JPS60145953A - 加熱炉の被加熱材支持面用部材 - Google Patents

加熱炉の被加熱材支持面用部材

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JPS60145953A
JPS60145953A JP58252176A JP25217683A JPS60145953A JP S60145953 A JPS60145953 A JP S60145953A JP 58252176 A JP58252176 A JP 58252176A JP 25217683 A JP25217683 A JP 25217683A JP S60145953 A JPS60145953 A JP S60145953A
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heated
heated material
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support surface
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平石 久志
山上 喜昭
満彦 古川
北平 孝
竹崎 秀資
忠彦 前田
三重野 高美
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Kubota Corp
Nippon Steel Corp
Nippon Tungsten Co Ltd
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Kubota Corp
Nippon Steel Corp
Nippon Tungsten Co Ltd
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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〕 本発明は、熱間圧延用または熱間圧延用加熱炉が 理用等の加熱における被加熱材支持面用部材であるウオ
ーキングビーム用スキッドボタン、炉内ロール、あるい
はウオーキングビーム用被加熱材支持面部材(パルケン
)として好適な部材に関する。
[従来技術と問題点] 加熱炉内の被加熱材支持面用部材である熱間圧延用加熱
炉のウオーキングビーム用スキッドボタン、熱間圧延鋼
材の熱処理用加熱炉の炉内ロール、あるいは熱間圧延鋼
材熱処理用加熱炉のウオーキングビーム用被力0熱材支
持面部材(パルケン)は被加熱材を熱効率良く、加熱ム
ラのないように焼上げ得るものでなければならず、また
安定な炉操業を維持するためには、炉内の高温雰囲気(
スラブなどの加熱では1.300〜1,850°Cにも
達する)において、被加熱材の表面スケール(酸化物)
との反応を生じにくく、かつ重量物であるスラブなどの
被加熱材の静的・動的負荷による応力によく耐えるもの
であることを要する。
従来より、これらの加熱炉における被加熱材の支持面用
材料としては、/もっばら耐熱合金が使用され、冷却水
の内部送通によシ過度の昇温・軟化などが生じないよう
にしている。しかし、この場合支持面用部材の上に載置
される被加熱材は、その支持部材との接触面から熱を奪
われるため、局部的に降温し、加熱ムラが生じ易いとい
う欠点がある。この接触面での局部的降温を緩和しよう
として冷却を抑えると、被カロ熱材表面の溶融スケール
との反応(いわゆるピックアップ現象)により支持面用
部拐自体の損耗・劣化が著しくなり、寸だピックアップ
により形成されたノツチ部に応力が集中し、割れ・折損
などのトラブルが発生する。
近時は、セラミック拐料の耐熱性、断熱性、化学的安定
性などに着目し、これを被加熱材の支持面用材料として
利用することが提案されている。
セラミック焼結体としては例えば、特開昭58−642
68号、特開昭58−91066号等により、窒化けい
素、炭化けい素などからなる焼結体の材質改良およびそ
の製造法等について開示されている。しかし、これらの
焼結体を被加熱材の支持面用部材として適用するには、
耐衝撃性、抗折強度などに問題があるほか、耐ピツクア
ツプ性も十分とは言えず、未だ実用化をみるには到って
いない。
し発明の目的] 本発明は上記に対処するためになされたもので、耐ピツ
クアツプ性にすぐれるとともに、強H性などの所要の材
料特性を備えだ被加熱材支持面用部材を提供するもので
ある。
[発明の構成および作用] 本発明の波力0熱材支持面用部材は、Cr3C2、Cr
7C2、Cr4Cの炭化クロムを主構成分とする炭化ク
ロム系焼結体である点に特徴を有する。
すなわち、本発明支持面用部材は、Cr3C2、Cr7
C2、Cr4Cのいづれか1種の炭化クロムの焼結体、 Cr 3c2、Cr 7C2およびCr4Cのいずit
か2種以上の炭化クロムの混合物の焼結体、例えばCr
