JP2578920Y2 - 熱間摩耗試験装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は酸化性耐火物の熱間摩耗
試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】耐火煉瓦を内張材として炉を構築した場
合、その耐火物に摩耗が生じる。この摩耗は、炉内の高
温と炉内に飛散する飛散物の衝突に起因する。そのため
耐火物を製造する際にその耐火物の熱間での摩耗性能を
予じめチェックする必要がある。

【０００３】従来のこの種の試験装置としては、例えば
図５に示すものが用いられている。この装置の試験条件
の一例としては、耐火物の試験片ａに摩耗材（０．５〜
１．５mmに調粒された珪石粒等）ｂを吹付けることによ
り行なわれるもので、試験槽ｃ内に試験片ａを置き、こ
の試験片ａに向けて口径８mm程度の摩耗材噴射ノズルｄ
を設置し、試験槽ｃ内下部に貯留した摩耗材ｂをロータ
リコンプレッサｅから前記ノズルｄへ通じる圧縮空気送
気路ｆに接続された通路ｇを通じ圧縮空気により押し出
させて運び、圧縮空気と共に摩耗材ｂを試験片ａに向け
噴射ノズルｄから３．５kgf/cm² の圧力で２００mm離れ
た試験片ａの表面に１．５kg/minの割合で一定時間連続
して吹付けることが標準とされている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかるに耐火物の摩耗
損傷は常温で生じることは非常に少なく、実際には高温
で飛散物が衝突して摩耗損傷するものであり、したがっ
て上記従来の試験装置では実際の損傷状態の再現性が得
られない。また図５の装置の場合、試験片ａは加熱した
状態におくことができず実際の炉に適用した場合の熱間
における条件とは異なって正確な試験データが得られな
いという問題がある。さらに従来の試験装置では、圧縮
空気に摩耗材ｂを搬送させて吹付けるので、多量の空気
が試験片ａに吹付けられることになり、これにより試験
片ａを高温に保つことができず、熱間摩耗試験には適さ
ないという問題がある。

【０００５】そこで本件出願人は、先に高速回転する円
板の外周部に設けた砂打出しプレートにより砂を叩出
し、その砂を加熱された試料に当てることより摩耗させ
る熱間摩耗試験装置（実願平３−７２７４５号）を提供
した。

【０００６】この装置によれば、実際の摩耗損傷状態と
よく一致した結果が得られる利点を有するが、試料の加
熱を酸素−プロパンバーナーにより行なうことにな
り、酸化雰囲気のみの試験となって黒鉛含有耐火物のよ
うな酸化性試料の試験を行なうことができず、利用範囲
が狭いという問題を生じた。

【０００７】本考案はこれに鑑み、各種耐火物、特にＭ
ｇＯ‐Ｃ煉瓦等の酸化性耐火物の熱間での耐摩耗性を、
無酸化雰囲気で実際的な条件下での正確な試験を行なう
ことができるようにすることを目的とするもので、摩耗
材を圧縮空気のような媒体を用いることなく摩耗材のみ
を試験片に打ちつけて摩耗させるようにしたものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記従来の技術が有する
問題点を解決するため、本考案は、粒状の摩耗材を加熱
して流出させる摩耗材加熱供給装置と、この摩耗材加熱
供給装置から流出する摩耗材を叩打する回転駆動自在な
打出しプレートを有し、打出し口から摩耗材を飛粒させ
る摩耗材打出し装置と、この打出し装置の打出し口に正
対する位置に試験片を支持し、この試験片を所定の温度
に加熱する加熱手段を有する試験片加熱支持装置とを具
備し、この試験片加熱支持装置の試験片支持部に開閉可
能な蓋を有する外筺を設置するとともにこの外筺にガス
供給管を接続したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】摩耗材加熱供給装置で加熱されて流下する摩耗
材は摩耗材打出し装置の回転する打出しプレートで叩打
されてその打出し口から高速で飛び出し、試験片加熱支
持装置に支持されて外筺内で加熱された試験片の表面に
打ちつけられ、その摩耗状態をテストすることができ
る。この場合、試験片はガス供給管を通じて外筺内に供
給される例えばＮ_２ガスなどにより無酸化雰囲気で加熱
されている状態でテストされるので組織が酸化して劣化
することなく無酸化雰囲気条件下での試験ができ、かつ
摩耗材は試験片に直接打ちつけて摩耗状況を作るので、
実際の炉内での摩耗発生条件と近似した結果を得ること
ができる。

【００１０】

【実施例】以下、本考案を図面に示す実施例を参照して
説明する。図１は本考案による耐火物の熱間摩耗試験装
置の全体構成を示す略示縦断面を示し、図２はその摩耗
材打出し装置の縦断面を、そして図３は同水平断面を示
しており、摩耗材を加熱して流出させる摩耗材加熱供給
装置１と、この摩耗材加熱供給装置１から流出する摩耗
材を叩打する回転駆動自在な打出しプレート２，２を有
し打出し口３から摩耗材を飛び出させる摩耗材打出し装
置４と、この打出し装置４の打出し口３に正対する位置
に試験片５を支持し、この試験片５を無酸化雰囲気で所
定温度に加熱する加熱手段６を有する試験片加熱支持装
置７とで構成されている。

【００１１】試験片５は、７５×９０×５４mmとされ、
その巾方向には温度測定用の図示しない熱電対を挿入す
るための孔５ａが形成されている。

【００１２】図１の上部は摩耗材加熱供給装置１の具体
例を示すもので、加熱器本体８内に摩耗材収納室９を有
し、この収納室９の周囲に加熱手段１０としてのヒータ
が配設されており、摩耗材１１を９００℃まで加熱する
ことができるようになっている。この摩耗材収納室９の
底部には、加熱された摩耗材１１を流下させる供給口１
２が設けられ、この供給口１２は弁棒１３によって開度
が調整可能とされて摩耗材１１の供給量を加減すること
ができるように形成されている。この弁棒１３の上端は
加熱器本体８から突出しており、その突出部分には加熱
器本体８に中間部が枢支された操作レバー１４の一端が
連結され、この操作レバー１４の他端を上下方向に操作
することにより弁棒１３を昇降させて供給口１２の開度
が調整される。また摩耗材収納室９内には撹拌用スクリ
ュー１５が挿入されており、このスクリュー１５は撹拌
用モータ１６により６０ｒｐｍ程度の回転数で回転され
るようになっている。

【００１３】前記摩耗材収納室９には熱電対１７が挿入
され、この熱電対１７は自動温度調節計１８に接続され
ており、この自動温度調節計１８は変圧器１９を介して
加熱手段１０に接続される一方、温度記録計２０が接続
されている。図１において２１は摩耗材収納室９の蓋で
ある。またこゝで用いられる摩耗材１１としては、嵩比
重１．２０の珪石、同１．９９のアルミナ等である。

【００１４】図２、図３は摩耗材打出し装置４の具体例
を示すもので、ドラム状の器体２２内にモータ２３によ
り回転駆動される駆動軸２４が上部ハウジング２５ａ、
下部ハウジング２５ｂ内の軸受により支持して設けら
れ、器体２２内に位置する駆動軸２４には円盤２６が取
付けられ、その外周部に打出しプレート２，２が取付け
られている。この打出しプレート２，２の枚数は、図で
は直径線上に２枚設けた場合について示してあるが、少
なくとも１枚以上であればよい。前記のモータ２３はイ
ンバータ２７により回転数を１２００〜２４００ｒｐｍ
の範囲で可変とされ、摩耗材１１の打出し速度を調整可
能とされている。

【００１５】前記打出しプレート２，２の通過軌道に断
面コ字形の打出しガイド２８が設けられており、この打
出しガイド２８の上部面には摩耗材落下孔２９が貫通し
て設けられ、この落下孔２９に正対する位置に前記摩耗
材加熱供給装置１の供給口１２に連通する摩耗材落下口
３０が開口されている。

【００１６】前記器体２２の底部３１は一方向に傾斜さ
れており、その下端に排出口３２が開口されていて摩耗
材回収容器３３に打出しプレート２で捕捉されなかった
極く少量の摩耗材１１を回収するようにしている。

【００１７】図１の右半部は試験片加熱支持装置７の具
体例を示すもので、加熱炉ケース３４内の内張材３５の
一側面に開口部３６があってこの開口部３６の内方の試
験片支持部３７に試験片５を周囲にガス流路として２〜
３mm程度の隙間３８ａ（図４参照）を有して収納し得る
よう一側面が開口された箱型の外筺３８が設置され、こ
の外筺３８の開口部は前記摩耗材打出し装置４の打出し
口３に正対され、この開口部にそって昇降自在な蓋３９
により開閉されるようになっている。外筺３８の素材と
しては、高温に耐え、熱衝撃抵抗性が高く、かつ加熱手
段６からの熱をよく伝える必要があることから、熱伝導
率の高い材質であることが望ましく、この特性を備える
材料としてＳｉＣ質のもので特に再結晶質のものを用い
ることが望ましい。

【００１８】この蓋３９の開閉機構は、蓋３９の下部に
ロッド４０が連結され、試験片加熱支持装置７に付帯さ
れたリニヤモータ、シリンダモータ等の駆動装置４１に
より前記ロッド４０が所定のストロークにわたり昇降作
動されるようになっており、蓋３９が外筺３８の開口部
を全閉または全開するようになっている。

【００１９】前記外筺３８にはガスとして酸化防止用ガ
スを供給するためのガス供給管４２が接続されている。
この使用ガスとしては、試験片と反応しないＡｒガスが
好ましいが、高価であるためＮ_２ガスの使用であっても
酸化防止目的を達成することができる。

【００２０】またガスの送入量は、毎分０．５〜２リッ
トル程度とすることがよく、０．５リットル以下である
と試験片の酸化防止目的が十分に達せられず、また２リ
ットル以上であると試験片の温度低下を招き、高温の試
験が難しくなる。したがってガスは予熱して送入するよ
うにすることが望ましい。

