JPS60155615A - 当接部材 - Google Patents
当接部材Info
- Publication number
- JPS60155615A JPS60155615A JP59012456A JP1245684A JPS60155615A JP S60155615 A JPS60155615 A JP S60155615A JP 59012456 A JP59012456 A JP 59012456A JP 1245684 A JP1245684 A JP 1245684A JP S60155615 A JPS60155615 A JP S60155615A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon nitride
- sintered body
- powder
- weight
- ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えば、スラグ加熱炉内で使われるスキッド
ボタンのように、高温下で鉄材と反応し峻いという特性
が要求される支持もしくは当接部材に関する。
ボタンのように、高温下で鉄材と反応し峻いという特性
が要求される支持もしくは当接部材に関する。
従来周知の通り、スラブ加熱炉内には金属製のスキッド
ボタン（以下、ボタンと略す）が使われているが、加熱
炉内の雰囲気温度が１１００〜１３００℃もあるため、
水などを流してボタンを冷却する必要があり、これによ
り、ボタンの温度が低下するため、スラブにスキッドマ
ークが付いたり、更に、かような冷却路を通して炉内の
熱エネルギが逃げてしまうため、熱効率が低下するなど
の欠点があった。
ボタン（以下、ボタンと略す）が使われているが、加熱
炉内の雰囲気温度が１１００〜１３００℃もあるため、
水などを流してボタンを冷却する必要があり、これによ
り、ボタンの温度が低下するため、スラブにスキッドマ
ークが付いたり、更に、かような冷却路を通して炉内の
熱エネルギが逃げてしまうため、熱効率が低下するなど
の欠点があった。
そこで、高温高強度材料として優れた特性をもつ炭化珪
素焼結体及び窒化珪素焼結体をボタン多ど用いることに
より、ボタンの冷却源を不要にすると共に、スキッドマ
ークの発生を少なくし且つ加熱炉内の熱効率が改善され
ることになったが、以下に述べる通り、未だ満足し得る
ような好適性が得られていない。
素焼結体及び窒化珪素焼結体をボタン多ど用いることに
より、ボタンの冷却源を不要にすると共に、スキッドマ
ークの発生を少なくし且つ加熱炉内の熱効率が改善され
ることになったが、以下に述べる通り、未だ満足し得る
ような好適性が得られていない。
即ち、膨化珪素製ボタンの場合、これが加熱炉内の高温
雰囲気中でスラブと化学反応をおこす結果、この反応部
の発生に伴ってボタン表面に非晶質ができるため、反応
部外面から容易にき裂が生じ、ボタンが破壊する原因と
なることが判った。
雰囲気中でスラブと化学反応をおこす結果、この反応部
の発生に伴ってボタン表面に非晶質ができるため、反応
部外面から容易にき裂が生じ、ボタンが破壊する原因と
なることが判った。
他方、窒化珪素製ボタンの場合、窒化珪素の焼結が鎚し
いため、焼結助剤としてアルミナ（Ａｌｌ！０３）粉末
を添加し、主にオキシナイトライド系のガラス相を粒界
に形成し、これにより、高温雰囲気中では、これらガラ
ス相がグレーズ状にボタン表面に浸出し、その結果、ス
ラブ主成分の鉄元素、及びガラス相中のＶリコン、酸素
、窒素等の元素に起因してＦｅ −Ｓｉ、 −０−Ｎ系
化合物が、ボタン表面に生成し、これがボタンから剥離
する現象があった。
いため、焼結助剤としてアルミナ（Ａｌｌ！０３）粉末
を添加し、主にオキシナイトライド系のガラス相を粒界
に形成し、これにより、高温雰囲気中では、これらガラ
ス相がグレーズ状にボタン表面に浸出し、その結果、ス
ラブ主成分の鉄元素、及びガラス相中のＶリコン、酸素
、窒素等の元素に起因してＦｅ −Ｓｉ、 −０−Ｎ系
化合物が、ボタン表面に生成し、これがボタンから剥離
する現象があった。
本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その
目的は高温下で鉄材を支持もしくは鉄材と当接する部材
に、特定組成の窒化珪素焼結体を用いることにより、窒
化珪素焼結体本来の高温高強度特性を有効に活用すると
同時に、鉄材との反応性を著しく低減せしめ、これによ
り、その表面からの剥離を一段と少なくし九当接部材を
提−することにある。
目的は高温下で鉄材を支持もしくは鉄材と当接する部材
に、特定組成の窒化珪素焼結体を用いることにより、窒
化珪素焼結体本来の高温高強度特性を有効に活用すると
