JPH05270916A - SiC質耐火物原料とその調製方法、及び該耐火物原料を用いて得られるSiC質耐火物 - Google Patents
SiC質耐火物原料とその調製方法、及び該耐火物原料を用いて得られるSiC質耐火物Info
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Abstract
50重量%と、粒径0.1mm以下のSiC粒子70〜
10重量%を含むSiC粒子60重量%以上に、補助結
合剤、酸化防止剤を加え、さらに2〜8重量%の水分と
有機質結合剤とを加え、平均粒径10mm以下に造粒す
るSiC質耐火物原料の調製方法。各造粒粒子の50重
量%以上が、粒径1.5〜5.0mmのSiC粒子を包
み込んだ状態に形成され、かつ粒径1.0mm以下のみ
のSiC粒子で構成される造粒粒子が全体の25重量%
以下であるSiC質耐火物原料。表層部と内層部におけ
るSiCに対するクリストバライト量の比(Cri/S
iC)が2.0以下であるSiC質耐火物。 【効果】 高温耐久性に優れ、材質が均質で安定してお
り、高温で長時間使用した場合でも変形や膨れが殆どな
く、割れ等も生じない優れた耐熱衝撃性を有し、焼成炉
用棚板に好適に使用することができる。
Description
C質耐火物原料とその調製方法、及び該耐火物原料を用
いて得られるSiC質耐火物に関する。
耐熱性、耐火性から、工業上重要な地位を占めており、
例えば陶磁器焼成用の棚板、その他の焼成用治具、サヤ
などに多用されている。このようなSiC質耐火物の製
造方法として、従来、SiC粒子に10重量%程度の粘
土を混合して、混練・成形・焼成し、珪酸塩鉱物、例え
ば粘土鉱物によりSiC粒子を結合させてSiC耐火物
を製造する方法が知られている。これは、SiC粒子を
窒化珪素からなる結合材により結合させたものであり、
高温での機械的強度、耐熱衝撃性を向上させることを目
的としたものである。
には、SiC粒子にSiを混合、成形した後、成形体を
非酸化性の窒素含有雰囲気下において焼成することによ
り、窒化珪素質のSiC質耐火物を製造することが開示
されている。このSiC質耐火物は、SiC粒子を窒化
珪素からなる結合剤により結合させたものであり、高温
での機械的強度、耐熱衝撃性を向上させることを目的と
したものである。
たSiC粒子に粘土を混合して、製造されるSiC質耐
火物は、耐火度が低い粘土鉱物を粒界結合部としている
ため、高温での軟化変形や酸化が生じ易いという問題が
ある。また、米国特許第2752258号明細書に記載
の方法により製造されるSiC質耐火物にあっても、高
温で長時間使用時においてはSiC質耐火物の変形や膨
れ、あるいは割れが生じ、さらに被焼成物への着色等が
発生することが判明した。
C質耐火物の問題に鑑みて種々検討を行なった結果、特
定粒度のSiC粒子を用いて造粒すると特異な形態の造
粒粒子が得られ、この造粒粒子を用いて成形、焼成する
と、表層部と内層部のクリストバライト量がほぼ均一と
なって、高温使用時での変形や膨れを極力抑え、また割
れ等が生じなくなることを見出し、本発明に到達したも
のである。
5.0mmのSiC粒子10〜50重量%と、粒径0.
1mm以下のSiC粒子70〜10重量%を含むSiC
粒子60重量%以上に、補助結合剤、酸化防止剤を加
え、さらに2〜8重量%の水分と有機質結合剤とを加
え、平均粒径10mm以下に造粒することを特徴とする
SiC質耐火物原料の調製方法、が提供される。上記に
おいて、造粒をパン型造粒機を用いて行なうことが好ま
しく、また、粒径1.5〜5.0mmのSiC粒子10
〜50重量%と、粒径0.1mm以下のSiC粒子70
〜10重量%を含むSiC粒子60重量%以上に、補助
結合剤、酸化防止剤を加え、さらに2〜8重量%の水分
と有機質結合剤とを加えて混練した混練物の混練後の水
分を1.5〜7重量%とし、その後造粒するに際してさ
らに水分を添加することが好ましい。さらに、造粒後の
水分を2〜8重量%とすることが好ましい。
重量%以上が、粒径1.5〜5.0mmのSiC粒子を
包み込んだ状態に形成され、かつ粒径1.0mm以下の
みのSiC粒子で構成される造粒粒子が全体の25重量
%以下であることを特徴とするSiC質耐火物原料、が
提供される。さらに本発明によれば、上記した特定の造
粒粒子からなるSiC質耐火物原料を用いて焼成された
焼結体であって、該焼結体の表層部と内層部におけるS
iCに対するクリストバライト量の比(Cri/Si
C)が2.0以下であることを特徴とするSiC質耐火
物、が提供される。
iC粒子を主原料とし、これに補助結合剤、酸化防止剤
を加え、さらに所定量の水と有機質結合剤を加えて混練
して得られた混練物を、造粒機によって、平均粒径10
mm以下に造粒することにより調製されたものである。こ
のように調製された造粒粒子は、図1に示すように、個
々の造粒粒子(造粒体)3の50重量%以上は、粒径
1.5mm以上のSiC粗粒子2の周囲を、1.5mmより
小さい粒径のSiC微粒子1が包み込むようにして造粒
粒子3が形成されたもので、しかも粒径1.0mm以下の
みの原料粒子で構成される造粒粒子は全体の25重量%
以下となるように形成される。
焼成する場合、例えば、図2に示すような板状成形体4
を焼成する場合に、焼成時の高温雰囲気ガスは矢印5の
ように板状成形体4を構成する各粒子の間を通り抜ける
ので、成形体を均一に焼成することができる。従って、
得られる焼結体は、表層部と内層部に物性の差のない均
質なものとなる。本発明においては、原料の混練に使用
する水分量としては2〜8重量%、好ましくは3〜6重
量%である。混練での水分量が2重量%以下では、造粒
体の強度が低く、型内に充填する際にくずれてしまい、
不都合であり、8重量%を超えると造粒時に機械への付
着が多くなり、原料収率が低下するため好ましくない。
5〜7.0重量%、好ましくは2〜5重量%とし、造粒
するに際してさらに水分を好ましくは霧状に添加し、均
質な造粒体とする。この場合、造粒後の造粒体の水分量
としては2〜8重量%、好ましくは3〜6重量%であ
る。水分量が2重量%以下では、それを用いて成形する
ことが困難であるからである。さらにまた、造粒したS
iC質耐火物原料の粒度は、平均粒径10mm以下、好ま
しくは5mm以下である。平均粒径が10mmを超えると、
型内に原料を充填する時に粒をくずしてしまうことが多
く、均質充填ができなくなるため好ましくない。
する補助結合剤としては、Al2 O3 −SiO2 質、粘
土質、酸化防止剤にはFe、Mn、Cu、K、Y、M
g、Al、Si、Ca、Vの酸化物等、また有機質結合
剤にはデキストリン、パルプ廃液、PEG、メチルセル
ロース類、PVA等が使用される。また、造粒体の作製
には、特にパン型の造粒機を使用することが好ましい
が、これに限定されない。
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。 (実施例1)原料として、粒径5〜1.5mm、1.5〜
0.1mm、0.1mm以下のSiC粒子、Al2 O3 −S
iO2 質の補助結合剤、および酸化防止剤(CaO+V
2 O5 )を表1に示すような割合で使用し、A〜Fの組
成の原料を作製した。
載のように、有機質結合剤(メチルセルロース)0.5
重量%及び水を加えて混練し、水分量1.5重量%の混
練物を得、これをパン型造粒機によって造粒し、水分量
2.0重量%、平均粒径3.5mm、粒径1.5mm以上の
SiC粒子を包み込んでいる造粒粒子が50重量%、粒
径1.0mm以下のみの原料粒子で構成される造粒粒子が
全体の25重量%であるSiC質耐火物原料たる造粒原
料を作製した。
料を使用し、この造粒原料を成形型内に収容し、成形型
を上下から押圧するとともに、成形型の上部に周波数が
50Hzで加速度が10000Gの振動を与える振動成
形によって400mm×350mm×10mm(厚さ)の成形
体を作製した。この成形体を焼成炉で大気雰囲気中で、
室温から1450℃まで29時間で昇温し、1450℃
で5時間保持して焼成した後、冷却して焼結体を得た。
得られた焼結体について、耐スポール温度、表層(表面
から3mm):内層(表面から3〜7mm) のSiCに対す
るクリストバライト比、嵩密度を測定した。その結果を
表3に示す。
積の70%に厚さ10mmのアルミナタイルを載せ、一定
温度の炉で加熱後引き出してクラックの有無を検査し、
クラックが発生した温度を耐スポール温度とした。ま
た、SiCに対するクリストバライト比は、クリストバ
ライトのX線ピーク(21.9°)/SiCのX線ピー
ク(34.1°)により求めた。なお、X線ピークはC
uのKαを利用した2θとした。嵩密度については、4
00mm×350mm×10mm(厚さ)の成形体を図3のよ
うに9等分し、A部を中央部、 B=(B1 +B2 +B
3 +B4 )/4とし、B部を端部とし、それぞれの嵩密
