JPS63129071A - 耐スポ−リング性炭化珪素質耐火物 - Google Patents
耐スポ−リング性炭化珪素質耐火物Info
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- JPS63129071A JPS63129071A JP61275112A JP27511286A JPS63129071A JP S63129071 A JPS63129071 A JP S63129071A JP 61275112 A JP61275112 A JP 61275112A JP 27511286 A JP27511286 A JP 27511286A JP S63129071 A JPS63129071 A JP S63129071A
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Landscapes
- Ceramic Products (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】
［産業上の利用分野］
本発明は各種焼成炉炉壁並びに焼成用焼台に用いられる
炭化珪素質耐火物に関する。
炭化珪素質耐火物に関する。
［従来の技術・問題点］
従来、炭化珪素質耐火物の耐スポーリング性を増すため
には、耐火物の単位厚さ当たりの温度差を少なくするた
めに耐火物を形状的に厚くするが、または有効形状を見
掛は上減らすために耐火物に切り込みを入れる等の物理
的手法を用いることにより内部発生応力を低減していた
。更に、炭化珪素質耐火物使用中の酸化に起因する耐ス
ポーリング性の劣化を防止するために、耐火物にガラス
成分を添加して耐酸化性を増す等の化学的手法が収られ
てきた。
には、耐火物の単位厚さ当たりの温度差を少なくするた
めに耐火物を形状的に厚くするが、または有効形状を見
掛は上減らすために耐火物に切り込みを入れる等の物理
的手法を用いることにより内部発生応力を低減していた
。更に、炭化珪素質耐火物使用中の酸化に起因する耐ス
ポーリング性の劣化を防止するために、耐火物にガラス
成分を添加して耐酸化性を増す等の化学的手法が収られ
てきた。
また、炭化珪素質耐火物製造時においては、耐火物の充
填度をできるだけ高めて耐火物の組織を改良し、使用中
の組織老化を防ぐのがこれまでの技術であった。
填度をできるだけ高めて耐火物の組織を改良し、使用中
の組織老化を防ぐのがこれまでの技術であった。
しかし、物理的手法により耐火物の厚さを厚くすると、
一枚の単重が重くなり、単価が高くなり、しかも、焼成
製品と焼台比率が低下し、製造原価を上昇させる。また
、切り込みを入れると、切り込み口から亀裂の進展がし
ばしば発生すると共に製造上のコストが上昇する等の問
題があり好ましくない。一方、耐酸化性においても、ガ
ラス成分の添加は見掛上空気を遮断し、耐酸化性を改良
するように見えるが、詳細に検討すると改良なされてい
ないことが判明し、基本的に配合を変更しなけれは解決
できない問題であることが分かった。
一枚の単重が重くなり、単価が高くなり、しかも、焼成
製品と焼台比率が低下し、製造原価を上昇させる。また
、切り込みを入れると、切り込み口から亀裂の進展がし
ばしば発生すると共に製造上のコストが上昇する等の問
題があり好ましくない。一方、耐酸化性においても、ガ
ラス成分の添加は見掛上空気を遮断し、耐酸化性を改良
するように見えるが、詳細に検討すると改良なされてい
ないことが判明し、基本的に配合を変更しなけれは解決
できない問題であることが分かった。
そこで耐久ポーリング性を改良するためにマイクロクラ
ックを導入するというハラセルマンの理論を応用すべく
、第３の物質を物理的性質として炭化珪素と異なる熱膨
張係数をもち、同時に化学的には炭化珪素酸化時にクリ
ストバライトを造ることを妨害しないという条件で研究
を行なった。
ックを導入するというハラセルマンの理論を応用すべく
、第３の物質を物理的性質として炭化珪素と異なる熱膨
張係数をもち、同時に化学的には炭化珪素酸化時にクリ
ストバライトを造ることを妨害しないという条件で研究
を行なった。
し問題点を解決するための手段］
本発明は炭化珪素質原料を５０〜９９．５垂蓋％含有し
、珪石、石英、ジルコニア及びシリカフラワーからなる
群から選択された１種または２種以上のマイクロクラッ
ク成分を合計型で０．５〜３５重量％含有し、ＡＮ２０
．成分含量が５単葉％以下であり且つアルカリ金属及び
アルカリ土類金属成分金策が５単葉％以下であることを
特徴とする耐スポーリング性炭化珪素質耐火物を提供す
るにある。
、珪石、石英、ジルコニア及びシリカフラワーからなる
群から選択された１種または２種以上のマイクロクラッ
ク成分を合計型で０．５〜３５重量％含有し、ＡＮ２０
．成分含量が５単葉％以下であり且つアルカリ金属及び
アルカリ土類金属成分金策が５単葉％以下であることを
特徴とする耐スポーリング性炭化珪素質耐火物を提供す
るにある。
［作 用］
炭化珪素の酸化に関して基本的な実験を行なった結果、
炭化珪素そのものが酸化雰囲気中でＳ ｉ Ｃ＋２０２
→Ｓ ｉ Ｏ２＋ ＣＯ２の反応により緻密なりリス
トパライト保護皮膜を造り、その後の酸化を極度に遅延
することが明らかとなった。
炭化珪素そのものが酸化雰囲気中でＳ ｉ Ｃ＋２０２
→Ｓ ｉ Ｏ２＋ ＣＯ２の反応により緻密なりリス
トパライト保護皮膜を造り、その後の酸化を極度に遅延
することが明らかとなった。
炭化珪素の酸化は保護皮膜中を酸素が０２−イオンの形
態で拡散し、炭化珪素表面に到達し、炭化珪素界面で５
ｉｎ２を生成しながら進行する。従って、０□−イオン
の拡散係数が小である保護皮膜を形成することが非常に
重要である。数種の材質の拡散係数を比較すると、最も
拡散係数が低いのがクリストバライト質であり、Ｓｉ○
２カラス、Ｓ ！ Ｑ ２ Ａ Ｉｔ ２０３．５ｉ
Ｏ２−Ａジ２０．−アルカリ金属の順となり、これらは
クリストバライトと比較し、数十〜数百倍のオーダーで
０２−の拡散係数が大きいので、保護皮膜としてクリス
トバライト層を生成させるのが耐酸化性を高める上での
重要な技術となる。
態で拡散し、炭化珪素表面に到達し、炭化珪素界面で５
ｉｎ２を生成しながら進行する。従って、０□−イオン
の拡散係数が小である保護皮膜を形成することが非常に
重要である。数種の材質の拡散係数を比較すると、最も
拡散係数が低いのがクリストバライト質であり、Ｓｉ○
２カラス、Ｓ ！ Ