JPS6172989A - Ceramic roller and manufacture thereof - Google Patents

Ceramic roller and manufacture thereof

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JPS6172989A
JPS6172989A JP59193289A JP19328984A JPS6172989A JP S6172989 A JPS6172989 A JP S6172989A JP 59193289 A JP59193289 A JP 59193289A JP 19328984 A JP19328984 A JP 19328984A JP S6172989 A JPS6172989 A JP S6172989A
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小森 常司
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ローラーハースキルン用のローラーに関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to rollers for roller hearth kilns.

従来の技術及びその問題点 ローラーハースキルンとは、炉の長さ方向に所望の温度
分布をもたせた連続熱処理炉の一種であり、その炉床に
耐熱性ローラーを並列に設置し、このローラーの上を被
熱処理材料が移動する形式%式% 従来10o○℃以上の熱処理が必要な窯素製品の焼成炉
には、トンネル炉が広く利用されている。
Conventional technology and its problems A roller hearth kiln is a type of continuous heat treatment furnace that has a desired temperature distribution in the length direction of the furnace. Heat-resistant rollers are installed in parallel on the hearth, and the Format in which the material to be heat treated moves above: %Formula %Tunnel furnaces have been widely used as firing furnaces for ceramic products that require heat treatment at temperatures of 10°C or higher.

しかしながら、トンネル炉では、被焼成体の移動のため
に耐火煉瓦を施工して耐熱性をもたせた金属調の台車を
使用しているので、熱エネルギーの無駄が多い。また、
小型炉では、耐熱板をブツシャ−で移動させることによ
り被焼成体の移動を行−なう形式の炉もあるが、耐熱板
の傷みがはげしく、事故が多いために経済的でない。
However, in a tunnel furnace, a metal-like truck made of firebrick to provide heat resistance is used to move the objects to be fired, so a lot of thermal energy is wasted. Also,
Some small-sized furnaces move the objects to be fired by moving heat-resistant plates with pushers, but this is not economical because the heat-resistant plates are severely damaged and accidents occur frequently.

これに対し、上記ローラーハースキルンは、被焼成体を
移動させるために必要な部材の熱容旦が極端に小さいた
め、熱効率が大巾に向上すると共に、熱処理時間も短縮
されるという利点があり、近年普及しつつある。
On the other hand, the roller hearth kiln described above has the advantage of greatly improving thermal efficiency and shortening heat treatment time because the heat capacity of the members required to move the object to be fired is extremely small. , has become popular in recent years.

ローラーハースキルン用のローラーとしては、現在、ス
テンレス、耐熱合金、陶器、磁器、アルミナ等のローラ
ーが使用されている。しかしながら、金属製ローラーで
は、1000″C以下、陶器や磁器製のローラーでは1
250℃以下の炉に使用が限定され、アルミナ製ローラ
ーは極小型のテスト類に用いられている程度であり、熱
処理温度に大きな限界がある。更に、これらのローラー
は、一本当りにかかる荷重に制約があり、容積当りの焼
成ff1ffiに限界があるため、タイル、食器などの
低温焼成の軽量材料の熱処理に利用されているにとどま
っている。
Currently, rollers made of stainless steel, heat-resistant alloys, ceramics, porcelain, alumina, etc. are used as rollers for roller hearth kilns. However, for metal rollers, the temperature is less than 1000"C, and for ceramic or porcelain rollers, it is 100"C or less.
Its use is limited to furnaces with temperatures below 250°C, and alumina rollers are only used for extremely small tests, and there is a large limit to the heat treatment temperature. Furthermore, these rollers are limited in the load that can be applied to each roller, and there is a limit to the firing ff1ffi per volume, so they are only used for heat treatment of lightweight materials fired at low temperatures, such as tiles and tableware. .

しかるに、今後の窯業製品、特にいわゆるアドバンスト
・セラミックスの普及には、熱処理工程の省エネルギー
化と高速化の重要性が増大してくると考えられる。この
ため、ローラーハースキルン用のローラーとしては、機
械的強度が高いこと、熱源及び被熱処理材料からの飛散
蒸発物に対して耐食性に優れていること、高温下におい
て靭性が高く、クリープによって破断されにくいこと、
耐熱衝撃抵抗が高く、耐久性にすぐれていること、熱放
散が小さいことなどの要求を満足するものが望まれてい
る。
However, with the future spread of ceramic products, especially so-called advanced ceramics, it is thought that energy saving and speeding up of the heat treatment process will become increasingly important. For this reason, rollers for roller hearth kilns must have high mechanical strength, excellent corrosion resistance against fugitive evaporation from heat sources and heat-treated materials, high toughness at high temperatures, and resistance to fracture due to creep. difficult things,
A material that satisfies the requirements of high thermal shock resistance, excellent durability, and low heat dissipation is desired.

