JPH09257215A - 直管型バーナ - Google Patents
直管型バーナInfo
- Publication number
- JPH09257215A JPH09257215A JP9622396A JP9622396A JPH09257215A JP H09257215 A JPH09257215 A JP H09257215A JP 9622396 A JP9622396 A JP 9622396A JP 9622396 A JP9622396 A JP 9622396A JP H09257215 A JPH09257215 A JP H09257215A
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- Japan
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- alloy
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- metal oxide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性，耐酸化性，高温時形状保持性が優
れ、寿命を顕著に改善できる直管型バーナを提供する。 【解決手段】 Ｃｒ：１０〜４０重量％，Ａｌ：１０重
量％以下，Ｔｉ：５重量％以下，残部が実質的にＦｅか
らなる合金中に、高融点金属酸化物の微粉末を０．１〜
２％程分散含有させた酸化物分散強化型Ｆｅ基合金によ
りインナーチューブ１，アウターチューブ２，保炎筒３
等の火炎ガイド部材を成形した。
れ、寿命を顕著に改善できる直管型バーナを提供する。 【解決手段】 Ｃｒ：１０〜４０重量％，Ａｌ：１０重
量％以下，Ｔｉ：５重量％以下，残部が実質的にＦｅか
らなる合金中に、高融点金属酸化物の微粉末を０．１〜
２％程分散含有させた酸化物分散強化型Ｆｅ基合金によ
りインナーチューブ１，アウターチューブ２，保炎筒３
等の火炎ガイド部材を成形した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は工業用炉の熱源とし
て用いられる直管型バーナに関するものである。
て用いられる直管型バーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炉壁に取付けて使用されるラジアントチ
ューブ型バーナ，ハイスピードバーナ等の直管型バーナ
は、高温度の火炎をインナーチューブ，アウターチュー
ブ，保炎筒等の火炎ガイド部材により囲うように構成し
たものであるため、これらの火炎ガイド部材は１０００
℃以上の高温度になる。そのためにこれらの火炎ガイド
部材は従来から鉄・クロム系，ニッケル・クロム系等の
耐熱合金により成形されていたが、繰り返し高温度に加
熱され、しかも酸化性ガスに曝されるので、短期間で表
面が荒れてボロボロになり６ヶ月も使用すれば取替えを
要するという状況であった。そのためにメンテナンスに
多くの費用が掛かるという問題があった。
ューブ型バーナ，ハイスピードバーナ等の直管型バーナ
は、高温度の火炎をインナーチューブ，アウターチュー
ブ，保炎筒等の火炎ガイド部材により囲うように構成し
たものであるため、これらの火炎ガイド部材は１０００
℃以上の高温度になる。そのためにこれらの火炎ガイド
部材は従来から鉄・クロム系，ニッケル・クロム系等の
耐熱合金により成形されていたが、繰り返し高温度に加
熱され、しかも酸化性ガスに曝されるので、短期間で表
面が荒れてボロボロになり６ヶ月も使用すれば取替えを
要するという状況であった。そのためにメンテナンスに
多くの費用が掛かるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、耐熱
性，耐酸化性，高温時形状保持性が優れ、寿命を顕著に
改善できる直管型バーナを提供しようとするものであ
る。
性，耐酸化性，高温時形状保持性が優れ、寿命を顕著に
改善できる直管型バーナを提供しようとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の直管
型バーナは、Ｃｒ：１０〜４０重量％，Ａｌ：１０重量
％以下，Ｔｉ：５重量％以下，残部が実質的にＦｅから
なる合金中に、高融点金属酸化物の微粉末を０．１〜２
％程分散含有させた酸化物分散強化型Ｆｅ基合金により
インナーチューブ，アウターチューブ，保炎筒等の火炎
ガイド部材を成形したことを特徴とする。また本発明の
直管型バーナはＣｒ：１０〜４０重量％，Ａｌ：１０重
量％以下，Ｆｅ：５重量％以下，Ｔｉ：５重量％以下，
残部が実質的にＮｉからなる合金中に、高融点金属酸化
物の微粉末を０．１〜２％程分散含有させた酸化物分散
強化型Ｎｉ基合金によりインナーチューブ，アウターチ
ューブ，保炎筒等の火炎ガイド部材を成形したことを特
徴とする。さらにまた本発明は上記直管型バーナにおい
て、合金の結晶粒のアスペクト比の平均値が１０以上に
なるように結晶成長させたことを特徴とする。
型バーナは、Ｃｒ：１０〜４０重量％，Ａｌ：１０重量
％以下，Ｔｉ：５重量％以下，残部が実質的にＦｅから
