JPH0514149U - Skid button for heating furnace - Google Patents

Skid button for heating furnace

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JPH0514149U
JPH0514149U JP6876491U JP6876491U JPH0514149U JP H0514149 U JPH0514149 U JP H0514149U JP 6876491 U JP6876491 U JP 6876491U JP 6876491 U JP6876491 U JP 6876491U JP H0514149 U JPH0514149 U JP H0514149U
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layer
skid
alloy
skid button
button
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Application number
JP6876491U
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Japanese (ja)
Inventor
裕幸 蘭
斌 篠崎
Original Assignee
株式会社クボタ
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  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スキッドボタンの高温強度、耐酸化性を高め
てボタン頂部に対する強制冷却を緩和することにより、
被加熱鋼材の加熱ムラ(スキッドマーク)の軽減、およ
び炉の熱経済性の改善を図る。 【構成】 スキッドボタンを、上部層11、中間層1
2、および下部層の三層積層体とし、上部層11を、C
r−Fe合金(Cr:60〜95%,融点:1600℃
以上,平均結晶粒径:50μm以上)のマトリックスに
セラミックが分散相として混在した混相組織を有する複
合体、中間層をセラミック焼結体、下部層を耐熱合金で
形成する。
(57) [Abstract] [Purpose] By increasing the high temperature strength and oxidation resistance of the skid button and relaxing the forced cooling of the button top,
We aim to reduce uneven heating (skid marks) of the steel to be heated and to improve the thermal economy of the furnace. [Structure] Skid button, upper layer 11, middle layer 1
2 and a three-layer laminate of lower layers, and the upper layer 11 is C
r-Fe alloy (Cr: 60 to 95%, melting point: 1600 ° C
As described above, a composite having a mixed phase structure in which ceramics are mixed as a dispersed phase in a matrix having an average crystal grain size of 50 μm or more, a ceramic sintered body as an intermediate layer, and a heat-resistant alloy as a lower layer.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、加熱炉内の被加熱鋼材支持部材であるスキッドボタンの改良に関す る。 The present invention relates to improvement of a skid button which is a member for supporting heated steel material in a heating furnace.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

加熱炉内の被加熱鋼材移送手段であるスキッドビームは、スキッドパイプ(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ッドボタンを取付 けた構造を有している。図4において、Pはスキッドパイプ、10はパイプPに 溶接W1により取付けられているスキッドボタンである。スキッドボタン10は ニッケル・クロム系合金鋼(SCH 12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ックであり、その頂面に 被加熱鋼材Sが接触載置される。 スキッドパイプP内には冷却水が流送され、その冷却作用によりスキッドボタ 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。 なお、スキッドボタン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。 The skid beam, which is a means for transferring heated steel in the heating furnace, has a structure in which skid buttons are attached to the top of the peripheral surface of a skid pipe (carbon steel pipe, etc.) at regular intervals in the pipe axial direction. .. In FIG. 4, P is a skid pipe, and 10 is a skid button attached to the pipe P by welding W1. The skid button 10 is a block made of a heat-resistant alloy steel typified by nickel-chromium alloy steel (SCH 12, etc.) and having a columnar / conical trapezoidal shape or a prismatic / pyramidal trapezoidal shape. Contact is placed. Cooling water is sent into the skid pipe P, and its cooling action alleviates the thermal effect of the high-temperature oxidizing atmosphere in the furnace on the skid button 10, maintains the strength to withstand the load of the steel to be heated, and its surface. It is designed to prevent oxidative damage. The side surface of the skid button 10 is usually coated with an amorphous refractory layer R for blocking contact with the high temperature oxidizing atmosphere in the furnace.

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

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。これに伴ってスキッドボタンは、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っている。 この高温操業下のスキッドボタンの強度低下や酸化損傷は、スキッドパイプ内 の冷却水による強制冷却作用を強化することによっ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(スキッ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ッドマ 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。 Recently, high-temperature operation at 1300 ° C or higher has been generalized for the purpose of improving the operating efficiency of heating furnaces. Along with this, the skid button is accelerating the compressive deformation due to the load of the steel material to be heated and the oxidative damage on the surface, which shortens the service life and increases the maintenance load. This reduction in strength and oxidative damage of the skid button under high temperature operation can be suppressed and mitigated to some extent by strengthening the forced cooling effect of the cooling water in the skid pipe. This is because the cooling water is forced to increase the loss of the amount of heat inside the furnace that is taken out of the furnace, and the uneven heating of the steel to be heated (the so-called skid mark, which is the local low temperature part that occurs on the contact surface with the skid button). ) Is promoted, which inevitably results in the subsequent deterioration of the rolling quality of steel products.

