JP5833904B2 - 高速炉用ラッパ管およびそれの接合方法 - Google Patents
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Description
(1)ラッパ管にオーステナイト系ステンレス鋼製の継手部を設ける方法
通常のラッパ管の製造工程において、丸管の状態で継ぎ手部を溶接、熱処理する工程が追加されるため、工程数が増えて、ラッパ管の価格上昇に繋がる。ラッパ管の価格上昇はできるだけ抑えることが必要である。
ラッパ管とハンドリングヘッドなどとの接合強度は接合部材のせん断応力に依存するが、図19ならびに図20に示すネジ締め構造であれば、ネジ57の付近は所定の接合強度が得られても、ネジ57から離れた所は十分な接合強度が得られない。
ラッパ管の開口端部に、継ぎ手管体の開口端部を溶接して一体化する高速炉用ラッパ管において、
前記ラッパ管は、六角形の外形を成すと共にフェライト系ステンレス鋼から構成され、
前記継ぎ手管体は、前記ラッパ管と同じ六角形の外形を成し、オーステナイト系ステンレス鋼から構成されると共に、その開口端部に前記ラッパ管の開口端面が当接する突き当て面、及び当該突き当て面から連続して前記ラッパ管の軸方向に延びる芯出し筒部を有し、
前記ラッパ管の開口端部を前記継ぎ手管体の芯出し筒部に沿って嵌合し、前記ラッパ管の開口端面を前記継ぎ手管体の突き当て面に当接した状態で、前記ラッパ管の開口端面と前記継ぎ手管体の突き当て面を溶接したことを特徴とするものである。
前記継ぎ手管体の芯出し筒部の管体径方向の肉厚t2が、前記ラッパ管の管体径方向の肉厚t1よりも厚い(t2>t1)ことを特徴とするものである。
前記芯出し筒部が当該継ぎ手管体の径方向内側に形成され、前記ラッパ管の開口端部が前記芯出し筒部の径方向外側から嵌合することを特徴とするものである。
前記芯出し筒部の前記ラッパ管側の先端部外周にラッパ管嵌合案内部が設けられていることを特徴とするものである。
前記芯出し筒部の内周の形状が当該継ぎ手管体の外形と相似する六角形をしており、前記芯出し筒部の管体径方向の肉厚t2が各辺でほぼ等しいことを特徴とするものである。
六角形の外形を成すと共にフェライト系ステンレス鋼から構成されるラッパ管と、前記ラッパ管と同じ六角形の外形を成し、オーステナイト系ステンレス鋼から構成されると共に、一端である開口端部に前記ラッパ管の開口端面が当接する突き当て面、及び当該突き当て面から連続して前記ラッパ管の軸方向に延びる芯出し筒部を有する継ぎ手管体と、を溶接して一体化する高速炉用ラッパ管の接合方法であって、
前記ラッパ管の開口端部を前記継ぎ手管体の芯出し筒部に沿って嵌合して、前記ラッパ管の開口端面を前記継ぎ手管体の突き当て面に当接する第1工程と、
前記第1工程の後に行われ、前記ラッパ管の開口端面と前記継ぎ手管体の突き当て面を溶接する第2工程と、
前記第2工程の後に行われ、前記ラッパ管と前記継ぎ手管体の接合体を熱処理する第3工程と、を含むことを特徴とするものである。
前記第2工程以降に、前記芯出し筒部を除去する第4工程をさらに含むことを特徴とするものである。
ラッパ管と継ぎ手部材の接合後、突き出した継ぎ手部材の段差部を、切削加工などの適宜な方法で削除する。
溶接によって生じるδフェライト組織は、切削加工の前後のいずれかで熱処理することにより消滅させる。
図1は一部を断面にしたラッパ管の正面図、図2はそのラッパ管の左側面図、図3は一部を断面にした継ぎ手管体の正面図、図4はその継ぎ手管体の左側面図、図5は溶接して一体化したラッパ管と継ぎ手管体の接合体の一部を断面にした正面図、図6はその接合体の左側面図、図7はラッパ管と継ぎ手管体の溶接部付近の拡大断面図、図8は溶接後に内側に突出している芯出し筒部を切削除去した後の接合体の一部を断面にした正面図、図9はその接合体の左側面図である。
ラッパ管1には、耐スエリング性を向上するためにフェライト系ステンレス鋼が用いられ、本実施例では下記の化学成分を有するフェライト/マルテンサイト鋼を使用している。
Cr:10.0〜12.0(重量%)、
Si:≦0.10(重量%)、
Mo:0.30〜0.70(重量%)、
Mn:0.40〜0.80(重量%)、
W:1.70〜2.30(重量%)、
P:≦0.030(重量%)、
V:0.15〜0.25(重量%)、
S:≦0.030(重量%)、
Nb:0.020〜0.080(重量%)、
Ni:0.20〜0.60(重量%)、
N:0.030〜0.070(重量%)、
残部:Feおよび不可避不純物。