問題点を解決するための手段 本発明者は、従来技術の欠点に鑑みて、1200’CI
X上、特に1300〜1600℃ノ高温熱処理が可能で
あり、耐久性に優れ、高荷重に耐え、且つ大量の生産に
適する省エネルギー、高速化の可能なローラーハースキ
ルン用のローラーを開発すべく種々研究を重ねた結果、
特定のムライト焼結体からなるパルプ状のローラーが、
その要求をみたすことを見い出し、この知見に基いて本
発明を完成した。
Means for Solving the Problems In view of the shortcomings of the prior art, the present inventor developed a 1200'CI
In order to develop rollers for roller hearth kilns that can be heat-treated at a high temperature of 1,300 to 1,600 degrees Celsius, have excellent durability, can withstand high loads, are suitable for mass production, can save energy, and can speed up production. As a result of repeated research,
A pulp-like roller made of a specific mullite sintered body is
We have discovered that this requirement can be met, and have completed the present invention based on this knowledge.

即チ、本発明Glt、1)AGi203及びSiO2の
合計量97.o重量%iX上、fi)CaQO、218
1%以下、1ヒ1.:iii ) Na2O及’CfK
2Oの合計10.2重量%以下であり、 AQ203/S i O2(モル比)−1,30〜1.
85、かさ密度2.96g/cm3以上であるムライト
結晶を主体とする焼結体からなるローラーハースキルン
用セラミックローラー及び焼結後の成分がりAQ203
及び5i02の合計量97.0重fn % 以上、1t
)CaO0,2mm%以下、並びにiii)Na20及
びK2Oの合計量0.21ffi%以下Fあり、AQ2
03/3102(モル比ン=1.30〜1.85となる
ように調合した原料を粉砕または/及び分散した後、バ
イブ状に成形し、1500〜1750”Cで焼成するこ
とを特徴とするローラーハースキルン用セラミックロー
ラーの製造法に係わる。
Namely, Glt of the present invention, 1) Total amount of AGi203 and SiO2 97. o wt% iX, fi) CaQO, 218
1% or less, 1 person 1. :iii) Na2O and 'CfK
The total amount of 2O is 10.2% by weight or less, and AQ203/S i O2 (molar ratio) -1.30 to 1.
85. Ceramic roller for roller hearth kiln made of sintered body mainly composed of mullite crystals with bulk density of 2.96 g/cm3 or more and composition after sintering AQ203
and 5i02 total amount 97.0 weight fn% or more, 1t
) CaO 0.2mm% or less, and iii) Total amount of Na20 and K2O 0.21ffi% or less F, AQ2
03/3102 (Characterized by pulverizing and/or dispersing the raw materials prepared so that the molar ratio is 1.30 to 1.85, forming them into a vibrator shape, and firing at 1500 to 1750"C. Relates to the manufacturing method of ceramic rollers for roller hearth kilns.

本発明でいうムライト結晶を主体とする焼結体は、ムラ
イト固溶体のみからなる焼結体に限定されず、結晶粒界
に存在する非晶質マトリックスが少なく、且つアルミナ
結晶(α−AQ203)がムライト結晶の10容積%以
下しか含まれない焼結体であればよく具体的には、以下
の条件を満足するものである。
The sintered body mainly composed of mullite crystals in the present invention is not limited to a sintered body consisting only of mullite solid solution, but has a small amount of amorphous matrix present at grain boundaries and alumina crystals (α-AQ203). It is sufficient that the sintered body contains 10% by volume or less of mullite crystals, and specifically, it satisfies the following conditions.

a)  Al2203/S i 02  <モル比)が
1.30〜1,85の範囲内である。
a) Al2203/S i 02 <molar ratio) is within the range of 1.30 to 1,85.

A9203 /S ! 02が1.30を下回る場合に
は、ムライト結晶相量が減少し、8102または非晶質
相が増加するため、高温クリープの低下、耐食性の低下
をきたし、耐久性が劣るようになる。一方、AQ 20
3 /S i○2が1.85を上回る場合には、ムライ
ト結晶相の他にA Q 203結晶相量が増加し、高温
強度、靭性の低下及び耐久性の低下を生じるので不適当
である。
A9203/S! If 02 is less than 1.30, the amount of mullite crystal phase decreases and the amount of 8102 or amorphous phase increases, resulting in a decrease in high temperature creep and a decrease in corrosion resistance, resulting in poor durability. On the other hand, AQ 20
3/S i○2 exceeding 1.85 is unsuitable because the amount of AQ 203 crystal phase increases in addition to the mullite crystal phase, resulting in a decrease in high temperature strength, toughness, and durability. .

b)  Al2203及ヒS l 02 (7)合計口
が97.0重潰%以上である。
b) Al2203 and HiS l 02 (7) The total weight is 97.0% or more.

AQ203及びSiO2の合計量は、多いことが望まし
いが必ずしも経済的でない。また、ZrO2、TiO2
、Cr2O3、Y2O2等の成分は、ローラーとしての
若干の品質低下要因となるが、焼結促進、靭性向上など
の効果がある。従ってこれらの成分を含むAQ203及
び3i02以外の成分は、3%未満であれば許容できる
。しかしA+1203及び5I02の合計量が97%を
下回ると、熱源や被処理物からの飛散蒸発物に対する耐
食性の低下、高温クリープの低下などが生じるので好ま
しくない。
Although it is desirable that the total amount of AQ203 and SiO2 be large, it is not necessarily economical. Also, ZrO2, TiO2
, Cr2O3, Y2O2, and the like cause some deterioration in the quality of the roller, but they have effects such as promoting sintering and improving toughness. Therefore, components other than AQ203 and 3i02 containing these components are permissible as long as they are less than 3%. However, if the total amount of A+1203 and 5I02 is less than 97%, it is not preferable because corrosion resistance to flying evaporates from the heat source or the object to be treated decreases, and high-temperature creep decreases.

C) CaOの含有量は、0.2重量%以下とする。C) The content of CaO shall be 0.2% by weight or less.

CaOの含有量が増加するとCa0− AQ203  SiO2系の化合物が形成されると考え
られ、高温でクリープ破断が増加するので好ましくない
。このためCaOの含有口は0.2重量%以下とするこ
とが必要であり、好ましくは0.1重量%以下、さらに
好ましくは0.05重量%以下とする。
If the CaO content increases, it is thought that a Ca0-AQ203SiO2-based compound will be formed, which is not preferable because creep rupture increases at high temperatures. Therefore, the CaO content must be 0.2% by weight or less, preferably 0.1% by weight or less, and more preferably 0.05% by weight or less.

d)  Na2OとK2O77)合計含有m ハ、0.
2重量%以下とする。
d) Na2O and K2O77) Total content m c, 0.
The content shall be 2% by weight or less.

Na2O及びK2Oの含有量が増加するとNa2Oまた
は/およびK2O  A Q 203−3I02系化合
物が形成され、品質、寿命などが低下するのでこれらの
含有量は、0.2重量%以下とし、好ましくは0.1!
1!f11%以下とする。
If the content of Na2O and K2O increases, Na2O or/and K2O A Q 203-3I02 type compounds will be formed and the quality, life, etc. will decrease, so the content of these should be 0.2% by weight or less, preferably 0. .1!
1! f11% or less.

e) かぎ密度は、2.960/C■3以上とする。e) The key density shall be 2.960/C■3 or more.

かさ密度が2.960/CI3を下回ると、耐食性の低
下や、機械的強度の低下などを生じるためかさ密度は、
2.960/c+a3以上とすることが必要であり、好
ましくは3.OOQ/Cl113以上とする。
If the bulk density is less than 2.960/CI3, corrosion resistance and mechanical strength will decrease, so the bulk density is
It is necessary to set it to 2.960/c+a3 or more, preferably 3.960/c+a3 or more. OOQ/Cl should be 113 or more.

本発明ローラーを製造するための出発原料としテハ、A
Q20s/S!02=1.30〜1.85であり、Na
2O、K2O及びCaOを規定量以下しか含有しないか
、或いは焼成によって規定量以下しか残留しない原料を
使用し有効成分が均一に分布している粉末が望ましい。
As a starting material for manufacturing the roller of the present invention, Teha, A
Q20s/S! 02=1.30 to 1.85, and Na
It is desirable to use raw materials that contain less than the specified amount of 2O, K2O, and CaO, or that only less than the specified amount remains after firing, and in which the active ingredients are uniformly distributed.

これらは、あらかじめムライト結晶が形成されているも
のに限定されず、焼成工程でムライト結晶が形成される
アルミナ及びシリカの混合物またはアルミナ又は/およ
びシリケートの化合物であってもよい。本発明で使用で
きる出発原料としては、例えば、比表面積2〜20m2
/qの易焼結性の低ソーダアルミナと高純度けい石また
は石英との混合物、この混合物を1300〜1450℃
で焼成してムライトを合成した原料、AQ及びSi化合
物溶液から共沈法や焙焼法などによって調整した原料な
どを挙げることができる。
These are not limited to those in which mullite crystals are formed in advance, but may be a mixture of alumina and silica or a compound of alumina or/and silicate in which mullite crystals are formed in the firing process. Starting materials that can be used in the present invention include, for example, specific surface areas of 2 to 20 m2.
/q of easily sinterable low soda alumina and high-purity silica or quartz; this mixture is heated to 1300-1450℃.
For example, raw materials prepared by baking to synthesize mullite, and raw materials prepared from a solution of AQ and Si compounds by a coprecipitation method, a roasting method, etc.