【0004】 その対策として、セラミックの焼結体ブロックをスキッドボタンとして使用す る試みもなされている。しかし、セラミッ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、安定な 使用は期し難い。 本考案は上記問題点を解決するための改良されたスキッドボタンを提供する。As a countermeasure, it has been attempted to use a ceramic sintered block as a skid button. However, since ceramic is a brittle material, cracks and fractures are likely to occur due to repeated impacts in the process of transporting the steel to be heated, making stable use difficult. The present invention provides an improved skid button that solves the above problems.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段および作用】[Means and Actions for Solving the Problems]

本考案は、頂面を被加熱鋼材支持面としてスキッドパイプに取付けられるスキ ッドボタンにおいて、 頂面側の上部層と、スキッドパイプ側の下部層と、これらの層間の中間層とか らなり、 上部層は、Cr含有量が60〜95%で、0.8%以下のCおよび5%以下の Siの混在が許容され、残部は実質的にFeである化学組成を有し、融点160 0℃以上、平均結晶粒径50μm以上であるCr−Fe合金のマトリックスと、 40容積%以下のセラミック分散相とからなる複合体、 中間層は、セラミック焼結体、 下部層は、耐熱合金鋼からなる三層積層体であることを特徴としている。 The present invention relates to a skid button which is mounted on a skid pipe with the top surface serving as a support surface for heated steel. The skid button includes an upper layer on the top surface, a lower layer on the skid pipe side, and an intermediate layer between these layers. Has a Cr content of 60 to 95%, a mixture of C of 0.8% or less and Si of 5% or less is allowed, and the balance is substantially Fe, and has a melting point of 1600 ° C. or more. , A composite composed of a matrix of Cr-Fe alloy having an average crystal grain size of 50 μm or more and 40% by volume or less of a ceramic dispersed phase, an intermediate layer of a ceramic sintered body, and a lower layer of a heat-resistant alloy steel. It is characterized by being a layer stack.

【0006】 以下、本考案について詳しく説明する。明細書中の「%」は特記なき限り、重 量%である。 本考案のスキッドボタンは、上部層と、中間層と、下部層とからなる三層積層 体である。図1において、11は上部層、12は中間層、13は下部層である。Hereinafter, the present invention will be described in detail. Unless otherwise specified, “%” in the description means% by weight. The skid button of the present invention is a three-layer laminate including an upper layer, an intermediate layer, and a lower layer. In FIG. 1, 11 is an upper layer, 12 is an intermediate layer, and 13 is a lower layer.

【0007】 上部層は11、Cr含有量が60〜95%で、融点は1600℃以上、結晶粒 径(平均)は、50μm以上であるCr−Fe合金をマトリックスとし、これに 分散相としてセラミックを均一に混在させた混相組織を有する複合体(以下、「 複合合金」)で形成されている。マトリックスのCr−Fe合金は、1600℃ 以上の融点が確保される範囲内でC,Si等の混在が許容され、Cは約0.5% 以下、Siは約5%以下混在してさしつかえない。The upper layer is 11, the Cr content is 60 to 95%, the melting point is 1600 ° C. or more, and the crystal grain size (average) is 50 μm or more is used as a matrix, and a ceramic is used as a dispersed phase in the matrix. It is formed of a composite having a multiphase structure in which are uniformly mixed (hereinafter, “composite alloy”). The matrix Cr-Fe alloy allows C, Si, etc. to be mixed within the range where a melting point of 1600 ° C. or higher is ensured, and C may be mixed in about 0.5% or less and Si in about 5% or less. ..

