JP3115212B2 - Manufacturing method of external corrosion resistant tube - Google Patents
Manufacturing method of external corrosion resistant tubeInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は外面耐食管の製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an external corrosion-resistant tube.
【０００２】[0002]
【従来の技術】鋳鉄管は、遠心力鋳造法を利用して製造
されるのが一般的である。この遠心力鋳造法による場合
は、鋳造後に鋳鉄管をモールドから引き抜いた後に、こ
れを焼鈍炉内に装入して、通常８００〜１０００℃程度
の温度で１〜２時間保持し、焼鈍熱処理を施している。2. Description of the Related Art Cast iron tubes are generally manufactured using a centrifugal casting method. In the case of this centrifugal casting method, after the cast iron tube is drawn out of the mold after casting, it is charged into an annealing furnace, and is usually held at a temperature of about 800 to 1000 ° C. for 1 to 2 hours to perform annealing heat treatment. I am giving.
【０００３】この焼鈍熱処理によって鋳鉄管の外周面に
酸化物が生成するので、熱処理後にこの酸化物をショッ
トブラスト処理によって除去する。そして、このショッ
トブラスト処理によって生じた地肌に防食性の良好なジ
ンクリッチペイントを塗布するか、または亜鉛溶射を施
し、最後にアクリル系塗料を仕上げ塗りして製品として
いる。[0003] Oxide is generated on the outer peripheral surface of the cast iron pipe by this annealing heat treatment, and this oxide is removed by a shot blast treatment after the heat treatment. Then, a zinc-rich paint having good anticorrosion properties is applied to the ground generated by the shot blasting process, or zinc spraying is applied, and finally, an acrylic paint is finish-coated to obtain a product.
【０００４】ところが、このようなショットブラスト処
理やペイント塗布処理などを行っていたのでは生産性が
向上しない。そこで、たとえば特開平３−１５０３４３
号公報では、焼鈍熱処理の際に厚いスケールが発生する
のを防止し、しかも鋳鉄管の外周面にすぐれた防食皮膜
を形成する目的で、鋳造後の焼鈍熱処理前に鋳鉄管の外
周面にアルミニウムまたはアルミニウム合金皮膜を被着
することが記載されている。However, such shot blasting or paint coating does not improve productivity. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-150343
In order to prevent the formation of thick scale during the annealing heat treatment and to form an excellent anticorrosion film on the outer peripheral surface of the cast iron pipe, the patent publication discloses that aluminum is cast on the outer peripheral surface of the cast iron pipe before annealing heat treatment after casting. Alternatively, it is described that an aluminum alloy film is applied.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、モールドから
引き抜いた高温の鋳鉄管は、引き抜きの直後から大気に
触れて表面の酸化が始まり、この酸化の程度が進行する
と、被着されたアルミニウムまたはアルミニウム合金皮
膜が焼鈍熱処理中に鉄母材に拡散しにくくなって、均一
な鉄−アルミニウム合金層得られなくなるという問題点
がある。However, the hot cast iron tube drawn from the mold is exposed to the atmosphere immediately after drawing, and oxidation of the surface starts, and when the degree of this oxidation progresses, the deposited aluminum or aluminum is There is a problem that the alloy film becomes difficult to diffuse into the iron base material during the annealing heat treatment, so that a uniform iron-aluminum alloy layer cannot be obtained.
【０００６】そこで本発明は、このような従来の技術を
さらに改良して、鋳鉄管の外周面にアルミニウムまたは
アルミニウム合金皮膜を被着することで生成される鉄−
アルミニウム合金層を均一に形成できるようにすること
を目的とする。Accordingly, the present invention is a further improvement of such a conventional technique, in which an iron or iron alloy formed by applying an aluminum or aluminum alloy film to the outer peripheral surface of a cast iron pipe is provided.
