JP2571640Y2 - 加熱炉用スキツドボタン - Google Patents

加熱炉用スキツドボタン

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JP2571640Y2
JP2571640Y2 JP1991084759U JP8475991U JP2571640Y2 JP 2571640 Y2 JP2571640 Y2 JP 2571640Y2 JP 1991084759 U JP1991084759 U JP 1991084759U JP 8475991 U JP8475991 U JP 8475991U JP 2571640 Y2 JP2571640 Y2 JP 2571640Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、加熱炉内の被加熱鋼材
支持部材であるスキツドボタンの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】加熱炉内の被加熱鋼材移送手段であるス
キツドビームは、スキツドパイプ(炭素鋼管等)の周面
頂部に、管軸方向に一定の間隔をおいてスキツドボタン
を取付けた構造を有している。図3において、Pはスキ
ツドパイプ、10はパイプPに溶接W1により取付けら
れているスキツドボタンである。スキツドボタン10は
ニツケル・クロム系合金鋼(SCH 12,SCH 2
2等)に代表される耐熱合金鋼からなる円柱・円錐台形
状ないし角柱・角錐台形状を有するブロツクであり、そ
の頂面に被加熱鋼材Sが接触載置される。スキツドパイ
プP内には冷却水が流送され、その冷却作用によりスキ
ツドボタン10に対する炉内高温酸化性雰囲気の熱影響
を緩和し、被加熱鋼材の荷重に耐える強度を保持させる
と共に、その表面の酸化損傷を防止するようにしてい
る。また、スキツドボタン10の側周面には、炉内高温
酸化雰囲気との接触を遮断するための不定形耐火物層R
が塗設されるのが通常である。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】近時は加熱炉操業効率
の向上等を目的として、1300℃ないしはそれを越え
る高温操業が一般化しつつある。これに伴つてスキツド
ボタンは、被加熱鋼材の荷重による圧縮変形や、表面の
酸化損傷が加速され、耐用寿命の低下、メンテナンス負
担の増大等が著しくなつている。この高温操業下のスキ
ツドボタンの強度低下や酸化損傷は、スキツドパイプ内
の冷却水による強制冷却作用を強化することによつてあ
る程度抑制緩和することも可能ではあるが、強制冷却を
強化することは、それだけ冷却水により炉外に持出され
る炉内熱量の損失増大を余儀なくされることであり、ま
た被加熱鋼材の加熱ムラ(スキツドボタンとの接触面に
生じる局所的低温部である所謂スキツドマーク)の発生
が助長され、その後の鋼材の圧延品質の低下を免れな
い。
【0004】その対策として、セラミツクの焼結体ブロ
ツクをスキツドボタンとして使用する試みもなされてい
る。しかし、セラミツクは脆性材料であるので、被加熱
鋼材の搬送操作過程で繰返し衝撃が加わることによる割
れや欠損を生じ易く、未だ実用化の例は見当らない。本
考案は上記問題点を解決するための改良されたスキツド
ボタンを提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本考案は、頂面を被加熱
鋼材支持面としてスキツドパイプに取付けられるスキツ
ドボタンにおいて、頂面側の上部ブロツクと、これを担
持してスキツドパイプに固定される下部ブロツクとから
なり、上部ブロツクは、重量%で,Cr 70〜80
%,Ni 10%を超え,15%以下,残部実質的にF
eおよび不純分であるCr−Ni−Fe合金からなるブ
ロツクであり、下部ブロツクは、耐熱合金からなるブロ
ツクであつて、上部ブロツクと下部ブロツクとは、ねじ
合により着脱可能に連結されていることを特徴として
いる。
【0006】以下、本考案について詳しく説明する。
お、合金の成分含有量は全て重量%である。本考案のス
キツドボタンは、Cr−Ni−Fe合金からなる上部ブ
ロツクと、耐熱合金からなる下部ブロツクとの積層構造
を有している。図1において、20は上部ブロツク、3
0は下部ブロツクである。上部ブロツク20の頂面は被
加熱鋼材が接触載置される載荷面であり、下部ブロツク
30はスキツドパイプPにあてがわれ溶接Wにより固定
されている。
【0007】上部ブロツク20を構成するCr−Ni−
Fe合金は、Cr:70〜80%,Ni:10%を超
え,15%以下,残部Feおよび不純分からなる。その
上部ブロツクは、高周波溶解等による所定組成のCr−
Ni−Fe合金溶湯を鋳型に注入し凝固させて得られる
鋳造体のブロツク、あるいは所定組成のCr−Ni−F