【0008】 上部層11を形成する複合合金のマトリックスを、前記化学組成と結晶組織を 有するCr−Fe合金としたのは、このものが、1300℃を越える高温度の酸 化雰囲気において、被加熱鋼材の高荷重が反復作用して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。その耐酸化性は、上記の高Cr含有(60%以上)と高融点(1 600℃以上)であることにより、また圧縮変形強度は、高Cr含有および高融 点と、平均粒径50μm以上の粗粒結晶組織であることの効果として与えられる 。なお、Cr含有量の上限を95%としているのは、マトリックスの靱性を確保 するためである。The matrix of the composite alloy forming the upper layer 11 is the Cr—Fe alloy having the above-mentioned chemical composition and crystal structure because it is heated in an oxidizing atmosphere at a high temperature exceeding 1300 ° C. This is because it has a high compressive deformation strength that causes almost no deformation even when a high load of steel is repeatedly applied, and oxidation resistance that hardly suffers oxidative damage over a long period of time. Its oxidation resistance is due to its high Cr content (60% or higher) and high melting point (1600 ° C or higher), and its compressive deformation strength is high Cr content and high melting point, with an average particle size of 50 μm or more. It is given as an effect of having a coarse grain crystal structure of. The upper limit of the Cr content is 95% in order to secure the toughness of the matrix.

【0009】 上記Cr−Fe合金マトリックスに分散相として混在するセラミックは、酸化 物系(Cr2 3 ,ZrO,Al2 3 ,SiO2 ,Y2 3 等)、窒化物系( Si3 4 ,TiN,BN,AlN等)、炭化物系(Cr3 2 ,WC,SiC ,B4 C等)、硅化物系(Mo2 Si,Cr2 Si等)、あるいは硼化物系(C rB2 ,TiB2 等)などであり、その1種または2種以上のセラミック(粒径 は例えば0.1〜5μm)の混在による分散強化作用により、上部層11の高温 強度が高められる。その混相組織に占める分散相の割合は、容積率で約40%ま でで十分である。Ceramics mixed as a dispersed phase in the Cr-Fe alloy matrix are oxide-based (Cr 2 O 3 , ZrO, Al 2 O 3 , SiO 2 , Y 2 O 3 etc.), nitride-based (Si 3 N 4 , TiN, BN, AlN, etc.), carbides (Cr 3 C 2 , WC, SiC, B 4 C, etc.), silicides (Mo 2 Si, Cr 2 Si, etc.), or borides (CrB). 2 , TiB 2 etc.), and the high temperature strength of the upper layer 11 is enhanced by the dispersion strengthening effect of the mixture of one or more ceramics (particle size is 0.1 to 5 μm, for example). The proportion of the dispersed phase in the mixed phase structure is about 40% by volume.

【0010】 上部層11である前記複合合金は、高周波溶解等による所定組成のCr−Fe 合金溶湯に分散相となるセラミック粉末を混合して鋳型に注入し凝固させて得ら れる鋳造体ブロック、あるいは所定組成のCr−Fe合金粉末とセラミック粉末 との混合物を焼結原料とし、熱間静水等方圧加圧焼結法等により製造される焼結 体ブロックである。その複合合金ブロックにおけるマトリックス金属の粗粒結晶 組織(平均粒径:50μm以上)は、鋳造体ブロックでは、例えばその鋳造に砂 型鋳型を用いて比較的緩徐の冷却速度で凝固させることにより形成することがで き、また焼結体ブロックの場合は、焼結原料におけるCr−Fe合金粉末として 粗粒のもの(平均粒子径:約200μm以上)を使用するか、または焼結の後、 焼結処理温度(約1000〜1500℃)より高い適当な温度(例えば1300 〜1600℃)に適当時間(例えば10〜20Hr)保持する熱処理を施すこと により、その結晶組織を平均粒径50μm以上の粗粒組織とすることができる。The composite alloy that is the upper layer 11 is a cast body block obtained by mixing a ceramic powder that is a dispersed phase into a molten Cr—Fe alloy having a predetermined composition by high-frequency melting or the like, injecting the mixture into a mold, and solidifying the mixture. Alternatively, it is a sintered block produced by a hot isostatic pressing method using a mixture of Cr—Fe alloy powder having a predetermined composition and ceramic powder as a sintering raw material. The coarse-grained crystal structure (average grain size: 50 μm or more) of the matrix metal in the composite alloy block is formed in the cast block by solidifying at a relatively slow cooling rate using a sand mold for casting, for example. In the case of a sintered body block, use coarse particles (average particle size: about 200 μm or more) as Cr-Fe alloy powder in the sintering raw material, or after sintering, By heat-treating at an appropriate temperature (for example, 1300 to 1600 ° C) higher than the processing temperature (about 1000 to 1500 ° C) for an appropriate time (for example, 10 to 20hr), the crystal structure of the crystal grain is coarse particles with an average grain size of 50µm or more. It can be an organization.

