JPH08199221A - 金属精錬炉用ランス - Google Patents
金属精錬炉用ランスInfo
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- JPH08199221A JPH08199221A JP798195A JP798195A JPH08199221A JP H08199221 A JPH08199221 A JP H08199221A JP 798195 A JP798195 A JP 798195A JP 798195 A JP798195 A JP 798195A JP H08199221 A JPH08199221 A JP H08199221A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ランス表面への溶融金属の付着を防止するこ
とができ、長期間にわたり安定して使用することができ
る長寿命の金属精錬炉用ランスを提供する。 【構成】 Ｃｏ基合金又はＮｉ基合金からなる金属成分
とＴｉＮからなるセラミック成分とを含むサ―メット被
膜が金属母材の上に溶射により被覆形成されている。
とができ、長期間にわたり安定して使用することができ
る長寿命の金属精錬炉用ランスを提供する。 【構成】 Ｃｏ基合金又はＮｉ基合金からなる金属成分
とＴｉＮからなるセラミック成分とを含むサ―メット被
膜が金属母材の上に溶射により被覆形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、転炉などの金属精錬
炉に使用される上吹き酸素ランス及び測温・サンプリン
グランスに関する。
炉に使用される上吹き酸素ランス及び測温・サンプリン
グランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】金属精錬過程においてランスは純酸素ガ
スの上吹き、あるいは測温及びサンプリング等に用いら
れている。ランスは炉内の湯面近傍で使用され、かつ昇
降機能を有するため、次の諸機能が要求される。
スの上吹き、あるいは測温及びサンプリング等に用いら
れている。ランスは炉内の湯面近傍で使用され、かつ昇
降機能を有するため、次の諸機能が要求される。
【０００３】（イ）耐熱性を有すること、（ロ）溶融金
属が付着しにくいこと、上記（イ）は高温環境下におい
てはランスがもつべき基本的な機能であり、上記（ロ）
はランス表面に溶融金属が付着凝固するとランスが昇降
不能に陥るので連続操業においては重要な機能である。
このため、さらに上記（ロ）の機能をランスに付加する
ための方策としてランス表面にコ―ティングを施す場
合、コ―ティング層には以下の性能が要求される。
属が付着しにくいこと、上記（イ）は高温環境下におい
てはランスがもつべき基本的な機能であり、上記（ロ）
はランス表面に溶融金属が付着凝固するとランスが昇降
不能に陥るので連続操業においては重要な機能である。
このため、さらに上記（ロ）の機能をランスに付加する
ための方策としてランス表面にコ―ティングを施す場
合、コ―ティング層には以下の性能が要求される。
【０００４】（ハ）溶融金属との接触において容易に摩
耗せず、かつ溶融金属が付着しにくいこと、（ニ）耐
熱、耐酸化性を有すること、（ホ）耐熱衝撃性を有する
こと、（ヘ）粉塵を含む高温ガスによるエロ―ジョンに
耐久性を有すること、これら（ハ）乃至（ヘ）の諸要求
性能をランスに付加するため従来から種々の提案がなさ
れている。
耗せず、かつ溶融金属が付着しにくいこと、（ニ）耐
熱、耐酸化性を有すること、（ホ）耐熱衝撃性を有する
こと、（ヘ）粉塵を含む高温ガスによるエロ―ジョンに
耐久性を有すること、これら（ハ）乃至（ヘ）の諸要求
性能をランスに付加するため従来から種々の提案がなさ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】例えば、実開平０３−
１２０５４１号公報には外筒の表面に平滑なクロムめっ
きを施したすランスが記載されている。しかし、このラ
ンスにおいてはクロムめっき層が基材との熱膨張率差に
より剥離しやすい。
１２０５４１号公報には外筒の表面に平滑なクロムめっ
