JPS62280355A - Reduction and oxidation resistant composite material for use at high temperature - Google Patents

Reduction and oxidation resistant composite material for use at high temperature

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JPS62280355A
JPS62280355A JP61123776A JP12377686A JPS62280355A JP S62280355 A JPS62280355 A JP S62280355A JP 61123776 A JP61123776 A JP 61123776A JP 12377686 A JP12377686 A JP 12377686A JP S62280355 A JPS62280355 A JP S62280355A
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JP
Japan
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alloy
composite material
layer
oxide
reduction
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Pending
Application number
JP61123776A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Asada
浅田 宏之
Hiroshi Uchida
浩 内田
Kazumasa Nishihara
西原 一誠
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62280355A publication Critical patent/JPS62280355A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce a composite material having reduction and oxidation resistances at high temp. successively forming a specified metallic layer and an oxide ceramic layer on Mo-oxide cermet by spraying. CONSTITUTION:An Ni-Cr-Al-X (X is at least one kind of rare earth element such as Y, Hf or Sc) or Ni-Cr-Al alloy layer of about 100-200mu thickness and an oxide ceramic layer of about 100-500mu thickness are successively formed on Mo-oxide cermet having about 10:0.5-1:5 ratio by thermal spraying. The Mo-oxide cermet consists of Mo and at least one among ZrO2, Al2O3, Cr2O3 and TiO2. The oxide ceramic is Al2O3 or a mixture of Al2O3 with ZrO2, Cr2O3, MgO, CaO or TiO2. The alloy has a composition consisting of about 10-35% Cr, about 3-20% Al, <=5% X and the balance Ni. The alloy layer and the ceramic layer are formed by thermal spraying so that an alloy-ceramic mixed layer is present between the layers.

Description

【発明の詳細な説明】 産j票1夏U艷広!!?一 本発明は、高温時に耐還元性、対酸化性である複合材に
関する。更に詳しくは化石燃料や金属酸化物を対象とす
る還元炉用の部材に用いられる複合材に関する。
[Detailed Description of the Invention] Product number 1 summer U 艷広! ! ? The present invention relates to a composite material that is resistant to reduction and oxidation at high temperatures. More specifically, the present invention relates to a composite material used as a member for a reduction furnace for processing fossil fuels and metal oxides.

灸木田 石炭、コークス、重質油等の化:5燃料を原料として水
素や一酸化炭素を発生させる還元炉や−Ir属酸化物を
炭素等により還元しで金属を製造するだめの還元炉で使
用される部材、例えば熱電′N温度計の保護管やノズル
等は、炉内の過酷な環境に諒露されているため長期間の
使用が国難である。
Moxibustion of coal, coke, heavy oil, etc.: Reduction furnaces that generate hydrogen and carbon monoxide using 5 fuels as raw materials, and reduction furnaces that produce metals by reducing -Ir group oxides with carbon, etc. The parts used, such as the protective tube and nozzle of the thermoelectric N thermometer, are exposed to the harsh environment inside the furnace, so it is a national problem to use them for a long period of time.

一般に還元炉の操業は、原料の導入Mij lこ予め所
定の温度に加熱する心尽がある。この加熱は酸素過剰の
7A囲気下で燃料を燃焼させることによって得られる。
In general, the operation of a reduction furnace involves the introduction of raw materials and heating them to a predetermined temperature in advance. This heating is obtained by burning the fuel in a 7A atmosphere enriched with oxygen.

その後酸素の添加量を減少させて炉内を還元雰囲気とす
る。このため還元炉で使用される部材は酸化雰囲気、還
元雰囲気の両者にXTsさ几ることとなる。
Thereafter, the amount of oxygen added is reduced to create a reducing atmosphere in the furnace. Therefore, the members used in the reduction furnace are exposed to both the oxidizing atmosphere and the reducing atmosphere.

