械的衝撃によって摩
耗するが、この摩耗作用は側部に縞状に配置された耐摩
耗性合金によって緩和され、これによって、全体として
従来の高炉羽口より長期の寿命を得ることができる。
羽口の少なくとも先部表面に多数の溝を、該溝の幅と略
同等かあるいは該溝の幅より狭い間隔で形成し、該溝内
に耐摩耗性合金を充填溶接しているので、この耐摩耗性
合金によって補強されることになる。この場合、耐摩耗
性合金は底面の銅母材から冷却されるのみでなく、溝側
面からも冷却される。従って、耐摩耗性合金の温度が表
面中心であっても、温度上昇が抑制される。そして、銅
からなる溝壁面に近い側は更に温度上昇が抑制され、こ
れによって該耐摩耗性合金の熱応力が緩和される。更に
は、該耐摩耗性合金は溝内に嵌入して溝壁の銅にも溶接
されているので、付着力が向上し、該耐摩耗性合金の剥
離が抑制される。なお、これによって施工された高炉表
面には縞状に銅母材が露出していることにはなり、溶
滓、溶銑等からの熱応力あるいは機械的衝撃によって摩
耗するが、この摩耗作用は側部に縞状に配置された耐摩
耗性合金によって緩和され、これによって、全体として
従来の高炉羽口より長期の寿命を得ることができる。
【０００６】
【実施例】続いて、本考案を具体化した一実施例につい
て説明し、本考案の理解に供する。まず、図１（Ａ）に
示すように銅からなる高炉羽口１０の表面に、溝１１を
形成し、該溝１１内に成分が耐摩耗性合金の一例である
７３％Ｎｉ、１９％Ｃｒ、３％Ｍｎを有するＮｉ−Ｃｒ
合金１２を肉盛溶接した。これによってＮｉ−Ｃｒ合金
１２は溝１１の底面だけでなく周囲の壁面にも固着され
るので、銅母材１３に強固に溶接されることになる。そ
して、溝１１に溶接されたＮｉ−Ｃｒ合金１２は溝底面
から冷却されるだけでなく、溝壁面からも冷却されるの
で、図１（Ｂ）に示すように、銅母材１３に均一にＮｉ
−Ｃｒ合金層１４が肉盛溶接された場合より更に冷却効
果が優れることになる。
て説明し、本考案の理解に供する。まず、図１（Ａ）に
示すように銅からなる高炉羽口１０の表面に、溝１１を
形成し、該溝１１内に成分が耐摩耗性合金の一例である
７３％Ｎｉ、１９％Ｃｒ、３％Ｍｎを有するＮｉ−Ｃｒ
合金１２を肉盛溶接した。これによってＮｉ−Ｃｒ合金
１２は溝１１の底面だけでなく周囲の壁面にも固着され
るので、銅母材１３に強固に溶接されることになる。そ
して、溝１１に溶接されたＮｉ−Ｃｒ合金１２は溝底面
から冷却されるだけでなく、溝壁面からも冷却されるの
で、図１（Ｂ）に示すように、銅母材１３に均一にＮｉ
−Ｃｒ合金層１４が肉盛溶接された場合より更に冷却効
果が優れることになる。
【０００７】そこで、この冷却の状況、即ちＮｉ−Ｃｒ
合金の表面温度を、図２に示すように、その幅（ｗ）、
深さ（ｄ）、溝間距離（ｐ）、溝底厚み（ｓ）を種々変
えて、Ｎｉ−Ｃｒ合金１２の表面中央温度（Ｔc ) と、
該Ｎｉ−Ｃｒ合金１２の表面端部温度（Ｔe ) と、Ｎｉ
−Ｃｒ合金１２と銅母材１３との接合中央温度（Ｔｓ）
を近似計算によって算出した。この結果を表1 に示す。
なお、計算に当たっては、炉内温度＝１６００℃、冷却
水温度＝３０℃、羽口への熱伝達率＝７００kcal／ｍｈ
ｒ℃、Ｎｉ−Ｃｒ合金の熱伝動率＝１１kcal／ｍｈr
℃、冷却水流速＝１２ｍ／sec 、管路相当直径＝０．０
１７ｍとした。そして、比較の為に図２（Ｂ）に示すよ
うに、均一にＮｉ−Ｃｒ合金層１４を肉盛溶接した場合
の表面温度も合わせて記載する。
合金の表面温度を、図２に示すように、その幅（ｗ）、
深さ（ｄ）、溝間距離（ｐ）、溝底厚み（ｓ）を種々変
えて、Ｎｉ−Ｃｒ合金１２の表面中央温度（Ｔc ) と、
該Ｎｉ−Ｃｒ合金１２の表面端部温度（Ｔe ) と、Ｎｉ
−Ｃｒ合金１２と銅母材１３との接合中央温度（Ｔｓ）
を近似計算によって算出した。この結果を表1 に示す。
なお、計算に当たっては、炉内温度＝１６００℃、冷却
水温度＝３０℃、羽口への熱伝達率＝７００kcal／ｍｈ
ｒ℃、Ｎｉ−Ｃｒ合金の熱伝動率＝１１kcal／ｍｈr
℃、冷却水流速＝１２ｍ／sec 、管路相当直径＝０．０
１７ｍとした。そして、比較の為に図２（Ｂ）に示すよ
うに、均一にＮｉ−Ｃｒ合金層１４を肉盛溶接した場合
の表面温度も合わせて記載する。
【０００８】
【表１】