きを施したすランスが記載されている。しかし、このラ
ンスにおいてはクロムめっき層が基材との熱膨張率差に
より剥離しやすい。
【０００６】特開昭６１−２９５３１３号公報にはＴｉ
Ｎ、ＴｉＣ、もしくは（ＴｉＮ、Ｃ）で被覆されたラン
スが記載されている。しかし、このランスにおいてはＴ
ｉＮ等の被膜が数μｍと薄膜であるため、エロ―ジョン
によって短期間で損耗し、短寿命である。
Ｎ、ＴｉＣ、もしくは（ＴｉＮ、Ｃ）で被覆されたラン
スが記載されている。しかし、このランスにおいてはＴ
ｉＮ等の被膜が数μｍと薄膜であるため、エロ―ジョン
によって短期間で損耗し、短寿命である。
【０００７】特開平４−１２４２１３号公報には内外面
の少なくとも一方にセラミックス系繊維からなる断熱層
を設けたランスが記載されている。しかし、このランス
を繰し返し使用すると、外表面に多量の溶融金属が付着
し、昇降動作ができなくなるという不都合がある。
の少なくとも一方にセラミックス系繊維からなる断熱層
を設けたランスが記載されている。しかし、このランス
を繰し返し使用すると、外表面に多量の溶融金属が付着
し、昇降動作ができなくなるという不都合がある。
【０００８】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたものであり、ランス表面への溶融金属の付
着を防止することができ、母材境界部に剥離を生じない
長期間にわたり安定して使用することができる長寿命の
金属精錬炉用ランスを提供することを目的とする。
めになされたものであり、ランス表面への溶融金属の付
着を防止することができ、母材境界部に剥離を生じない
長期間にわたり安定して使用することができる長寿命の
金属精錬炉用ランスを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究を進めた結果、ランス外面の
溶融金属に対する濡れ性と表面粗度とが重要な因子であ
るという知見を得た。これら２つの因子に着目して発明
者らは種々のセラミックスコ―ティングにつき検討を重
ねたところ、セラミックス単独のコ―ティング層では基
本的な耐熱特性は満たすものの、溶鋼の付着を十分に防
止できないことが判明した。
を達成するために鋭意研究を進めた結果、ランス外面の
溶融金属に対する濡れ性と表面粗度とが重要な因子であ
るという知見を得た。これら２つの因子に着目して発明
者らは種々のセラミックスコ―ティングにつき検討を重
ねたところ、セラミックス単独のコ―ティング層では基
本的な耐熱特性は満たすものの、溶鋼の付着を十分に防
止できないことが判明した。
【００１０】以上の知見に基づきさらに研究を進めた結
果、コ―ティング材の熱伝導率を高くし、溶融金属付着
時のランス表面への入熱をすみやかに分散させることが
有効であることが判明した。
果、コ―ティング材の熱伝導率を高くし、溶融金属付着
時のランス表面への入熱をすみやかに分散させることが
有効であることが判明した。
【００１１】本発明に係る金属精錬炉用ランスは、溶湯
に酸素ガスを上吹きし、又は溶湯温度を測定し、又は溶
湯をサンプリングするための金属精錬炉用ランスであっ
て、Ｃｏ基合金又はＮｉ基合金からなる金属成分とＴｉ
Ｎからなるセラミック成分とを含むサ―メット被膜が金
属母材の上に溶射により被覆形成されていることを特徴
とする。
に酸素ガスを上吹きし、又は溶湯温度を測定し、又は溶
湯をサンプリングするための金属精錬炉用ランスであっ
て、Ｃｏ基合金又はＮｉ基合金からなる金属成分とＴｉ
Ｎからなるセラミック成分とを含むサ―メット被膜が金
属母材の上に溶射により被覆形成されていることを特徴
とする。
【００１２】なお、溶射被膜は、表面が面積比で２０％
未満の金属成分とＴｉＮの分散組織からなることが好ま
しい。また、溶射被膜の金属成分は、５重量％以上５０
重量％以下のＣｒ及び１５重量％以下のＡｌを含むＮｉ
基又はＣｏ基の合金からなることが好ましい。
未満の金属成分とＴｉＮの分散組織からなることが好ま
しい。また、溶射被膜の金属成分は、５重量％以上５０
重量％以下のＣｒ及び１５重量％以下のＡｌを含むＮｉ
基又はＣｏ基の合金からなることが好ましい。
【００１３】さらに、溶射被膜は、ランス基材境界部を