燃料によっては、硫黄分、重−1!−属あるいは天分含
有量の高いものもあり、これらは部材の損傷を増進する
。例えばセラミックス材料からなる部材においては溶融
重金属やスラグにより浸食されやすい。一方モリブデン
(M o )−酸化物サーメットはm@ffl金属やス
ラグ1こ対する耐食性がよく、熱衝撃性にも優れている
。しかし尚温の酸化、硫化雰囲気下では、モリブデンが
酸化または硫化を受は損傷を生ずる。このためモリブデ
ン(MO)−酸化物サーメットからなる部材を使用する
場合には、酸化雰囲気にX露される時間をできるだけ減
少させるため、昇温の最終時または還元雰囲気に転換す
る直面に炉内に挿入しなければならないという問題を生
じている。
Depending on the fuel, the sulfur content is -1! - Some have a high genus or natural content, which increases component damage. For example, members made of ceramic materials are easily eroded by molten heavy metals and slag. On the other hand, molybdenum (Mo)-oxide cermet has good corrosion resistance against m@ffl metal and slag, and also has excellent thermal shock resistance. However, in an oxidizing or sulfiding atmosphere at still temperatures, molybdenum is oxidized or sulfided, causing damage. For this reason, when using a member made of molybdenum (MO)-oxide cermet, in order to reduce the time of exposure to an oxidizing atmosphere as much as possible, it is necessary to The problem arises in that it has to be inserted.

明が 決しようとする間(免 本発明は、材料が商温下で酸化性雰囲気、還元性雰囲気
に暴露されたときに生ずる酸化、硫化、腐食、還元等の
問題、αを解決し、そのような雰囲 ・気下であっても
長時間の使用ができる複合材を提供する。さらに具体的
には、溶融重金属やスラグ(こよるi2食という問題魚
を解決した複合材を提供する。
The present invention solves problems such as oxidation, sulfidation, corrosion, and reduction that occur when materials are exposed to oxidizing and reducing atmospheres at commercial temperatures. We provide a composite material that can be used for long periods of time even in such an atmosphere and atmosphere.More specifically, we provide a composite material that solves the problem of molten heavy metals and slag.

1AIしヒ族迭1〕L庄ムy>4=、閃反夕げ1止本発
明の複合材は、モリブデン−酸化物サーメット材上に溶
射により得られた合金層及び酸化物セラミックス層が逐
次設けられており、該合金層の合金が (1)式の NiCrAlX (式中又はイツトリウム、ハフニウム、スカンジウム及
びその・飢の希土類金属から選ばれた少なくとも1種の
金属を示す) で表わされる合金であって又は合金の5重世%以下であ
る、又は (2)式の 1CrAI で表わされる合金であることを特徴とする高温時に耐還
元性、耐酸化性を有する複合材である。
The composite material of the present invention has an alloy layer and an oxide ceramic layer obtained by thermal spraying on a molybdenum-oxide cermet material in sequence. The alloy of the alloy layer is an alloy represented by the formula (1) of NiCrAlX (wherein the formula represents at least one metal selected from yttrium, hafnium, scandium, and other rare earth metals). The composite material has reduction resistance and oxidation resistance at high temperatures, and is characterized by being an alloy represented by 1CrAI of the formula (2), or having a content of 5% or less of the alloy.

さらには、I?iJ記合金層と直配酸化物セラミックス
層との間に合金と酸化物セラミックスの混合物を溶射し
て形成されたボ、今JC4が存在する複合材である。
Furthermore, I? JC4 is a composite material that is formed by thermally spraying a mixture of an alloy and an oxide ceramic between an alloy layer and a direct oxide ceramic layer.