【０００９】表１からも明らかなように、高炉羽口１０
に溝１１を形成し、該溝１１内にＮｉ−Ｃｒ合金１２を
肉盛溶接をした場合には、Ｎｉ−Ｃｒ合金１２の温度が
均一に肉盛溶接した場合より下がることになり、これに
よって、熱膨張も緩和され、継続使用によるＮｉ−Ｃｒ
合金の剥離が減少し長期の寿命を得ることになる。そし
て、溝１１以外の高炉羽口１０の表面は銅母材からなる
ので、その部分のみを見れば硬度は大きくなく、耐摩耗
性に欠けるが、側部のＮｉ−Ｃｒ合金がこの弱い部分を
補強するので、全体として長期の寿命を得ることができ
る。
に溝１１を形成し、該溝１１内にＮｉ−Ｃｒ合金１２を
肉盛溶接をした場合には、Ｎｉ−Ｃｒ合金１２の温度が
均一に肉盛溶接した場合より下がることになり、これに
よって、熱膨張も緩和され、継続使用によるＮｉ−Ｃｒ
合金の剥離が減少し長期の寿命を得ることになる。そし
て、溝１１以外の高炉羽口１０の表面は銅母材からなる
ので、その部分のみを見れば硬度は大きくなく、耐摩耗
性に欠けるが、側部のＮｉ−Ｃｒ合金がこの弱い部分を
補強するので、全体として長期の寿命を得ることができ
る。
【００１０】前記実施例においては、耐摩耗性合金とし
てＮｉ−Ｃｒ合金を使用したが、耐摩耗性合金として４
５％Ｎｉ、３２％Ｍｏ、１６％Ｃｒ、３％Ｓｉを有する
Ｎｉ−Ｍｏ合金を使用することも可能である。このＮｉ
−Ｍｏ合金の平均硬度はＨｖ４９０程度であり、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程度であるので、充分な耐摩耗性
を有する。前記高炉羽口１３の場合には銅からなる高炉
羽口に直接Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ−Ｍｏ合金を略３
ｍｍ〜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。そして、前記実施例に
おいては、前記隣合う溝の距離は溝の幅と略同様に構成
したが、隣合う溝の距離は溝の幅より小さい方（１〜１
／４程度まで）が好ましく、これによって、耐摩耗性合
金の表面積が増加するので、耐摩耗性が更に向上する。
また、耐摩耗性合金の厚みも３〜４ｍｍ以下の方が好ま
しいことが分かる。更には、前記実施例は該耐摩耗性合
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、また前記実施例は高炉羽口の先部のみに
本考案を適用したが、高炉羽口の中間部も合わせてある
いは高炉羽口の全体に所定の溝を形成し該溝内を耐摩耗
性合金によって充填溶接する場合も本考案は適用され
る。
てＮｉ−Ｃｒ合金を使用したが、耐摩耗性合金として４
５％Ｎｉ、３２％Ｍｏ、１６％Ｃｒ、３％Ｓｉを有する
Ｎｉ−Ｍｏ合金を使用することも可能である。このＮｉ
−Ｍｏ合金の平均硬度はＨｖ４９０程度であり、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程度であるので、充分な耐摩耗性
を有する。前記高炉羽口１３の場合には銅からなる高炉
羽口に直接Ｎｉ−Ｃｒ合金またはＮｉ−Ｍｏ合金を略３
ｍｍ〜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。そして、前記実施例に
おいては、前記隣合う溝の距離は溝の幅と略同様に構成
したが、隣合う溝の距離は溝の幅より小さい方（１〜１
／４程度まで）が好ましく、これによって、耐摩耗性合
金の表面積が増加するので、耐摩耗性が更に向上する。
また、耐摩耗性合金の厚みも３〜４ｍｍ以下の方が好ま
しいことが分かる。更には、前記実施例は該耐摩耗性合
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、また前記実施例は高炉羽口の先部のみに
本考案を適用したが、高炉羽口の中間部も合わせてある
いは高炉羽口の全体に所定の溝を形成し該溝内を耐摩耗
性合金によって充填溶接する場合も本考案は適用され
る。
【００１１】
【考案の効果】請求項第１項記載の高炉羽口は、以上の
説明からも明らかなように、高炉羽口の少なくとも先部
表面に多数の溝を、該溝の幅と略同等かあるいは該溝の
幅より狭い間隔で形成し、該溝内に耐摩耗性合金を充填