度とした。
より、表2に示す条件で造粒原料を作製し、次いで、実
施例1と同様の方法で成形、焼成して焼結体を作製し、
その焼結体について、実施例1と同様の方法で耐スポー
ル温度、表層(表面から3mm):内層(表面から3〜7
mm) のSiCに対するクリストバライト比、嵩密度の測
定を行なった。その結果を表3に示す。
及びD原料を使用し、表2に示す条件で造粒原料を作製
し、実施例1と同様の方法で焼結体を作製し、その焼結
体について、実施例1と同様の方法で、耐スポール温
度、表層(表面から3mm):内層(表面から3〜7mm)
のSiCに対するクリストバライト比、嵩密度を測定し
た。その結果を表3に示す。
を使用し、これに有機質結合剤(メチルセルロース)
0.5重量%、水分5重量%を加えて混練したものか
ら、造粒することなく、直接成形体を成形し、次いで実
施例1と同様の方法で焼結体を作製し、その焼結体につ
いて実施例1と同様の方法で測定を行なった。その結果
を表3に示す。
体は、比較例1〜3の焼結体に比べて、耐スポール温度
が高く、表層部と内層部のSiCに対するクリストバラ
イト量の比が低く、中央部と端部の嵩密度も差異が少な
く、高温時における特性が優れていることが分る。
製したSiC質耐火物原料を用いて得られる焼結体は、
耐スポール温度等の高温耐久性に優れ、材質が均質で安
定しているので、高温で長時間使用した場合においても
変形や膨れが殆どなく、割れ等も生じない等の優れた耐
熱衝撃性を有しており、例えば焼成用の棚板に好適に使
用することができる。
図である。
焼成する場合の説明図である。
の説明図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 粒径1.5〜5.0mmのSiC粒子1
0〜50重量%と、粒径0.1mm以下のSiC粒子7
0〜10重量%を含むSiC粒子60重量%以上に、補
助結合剤、酸化防止剤を加え、さらに2〜8重量%の水
分と有機質結合剤とを加え、平均粒径10mm以下に造
粒することを特徴とするSiC質耐火物原料の調製方
法。 - 【請求項2】 造粒をパン型造粒機を用いて行なうこと
を特徴とする請求項1記載のSiC質耐火物原料の調製
方法。 - 【請求項3】 粒径1.5〜5.0mmのSiC粒子1
0〜50重量%と、粒径0.1mm以下のSiC粒子7
0〜10重量%を含むSiC粒子60重量%以上に、補
助結合剤、酸化防止剤を加え、さらに2〜8重量%の水
分と有機質結合剤とを加えて混練した混練物の混練後の
水分を1.5〜7重量%とし、その後造粒するに際して
さらに水分を添加することを特徴とする請求項1または
2記載のSiC質耐火物原料の調製方法。 - 【請求項4】 造粒後の水分を2〜8重量%とすること
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のSiC質
耐火物原料の調製方法。 - 【請求項5】 各造粒粒子の50重量%以上が、粒径
1.5〜5.0mmのSiC粒子を包み込んだ状態に形
成され、かつ粒径1.0mm以下のみのSiC粒子で構
成される造粒粒子が全体の25重量%以下であることを
特徴とするSiC質耐火物原料。 - 【請求項6】 請求項5のSiC質耐火物原料を用いて
焼成された焼結体であって、該焼結体の表層部と内層部
におけるSiCに対するクリストバライト量の比(Cr
i/SiC)が2.0以下であることを特徴とするSi
C質耐火物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04067424A JP3142360B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | SiC質耐火物原料とその調製方法、及び該耐火物原料を用いて得られるSiC質耐火物 |
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Publications (2)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0679617A1 (de) * | 1994-04-29 | 1995-11-02 | Bayer Ag | Thermoplastische Formmassen, enthaltend mindestens ein sinterfähiges Keramik- oder Metallpulver, thermoplastisches Bindemittel oder ein Bindemittelgemisch und mindestens ein Antioxidans |
EP1728774A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Oxide-bonded silicon carbide material |
JP2022057795A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | 日本碍子株式会社 | 焼成用セッター |
-
1992
- 1992-03-25 JP JP04067424A patent/JP3142360B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2006335594A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Ngk Insulators Ltd | 酸化物結合炭化珪素質材料 |
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