同時に、鉄材との反応性を著しく低減せしめ、これによ
り、その表面からの剥離を一段と少なくし九当接部材を
提−することにある。
本発明によれば、高温下で鉄材を支持もしくは鉄材と当
接する部材において、窒化珪素（５ｉｓＮ４）を主成分
とし、９重量％以下のＡＪｌＩＯａ及び７重量％以下ノ
Ｙｌ１０８ヲ含有シ、且ツＡＩ！１ｌｏ３：Ｙ２Ｏ３ノ
含有比率が重量比で９：ｌ乃至１：５の範囲であり、理
論密度比が７０％以上である 窒化珪素焼結体により形
成されたことを特徴とする当接部材が提供される。
接する部材において、窒化珪素（５ｉｓＮ４）を主成分
とし、９重量％以下のＡＪｌＩＯａ及び７重量％以下ノ
Ｙｌ１０８ヲ含有シ、且ツＡＩ！１ｌｏ３：Ｙ２Ｏ３ノ
含有比率が重量比で９：ｌ乃至１：５の範囲であり、理
論密度比が７０％以上である 窒化珪素焼結体により形
成されたことを特徴とする当接部材が提供される。
本発明の当接部材は、高温下で鉄材を支持もしくは軟材
と当接するものであれば１種々の用途に適用できるもの
であり、以下、スフプ加熱炬内で使われるセラミック製
ボタンを例にとって説明する。
と当接するものであれば１種々の用途に適用できるもの
であり、以下、スフプ加熱炬内で使われるセラミック製
ボタンを例にとって説明する。
このセラミック製ボタンは窒化珪素焼結体から形成され
、その製造方法は次の通りである。
、その製造方法は次の通りである。
即ち、出発原料の主成分として、高純度の窒化珪素粉末
を用い、望ましくは、α結晶相の含有率が７０％以上、
及び純度９９．０重量部以上の窒化珪素粉末を用いるこ
とにより、窒化珪素の焼結性及び高温高強度特性が向上
すると共に、高温下での鉄材に対する離反応性が著しく
増大することが確かめられている。更に、出発原料中、
焼結助剤として９重量％以下のＡｌｐｏａ粉末、及び７
重量％以下のＹｇＯｓ粉末を含有させ、これに伴って、
ＡｌｅＯｓ粉末とＹ ｓｏａ粉末の含有比率を特定する
必要がある。つまり、ＡＪｇＯａ粉末： ＹｓＯｓ粉末
を重量比で９：１乃至ｌ：５の範囲に設定すると、高温
下での鉄材に対する反応性が顕著に低減することが判っ
ており、最適条件は、窒化珪素の混合比率が８８重量％
以上のもとで、５：３乃至３；１の範囲がよい。
を用い、望ましくは、α結晶相の含有率が７０％以上、
及び純度９９．０重量部以上の窒化珪素粉末を用いるこ
とにより、窒化珪素の焼結性及び高温高強度特性が向上
すると共に、高温下での鉄材に対する離反応性が著しく
増大することが確かめられている。更に、出発原料中、
焼結助剤として９重量％以下のＡｌｐｏａ粉末、及び７
重量％以下のＹｇＯｓ粉末を含有させ、これに伴って、
ＡｌｅＯｓ粉末とＹ ｓｏａ粉末の含有比率を特定する
必要がある。つまり、ＡＪｇＯａ粉末： ＹｓＯｓ粉末
を重量比で９：１乃至ｌ：５の範囲に設定すると、高温
下での鉄材に対する反応性が顕著に低減することが判っ
ており、最適条件は、窒化珪素の混合比率が８８重量％
以上のもとで、５：３乃至３；１の範囲がよい。
かかる出発原料粉末を湿式粉砕することにより、いずれ
の原料粉末についても、平均粒径２．０μｍ以下に設定
するとよく、更に、１，０μｍ以下が望ましい。
の原料粉末についても、平均粒径２．０μｍ以下に設定
するとよく、更に、１，０μｍ以下が望ましい。
次いで、これに有機系のバインダを加えて混合し、スラ
リーを得て、その後、このスラリーを噴霧式乾燥造粒機
にかけて、瞬時に、乾燥造粒をおこなう。こうして得ら
れた二次原料粉末を加圧成型して所望の形状にすると共
に、必要に応じて切削加工を行ない、脱バインダ後、不
活性雰囲気中、１７００℃以上の温度に設定して２乃至
６時間焼成を行なう。
リーを得て、その後、このスラリーを噴霧式乾燥造粒機
にかけて、瞬時に、乾燥造粒をおこなう。こうして得ら
れた二次原料粉末を加圧成型して所望の形状にすると共
に、必要に応じて切削加工を行ない、脱バインダ後、不
活性雰囲気中、１７００℃以上の温度に設定して２乃至
６時間焼成を行なう。
かくして得られた窒化珪素焼結体を高温下で鉄材を支持
もしくは鉄材と当接する部材に使用した場合１例えば、
ボタンに用いると、ボタンの冷却源を不要にすると共に
、スギラドマークの発生を少なくし且つ加熱炉内の熱効
率が改善されるなど。
もしくは鉄材と当接する部材に使用した場合１例えば、
ボタンに用いると、ボタンの冷却源を不要にすると共に
、スギラドマークの発生を少なくし且つ加熱炉内の熱効
率が改善されるなど。
窒化珪素焼結体の高温高強度特性が発揮されたのに加え
て、鉄材との反応性がほとんどないため。
て、鉄材との反応性がほとんどないため。
その表面からの剥離を一段と少な（した当接部材が提供
できた。
できた。
次に、本発明の当接部材をボタンに用いた場合について
