JPH01156414A - 耐用性の優れた製鋼用羽口 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野１ 本発明は転炉等の冶金炉に用いる耐用性の優れた製鋼用
羽口に関する。

［従来の技術１ 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（
例えばに−ＢＯＰ等）があるが、これらの冶金炉に用い
る吹込み用羽口は第２図および第３図に示すように、二
重管構造となって耐火物（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ｌ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Ｉｃｉ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
ｌの内壁にセラミックスバイブ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Ｉに損耗４を生じる６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、羽目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ｌ内へセ
ラミラックスバイブ３を嵌入する方法では、セラミック
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っ
ていない。例えば耐スポール性の悪いセラミックス３を
用いると、第３図に示すようにセラミックス３がスポー
ルにより欠損して、その部分の内管ｌの損耗をはやめる
こととなる。

［発明が解決しようとする問題点１ 羽口の耐火性、耐摩耗性の向上を目的としてセラミック
パイプを嵌入するとセラミッ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ックパイプは耐摩耗
性が低く、耐摩耗性と耐久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。

Ｅ間Ｚ点を解決するための手段］ 内管内側にセラミッ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。

第１図によって説明すると、本発明は次の特徴を有する
内管な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。

［作用］ 本発明は羽口寿命の決定因子がセラミックパイプのスポ
ール特性に大きく影響されることに鑑み、セラミックパ
イプを使用せず、金属内管の内壁に金属酸化物（例えば
Ｚｒ０２）をコーティングして、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なと）被
膜を被覆して超耐摩耗性被膜を形成し、もって羽口の耐
用性を高めたものである。

第６図は種々のセラミックス被膜の耐摩耗性を示す。

酸化物被膜によっ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。

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。

このため羽口の出口直近部で、羽口温度は４００〜１５
００℃の範囲で太き（変化している。これから通常のセ
ラミックパイプでは熱サイクルによるサーマルクラック
が生じ易く、微細亀裂が徐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ッ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ッ
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を渚射し、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、セラミッ
クパイプのごときスポールによるクラック発生も生じな
い。

［実施例］ 第１０図に示す２５０を純酸素上底吹き転炉（Ｋ−ＢＯ
Ｐ）の羽目に本発明の実施例を用いた。

第１Ｏ図中の羽口１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃに従来のセラ
ミックパイプ（Ａｆｆ２０３、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。

内管バイブ：ステンレススチール 内管被膜：第１層　ＺｒＯ２ 第２層　Ｃｒに の転炉で次の条件で１００ヒートの精錬を行った。

平均生石灰粉底吹き量： ９００ｋｇ／本、ヒート 平均出鋼温度二１６４８℃ 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１羽口１
１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃの平均摩耗速度と羽口ｌｉｄ、ｌ
ｉｅ、ｌｌｆのそれとの比は０．５３となり、羽目寿命
が約倍増することが判明した。

【発明の効果］ 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、従来のセラミックバイブを挿入した羽口
に比し寿命が倍増した。

【図面の簡単な説明】

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図はセラミッ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。 Ｉ・・・内管　　　　　　　　２・・・外管３・・・セ
ラミックバイブ　　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、ｌ
ｌｂ、ｌｌｃ、ｌｉｄ、ｌｉｅ。 １１ｆ・・・羽口 １２・・・転炉　　　　　　　１３・・・溶鋼１４・・
・上吹きランス ］Ｕ 第１図 第２図 第３図 第４図 吏孔傘 第５図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　内壁面に耐摩耗性および溶鋼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バイブを、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。