１００％金属成分とし、漸進的または段階的に表面に近
づくにつれてＴｉＮ成分が増加していく構造をもち、表
面サ―メットのＴｉＮを８０体積％以上含有する部分の
膜厚が１００μｍ以上であることが好ましい。
１００％金属成分とし、漸進的または段階的に表面に近
づくにつれてＴｉＮ成分が増加していく構造をもち、表
面サ―メットのＴｉＮを８０体積％以上含有する部分の
膜厚が１００μｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
【作用】一般にセラミックスは金属に比べて溶融金属に
よって濡らされにくいので、溶鋼付着量が少ない。ま
た、セラミックスは付着した溶融金属との間で容易に化
学反応を生じない。このような特性をもつため、セラミ
ック耐火物は金属精錬炉の容器に広く用いられている。
反面、セラミックスは高強度の構造部材としては信頼性
が低く、コスト面からも未だ用いられることが少ない。
こうした欠点を補うために使用されているものとして
は、ライニング、コ―ティングを含むセラミックス−金
属複合材料があげられる。しかし、ランスのように厳し
い熱サイクルが繰り返される使用条件下で用いられるも
のにおいては、基材金属との熱膨張差を緩和するため
に、多孔質化したセラミックスコ―ティング層を形成す
ることが一般的である。
よって濡らされにくいので、溶鋼付着量が少ない。ま
た、セラミックスは付着した溶融金属との間で容易に化
学反応を生じない。このような特性をもつため、セラミ
ック耐火物は金属精錬炉の容器に広く用いられている。
反面、セラミックスは高強度の構造部材としては信頼性
が低く、コスト面からも未だ用いられることが少ない。
こうした欠点を補うために使用されているものとして
は、ライニング、コ―ティングを含むセラミックス−金
属複合材料があげられる。しかし、ランスのように厳し
い熱サイクルが繰り返される使用条件下で用いられるも
のにおいては、基材金属との熱膨張差を緩和するため
に、多孔質化したセラミックスコ―ティング層を形成す
ることが一般的である。
【００１５】本発明者らは、当初、８体積％のＹ2 Ｃ3
−ＺｒＯ2 系セラミックスをプラズマ溶射法にて約３０
０μｍ厚さになるまでコ―ティングしたランスを製作
し、これを実操業に用いて性能評価してみたが、操業条
件によっては溶融金属の付着が顕著になることが判明し
た。さらに研究を進めた結果、溶融金属付着対策として
は、溶射被膜の熱伝導率を向上させて、ランスの表面温
度を低下させることが有効であるとの知見を得るに至っ
た。
−ＺｒＯ2 系セラミックスをプラズマ溶射法にて約３０
０μｍ厚さになるまでコ―ティングしたランスを製作
し、これを実操業に用いて性能評価してみたが、操業条
件によっては溶融金属の付着が顕著になることが判明し
た。さらに研究を進めた結果、溶融金属付着対策として
は、溶射被膜の熱伝導率を向上させて、ランスの表面温
度を低下させることが有効であるとの知見を得るに至っ
た。
【００１６】そこで、溶射被膜の熱伝導率を向上させる
ため、ランス表面を種々の割合でサーメット化したサン
プルをつくり、これらに対する溶鋼の付着状態につき調
べた。その結果、Ｃｏ基合金又はＮｉ基合金からなる金
属成分に対して見掛け上の表面面積比率で８０％体積以
上のＴｉＮを含むサーメットが耐溶鋼付着特性の点では
最適であることが判明した。
ため、ランス表面を種々の割合でサーメット化したサン
プルをつくり、これらに対する溶鋼の付着状態につき調
べた。その結果、Ｃｏ基合金又はＮｉ基合金からなる金
属成分に対して見掛け上の表面面積比率で８０％体積以
上のＴｉＮを含むサーメットが耐溶鋼付着特性の点では
最適であることが判明した。
【００１７】しかし、この成分系のサ―メット被膜は繰
り返しの熱サイクルにより母材との境界部に剥離が発生
することが確認された。このため、母材境界部を１００
％合金成分とし、表面に近くなるにしたがって漸進的も
しくは段階的にＴｉＮ成分を増加させてゆくと、剥離を
生じなくなることが判明した。
り返しの熱サイクルにより母材との境界部に剥離が発生
することが確認された。このため、母材境界部を１００