本発明で使用されるモリブデン−酸化物サーメットネオ
巾め酸イl/紮l十 ノルコニ7r7.n+) フルq
す(Al2O))、クロミア(Cr203)及びチタニ
ア(′Fj02)からなる群から選ばれた少なくとも1
mである。モリブデン(MO)とこれらの酸化物との割
合は、一般にはいがなる比率のらのでも使用できるが、
好ましくは1:0.5から1:5である。このサーメッ
トはモリブデン(M o ンと酸化物との焼結複合材料
であり、当業者に公知の、例えば粉末冶金法によって成
形されたものでよい。
Molybdenum-oxide cermet used in the present invention Neo-Norconi 7r7. n+) full q
(Al2O)), chromia (Cr203) and titania ('Fj02).
It is m. Generally speaking, the ratio of molybdenum (MO) to these oxides can be varied.
The ratio is preferably 1:0.5 to 1:5. The cermet is a sintered composite of molybdenum (Mo) and an oxide, which may be formed by, for example, powder metallurgy methods known to those skilled in the art.

本発明において還元炉用の部材とは、例えば熱電対温度
計保護管、ノズル等の炉内雰囲気に直接暴露される部材
を意味している。
In the present invention, members for the reduction furnace refer to members that are directly exposed to the furnace atmosphere, such as thermocouple and thermometer protection tubes and nozzles.

本発明において還元炉とは、化石燃料とl’!it索ま
たは空気と水蒸気から水素、−酸化炭素を発生させる遠
]C炉、または金属酸化物と炭素等の還元材で還元し金
属を製造するための炉等を意味している。
In the present invention, the reduction furnace refers to fossil fuel and l'! It refers to a furnace that generates hydrogen and carbon oxide from air and water vapor, or a furnace that produces metal by reducing metal oxides with a reducing agent such as carbon.

本発明で使用される合金は、NiCrAlX(Xi±イ
ントリフム(Y)、ハフニウム(Hf)、スカンノワム
(Sc)及びその他の希土類元素から選ばれた少なくと
も1種であり、その含有量は合金の5重量%以下である
)またはN iCrA lである。上記両合金の組成は
、10−35%Cr、3−20%A1であり、N1はバ
ランスとして構成されている。
The alloy used in the present invention is NiCrAlX (Xi±at least one selected from intrihum (Y), hafnium (Hf), scannowum (Sc) and other rare earth elements, and the content thereof is 5% by weight of the alloy. % or less) or NiCrAl. The compositions of both alloys are 10-35% Cr and 3-20% A1, with N1 being the balance.

Mo−酸化物サーメット材表面に上記合金を溶射した合
金層のみでは酸化、腐食等の問題点を解決することはで
きない。この合金層を溶射したMO−酸化物サーメット
材は、1liiτ笠下例えば1300〜1400°Cの
高温酸化雰囲気中における耐酸化性が不十分であり、湾
曲やIa較を生じ易い。
Problems such as oxidation and corrosion cannot be solved only by an alloy layer obtained by thermally spraying the above alloy onto the surface of a Mo-oxide cermet material. The MO-oxide cermet material sprayed with this alloy layer has insufficient oxidation resistance in an oxidizing atmosphere at a high temperature of, for example, 1,300 to 1,400° C., and is likely to cause curvature and Ia comparison.

本発明者らはさらに検討を重ねた結果、M o −酸化
物サーメット材上に溶射によI)合金層及び酸化物セラ
ミックス層を逐次設けることにより、高温下において酸
化、硫化、腐食、還元等の問題を生ずることのない長期
間の使用に耐える複合材が得られることを見出し、本発
明に到達しtこものである。
As a result of further studies, the present inventors found that by sequentially providing an alloy layer and an oxide ceramic layer on the Mo-oxide cermet material by thermal spraying, oxidation, sulfidation, corrosion, reduction, etc. It has been discovered that a composite material that can withstand long-term use without causing any problems can be obtained, and the present invention has been developed.

