JPH06281120A - ラジアントチューブ - Google Patents
ラジアントチューブInfo
- Publication number
- JPH06281120A JPH06281120A JP5068790A JP6879093A JPH06281120A JP H06281120 A JPH06281120 A JP H06281120A JP 5068790 A JP5068790 A JP 5068790A JP 6879093 A JP6879093 A JP 6879093A JP H06281120 A JPH06281120 A JP H06281120A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiant tube
- heat
- radiant
- steel
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ラジアントチューブの耐酸化性を高める。
【構成】 （１）高温の還元ガス雰囲気中で使用するラ
ジアントチューブの内面に、溶射層を形成したことを特
徴とするラジアントチューブ。（２）高温の還元ガス雰
囲気中で使用するラジアントチューブの内面に１０〜１
００μｍの皮膜厚みのセラミックスあるいはサーメット
溶射層を形成したことを特徴とするラジアントチュー
ブ。
ジアントチューブの内面に、溶射層を形成したことを特
徴とするラジアントチューブ。（２）高温の還元ガス雰
囲気中で使用するラジアントチューブの内面に１０〜１
００μｍの皮膜厚みのセラミックスあるいはサーメット
溶射層を形成したことを特徴とするラジアントチュー
ブ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はラジアントチューブに関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱処理炉、例えば鋼板あるいは鋼管の熱
処理炉で、鋼板あるいは鋼管を還元ガス雰囲気中で加熱
するため、図２に示すように炉内に耐熱鋳鋼２製のラジ
アントチューブ３が配設されており、このラジアントチ
ューブ３内でバーナー４による加熱を行い、自身が赤熱
して鋼板や鋼管を加熱する。このためラジアントチュー
ブの内面側は燃焼火炎（１３００℃）または排ガス（８
００〜１１００℃）に直接的に曝される。燃焼火炎また
は排ガスは、理論空気比にて完全燃焼するかまたは空気
比が１以下の条件で燃焼させる場合は、無酸化または還
元性の性状となり酸化の問題はない。
処理炉で、鋼板あるいは鋼管を還元ガス雰囲気中で加熱
するため、図２に示すように炉内に耐熱鋳鋼２製のラジ
アントチューブ３が配設されており、このラジアントチ
ューブ３内でバーナー４による加熱を行い、自身が赤熱
して鋼板や鋼管を加熱する。このためラジアントチュー
ブの内面側は燃焼火炎（１３００℃）または排ガス（８
００〜１１００℃）に直接的に曝される。燃焼火炎また
は排ガスは、理論空気比にて完全燃焼するかまたは空気
比が１以下の条件で燃焼させる場合は、無酸化または還
元性の性状となり酸化の問題はない。
【０００３】しかし実際は省エネルギーの観点から、未
燃焼ガスを発生させないために空気比を１以上にして燃
焼させる場合が多く、燃焼火炎または排ガス中に酸素が
存在する。例えば空気比を１．２としてバーナー燃焼さ
せ、燃料に液化天然ガスを使用している場合は、排ガス
中の酸素濃度が３．５〜４．５％となり、この酸素が高
温度域でラジアントチューブ内面の酸化を促進する。こ
のためラジアントチューブは酸化に対して耐用性のある
ステンレス系の耐熱鋳鋼品（ＪＩＳ−Ｇ５１２２）のＳ
ＣＨ１５及びＳＣＨ２２並びにＳＣＨ２４が広く用いら
れていた。
燃焼ガスを発生させないために空気比を１以上にして燃
焼させる場合が多く、燃焼火炎または排ガス中に酸素が
存在する。例えば空気比を１．２としてバーナー燃焼さ
せ、燃料に液化天然ガスを使用している場合は、排ガス
中の酸素濃度が３．５〜４．５％となり、この酸素が高
温度域でラジアントチューブ内面の酸化を促進する。こ
のためラジアントチューブは酸化に対して耐用性のある
ステンレス系の耐熱鋳鋼品（ＪＩＳ−Ｇ５１２２）のＳ
ＣＨ１５及びＳＣＨ２２並びにＳＣＨ２４が広く用いら
れていた。
【０００４】ステンレス系の耐熱鋳鋼品は高温度の酸化