 3 C2を主たる構成分とし、これにCr7C2とC
r4Cのいづれか一方もしくは両者が合計で1重量%以
下配合された混合物の焼結体、 または、Cr3C2、Cr7C2’、’Cr4Cのいづ
れか1種もしくば2種以上の炭化クロムを主構成分とし
、これに炭化チタン(TiC)、酸化チタン(Ti 0
2 )、酸化ジルコニラA(Zr02)、ニソケルソン
(Ni−P)合金から選らばれる1種もしくは2種以上
が合計0.2〜10重量%添加された混合物の焼結体か
らなるものである。
本発明の被加熱材支持面用部材を構成する上記各炭化ク
ロムは、ニューセラミックのなかでも、他の酸化物、窒
化物、炭化物な−Eに比し特異の性質を有し、特に耐ピ
ツクアツプ性が良好で、溶融スケールに対する強い耐食
性を示す。なお、炭化クロムを使用した4熱材料、耐食
材料としては、金属コバルトやニッケルなどとの組合せ
に々る結合焼結体が知られているが、これらは比較的多
量の金属を含むため、加熱炉のような高温雰囲気では、
強度の劣化と、スケール反応が著しくスキントポタンの
ように高温下で動的応力の作用する構造材料としての使
用にはとうてい耐え得ない。
それにひきかえ、本発明の提供する上記炭化クロム系焼
結体からなる波力ロ熱材支持面用部材は、炭化クロムの
卓抜した耐ピツクアツプ性を有するとともに、高温強度
や耐摩耗性などもすぐれている。
本発明において、炭化クロムへの添加物の混合割合を0
2重量%以上とするのは、それより少いと効果が十分で
ないからであり、一方10重量%を上限とするのは、そ
れをこえて混合しても効果の増加が少いだけでなく、炭
化クロムの特徴が弱まり、また高温強度の低下傾向をみ
るからである。
本発明に使用される炭化クロム粉末は、99%以上の高
純度を有するものが好ましい。原料粉末中に含まれる不
純物は、高温焼成時に蒸発して気孔の原因となり、ある
いは低融点液相を形成して得られる焼結体の高温特性を
低下させるからである。また、原料粉末は、焼成上表面
張力が犬なる程有利であり、この点から粒径50μ7n
以下の微細粒子が好ましく使用される。
本発明の被加熱材支持面用部材は、炭化クロム、または
炭化クロムを主構成分として前記添加物が適量配合され
た原料粉末を混練調整し、必要に応じ適当な成形助剤、
焼結助剤を適量配合し、史((必要ならば常法により適
当な粒径に造粒したのち焼結工程を経て製造される。焼
結は、好ましくはホットプレス法や熱間静水圧焼結法な
どの熱間加圧焼結法により行なわれる。ホットプレス法
による場合は、加圧力50〜850kqf/cれ焼成温
度L350〜1,550°C1一方熱間静水圧焼結法で
は、加圧力500 kQf /clt以上、温度1,4
00〜1,500°Cの条件下に好結果を得ることがで
きる。
こうして得られる焼結体は、理論密度98%以上と極め
て緻密で、殆んど気孔がなく、粒径も微細であシ、ヤン
グ系、剪断弾性係数、破壊率などにすぐれ、かつ高温下
での被加熱材の溶融スケールに対し卓抜した耐ビックア
ンプ性を具備する。
[実施例] 本発明被加熱材支持面用焼結体の製造法および耐ピツク
アツプ性能につき実施例により説明する。
(5)焼結体の製造: 下記(1)〜(16+の各成分構成に調整された原料粉
末(平均粒径:5μm、炭化クロムの純度:999%)
100重量部に対し、パラフィン3重量部を配合して混
練物を調製し、これを成形圧力1.5トン/ 10 +
im X 3 Q朋×6市で成形して真空中、780°
Cで10分間予備焼結し、ついで真空中、1.450°
Cで60分を要して本焼結を完了する。
fl) CraC2、+2) Cr7C2、+3) C
r7C2] Cr3C2+[Cr7C2] (1重量%
)+5) Cr3C2+[Cr4 C] (1重量%)
+6) Cr3C2+ [Cr7C2+Cr4Cコ(1
重量%)+7) Cr3C2+ [TiC] (0,5
重量%)(8) Cr3’C2+ [Ti 02 ] 
(0,5重唱上% )、− +9) Cr3C2+ [ZrO2] (0,5重量%
)(10) CraC2+(Ni−P合金1(05重量
%)(II)Cr3C2+[TiC+TiO2] (1
,5重量%)f121 Cr3 C2+ [TiO2+
ZrO2] (1,5Mi%)(131CraC2+[
ZrO2+N1−P合金](1,5重量%)04) C
r3C2+[TiC+ZrO2](1,5重量%)(+
5) Cr3C2+ [TiC十N1−P合金](1,
5i量%)(161Cr3C2+[TiC+TiO2+
ZrO2+Ni −P合金コ(25重量%) なお、上記賦香(4)〜(6)はCr3’C2を主構成
分とし、これに(〕内に示す他の炭化クロムを配合した
もの、(7)〜(16)はCr 3 C2を主構成分と
して、これに1]内に示す各種のセラミック捷だは合金
を添加物として配合、しだものである。()の数値はそ
の配合量(2種以上の複合配合の場合は合計量)を示す
(B) 耐ピックアップ性試験: 相手材として、1,300°Cに1時間保持後炉冷して