【0011】 上部層11を形成する前記複合合金は、1300℃ないしそれ以上の高温に耐 える強度と耐酸化性を有するので、従来の耐熱合金製スキッドボタンの場合のよ うな強い強制冷却を必要としない。その複合合金層の下面側に、中間層として介 在させたセラミック焼結体は、複合合金層の過度の冷却降温を回避するべく、複 合合金層に対するスキッドパイプからの強制冷却を抑制するための断熱層の役目 を有している。Since the composite alloy forming the upper layer 11 has strength and oxidation resistance to withstand a high temperature of 1300 ° C. or higher, strong forced cooling as in the case of a conventional heat-resistant alloy skid button is required. Not. The ceramic sintered body interposed as an intermediate layer on the lower surface side of the composite alloy layer suppresses forced cooling from the skid pipe to the composite alloy layer in order to avoid excessive cooling and cooling of the composite alloy layer. It also serves as a heat insulating layer.

【0012】 すなわち、上部層11を形成する複合合金は、そのCr−Fe合金マトリック スの熱伝導率κが、約30〜40kcal/m・hr・℃と高熱伝導性(これは 、従来のスキッドボタン材料であるSCH12等の耐熱合金の熱伝導率 約20 〜30kcal/m・hr・℃よりも高い)であるため、スキッドパイプからの 強制冷却効果が大きく、高温状態に保持することが困難である。これに対し、セ ラミックのそれは、材種にもよるが、概ね2〜8kcal/m・hr・℃と、低 熱伝導性である。 上部層が、セラミックの混在する複合合金であることは、Cr−Fe合金単相 に比し、熱伝導率が低く、高温保持に有利であるが、それだけでは十分でない。 そこで本考案では、上部層11の下面側にセラミック焼結体を中間層として介装 している。このセラミックを中間層とする断熱効果により、スキッドパイプから 上部層のCr−Fe合金層に対する冷却作用が効果的に緩和され、上部層を13 00℃ないしそれ以上の高温状態に保持することが可能となる。That is, in the composite alloy forming the upper layer 11, the thermal conductivity κ of the Cr—Fe alloy matrix is about 30 to 40 kcal / m · hr · ° C., which is a high thermal conductivity (this is compared with the conventional skid). Since the heat conductivity of the heat-resistant alloy such as SCH12, which is the button material, is higher than about 20 to 30 kcal / m · hr · ° C), the effect of forced cooling from the skid pipe is large and it is difficult to keep it at high temperature. is there. On the other hand, that of ceramic has low thermal conductivity of about 2 to 8 kcal / m · hr · ° C, depending on the material type. When the upper layer is a composite alloy in which ceramics are mixed, the thermal conductivity is lower than that of the Cr-Fe alloy single phase and it is advantageous for holding at a high temperature, but that is not enough. Therefore, in the present invention, a ceramic sintered body is interposed as an intermediate layer on the lower surface side of the upper layer 11. Due to the adiabatic effect of this ceramic as the intermediate layer, the cooling action from the skid pipe to the Cr-Fe alloy layer of the upper layer is effectively mitigated, and the upper layer can be maintained at a high temperature of 1300 ° C or higher. Becomes

【0013】 中間層12を形成するセラミックは、酸化物系、窒化物系、または炭化物系等 であり、材種の選択は任意であるが、その焼結体は、熱間静水等方圧焼結法等の ように高加圧力(例えば1000〜2000kgf/cm2 )の均一な作用下に 製造された高緻密質のものが機械強度等の点から好ましく用いられる。The ceramic forming the intermediate layer 12 is an oxide type, a nitride type, a carbide type, or the like, and the kind of material is arbitrary, but the sintered body is a hot isostatically isostatic-fired. A highly dense material produced under the uniform action of a high pressure (for example, 1000 to 2000 kgf / cm 2 ) such as a binding method is preferably used from the viewpoint of mechanical strength and the like.