雰囲気下で使用される過程で、その表面に極薄い酸化物
の保護皮膜を形成して、その後の酸化反応を抑制する。
しかし、ステンレス系の耐熱鋳鋼品中に自然に形成され
た保護皮膜は、厚みが数オングストロームの極薄い皮膜
であるため、長期間使用すると蒸発等により消滅する。
実際のステンレス系耐熱鋳鋼品のラジアントチューブ内
面では、以上に述べた保護皮膜形成と消滅が繰返し起こ
っており、この過程でチューブ厚みが経時的に減少す
る。
雰囲気下で使用される過程で、その表面に極薄い酸化物
の保護皮膜を形成して、その後の酸化反応を抑制する。
しかし、ステンレス系の耐熱鋳鋼品中に自然に形成され
た保護皮膜は、厚みが数オングストロームの極薄い皮膜
であるため、長期間使用すると蒸発等により消滅する。
実際のステンレス系耐熱鋳鋼品のラジアントチューブ内
面では、以上に述べた保護皮膜形成と消滅が繰返し起こ
っており、この過程でチューブ厚みが経時的に減少す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ステンレス系の耐熱鋳
鋼品は鋳造性に優れるほか、ラジアントチューブ固有の
曲管部の成形も容易にでき、安価で高温強度と熱衝撃性
に優れ、高温酸化域でもある程度の耐酸化性を有するた
め広く用いられているが、例えば鋼板熱処理炉で使用し
た場合の寿命は４年程度で、炉内に１００〜２００本の
ラジアントチューブを配設して使用している場合は、単
一のライン設備で年間２５〜５０本もの更新が必要であ
り、整備コストの増加と取替えに必要な設備休止による
生産の機械損失等により極めて大きな損失となってい
た。
鋼品は鋳造性に優れるほか、ラジアントチューブ固有の
曲管部の成形も容易にでき、安価で高温強度と熱衝撃性
に優れ、高温酸化域でもある程度の耐酸化性を有するた
め広く用いられているが、例えば鋼板熱処理炉で使用し
た場合の寿命は４年程度で、炉内に１００〜２００本の
ラジアントチューブを配設して使用している場合は、単
一のライン設備で年間２５〜５０本もの更新が必要であ
り、整備コストの増加と取替えに必要な設備休止による
生産の機械損失等により極めて大きな損失となってい
た。
【０００６】ラジアントチューブを更新する理由は亀裂
と酸化減耗による穴あきである。亀裂がステンレス系の
耐熱鋳鋼品を高温雰囲気下で長時間使用した場合の脆化
が原因の場合は、鋼の化学組成の改善によってある程度
抑制できるが、高温酸化による場合はその抑制が非常に
難しい。ＣｏまたはＷあるいはＮｂ等の高融点金属を多
用して耐酸化性を高める方法もあるが、これらの金属は
高価なためラジアントチューブの製造コストが極めて高
いものになり、コストに見合う効果が見込めない。本発
明は耐酸化性に優れたラジアントチューブを提供するも
のである。
と酸化減耗による穴あきである。亀裂がステンレス系の
耐熱鋳鋼品を高温雰囲気下で長時間使用した場合の脆化
が原因の場合は、鋼の化学組成の改善によってある程度
抑制できるが、高温酸化による場合はその抑制が非常に
難しい。ＣｏまたはＷあるいはＮｂ等の高融点金属を多
用して耐酸化性を高める方法もあるが、これらの金属は
高価なためラジアントチューブの製造コストが極めて高
いものになり、コストに見合う効果が見込めない。本発
明は耐酸化性に優れたラジアントチューブを提供するも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下のと
おりである。 （１）高温の還元ガス雰囲気中で使用するラジアントチ
ューブの内面（内側の表面）に、溶射層を形成したこと
を特徴とするラジアントチューブ。 （２）高温の還元ガス雰囲気中で使用するラジアントチ
ューブの内面１０〜１００μｍの皮膜厚みのセラミック
スあるいはサーメットの溶射層を形成したことを特徴と
するラジアントチューブ。
おりである。 （１）高温の還元ガス雰囲気中で使用するラジアントチ
ューブの内面（内側の表面）に、溶射層を形成したこと
を特徴とするラジアントチューブ。 （２）高温の還元ガス雰囲気中で使用するラジアントチ
ューブの内面１０〜１００μｍの皮膜厚みのセラミック
スあるいはサーメットの溶射層を形成したことを特徴と
するラジアントチューブ。
【０００８】
【作用】高温の還元ガス雰囲気中で使用するラジアント
チューブに溶射皮膜を付与するのは、３．５〜４．５％
の酸素を含む排ガスから耐熱鋳鋼の界面を保護するため
