JPH1029866A - サイアロンボンドSiCれんがの製造方法 - Google Patents
サイアロンボンドSiCれんがの製造方法Info
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Abstract
き、また、一般的なトンネルキルンで焼成ができるとと
もに、耐COガス酸化性、耐アルカリ性等に優れた物性
を有するサイアロンボンドSiCれんがの製造方法を提
供するものである。 【解決手段】 Si、Al及び粒径74μm以下で平均
粒径15μm以下のアルミナ粉末を混合し、成形した
後、カーボン粉末中で焼成してサイアロン(Si6- ZA
lZOZN8-Z)のZ値が1.5〜3.3であるサイアロ
ンボンドを形成するサイアロンボンドSiCれんがの製
造方法。Siの配合量は4〜9重量%、カーボン粉末中
での焼成は1300〜1600°Cが好ましい。また、
カーボン粉末の灰分は6重量%以下が望ましい。
Description
張り用れんがとして使用するサイアロンボンドSiCれ
んがの製造方法に関する。
Cれんがには、最初、陶磁器焼成用棚板等で実績のある
粘土ボンドSiCれんがが採用されたが、耐アルカリ
性、耐スポーリング性、熱間強度が不十分であるため、
その対策として、サイアロンボンドの採用が提案され、
例えば、特開昭58−84909号で、サイアロンと炭
化珪素及び/又はアルミナとで構成されるサイアロン質
耐火物、特開平2−6371号で、炭化珪素にSi、A
l、アルミナを混合、加圧成形後、窒素雰囲気中で焼結
するサイアロン結合を有する炭化珪素質れんがの製造法
が知られている。
9号は、製造条件についての記載はないが、一般にサイ
アロン粉末を添加して常圧焼結する方法は焼結助材を添
加しても焼結温度を高くする必要がある。また、特開平
2−6371号のように、炭化珪素、Si、Al、アル
ミナを使用して窒素気流中で焼成する反応焼結方法は、
焼成に1600°C以上の高温を必要とすることはない
が、高価な窒素ガスを焼成中に流す必要があるため、コ
ストが高くなる。また、窒素ガスの吹き込みが必要なた
め、一般的なトンネルキルンによる焼成は不可能であ
る。
となく焼成でき、また、一般的なトンネルキルンで焼成
ができるとともに、耐COガス酸化性、耐アルカリ性等
に優れた物性を有するサイアロンボンドSiCれんがの
製造方法を提供するものである。
びアルミナの混合物の成形体をサヤ内のカーボン粉末中
に埋め込んで焼成することにより、サヤ内の空気中の酸
素をカーボン粉末で消化し、残った窒素を有効に利用し
てサイアロンボンドを形成するものである。
製造方法は、Si、Al及び粒径74μm以下で平均粒
径15μm以下のアルミナ粉末を混合し、成形した後、
カーボン粉末中で焼成してサイアロン(Si6-ZAlZO
ZN8-Z)のZ値が1.5〜3.3であるサイアロンボン
ドを形成する。
%は重量%とする。)、カーボン粉末中での焼成は13
00〜1600°Cが好ましい。また、カーボン粉末の
灰分が6%以下が望ましい。
OZN8-Z)のZ値とSi、Al、仮焼アルミナ及びSi
Cの配合割合を示す。
焼アルミナ(粒度検討品以外は平均粒径が5μm品を使
用)及び最大粒径3mmのSiC粉末を低残炭収率のバ
インダーを使用して混練し、オイルプレスを用いて23
0×l00×85mmの形状に成形し、100°Cのド
ライヤ一中で素地乾燥した後、SiCサヤ内のトップサ
イズ5mmの灰分が0.5%のカーボン粉末(特に指定
のない時は灰分が0.5%品を使用)中に埋め込んで一
般的なトンネルキルンを使用して焼成(特に指定のない
時、サヤ内最高温度は1450°C)した。
6%とし、74μm以下のAl粉末を添加してサイアロ
ン(Si6-ZAlZOZN8-Z)のZ値を変化させ、各Z値
と各種の物性との関係を示すグラフで、比較例として同
一条件の試験片を窒素雰囲気の単独窯を使用して窒化焼
成した場合の物性についても示す。
アロンのZ値が1.5未満及び3.5を越えると、大き
くなる。
×20×80mmの試験片を1300°Cに5時間保持
した後、室温に冷却するサイクルを5回繰り返す。)の
結果、低下見掛け気孔率(アルカリテスト試験前後の見
掛け気孔率の差)は、アルカリテスト後の見掛け気孔率
が低くなれば、スポーリングが起こり易くなる。サイア
ロンのZ値が1.5未満及び3.5を越えると、大きく
なり、耐アルカリ性が低下する。
の熱間曲げ強さは、サイアロンのZ値が1.5未満にな
ると急激に小さくなる。
テスト(20×20×80mmの試験片をCOガス流量
=10リットル/分の雰囲気中で1200°Cに100
時間保持した後、室温に冷却するサイクルを5回繰り返
す。)の結果、サイアロンのZ値が1.5未満及び3.