【００２１】前記加熱炉ケース３４の内部にはその後部
から主バーナ４３が挿入され、酸素ガス４４、プロパン
ガス４５が供給されて内端の火口４６で燃焼させ、試験
片５を１５００℃まで任意の温度に加熱するようになっ
ている。加熱時には前記開口部３６側にも図４に示すよ
うに補助バーナ４７が設けられ、試験片５を両面から加
熱するようにしている。なお、この補助バーナ４７は試
験開始直前には除去されるが、しかし前記主バーナ４３
による熱を矢印Ｐで示すように試験片５の前側へ導くよ
うにして一つのバーナで両面加熱するようにしてもよ
い。図１において４８は火口冷却器、４９は冷却水入
口、５０は冷却水出口である。

【００２２】前記試験片支持部３７の前面側下方部には
摩耗材回収路５１が設けられており、その下端の排出口
５２から回収容器５３内に摩耗材１１を回収するように
なっている。

【００２３】図示の例では、試験片加熱支持装置７をレ
ール５４上に車輪５５，５５により移動自在とされてお
り、前記摩耗材打出し装置４に対する距離の調整を容易
としている。

【００２４】次に上記実施例の作用を説明する。摩耗材
加熱供給装置１の摩耗材収納室９に摩耗材１１を入れて
加熱手段１０に通電すると共に撹拌用モータ１６を起動
して撹拌用スクリュー１５を回転させ、摩耗材１１を撹
拌しながら均一に加熱する。

【００２５】一方、試験片５を試験片加熱支持装置７の
支持部３７に設けられている外筺３８内にセットし、温
度測定用の孔５ａに熱電対（図示せず）をセットしたの
ち蓋３９を閉じ、ガス供給管４２を通じてＮ_２ガスを流
入させながら主バーナ４３に点火して外筺３８の一面
（背面）を加熱し、補助バーナ４７で他面（前面）を加
熱して試験片５の温度を所定の温度（１５００℃）に加
熱し、その温度を図示しない温度計で読み取る。

【００２６】試験片５を所定の試験温度に保持したのち
モータ２３により円盤２６を介して打出しプレート２，
２を回転させ、所定の回転数に達したら補助バーナ４２
を取外し、試験片加熱支持装置７を摩耗材打出し装置４
の打出し口３に近づけ、この打出し口３に試験片５を正
対させ、駆動装置４１を作動させて蓋３９を下降させ、
外筺３８の前面を開放させる。

【００２７】ついで摩耗材加熱供給装置１の操作レバー
１４を操作して弁棒１３を引上げ、摩耗材１１を供給口
１２から落下口３０，２９を通じ打出しガイド２８内に
落下させると、その落下する摩耗材１１は打出しプレー
ト２，２により叩打されて打出し口３から飛び出し、試
験片５に打ちつけられる。この打ちつけを所定時間行な
ったのちモータ２３を停止させ、主バーナ４３を消し、
駆動装置４１を作動させて蓋３９を上昇させ、外筺３８
の前面を閉鎖して冷却したのち試験片５を取出し、その
表面の摩耗損傷状態を観察し数値化することにより摩耗
の状況を知ることができる。

【００２８】

【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、Ｍ
ｇＯ‐Ｃ煉瓦のような酸化性の耐火物の試験片を酸化さ
せることなく実際の炉内での温度と同等としかつその表
面に加熱された摩耗材を打出して打ちつけるので、試験
中試験片の酸化や温度低下がなく、精度の高い摩耗試験
を行なうことができ、耐摩耗性に富む炉材の開発に大き
く寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による熱間摩耗試験装置の一実施例を示
す全体の縦断面図。

【図２】図１における摩耗材打出し装置の具体例を示す
縦断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ視図。

【図４】図１における試験片加熱支持装置の具体例を示
す部分拡大縦断面図。

【図５】従来の技術を示す側面図。

【符号の説明】

１ 摩耗材加熱供給装置 ２ 打出しプレート ３ 打出し口 ４ 摩耗材打出し装置 ５ 試験片 ６ 加熱手段 ７ 試験片加熱支持装置 ９ 摩耗材収納室 １０ 加熱手段 １１ 摩耗材 １２ 供給口 １３ 弁棒 １５ 撹拌用スクリュー １６ 撹拌用モータ １８ 自動温度調節計 ２４ 駆動軸 ２８ 打出しガイド ３６ 開口部 ３７ 試験片支持部 ３８ 外筺 ３９ 蓋 ４１ 蓋の駆動装置 ４２ ガス供給管 ４３ 主バーナ ４７ 補助バーナ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】粒状の摩耗材を加熱して流出させる摩耗材
   加熱供給装置と、この摩耗材加熱供給装置から流出する
   摩耗材を叩打する回転駆動自在な打出しプレートを有
   し、打出し口から摩耗材を飛粒させる摩耗材打出し装置
   と、この打出し装置の打出し口に正対する位置に試験片
   を支持し、この試験片を所定の温度に加熱する加熱手段
   を有する試験片加熱支持装置とを具備し、この試験片加
   熱支持装置の試験片支持部に開閉可能な蓋を有する外筺
   を設置するとともにこの外筺にガス供給管を接続したこ
   とを特徴とする熱間摩耗試験装置。