JPS61170555A - マツドガンノズル - Google Patents

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】 〈産業上の利用分計〉 本発明は出銑口閉塞用マッドガンに関し、更に詳細には
耐溶銑、耐溶滓性を向上させ得ると共に取り替えをも可
能にしたマッドガンノズルに関するものである。

〈従来の技術〉 マッドガンは高炉の出銑口に該マッドガンのノズル先端
部を密に押圧した後に、混錬耐火物からなるマッドを出
銑口内に圧入して閉塞する。このマッドの圧入に際して
、ノズル先端部を密に圧着することから、該ノズル先端
部近傍は１４００℃前後の溶銑、及びスラグ等により溶
損されると共に高温の輻射熱の影響を受けてノズル自体
が酸化損耗するか、あるいはこのような苛酷な条件に暴
露されることから、ノズル先端面の熱歪変形を招いてい
る。

マッドガンのノズル先端面の形状が溶損、酸化損耗およ
び熱変形等によって損傷すると出銑口に対するノズル先
端の圧着が不充分となり、湯洩れを引き起こし、閉塞作
業に支障をきたすことから、鋳鋼製ノズルは閉塞作業ご
とに取替えられ、多くの労苦と経費が費やされていた。

従来、このノズルの寿命を延長するためにノズル材質の
高級化やノズル先端面の表面処理などが提案されている
。

しかしながら例えば耐熱鋼製ノズルは融点が溶銑温度と
近いために溶銑と接触して溶損され５〜６回しか使用で
きない。また軟鋼製ノズルにＡＪ２２０３やＺｒ０ｚを
直接溶射したり、例えば特開昭５４−１５５９３９号公
報及び特開昭５４−１５５９４０号公報のようにＡｉえ
０３やＺｒＯ２とＮｉのサーメットを下地に溶射してＡ
ｉえ０５を溶射後熱処理した場合でも耐熱性や溶射皮膜
の耐熱衝撃性に問題があす、２０回以下の寿命であると
いう欠点を有する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は前述した如き従来のマッドガンノズルの欠点で
ある溶射被覆材の耐熱、耐衝撃性の向上と該溶射材の接
着を強固にしてマッドガンノズルの安定した長寿命化と
ノズル取替作業の省力化およびマッド充填による出銑口
閉塞作業の安定化を図ることのできるマッドガンノズル
を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 以下本発明によるマッドガンノズルについて述べる。ま
ず溶銑や溶滓に対する耐溶損性についてＺｒＯ２が非常
に優れていることは周知である。しかしＺ「０２のみを
ノズル表面に溶射しても、その密着性が悪いためすぐに
剥離してしまい実際には適用できない。密着性が悪い主
な原因としては、（１）　ＺｒＯλ溶射皮膜に内包され
る気孔を通じて使用される雰囲気が素材まで達し高温に
なると素材自体が酸化されその酸化膜により剥離を生じ
密着力を弱める。

（２）Ｚｒ０２には温度により３つの同素異態が存在し
、約１１００℃で単斜晶系ピ正方晶系の結晶変態により
体積変化が起こり、高温になると溶射皮膜が破壊する。

（３）素材との熱膨張係数のミスマツチにより高温にさ
らされると熱膨張差により密着力が低下する。

等があげられる。

本発明者は上述の点を考慮し、実験を行った結果、本発
明を得たものである。

以下にその実験結果を説明する ＳＵＳ　３０４素材にＺｒ０ｚを０．２ｍｍ溶射し１２
００℃で３０分間大気中で加熱後、ただちに流水中に浸
漬したところ溶射皮膜は剥離してしまい、素材表面は酸
化され、スケールが発生していた。

そこで素材の酸化を少なくする目的で０．２ｍｍの耐熱
合金の皮膜を鉄鋼および鉄鋼合金表面に形成させ、１２
００℃で２４時間大気中にて加熱し、スケールの発生状
況や断面組織などを評価した結果の代表例を第１表に示
す。