e合金粉末を焼結原料とし、熱間静水等方圧加圧焼結法
等により製造される焼結体のブロツクであつてよい。
【0008】上部ブロツク20の材種を前記Cr−Ni
−Fe合金としたのは、このものが1300℃を越える
高温度の酸化性雰囲気において、被加熱鋼材の高荷重の
反復作用下にも殆んど変形を生じない高い圧縮変形強度
と、長期に亘り殆んど酸化損傷をうけない耐酸化性を有
しているからである。その化学組成について、Cr含有
量を70%以上としているのは、約1600℃以上の高
融点が得られ、1300℃を越えるような高温酸化性雰
囲気炉中での使用において従来の耐熱合金を大きく凌ぐ
高温強度、および卓抜した耐酸化性が確保されるからで
ある。Cr含有量が多い程、上記材料特性が高められる
が、反面鋳造性、焼結性等が悪くなり、鋳造体または焼
結体としてのブロツクの合金品質の確保が困難となるこ
とを避けるため、80%を上限としている。また、Ni
を、10%を超える含有量としているのは、合金ブロツ
クの高温域におけるラプチヤー強度および耐酸化性がよ
り高いものとなり、また70〜80%のCrとの共存下
に圧縮変形抵抗性が強化されるからであり、その含有量
の上限を15%としているのは、それをこえると、圧縮
変形抵抗性やラプチヤー強度が却つて低下するためであ
る。なお、上記Cr−Ni−Fe合金の原料に由来する
不純分(代表的にはC,Si等)については、合金の高
融点(約1600℃以上)が保持される範囲内で混在し
て差支えなく、例えば0.8%以下のCや、1%以下の
Siの混在によつて本考案の趣旨が損なわれることはな
い。
【0009】また、上部ブロツク20は、粗粒結晶組織
(平均結晶粒径 約50μm以上)を有するものである
のが好ましい。組織が粗粒である程、高温圧縮強度やラ
プチヤー強度がより高いものとなるからである。上部ブ
ロツク20に粗粒組織をもたせることに困難はなく、鋳
造体のブロツクでは、その鋳造に砂型鋳型を使用し、比
較的緩慢な冷却凝固を行わせるか、または鋳造合金塊に
加熱処理(例えば、1300〜1600℃に5〜20H
r保持)を施すことにより粗粒組織とすることができ
る。また焼結体のブロツクの場合は、合金粉末として粗
粒粉末(平均粒径 約200μm以上)を使用するか、
または焼結後、前記と同様の加熱処理を施すことにより
粗粒組織をもたせることができる。
【0010】上記Cr−Ni−Fe合金ブロツク20の
高温特性を、従来の代表的なスキツドボタン材料である
高CoのCr−Ni合金鋼(40Co−27Cr−17
Ni−Fe)と比較すると、例えば高温圧縮試験(温
度:1350℃,垂直荷重:0.5kgf/mm2 ,時
間:50Hr)における変形速度D%/Hr〔変形量D
%=(L0 −L)/L0 ×100(%),L0 :試験前
の試片の高さ寸法,L:試験後の試片の高さ寸法〕は、
従来材の約0.5〜0.6%/Hrに対し、約0.04
〜0.07%/Hrと著しく高い圧縮変形抵抗性を有
し、また高温酸化試験(温度:1350℃,時間:10
0Hr,雰囲気:大気)における酸化減量(g/m2
r)は、従来材の約70g/m2 hrに対し、約2g/
2 hrと、卓抜した酸化抵抗性を示す。
【0011】上部ブロツク20を担持する下部ブロツク
30の材種は特別のものではなく、従来よりスキツドボ
タン材料として使用されている耐熱合金、例えばSCH
12(0.2〜0.4C−8〜12Ni−18〜23C
r−Fe)、SCH22(0.35〜0.45C−19
〜22Ni−23〜27Cr−Fe)、あるいは0.0
7〜0.15C−15〜19Ni−25〜29Cr−3
8〜42Co−Fe合金鋼等からなる鋳造体ブロツクを
使用すれば十分である。
【0012】上部ブロツク20と下部ブロツク30と
は、ねじ嵌合等の着脱可能な結合形式により連結され
る。図1に示した例において、上部ブロツク20は、そ
の下面中央に下方に突出する雄ねじ21を有し、これに
対応して下部ブロツク30に雌ねじ31が形設され、両
者はそのねじ嵌合により安定に連結固定されている。上
部ブロツク20と下部ブロツク30に形成される雄ねじ
と雌ねじは、その凹凸関係を上下反転してもむろん構わ
ない。
【0013】上部ブロツク20とこれを担持する下部ブ
ロツク30の重ね合せ面は、水平面であつても構わない
が、図示のように周縁部から中心に向つて斜降する略擂
鉢状の斜面とすることにより、下部ブロツク30に対す
る上部ブロツク20の着座姿勢の安定性が増し、上部ブ
ロツク20に水平方向の荷重が作用した場合における上
部ブロツク20の水平方向のずれ・連結部の破損防止等
に有効である。重ね合せ面の傾斜方向を図示のそれとは
逆に、中心から周縁部に向つて斜降する略傘状斜面とし
ても同様である。
【0014】本考案のスキツドボタンは、所望により図
2に示すように、上部ブロツク20と下部ブロツク30