An object is to enable an aluminum alloy layer to be formed uniformly.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、鋳鉄管の鋳造時にモールドの内面に酸素量が
２０００ｐｐｍ以下のフェロシリコンをコーティングし
たうえでこのモールド内に注湯し、鋳造後の鋳鉄管がま
だ熱間状態にあるときに、この鋳鉄管の外周面にアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金を溶射して付着させ、そ
の後にこの鋳鉄管を焼鈍熱処理することで、鋳鉄管の鉄
部の外周面に鉄−アルミニウム合金層を形成するととも
にこの合金層の外周面に酸化アルミニウム皮膜を形成す
るものである。In order to achieve this object, the present invention relates to a method for manufacturing a cast iron pipe, comprising the steps of:
After coating with less than 2000 ppm of ferrosilicon, the molten metal is poured into the mold, and when the cast iron tube after casting is still in a hot state, aluminum or an aluminum alloy is sprayed and adhered to the outer peripheral surface of the cast iron tube. After that, the cast iron tube is subjected to an annealing heat treatment to form an iron-aluminum alloy layer on the outer peripheral surface of the iron portion of the cast iron tube and to form an aluminum oxide film on the outer peripheral surface of the alloy layer.
【０００８】このようにモールドの内面にフェロシリコ
ンをコーティングしたうえで注湯することで、鋳鉄管の
外面のシリコン濃度が高くなり、このシリコンが鉄に耐
高温酸化性を与えることになる。このため、鋳造後にモ
ールドから熱間で鋳鉄管を引き抜くことで、この鋳鉄管
の表面が外気に触れても、酸化が起こりにくく、溶射し
たアルミニウムまたはアルミニウム合金が焼鈍熱処理中
に鉄母材に均一に拡散して、均一な鉄−アルミニウム合
金層が形成される。[0008] As described above, the inner surface of the mold is coated with ferrosilicon and then poured, so that the silicon concentration on the outer surface of the cast iron pipe increases, and this silicon imparts high-temperature oxidation resistance to iron. Therefore, by drawing the cast iron tube from the mold hot after casting, oxidation does not easily occur even if the surface of the cast iron tube comes into contact with the outside air, and the sprayed aluminum or aluminum alloy becomes uniform on the iron base material during annealing heat treatment. To form a uniform iron-aluminum alloy layer.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】図２は、遠心力鋳造装置における
円筒形の金型モールド１からダクタイル鋳鉄管２を引き
抜くときの様子を示すものである。この鋳鉄管２の鋳造
に際しては、まずモールドの内面３にドライ材であるフ
ェロシリコンの粉末をコーティングする。このフェロシ
リコンは、接種およびモールド１の保護のために用いら
れるものであるが、酸素濃度の低いものであることが必
要であり、具体的には酸素量２０００ｐｐｍ以下である
ことが必要である。酸素量が２０００ｐｐｍを超える
と、それによって鋳鉄管２の外面が酸化されてしまい、
実質的な耐酸化性が得られなくなって、均一な鉄−アル
ミニウム合金層が得られなくなる。FIG. 2 shows a state in which a ductile cast iron pipe 2 is drawn from a cylindrical mold 1 in a centrifugal casting machine. When casting the cast iron tube 2, first, the inner surface 3 of the mold is coated with ferrosilicon powder as a dry material. This ferrosilicon is used for inoculation and protection of the mold 1. However, it is necessary that the oxygen concentration be low, specifically, the oxygen content be 2000 ppm or less. When the oxygen content exceeds 2000 ppm, the outer surface of the cast iron pipe 2 is thereby oxidized,
Substantial oxidation resistance cannot be obtained, and a uniform iron-aluminum alloy layer cannot be obtained.
【００１０】このようなコーティングを施した状態でモ
ールド１内に注湯して、鋳鉄管２を鋳造する。すると、
鋳鉄管２の外面のシリコン濃度が高くなり、このシリコ
ンが鉄に耐高温酸化性を与えることになる。このため、
図示のように鋳造後にモールド１から熱間で鋳鉄管２を
引き抜いて、この鋳鉄管２の表面が外気に触れても、酸
化が起こりにくいようにすることができる。A molten iron is poured into the mold 1 in a state where such a coating is applied, and a cast iron pipe 2 is cast. Then
The silicon concentration on the outer surface of the cast iron tube 2 increases, and this silicon imparts high-temperature oxidation resistance to iron. For this reason,
As shown in the figure, after casting, the cast iron tube 2 is drawn out of the mold 1 hot, so that oxidation is unlikely to occur even if the surface of the cast iron tube 2 is exposed to the outside air.