【0014】 セラミックからなる中間層12の下面側に、下部層13として耐熱合金の層を 設けているのは、これによりスキッドパイプに対するスキッドボタンの取付けに 溶接を適用することができ、強固で安定した固定状態を確保することが容易とな るからである。 なお、下部層13はスキッドパイプからの強制冷却作用が十分に加わるので、 その耐熱合金の材質の選択に困難はなく、従来のスキッドボタン材料として使用 されているニッケル−クロム系耐熱鋳鋼等で十分である。A heat-resistant alloy layer is provided as the lower layer 13 on the lower surface side of the intermediate layer 12 made of ceramic. This makes it possible to apply welding to the attachment of the skid button to the skid pipe, which is strong and stable. This is because it is easy to secure the fixed state. Since the lower layer 13 is sufficiently forcibly cooled by the skid pipe, there is no difficulty in selecting the material of the heat-resistant alloy, and nickel-chromium heat-resistant cast steel or the like used as a conventional skid button material is sufficient. Is.

【0015】 上部層11である複合合金ブロックと、中間層12であるセラミック焼結体ブ ロックとの接合、およびセラミック焼結体ブロックと下部層13の耐熱合金ブロ ックとの接合は、例えば熱間静水等方圧加圧法を適用し、加圧・加熱下に処理( 例えば、1200〜1300℃×1000〜1200kgf/cm2 ×2〜8H r)することにより十分に達成することができる。The joining of the composite alloy block which is the upper layer 11 and the ceramic sintered body block which is the intermediate layer 12, and the joining of the ceramic sintered body block and the heat resistant alloy block of the lower layer 13 are performed, for example, It can be sufficiently achieved by applying a hot isostatic pressing method and applying treatment under pressure / heating (for example, 1200 to 1300 ° C. × 1000 to 1200 kgf / cm 2 × 2 to 8 hr).

【0016】 別法として、遷移金属もしくはその合金(Cr,Fe,Ni,Cr−Fe,C r−Ni,Fe−Ni,Cr−Ni−Fe等)の粉末を接着剤としてブロックの 重ね合せ面に塗布して重ね合せたうえ、酸化雰囲気(大気)炉中、接合剤金属の 融点より低い温度(例えば、融点−30〜400℃)に適当時間(例えば1〜3 Hr)加熱保持する方法を適用することもできる。その接合剤金属の具体例とし て、15〜25%Cr−15〜25%Fe−Ni合金等が挙げられる。Alternatively, a powder of a transition metal or an alloy thereof (Cr, Fe, Ni, Cr-Fe, Cr-Ni, Fe-Ni, Cr-Ni-Fe, etc.) is used as an adhesive, and the overlapping surfaces of the blocks are used. After coating and superimposing it on the substrate, it is heated in an oxidizing atmosphere (atmosphere) furnace at a temperature lower than the melting point of the bonding agent metal (for example, melting point -30 to 400 ° C.) and maintained for a suitable time (for example, 1 to 3 Hr). It can also be applied. Specific examples of the bonding agent metal include 15 to 25% Cr-15 to 25% Fe-Ni alloy.

【0017】 上部層11、中間層12、および下部層13の各ブロック間の重ね合せ面の形 状について、図1では、その重ね合せ面が平坦な水平面である例を示しているが 、それに限定されず、例えば円錐形状等の斜面を有する上向きもしくは下向に凸 の重ね合せ面とすることにより、実使用時に水平方向の外力が加わった場合の接 合面の損傷剥離に対する抵抗性を強化することもできる。Regarding the shape of the overlapping surface between the blocks of the upper layer 11, the intermediate layer 12, and the lower layer 13, FIG. 1 shows an example in which the overlapping surface is a flat horizontal surface. Without being limited, for example, by using an upwardly or downwardly convex overlapping surface having a conical slope, the resistance against damage and peeling of the contact surface when a horizontal external force is applied during actual use is enhanced. You can also do it.

