JP2001031477A - 金属製品搬送用複合セラミツクロールとその製造方法 - Google Patents
金属製品搬送用複合セラミツクロールとその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性と耐久性に優れた、金属製品搬送用複
合セラミツクロールを得る。 【解決手段】 窒化珪素を主成分とするセラミツクロー
ル２において、表層部３を硼化チタン（TiB2），硼化ジ
ルコニウム（ZrB2）などの硼化物１２が分散した微細な
結晶粒１２ａから構成し、内部層４を柱状結晶粒１４ま
たは柱状結晶粒１４に炭素繊維１５を配合した構成とす
る。
合セラミツクロールを得る。 【解決手段】 窒化珪素を主成分とするセラミツクロー
ル２において、表層部３を硼化チタン（TiB2），硼化ジ
ルコニウム（ZrB2）などの硼化物１２が分散した微細な
結晶粒１２ａから構成し、内部層４を柱状結晶粒１４ま
たは柱状結晶粒１４に炭素繊維１５を配合した構成とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば高温反応炉な
どの内部で金属製品を搬送するためのロールコンベヤの
ロール、特に耐熱性と耐久性に優れた金属製品搬送用複
合セラミツクロールとその製造方法に関するものであ
る。
どの内部で金属製品を搬送するためのロールコンベヤの
ロール、特に耐熱性と耐久性に優れた金属製品搬送用複
合セラミツクロールとその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば鋼板から珪素鋼板を連続的に製造
するには、炉床に配設したロールコンベヤにより鋼板を
加熱反応炉へ装入し、移送中に炉の内部に充満させた四
塩化珪素ガスと反応させ、珪素鋼板として排出する。ロ
ールコンベヤは炉床に移送方向と垂直に配設した多数の
ロール（ハースロールと呼ばれる）からなり、鋼板は回
転するロールの上を連続的に送られる。高温に加熱され
た金属製品を運搬するために、窒化珪素系セラミツクの
ロールを用いると、ロールに含まれる窒化珪素が金属製
品と反応したり、金属製品の搬送中にロールが破損する
という問題があつた。
するには、炉床に配設したロールコンベヤにより鋼板を
加熱反応炉へ装入し、移送中に炉の内部に充満させた四
塩化珪素ガスと反応させ、珪素鋼板として排出する。ロ
ールコンベヤは炉床に移送方向と垂直に配設した多数の
ロール（ハースロールと呼ばれる）からなり、鋼板は回
転するロールの上を連続的に送られる。高温に加熱され
た金属製品を運搬するために、窒化珪素系セラミツクの
ロールを用いると、ロールに含まれる窒化珪素が金属製
品と反応したり、金属製品の搬送中にロールが破損する
という問題があつた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、耐熱性と耐久性に優れた金属製品搬送用複
合セラミツクロールを提供することにある。
問題に鑑み、耐熱性と耐久性に優れた金属製品搬送用複
合セラミツクロールを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成は窒化珪素を主成分とするセラミツク
ロールにおいて、表層部が硼化チタン（TiB2），硼化ジ
ルコニウム（ZrB2）などの硼化物が分散した微細な結晶
粒からなり、内部層が柱状結晶粒または柱状結晶粒に炭
素繊維が配合されたものであることを特徴とする。
に、本発明の構成は窒化珪素を主成分とするセラミツク
ロールにおいて、表層部が硼化チタン（TiB2），硼化ジ
ルコニウム（ZrB2）などの硼化物が分散した微細な結晶
粒からなり、内部層が柱状結晶粒または柱状結晶粒に炭
素繊維が配合されたものであることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明では窒化珪素セラミツクス
からなるロールについて、表層部に窒化珪素の母相に硼
化チタン（TiB2）または硼化ジルコニウム（ZrB2）を分
散させることにより、金属製品と反応しにくくする一