【００１１】次に、図３に示すように、溶射ノズル４を
用いて、鋳鉄管２の外周面にアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金５を溶射して付着させる。このとき、鋳鉄管
２の管温は、３５０℃以上かつ６５０℃以下とするのが
好適である。こうすることで、冷間で溶射する場合に比
べ、溶射歩留りが高くなる。また、冷間で溶射する場合
のように溶射されたアルミニウムまたはアルミニウム合
金５が急冷されることがなく、このため急冷時の収縮に
もとづく残留応力の発生が防止されて、クラックが発生
したり、このクラックにもとづきアルミニウムの拡散性
が低下したりすることが防止される。Next, as shown in FIG. 3, aluminum or aluminum alloy 5 is sprayed and adhered to the outer peripheral surface of the cast iron pipe 2 using a spray nozzle 4. At this time, the pipe temperature of the cast iron pipe 2 is preferably set to 350 ° C. or more and 650 ° C. or less. By doing so, the thermal spraying yield is higher than when performing thermal spraying in the cold. Further, the sprayed aluminum or aluminum alloy 5 is not quenched as in the case of thermal spraying in the cold, so that the generation of residual stress based on shrinkage during quenching is prevented, and cracks occur, It is possible to prevent the diffusivity of aluminum from being lowered due to the crack.
【００１２】管温が３５０℃未満の場合は、上述の冷間
で溶射する場合と同様になるので、好ましくない。また
溶射されたアルミニウムまたはアルミニウム合金５は、
ノズル４からの噴出により空気中でいったん固化したう
えで鋳鉄管２の表面に付着するのであるが、管温が３５
０℃未満の場合は、管の表面における固化した粒子のつ
ぶれが生じにくくなって、溶射皮膜の密着性が低下す
る。反対に管温が６５０℃を超えると、付着後の再溶融
が起こって、その全体が酸化しやすくなるので好ましく
ない。When the tube temperature is lower than 350 ° C., it is not preferable because it is the same as the case of the above-mentioned cold spraying. The sprayed aluminum or aluminum alloy 5
It is once solidified in the air by the jet from the nozzle 4 and adheres to the surface of the cast iron pipe 2.
If the temperature is lower than 0 ° C., the solidified particles hardly collapse on the surface of the tube, and the adhesion of the thermal spray coating is reduced. On the other hand, if the tube temperature exceeds 650 ° C., re-melting occurs after adhesion, and the whole becomes liable to be oxidized, which is not preferable.
【００１３】なお、鋳鉄管２を遠心力鋳造する場合に
は、鋳造される管がモールド１内で空回りしないよう
に、そのモールドの内面にピーニングを打ちつけてい
る。そのため鋳鉄管２の外表面にもピーニングの凹凸が
形成され、したがって表面積が大きくなって、この点か
らも溶射歩留りが高くなるとともに、溶射皮膜の密着性
が向上する。When the cast iron tube 2 is subjected to centrifugal casting, peening is applied to the inner surface of the mold so that the cast tube does not spin inside the mold 1. As a result, peening irregularities are also formed on the outer surface of the cast iron tube 2, and therefore, the surface area is increased. From this point, the spraying yield is increased and the adhesion of the sprayed coating is improved.
【００１４】溶射のための材料には、アルミニウムまた
はアルミニウム合金の粉末を使用する。このとき、この
粉末の酸素量は、３０００ｐｐｍ以下であることが好ま
しい。このように酸素量を少なくすることで、焼鈍熱処
理中に金属組織の粒子間で溶融結合が起こりやすく、か
つ気化する酸素の量が少ないために欠陥も少なくなり、
均一な鉄−アルミニウム合金層を生成させることが可能
になる。反対に酸素量が３０００ｐｐｍを超えると、酸
化アルミニウムが発生して焼鈍熱処理中に粒子間で溶融
結合しにくくなり、また酸素の気化量が多くなるため欠
陥も増え、均一な鉄−アルミニウム合金層が生成しなく
なる。As a material for thermal spraying, aluminum or aluminum alloy powder is used. At this time, the amount of oxygen in the powder is preferably 3000 ppm or less. By reducing the amount of oxygen in this way, fusion bonding is likely to occur between particles of the metal structure during the annealing heat treatment, and defects are reduced because the amount of vaporized oxygen is small,
It is possible to generate a uniform iron-aluminum alloy layer. On the other hand, if the oxygen content exceeds 3000 ppm, aluminum oxide is generated and becomes less likely to be melt-bonded between the particles during the annealing heat treatment, and the amount of vaporized oxygen increases, so that defects increase, and a uniform iron-aluminum alloy layer is formed. Will not be generated.