【0018】 本考案のスキッドボタンは三層積層形態を有する点を除いて、その外観形態は 通常のスキッドボタンのそれと特に異ならず、高さ寸法 約100〜200mm 程度の柱状体であり、また、各層の層厚は特に限定されないが、例えばCr−F e合金の上部層11は40〜60mm、セラミック焼結体の中間層12は20〜 60mm、耐熱合金の下部層13は60〜150mmである。The skid button of the present invention has the same external appearance as that of a normal skid button except that it has a three-layer laminated structure, and is a columnar body having a height of about 100 to 200 mm. Although the layer thickness of each layer is not particularly limited, for example, the upper layer 11 of the Cr—Fe alloy is 40 to 60 mm, the intermediate layer 12 of the ceramic sintered body is 20 to 60 mm, and the lower layer 13 of the heat-resistant alloy is 60 to 150 mm. ..

【0019】[0019]

【作用】[Action]

本考案のスキッドボタンの複合合金からなる上部層11は、1300℃前後の 高温状態での使用に十分に耐える。使用時の温度が1300〜1350℃程度で あれば実質的に強制冷却の付加は必要としない。この高温保持により被加熱鋼材 のスキッドマークの緩和、および冷却水による熱量損失が減少する。 セラミック焼結体からなる中間層12は、その断熱効果により、上部層11に 対するスキッドパイプからの強制冷却の作用を抑制し、上部層11を高温状態に 保持することを可能とする。 耐熱合金からなる下部層13は、スキッドパイプPに対するスキッドボタン1 0の取付けに溶接の適用を可能とし、また被加熱鋼材支持面部材として必要な強 固な取付け状態を容易に確保することができる。 The upper layer 11 made of the composite alloy of the skid button of the present invention can withstand use at a high temperature around 1300 ° C. If the temperature at the time of use is about 1300 to 1350 ° C, the addition of forced cooling is not substantially required. By maintaining this high temperature, the skid marks on the steel to be heated are alleviated and the heat loss due to cooling water is reduced. The intermediate layer 12 made of a ceramic sintered body suppresses the action of forced cooling of the skid pipe on the upper layer 11 due to its heat insulating effect, and makes it possible to keep the upper layer 11 in a high temperature state. The lower layer 13 made of a heat-resistant alloy enables welding to be used for attaching the skid button 10 to the skid pipe P, and can easily secure a strong attachment state required as a heated steel support surface member. ..

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

(1)スキッドボタンの構成部材上部層 Cr−Fe合金の溶湯にセラミック粉末を添加した固液混合物の鋳造体ブロッ ク(砂型鋳造による)。 マトリックス(Cr−Fe合金):Cr 84.5%,C 0.02%,Si 2.5%,Bal Fe。融点 1680℃。平均結晶粒径 200μm。 分散相(セラミック):アルミナ。平均粒子径 1μ。体積率5%。中間層 下記のa,b2種のセラミック焼結体ブロック(熱間静水等方圧焼結品) a:ジルコニア(焼結処理:1500℃×1100kgf/cm2 ×2Hr) b:アルミナ(焼結処理:1600℃×1100kgf/cm2 ×2Hr)下部層 27%Cr−20%Ni−40%Co−Fe系耐熱鋳鋼の鋳造体ブロック(1) Cast member block (by sand mold casting) of a solid-liquid mixture in which ceramic powder is added to a melt of Cr—Fe alloy, which is an upper layer of constituent members of a skid button. Matrix (Cr-Fe alloy): Cr 84.5%, C 0.02%, Si 2.5%, Bal Fe. Melting point 1680 [deg.] C. Average crystal grain size 200 μm. Dispersed phase (ceramic): Alumina. Average particle size 1 μ. Volume ratio 5%. Intermediate layer The following a and b types of ceramic sintered body blocks (hot isostatic isotropic pressure sintered products) a: Zirconia (sintering treatment: 1500 ° C x 1100 kgf / cm 2 x 2Hr) b: alumina (sintering treatment 1600 ° C. × 1100 kgf / cm 2 × 2 Hr) Lower layer 27% Cr-20% Ni-40% Co-Fe heat-resistant cast steel cast block

【0021】 (2)上部層(複合合金ブロック)の材料特性 高温圧縮変形強度: 0.5kgf/mm2 の荷重を反復作用させる高温圧縮変形試験(負荷4秒間 −無負荷4秒間の繰返し・試験温度:1350℃)における反復回数104 回後 の圧縮変形量を、従来のスキッドボタン材料である耐熱鋳鋼SCH12と比較す ると、SCH12の変形量が約4.5%であるのに対し、約1.5%(以下)と 、約1/3以下である。(2) Material Properties of Upper Layer (Composite Alloy Block) High Temperature Compressive Deformation Strength: High temperature compressive deformation test in which a load of 0.5 kgf / mm 2 is repeatedly applied (loading 4 seconds-no-loading 4 seconds repetition / test) Comparing the compression deformation amount after 10 4 repetitions at a temperature of 1350 ° C.) with the conventional skid button material heat resistant cast steel SCH12, the deformation amount of SCH12 is about 4.5%. About 1.5% (or less), about 1/3 or less.