方、内部層に窒化珪素の母相に炭素繊維を分散させるこ
とにより、靭性を高め破損しにくくする。表層部と内部
層とは別々に作成した後に、一体に接合してから焼成す
る。
からなるロールについて、表層部に窒化珪素の母相に硼
化チタン（TiB2）または硼化ジルコニウム（ZrB2）を分
散させることにより、金属製品と反応しにくくする一
方、内部層に窒化珪素の母相に炭素繊維を分散させるこ
とにより、靭性を高め破損しにくくする。表層部と内部
層とは別々に作成した後に、一体に接合してから焼成す
る。
【０００６】
【実施例】図１，２に示すように、本発明による金属製
品搬送用複合セラミツクロールは中空のものであり、外
周側の表層部３は内周側の内部層４と組成を異にする。
表層部３と内部層４とは別々に作成した後に、一体に接
合してから焼成する。表層部３には炭素繊維は配合され
ないが、内部層４には長さ１００〜１０００μｍ程度に
切断した炭素繊維が均一に珪化珪素の母相に分散され
る。
品搬送用複合セラミツクロールは中空のものであり、外
周側の表層部３は内周側の内部層４と組成を異にする。
表層部３と内部層４とは別々に作成した後に、一体に接
合してから焼成する。表層部３には炭素繊維は配合され
ないが、内部層４には長さ１００〜１０００μｍ程度に
切断した炭素繊維が均一に珪化珪素の母相に分散され
る。
【０００７】図３に示すように、金属製品搬送用複合セ
ラミツクロール２は窒化珪素を主成分とし、表層部３は
窒化珪素（Si3N4 ）などの結晶粒１２ａに、硼化チタン
（TiB2），硼化ジルコニウム（ZrB2）などの硼化物１２
が分散した微細な結晶粒からなり、内部層４は窒化珪素
（Si3N4 ）などの柱状結晶粒１４からなり、好ましく
は、柱状結晶粒１４に炭素繊維１５が配合される。
ラミツクロール２は窒化珪素を主成分とし、表層部３は
窒化珪素（Si3N4 ）などの結晶粒１２ａに、硼化チタン
（TiB2），硼化ジルコニウム（ZrB2）などの硼化物１２
が分散した微細な結晶粒からなり、内部層４は窒化珪素
（Si3N4 ）などの柱状結晶粒１４からなり、好ましく
は、柱状結晶粒１４に炭素繊維１５が配合される。
【０００８】詳しくは、表層部３は硼化チタン（Ti
B2），硼化ジルコニウム（ZrB2）の内の少くとも１つか
らなる硼化物１２と、窒化珪素（Si3N4 ）などの結晶粒
１２ａと、さらに珪素（Si），アルミニウム（Al），イ
ツトリウム（Y ），タリウム（Ta）の内の少くとも１つ
の元素を含む珪化物，酸化物，窒化物または酸窒化物か
らなる粒界相１３とからなる。表層部３の硼化物１２、
つまり硼化チタン（TiB2），硼化ジルコニウム（ZrB2）
の内の少くとも１つの含有量は５〜２５ wt.％である。
B2），硼化ジルコニウム（ZrB2）の内の少くとも１つか
らなる硼化物１２と、窒化珪素（Si3N4 ）などの結晶粒
１２ａと、さらに珪素（Si），アルミニウム（Al），イ
ツトリウム（Y ），タリウム（Ta）の内の少くとも１つ
の元素を含む珪化物，酸化物，窒化物または酸窒化物か
らなる粒界相１３とからなる。表層部３の硼化物１２、
つまり硼化チタン（TiB2），硼化ジルコニウム（ZrB2）
の内の少くとも１つの含有量は５〜２５ wt.％である。
【０００９】内部層４は窒化珪素（Si3N4 ）に代表され
る、珪素（Si），アルミニウム（Al），イツトリウム
（Y ），タリウム（Ta）の内の少くとも１つの元素を含
む珪化物，窒化物または酸窒化物１４からなり、好まし
くは、上述の珪化物，窒化物または酸窒化物１４に、炭
素繊維１５が添加される。内部層４の炭素繊維１５の含
有量は３〜２０ wt.％である。
る、珪素（Si），アルミニウム（Al），イツトリウム
（Y ），タリウム（Ta）の内の少くとも１つの元素を含
む珪化物，窒化物または酸窒化物１４からなり、好まし
くは、上述の珪化物，窒化物または酸窒化物１４に、炭
素繊維１５が添加される。内部層４の炭素繊維１５の含
有量は３〜２０ wt.％である。
【００１０】本発明による金属製品搬送用複合セラミツ
クロール２は、表層部３を泥漿鋳込みにより成形し、さ