5を越えると、線変化率が大きくなり、耐アルカリ性が
低下する。
気孔率、低下見掛け気孔率、1400°Cでの曲げ強さ
及び線変化率の結果から、1.5〜3.5が好ましい。
のSi粉末=6%、74μm以下のAl粉末を使用して
仮焼アルミナの平均粒度と熱間強度及び耐アルカリ性に
ついて検討した結果を示すグラフで、図5に示すよう
に、平均粒径が15μmを超えると熱間強度が低下する
とともに、図6に示すように、アルカリテストの結果、
低下見掛け気孔率も急激に上昇し耐アルカリ性が低下す
るので、平均粒度は15μm以下が好ましい。
Si粉末=6%、Al粉末、仮焼アルミナを使用してA
l粉末の粒度を検討した結果を示すグラフで、Al粒度
に関して、トップサイズ0.5mm〜10μmの範囲内
であれば品質上は特に差がない。
が好ましく、その場合、仮焼アルミナ粉末の粒径が74
μmを超えると反応性が乏しくなるので74μm以下が
好ましい。
がよいならば、溶融アルミナ、焼結アルミナ粉を使用す
ることもできる。
のAl粉末を使用して44 μm以下のSi粉末の添加
量の影響について検討した結果を示すグラフで、Si添
加量が9%を越えると、図9に示すように、残存Siが
認められ、図10及び図12に示されるように、線変化
率が急激に高くなり、耐COガス酸化性、耐アルカリ性
の低下が認められる。また、添加量が4%より少ない
と、図11に示すように、サイアロンボンドの形成量が
少なくなって熱間強度が低下する。したがって、Siの
添加量は4〜9%が好ましい。
6%、74μm以下のAl粉末、仮焼アルミナを使用し
てSi粉末の粒度を検討した結果を示すグラフで、トッ
プサイズ0.2 mm〜10μmの範囲内であれば品質
上は特に差がない。
Si粉末=6%、74μm以下のAl粉末、仮焼アルミ
ナを使用して焼成温度を検討した結果を示すグラフで、
焼成温度=1570°Cの場合、SiCサヤは6回使用
後に問題なかったが、焼成温度=1630°Cの場合、
SiCサヤは1回の使用で外周側の酸化が激しく、ま
た、多くの目地切れが認められ、後1回の使用が耐用限
界であった。
15に示すように、Al4C3の残存が認められ、図16
に示すように、熱間強度の低下が認められ、また、図1
8に示すように、耐アルカリ性の低下も認められた。さ
らに、図17に示す消化試験(20×20×80mmの
試験片をオートクレーブ圧力2kg/cm2で2時間保
持する。)の結果、残存膨張が大きくなり、耐消化性が
低下した。また、焼成温度が1600°Cを越えても特
に品質上の効果は認められず、逆に、前述のようにサヤ
の耐用が大幅に低下するため、焼成温度の上昇以外でも
製造コストがアップする。したがって、焼成温度は13
00〜1600°Cが好ましい。
下のSi粉末=6%、74μm以下のAl粉末、仮焼ア
ルミナを使用して埋め込み用カーボン粉末の灰分量を
0.1〜15%の範囲で変化させて物性について検討し
た結果を示すグラフで、灰分が6%を越えると、熱間強
度及び耐アルカリ性が低下する。したがって、カーボン
粉末の灰分量は、できるだけ少なくし、最大でも6%を
越えないようにする。
く焼成することできかつ一般的なトンネルキルンでの焼
成が可能となるので、窒素ガスを使用しそのためトンネ
ルキルンで焼成できない従来の製造法に比べ、コストの
大幅な低減が可能となる。
ト)を示すグラフ。
係を示すグラフ。
フ。
熱間曲げ強さとの関係を示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
の関係を示すグラフ。
テスト)を示すグラフ。
フである。
カリテスト)を示すグラフ。
さとの関係を示すグラフ。
示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
リテスト)を示すグラフ。
グラフ。
との関係を示すグラフ。
を示すグラフ。
すグラフ。
0°Cでの熱間曲げ強さとの関係を示すグラフ。
カリ性との関係(アルカリテスト)を示すグラフ。
Claims (4)
- 【請求項1】 SiC、Si、Al及び粒径74μm以
下で平均粒径15μm以下のアルミナ粉末を混合し、成
形した後、カーボン粉末中で焼成してサイアロン(Si
6-ZAlZOZN8-Z)のZ値が1.5〜3.3であるサイ
アロンボンドを形成することを特徴とするサイアロンボ
ンドSiCれんがの製造方法。 - 【請求項2】 Siが4〜9重量%であることを特徴と
する請求項1記載のサイアロンボンドSiCれんがの製
造方法。 - 【請求項3】 カーボン粉末中で1300〜1600°
Cで焼成することを特徴とする請求項1又は2記載のサ
イアロンボンドSiCれんがの製造方法。 - 【請求項4】 カーボン粉末の灰分が6重量%以下であ
ることを特徴とする請求項1、2又は3記載のサイアロ
ンボンドSiCれんがの製造方法。
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JP18783396A JP3927261B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | サイアロンボンドSiCれんがの製造方法 |
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JPH1029866A true JPH1029866A (ja) | 1998-02-03 |
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JP18783396A Expired - Fee Related JP3927261B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | サイアロンボンドSiCれんがの製造方法 |
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JP (1) | JP3927261B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6764742B2 (en) | 2001-02-02 | 2004-07-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure body and production method thereof |
US10513767B2 (en) | 2014-12-11 | 2019-12-24 | Aleris Aluminum Duffel Bvba | Method of continuously heat-treating 7000-series aluminium alloy sheet material |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP18783396A patent/JP3927261B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US6764742B2 (en) | 2001-02-02 | 2004-07-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure body and production method thereof |
US10513767B2 (en) | 2014-12-11 | 2019-12-24 | Aleris Aluminum Duffel Bvba | Method of continuously heat-treating 7000-series aluminium alloy sheet material |
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JP3927261B2 (ja) | 2007-06-06 |
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