【0022】 耐酸化性: 1350℃の大気雰囲気中に100時間保持したときの酸化減量は、SCH1 2の約70g/m2 ・Hrに対し、約4g/m2 ・Hr以下と、1/10以下で ある。Oxidation resistance: Oxidation weight loss when kept in an air atmosphere at 1350 ° C. for 100 hours is about 4 g / m 2 · Hr or less, which is 1/10 or less, compared to about 70 g / m 2 · Hr of SCH1 2. It is as follows.

【0023】 (3)スキッドボタンの組立 熱間静水等方圧加圧処理(1300℃×1100kgf/cm2 ×2Hr)に より各ブロックを互いの重ね合せ面間で接合して供試スキッドボタンA,Bを製 作した。スキッドボタンA :中間層にジルコニア焼結体ブロックを使用スキッドボタンB :中間層にアルミナ焼結体ブロックを使用 いずれも高さH:160mm、上部層厚h1 :40mm、中間層厚h2 :40 mm、下部層厚h3 :80mmで、頂面径dは90mmである(図2)。(3) Assembly of skid button Test skid button A in which each block is joined between the overlapping surfaces by hot isostatic pressing (1300 ° C. × 1100 kgf / cm 2 × 2 Hr) , B were produced. Skid button A : Sintered zirconia block is used for the intermediate layer Skid button B : Alumina sintered block is used for the intermediate layer Height H: 160 mm, upper layer thickness h 1 : 40 mm, intermediate layer thickness h 2 : The thickness is 40 mm, the lower layer thickness h 3 is 80 mm, and the top surface diameter d is 90 mm (FIG. 2).

【0024】 また比較例として次の2つのスキッドボタンCおよびDを用意した。上部層の 複合合金および下部層の耐熱合金は上記と同一組成である。供試スキッドボタンC :複合合金ブロックの上部層と耐熱合金の下部層の二層積 層体。供試スキッドボタンD :上部から下部に亘って全体が複合合金ブロックである単 層体。Further, the following two skid buttons C and D were prepared as comparative examples. The composite alloy in the upper layer and the heat-resistant alloy in the lower layer have the same composition as above. Test skid button C : A two-layer laminated body consisting of the upper layer of the composite alloy block and the lower layer of the heat-resistant alloy. Test skid button D : A single-layer body that is entirely a composite alloy block from the top to the bottom.

【0025】 (4)加熱試験 各供試スキッドボタンを、図2に示すように溶接によりスキッドパイプP上に 溶接により取付け、耐火物被覆層Rを塗設し、1350℃の雰囲気中における表 面の温度分布を測定する。図中の符号イ〜ヌは測温位置を示している。イ〜ヘは 頂面における中心から半径方向の各位置、ト〜ヌは頂面稜部から中間層との境界 部までの側面に沿う上下方向の各位置である。(4) Heating Test Each test skid button is attached by welding onto the skid pipe P by welding as shown in FIG. 2, the refractory coating layer R is applied, and the surface in an atmosphere of 1350 ° C. Measure the temperature distribution of. Reference symbols a to n in the figure indicate temperature measurement positions. A to F are positions in the radial direction from the center of the top surface, and T to N are positions in the vertical direction along the side surface from the top ridge to the boundary with the intermediate layer.