なる合金中に、高融点金属酸化物の微粉末を０．１〜２
％程分散含有させた酸化物分散強化型Ｆｅ基合金により
インナーチューブ，アウターチューブ，保炎筒等の火炎
ガイド部材を成形したことを特徴とする。また本発明の
直管型バーナはＣｒ：１０〜４０重量％，Ａｌ：１０重
量％以下，Ｆｅ：５重量％以下，Ｔｉ：５重量％以下，
残部が実質的にＮｉからなる合金中に、高融点金属酸化
物の微粉末を０．１〜２％程分散含有させた酸化物分散
強化型Ｎｉ基合金によりインナーチューブ，アウターチ
ューブ，保炎筒等の火炎ガイド部材を成形したことを特
徴とする。さらにまた本発明は上記直管型バーナにおい
て、合金の結晶粒のアスペクト比の平均値が１０以上に
なるように結晶成長させたことを特徴とする。
【０００５】上記Ｃｒの含有量はこの下限に満たないと
所期の耐熱性が得られない。特に好ましいＣｒの含有量
は１５〜２５重量％である。また、Ａｌ，Ｔｉも耐熱性
に関係し、より好ましいＡｌの含有量は３〜７重量％で
ある。なお、Ａｌ：１０重量％を越える添加，Ｔｉ：５
重量％を越える添加は有害な介在物の増加をもたらすの
で好ましくない。さらにＮｉ基合金におけるＦｅは耐熱
性確保のために必要であるが５重量％を越えて含有させ
ると耐酸化性を低下させるので５重量％以下の添加が好
ましい。
所期の耐熱性が得られない。特に好ましいＣｒの含有量
は１５〜２５重量％である。また、Ａｌ，Ｔｉも耐熱性
に関係し、より好ましいＡｌの含有量は３〜７重量％で
ある。なお、Ａｌ：１０重量％を越える添加，Ｔｉ：５
重量％を越える添加は有害な介在物の増加をもたらすの
で好ましくない。さらにＮｉ基合金におけるＦｅは耐熱
性確保のために必要であるが５重量％を越えて含有させ
ると耐酸化性を低下させるので５重量％以下の添加が好
ましい。
【０００６】また、上記の高融点金属酸化物は、Ｙ2Ｏ3
（イットリア），ＺｒＯ2（ジルコニア）およびＡｌ2Ｏ
3（アルミナ）から選んだ１種または２種以上を使用す
るが、Ｙ2Ｏ3が最良の結果を与える。高融点金属酸化物
として最も好ましいのはＹ2Ｏ3であるが、比較的低温
（１２００℃くらいまで）で使用する場合には、Ｙ2Ｏ3
の一部または全部を、ＺｒＯ2やＡｌ2Ｏ3と置換でき
る。勿論、Ｙ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3の２種以上の併
用も可能である。この金属酸化物の含有量は０．１％以
上でないと合金を高温で安定化する効果が不足する。こ
の効果は含有量が１％くらいから鈍化し２％で飽和する
ので、この範囲内の適当な値を選択する。
（イットリア），ＺｒＯ2（ジルコニア）およびＡｌ2Ｏ
3（アルミナ）から選んだ１種または２種以上を使用す
るが、Ｙ2Ｏ3が最良の結果を与える。高融点金属酸化物
として最も好ましいのはＹ2Ｏ3であるが、比較的低温
（１２００℃くらいまで）で使用する場合には、Ｙ2Ｏ3
の一部または全部を、ＺｒＯ2やＡｌ2Ｏ3と置換でき
る。勿論、Ｙ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3の２種以上の併
用も可能である。この金属酸化物の含有量は０．１％以
上でないと合金を高温で安定化する効果が不足する。こ
の効果は含有量が１％くらいから鈍化し２％で飽和する
ので、この範囲内の適当な値を選択する。
【０００７】
【実施例】次に酸化物分散強化型Ｆｅ基合金を用いた実
施例を説明する。この実施例に示す酸化物分散強化型Ｆ
ｅ基合金の組成は表１に示すとおりである。その製造方
法は、メカニカルアロイイング法により、この合金とＹ
2Ｏ3の如き高融点金属酸化物の結晶粒子とを高運動エネ
ルギ型ボールミルに入れ微粉砕するとともに混合するこ
とにより緊密かつ均一な混合物を造り、その混合物を熱
間静水プレス（ＨＩＰ）した後、圧延，鍛造を行い、そ
の後１３００℃以上に加熱保持して熱処理することによ
り二次再結晶組織にする。また真空ホットプレス（ＶＨ
Ｐ）を行った後、圧延，鍛造等により塑性加工し、その
後１３００℃以上に加熱し二次再結晶組織にするように
してもよい。この熱処理は塑性加工により長粒状になっ
た結晶粒を異常成長（二次再結晶）させ、アスペクト比
（長軸方向に短軸方向との比）の高い二次再結晶組織を
得るためである。
施例を説明する。この実施例に示す酸化物分散強化型Ｆ
ｅ基合金の組成は表１に示すとおりである。その製造方
法は、メカニカルアロイイング法により、この合金とＹ
2Ｏ3の如き高融点金属酸化物の結晶粒子とを高運動エネ
ルギ型ボールミルに入れ微粉砕するとともに混合するこ
とにより緊密かつ均一な混合物を造り、その混合物を熱
間静水プレス（ＨＩＰ）した後、圧延，鍛造を行い、そ
の後１３００℃以上に加熱保持して熱処理することによ
り二次再結晶組織にする。また真空ホットプレス（ＶＨ
Ｐ）を行った後、圧延，鍛造等により塑性加工し、その
後１３００℃以上に加熱し二次再結晶組織にするように
してもよい。この熱処理は塑性加工により長粒状になっ
た結晶粒を異常成長（二次再結晶）させ、アスペクト比
（長軸方向に短軸方向との比）の高い二次再結晶組織を
得るためである。
【０００８】