表面にスケールを生成させた545C材を使用し、これ
に上記で得られた各焼結体を20kf/f/crJの荷
重で押圧せしめ、大気中1,800°Cで10時間保持
する。しかるのち、相手材から供試材(焼結体)を引剥
し、その接触面を表面から肉厚方向に0.2 m11の
ピンチで切削し、X線回折により鉄分の有無を判定した
結果、鉄分の検出はなく、高温・高荷重にもかかわらず
、スケール反応は全く生じていないことが認められた。
更に、実炉(スラブ熱延用加熱炉)における均熱帯の加
熱されたウオーキングビームの上に前記賦香tl)、+
7)〜(10)の各焼結体を設置し、炉内に搬送される
スラブの表面から落下するスケールと接触する条件下に
12ケ月にわたる曝露試験を行った。まだ、比較例とし
て炭化けい素(SiC)、窒化けい素(Si3N4 )
、アルミ−1−(Ag203 )tたは酸化ジルコニウ
ム(Zr02) からなる各焼結体について上記と同じ
実炉での曝露試験を実施した。各供試焼結体の試験後の
スケール反応の有無を前記と同じ要領でX線回折により
判定した結果、比較付供試焼結体のいづれも鉄分浸入深
さの測定が不可能な程反応が進行し、著しいピックアッ
プが認められたのに対し、本発明例では鉄分の検出は全
くなく、スケール反応は皆無であることが確認された。
本発明の被加熱材支持面用部材による炉床構成の例を第
1図〜第3図に示す。第1図は、加熱炉のウオーキング
ビーム(1)に溶接で固定された耐熱合金製レール(2
)の天面に本発明焼結体からなる板状の支持面用部材(
3・1)を適当な係止具(4)で取付けて構成し、その
上面に被加熱材(S)を載置するようにした例である。
剛熱合。金製レール(2)は被加熱材支持面用部材(3
・1)により高温スラブとの接触が遮断されているので
、レールのピックアップの問題はなく、まだ被加熱材(
S)にとっても、従来のようなレールと直接々触するこ
とによる局部的な降温・加熱ムラの不都合もない。
第2図は、本発明焼結体からなるレール状の被加熱材支
持面用部材(3・2)を適宜の係止具(5)を介添させ
て加熱炉のウオーキングビーム(11上に取付けて炉床
を構成した例であり、上記と同様、被加熱材は均一加熱
され、またレールにピックアップを生じることもない。
なお、この場合、第3図のように、被加熱材支持面用部
材(3・2)とウオーキングビーム(1)の接触面間の
緩衝、および熱的遮断のために、例えばセラミックファ
イバーなどからなる中間層(6)を介在させるのも好捷
しいことである。・ [発明の効果] 本発明の炭化クロム焼結体からなる被加熱材支持面用部
材は、卓抜した耐ピツクアツプ性を有するとともに耐熱
性、高温強度、耐衝撃性等にすぐれるので、従来の耐熱
合金製、あるいは他のニューセラミックである酸化物系
、窒化物系、炭化物系などのセラミック焼結晶に比し、
高温雰囲気中、静的・動的応力の作用と高温スケールと
の接触の著しい苛酷な使用条件によく耐え、従来利では
得られない長期の耐用寿命を示し、炉操業の安定・向上
をもたらす。また、耐熱性、断熱性にすぐれるので、耐
熱合金製の支持面用部材などの場合のような昇温防止の
だめの強い冷却は不要であるだめ、被加熱材の局部的降
温・偏熱を生じることがなく、均一加熱による被加熱材
品質の向上をみる一方、冷却水により炉外に持出される
熱量が低減することにより炉の熱経済性も高められるな
どの諸効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図はそれぞれ本発明の被加熱材支持面用部
材を使用した炉床構造の例を示す要部断面図である。 1:加!炉ウオーキングビーム、2:レール、3・1,
3・2:被加熱材支持面用部材。 代理人 弁理士 宮崎新へ部 第1図 第2図 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Cr8C2、Cr7C2およびCr4Cの1種ま
    たは2種以上の混合物からなる炭化クロム系焼結体であ
    ることを特徴とする加熱炉の被加熱材支持面用部材。
  2. (2)炭化チタン、酸化チタン、酸化ジルコニウムおよ
    びニッケルリン合金から選らばれる1種または2種以上
    が合計0.2〜10重量%混合されてなる炭化クロム系
    焼結体である特許請求の範囲第(1)項に記載の加熱炉
    の被加熱材支持面用部材。
JP58252176A 1983-12-29 1983-12-29 加熱炉の被加熱材支持面用部材 Granted JPS60145953A (ja)

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JPS63183120A (ja) * 1987-01-22 1988-07-28 Kubota Ltd スキツドボタン

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