らに表層部３とは異なる上述の成分の泥漿を、表層部３
の内空部へ鋳込むことにより内部層４を成形し、表層部
３と内部層４からなる成形体を焼成して得られる。
クロール２は、表層部３を泥漿鋳込みにより成形し、さ
らに表層部３とは異なる上述の成分の泥漿を、表層部３
の内空部へ鋳込むことにより内部層４を成形し、表層部
３と内部層４からなる成形体を焼成して得られる。
【００１１】〔具体的実施例〕金属珪素粉末に窒化珪素
（Si3N4 ）、硼化チタン（TiB2）、シリカ（SiO2）、ア
ルミナ（Al2O3 ）、イツトリア（Y2O3）、酸化タンタル
（Ta2O5 ）の各粉末を加え、さらに水と解膠剤を加え、
混練してスラリーを作製した。得られたスラリーを所定
の長さの石膏型へ注入し、排泥することにより表層部３
の成形体（中空の成形体）を成形した。
（Si3N4 ）、硼化チタン（TiB2）、シリカ（SiO2）、ア
ルミナ（Al2O3 ）、イツトリア（Y2O3）、酸化タンタル
（Ta2O5 ）の各粉末を加え、さらに水と解膠剤を加え、
混練してスラリーを作製した。得られたスラリーを所定
の長さの石膏型へ注入し、排泥することにより表層部３
の成形体（中空の成形体）を成形した。
【００１２】次いで、金属珪素粉末に窒化珪素（Si3N
4 ）、シリカ（SiO2）、アルミナ（Al 2O3 ）、イツトリ
ア（Y2O3）、酸化タンタル（Ta2O5 ）の各粉末と、炭素
繊維とを加え、さらに水と解膠剤を加え、混練して作製
したスラリーを、まだ石膏型から取り出してない表層部
３の成形体の内空部に注入し、排泥することにより表層
部３と内部層４とを一体に形成した。表層部３と内部層
４との２層からなる成形体を石膏型から取り出し、乾燥
し、脱脂した後、窒素ガスの不活性雰囲気にて焼成する
ことにより、図１，２に示すような複合セラミツクロー
ル２を得た。
4 ）、シリカ（SiO2）、アルミナ（Al 2O3 ）、イツトリ
ア（Y2O3）、酸化タンタル（Ta2O5 ）の各粉末と、炭素
繊維とを加え、さらに水と解膠剤を加え、混練して作製
したスラリーを、まだ石膏型から取り出してない表層部
３の成形体の内空部に注入し、排泥することにより表層
部３と内部層４とを一体に形成した。表層部３と内部層
４との２層からなる成形体を石膏型から取り出し、乾燥
し、脱脂した後、窒素ガスの不活性雰囲気にて焼成する
ことにより、図１，２に示すような複合セラミツクロー
ル２を得た。
【００１３】得られた複合セラミツクロール２につい
て、炭素繊維１５の含有量と耐久性との関係を試験した
ところ、図４に示すような結果を得た。炭素繊維１５の
含有量が５ wt.％以下では、窒化珪素などの柱状結晶粒
１４の相互間の緩衝効果が十分でなく、割れが生じやす
い。逆に、炭素繊維１５の含有量が２０ wt.％を超える
と、窒化珪素などの柱状結晶粒１４の相互間に緩みが生
じ、十分な強度を維持できない。炭素繊維１５の含有量
が５〜２０ wt.％の場合に、温度１２００℃で約２５０
０〜７５００時間の使用に耐える。
て、炭素繊維１５の含有量と耐久性との関係を試験した
ところ、図４に示すような結果を得た。炭素繊維１５の
含有量が５ wt.％以下では、窒化珪素などの柱状結晶粒
１４の相互間の緩衝効果が十分でなく、割れが生じやす
い。逆に、炭素繊維１５の含有量が２０ wt.％を超える
と、窒化珪素などの柱状結晶粒１４の相互間に緩みが生
じ、十分な強度を維持できない。炭素繊維１５の含有量
が５〜２０ wt.％の場合に、温度１２００℃で約２５０
０〜７５００時間の使用に耐える。
【００１４】また、得られた複合セラミツクロール２に
ついて、硼化ジルコニウム（ZrB2）の含有量と耐久性と
の関係を試験したところ、図５に示すような結果を得
た。硼化ジルコニウム（ZrB2）の含有量が５ wt.％以下
では、高温での金属製品との不反応性が十分でなく、逆
に、硼化ジルコニウム（ZrB2）の含有量が２５ wt.％を
超えると、硼化ジルコニウム（ZrB2）自体が強度を有し
ないので複合セラミツクロール２の強度を劣化させる。
複合セラミツクロール２に対する硼化ジルコニウム（Zr