、実施例を述べる。
、実施例を述べる。
純度９９，０％以上且つα結晶相の含有率が７０％以上
の窒化珪素粉末、並びに、 ＡＩ！２０ｓ粉末及び７２
０ｇ粉末を第１表に示す通りの比率で混合して７０時時
間式粉砕し、いずれの原料粉末も平均粒径１．０μｔ１
位にした。これに、有機系のバインダを添加した後、噴
霧式乾燥造粒機を用いて乾燥造粒を行った。
の窒化珪素粉末、並びに、 ＡＩ！２０ｓ粉末及び７２
０ｇ粉末を第１表に示す通りの比率で混合して７０時時
間式粉砕し、いずれの原料粉末も平均粒径１．０μｔ１
位にした。これに、有機系のバインダを添加した後、噴
霧式乾燥造粒機を用いて乾燥造粒を行った。
次いで、この二次原料粉末を６０φ×２麿のタブレット
に成型し、脱バインダ後、第１表に示す焼成条件（焼成
温度及び焼成時間）の不活性雰囲気にて焼成した。
に成型し、脱バインダ後、第１表に示す焼成条件（焼成
温度及び焼成時間）の不活性雰囲気にて焼成した。
こうして得られた窒化珪素焼結体の密度及び鉄材に対す
る反応特性を測定したところ、第工表に示す通りの結果
となった。
る反応特性を測定したところ、第工表に示す通りの結果
となった。
本実施例による鉄材に対する反応特性は、タブレット状
窒化珪素焼結体上に、１００ Ｘ １００ Ｘ２０ ！
の炭素鋼を乗せたものを、スラブ加熱炉内と同一組成の
ガス雰囲気条件（１３００℃に温度設定されたガス雰囲
気内で８０時間保持する）の炉内に置いて、室温にまで
戻し、然る後、このタブレットが炭素鋼と反応してタブ
レットの表層に出来た反応部を硝酸−７７酸から成る混
酸にてエツチング処理して除去し、その侵食の深さを鉄
材に対する反第１表より明らかなように、試料番号５乃
至１１．１４乃至１６ 、並びに１８については、侵食
の深さが著しく小さく、次素鋼との難反応性に優れてお
り、特に、試料番号７及び８化ついては、ＡＪ ｉ＋ｏ
ａ／ ＹｔＯｓ比が最適範囲内ｌこあるため、一層、優
れた特性を示していることが判る。
窒化珪素焼結体上に、１００ Ｘ １００ Ｘ２０ ！
の炭素鋼を乗せたものを、スラブ加熱炉内と同一組成の
ガス雰囲気条件（１３００℃に温度設定されたガス雰囲
気内で８０時間保持する）の炉内に置いて、室温にまで
戻し、然る後、このタブレットが炭素鋼と反応してタブ
レットの表層に出来た反応部を硝酸−７７酸から成る混
酸にてエツチング処理して除去し、その侵食の深さを鉄
材に対する反第１表より明らかなように、試料番号５乃
至１１．１４乃至１６ 、並びに１８については、侵食
の深さが著しく小さく、次素鋼との難反応性に優れてお
り、特に、試料番号７及び８化ついては、ＡＪ ｉ＋ｏ
ａ／ ＹｔＯｓ比が最適範囲内ｌこあるため、一層、優
れた特性を示していることが判る。
然るに、試料番号ｌ乃至４では、ＡＩＱｍｓ及び／又は
ＹｇＯｓの含有量が本発明の範囲から外れているため、
侵食の深さが大きくなっている。また、試料番号１２及
び１３については、ＡＪｇＯ＋ｑ ／ Ｙ２０ａ比が、
本発明で示したその最大値を越えるため、侵食の深さが
大きくなっており、他方、試料番号１７ニツイテハ、Ａ
ＪｇＯａ ／ Ｙ２Ｏ２比カ、本発明テ示したその最小
値に満たないため、焼結不良となって理論密度比が小さ
くなり、これにより、強度が非常に劣化するのに伴って
、侵食の深さを測定できなかった。更に、試料番号１９
及び２０についても、焼成温度が１７００℃に満たない
ため、理論密度比が小さくなり、これも、強度の劣化に
伴って、侵食の深さを測定できなかった。
ＹｇＯｓの含有量が本発明の範囲から外れているため、
侵食の深さが大きくなっている。また、試料番号１２及
び１３については、ＡＪｇＯ＋ｑ ／ Ｙ２０ａ比が、
本発明で示したその最大値を越えるため、侵食の深さが
大きくなっており、他方、試料番号１７ニツイテハ、Ａ
ＪｇＯａ ／ Ｙ２Ｏ２比カ、本発明テ示したその最小
値に満たないため、焼結不良となって理論密度比が小さ
くなり、これにより、強度が非常に劣化するのに伴って
、侵食の深さを測定できなかった。更に、試料番号１９
及び２０についても、焼成温度が１７００℃に満たない
ため、理論密度比が小さくなり、これも、強度の劣化に
伴って、侵食の深さを測定できなかった。
以上の通り、高温下で、鉄材を支持、もしくは、鉄材と
当接する支持もしくは当接部材に、本発明の窒化珪素焼
結体を用いると、窒化珪素焼結体の高温高強度特性が発
揮されると共に、鉄材との難反応性が大幅に向上し、表
面からの剥離が一段と少ない当接部材が提供できた。
当接する支持もしくは当接部材に、本発明の窒化珪素焼
結体を用いると、窒化珪素焼結体の高温高強度特性が発
揮されると共に、鉄材との難反応性が大幅に向上し、表
面からの剥離が一段と少ない当接部材が提供できた。
特許出願人 京セ ラ株式会社