第１表 ×；スケール発生（ふくれ、スケールの剥離大）Δ；外
観変色のみ（素材内に酸化物の発生）０；　　々　　　
（皮膜内に酸化物発生　大）０；　　　／／　　　　（
皮膜内に酸化物発生　小）このように、ノズル表面に耐
熱性を付与するためには素材の酸化を抑制するように保
護皮膜として主にＣｒ　２−０３又はＡｌ１．０３を発
生する耐熱合金を皮膜形成させる必要があり、さらに複
合粉体（後述する）の溶射皮膜との接合層として上述の
保護皮膜が最適であることを見出した。

また前述（２）項のＺｒ（ｈの高温における結晶変態を
防止するために、ＣａＯ，ＭｇＯやＹス０３を添加して
立方晶系に安定化した安定化ジルコニアは既に知られて
いるが単にノズルの素材に溶射しても寿命延長を図るこ
とができない。そこで発明者等は下地皮膜を形成後の素
材に０．３鵬層の膜厚でこれらの材料を溶射し１２００
℃で３０分間加熱し、大気放冷する熱衝撃テストを実施
し、剥離を生じるまでの回数を調べた結果と耐溶銑溶損
性を調べた結果の代表例を第２表に示す。

×；剥離までの回数　　１回 Δ；　　　／／　　　　　　　１０回以下０；　　り　
　　　　　１０回以上 Ａ：溶損　僅少 Ｂ；溶損　大 すなわちＺｒ０ｚを主なる成分とする耐熱衝撃性の良好
なる皮膜をノズル表面に形成するためにはＺｒＯ２を９
６重量％以下とし、残部をＹ２Ｏ３、ＭｇＯ，Ｓ　ｉｏ
２゜Ａ　ＩＬ０３　、　ＣａＯおよびＳｉ３Ｎ４の一種
若しくは２種以上を含有し、かつ耐溶銑溶損性を維持す
るためにはＺ「Ｏｚを３３重電電以上含有することが必
要であることを見出した。

本発明は、これ等単独の耐熱合金皮膜あるいは耐熱、耐
衝撃性に優れしかも溶融鉄、滓に安定した複合粉体の溶
射皮膜をノズル先端面又はノズル全面に積層して用いる
ことにより、耐熱合金皮膜のＣｒ２Ｏ５あるいはＡ　１
．０３を主とする保護皮膜と表層に溶射するＺｒＯ２を
主成分とする複合粉体が強固な一体結合層を形成し、耐
熱、耐衝撃性の向上と剥離を抑制して優れた耐溶銑、耐
溶滓性をいっそう向上せしめたことにある。

また、耐熱合金の下地皮膜の形成に際しては、溶射法で
は０．１ｍｍ以上形成させる必要があるがＣＶＤ法、Ｐ
ＶＤ法およびイオンブレーティング法等では０、１＋＋
＋＋ｎ以下でもよく、この表面に更にＺｒ０ｉが９６〜
３３重量だの複合粉体を溶射する。なお耐熱、耐衝撃性
を向上させる手段としてノズル素材表面に形成した耐熱
合金の下地皮膜上にその耐熱合金の組成からＺｒ０ｚを
９６〜３３重量Ｘ含電電合粉体の組成へ漸次変化させた
。

もしくは数段階に変化させた、中間層を設は熱膨張係数
のミスマツチを緩和することは有効であり、更に先端面
のみの取替が簡単に出来ることは有効である。

〈実施例〉 以下本願発明によるマッドガンノズルの実施例について
述べる。

先ず、図示実施例から詳述すると、第１図は本発明方法
の説明図で、マッドガンノズルの先端部を示すものであ
る。本発明の溶射はマッドガンノズル（Ａ）のノズル先
端面（１）に行うものであり、その溶射する材料の詳述
は後にする。