B2）の含有量が５〜２５ wt.％の場合に、温度１２００
℃で約２５００〜７５００時間の使用に耐える。
ついて、硼化ジルコニウム（ZrB2）の含有量と耐久性と
の関係を試験したところ、図５に示すような結果を得
た。硼化ジルコニウム（ZrB2）の含有量が５ wt.％以下
では、高温での金属製品との不反応性が十分でなく、逆
に、硼化ジルコニウム（ZrB2）の含有量が２５ wt.％を
超えると、硼化ジルコニウム（ZrB2）自体が強度を有し
ないので複合セラミツクロール２の強度を劣化させる。
複合セラミツクロール２に対する硼化ジルコニウム（Zr
B2）の含有量が５〜２５ wt.％の場合に、温度１２００
℃で約２５００〜７５００時間の使用に耐える。
【００１５】上述の実施例において、硼化ジルコニウム
（ZrB2）の代りに、硼化チタン（TiB2）を用いても同様
の結果が得られることが分つた。
（ZrB2）の代りに、硼化チタン（TiB2）を用いても同様
の結果が得られることが分つた。
【００１６】
【発明の効果】本発明は上述のように、窒化珪素を主成
分とする複合セラミツクロールにおいて、表層部が硼化
チタン（TiB2），硼化ジルコニウム（ZrB2）などの硼化
物が分散した微細な結晶粒からなり、内部層が柱状結晶
粒または柱状結晶粒に炭素繊維を配合したものからな
り、表層部に硼化チタン、硼化ジルコニウムなどの硼化
物を分散させたので、高温での複合セラミツクロールと
金属製品との反応が抑えられ、内部層に炭素繊維を配合
したので、複合セラミツクロールの強度、特に靭性が高
められ、耐熱性と耐久性が向上される。
分とする複合セラミツクロールにおいて、表層部が硼化
チタン（TiB2），硼化ジルコニウム（ZrB2）などの硼化
物が分散した微細な結晶粒からなり、内部層が柱状結晶
粒または柱状結晶粒に炭素繊維を配合したものからな
り、表層部に硼化チタン、硼化ジルコニウムなどの硼化
物を分散させたので、高温での複合セラミツクロールと
金属製品との反応が抑えられ、内部層に炭素繊維を配合
したので、複合セラミツクロールの強度、特に靭性が高
められ、耐熱性と耐久性が向上される。
【図１】本発明に係る金属製品搬送用複合セラミツクロ
ールの側面断面図である。
ールの側面断面図である。
【図２】同複合セラミツクロールの正面断面図である。
【図３】同複合セラミツクロールの組織を模式的に示す
側面断面図である。
側面断面図である。
【図４】同複合セラミツクロールにおける炭素繊維の含
有量と耐久性の関係を表す線図である。
有量と耐久性の関係を表す線図である。
【図５】同複合セラミツクロールにおける硼化ジルコニ
ウムの含有量と耐久性の関係を表す線図である。
ウムの含有量と耐久性の関係を表す線図である。
２：複合セラミツクロール ３：表層部 ４：内部層
１２：硼化物 １２ａ：結晶粒 １３：粒界相 １４：
柱状結晶粒 １５：炭素繊維
１２：硼化物 １２ａ：結晶粒 １３：粒界相 １４：
柱状結晶粒 １５：炭素繊維
Claims (6)
- 【請求項１】窒化珪素を主成分とするセラミツクロール
において、表層部が窒化珪素の母相に硼化チタン（Ti
B2），硼化ジルコニウム（ZrB2）などの硼化物が分散し
た微細な結晶粒からなり、内部層が窒化珪素の柱状結晶
粒または柱状結晶粒に炭素繊維が配合されたものである
ことを特徴とする、金属製品搬送用複合セラミツクロー
ル。 - 【請求項２】前記表層部は硼化チタン（TiB2），硼化ジ
ルコニウム（ZrB2）の内の少くとも１つと、珪素（S
i），アルミニウム（Al），イツトリウム（Y ），タリ
ウム（Ta）の内の少くとも１つの元素を含む珪化物、酸
化物、窒化物または酸窒化物とからなる、請求項１に記
載の金属製品搬送用複合セラミツクロール。 - 【請求項３】前記内部層は珪素（Si），アルミニウム
（Al），イツトリウム（Y ），タリウム（Ta）の内の少
くとも１つの元素を含む珪化物、窒化物または酸窒化物
と、炭素繊維とからなる、請求項１に記載の金属製品搬
送用複合セラミツクロール。 - 【請求項４】前記内部層の炭素繊維の含有量は３〜２０