％合金成分とし、表面に近くなるにしたがって漸進的も
しくは段階的にＴｉＮ成分を増加させてゆくと、剥離を
生じなくなることが判明した。
【００１８】次に、サ―メットの金属部分をなすＣｏ基
又はＮｉ基合金成分中のＣｒ含有量を５〜５０重量％と
した理由について説明する。Ｃｒ含有量の下限値を５重
量％としたのは、５重量％未満の含有量では被膜の耐酸
化性が著しく劣化し、溶融金属によって濡らされ易くな
るからである。
又はＮｉ基合金成分中のＣｒ含有量を５〜５０重量％と
した理由について説明する。Ｃｒ含有量の下限値を５重
量％としたのは、５重量％未満の含有量では被膜の耐酸
化性が著しく劣化し、溶融金属によって濡らされ易くな
るからである。
【００１９】一方、Ｃｒ含有量の上限値を５０重量％と
したのは、５０重量％を超える含有量では被膜の耐熱衝
撃性が大幅に低下するからである。少量のＡｌを合金中
に加えることは耐酸化性の面からは望ましい。しかし、
Ａｌ含有量が１５重量％を超えると、粒界へＡｌの酸化
物が集中して脆化するとともに、被膜の熱伝導率が低下
してしまう。このため、Ａｌ含有量の上限値を１５重量
％とした。
したのは、５０重量％を超える含有量では被膜の耐熱衝
撃性が大幅に低下するからである。少量のＡｌを合金中
に加えることは耐酸化性の面からは望ましい。しかし、
Ａｌ含有量が１５重量％を超えると、粒界へＡｌの酸化
物が集中して脆化するとともに、被膜の熱伝導率が低下
してしまう。このため、Ａｌ含有量の上限値を１５重量
％とした。
【００２０】さらに、いずれの成分系においてもランス
表面をＲａ１．５μｍ以下の面粗度とすることが望まし
い。Ｒａ１．５μｍ以下の表面に対しては溶鋼が付着し
にくくなるからである。
表面をＲａ１．５μｍ以下の面粗度とすることが望まし
い。Ｒａ１．５μｍ以下の表面に対しては溶鋼が付着し
にくくなるからである。
【００２１】さらに、ＴｉＮを８０体積％以上含む層の
厚さを１００μｍ以上とした理由は、ＴｉＮリッチ層の
厚みが１００μｍ未満になるとエロ―ジョンにより被膜
が急速に損耗してしまい十分な効果を上げられないから
である。
厚さを１００μｍ以上とした理由は、ＴｉＮリッチ層の
厚みが１００μｍ未満になるとエロ―ジョンにより被膜
が急速に損耗してしまい十分な効果を上げられないから
である。
【００２２】
【実施例】以下、添付の図面を参照しながら本発明の実
施例について説明する。図１に示すように、酸素上吹き
転炉１内に溶鋼２が収容され、ランス３から溶鋼２に向
けて純酸素ガスを吹き付けつつ溶鋼２が吹錬されるよう
になっている。ランス３は巻上機を有する上部昇降装置
（図示せず）によって昇降可能に支持されている。ま
た、サンプリング用及び温度測定用としてサブランス４
がランス３とは別の昇降装置（図示せず）によって昇降
可能に支持され、転炉１内に出し入れされ得るようにな
っている。
施例について説明する。図１に示すように、酸素上吹き
転炉１内に溶鋼２が収容され、ランス３から溶鋼２に向
けて純酸素ガスを吹き付けつつ溶鋼２が吹錬されるよう
になっている。ランス３は巻上機を有する上部昇降装置
（図示せず）によって昇降可能に支持されている。ま
た、サンプリング用及び温度測定用としてサブランス４
がランス３とは別の昇降装置（図示せず）によって昇降
可能に支持され、転炉１内に出し入れされ得るようにな
っている。
【００２３】次に、ランス３の詳細について説明する。
ランス３は鋼管を外筒とし内部に冷却水通路を有する水
冷３重管構造であり、外筒の外表面がサーメットで被覆
されている。図２に示すように、サーメットコーティン
グはメタルリッチ層６とセラミックスリッチ層７とで構
成されている。メタルリッチ層６は鋼管母材５を覆い、
さらにセラミックスリッチ層７がメタルリッチ層６を覆
っている。
ランス３は鋼管を外筒とし内部に冷却水通路を有する水
冷３重管構造であり、外筒の外表面がサーメットで被覆
されている。図２に示すように、サーメットコーティン
グはメタルリッチ層６とセラミックスリッチ層７とで構
成されている。メタルリッチ層６は鋼管母材５を覆い、
さらにセラミックスリッチ層７がメタルリッチ層６を覆
っている。
【００２４】表１は、表面のセラミックス体積含有率を