【００１５】なお、このように酸素量の少ないアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金の粉末は、溶湯を105 Ｋ／
ｓ程度で急速凝固させることにより得ることができる。
またアルミニウムまたはアルミニウム合金の粉末の酸素
量やフェロシリコンの酸素量は、ガス分析結果により知
ることができる。[0015] The powder of aluminum or aluminum alloy having a low oxygen content has a melting point of 10 5 K /
It can be obtained by rapid solidification in about s.
The oxygen content of the powder of aluminum or aluminum alloy and the oxygen content of ferrosilicon can be known from the results of gas analysis.
【００１６】溶射後は、管温を３００〜４５０℃に保っ
たまま、８００〜１０００℃程度の温度の焼鈍炉内に装
入して１〜２時間保持し、焼鈍熱処理を施す。このと
き、冷間で溶射したときのように常温の鋳鉄管を焼鈍炉
に装入する場合に比べ、その温度差を小さくすることが
できるため、鋳鉄管２を構成するダクタイル鋳鉄と付着
したアルミニウムとで熱膨張係数が大きく異なるにもか
かわらず（ダクタイル鋳鉄：11.5×10-6／℃、アルミニ
ウム：22.5×10-6／℃）、熱膨張による溶射皮膜の剥離
を防止することができる。After the thermal spraying, while keeping the tube temperature at 300 to 450 ° C., the tube is charged into an annealing furnace at a temperature of about 800 to 1000 ° C. and held for 1 to 2 hours to perform an annealing heat treatment. At this time, since the temperature difference can be reduced as compared with a case where a normal temperature cast iron pipe is charged into an annealing furnace as in the case of thermal spraying in a cold state, the aluminum adhered to the ductile cast iron constituting the cast iron pipe 2 Although the coefficient of thermal expansion is greatly different between (a) and (a), ductile cast iron: 11.5 × 10 −6 / ° C., aluminum: 22.5 × 10 −6 / ° C.), it is possible to prevent the thermal sprayed coating from peeling off.
【００１７】図１において、（ａ）は、溶射により外周
面にアルミニウムまたはアルミニウム合金５が付着した
鋳鉄管２を焼鈍熱処理するときの様子を示す。この焼鈍
熱処理時には、図示のように、鋳鉄管２の母材にアルミ
ニウムが拡散するとともに、表面部６でアルミニウムの
酸化が起こる。したがって、焼鈍熱処理が完了すると、
（ｂ）に示すように、鋳鉄管２の鉄部７の外周面に鉄−
アルミニウム合金層８が形成されるとともに、この合金
層８の外周面すなわち最外周面に酸化アルミニウム皮膜
９が形成される。FIG. 1A shows a state in which a cast iron pipe 2 having aluminum or an aluminum alloy 5 adhered to the outer peripheral surface by thermal spraying is subjected to an annealing heat treatment. During this annealing heat treatment, as shown in the figure, aluminum diffuses into the base material of the cast iron pipe 2 and oxidation of the aluminum occurs on the surface portion 6. Therefore, when the annealing heat treatment is completed,
As shown in (b), the outer peripheral surface of the iron portion 7 of the cast iron pipe 2 is
Aluminum alloy layer 8 is formed, and aluminum oxide film 9 is formed on the outer peripheral surface of alloy layer 8, that is, on the outermost peripheral surface.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、鋳鉄
管の鋳造時にモールドの内面にフェロシリコンをコーテ
ィングしたうえで注湯することで、鋳鉄管の外面のシリ
コン濃度が高くなり、このシリコンが鉄に耐高温酸化性
を与えることになって、鋳造後にモールドから熱間で鋳
鉄管を引き抜くことでこの鋳鉄管の表面が外気に触れて
も酸化が起こりにくく、このため、鋳造後の鋳鉄管がま
だ熱間状態にあるときに溶射されたアルミニウムまたは
アルミニウム合金を焼鈍熱処理中に鉄母材に均一に拡散
させることができて、均一な鉄−アルミニウム合金層を
形成することができる。As described above, according to the present invention, at the time of casting a cast iron tube, the inner surface of the mold is coated with ferrosilicon and then poured, so that the silicon concentration on the outer surface of the cast iron tube increases, Will give the iron high-temperature oxidation resistance, and the cast iron tube will be hot-pulled out of the mold after casting, making it difficult for oxidation to occur even if the surface of this cast iron tube is exposed to the open air. The sprayed aluminum or aluminum alloy can be uniformly diffused into the iron base material during the annealing heat treatment while the tube is still in a hot state, so that a uniform iron-aluminum alloy layer can be formed.