本発明で使用される酸化物セラミックスは、アルミナ(
Al□oi)又は該アルミナにノルコニア(ZrO2)
、クロミア(Cr20.)、マグネシア(MgO)、カ
ルシア(CaO)及びチタニア(TiOz)から選ぼれ
た少なくとも1種が含有されているセラミックスである
。アルミナ以外の酸化物が含有されている場合には、他
の酸化物は30重量%以下であることが好ましい。30
重量%を超えると耐スラグ性が悪化しやすい。上記セラ
ミックスのIH射粉末は一般に市販されているものらし
くは当業者に公知の方法で各金属塩を高温で焼成したち
のであってもよい。この溶射粉末の粒子径は5〜100
μm1 好ましくは5〜30μmである。
The oxide ceramic used in the present invention is alumina (
Al□oi) or norconia (ZrO2) on the alumina
, chromia (Cr20.), magnesia (MgO), calcia (CaO), and titania (TiOz). When oxides other than alumina are contained, the content of the other oxides is preferably 30% by weight or less. 30
If the weight percentage is exceeded, slag resistance tends to deteriorate. The above-mentioned ceramic IH powder may be commercially available, or may be obtained by firing each metal salt at a high temperature by a method known to those skilled in the art. The particle size of this thermal spray powder is 5 to 100
μm1 Preferably it is 5 to 30 μm.

本発明における溶射膜形成方法の1例を具体的に記載す
ると次のとおりである。溶射装置は市販のプラズマ溶射
装置を使用することができる。MO−酸化物サーメット
材の表面をアルミナを主成分とrる研削材1こよりブラ
スト処理して粗面化させる。Mo−酸化物サーメット材
をを回転′4AIに固定し、回転させながらアルゴン、
水素、ヘリウム、等のプラズマガスにより得られたプラ
ズマ炎に溶射粉末を挿入して、溶融状態にし、サーメッ
ト材に吹き付は皮膜を形成させる。この時にプラズマト
ーチをサーメット材の長軸方向に移動させると均一な皮
膜形成を助ける。皮膜の厚さは特に規定するものではな
いが、合金層で100〜200μm、酸化物セラミック
ス層で100〜50 (1μmが好ましい4jvさが薄
すぎると耐食性が劣り、N7すぎると熱歪みによる剥離
を生じ易い。
A concrete example of the method for forming a sprayed film according to the present invention is as follows. A commercially available plasma spraying device can be used as the thermal spraying device. The surface of the MO-oxide cermet material is roughened by blasting with one abrasive material containing alumina as a main component. The Mo-oxide cermet material was fixed on a rotating '4AI, and while rotating it was heated with argon,
Thermal spray powder is inserted into a plasma flame obtained using a plasma gas such as hydrogen or helium to melt it, and then sprayed onto the cermet material to form a film. At this time, moving the plasma torch in the longitudinal direction of the cermet material helps to form a uniform film. The thickness of the film is not particularly specified, but it is 100 to 200 μm for the alloy layer, and 100 to 50 μm for the oxide ceramic layer (preferably 1 μm).If the 4jv is too thin, the corrosion resistance will be poor, and if it is too thin, it may cause peeling due to thermal strain. Easy to occur.

本発明において、皮膜は合金層と酸化物セラミックス層
を別個に逐次形成した多重層を形成してもよく、また合
金層と酸化物セラミックス層との間に合金とセラミック
スを混合した粉末を溶射して形成した混合層を設けても
よい。混合槽を設けると熱衝撃性が更に改善される。合
金層とセラミックス層が交互に!et層された多層構J
社であって6よ(ゝ。
In the present invention, the coating may form a multi-layered layer in which an alloy layer and an oxide ceramic layer are formed separately and sequentially, or a powder containing a mixture of an alloy and a ceramic may be thermally sprayed between the alloy layer and the oxide ceramic layer. A mixed layer formed by the above method may also be provided. Providing a mixing tank further improves thermal shock resistance. Alternating alloy layers and ceramic layers! ET layered multilayer structure J
It's a company and it's 6 (ゝ.

溶射層の形成に当たっては、プラズマ発生用ガスの種類
、供給量、粉末送り用ガスの種類、供給量、アーク電流
、電圧、溶射距離1、溶射角7更、相対移動速度等を調
節して、緻密な皮膜を形成させることが必斐である。
In forming the sprayed layer, adjust the type and amount of plasma generation gas, the type and amount of powder feeding gas, arc current, voltage, spray distance 1, spray angle 7, relative movement speed, etc. It is essential to form a dense film.