Claims (1)
- 高温下で鉄材を支持もしくは鉄材と当接する部材におい
て、窒化珪素（５ｉａＮ４ ）を主成分とし、９重量％
以下のＡ／２０ｓ及び７重量％以下のＹｇＯａを含有し
、且つＡｌ２Ｏ２： ＹｓＯｓの含有比率が重量比で９
＝１乃至１：５の範囲であり、理論密度比が７０％以上
である窒化珪素焼結体により形成されたことを特徴とす
る当接部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012456A JPS60155615A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 当接部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012456A JPS60155615A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 当接部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155615A true JPS60155615A (ja) | 1985-08-15 |
| JPH0530882B2 JPH0530882B2 (ja) | 1993-05-11 |
Family
ID=11805842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59012456A Granted JPS60155615A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 当接部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60155615A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS523649A (en) * | 1975-06-25 | 1977-01-12 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Improved method for sealing |
| JPS5346307A (en) * | 1976-10-07 | 1978-04-25 | Ngk Spark Plug Co | Manufacture of high density sintered bodies essentially consisting of silicon nitride |
| JPS5855375A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-04-01 | 日本特殊陶業株式会社 | 窒化珪素複合焼結体 |
| JPS58210116A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-07 | Kyocera Corp | 加熱炉に於ける被加熱体支持部材 |
-
1984
- 1984-01-25 JP JP59012456A patent/JPS60155615A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS523649A (en) * | 1975-06-25 | 1977-01-12 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Improved method for sealing |
| JPS5346307A (en) * | 1976-10-07 | 1978-04-25 | Ngk Spark Plug Co | Manufacture of high density sintered bodies essentially consisting of silicon nitride |
| JPS5855375A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-04-01 | 日本特殊陶業株式会社 | 窒化珪素複合焼結体 |
| JPS58210116A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-07 | Kyocera Corp | 加熱炉に於ける被加熱体支持部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0530882B2 (ja) | 1993-05-11 |
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