種々変えて各種のセラミックスを母材表面に溶射してコ
ーティング層を形成し、それぞれにつき溶鋼付着試験し
た結果を示したものである。母材鋼管としてＳＴＰＧ４
００Ａｓｃｈ４０を用い、溶射材料のセラミックス成分
としてＹ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3，
ＴｉＮの４種類を用い、溶射材料の金属成分としてＣｒ
含有量５〜５０重量％のＮｉ基合金又はＣｏ基合金を用
いた。溶射コーティング層の表面におけるセラミックス
の見掛け上の面積比率をそれぞれ０％，２０％，４０
％，６０％，８０％，１００％とした。また、いずれの
場合も溶射表面粗さＲａを１．０μｍとした。 ランス
表面の溶鋼付着がランスの円周方向全周にわたるもので
なく、かつ、付着機構が付着物とランスの鋼管との合金
化による“溶着”でないこと、即ち、酸素パイプによる
付着物の切断が必要でないことを合否の判定基準とし
た。
種々変えて各種のセラミックスを母材表面に溶射してコ
ーティング層を形成し、それぞれにつき溶鋼付着試験し
た結果を示したものである。母材鋼管としてＳＴＰＧ４
００Ａｓｃｈ４０を用い、溶射材料のセラミックス成分
としてＹ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3，
ＴｉＮの４種類を用い、溶射材料の金属成分としてＣｒ
含有量５〜５０重量％のＮｉ基合金又はＣｏ基合金を用
いた。溶射コーティング層の表面におけるセラミックス
の見掛け上の面積比率をそれぞれ０％，２０％，４０
％，６０％，８０％，１００％とした。また、いずれの
場合も溶射表面粗さＲａを１．０μｍとした。 ランス
表面の溶鋼付着がランスの円周方向全周にわたるもので
なく、かつ、付着機構が付着物とランスの鋼管との合金
化による“溶着”でないこと、即ち、酸素パイプによる
付着物の切断が必要でないことを合否の判定基準とし
た。
【００２５】表１に各種の溶射材料につき溶鋼付着試験
した結果を示した。表中にて丸印は合格を表わし、バツ
印は不合格を表わす。この表１から明らかなように、Ｙ
2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 及びＣｒ2 Ｏ3 の三者は
いずれも溶鋼付着量が多くなるので不合格であったが、
ＴｉＮを含むサ―メットは溶鋼付着量が漸次減少する傾
向にあり、表面面積比で８０体積％以上のＴｉＮを含む
サ―メットが最も優れていることが判明した。
した結果を示した。表中にて丸印は合格を表わし、バツ
印は不合格を表わす。この表１から明らかなように、Ｙ
2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 及びＣｒ2 Ｏ3 の三者は
いずれも溶鋼付着量が多くなるので不合格であったが、
ＴｉＮを含むサ―メットは溶鋼付着量が漸次減少する傾
向にあり、表面面積比で８０体積％以上のＴｉＮを含む
サ―メットが最も優れていることが判明した。
【００２６】しかしながら、このＴｉＮ含有サ―メット
被膜は繰り返しの熱サイクルによって母材との境界部に
剥離が生じることが確認された。このため、母材境界部
を１００％合金成分とし、表面に近づくにつれて漸進的
もしくは段階的にＴｉＮ成分を増やしメタル成分を減ら
してゆくサ―メット被膜を形成することとした。このよ
うなＴｉＮ含有サ―メット被膜は、溶鋼の表面付着が少
なくなるばかりでなく、母材との境界部における剥離が
実質的にみられなくなる。
被膜は繰り返しの熱サイクルによって母材との境界部に
剥離が生じることが確認された。このため、母材境界部
を１００％合金成分とし、表面に近づくにつれて漸進的
もしくは段階的にＴｉＮ成分を増やしメタル成分を減ら
してゆくサ―メット被膜を形成することとした。このよ
うなＴｉＮ含有サ―メット被膜は、溶鋼の表面付着が少
なくなるばかりでなく、母材との境界部における剥離が
実質的にみられなくなる。
【００２７】次に、サ―メットに含有させるメタル成分
について説明する。メタル成分には鉄との親和性及び耐
熱性を考慮してＣｏ基合金又はＮｉ基合金を採用する。
これらの合金中には５〜５０重量％のＣｒを含ませるこ
