(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方吸引式焼結機の焼結パレット上に配設され、焼結鉱製造時にシンターケーキを支持する略台形状の本体部と、焼結パレットに取り付けるための台座部とを備えるシンターケーキ支持スタンドの製造方法であって、
マルテンサイト系ステンレス鋳鋼を母材とするスタンド素材の本体部の上縁部及び両側面を減肉して減肉部を形成する工程と、
スタンド素材に１５０℃以上の温度で予熱を加える工程と、
側面に形成された減肉部の片面ごとに溶接金属を肉盛溶接する工程と、
減肉部の外周に沿って片面ごとに溶接金属を肉盛溶接する工程と、
スタンド素材の端面全周に溶接金属を肉盛溶接する工程と、
肉盛溶接が施されたスタンド素材を徐冷する工程とを含む
ことを特徴とするシンターケーキ支持スタンドの製造方法。
【請求項２】
溶接金属を肉盛溶接する際の溶接条件を、電流が２８０〜３００Ａ、電圧が２８〜３０Ｖ、溶接速度が３０〜４０ｃｍ／分の範囲とする
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のシンターケーキ支持スタンドの製造方法。
【請求項３】
スタンド素材の端面全周に溶接金属を肉盛溶接する工程の後で、スタンド素材を徐冷する工程の前に、
スタンド素材に後熱を加える工程を含む
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のシンターケーキ支持スタンドの製造方法。
【請求項４】
下方吸引式焼結機の焼結パレット上に配設され、焼結鉱製造時にシンターケーキを支持する略台形状の本体部と、焼結パレットに取り付けるための台座部とを備え、マルテンサイト系ステンレス鋳鋼を母材とするスタンド素材の本体部の上縁部及び両側面を減肉して減肉部が形成されているシンターケーキ支持スタンドにおける肉盛溶接方法であって、
側面に形成された減肉部の片面ごとに溶接金属を肉盛溶接する工程と、
減肉部の外周に沿って片面ごとに溶接金属を肉盛溶接する工程と、
スタンド素材の端面全周に溶接金属を肉盛溶接する工程とを含む
ことを特徴とするシンターケーキ支持スタンドにおける肉盛溶接方法。
【請求項５】
側面に形成された減肉部の片面ごとに溶接金属を肉盛溶接する工程において、
減肉部の下方から一列ごとに一層肉盛を行う
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載のシンターケーキ支持スタンドにおける肉盛溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所における製銑工程に供する焼結鉱を製造するシンターケーキ支持焼結方法に用いるシンターケーキ支持スタンド（以下、適宜「スタンド」と称する。）の製造方法およびスタンドにおける肉盛溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下方吸引式焼結機による焼結鉱製造において、焼結塊（シンターケーキ）の自重でシンターケーキ自体が圧縮されることによる通気性の悪化を防止し生産性を向上させる方法として、断面が台形で高さが２００〜４００ｍｍの板状支持部材（スタンド）を原料充填層に埋設するように垂直に立てて焼結パレットの進行方向と平行に配設する方法がある。例えば、特許文献１では、スタンドの形状及び配置方法を改良し、通気性と排鉱性を改善する方法が開示されている。【０００３】
また、特許文献２では、スタンドの適切な材料として特殊鋳鋼を採用してスタンドの寿命を延長させる手法が開示されている。【０００４】
さらに、特許文献３では、スタンドの上部ブレード部の稜線部及び／又は側面部に耐摩耗肉盛溶接を施すことによってスタンドの寿命のさらなる延長を実現する手法も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−４９８１号公報
【特許文献２】特開平９−４１０９８号公報
【特許文献３】特開２００２−１３８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