以ド木発明を実施例1こよりさらに貝、体的に説明する
The present invention will now be explained more specifically from Example 1.

実施例1−10、比較例1−3 10鎖mφX3001I1ml−のモリブデンーノルコ
ニアサーメフト(組成重量比50:50)の母材に種々
の溶射材料を溶射被覆した。これを大気炉に設置し、昇
温して(昇温速度=200°C/hr)1300°C2
時間保持した後徐冷する(降温速度=200’C/I+
r)。このときの複合体の外観により、耐高温酸化性能
を評価した。使用した溶射材料のIll成と皮膜の厚み
の試験結果を表1に示す。溶射による各層の形成方法は
次のとおりである。N 1−Cr−ALX合金粉末(粒
子径−10−88/jm)をアルフンと水素の混合ガス
で発生させたプラズマ炎の中にアルゴンキャリアがスに
て挿入し溶融させ、Mo−ZrO2サーメット母材(M
 o : l r○2=50:50(重+J、))に吹
付けて合金ノーを形成させる。このときのトーチと母材
の距離は100μmであった次いで溶射粉末をアルミナ
(A120.)またはアルミナ−クロミア(A120z
−5CrzO*)(粒子径5〜3()μm)に切換え、
同様の方法で母材の合金層の皮膜上にセラミノクツ轡を
形成させる。このときのトーチと母材の距離は90mm
であった。
Examples 1-10, Comparative Examples 1-3 A base material of molybdenum norconia thermeft (composition weight ratio 50:50) having 10 chains mφX3001I1 ml was coated with various thermal spray materials. This was installed in an atmospheric furnace and heated to 1300°C2 (heating rate = 200°C/hr).
After holding for a time, slowly cool down (temperature reduction rate = 200'C/I+
r). The high temperature oxidation resistance performance was evaluated based on the appearance of the composite at this time. Table 1 shows the test results for the Ill composition and film thickness of the thermal spraying materials used. The method for forming each layer by thermal spraying is as follows. N1-Cr-ALX alloy powder (particle size -10-88/jm) was inserted into a plasma flame generated with a mixed gas of Alfon and hydrogen using an argon carrier and melted, forming a Mo-ZrO2 cermet matrix. Material (M
o : l r○2 = 50:50 (heavy + J, )) to form an alloy no. The distance between the torch and the base material at this time was 100 μm. Next, the thermal spray powder was applied to alumina (A120.) or alumina-chromia (A120z).
-5CrzO*) (particle size 5 to 3() μm),
A ceramino shoe is formed on the film of the alloy layer of the base material in a similar manner. The distance between the torch and the base material at this time is 90mm.
Met.

また、皮膜の厚みはトーチの母材−・の走査回数及び溶
射粉末の供給量を変化させて変えた。
Further, the thickness of the film was varied by changing the number of times the torch scanned the base material and the amount of spray powder supplied.

実施例11−18 次にセラミック層のみの種類を変えて実施例4と同様の
条件により複合材を製造した。すなわち、Mo−ZrO
2サーメット母材にN i−16Cr−6Al−0,5
Yを約100μmの厚みになるようにプラズマ溶射をし
た後、表2に示す組成を有するセラミンク粉末に切換え
て約300μm厚みになるようにプラズマ溶射をして複
合材を得た。これを、実施例1〜10と同様の条件で耐
高温酸化試験を行い、その結果を表2に示す。
Examples 11-18 Next, composite materials were manufactured under the same conditions as in Example 4 except that only the type of ceramic layer was changed. That is, Mo-ZrO
2 Ni-16Cr-6Al-0,5 on the cermet base material
After plasma spraying Y to a thickness of about 100 μm, the ceramic was switched to ceramic powder having the composition shown in Table 2 and plasma sprayed to a thickness of about 300 μm to obtain a composite material. This was subjected to a high temperature oxidation resistance test under the same conditions as in Examples 1 to 10, and the results are shown in Table 2.