第２図は、マッドガンノズル（Ａ）の着脱可能なノズル
先端具（２）の斜視図であり、本発明の溶射はノズル先
端具（２）の先端面（２ａ）に加工するものである。

このノズル先端具（２）は図示する様に筒状体（２ｂ）
先端に鍔部（２ｃ）を形成した如き形状をしており、マ
ッドガンノズル（Ａ）の先端口円周画（Ｉａ）に上記ノ
ズル先端具（２）の筒状体（２ｂ）をはめ込む様に装着
する。固定方法としては、例えばノズル先端具（２）の
鍔部（２ｃ）に固定片（２ｄ）を突設し、ネジ等で固定
すれば容易に取り外しが出来、従って取替えが短時間に
行えるものである。

尚、マッドガンノズル（Ａ）やノズル先端具（２）の素
材は例えば５Ｓ４１を使用する。

次に溶射の実施例を詳述する 〔実施例１〕 マッドガンノズルの先端面（１）に重量％でそれぞれ、
５０対５０の比率のＮｉ−Ｃｒ合金を溶射し下地皮膜を
形成、更にその下地皮膜上に重量Ｘでそれぞれ、Ｚｒ０
ｚ：９２靭Ｙ２−０３　：　８Ｘの複合粉体を溶射融合
した結果従来１１〜１７回の寿命が５０〜６０回の寿命
を示し耐熱・耐溶銑溶損性の高いマッドガンノズルの先
端面（１）が得られた。又本実施例に於て下地皮膜のＮ
ｉ−Ｃｒノ配合率をそれぞれＮｉ　：　４５〜５５ＸＳ
Ｃｒ　：　４５〜５５ｇ。

の範囲内で溶射し下地皮膜を形成、更にその下地皮膜上
にそれぞれ、Ｚｒ０ｚ　：　３３〜９Ｈ１Ａ　４ｚＯａ
　’　０〜５０Ｘ。

Ｓｉ０１１〜３５ｇ、ｙＬｏ、　：　０〜２０％（Ｄ範
囲内の複合粉体を溶射融合した結果、同一の良好な耐熱
・耐溶銑溶損性の高いマッドガンノズルの先端面（１）
が得られ、更に他の実施例としてＮｉ−Ｃｒの配合比率
をそれぞれ旧＝８０〜４鴎、Ｃｒ：２０〜５５Ｘの合金
を溶射し下地皮膜を形成すると同一の良好な結果が得ら
れた。

〔実施例２〕 マッドガンノズルの先端面（１）に重量％でそれぞれ旧
ニア１Ｊ、　Ｃｒ：２Ｈ１ＡＩ：ａ寓、ｙ：ｔ、ｏｘか
ら成る耐熱合金を溶射し下地皮膜を形成、更にその下地
皮膜上に重量％テソレソレ、Ｚｒ０ｚ：９２Ｘ、ＹＬ０
３：　８Ｘ（Ｄ複合粉体を溶射融合した結果、実施例１
と同一のｆｆ［・耐溶銑溶損性の高いマッドガンノズル
の先端面（１）が得られた。又本実施例に於て下地皮膜
の耐熱合金をそれぞれ、重量％で旧−８６〜７６、５Ｘ
。

Ｃｒ：１７〜２３Ｘ１Ａｌ　：６〜１０％、　ｙ：ｏ、
　５〜１．　ａｇノ範囲内で溶射し下地皮膜を形成、更
にその下地皮膜にそｔｔツレ、Ｚｒ０ｚ　：　３３〜９
８％、　Ａ　１ｚ０５　：　０〜５０％、５ｊＯｉ：（
１〜３５駕、Ｙ２０ｔｌ〜２０Ｘの範囲内の複合粉体を
溶射融合した結果、同一の良好な耐熱・耐溶銑溶損性の
高いマッドガンノズルの先端面（１）が得られた。