との重ね合せ面に、ブロツク間の熱伝達を抑制するため
の断熱材層40が介装される。断熱材層40は、例えば
セラミツク繊維フエルト、石綿フエルト等で形成するこ
とができ、その層厚は約2〜5mm程度であつてよい。
【0015】上部ブロツク20と下部ブロツク30とか
らなり、所望によりその重ね合せ面間に断熱材層40が
介装される本考案のスキツドボタンの高さ寸法は、従来
のスキツドボタンと同様、概ね100〜200mmであ
ればよい。上部ブロツク20と下部ブロツク30の高さ
方向の肉厚の比は、約3:7〜7:3としてよい。
【0016】本考案のスキツドボタンは、前記積層構造
を有している点を除き、例えばその外観形態は、従来と
同様の円柱ないし円錐台形状、あるいは角柱ないし角錐
台形状であり、また溶接によりスキツドパイプPに固定
されて側周面に不定形耐火物層50が塗設される態様も
従来のそれと異ならない。
【0017】
【作用】本考案のスキツドボタンは、その頂面側がCr
−Ni−Fe合金ブロツク20で形成されているので、
1300℃をこえる高温酸化性雰囲気においても、頂面
側に対して従来のような強い強制冷却を加える必要がな
く、使用温度が約1350℃程度までゞあれば、頂面側
に対する強制冷却を省略してもさしつかえない。下部ブ
ロツク30は、スキツドパイプからの強制冷却作用と、
不定形耐火物層50とにより炉内の高温酸化性雰囲気か
ら保護されるので、従来の耐熱合金からなるブロツクで
あつても、上部ブロツク20を安定に担持する。上部ブ
ロツク20と下部ブロツク30との界面に断熱材層40
を介装することにより、下部ブロツク30に十分な強制
冷却を加えながら、上部ブロツク20を高温保持するこ
とが容易となる。また、上部ブロツク20と下部ブロツ
ク30とは、ねじ嵌合により着脱可能に連結された積層
構造を有しているので、スキツドボタンの取替えに際し
ては、下部ブロック30はそのままスキッドパイプに固
定された状態で、上部ブロツク20だけを取替えればよ
い。
【0018】
【考案の効果】本考案のスキツドボタンは、高温酸化性
雰囲気炉中において従来のスキツドボタンを凌ぐ安定な
使用が可能であり、そのボタン頂部側に対する強制冷却
を抑制緩和することができるので、被加熱鋼材のスキツ
ドマークが軽減し、より均一な加熱を達成することがで
き、被加熱鋼材の品質が高められる。また、強制冷却緩
和効果として、冷却水により炉外に持ち出される熱損失
量が減少し、熱経済性の改善等の効果が得られる。更
に、本考案のスキツドボタンは、上部ブロツクと下部ブ
ロツクの着脱可能な積層構造を有しているので、スキツ
ドボタンの取替は、上部ブロツクのみの取替えで済み、
材料の無駄が少く経済的であり、かつ取替作業も容易で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例を示す縦断面図である。
【図2】本考案の実施例を示す縦断面図である。
【図3】従来のスキツドボタンを示す縦断面図である。
【符号の説明】
20:上部ブロツク,21:雄ねじ,30:下部ブロツ
ク,31:雌ねじ,40:断熱材層,50:不定形耐火
物層,P:スキツドパイプ。

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 頂面を被加熱鋼材支持面としてスキツド
    パイプに取付けられるスキツドボタンにおいて、 頂面側の上部ブロツクと、これを担持してスキツドパイ
    プに固定される下部ブロツクとからなり、 上部ブロツクは、重量%で,Cr 70〜80%,Ni
    10%を超え,15%以下,残部Feおよび不純分で
    あるCr−Ni−Fe合金からなるブロツクであり、 下部ブロツクは、耐熱合金からなるブロツクであつて、 上部ブロツクと下部ブロツクとは、ねじ嵌合により着脱
    可能に連結されていることを特徴とする加熱炉用スキツ
    ドボタン。
  2. 【請求項2】 上部ブロツクと、下部ブロツクとの重ね
    合せ面間に断熱材層が介装されていることを特徴とする
    請求項1に記載の加熱炉用スキツドボタン。
JP1991084759U 1991-09-20 1991-09-20 加熱炉用スキツドボタン Expired - Lifetime JP2571640Y2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2607157B2 (ja) * 1989-11-17 1997-05-07 株式会社クボタ 加熱炉内の被加熱鋼材支持部材用耐熱合金
JP3022050U (ja) * 1995-08-25 1996-03-12 杉戸株式会社 兜の鍬形

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