:□1.i ユ。:□1. i Yu.

実施例19 次1こアルミナ−クロミア(A I203−5 Cr2
0 ))(セラミツクツτ4)をNi−16Cr−6A
I−0,5Y層(合金層)に付着させる場合、両者を混
合した層(混合層)を設けることにより、熱衝撃性を改
善することができた。
Example 19 Alumina-chromia (A I203-5 Cr2
0)) (ceramics τ4) with Ni-16Cr-6A
When adhering to the I-0,5Y layer (alloy layer), thermal shock resistance could be improved by providing a layer in which both were mixed (mixed layer).

まずN i−16Cr−6Al−0,5Yを実施例4と
同様の条件で溶射し、70μmの厚さの皮膜を得る。こ
こで、別のノズルから、A 120.−5 Cr2O3
をプラズマ炎に送入する。このとき、Ni16Cr−6
A l−0,5Y合金粉末の供給量を連続的に減少5せ
ながら、アルミナ−クロミアの供給量を増加させ、つい
にはアルミナ−クロミアだけとなるようにした。その結
果、混合層とアルミナ−クロミア層(セラミック層)の
厚みはそれぞれ80μ田と250μ(1)であった。
First, N i-16Cr-6Al-0,5Y was thermally sprayed under the same conditions as in Example 4 to obtain a film with a thickness of 70 μm. Now, from another nozzle, A 120. -5 Cr2O3
into the plasma flame. At this time, Ni16Cr-6
While the amount of Al-0,5Y alloy powder fed was continuously decreased, the amount of alumina-chromia fed was increased until only alumina-chromia remained. As a result, the thicknesses of the mixed layer and the alumina-chromia layer (ceramic layer) were 80 μm and 250 μ(1), respectively.

このように、溶射皮膜の合金とセラミックの割合を連続
的に変化させるには、溶射条件(7yスびこ量、電力、
粉末供給量、溶射距離等)は、連続的に変化させること
が好ましい。
In this way, in order to continuously change the ratio of alloy and ceramic in the thermal spray coating, it is necessary to change the thermal spraying conditions (7y spray amount, electric power,
(powder supply amount, thermal spraying distance, etc.) are preferably changed continuously.

実施例1と同様の方法で耐高温酸化試験を行ったところ
、全く損傷を受けなかった。
When a high temperature oxidation resistance test was conducted in the same manner as in Example 1, no damage was observed.

一方、耐熱i撃性の試験は、5丁5H8666に従い8
00°C(こ加熱した電気炉に試験片(10+ao+φ
X300+nmL)を10分間保持し、冷水中に投与す
る操作を繰返した。混合溶射により、得られた複合材は
、50回のサイクルでも皮膜の剥離等の損傷は全く認め
られなかった。他方、実施例4で得らhr:複合材では
、5回のサイクルで皮膜の一部が剥離した。
On the other hand, the heat impact resistance test was conducted in accordance with 5-gun 5H8666.
A test piece (10 + ao + φ
The procedure of holding the sample (X300+nmL) for 10 minutes and administering it into cold water was repeated. The composite material obtained by mixed thermal spraying showed no damage such as peeling of the film even after 50 cycles. On the other hand, in the hr: composite material obtained in Example 4, part of the film peeled off after 5 cycles.

ここで得られた実験結果では、耐熱衝撃性は混合溶射皮
膜が優れているが通常の還元炉の運転では本試験で用い
たa激な温度上昇あるいは降下の条件はないので、実施
例4で得られた複合材を使用しても本発明の目的からは
河らはずれることはない。ただ、混合溶射皮膜では、例
えば熱電対温度Jトの炉内への挿入速度を速くすること
ができる。
According to the experimental results obtained here, the thermal shock resistance of the mixed sprayed coating is excellent, but in the normal operation of a reduction furnace, there are no conditions of drastic temperature rise or fall used in this test, so Example 4 was used. The use of the resulting composite material does not depart from the objectives of the present invention. However, in the case of a mixed thermal spray coating, for example, the insertion speed of the thermocouple temperature J into the furnace can be increased.