〔実施例３〕 マッドガンノズルの先端面（１）にそれぞれ重量％でＮ
ｉ：３２Ｘ、　Ｃｏ：３８．５Ｘ、Ｃｒ：２１Ｊ、　Ａ
ｌ　ｊａｇ、Ｙ：０．５ｇの耐熱合金を溶射し下地皮膜
を形成、更にその下地皮Ｍ　上ニ電電％”Ｑ　ソｔｔ　
ソｉｔ　ＺｒＯ２：　５０Ｘ、　Ａ　１２０３　’　２
５ｘ、　５ｉＯｚ：１５駕、ＹＬＯＪ　；ＩＯＸの複合
粉体を溶射融合した結果、実施例１と同一の耐熱・耐溶
銑溶損性の高いマッドガンノズルの先端面（１）が得ら
れた。

又本実施例に於いて下地皮膜の耐熱合金をそれぞれ、重
量％でＮｉ３（１−３４Ｘ、Ｃｏ：３ｅ〜４０％、Ｃｒ
’１９〜２３　　’Ｘ、　ｋｌ　：８〜１０＊、　Ｙ：
０．５〜１．０％の範囲内で溶射し下地皮膜を形成、更
にその下地皮膜上にそれぞれ、ＺｒＯ２’　３３〜９６
Ｘ、Ａ　Ｉ、Ｏｓ　：　Ｏ〜５０％、Ｓ　ｉ０２：Ｏ〜
３５Ｘ、　Ｙ、０３：０〜２０寓の範囲内の複合粉体を
溶射融合した結果同一の良好な耐熱・耐溶銑溶損性の高
いマッドガンノズルの先端面（１）が得られた。

〔実施例４〕 上述した実施例１、実施例２及び実施例３の下地皮膜の
耐熱合金や第２表に示す耐熱合金のうち、いずれか二種
あるいは三種を溶射し下地皮膜を形成、更にその下地皮
膜上に上述と同じ複合粉体を溶射融合させた結果、耐熱
・耐溶銑溶損の高いマッドガンノズルの先端面（１）が
得られた。

〔実施例５〕 マッドガンノズル先端面（１）に重量％でそれぞれＮｉ
ニア６Ｘ、　Ｃｒ：１８Ｎ、　ＡＪ　：８Ｘから成る耐
熱合金を溶射し下地皮膜を形成、更にその下地皮膜上に
ＺｒＯ２：８０Ｘ、　Ｙ、０３：２０％の複合粉体を溶
射融合した結果、実施例１と同一の耐熱・耐溶銑溶損性
の高いマッドガンノズル先端面（１）が得られた。

〈発明の効果〉 以上述べた如く、本発明のマッドガンノズルを用いるこ
とにより、溶射被覆層を強固に一体形成して耐溶銑、耐
溶滓性の向上によるノズルの長寿命化とノズル取替頻度
の大幅減少による作業負荷の軽減とノズル等を含めた出
銑口閉塞コストの節減を図ることができると共に、安定
した出銑口の閉塞作業が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明マッドガンノズルの説明斜視図、第２
図は取替可能な先端具の説明斜視図である。 図中、　　　（Ａ）°マッドガンノズル（１）：ノズル
先端面 （２）゛ノズル先端具 特許出願人　新日本製鐵株式會社（他１名）代　理　人
　有吉　教晴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、鉄鋼材又は鉄鋼合金材を素材とする一体形あるいは
   先端のみ着脱自在なマッドガンノズルの先端面や先端側
   面の一部又は全面にＣｒとＡｌあるいは、このいずれか
   を含有し、かつＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｙの１種若しくは２
   種以上を組合わせた耐熱合金の下地皮膜を形成し、更に
   該下地皮膜上にＺｒＯ＿２を９６〜３３重量％含む複合
   粉体を溶射融合し、耐熱衝撃性の良好なる耐溶銑溶損性
   皮膜を形成させたことを特徴とするマッドガンノズル。