焼結機パレット内の焼結原料層を焼結する工程で、焼結層内に配設されるスタンドの劣化形態としては、操業上起因する熱サイクルによる割れの発生及び進行の他に、原料の焼成・排出を行うため高温の酸化・硫化雰囲気において焼結鉱と擦れ合うことで生じる腐食及び摩耗がある。【０００７】
しかしながら、上記特許文献３の方法では、肉盛部において十分な耐腐食性を期待することができない。また、特に高温雰囲気において耐摩耗性と耐腐食性とを兼ね備えているといえるものではない。【０００８】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、高温雰囲気においても耐摩耗性と耐腐食性に優れたスタンドの製造方法およびスタンドにおける肉盛溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明に係るシンターケーキ支持スタンドの製造方法は、下方吸引式焼結機の焼結パレット上に配設され、焼結鉱製造時にシンターケーキを支持する略台形状の本体部と、焼結パレットに取り付けるための台座部とを備えるシンターケーキ支持スタンドの製造方法であって、マルテンサイト系ステンレス鋳鋼を母材とするスタンド素材の本体部の上縁部及び両側面を減肉して減肉部を形成する工程と、スタンド素材に１５０℃以上の温度で予熱を加える工程と、側面に形成された減肉部の片面ごとに溶接金属を肉盛溶接する工程と、減肉部の外周に沿って片面ごとに溶接金属を肉盛溶接する工程と、スタンド素材の端面全周に溶接金属を肉盛溶接する工程と、肉盛溶接が施されたスタンド素材を徐冷する工程とを含むことを特徴とする。【００１０】
ここで、溶接金属を肉盛溶接する際の溶接条件を、電流が２８０〜３００Ａ、電圧が２８〜３０Ｖ、溶接速度が３０〜４０ｃｍ／分の範囲とするのが好ましい。また、スタンド素材の端面全周に溶接金属を肉盛溶接する工程の後で、スタンド素材を徐冷する工程の前に、スタンド素材に後熱を加える工程を含むのがより好ましい。【００１１】
このようにして製造されるスタンドは、シンターケーキと接触する部分を肉盛溶接により補強されているので、高温雰囲気における耐摩耗性及び耐腐食性に優れたものとなる。特に、従来の肉盛手法ではマルテンサイト系ステンレス鋳鋼を母材とするスタンドは、スタンドの割れが発生しやすいが、本発明では、予熱、肉盛条件の設定および徐冷により、スタンドの割れの発生を抑えることも可能にしている。【００１２】
また、本発明は、下方吸引式焼結機の焼結パレット上に配設され、焼結鉱製造時にシンターケーキを支持する略台形状の本体部と、焼結パレットに取り付けるための台座部とを備え、マルテンサイト系ステンレス鋳鋼を母材とするスタンド素材の本体部の上縁部及び両側面を減肉して減肉部が形成されているシンターケーキ支持スタンドにおける肉盛溶接方法であって、側面に形成された減肉部の片面ごとに溶接金属を肉盛溶接する工程と、減肉部の外周に沿って片面ごとに溶接金属を肉盛溶接する工程と、スタンド素材の端面全周に溶接金属を肉盛溶接する工程とを含むことを特徴とするシンターケーキ支持スタンドにおける肉盛溶接方法として実現することもできる。【００１３】
そして、この場合、側面に形成された減肉部の片面ごとに溶接金属を肉盛溶接する工程において、減肉部の下方から一列ごとに一層肉盛を行うとするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るスタンドの製造方法によれば、シンターケーキと接触する部分を肉盛溶接により補強するので、高温雰囲気においても耐摩耗性及び耐腐食性に優れたスタンドを製造することができ、スタンドの取り替え周期を延ばしてスタンドの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スタンドの溶接手順を示すフロー図である。
【図２】肉盛溶接前のスタンド素材を示す正面図である。
【図３】側面減肉部に肉盛溶接をしたスタンド素材を示す正面図である。