本発明では、まず原料を、平均粒径(ストークスの法則
に基づく沈降法または光透過法により測定)が通常2μ
m以下、好ましくは1.5μm以下、さらに好ましくは
0.5〜1.0μmになるように粉砕し分散する。BE
T法による比表面積は2〜15m2/Qとすることが好
ましい。この粉砕及び分散工程は、湿式で行なうことが
効率的であり、ゴム、樹脂、アルミナ等で内張すされた
ミルを用いて、メノー、アルミナ、ジルコニア製などの
粉砕メディアにてボールミーリングすればよい。粉砕機
としては、ボールミル、振動ミル、アトリツションミル
、遠心ミルなどが使用でき、粉砕と分散を同時に行なう
ことができる。2μm程度以下の微粉原料を用いる場合
には、粉砕工程を省略することができるが、原料の分散
を充分に行ない成分ができるだけ均一に分布した原料と
することが必要である。
In the present invention, first, the raw material has an average particle size (measured by a sedimentation method based on Stokes' law or a light transmission method) of usually 2 μm.
It is pulverized and dispersed to a particle size of 1.5 μm or less, preferably 1.5 μm or less, and more preferably 0.5 to 1.0 μm. BE
The specific surface area measured by the T method is preferably 2 to 15 m2/Q. It is efficient to perform this grinding and dispersion process wet, and ball milling with grinding media made of agate, alumina, zirconia, etc. using a mill lined with rubber, resin, alumina, etc. good. As the pulverizer, a ball mill, vibration mill, attrition mill, centrifugal mill, etc. can be used, and pulverization and dispersion can be performed at the same time. When using a fine powder raw material of about 2 μm or less, the pulverization step can be omitted, but it is necessary to sufficiently disperse the raw material to obtain a raw material in which the components are distributed as uniformly as possible.

粉砕または/及び分散を行なった原料は、次に成形工程
で所望の形状に成形される。成形法としては、通常の窯
業製品に用いられている方法が適用でき、例えば次のよ
うな方法で成形をする。
The pulverized and/or dispersed raw material is then molded into a desired shape in a molding step. As the molding method, methods used for ordinary ceramic products can be applied, and for example, the following method is used for molding.

CIP(静水圧成形法)では、上記原料にPVAなとの
成形助剤を数%添加した造粒粉体゛(主として噴霧乾燥
法による)を調整して成形する。成形圧力としては、0
.5〜2トン/ClO2程度の圧力が好ましい。押出し
成形法の場合は、メチルセルローズ、デキストリン、P
VAなどの粘結性に富んだペースト状の成形助剤を処理
原料に混練し、押出し機にて成形する。鋳込み成形法の
場合は、処理原料をスラリー状とし、粘度が30〜30
00cpとなるように調整し、石膏型などの成形型を用
いて成形し、成形後乾燥して成形体とする。これらの成
形体は、焼成工程での焼成収縮にもとづいて所望のロー
ラー寸法よりも大きい割増寸法の形状に造られる。
In CIP (hydrostatic pressing), a granulated powder (mainly by spray drying method) is prepared by adding several percent of a molding aid such as PVA to the above raw materials and molded. The molding pressure is 0
.. A pressure of about 5 to 2 tons/ClO2 is preferred. In the case of extrusion molding, methylcellulose, dextrin, P
A pasty molding aid with high caking properties, such as VA, is kneaded with the raw material to be treated, and the mixture is molded using an extruder. In the case of the cast molding method, the raw material to be treated is in the form of a slurry, and the viscosity is 30 to 30.
00 cp, molded using a mold such as a plaster mold, and dried after molding to form a molded body. These compacts are made into shapes with additional dimensions larger than the desired roller dimensions based on firing shrinkage during the firing process.

