JPS59129314A - 燃焼器用ノズルの製造方法 - 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】 本発明は燃焼器用ノズルの製造方法に関する。

例えば炭化水素を部分酸化させて水素を製造スルガス化
プラントのコンパスタ−（燃焼器）のノーズ部分は、８
００　”Ｃ程度までの篩温にさらさ扛て、かつガスやダ
ストによる摩耗、あるいは燃料中の不純物による腐食が
発生するため、先端部を耐熱合金などによって祖覆して
用いている。第１図にとのノーズ部の形状を示す。図中
１は母材で、２が被積層、５は原料炭化水素供給用のノ
ズルガン、４は該原料を部分酸化させるための０２供給
用間隙、５はノーズ本体の水冷機構である。この被覆層
２は、従来、以下のような方法により創造されていた。

１）溶接法 例えば、ハステロイＸのようなＮｉ基耐食合金やステラ
イトのようなＣｏ基耐食合金を溶接により多層肉盛した
後、切削加工を施す。

１１）　　セラミックス溶射法 ノーズ先端部に耐熱セラミックスを溶射被扱する。

ｌ１１）被榎を行わない方法 母材の１岐性を向上させ、被援材を用いずに単一層とす
る。

しかし、上記のような方法で得ら１しる従来のノーズは
、各々以下のような欠点を有している。

１）溶接法の場合 ■　浴接中に浴着金属内に母材の成分が溶は込んで、浴
着金属の成分が変化し、本来有している高温での機械的
性質、耐食性が接なわｆるため、高温腐食、疲労による
クラツクの発生を起こし易い。

■　被覆材は、ｌｉ　ｉ基、Ｃｏ基合金であるため、母
材（Ｃｒ−Ｍｏ　　鋼など低合金鋼）と比べると熱伝導
率が小さい。従って、冷却効果及び熱疲労の点から被覆
層の肉厚は薄い方がよいが、溶接肉盛による方法では希
釈層（母材と溶着金属との相互拡散層）の厚さが厚くな
ってしまうため、被覆層を薄くすることができない。

■　溶接による場合、母材への溶は込みが太き（、被覆
層と母材の間の組織的境界が不明確であるため、腐食、
疲労、熱衝撃等の原因で被接層表面に割れが発生すると
、割ｆ１．は被覆層内でとどまらず、母材へ進展し、貫
通し易い。

１１）セラミックス浴射法の場合 七うミックスは、母材と熱膨張率が大きく異なり、また
熱衝撃に対し弱いため、短時間のうちに亀裂か発生し、
剥離脱落してし壕う。

１１１）被覆を行わない方法の場合 母材となる低合金鋼は、Ｎ１基、Ｃｏ基耐熱合金に比べ
て高温での硬度が低いため、燃料ガスやダストなどによ
り容易に摩耗減肉を起こす。

前記したように、燃焼器のノーズ部分は、燃料の供給状
態の変化や、そｎに伴なう炎の形状変花、によって生じ
る温度変動の影響を受は易（、また燃料中に含まｎるダ
ストや燃料ガスそのものによる摩耗や腐食が発生しやす
い。さらに、当該部材はプラントの中に組込まれた部材
であるため、定期的な検査・修理時期の途中で、トラブ
ルが発生するとプラントの稼動が中断さｎ１生産量の低
下を招くことから、一定期間（例えば６ケ月）の耐用寿
命が保証されなけ扛ばならない。このような点から、燃
焼器のノーズが具備すべき性質と匂では、 （１）熱疲労、熱衝撃に強いこと （２）高温における耐酸化性が良好であること（３）　
　高温における耐摩耗性・耐食性が良好であること （４）　　製品の性能が安定していること等があげらｒ
しるが、前記した従来σ）ノーズ部の被〜法等では前記
したようにこ扛らの性質を具備させることができなかっ
た。