実施例20 Mo−酸化物サーメットとして、モリブデン−アルミナ
サーメット(組成重量比60:40)を使J(1シ、上
記母材に実施例1と同様の方法で同一組成で11つ同一
厚さとなるように合8層及びセラミック層を設けた。実
施例1と同様にして行った耐同温酸化性能試験において
、Moo、粉末の析出は認められなかった。
Example 20 Molybdenum-alumina cermet (composition weight ratio 60:40) was used as the Mo-oxide cermet. In the isothermal oxidation resistance test conducted in the same manner as in Example 1, no precipitation of Moo or powder was observed.

実施例21 Mo−I’ll化物サーメットとして、モリブデン−ク
ロミナサーメット(m成型量比60 : 40 )を使
用し、上記母材に実施例2と同様の方法でtill −
it成で且つ同一厚さとなるように合金層及びセラミッ
ク層を設けた。実施例1と同様にしてイ」゛った耐同温
酸化性能試験におい−6M o Oz粉末の析出は認め
られなかった。
Example 21 Molybdenum-chromina cermet (m molding amount ratio 60:40) was used as the Mo-I'll compound cermet, and till - was applied to the above base material in the same manner as in Example 2.
The alloy layer and the ceramic layer were provided so as to have the same thickness and the same thickness. In the isothermal oxidation resistance test conducted in the same manner as in Example 1, no precipitation of -6MoOz powder was observed.

実施例22 、:れまで例示してきた実験例の結果をもとに実際のプ
ラントでの実証テストを打った。すなわち、外径28+
++m、内径+5+oa+、[さ9 (、) Omn+
の円筒状のM o−2r O2サーメ・>)(50:5
0(重fi1.))の一端をitヒた熱電灯温度計保護
管の表面に、実施例4と同様の方法に従ってプラズマ溶
射加工をし複合体を得た。
Example 22: A demonstration test was conducted in an actual plant based on the results of the experimental examples that have been exemplified so far. That is, the outer diameter is 28+
++m, inner diameter +5+oa+, [sa9 (,) Omn+
Cylindrical Mo-2r O2 Therme >) (50:5
0 (heavy fi 1.)) was subjected to plasma spraying in the same manner as in Example 4 on the surface of a thermoelectric lamp thermometer protection tube with one end heated to obtain a composite.

本然電灯温度計保護管を、水素、−酸化炭素を発生させ
る石炭ガス化炉に操作開始前の常温時に挿入した。しか
る後に炉の昇温のためプロパンガスを燃料としで加熱し
、炉内温度が1200 ’C以上になったところで燃料
を石炭に切換え、〃ス化の連続運転に移行した。
The original electric lamp thermometer protection tube was inserted into a coal gasification furnace that generates hydrogen and carbon oxide at room temperature before the start of operation. Thereafter, propane gas was used as fuel to raise the temperature of the furnace, and when the temperature inside the furnace reached 1200'C or higher, the fuel was switched to coal, and continuous operation of sintering started.

定常状態でのガス化炉の温度は1400°Cであり、ガ
ス組成は、水;!35〜40%、−酸化炭素39〜43
%、二酸化炭素18〜24%硫化水素1.0〜1.7%
であった。この条件で使用した熱電灯温度計保護管は9
0日間異常なく作動した。
The temperature of the gasifier in steady state is 1400°C, and the gas composition is water;! 35-40%, -carbon oxide 39-43
%, carbon dioxide 18-24% hydrogen sulfide 1.0-1.7%
Met. The thermoelectric lamp thermometer protection tube used under these conditions was 9
It worked without any problems for 0 days.