次いで成形体は、開放雰囲気中1500〜1750℃の
温度で焼成される。焼成温度は、原料の種類、成形体の
成分、成形体の焼結活性などにより左右されるが、常圧
焼結の場合には、好ましくは、1550〜1750℃、
ざらに好ましくは1550〜1700℃である。焼結温
度が1500℃よりも低温では、所望の密度が得られず
、1750℃よりも高温では、経済的でないと共に、結
晶粒径が粗大化しすぎ、強度の低下や密度の低下を期し
、さらに焼成工程で変形が生じやすくなり好ましくない
The molded body is then fired at a temperature of 1500-1750°C in an open atmosphere. The firing temperature depends on the type of raw material, the components of the molded body, the sintering activity of the molded body, etc., but in the case of pressureless sintering, it is preferably 1550 to 1750°C,
The temperature is preferably 1550 to 1700°C. If the sintering temperature is lower than 1500°C, the desired density cannot be obtained, and if the sintering temperature is higher than 1750°C, it is not economical and the crystal grain size becomes too coarse, resulting in a decrease in strength and density. This is undesirable because deformation tends to occur during the firing process.

ローラーの寸法は、キルンの巾、被熱処理材料の形状、
面積あたりにかかる重n、使用温度などによって決まる
が、外径15〜5Qia+φ、外径/内径=1.2〜1
.5、長さ/外径−25〜80程度であることが好まし
い。内面は、必ずしも円であることに限定されないが、
外面は、±0.51以内の精度をもった真円であること
が望ましい。
The dimensions of the roller depend on the width of the kiln, the shape of the material to be heat treated,
It is determined by the weight n applied per area, the operating temperature, etc., but the outer diameter is 15 to 5 Qia + φ, outer diameter / inner diameter = 1.2 to 1
.. 5. The length/outer diameter is preferably about -25 to 80. The inner surface is not necessarily limited to being a circle, but
The outer surface is preferably a perfect circle with an accuracy within ±0.51.

発明の効果 本発明のローラーハースキルン用ローラーは、次のよう
な優れた特性を有する。
Effects of the Invention The roller for a roller hearth kiln of the present invention has the following excellent characteristics.

1、一般に高温、高強度セラミックスとされている5i
3Nz、SiCなどに比し、高温開放雰囲気で安定であ
る。
1. 5i, which is generally considered to be a high-temperature, high-strength ceramic
Compared to 3Nz, SiC, etc., it is stable in a high temperature open atmosphere.

2、熱伝導率が低く、ローラーの両端の金属製駆動部へ
の熱放散が少なく、経済的であり、熱効率が高い。
2. Low thermal conductivity, less heat dissipation to the metal driving parts at both ends of the roller, economical, and high thermal efficiency.

3、熱源や被熱処理材料からの高温における1散蒸発物
による汚染に高い耐久性を示し、長期間の使用が可能で
ある。
3. It exhibits high resistance to contamination by vaporized substances at high temperatures from heat sources and heat-treated materials, and can be used for a long period of time.

4、急激な温度変化に耐えつる耐熱衝撃性を有する。4. Has thermal shock resistance that can withstand rapid temperature changes.

5、S f3Nt 1S fC,A+2203などのセ
ラミックスに比し弾性率が低く、特に高温において適当
に変形し、応力集中をうけにくい柔構造体である。
It has a lower elastic modulus than ceramics such as 5, S f3Nt 1S fC, A+2203, deforms appropriately especially at high temperatures, and is a flexible structure that is less susceptible to stress concentration.

6、ムライト結晶がアスペクト比の高い針状で、絹目構
造体を形成し、靭性が高く、クリープ破断されにくい。
6. Mullite crystals are acicular with a high aspect ratio, forming a silky structure, having high toughness and being resistant to creep rupture.

本発明ローラーハースキルン用ローラーは、上記した様
な優れた特性を有するので、高温熱処理が可能であり、
耐久性に優れ、高荷重に耐え、且つ大量の生産に適する
ローラーハースキル用のローラーとして有用である。
The roller for a roller hearth kiln of the present invention has the above-mentioned excellent properties, so it can be subjected to high temperature heat treatment.
It has excellent durability, can withstand high loads, and is useful as a roller for roller hearth skills that is suitable for mass production.

実  施  例 以下実施例に基づき本発明を更に詳細に説明する。Example The present invention will be explained in more detail below based on Examples.

実施例] 平均粒径0.7μmで比表面積8m2/にIの99.9
5%AQ203と平均粒径1.5μmの99.9%Si
O2とをA+12ch/Sf○2=1.34になるよう
3kg配合し、CMGを1%加え91%A Q 203
製のボールミルと粉砕用メディアを用いて48時時間式
で粉砕し分散させ、平均粒径0.7μmとした後、噴霧
乾燥により成形用粉体2.5kgを得た。
Example] Average particle size is 0.7 μm, specific surface area is 8 m2/I is 99.9
5% AQ203 and 99.9% Si with average particle size 1.5 μm
Blend 3 kg of O2 so that A+12ch/Sf○2=1.34, add 1% CMG to 91% A Q 203
The powder was pulverized and dispersed in a 48-hour system using a manufactured ball mill and pulverizing media to obtain an average particle size of 0.7 μm, and then spray-dried to obtain 2.5 kg of powder for molding.