である。溶射皮膜をセラミックスあるいはサーメットと
するのは、セラミックスあるいはサーメット中のセラミ
ックスが熱力学的に安定で酸化反応が極めて緩慢なため
である。
チューブに溶射皮膜を付与するのは、３．５〜４．５％
の酸素を含む排ガスから耐熱鋳鋼の界面を保護するため
である。溶射皮膜をセラミックスあるいはサーメットと
するのは、セラミックスあるいはサーメット中のセラミ
ックスが熱力学的に安定で酸化反応が極めて緩慢なため
である。
【０００９】皮膜厚みを１０〜１００μｍとするのは下
限が１０μｍ未満では溶射皮膜が不均一となり、耐熱鋳
鋼の界面が局部的に露出する場合があり均等に被覆でき
ないためである。上限を１００μｍとするのは、セラミ
ックスあるいはサーメット溶射の場合、この値を超える
と溶射皮膜の残留応力が局部的に発生し、溶射皮膜の剥
離現象が顕著になるためである。
限が１０μｍ未満では溶射皮膜が不均一となり、耐熱鋳
鋼の界面が局部的に露出する場合があり均等に被覆でき
ないためである。上限を１００μｍとするのは、セラミ
ックスあるいはサーメット溶射の場合、この値を超える
と溶射皮膜の残留応力が局部的に発生し、溶射皮膜の剥
離現象が顕著になるためである。
【００１０】
【実施例】既に成形済みの曲管と直管を組合わせた形状
の複雑なＵ字型・Ｗ型のラジアントチューブの内面に、
１０〜１００μｍのＣｏ及びＮｉを主成分とする合金の
溶射皮膜を形成する方法としてはプラズマ溶射法あるい
は線爆溶射法を用いる。この方法により、図１に示すよ
うにラジアントチューブ３の内面にＡｌ2 Ｏ3 の溶射皮
膜１を形成したＷ型の内面溶射ラジアントチューブを、
燃焼空気比が１．２、燃料に液化天然ガスを使用して、
ガス中の酸素濃度が実測で４．０％の冷延鋼板の連続焼
鈍ラインの加熱炉にて使用した結果、従来のステンレス
系の耐熱鋳鋼品ＳＣＨ２４（ＪＩＳ Ｇ５１２２の２５
％Ｃｒ、２０％Ｎｉ）の寿命が従来の４年から８年に延
びた。
の複雑なＵ字型・Ｗ型のラジアントチューブの内面に、
１０〜１００μｍのＣｏ及びＮｉを主成分とする合金の
溶射皮膜を形成する方法としてはプラズマ溶射法あるい
は線爆溶射法を用いる。この方法により、図１に示すよ
うにラジアントチューブ３の内面にＡｌ2 Ｏ3 の溶射皮
膜１を形成したＷ型の内面溶射ラジアントチューブを、
燃焼空気比が１．２、燃料に液化天然ガスを使用して、
ガス中の酸素濃度が実測で４．０％の冷延鋼板の連続焼
鈍ラインの加熱炉にて使用した結果、従来のステンレス
系の耐熱鋳鋼品ＳＣＨ２４（ＪＩＳ Ｇ５１２２の２５
％Ｃｒ、２０％Ｎｉ）の寿命が従来の４年から８年に延
びた。
【００１１】寿命が従来の耐熱鋳鋼品の４年から８年に
２倍延びた場合、価格がＳＣＨ２２の１．２倍として
も、ラジアントチューブの整備コストは従来の６０％と
なり、整備コストを大幅に削減することができた。尚、
実施例ではＡｌ2 Ｏ3 の皮膜を形成して実施したが、Ａ
ｌ2 Ｏ3 以外にＣｒ2 Ｏ3 あるいはＺｒＯ2 あるいはＳ
ｉＯ2 等の酸化物系のセラミックスの皮膜、あるいはこ
れらを主成分とする化合物あるいはサーメットにて皮膜
を形成しても、ラジアントチューブの寿命を大幅に延長
できる。
２倍延びた場合、価格がＳＣＨ２２の１．２倍として
も、ラジアントチューブの整備コストは従来の６０％と
なり、整備コストを大幅に削減することができた。尚、
実施例ではＡｌ2 Ｏ3 の皮膜を形成して実施したが、Ａ
ｌ2 Ｏ3 以外にＣｒ2 Ｏ3 あるいはＺｒＯ2 あるいはＳ
ｉＯ2 等の酸化物系のセラミックスの皮膜、あるいはこ
れらを主成分とする化合物あるいはサーメットにて皮膜
を形成しても、ラジアントチューブの寿命を大幅に延長
できる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、ラジアントチューブの
取替え本数が低減でき、ラジアントチューブ自身の購入
費及び取替え作業費並びに取付け部の煉瓦の修復等の整
備コストを大幅に削減することができた。さらに炉休止
時のラジアントチューブの取替え本数の低減は炉修中の
取替え時間を短縮できるためライン稼働率の向上につな
がり、稼働時間の増加による生産量の増量も可能になっ
た。また縦型の鋼板の連続設備の場合はラジアントチュ
ーブの取替えは危険作業を伴うが、本発明の採用によ
り、その作業頻度を大幅に削減することができ、作業負