【表１】
【０００９】こうして製造した押出し成形体について引
張クリープ試験を行った。その結果を図１および表２に
示す。これらはアスペクト比の平均値が１〜８０のもの
に関する破断寿命の試験結果である。
張クリープ試験を行った。その結果を図１および表２に
示す。これらはアスペクト比の平均値が１〜８０のもの
に関する破断寿命の試験結果である。
【００１０】
【表２】
【００１１】試験条件は、温度１３５０℃，圧力５ｋｇ
・／ｍｍ2 の条件でクリープラプチャー試験を実施し
た。その結果、アスペクト比の平均値が１０以上で破断
寿命が顕著に増大し、１０以下ではさほどの改善が得ら
れないことが判った。そして、アスペクト比が６０位で
最長破断寿命に到達し飽和することが判った。
・／ｍｍ2 の条件でクリープラプチャー試験を実施し
た。その結果、アスペクト比の平均値が１０以上で破断
寿命が顕著に増大し、１０以下ではさほどの改善が得ら
れないことが判った。そして、アスペクト比が６０位で
最長破断寿命に到達し飽和することが判った。
【００１２】図２にこの酸化物分散強化型Ｆｅ基合金に
よりインナーチューブ１，アウターチューブ２，保炎筒
３等の火炎ガイド部材を成形した本発明に係るシングル
エンド型のラジアントチューブバーナを示す。同図にお
いて、４はバーナノズル、５は該バーナノズル４および
インナーチューブ１，アウターチューブ２，保炎筒３の
基部を支持しているバーナボディである。このラジアン
トチューブバーナではバーナノズル４から吹出される火
炎が図中矢印で示したようにアウターチューブ２内を循
環し、燃焼ガスとなって排気口６より排出されるため
に、保炎筒３，アウターチューブ２、およびインナーチ
ューブ１の内面が１０００℃以上の高温度の酸化性ガス
に曝されることとなるが、これらの火炎ガイド部材を上
記酸化物分散強化型Ｆｅ基合金により成形したことによ
り、耐熱性，耐酸化性が著しく改善され、また高温時の
形状保持性がよく変形が少ないなどの好結果が得られ
た。
よりインナーチューブ１，アウターチューブ２，保炎筒
３等の火炎ガイド部材を成形した本発明に係るシングル
エンド型のラジアントチューブバーナを示す。同図にお
いて、４はバーナノズル、５は該バーナノズル４および
インナーチューブ１，アウターチューブ２，保炎筒３の
基部を支持しているバーナボディである。このラジアン
トチューブバーナではバーナノズル４から吹出される火
炎が図中矢印で示したようにアウターチューブ２内を循
環し、燃焼ガスとなって排気口６より排出されるため
に、保炎筒３，アウターチューブ２、およびインナーチ
ューブ１の内面が１０００℃以上の高温度の酸化性ガス
に曝されることとなるが、これらの火炎ガイド部材を上
記酸化物分散強化型Ｆｅ基合金により成形したことによ
り、耐熱性，耐酸化性が著しく改善され、また高温時の
形状保持性がよく変形が少ないなどの好結果が得られ
た。
【００１３】また、図３には主として雰囲気炉に使用す
るための本発明に係るハイスピードガスバーナを示し、
同図中、４はバーナボディ５に設けられたバーナノズ
ル、３は該バーナノズル４を囲うように設けられた保炎
筒であり、この場合、保炎筒３を上記酸化物分散強化型
Ｆｅ基合金により成形するものとする。
るための本発明に係るハイスピードガスバーナを示し、
同図中、４はバーナボディ５に設けられたバーナノズ
ル、３は該バーナノズル４を囲うように設けられた保炎
筒であり、この場合、保炎筒３を上記酸化物分散強化型
Ｆｅ基合金により成形するものとする。
【００１４】このように酸化物分散強化型Ｆｅ基合金を
用いた直管型バーナでは、火炎ガイド部材が１２００℃
以上の高温度の酸化性ガスに繰り返し曝されても酸化が
少なく形状保持性も従来より著しく優れているために寿
命が大幅に向上して３年以上の長期間の使用にも耐えら
れるようになった。
用いた直管型バーナでは、火炎ガイド部材が１２００℃
以上の高温度の酸化性ガスに繰り返し曝されても酸化が
少なく形状保持性も従来より著しく優れているために寿
命が大幅に向上して３年以上の長期間の使用にも耐えら
れるようになった。
【００１５】一方表３に酸化物分散強化型Ｎｉ基合金を
用いた場合の実施例の組成を示し、このＮｉ基合金によ
り同様の方法で成形したインナーチューブ等の火炎ガイ
ド部材についても上記Ｆｅ基合金の場合とほぼ同等の耐
熱性，耐酸化性，形状保持性が得られた。
用いた場合の実施例の組成を示し、このＮｉ基合金によ
り同様の方法で成形したインナーチューブ等の火炎ガイ
ド部材についても上記Ｆｅ基合金の場合とほぼ同等の耐
熱性，耐酸化性，形状保持性が得られた。
【００１６】
【表３】
【００１７】なお、本発明では上記Ｆｅ基合金の場合も
Ｎｉ基合金の場合も５重量％以下の割合でＣ，Ｗ，Ｍ
ｏ，Ｔａ，Ｂ，Ｚｒ，Ｎｉ等の金属が含まれていても支
障はない。
Ｎｉ基合金の場合も５重量％以下の割合でＣ，Ｗ，Ｍ
ｏ，Ｔａ，Ｂ，Ｚｒ，Ｎｉ等の金属が含まれていても支
障はない。
【００１８】
【発明の効果】このように本発明によれば、直管型バー
ナの寿命を大幅に向上させる有益な効果がある。
ナの寿命を大幅に向上させる有益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る酸化物分散強化型Ｆｅ基合金のア
スペクト比と破断寿命の関係を示す特性図。
スペクト比と破断寿命の関係を示す特性図。
【図２】本発明に係る直管型バーナの縦断面図。
【図３】本発明に係る直管型バーナの縦断面図。
１ インナーチューブ ２ アウターチューブ ３ 保炎筒
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃｒ：１０〜４０重量％，Ａｌ：１０重
量％以下，Ｔｉ：５重量％以下，残部が実質的にＦｅか
らなる合金中に、高融点金属酸化物の微粉末を０．１〜
２％程分散含有させた酸化物分散強化型Ｆｅ基合金によ
りインナーチューブ，アウターチューブ，保炎筒等の火
炎ガイド部材を成形したことを特徴とする直管型バー
ナ。 - 【請求項２】 Ｃｒ：１０〜４０重量％，Ａｌ：１０重
量％以下，Ｆｅ：５重量％以下，Ｔｉ：５重量％以下，
残部が実質的にＮｉからなる合金中に、高融点金属酸化
物の微粉末を０．１〜２％程分散含有させた酸化物分散
強化型Ｎｉ基合金によりインナーチューブ，アウターチ
ューブ，保炎筒等の火炎ガイド部材を成形したことを特
徴とする直管型バーナ。 - 【請求項３】 合金の結晶粒のアスペクト比の平均値が
１０以上になるように結晶成長させた請求項１または２
に記載の直管型バーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9622396A JPH09257215A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 直管型バーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9622396A JPH09257215A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 直管型バーナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09257215A true JPH09257215A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14159243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9622396A Pending JPH09257215A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 直管型バーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09257215A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2779806A1 (fr) * | 1998-06-15 | 1999-12-17 | Air Liquide | Bruleur a injecteur perfectionne et procede de fabrication de cet injecteur |
| JP2003097803A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Kanto Yakin Kogyo Co Ltd | シングルエンド型管状燃焼バーナー |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP9622396A patent/JPH09257215A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2779806A1 (fr) * | 1998-06-15 | 1999-12-17 | Air Liquide | Bruleur a injecteur perfectionne et procede de fabrication de cet injecteur |
| EP0965792A1 (fr) * | 1998-06-15 | 1999-12-22 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Brûleur à injecteur perfectionné et procédé de fabrication de cet injecteur |
| JP2003097803A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Kanto Yakin Kogyo Co Ltd | シングルエンド型管状燃焼バーナー |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050413 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050426 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050906 |