この粉体を、CIPにより1.5トン/ cm2の圧力
でパイプ状に成形し、1680’Cで3時間焼成した。
This powder was formed into a pipe shape by CIP at a pressure of 1.5 tons/cm2 and fired at 1680'C for 3 hours.

実施例2 実施例1と同一原料を用いAQ203/5tO2−1,
47となるよう3kg配合し、更に沈降炭酸カルシウム
をCaO換算で0.14%加えた後、実施例1と同一方
法により1650℃で3時間焼成した。
Example 2 Using the same raw materials as Example 1, AQ203/5tO2-1,
After adding 0.14% of precipitated calcium carbonate in terms of CaO, the mixture was calcined at 1650° C. for 3 hours in the same manner as in Example 1.

実施例3 実m倒1と同一原料を用いてA+2203/8102−
1.62となるよう3ka配合し、さらに比表面積10
m2/g平均粒径0.4μmの99.9%ZrO2微粉
を2.5%加えた後、強化ジルコニア類のボールミルと
粉砕用メディアを用いて48時時間式で粉砕、分散させ
平均粒径0.55μmとした。その後の工程は、実施例
1と同様で、1630℃で5時間焼成した。
Example 3 A+2203/8102- using the same raw materials as 1
3ka compounded to give a specific surface area of 1.62, and a specific surface area of 10
After adding 2.5% of 99.9% ZrO2 fine powder with a m2/g average particle size of 0.4 μm, it was crushed and dispersed using a reinforced zirconia ball mill and crushing media in a 48-hour process to obtain an average particle size of 0. .55 μm. The subsequent steps were the same as in Example 1, and firing was performed at 1630° C. for 5 hours.

実施例4 AQ203/S!02−1.801A(2203とSi
O2の合計f199.2%の電融ムライトの微粉30重
量%及び実施例1のA+1203とS!02をAl22
03/S!02=1.55となるよう配合したちの70
重量%からなる原料を湿式にて樹脂製ミルに99.5%
AQ20s製メディアを用いて、振動により、12時間
で平均粒径1.1μmとなるよう粉砕し、分散させた。
Example 4 AQ203/S! 02-1.801A (2203 and Si
30% by weight of fine powder of fused mullite with a total of O2 f199.2% and A+1203 of Example 1 and S! 02 to Al22
03/S! 70 mixed so that 02=1.55
Raw materials consisting of 99.5% by weight are wet processed into a resin mill.
Using AQ20s media, the particles were crushed and dispersed by vibration to an average particle size of 1.1 μm in 12 hours.

このスラリーに界面活性剤を微量添加し、粘度を250
C1)に調整し、2 klll/ C12の圧力をかけ
て、石膏型に鋳込み成形し、乾燥後1650℃で3時間
焼成した。
A small amount of surfactant was added to this slurry to reduce the viscosity to 250.
C1), applying a pressure of 2 kll/C12, casting into a plaster mold, drying, and baking at 1650°C for 3 hours.

実施例5 AQ及び3i化合物の溶液から熱分解法で合成、仮焼し
たAQ203 /S 1Ch−1,80のAQ−3iス
ピネル原料粉末にY203を0.3%と長石〔主成分(
Na、K)20−AQ203 ・6SiOa)をNa2
O+K2Oが0.1%となるよう添加配合した後、実施
例3と同一方法で平均粒径0.6μmに粉砕した後、同
様に処理、成形し、1590℃で6時間焼成した。
Example 5 0.3% Y203 and feldspar [main component
Na, K)20-AQ203 ・6SiOa) as Na2
After adding and blending O+K2O to 0.1%, the powder was pulverized to an average particle size of 0.6 μm in the same manner as in Example 3, treated and molded in the same manner, and fired at 1590° C. for 6 hours.

実施例6 実施例4のムライト40重量%及びアルミナと99.9
%S!02とをAQ 203 /S ! 02 =1.
80になるよう混合した粉末60重量%からなる原料に
沈降炭酸カルシウムをCaO換算で0.05重量%加え
、実施例4と同様の方法によ、り焼成温度1720℃で
2時間焼成した。
Example 6 40% by weight of mullite of Example 4 and 99.9% of alumina
%S! 02 and AQ 203 /S! 02 =1.
0.05% by weight (calculated as CaO) of precipitated calcium carbonate was added to a raw material consisting of 60% by weight of powder mixed so as to have a concentration of 80% by weight, and the mixture was fired in the same manner as in Example 4 at a firing temperature of 1720°C for 2 hours.