とが必要である。Ｃｒ含有量が５重量％未満になると被
膜の耐酸化性が著しく劣化して溶融金属により濡らされ
やすくなるからであり、Ｃｒ含有量が５０重量％を超え
ると被膜の耐熱衝撃性が低下するからである。
について説明する。メタル成分には鉄との親和性及び耐
熱性を考慮してＣｏ基合金又はＮｉ基合金を採用する。
これらの合金中には５〜５０重量％のＣｒを含ませるこ
とが必要である。Ｃｒ含有量が５重量％未満になると被
膜の耐酸化性が著しく劣化して溶融金属により濡らされ
やすくなるからであり、Ｃｒ含有量が５０重量％を超え
ると被膜の耐熱衝撃性が低下するからである。
【００２８】また、任意の添加元素としてＡｌを１５重
量％まで含有させることができる。少量のＡｌを合金中
に加えることは耐酸化性の面から望ましいが、その添加
量が１５重量％を超えると、粒界へＡｌの酸化物が集中
して脆化し、さらに被膜の熱伝導率が低下してしまう。
量％まで含有させることができる。少量のＡｌを合金中
に加えることは耐酸化性の面から望ましいが、その添加
量が１５重量％を超えると、粒界へＡｌの酸化物が集中
して脆化し、さらに被膜の熱伝導率が低下してしまう。
【００２９】次に、表２を参照しながら溶鋼付着に対す
る表面粗度の影響について説明する。被膜厚さを１００
μｍとし、被膜表面におけるＴｉＮ含有量をそれぞれ８
０％，９０％，１００％とした条件下で、表面粗度Ｒａ
を０．１μｍ，０．５μｍ，１．０μｍ，１．５μｍ，
２．０μｍと変えた場合について溶鋼付着に対する表面
粗度の影響を調べた。ランス表面の溶鋼付着がランスの
円周方向全周にわたるものでなく、かつ、付着機構が付
着物とランスの鋼管との合金化による“溶着”でないこ
と、即ち、酸素パイプによる付着物の切断が必要でない
ことを合否の判定基準とした。
る表面粗度の影響について説明する。被膜厚さを１００
μｍとし、被膜表面におけるＴｉＮ含有量をそれぞれ８
０％，９０％，１００％とした条件下で、表面粗度Ｒａ
を０．１μｍ，０．５μｍ，１．０μｍ，１．５μｍ，
２．０μｍと変えた場合について溶鋼付着に対する表面
粗度の影響を調べた。ランス表面の溶鋼付着がランスの
円周方向全周にわたるものでなく、かつ、付着機構が付
着物とランスの鋼管との合金化による“溶着”でないこ
と、即ち、酸素パイプによる付着物の切断が必要でない
ことを合否の判定基準とした。
【００３０】表中にて丸印は合格を表わし、バツ印は不
合格を表わす。この表２から明らかなように、表面粗度
Ｒａ２．０μｍでは溶鋼付着量が過剰になり不合格であ
ったが、Ｒａ１．５μｍ以下の場合は溶鋼付着量が少な
く合格の判定であった。これからいずれの成分において
もＲａ１．５μｍより小さい面粗度とすることが望まし
いことが明らかである。
合格を表わす。この表２から明らかなように、表面粗度
Ｒａ２．０μｍでは溶鋼付着量が過剰になり不合格であ
ったが、Ｒａ１．５μｍ以下の場合は溶鋼付着量が少な
く合格の判定であった。これからいずれの成分において
もＲａ１．５μｍより小さい面粗度とすることが望まし
いことが明らかである。
【００３１】次に、表３を参照しながら溶射被膜の厚さ
及び成分がランス寿命に及ぼす影響について説明する。
ＴｉＮ含有量が５０％，６０％，７０％，８０％，９０
％，１００％の溶射被膜について被膜厚さを１０μｍ，
３０μｍ，５０μｍ，１００μｍ，３００μｍ，５００
μｍとそれぞれ変えてランス寿命を測定した。ランス寿
命はチャージ数をカウントすることにより評価した。ち
なみに、被膜無しのランス寿命は１００〜１２０チャー
ジである。これに対して、多少のばらつきはみられるが
ＴｉＮ表面面積比が８０体積％以上であり、かつ被膜が
１００μｍ以上の溶射被膜については明らかに耐溶鋼付
着防止効果寿命が向上している。また、ＴｉＮを８０体
積％以上含む層の厚さについては、１００μｍ未満の場
合、エロ―ジョンにより被膜が急速に摩耗し十分な効果
を上げられないことから１００μｍ以上とする必要があ
る。なお、上記実施例では酸素上吹用ランスの場合につ
いて説明したが、本発明はこれのみに限られずサブラン
スの外表面に用いることもできる。
及び成分がランス寿命に及ぼす影響について説明する。