比較例4 実施例20と同じ熱電灯温度計保護管にプラズマ溶射処
理をせずに使用した。この場合、烏温酸化をさけるため
予熱途中(約1000°C)lこ炉内の所定の場所に設
置し以降実施例22と同様の条件で連続運転に移行した
ところ15日で使用不可能となった。
Comparative Example 4 The same thermoelectric lamp thermometer protection tube as in Example 20 was used without plasma spraying treatment. In this case, in order to avoid oxidation, the furnace was installed at a predetermined location during preheating (approximately 1000°C), and then continuous operation was started under the same conditions as in Example 22. However, it became unusable after 15 days. became.

発明の効*− 上記するように、本発明の腹合材は高温下における耐酸
化性1こ極めて優れているとともに、高温下で酸化雰囲
気、還元雰囲気の両者があり、スラグ、硫黄等の存在す
る還元炉においても長期間の使用に耐えるものであり、
そのような雰囲気下における捏業例んば還元炉v′)操
業に大きな利益をもたらすものである。
Effects of the invention*- As mentioned above, the composite material of the present invention has extremely excellent oxidation resistance at high temperatures, and also has both an oxidizing atmosphere and a reducing atmosphere at high temperatures, and is free from the presence of slag, sulfur, etc. It can withstand long-term use even in reduction furnaces.
This brings great benefits to the operation of a reduction furnace (v'), for example, in a manufacturing industry under such an atmosphere.

外1名1 other person

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、モリブデン−酸化物サーメット材上に溶射により得
られた合金層及び酸化物セラミックス層が逐次設けられ
ており、該合金層の合金が (1)式の NiCrAlX (式中Xはイットリウム、ハフニウム、スカンジウム及
びその他の希土類金属から選ばれた少なくとも1種の金
属を示す) で表わされる合金であってXは合金の5重量%以下であ
る、又は (2)式の NiCrAl で表わされる合金であることを特徴とする高温時に耐還
元性、耐酸化性を有する複合材。 2、前記複合材が化石燃料を使用する還元炉用の部材で
ある特許請求の範囲第1項記載の複合材。 3、前記複合材が金属酸化物を還元する還元炉用の部材
である特許請求の範囲第1項記載の複合材。 4、前記サーメット材中の酸化物が、ジルコニア、アル
ミナ、クロミア及びチタニアからなる群から選ばれた少
なくとも1種である特許請求の範囲第1項記載の複合材
。 5、前記酸化物セラミックスが、アルミナ又は該アルミ
ナにジルコニア、クロミア、マグネシア、カルシア及び
チタニアから選ばれた少なくとも1種が含有されている
ものである特許請求の範囲第1項記載の複合材。 6、合金層と酸化物セラミックス層との間に合金と酸化
物セラミックスとが混合した状態で溶射されて形成され
た混合層が存在していることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の複合材。
[Claims] 1. An alloy layer obtained by thermal spraying and an oxide ceramic layer are successively provided on a molybdenum-oxide cermet material, and the alloy of the alloy layer is NiCrAlX of the formula (1) (in the formula (X represents at least one metal selected from yttrium, hafnium, scandium and other rare earth metals), where X is 5% by weight or less of the alloy, or NiCrAl of formula (2) A composite material having reduction resistance and oxidation resistance at high temperatures, characterized by being an alloy of the following. 2. The composite material according to claim 1, wherein the composite material is a member for a reduction furnace using fossil fuel. 3. The composite material according to claim 1, wherein the composite material is a member for a reduction furnace for reducing metal oxides. 4. The composite material according to claim 1, wherein the oxide in the cermet material is at least one selected from the group consisting of zirconia, alumina, chromia, and titania. 5. The composite material according to claim 1, wherein the oxide ceramic is alumina or the alumina contains at least one selected from zirconia, chromia, magnesia, calcia, and titania. 6. Claim 1, characterized in that there is a mixed layer formed by thermal spraying a mixture of the alloy and the oxide ceramic between the alloy layer and the oxide ceramic layer. composite material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103695832A (en) * 2013-12-27 2014-04-02 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 Anti-abrasion and anti-corrosion composite functional coating layer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103695832A (en) * 2013-12-27 2014-04-02 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 Anti-abrasion and anti-corrosion composite functional coating layer

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