【図１】本発明にもとづく鉄−アルミニウム合金層の形
成プロセスを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a process of forming an iron-aluminum alloy layer according to the present invention.
【図２】本発明にもとづきモールドから鋳鉄管を引き抜
く工程を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a step of extracting a cast iron tube from a mold according to the present invention.
【図３】本発明にもとづく溶射工程を説明する図であ
る。FIG. 3 is a view for explaining a thermal spraying step based on the present invention.
７ 鉄部 ８ 鉄−アルミニウム合金層 ９ 酸化アルミニウム皮膜 7 Iron part 8 Iron-aluminum alloy layer 9 Aluminum oxide film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 4/18 Ｃ２３Ｃ 4/18 26/00 26/00 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 10/50,4/06 C23C 4/18,26/00 B22D 13/02,13/10,27/18 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification symbol FI C23C 4/18 C23C 4/18 26/00 26/00 Z (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 10 / 50,4 / 06 C23C 4 / 18,26 / 00 B22D 13 / 02,13 / 10,27 / 18
Claims (3)
量が２０００ｐｐｍ以下のフェロシリコンをコーティン
グしたうえでこのモールド内に注湯し、鋳造後の鋳鉄管
がまだ熱間状態にあるときに、この鋳鉄管の外周面にア
ルミニウムまたはアルミニウム合金を溶射して付着さ
せ、その後にこの鋳鉄管を焼鈍熱処理することで、鋳鉄
管の鉄部の外周面に鉄−アルミニウム合金層を形成する
とともにこの合金層の外周面に酸化アルミニウム皮膜を
形成することを特徴とする外面耐食管の製造方法。1. The method according to claim 1, wherein oxygen is added to the inner surface of the mold during casting of the cast iron tube.
Amount of ferrosilicon of 2000 ppm or less is coated and poured into this mold. When the cast iron tube after casting is still in a hot state, aluminum or an aluminum alloy is sprayed on the outer peripheral surface of the cast iron tube. By causing the cast iron tube to undergo annealing heat treatment, an iron-aluminum alloy layer is formed on the outer peripheral surface of the iron portion of the cast iron tube, and an aluminum oxide film is formed on the outer peripheral surface of the alloy layer. Manufacturing method of external corrosion resistant pipe.
℃以下であることを特徴とする請求項１記載の外面耐食
管の製造方法。2. The tube temperature at the time of thermal spraying is 350 ° C. or more and 650
The method for producing an external corrosion-resistant tube according to claim 1, wherein the temperature is lower than or equal to ° C.
ニウムまたはアルミニウム合金の粉末を溶射のための材
料として使用することを特徴とする請求項１または２記
載の外面耐食管の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein a powder of aluminum or aluminum alloy having an oxygen concentration of 3000 ppm or less is used as a material for thermal spraying.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07171236A JP3115212B2 (en) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Manufacturing method of external corrosion resistant tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07171236A JP3115212B2 (en) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Manufacturing method of external corrosion resistant tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0925558A JPH0925558A (en) | 1997-01-28 |
| JP3115212B2 true JP3115212B2 (en) | 2000-12-04 |
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ID=15919574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP07171236A Expired - Fee Related JP3115212B2 (en) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Manufacturing method of external corrosion resistant tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3115212B2 (en) |
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1995
- 1995-07-07 JP JP07171236A patent/JP3115212B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0925558A (en) | 1997-01-28 |
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