ＴｉＮ含有量が５０％，６０％，７０％，８０％，９０
％，１００％の溶射被膜について被膜厚さを１０μｍ，
３０μｍ，５０μｍ，１００μｍ，３００μｍ，５００
μｍとそれぞれ変えてランス寿命を測定した。ランス寿
命はチャージ数をカウントすることにより評価した。ち
なみに、被膜無しのランス寿命は１００〜１２０チャー
ジである。これに対して、多少のばらつきはみられるが
ＴｉＮ表面面積比が８０体積％以上であり、かつ被膜が
１００μｍ以上の溶射被膜については明らかに耐溶鋼付
着防止効果寿命が向上している。また、ＴｉＮを８０体
積％以上含む層の厚さについては、１００μｍ未満の場
合、エロ―ジョンにより被膜が急速に摩耗し十分な効果
を上げられないことから１００μｍ以上とする必要があ
る。なお、上記実施例では酸素上吹用ランスの場合につ
いて説明したが、本発明はこれのみに限られずサブラン
スの外表面に用いることもできる。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、金属精錬用ランス外筒
に上記漸進的ＴｉＮ溶射被膜を形成することにより、長
期間にわたりランス外筒に溶融金属が付着しなくなり、
かつ被膜母材境界部において剥離を生じなくなる。これ
によってランスの寿命を飛躍的に増大させることがで
き、安定な連続操業が可能になる。
に上記漸進的ＴｉＮ溶射被膜を形成することにより、長
期間にわたりランス外筒に溶融金属が付着しなくなり、
かつ被膜母材境界部において剥離を生じなくなる。これ
によってランスの寿命を飛躍的に増大させることがで
き、安定な連続操業が可能になる。
【図１】金属精錬装置（転炉）の全体概要を示す内部透
視図。
視図。
【図２】本発明の実施例に係る金属精錬炉用ランスの部
分断面図である。
分断面図である。
１…転炉 ２…溶融金属（溶鋼） ３…酸素上吹きランス ４…サブランス（測温、サンプリングランス） ５…母材（水管）鋼管 ６…メタルリッチ層 ７…セラミックスリッチ層
Claims (4)
- 【請求項１】 溶湯に酸素ガスを上吹きし、又は溶湯温
度を測定し、又は溶湯をサンプリングするための金属精
錬炉用ランスにおいて、 Ｃｏ基合金又はＮｉ基合金からなる金属成分とＴｉＮか
らなるセラミック成分とを含むサ―メット被膜が金属母
材の上に溶射により被覆形成されていることを特徴とす
る金属精錬炉用ランス。 - 【請求項２】 溶射被膜は、表面が面積比で２０％未満
の金属成分とＴｉＮの分散組織からなることを特徴とす
る請求項１記載の金属精錬炉用ランス。 - 【請求項３】 溶射被膜の金属成分は、５重量％以上５
０重量％以下のＣｒ及び１５重量％以下のＡｌを含むＮ
ｉ基又はＣｏ基の合金からなることを特徴とする請求項
１記載の金属精錬炉用ランス。 - 【請求項４】 溶射被膜は、ランス基材境界部を１００
％金属成分とし、漸進的または段階的に表面に近づくに
つれてＴｉＮ成分が増加していく構造をもち、表面サ―
メットのＴｉＮを８０体積％以上含有する部分の膜厚が
１００μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の
金属精錬炉用ランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00798195A JP3771292B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 金属精錬炉用ランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00798195A JP3771292B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 金属精錬炉用ランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08199221A true JPH08199221A (ja) | 1996-08-06 |