【図４】側面減肉部外周に肉盛溶接をしたスタンド素材を示す正面図である。
【図５】端面全周に肉盛溶接をしたスタンド素材を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るスタンドの製造方法および肉盛溶接方法について図を参照しながら説明する。
【００１７】
図１はスタンドの溶接手順を示すフロー図であり、図２は肉盛溶接前のスタンド素材を示す正面図である。
【００１８】
スタンドは、下方吸引式焼結機による焼結鉱製造時に焼結パレット内の焼結原料層の通気性を確保するために、焼結パレット上に装着されてシンターケーキを支持する部材である。
【００１９】
スタンドは、マルテンサイト系ステンレス鋳鋼を母材とするスタンド素材１に肉盛溶接を行うことにより製造され、シンターケーキを支持する本体部２と、パレット台車に取り付けるための台座部とから構成されている。なお、スタンド素材１は、耐摩耗性の観点からマルテンサイト系が好ましい。但し、高温での割れ抑制のためにはフェライト系とオーステナイト系の二相系鋳鋼の材質とし、表層に硬貨肉盛層を形成してもよい。
【００２０】
スタンドを製造するにあたっては、まず、肉盛溶接を行う前にスタンド素材１について検査をする（ステップＳ１００）。検査は、スタンド素材１の巣や割れ等の有無について目視による確認、浸透深傷試験による割れの有無の確認、および、所定箇所についての歪みの有無の確認を行う。
【００２１】
また、本体部２に形成された側面減肉部３の寸法の確認も行う。本体部２は焼結原料層の下層の通気性を維持するためにシンターケーキを支持するので、シンターケーキと接触する部分となる上縁部、すなわち略等脚台形状の上辺部と両斜辺部を補強する必要がある。そのため、本体部２の上縁部及び両面（図２の手前側の面と奥側の面）をスキンカットすることにより、側面減肉部３が形成されている。この側面減肉部３に溶接金属を肉盛溶接することにより、スタンドは高温雰囲気においても耐摩耗性と耐腐食性に優れたものとなる。
【００２２】
ここで、側面減肉部３を“Ｔ”ｍｍとしたとき、後述する側面減肉部３への肉盛溶接の工程（ステップＳ１０４）において、溶接金属を１．５Ｔ〜４Ｔｍｍの厚みで肉盛溶接をするのが好ましい。１．５Ｔｍｍより少ないと、耐摩耗性の効果が得られにくくなり、ひずみを生じさせるおそれがあり、４Ｔｍｍを超えると、スタンド素材１の割れを誘発するおそれが出てくるからである。
【００２３】
なお、側面減肉部３に図中の左側と右側とで段差が設けられているのは、図中の左側から右側へ向かってシンターケーキが進行するため、進行方向先側よりも進行方向手前側の肉盛部分が増えるように段差をつけて形成し焼結塊と接触する側の肉盛部分がより増えるようにすることで、スタンドの耐摩耗性及び耐腐食性を高めることができるからである。
【００２４】
上記の検査を経た後、スタンド素材１に予熱を加える（ステップＳ１０２）。予熱は、１５０〜２５０℃の温度でスタンド素材１を加熱することにより行う。１５０℃よりも低い温度で予熱すると、スタンドの割れが発生する可能性が高くなり、２５０℃を超える温度で予熱すると、溶接金属が素材化してしまい、スタンドが変形してしまうおそれがあるからである。そのため、予熱温度が上記の温度範囲となるよう、スタンド素材１の中央部分の温度を接触温度計又は温度チョークを使用して計測して温度制御を行うのが好ましい。
【００２５】
スタンド素材１の予熱を加えた後、側面減肉部３の肉盛溶接を行う（ステップＳ１０４）。側面減肉部３の肉盛溶接は、スタンド素材１の下方から一列ごとに一層肉盛を８〜１０回で（８〜１０パスで）行い、図３に示すように側面肉盛溶接部４を形成する。このとき、肉盛される金属が溶け落ちないようスタンド素材１の上部に銅板を当てて肉盛溶接を行うのが好ましい。１パス当たりの肉盛量を増やしすぎると溶融金属がたれおちる。また、１パス当たりの肉盛層を薄くすると結晶が細かくなり、熱衝撃性が改善する。他方、パスを多く過ぎると生産性を阻害する。そのため８〜１０回で皮膜を形成する。
【００２６】