wt.％である、請求項１〜３に記載の金属製品搬送用複
合セラミツクロール。 - 【請求項５】前記表層部の硼化チタン（TiB2），硼化ジ
ルコニウム（ZrB2）の内の少くとも１つの含有量は５〜
２５ wt.％である、請求項２に記載の金属製品搬送用複
合セラミツクロール。 - 【請求項６】硼化チタン（TiB2），硼化ジルコニウム
（ZrB2）などの硼化物が分散した微細な結晶粒からなる
表層部を泥漿鋳込みにより成形し、さらに柱状結晶粒ま
たは柱状結晶粒に炭素繊維が配合された泥漿を前記表層
部の内空部に鋳込むことにより内部層を成形し、前記表
層部と前記内部層からなる成形体を焼成することを特徴
とする、金属製品搬送用複合セラミツクロールの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11207298A JP2001031477A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 金属製品搬送用複合セラミツクロールとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11207298A JP2001031477A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 金属製品搬送用複合セラミツクロールとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001031477A true JP2001031477A (ja) | 2001-02-06 |
Family
ID=16537475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11207298A Pending JP2001031477A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 金属製品搬送用複合セラミツクロールとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001031477A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040040497A (ko) * | 2002-11-07 | 2004-05-13 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마 디스플레이 장치 |
| EP3763835A4 (en) * | 2018-03-09 | 2021-04-21 | JFE Steel Corporation | METHOD OF ANNEALING STEEL SHEET AND ANNEALING FURNACES |
-
1999
- 1999-07-22 JP JP11207298A patent/JP2001031477A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040040497A (ko) * | 2002-11-07 | 2004-05-13 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마 디스플레이 장치 |
| EP3763835A4 (en) * | 2018-03-09 | 2021-04-21 | JFE Steel Corporation | METHOD OF ANNEALING STEEL SHEET AND ANNEALING FURNACES |
| US11655520B2 (en) | 2018-03-09 | 2023-05-23 | Jfe Steel Corporation | Steel sheet annealing method and steel sheet annealing furnace |
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