| JP3771292B2 JP3771292B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=11680625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00798195A Expired - Fee Related JP3771292B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 金属精錬炉用ランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3771292B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003105520A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Tocalo Co Ltd | 冶金用ランスチップおよびその製造方法 |
| FR2882764A1 (fr) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | Air Liquide | Procede de revetement d'un equipement ou element de canalisaion vehiculant de l'oxygene gazeux |
| KR101159974B1 (ko) * | 2010-04-29 | 2012-06-26 | 현대제철 주식회사 | 산소랜스의 지금 부착 방지장치 |
| WO2019188352A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 日本製鉄株式会社 | 上吹きランス及び上吹きランスの被覆方法 |
-
1995
- 1995-01-23 JP JP00798195A patent/JP3771292B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2003105520A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Tocalo Co Ltd | 冶金用ランスチップおよびその製造方法 |
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| WO2006092516A1 (fr) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede de revetement d'un equipement ou element de canalisation vehiculant de l'oxygene gazeux |
| JP2008531852A (ja) * | 2005-03-03 | 2008-08-14 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 気体酸素を輸送するのに用いられるパイプ部品またはデバイスを被覆する方法 |
| JP4838269B2 (ja) * | 2005-03-03 | 2011-12-14 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 気体酸素を輸送するのに用いられるパイプ部品またはデバイスを被覆する方法 |
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| WO2019188352A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 日本製鉄株式会社 | 上吹きランス及び上吹きランスの被覆方法 |
| JPWO2019188352A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2020-12-17 | 日本製鉄株式会社 | 上吹きランス及び上吹きランスの被覆方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3771292B2 (ja) | 2006-04-26 |
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