荷の軽減にも寄与した。これらは間接的に製品を放射伝
熱により加熱している加熱炉内に配設されたラジアント
チューブの全てについて当てはめることができ、そのい
ずれの場合でも同等の効果を得ることができる。
取替え本数が低減でき、ラジアントチューブ自身の購入
費及び取替え作業費並びに取付け部の煉瓦の修復等の整
備コストを大幅に削減することができた。さらに炉休止
時のラジアントチューブの取替え本数の低減は炉修中の
取替え時間を短縮できるためライン稼働率の向上につな
がり、稼働時間の増加による生産量の増量も可能になっ
た。また縦型の鋼板の連続設備の場合はラジアントチュ
ーブの取替えは危険作業を伴うが、本発明の採用によ
り、その作業頻度を大幅に削減することができ、作業負
荷の軽減にも寄与した。これらは間接的に製品を放射伝
熱により加熱している加熱炉内に配設されたラジアント
チューブの全てについて当てはめることができ、そのい
ずれの場合でも同等の効果を得ることができる。
【図１】本発明の実施例を示すラジアントチューブの断
面図である。
面図である。
【図２】Ｗ型ラジアントチューブの一部断面の側面図で
ある。
ある。
１ 溶射皮膜 ２ ステンレス系の耐熱鋳鋼 ３ Ｗ型ラジアントチューブ ４ 燃焼バーナー
Claims (2)
- 【請求項１】 高温の還元ガス雰囲気中で使用するラジ
アントチューブの内面に、溶射層を形成したことを特徴
とするラジアントチューブ。 - 【請求項２】 溶射層が１０〜１００μｍの皮膜厚みの
セラミックスあるいはサーメットであることを特徴とす
る請求項１記載のラジアントチューブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068790A JPH06281120A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ラジアントチューブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068790A JPH06281120A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ラジアントチューブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281120A true JPH06281120A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13383873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5068790A Withdrawn JPH06281120A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ラジアントチューブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281120A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010063042A (ko) * | 1999-12-21 | 2001-07-09 | 신현준 | 라디안트 튜브의 변형방지용 세라믹 보호관 |
| JP2001323361A (ja) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐高温酸化性に優れたラジアントチューブおよび製造方法 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP5068790A patent/JPH06281120A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010063042A (ko) * | 1999-12-21 | 2001-07-09 | 신현준 | 라디안트 튜브의 변형방지용 세라믹 보호관 |
| JP2001323361A (ja) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐高温酸化性に優れたラジアントチューブおよび製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |