(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩耗媒体による衝撃磨耗を受ける部材表面を保護するライナーに使用される耐磨耗性プレートであって、オーステナイト系マンガン鋼、軟鋼、ステンレス鋼、ダクタイル鋳鉄、炭素鋼、又はクロムモリブデン鋼の何れかの易溶接鋼からなり且つ六角形の貫通孔が千鳥状に設けられたハニカム形状の多孔板の各貫通孔内に、耐磨耗性部材を溶接肉盛り又はキャスティングにより充填したことを特徴とする耐磨耗性プレート。
【請求項２】
前記多孔板をオーステナイト系マンガン鋼、軟鋼、ステンレス鋼、ダクタイル鋳鉄、炭素鋼、又はクロムモリブデン鋼の何れかの易溶接鋼からなる裏板に重ねて接合したことを特徴とする請求項１に記載の耐磨耗性プレート。
【請求項３】
摩耗媒体による衝撃磨耗を受ける部材表面を保護するライナーに使用される耐磨耗性プレートであって、オーステナイト系マンガン鋼、軟鋼、ステンレス鋼、ダクタイル鋳鉄、炭素鋼、又はクロムモリブデン鋼の何れかの易溶接鋼からなる母材板の表面に六角形の凹部を千鳥状に設けると共に、各凹部内に耐磨耗性部材を溶接肉盛り又はキャスティングにより充填したことを特徴とする耐磨耗性プレート。
【請求項４】
高炉炉頂部に使用される旋回シュート又はムーバブルアーマプレートのライナー材である請求項１、２又は３に記載の耐磨耗性プレート。
【請求項５】
前記易溶接鋼は、マンガンを１４〜２１重量％含有するオーステナイト系マンガン鋳鋼である請求項１、２、３又は４に記載の耐磨耗性プレート。
【請求項６】
前記耐磨耗性部材は、マンガンを１１〜２５重量％含有するオーステナイト系マンガン鋼をマトリックスとして、その中にタングステン炭化物粒子を断面積比で２０〜７０％占めるように分散混合させた溶接肉盛り複合材である請求項１、２、３、４又は５に記載の耐磨耗性プレート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鉄所の高炉炉頂部に使用される旋回シュート又はムーバブルアーマプレートのライナー材等に適した耐磨耗性プレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鉱石やコークス等の高炉原料を高炉内に均一に投入する手段として、ルクセンブルグ国のＰＡＵＬ  ＷＵＲＴＨ社が開発した旋回シュートがある。旋回シュートは、高炉の炉頂装置に組み込まれ、３６０度の回転運動と仰角の変更との組み合わせにより、高炉原料を炉内に渦巻き状に均一投入する。このシュートは、上部ホッパから落差をもって投入される高炉原料による激しい衝撃磨耗を受けると共に、炉内の高温雰囲気にさられる。このため、旋回シュートの内面はライナーにより保護されている。
【０００３】
このライナーは、易溶接性の母材鋼板の片面に耐磨耗性硬化金属を溶接肉盛りした構造になっている。より具体的には、母材鋼板として１２ｍｍ厚のＳＳ４００板を使用し、その表面にベルギー国のＳＯＵＤＯＫＡＹ社が製造したＡ４５−０ワイヤを用いて２層約１０〜１２ｍｍの厚さに溶接肉盛りを行うことにより製造されている。そして、このライナーを瓦積みのように３〜４枚重ねてシュート内面に取付けていた。
【０００４】
Ａ４５−０ワイヤの化学成分は、Ｃ：５．７％、Ｃｒ：２０％、Ｍｏ：６．７％、Ｎｂ：６．１％、Ｗ：１．８％、Ｖ：０．８５％である。常温における硬度はＨＲＣ６３、６００℃における硬度はＨＲＣ５０である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＳＯＵＤＯＫＡＹ社製のＡ４５−０ワイヤは、高温下における耐磨耗性の優れたワイヤであり、世界的にこのワイヤが旋回シュートの内面ライナーに使用され、我が国でも約２６年間にわたって使用されてきた。しかし、そのライナーは、高炉原料による激しい衝撃磨耗と、炉内の高温雰囲気のため、瓦積みにもかかわらず短くて１年、長くて２年の寿命であった。
【０００６】
これに加え、高炉原料は比重の異なるものが混合されている。ライナーに瓦積みのような顕著な段差があると、均一混合されている高炉原料が段差部で分級されてしまうという問題もある。
【０００７】
このような問題を解決するために、近年、タングステン炭化物粒子を含有する高クロム鋳鉄製ライナーが開発され、旋回シュートの内面ライナーに適用されている。これは、マトリックスに高クロム鋳鉄を使用し、一方の表面側にタングステン粒子を約１０ｍｍの層厚で含有させたものであり、金型の底板上に約１０ｍｍの層厚で積層されたタングステン粒子上に高クロム鋳鉄の溶鋼を流し込むキャスティング法により製作される。
【０００８】
このライナーを旋回シュートの内面ライナーに適用した場合、Ａ４５−０ワイヤ肉盛りライナーより長寿命が得られることが報告されている。しかし、このライナーは肉厚が非常に厚く、例えば１枚の厚みが５５ｍｍにもなり、重量的な負荷が甚だ大きいという問題がある。
【０００９】
これは、タングステン粒子層を１０ｍｍ以上に厚くできないこと、粒子層が消滅した後の寿命を確保することが理由と考えられる。即ち、このライナーの製造では、キャスティング法でタングステン粒子と高クロム鋳鉄とが一体化されるために、余りに厚くタングステン粒子を積層しても、入熱不足からタングステン粒子を鋳くるむことが不可能になり、約１０ｍｍの粒子層が限界になると考えられる。そして、この約１０ｍｍの粒子層が存在している間は、優れた耐磨耗性を確保できるが、粒子層が磨耗消滅すると、低硬度の高クロム鋳鉄は、極端に磨耗が進行するようになる。そのため、肉厚を約５５ｍｍと厚くせざるを得ず、重量が嵩む欠点を生じていた。
【００１０】
また、このライナーは短冊状にしか成形できないので、多角形に組み合わせてシュートの内面保護層を形成する必要がある。このため、各ライナーに高い寸法精度が要求され、また、局部磨耗の要因となる継ぎ目が増加する。
【００１１】
本発明の目的は、薄肉で耐磨耗性に優れ、曲面板の製造も簡単なライナー用耐磨耗性プレートを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の耐磨耗性プレートは、摩耗媒体による衝撃磨耗を受ける部材表面を保護するライナーに使用される耐磨耗性プレートであって、オーステナイト系マンガン鋼、軟鋼、ステンレス鋼、ダクタイル鋳鉄、炭素鋼、又はクロムモリブデン鋼の何れかの易溶接鋼からなり且つ六角形の貫通孔が千鳥状に設けられたハニカム形状の多孔板の各貫通孔内に、耐磨耗性部材を溶接肉盛り又はキャスティングにより充填したものである。
【００１３】
耐磨耗性部材は、溶接肉盛り又はキャスティングにより多孔板の貫通孔内に充填された充填金属部材、そのなかでも溶接肉盛り、とりわけマンガンを主合金成分とするオーステナイト系マンガン鋼をマトリックスとして、その中にタングステン炭化物粒子を断面積比で２０〜７０％占めるように分散混合させた溶接肉盛り複合金属部材が好ましい。オーステナイト系マンガン鋼におけるＭｎ量は１１〜２５重量％である。
【００１４】
本発明の耐磨耗性プレートの１例を図１に示す。比較のために、母材鋼板として円形の貫通孔を千鳥状に設けた多孔板を使用した耐磨耗性プレートを図２（ａ）に示し、四角形の貫通孔を千鳥状に設けた多孔板を使用した耐磨耗性プレートを図２（ｂ）に示す。図中、１０は多孔板、１１は貫通孔、２０は貫通孔１１内に充填された耐磨耗性部材である。
【００１５】
貫通孔１１が丸孔の場合は、隣接する３個の貫通孔１１に囲まれたリブ部１２の面積が大きくなり、磨耗を受けやすくなるので好ましくない。四角形の貫通孔１１の場合は、リブ部１２がＴ字形となり、その面積を小さくできるが、９０度の隅部は肉盛りによる応力集中を受け、破断を生じやすくなる。また、使用中に衝撃磨耗を受ける用途では、耐磨耗性部材２０も４隅の応力集中部から破断を生じやすくなる。隅部が９０度であると、硬化肉盛りを行う場合に、その隅部を溶融させることが困難になるなどの問題も生じる。
【００１６】
これらに対し、六角形の多数の貫通孔１１が千鳥状に設けられたハニカム形状の多孔板１０を使用した場合には、これらの問題がなく、丸孔、四角形の貫通孔１１の長所を兼ね備えた耐磨耗性プレートが製造される。即ち、貫通孔１１が六角形の場合、３つの貫通孔１１間に形成されるリブ部１２は、面積が小さい上に、貫通孔１１に肉盛りなどをした場合の収縮応力は互いに打ち消し合う方向に働き、応力が最もバランスする形状となる。従って、使用時に衝撃応力を受けても、破断し難い形状となる。
【００１７】
リブ部１２の幅Ｗは３ｍｍから１０ｍｍが実用的であり、ライナー表面に衝突する磨耗媒体が大きい場合には最大２５ｍｍまで許容できる。この幅Ｗが小さすぎると、耐磨耗性部材２０を保持する力が少なくなり、貫通孔１１に溶接肉盛りを行う場合には、リブ部１２が溶接熱により溶融しやすくなる。大きすぎる場合は、隣接する耐磨耗性部材２０間の間隔が広がり、耐磨耗性が低下する。また、リブ部１２の磨耗が促進され易くなる。
【００１８】
リブ部１２の厚みＴ、即ち多孔板１０の厚みは１０〜３０ｍｍが軽量化の点から好ましく、製作は１００ｍｍまで可能である。この厚みＴが小さすぎると、耐磨耗性部材２０の厚みが薄くなり、長寿命を与えることが困難になる。また、多孔の強度が低下する。大きすぎる場合は、耐磨耗性部材２０の厚みも増大し、重量が重くなる。
【００１９】
貫通孔１１の大きさは外接円の直径Ｄで表して３０〜７０ｍｍが好ましい。これが小さすぎると、耐磨耗性部材２０の配列ピッチが密になり、製作での作業能率が低下する。また、溶接肉盛りでは、貫通孔１１がキャスティングでの金型のような働きをして、内壁への溶融が困難になる。大きすぎる場合は、多孔板１０による耐磨耗性部材２０の保持が難しくなる。溶接肉盛りやキャスティングでは、溶融金属量が増大して、変形の原因になる。
【００２０】
耐磨耗性プレートの製作方法として、多孔板１０の貫通孔１１内への溶接肉盛り方法を図３に示す。多孔板１０の裏側に銅板、カーボン板等からなる当て金３０を配置し、表面側から肉盛り硬化溶接ワイヤ４０で立て向きに栓溶接と同じ方法で各貫通孔１１内に溶接肉盛りを行い、その後、多孔板１０から当て金４０を取り外すことにより、耐磨耗性プレートが製作される。
【００２１】
本発明の耐磨耗性プレートの他の例を図４に示す。図４に示すように、多孔板１０を易溶接鋼からなる裏板５０に重ね、多孔板１０の各貫通孔１１内に溶接肉盛りを行って耐磨耗性部材２０を形成する。耐磨耗性部材２０が多孔板１０及び裏板５０に溶け込み、多孔板１０と裏板５０を接合一体化することができる。これにより、耐磨耗性プレートの機械的強度を大幅に高めることができる。その製作は、多孔板１０の裏側に裏板５０を当て金として配置し、溶接肉盛りを行うことにより簡単に行うことができる。
【００２２】
Ｒ曲げ面が要求される場合には、図５及び図６に示すように、多孔板１０に予め必要な曲げＲを与えておき、当て金３０或いは裏板５０も同じＲに曲げて、その上に多孔板１０を重ね、各貫通孔１１に溶接肉盛りを行う。当て金３０或いは裏板５０を、別にＲ曲げ加工した厚肉の拘束板６０に固定し、肉盛り後に取り外せば、より効果的に変形を防止することが可能である。７０は仮固定のための溶接部である。
【００２３】
本発明の耐磨耗性プレートの更に他の例を図７に示す。この例は、裏板５０付きで、且つ、その裏板５０を多孔板１０と一体化した耐磨耗性プレートである。即ち、易溶接鋼からなる母材板８０の表面に、貫通孔１１に対応する六角形の凹部８１を千鳥状に設け、各凹部８１内に耐磨耗性部材２０を溶接肉盛りすることにより、この耐磨耗性プレートは構成されている。そして、母材板８０の凹部８１が設けられた表面側の部分８０Ａがハニカム形状の多孔板１０に対応し、残りの裏面側の部分８０Ｂが裏板５０に対応している。
【００２４】
耐磨耗性部材２０が薄くてよい場合、多孔板１０の厚みも小さくなり、これを別途製作して裏板５０に張り付けるよりも、表面に多数の凹部８１を設けた母材板８０を鋳鋼等により製作し、各凹部８１内に耐磨耗性部材２０を充填する方が製作が容易となる。つまり、図５の耐磨耗性プレートは、耐磨耗性部材２０の厚みが小さい場合に特に有効である。
【００２５】
一方、耐磨耗性部材２０の厚みが極端に大きい場合、多孔板１０も非常に厚くなる。このような厚板に六角形の貫通孔１１を設けることはガス切断等を用いても容易ではなく、多孔板１０を鋳鋼で製作する方が有利となる。そして、多孔板１０を鋳鋼で製作するならば、当初から穴付きの母材板８０を製作する方が、多孔板１０と裏板５０を接合する手間が省け、有利となる。従って、耐磨耗性部材２０の厚みが大きい場合も、図５のような一体型の耐磨耗性プレートは有効となる。
【００２６】
具体的な寸法で言えば、耐磨耗性部材２０の厚みが１０ｍｍ未満の場合、及び５０ｍｍ超の場合、好ましくは１００ｍｍ超の場合、図５の一体型プレートが有効である。逆に言えば、多孔板１０と裏板５０と接合した耐磨耗性プレートは、耐磨耗性部材２０の厚みが１０〜１００ｍｍの場合に有効である。
【００２７】
なお、本明細書では、特にことわりのない限り、多孔板１０は、母材板８０の凹部８１が設けられた表面側の部分８０Ａも意味し、裏板５０は、母材板８０の残りの裏面側の部分８０Ｂも意味する。また、多孔板１０の貫通孔１１は、母材板８０の凹部８１も意味する。
【００２８】
本発明の耐磨耗性プレートの製作に用いられる溶接肉盛り方法としては、ノンガス肉盛り、炭酸ガス溶接、ＭＩＧ溶接、エレクトロスラグ溶接、エレクトロガス溶接、エレクトロノンガス溶接等の立て向き溶接を適用できるので、非常に高能率であり、製作時間が短縮されて経済性に優れる。また、多孔板が厚さ３〜１２ｍｍ程度の薄板であるならば、手溶接棒を使用した立て向き肉盛りが可能である。
【００２９】
従来の片面側に耐磨耗金属をもつ耐磨耗性プレートでは、硬化金属の厚みが高々５〜６ｍｍである。これより厚くなると曲げ加工で割れや剥離が発生するからである。硬化金属の厚みとして１０〜１２ｍｍが要求される場合は予め母材鋼板を所定Ｒで曲げ加工して溶接肉盛りを行っていた。
【００３０】
本発明の耐磨耗性プレートでは、六角形の貫通孔に肉盛りを行うために、その厚みは１００ｍｍさえも可能となり、厚い耐磨耗性部材の形成が可能になる。立て向き肉盛りを使用することにより、溶接入熱が膨大となり、溶着後、肉盛り金属が徐冷され、硬化金属に対する割れは著しく軽減される。従って、衝撃磨耗を受ける用途では、剥離脱落の防止に大きな効果が得られる。
【００３１】
硬化金属の全周が六角形のリブ部により囲まれるため、丁度、人間の歯と歯茎の関係の如く、硬い歯が硬い食物を噛み込んでも歯が欠けにくい理由と同じで、歯茎が噛み込みにより生じた圧縮、剪断応力をクッションとして受け止め、ショックアブソーバの働きをする。更に、裏板を取り付けた場合には、よりその衝撃圧縮応力が吸収され、剥離防止の効果を発揮するようになる。
【００３２】
一方、本発明の耐磨耗性プレートにおける問題点として、耐磨耗性部材を囲むリブ部が易溶接鋼材であり、耐磨耗性に劣ることが懸念される。従って、リブ部の幅Ｗは磨耗を防止するためにできるだけ小さくしておくことが必要であるが、先に述べたショックアブソーバーの効果を合わせ持つ必要がある。このことから、リブ部の幅Ｗは３〜１０ｍｍが好ましい範囲である。リブ部の幅Ｗは一般にリブ部の厚みＴと相関があり、厚みＴが大きくななれば幅Ｗも大きくなる。耐磨耗性金属を厚く肉盛りすれば、リブ部の幅Ｗを大きくして耐磨耗性部材の脱落を防止することができる。
【００３３】
リブ部は、磨耗媒体の流れに対して角度をもち、磨耗を受け難い形状であるが、一旦磨耗を受け、凹みを生じると、その部分に磨耗媒体の微粉が入り込み、セルフライニングの効果を発揮するようになる。加えて、この種、厚肉の耐磨耗性プレートが使用されるのは、非常に過酷な磨耗を受ける用途であり、磨耗媒体はある程度の大きな塊である岩石、鉱石、コークス等であるため、塊の径よりリブ部の幅Ｗが小さくなる。このため、リブ部は意外に磨耗を受けにくい。また、耐磨耗性部材の磨耗速度がリブ部に比べ圧倒的に遅いので、柔らかいリブ部の磨耗がある程度進行すると、その時点でリブ部の磨耗進行は停止する。即ち、硬化金属部の磨耗に従って、一定比率でリブ部の磨耗が進行する。従って、リブ部の磨耗が致命的な問題になることはない。
【００３４】
リブ部の磨耗が懸念される場合は、当初よりその上に耐磨耗性金属を肉盛りしておけばよい。そうすることによりリブ部の初期磨耗が効果的に抑制される。
【００３５】
多孔板の貫通孔に充填される溶接肉盛り金属としては、マンガンを主合金成分とするオーステナイト系マンガン鋼、代表的には１４％マンガン鋼をマトリックスとして、その中にタングステン炭化物粒子を断面積比で２０〜７０％占めるように分散混合させた複合材が好ましい。タングステン炭化物粒子は、コバルトを３〜１５重量％含有するものが好ましく、粒径としては最大８ｍｍ以下、平均で０．５〜１．５ｍｍが好ましい。
【００３６】
この複合材は、面荷重が大きい粉砕ローラの肉盛りに使用するために開発されたものであるが、マトリックスに１４％マンガン鋼を使用しているために、高所から塊状の磨耗媒体が落差をもって落下して磨耗面に衝撃荷重を与える磨耗状況に対しても、非常に適切な肉盛り材料であることが確認されている。
【００３７】
高炉原料については、高炉内の諸化学的変化を均一にするために鉄鉱石を３０〜５０ｍｍ程度に整粒して使用することが好ましいとされている。このことから、少なくとも鉄鉱石の一つの塊の重量は１００〜６００ｇ程度となり、この塊が高所から落差をもって落下し、ライナー表面に衝突して与える面圧は、少なくとも直撃部については４９０Ｎ／ｃｍ2 以上に達すると推察される。上述した複合材は、このような高面圧用途に適している点からも、多孔板の貫通孔に充填される耐磨耗性金属として好適である。
【００３８】
オーステナイトマンガン鋼は重衝撃磨耗によく耐え、非常に優れた靱性をもち、衝撃を受けた面のみ加工硬化するが、内部は元のままの靱性を保持している。内部に分散したタングステン炭化物粒子はこのマトリックスにより効果的に保持される。タングステン炭化物粒子を０．５〜１．５ｍｍの細粒とすることにより、粒子間隔が狭くなり、マトリックスが選択磨耗を受けにくくなる。更に、粒子は溶接肉盛り金属の全厚にわたって分散している。例えば２０ｍｍの多層肉盛りとすれば、２０ｍｍのタングステン炭化物粒子層が形成される。このため、大幅な軽量化が可能になり、寿命も大幅に延長される。第１層、第２層には最大粒径が８ｍｍ以下の大径粒子を添加するのも効果的である。
【００３９】
オーステナイト系マンガン鋼をマトリックスとして、その中にタングステン炭化物粒子を分散させた複合材は、溶接肉盛りされ、１層肉盛りでは約５〜６ｍｍの硬化金属層を形成し、２層、３層、４層と多層盛りを行えば、厚み方向へ確実に層厚を増すことができる。多孔板に形成された六角形の貫通孔は、タングステン炭化物粒子を多量に含む溶接材料を保持する上で非常に好都合であり、母材鋼板の表面全体に肉盛りする方法に比べて層厚を厚くでき、粒子をキャスティングにより鋳ぐるむ方法と比べて粒子分散層層厚を格段に厚くすることができる。
【００４０】
多層肉盛りでは、各層の形成が断続溶接と誤解されがちであるが、前層の肉盛りが完了した時点では、形成された溶着金属は未だ高温状態に保たれている。次層はこの高温層の上に連続して肉盛りされる。これにより、多少の肉盛り作業の中断があっても、冶金学的見地からは連続肉盛りの範疇に入る。層間の少しの中断がタングステン炭化物粒子をアーク熱で溶融しない絶妙のタイミングとなり、各層の層間を含め全層にわたって均一な粒子分散分布が得られる。もし、前層が完全に凝固して冷却されてしまうと、層間に融合不良を生じる危険性があり、使用中にこの部分から剥離脱落を生じる危険性が生じる。
【００４１】
先に述べた複合材以外の耐磨耗性金属としては高クロム鋳鉄系合金があり、先に述べたＡ４５−０ワイヤの使用も可能である。
【００４２】
多孔板については、鋼板からの切り出しにより製作することができる。溶接肉盛りで製作することもできる。鋳造により作成することも可能である。鋳鋼としては、１４〜２１重量％マンガンを含有するオーステナイト系マンガン鋼が好ましい。この鋳鋼の利点は、複合材のマトリックスとして先に述べたとおりである。
【００４３】
オーステナイト系マンガン鋼以外の多孔板材料としては、軟鋼、ステンレス鋼、ダクタイル鋳鉄、炭素鋼、クロムモリブデン鋼の何れかの易溶接鋼が使用可能であり、これは裏板材料としても好適である。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図６に基づいて説明する。
【００４５】
本実施形態では、高炉炉頂部に設けられる内径１２００ｍｍの旋回シュートのライナー材として使用される耐磨耗性プレートを製造する。
【００４６】
厚さ２０ｍｍの鋼板に六角形の貫通孔１１を千鳥状に設けて、ハニカム形状の多孔板１０を作製した。貫通孔１１の外接円の直径は約５０ｍｍ、隣接する貫通孔１１の間に形成されるリブ部１２の幅は６〜９ｍｍである。旋回シュートの内径（１２００ｍｍ）に合わせて、多孔板１０を半径６００ｍｍＲに曲げ加工した。多孔板１０の長さは４５０〜５００ｍｍである。
【００４７】
多孔板１０に裏板５０として貼り付ける厚さ９ｍｍの鋼板も同じ寸法、形状に曲げ加工し、多孔板５０の裏側に溶接により仮止めした。溶接肉盛りに伴う変形を防止するために、厚さが３２〜５０ｍｍの拘束板６０も同じ寸法、形状に曲げ加工し、その上に裏板５０を溶接で仮止めした。
【００４８】
以上の準備の後、多孔板１０の各貫通孔１１に対し、オーステナイト系マンガン鋼ワイヤを使用し、粒径が０．５〜１．５ｍｍのタングステン炭化物粒子を重量比で４０〜５０％添加しつつ、立て向きの肉盛り溶接を多孔板の表面レベルまで行った。これにより、各貫通孔１１内に、溶接肉盛り金属からなる耐磨耗性部材２０を形成した。耐磨耗性部材２０が裏板５０にも溶け込み、両者が完全に一体化されることにより、耐磨耗性プレートが完成した。タングステン炭化物粒子の断面積比は、平均粒径が１ｍｍの場合で約５３％である。
【００４９】
リブ部１２の初期磨耗の防止効果とセルフライニング効果を得るために、リブ部１２の表面にＡ４５−０ワイヤを使用して５〜６ｍｍの厚みに肉盛り溶接を行った。リブ部１２に対する肉盛りは、多孔板１０の各貫通孔１１に対する肉盛りより前に行っておいてもよい。
【００５０】
全ての肉盛りが終了した後、拘束板６０から耐磨耗性プレートを取り外す。多少の変形はプレスで修正する。
【００５１】
このような旋回シュートの内面ライナー用耐磨耗性プレートは、以下のような特徴を有する。
【００５２】
タングステン粒子を表層部に内包する高クロム鋳鉄で形成されたライナー材は、短冊状にしか成形できないので、多数枚を多角形の筒状に組み立てる必要がある。このため、各ライナー材の寸法精度が要求され、また、局部磨耗の要因になるライナー間の継ぎ目の数が増加する。特に、高炉原料の流れと平行方向の縦継ぎ目が多数できることにより、その局部磨耗が問題になる。このため、旋回シュートの周方向における組立精度や寸法精度に配慮が必要になり、組立に多大の時間が必要となって立ち上げに時間がかかる。
【００５３】
しかるに、本実施形態のライナー材は、旋回シュートの周方向で湾曲した形状に形成されるので、縦継ぎ目の数を大幅に低減でき、円筒形状に形成して縦継ぎ目を無くすることも可能である。従って、旋回シュートへの組み付けが非常に簡単になる。
【００５４】
Ａ４５−０ワイヤによる溶接肉盛りライナー材は、使用寿命を延長するために瓦積み状に重ねて組み合わせる必要がある。しかるに、本実施形態のライナー材は、耐磨耗性が非常に優れているので、瓦積みの必要がなく、同一面上に配列できる。特に、縦継ぎ目だけでなく、高炉原料の流れ方向に対して直角の横継ぎ目も、溶接で接合することも可能である。ライナー材の表面が同じ高さに揃うことにより、高炉原料の分級が抑制される。旋回シュートへの取付けもボルト止め等で簡単に行うことができる。
【００５５】
高炉原料が直撃する部分に局部磨耗が発生した場合、高クロム鋳鉄ライナー材は、溶接補修が行えず、交換を余儀なくされるので、不経済である。しかるに、本実施形態のライナー材は、その磨耗部分を溶接肉盛りにより補修できる。使用している肉盛り材料は、オーステナイト系マンガン鋼をマトリックスにしているので、Ａ４５−０ワイヤのような亀甲状の割れも生じない。また、靱性に優れ、局部磨耗部の上に予熱なしで同じ材料を肉盛りすることができる。従って、万一トラブルが発生しても短時間で補修工事を行うことができる。更に、その磨耗部分を切断して新しいライナー材を継ぎ足し溶接することも可能である。
【００５６】
本実施形態のライナー材では、多孔板の厚みが硬化金属部の厚みを決定する。タングステン炭化物粒子を分散混合する硬化金属は、高価であり、磨耗を受け難い部分に磨耗の顕著な部分と同じ肉厚を与えることは不経済である。旋回シュート用ライナー材では、周方向の底の部分、時計回りで言えば、４時から８時の範囲が特に磨耗を受けやすいが、３時から４時及び８時から９時の範囲は、高炉原料の当たりが少なく、前記範囲より磨耗が少ない。従って、４時から８時の範囲に２０ｍｍの硬化金属層を与えれば、３時から４時及び８時から９時の範囲には１０ｍｍの層厚を与えればよい。
【００５７】
この場合、多孔板の厚みを変えれば、簡単に層厚変更が可能になる。同じ厚みの多孔板の場合も、貫通孔の底部に上げ底用の軟鋼板等を挿入して裏板に栓溶接等で取付け、その上に肉盛りを行えば、簡単に層厚変更が可能になる。
【００５８】
本実施形態のライナー材では、重量増加を考えなければ１００ｍｍの肉盛りも可能である。それは肉盛り部がリブ部で囲まれ、その内部に立て向き溶接で肉盛りを行うことが可能であること、靱性をもつオーステナイトマンガン鋼をマトリックスとしているので、Ａ４５−０ワイヤのような亀甲状の割れが発生しなことによる。激しい磨耗を受けない部分では、Ａ４５−０ワイヤを貫通孔に立て向き溶接で肉盛りすることも可能である。
【００５９】
上記実施形態では、本発明の耐磨耗性プレートを旋回シュート用ライナー材に適用したが、同じ高炉炉頂部に設けられるムーバブルアーマプレートのライナー材にも同様に有効である。
【００６０】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明の耐磨耗性プレートは、六角形の貫通孔が千鳥状に設けられたハニカム形状の易溶接鋼からなる多孔板の各貫通孔に耐磨耗性部材を溶接肉盛り又はキャスティングにより充填したことにより、薄肉で優れた耐磨耗性を確保でき、軽量化を図ることができる。瓦積み状に重ねる必要がなく、取付け工事が容易である。曲面板の製造も簡単であり、この点からも取付け工事を簡略化できる。また、継ぎ目の数を低減できる点からも、耐磨耗性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の典型的な耐磨耗性プレートの斜視図である。
【図２】比較用の耐磨耗性プレートの斜視図である。
【図３】本発明の耐磨耗性プレートを製作するための溶接肉盛り方法を示す縦断面図である。
【図４】本発明の他の耐磨耗性プレートの斜視図である。
【図５】本発明の更に別の耐磨耗性プレートの斜視図である。
【図６】本発明の更に別の耐磨耗性プレートの斜視図である。
【図７】本発明の更に別の耐磨耗性プレートの斜視図である。
【符号の説明】
１０  多孔板
１１  貫通孔
１２  リブ部
２０  耐磨耗性部材
３０  当て金
４０  溶接ワイヤ
５０  裏板
６０  拘束板
７０  溶接部
８０  母材板
８１  凹部
【図１】
0004148390.tif 000002
【図２】
0004148390.tif 000003
【図３】
0004148390.tif 000004
【図４】
0004148390.tif 000005
【図５】
0004148390.tif 000006
【図６】
0004148390.tif 000007
【図７】
0004148390.tif 000008