実施例7 AQ及びSi化合物の溶液から熱分解法で合成、仮焼シ
タAQ 203 /S f 02−1 、47ノム5イ
ト粉末を用いて実施例5と同一方法により焼成体を製造
した。
Example 7 A sintered body was produced in the same manner as in Example 5 using AQ 203 /S f 02-1 and 47 nom 5ite powder synthesized by a thermal decomposition method from a solution of AQ and a Si compound.

比較例1 AQ 203 /S i 02〜1.18、粉砕時間を
24時間とした以外は、実施例1と同様にして焼成体を
製造した。
Comparative Example 1 A fired body was produced in the same manner as in Example 1, except that AQ 203 /S i 02 to 1.18 and the crushing time was 24 hours.

比較例2 実施例4のムライト、99.6%アルミナ粉末、カオリ
ン(主成分A+1203 ・28!02・2H20)及
び長石を用いてA+2203/5iO3−1,27とな
るように配合し、粉砕後、脱水、乾燥を行ない、ざらに
増粘剤を加えて混線し、坏土とし、押し出し成形を行な
った後、1700℃で3時間焼成した。
Comparative Example 2 The mullite of Example 4, 99.6% alumina powder, kaolin (main component A+1203・28!02・2H20) and feldspar were blended to give A+2203/5iO3-1,27, and after pulverization, After dehydration and drying, a thickener was added to the dough to form a clay, extrusion molding was performed, and the mixture was fired at 1700° C. for 3 hours.

比較例3 Zr021.5%、fvlool、3%及びFe203
0.3%を加えた以外は、実施例1と同一方法で粉砕し
た後、比較例2と同一方法で成形、焼成した。
Comparative Example 3 Zr021.5%, fvlool, 3% and Fe203
The powder was pulverized in the same manner as in Example 1, except that 0.3% was added, and then molded and fired in the same manner as in Comparative Example 2.

比較例4 比較例2と同一原料を用いAQ203/5iO2=1.
47となるよう配合した以外は比較例2と同様にして焼
成体を製造した。
Comparative Example 4 Using the same raw materials as Comparative Example 2, AQ203/5iO2=1.
A fired body was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the composition was blended so as to be 47%.

比較例5 A Q 203/ S i O2−1、47とし長石を
Na2OとK2Oの合計量が0.24%となるよ°うに
配合した以外は、実施例1と同様にして焼成体を製造し
た。
Comparative Example 5 A fired body was produced in the same manner as in Example 1, except that AQ 203/SiO2-1,47 was used and feldspar was blended so that the total amount of Na2O and K2O was 0.24%. .

比較例6 配合比を変えテA 0203 / S i 02−1.
78とした以外は比較例2と同一方法により焼成体を製
造した。
Comparative Example 6 By changing the blending ratio, TeA 0203/S i 02-1.
A fired body was manufactured by the same method as in Comparative Example 2 except that the temperature was changed to 78.

比較例7 実施例1とは粒度の異なる99.95%AQ203と9
9.9%S i 02 トtrA Q 203/5iO
z−1,78となるように配合し、粉砕後の平均粒径が
2.1μmとなるように粉砕し、焼成を1760℃で1
時間行なった以外は実施例1と同様にして焼成体を製造
した。
Comparative Example 7 99.95% AQ203 and 9 with different particle sizes from Example 1
9.9%S i 02 trA Q 203/5iO
z-1.78, pulverized so that the average particle size after pulverization was 2.1 μm, and baked at 1760°C for 1
A fired body was produced in the same manner as in Example 1 except that the firing was carried out for a longer time.

比較例8 実施例4で用いたムライトを97%AQ203製のミル
と粉砕メディアを用いて120時間粉砕し、その後は実
施例1と同様にして焼成体を製造した。− 試験例 上記の実施例及び比較例により製造したパイプ状の焼成
体について、加速寿命試験及び耐久試験を行なった。焼
成体の組成及びかさ密度を第1表に、試験結果を第2表
に示す。試験方法は、以下に示す通りである。
Comparative Example 8 The mullite used in Example 4 was ground for 120 hours using a 97% AQ203 mill and grinding media, and thereafter a fired body was produced in the same manner as in Example 1. - Test Example Accelerated life tests and durability tests were conducted on the pipe-shaped fired bodies manufactured according to the above Examples and Comparative Examples. The composition and bulk density of the fired body are shown in Table 1, and the test results are shown in Table 2. The test method is as shown below.