継ぎ手管体3は後述するハンドリングヘッド14やエントランスノズル15(ともに図14参照)と同じオーステナイト系ステンレス鋼(例えばSUS316)から構成されている。
本実施例では芯出し筒部7を除去したが、芯出し筒部7が邪魔にならないのであれば、そのまま芯出し筒部7を残しておいても構わない。
図11に示している点(1)〜(8)は、接合体上の測定点を示しており、点(6)と点(7)はラッパ管1と継ぎ手管体3の溶接部の両サイドの位置で、溶接ビートの中央から5mm離れた位置である。
1.ラッパ管1と継ぎ手管体3の接合体を基台12上に水平に載せる。
2.図12に示すようにリニアゲージ13を測定アーム14に取り付け、リニアゲージ13を接合体の上側の面(図では六角面1)の略中央の位置に接触させる。測定点(1)を「0」(基準点)とする。
3.リニアゲージ13を接合体の軸方向に沿って移動して、点(2)〜(8)の位置を測定する。
S2:ラッパ管1の両側開口端部を、それぞれ継ぎ手管体3の芯出し筒部7に嵌合して、ラッパ管1の開口端面5を継ぎ手管体3の突き当て面6に当接する。
S3:ラッパ管1の開口端面5と継ぎ手管体3の突き当て面6を溶接する。
S4:継ぎ手管体3の芯出し筒部7を切削除去する。
S5:ラッパ管1と継ぎ手管体3の接合体を熱処理する。
S6:一方の継ぎ手管体3aにハンドリングヘッド14を溶接し、他方の継ぎ手管体3bにエントランスノズル15を溶接する。
2a,2b:開口端部、
3,3a,3b:継ぎ手管体、
4:側筒部、
5:開口端面、
6:突き当て面、
7:芯出し筒部、
8:段差部、
9:ラッパ管嵌合案内部、
10:溶接、
11:切削線、
14:ハンドリングヘッド、
15:エントランスノズル、
t1:ラッパ管の肉厚、
t2:芯出し筒部の肉厚。
Claims (7)
- ラッパ管の開口端部に、継ぎ手管体の開口端部を溶接して一体化する高速炉用ラッパ管において、
前記ラッパ管は、六角形の外形を成すと共にフェライト系ステンレス鋼から構成され、
前記継ぎ手管体は、前記ラッパ管と同じ六角形の外形を成し、オーステナイト系ステンレス鋼から構成されると共に、その開口端部に前記ラッパ管の開口端面が当接する突き当て面、及び当該突き当て面から連続して前記ラッパ管の軸方向に延びる芯出し筒部を有し、
前記ラッパ管の開口端部を前記継ぎ手管体の芯出し筒部に沿って嵌合し、前記ラッパ管の開口端面を前記継ぎ手管体の突き当て面に当接した状態で、前記ラッパ管の開口端面と前記継ぎ手管体の突き当て面を溶接したことを特徴とする高速炉用ラッパ管。 - 請求項1に記載の高速炉用ラッパ管において、
前記継ぎ手管体の芯出し筒部の管体径方向の肉厚t2が、前記ラッパ管の管体径方向の肉厚t1よりも厚い(t2>t1)ことを特徴とする高速炉用ラッパ管。 - 請求項1または2に記載の高速炉用ラッパ管において、
前記芯出し筒部が当該継ぎ手管体の径方向内側に形成され、前記ラッパ管の開口端部が前記芯出し筒部の径方向外側から嵌合することを特徴とする高速炉用ラッパ管。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の高速炉用ラッパ管において、
前記芯出し筒部の前記ラッパ管側の先端部外周にラッパ管嵌合案内部が設けられていることを特徴とする高速炉用ラッパ管。 - 請求項3に記載の高速炉用ラッパ管において、
前記芯出し筒部の内周の形状が当該継ぎ手管体の外形と相似する六角形をしており、前記芯出し筒部の管体径方向の肉厚t2が各辺でほぼ等しいことを特徴とする高速炉用ラッパ管。 - 六角形の外形を成すと共にフェライト系ステンレス鋼から構成されるラッパ管と、前記ラッパ管と同じ六角形の外形を成し、オーステナイト系ステンレス鋼から構成されると共に、一端である開口端部に前記ラッパ管の開口端面が当接する突き当て面、及び当該突き当て面から連続して前記ラッパ管の軸方向に延びる芯出し筒部を有する継ぎ手管体と、を溶接して一体化する高速炉用ラッパ管の接合方法であって、
前記ラッパ管の開口端部を前記継ぎ手管体の芯出し筒部に沿って嵌合して、前記ラッパ管の開口端面を前記継ぎ手管体の突き当て面に当接する第1工程と、
前記第1工程の後に行われ、前記ラッパ管の開口端面と前記継ぎ手管体の突き当て面を溶接する第2工程と、
前記第2工程の後に行われ、前記ラッパ管と前記継ぎ手管体の接合体を熱処理する第3工程と、を含むことを特徴とする高速炉用ラッパ管の接合方法。 - 請求項6に記載の高速炉用ラッパ管の接合方法において、
前記第2工程以降に、前記芯出し筒部を除去する第4工程をさらに含むことを特徴とする高速炉用ラッパ管の接合方法。
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