本発明は、このような従来法の欠点を排除し、上記の（
１）〜（４）を具備させることのできる方法を提供ずべ
くなさｆしたもので、ｍ　ａ　）＠の形成に鋳包み鋳造
技術を採用し、母材（すなわち本体）を金型容器として
こ扛に被接材を鋳造溶着させた後、所定の形状にまで切
削加工することによって燃焼器用ノーズを製造する方法
に関するものである。

本発明方法は水素製造装置の燃焼器ノーズ部分、その他
各種の燃焼器ノズルのノーズ部分の製造に適用すること
ができる。

以下、具体例をあげて本発明方法を詳細に説明する。

第２図は、本発明方法を水素製造装置の燃焼器用ノーズ
の製造に適用した場合の製造工程の概略を示す図である
。

まず、第２図（Ａ）に示すような金型１を電気炉６によ
り予熱する。予熱に際しては、金型１の内表面が酸化し
ないように還元性の溶融フラックス２を用いるが、ここ
では、無水ホウ酸ナトリウムを採用した。

次に、第２図（Ｂ）に示すように、被覆材となる耐熱合
金５を高周波誘導加熱型溶解炉４にて、溶解し、金型１
に注湯する。

なお、ここでは金型１としては、１・−Ｃｒ−０、５Ｍ
ｏ鋼を用−１被核材となる耐熱合金５としてＮ１基耐熱
合金を用いた。

上記のようにして鋳造した後、第２図（Ｃ）に示すよう
に、所定の形状まで切削加工を施し、耐熱合金からなる
被覆層７′を有する完成品７とする。なお第２図ＣＣ）
中の６および８は切削除去さｎる部分で、６が鋳込まれ
た耐燃合金部８が金型部である。

第１表に、従来の溶接によって製造したノーズと、第２
図（Ａ）〜（りのようにして製造さ７″した試作品の成
分分析結果を示す。第１表から明らかなように本発明方
法による試作品は境界層から０１關隔たった部分で通常
の成分範囲にあることを示己ているのに対し、従来の溶
接肉感冒では２間程度の深さまで成分が変化しているこ
とがわかる。

第１表 米被覆材合金はハステロイｃ４を用いた。

また、試作品の耐酸化性を調査した。試験方法としては
、被核層を境界層から１朋の厚さを残して切削した後、
１０００℃、４００時間（１５時間−５時間のサイクル
で）断続加熱して、腐食減肉量を計測する方法によった
。第２表に結果を示す。第２表から明らかなように、本
発明品は従来品に比べて著しく腐食減肉量が少ないこと
が判る。

第　　　　２　　　表 米２−Ｃｒ　　　ｌＭＣ１材 更に、第６表に引張試験結果及び高温硬度測定結果を示
す。第６表から明らかなように、従来の溶接品は高温の
強度低下が大きく、非被覆材（＠材）は高温硬度が低い
のに対し、本発明品は高温引張強度、高温硬度とも高い
ことが判る。

第　　　５　　　表 以上詳述した本発明方法による効果をまとめると、次の
通りである。

（１）母材となる金型と被覆材となる溶湯の境界はＱ、
　１　ｍｍ内外のごく薄い拡散鳥が形成さｒしるのみで
、′ｆＨ拐と被覆材の成分変化は著しくないため、被棲
材の耐熱性、耐食性が損なわｆＬない。

（２）　　母相と被覆材で組織が明確に異なるため、被
僚層に割ｎか生じても母材に伝わり難い。

（３）製造条件のコントロールが容易であり、−買して
高い性能が保証できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の水素製造装置の燃焼器用ノーズ部分を示
す図、第２図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明方法の一実施態様
例を辺造工程に沿って示す図である。 後代埋入　　　内　　１）　　　　　明復代理人　　　
萩　　原　　亮　　− 第１園 ！ 第２図 ２２号三菱重工業株式会社広島芥 船所内 株式会社四日市事業所内 株式会社四日市事業所内 ＠出　願　人　三菱油化株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目□ 番２号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼器用ノズルの製造方法において、ノズル本体となる
   材料を金型とし、これに被覆層となる合金を鋳込んで融
   着させた後、所定形状のノズルに切削加工を行うことを
   特徴とする燃焼器用ノズルの製造方法。