0加速寿命試験: 外径21φ1fll、内径16φ■、長さ450amの
パイプを試料とし、支点間距l!t300IllIlに
支点を設け、この間を炉内温度1400℃または146
0℃に保持し、両端が炉外に位置するよう試料を設置し
、その中央部に荷重を加えて、パイプが破断されるまで
の時間を示した。なお、パイプは5分ごとに半回転させ
た。第2表には、荷重を単位面積当りの応力で示したが
これは次の計算式にもとづいた。
0 Accelerated Life Test: Using a pipe with an outer diameter of 21φ1fl, an inner diameter of 16φ■, and a length of 450am as a sample, the distance between the supports is l! A fulcrum is provided at t300IllIl, and the furnace temperature between these points is 1400℃ or 146℃.
The sample was maintained at 0° C., and the sample was placed so that both ends were located outside the furnace. A load was applied to the center of the sample, and the time until the pipe broke was measured. Note that the pipe was rotated half a rotation every 5 minutes. Table 2 shows the load in terms of stress per unit area, which was based on the following calculation formula.

D:外径、d:内径 このテスト条件は、実用キルンでの一本当りのローラー
にかかる荷重の3〜6倍の荷重と目積られ、実用キルン
では10’倍以上の寿命が予測できる。
D: outer diameter, d: inner diameter This test condition is estimated to be 3 to 6 times the load applied to one roller in a practical kiln, and it is predicted that the life in a practical kiln will be 10 times longer.

そのため、100分以上の寿命は、より高温またはより
高荷重の使用を可能とする。
Therefore, a life of 100 minutes or more allows use at higher temperatures or higher loads.

0耐久試験: 重油燃焼のセラミックス焼成炉の操業中の炉内1500
”Cc)雰囲気中に外径21φl、内径16φ11長さ
15011ffiのパイプ試料を挿入し、1ケ月保持し
た後、室内に取り出し、その曲げ強度を前式に基づいて
計測しくスパン100mm)テスト前の強度との強度比
百分率で示した。
0 durability test: 1,500 hours inside a heavy oil-burning ceramic firing furnace during operation
``Cc) Insert a pipe sample with an outer diameter of 21φl, an inner diameter of 16φ11, and a length of 15011ffi into the atmosphere, hold it for one month, then take it out indoors and measure its bending strength based on the previous formula. (Span: 100mm) Strength before test It is expressed as an intensity ratio percentage.

第2表から本発明ローラーハースキルン用ローラーは、
高温での高荷重の使用に耐え、長期間使用後においても
高強度を有することが明らかである。
From Table 2, the rollers for the roller hearth kiln of the present invention are as follows:
It is clear that it can withstand use under high loads at high temperatures and has high strength even after long-term use.

(U  上)(U top)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 [1]i)Al_2O_3及びSiO_2の合計量97
.0重量%以上、 ii)CaO0.2重量%以下、並びに iii)Na_2O及びK_2Oの合計量0.2重量%
以下 であり、Al_2O_3/Si〇_2(モル比)=1.
30〜1.85、かさ密度2.96g/cm^3以上で
あるムライト結晶を主体とする焼結体からなるローラー
ハースキルン用セラミックローラー。 [2]焼結後の成分が i)Al_2O_3及びSiO_2の合計量97.0重
量%以上、 ii)CaO0.2重量%以下、並びに iii)Na_2O及びK_2Oの合計量0.2重量%
以下 であり、Al_2O_3/SiO_2(モル比)=1.
30〜1.85となるように調合した原料を粉砕または
/及び分散した後、パイプ状に成形し、1500〜17
50℃で焼成することを特徴とするローラーハースキル
ン用セラミックローラーの製造法。
[Claims] [1] i) Total amount of Al_2O_3 and SiO_2 97
.. 0 weight % or more, ii) CaO 0.2 weight % or less, and iii) the total amount of Na_2O and K_2O 0.2 weight %
The following is true, and Al_2O_3/Si〇_2 (molar ratio)=1.
30 to 1.85 and a bulk density of 2.96 g/cm^3 or more. [2] The components after sintering are i) a total amount of Al_2O_3 and SiO_2 of 97.0% by weight or more, ii) a total amount of CaO of 0.2% by weight or less, and iii) a total amount of Na_2O and K_2O of 0.2% by weight
The following is true, and Al_2O_3/SiO_2 (molar ratio)=1.
After pulverizing and/or dispersing the raw materials mixed so that the particle size is 30 to 1.85, it is formed into a pipe shape and
A method for manufacturing a ceramic roller for a roller hearth kiln, which is characterized by firing at 50°C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03254805A (en) * 1990-03-02 1991-11-13 Ngk Insulators Ltd Filter material for molten aluminum
JP2002316869A (en) * 2001-04-19 2002-10-31 Nitsukatoo:Kk Roller for roller hearth kiln consisting of heat resistant mullite sintered compact

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