【0026】 上記加熱試験結果を図3に示す。各図中のグラフの符号は、供試スキッドボタ ンの符号である。図示のように、スキッドボタンC(複合合金ブロックと耐熱合 金ブロックの二層積層体)およびスキッドボタンD(複合合金ブロック単層体) では、頂面中央部付近の温度が1250℃以下と、炉内雰囲気に対し100℃以 上の温度差を呈しているのに対し、考案例の三層構造を有するスキッドボタンA (中間層:ジルコニアセラミック)およびスキッドボタンB(中間層:アルミナ セラミック)は、中間層の断熱効果により、頂面温度は約1330℃以上の高温 状態を有している。The results of the above heating test are shown in FIG. The symbols of the graphs in each figure are the symbols of the skid button under test. As shown in the figure, in the skid button C (a two-layer laminate of a composite alloy block and a heat-resistant alloy block) and the skid button D (a single layer of the composite alloy block), the temperature near the central portion of the top surface was 1250 ° C. or less, In contrast to the temperature difference of 100 ° C or more with respect to the atmosphere in the furnace, the skid button A (intermediate layer: zirconia ceramic) and the skid button B (intermediate layer: alumina ceramic) having the three-layer structure of the devised example are Due to the adiabatic effect of the intermediate layer, the top surface temperature is about 1330 ° C or higher.

【0027】[0027]

【考案の効果】[Effect of the device]

本考案のスキッドボタンは、1300℃ないしそれ以上の高温酸化性雰囲気炉 中において従来のスキッドボタンを凌ぐ安定な使用が可能であり、被加熱鋼材の スキッドマークを軽減し、より均一な加熱を達成することができる。また、スキ ッドボタンの強制冷却抑制効果として、冷却水により炉外に持ち出される熱損失 量が減少する。従って、被加熱鋼材の品質向上、および熱経済性の改善等の効果 が得られる。 The skid button of the present invention can be used more stably than a conventional skid button in a high temperature oxidizing atmosphere furnace at 1300 ° C or higher, and reduces the skid marks on the steel to be heated to achieve more uniform heating. can do. In addition, the effect of suppressing forced cooling of the skid button is to reduce the amount of heat loss carried out of the reactor by the cooling water. Therefore, it is possible to obtain the effects of improving the quality of the heated steel material and improving the thermal economy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案のスキッドボタンの実施例を示す縦断面
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a skid button of the present invention.

【図2】実施例関係のスキッドボタンの形状および測温
位置説明図
FIG. 2 is an explanatory view of the shape and temperature measurement position of a skid button related to an embodiment.

【図3】スキッドボタンの表面の温度分布を示すグラフFIG. 3 is a graph showing the temperature distribution on the surface of the skid button.

【図4】従来のスキッドボタンを示す縦断面図FIG. 4 is a vertical sectional view showing a conventional skid button.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 スキッドボタン,11:上部層,12:中間層,
13:下部層,P:スキッドパイプ,R:耐火物被覆
層,S:被加熱鋼材。
10 skid buttons, 11: upper layer, 12: middle layer,
13: lower layer, P: skid pipe, R: refractory coating layer, S: heated steel material.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 頂面を被加熱鋼材支持面としてスキッド
パイプに取付けられるスキッドボタンにおいて、 頂面側の上部層と、スキッドパイプ側の下部層と、これ
らの層間の中間層とからなり、 上部層は、Cr含有量が60〜95%で、0.8%以下
のCおよび5%以下のSiの混在が許容され、残部は実
質的にFeである化学組成を有し、融点1600℃以
上、平均結晶粒径50μm以上であるCr−Fe合金の
マトリックスと、40容積%以下を占めるセラミック分
散相とからなる複合体中間層は、セラミック焼結体、 下部層は、耐熱合金鋼からなる三層積層体であることを
特徴とする加熱炉用スキッドボタン。
1. A skid button mounted on a skid pipe with the top surface serving as a support surface for steel to be heated, comprising an upper layer on the top surface, a lower layer on the skid pipe side, and an intermediate layer between these layers. The layer has a Cr content of 60 to 95%, a mixture of C of 0.8% or less and Si of 5% or less is allowed, and the balance has a chemical composition of substantially Fe, and a melting point of 1600 ° C. or more. The composite intermediate layer consisting of a matrix of Cr—Fe alloy having an average crystal grain size of 50 μm or more and a ceramic dispersed phase accounting for 40% by volume or less is a ceramic sintered body, and the lower layer is a heat-resistant alloy steel. A skid button for a heating furnace, which is a laminated body.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59194576U (en) * 1983-06-10 1984-12-24 三菱電機株式会社 power distributor device

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