また、溶接入熱は、製造後におけるスタンドの耐摩耗性及び耐腐食性に影響を与える。溶接入熱が小さければ耐摩耗性及び耐腐食性の効果を期待できなくなり、溶接入熱が大きければ熱応力が高くなり、スタンドの割れの発生率が高まることになる。したがって、溶接入熱を規定する溶接条件としては、電流：２８０〜３００Ａ、電圧：２８〜３０Ｖ、溶接速度：３０〜４０ｃｍ／分、とするのが好ましい。
【００２７】
なお、肉盛溶接される溶接金属は、チューブの中に合金粉を詰めたワイヤで、溶接中の温度を５００℃以下として溶接を行う。溶接中の温度を５００℃以下とするのは、肉盛部の軟化を防ぐためである。この際にもスタンド素材１の中央部分の温度を接触温度計又は温度チョークを使用して計測して温度制御を行うのが好ましい。
【００２８】
一方の面の側面減肉部３の肉盛溶接を行うと、反対側の面の側面減肉部３の肉盛溶接を同様の手順で行う（ステップＳ１０６）。
【００２９】
両側の側面減肉部３の肉盛溶接を行った後、側面減肉部３の外周、すなわち、略台形状であるスタンド素材１の両斜辺部を一層で肉盛溶接して、図４に示すように側面外周肉盛溶接部５を形成する（ステップＳ１０８）。このとき、肉盛される金属が溶け落ちないようスタンド素材１の斜辺部に銅板を当てて肉盛溶接を行うのが好ましい。同様にして、反対側の側面減肉部３の外周も肉盛溶接して側面外周肉盛溶接部５を形成する（ステップＳ１１０）。
【００３０】
側面減肉部３の肉盛溶接を行った後、溶接されていない箇所（本体部２の上辺部の上縁と両斜辺部の上縁）、すなわち、スタンド素材１の端面全周に肉盛溶接を行い（ステップＳ１１２）、図５に示すように端面肉盛溶接部６、７、８を、端面肉盛溶接部６、端面肉盛溶接部７、端面肉盛溶接部８の順序で形成する。このときも、肉盛される金属が溶け落ちないように、既に肉盛溶接がなされている側面肉盛溶接部４や側面外周肉盛溶接部５に銅板を当てて肉盛溶接を行うのが好ましい。
【００３１】
スタンド素材１に肉盛溶接を施して、側面肉盛溶接部４、側面外周肉盛溶接部５および端面肉盛溶接部６、７、８を形成した後、スタンド素材１に後熱を加える（ステップＳ１１４）。後熱は、２５０℃以上の温度で肉盛溶接後のスタンド素材１を加熱することにより行い、この後熱を行うことにより、スタンドが割れにくくなり、耐久性を高めることが可能となる。なお、肉盛溶接後のスタンド素材の温度が２５０℃以上であるときは、後熱を加える工程を省略することとしてもよい。
【００３２】
その後、スタンド素材１を徐々に冷却して（ステップＳ１１６）、肉盛された金属の垂れた部分などをグラインダー処理等で形状を整え、スタンド素材１の割れの有無の検査、歪み検査および肉盛箇所の寸法検査を経て、スタンドが完成する。
【００３３】
以上のような手順で製造されたスタンドは、耐摩耗性及び耐腐食性に優れたものとなり、スタンドの取り替え周期を延ばしてスタンドの長寿命化を図ることが可能となる。
【００３４】
以上、本発明に係るスタンドの製造方法およびスタンドにおける肉盛溶接方法について、実施形態に基づいて説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の目的を達成でき、かつ発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々設計変更が可能であり、それらも全て本発明の範囲内に包含されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、製鉄所における製銑工程に供する焼結鉱を製造するシンターケーキ支持焼結方法に用いる支持スタンドの製造方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  スタンド素材
２  本体部
３  側面減肉部
４  側面肉盛溶接部
５  側面外周肉盛溶接部
６，７，８  端面肉盛溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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