溶接しているので、耐摩耗性合金が周囲の銅母材によっ
て冷却されて熱応力が発生しにくく、しかも溝底及び溝
壁にも耐摩耗性合金が溶接されているので、繰り返し使
用による剥離が減少し、長期の寿命を得ることができ
る。
説明からも明らかなように、高炉羽口の少なくとも先部
表面に多数の溝を、該溝の幅と略同等かあるいは該溝の
幅より狭い間隔で形成し、該溝内に耐摩耗性合金を充填
溶接しているので、耐摩耗性合金が周囲の銅母材によっ
て冷却されて熱応力が発生しにくく、しかも溝底及び溝
壁にも耐摩耗性合金が溶接されているので、繰り返し使
用による剥離が減少し、長期の寿命を得ることができ
る。
【図１】高炉羽口を示した部分断面図である。
【図２】同拡大断面図である。
１０ 高炉 １１ 溝 １２ Ｎｉ−Ｃｒ合金 １３ 銅母材 １４ Ｎｉ−Ｃｒ合金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 武田 碩生 福岡県北九州市小倉南区新曽根８番21号 株式会社戸畑製作所内 (56)参考文献 特開 昭51−128604（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−36715（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−246113（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−111951（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 内部を水冷した銅製の高炉羽口の少なく
とも先部表面に多数の溝を、該溝の幅と略同等かあるい
は該溝の幅より狭い間隔で形成し、該溝内に耐摩耗性合
金を充填溶接したことを特徴とする高炉羽口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4841891U JP2527229Y2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 高炉羽口 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4841891U JP2527229Y2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 高炉羽口 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131639U JPH04131639U (ja) | 1992-12-03 |
| JP2527229Y2 true JP2527229Y2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=31926957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4841891U Expired - Lifetime JP2527229Y2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 高炉羽口 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2527229Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11217611A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Kobe Steel Ltd | 溶鉱炉送風羽口 |
| KR101368431B1 (ko) * | 2012-09-07 | 2014-02-28 | 주식회사 포스코 | 용융로용 풍구 |
-
1991
- 1991-05-28 JP JP4841891U patent/JP2527229Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04131639U (ja) | 1992-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960806 |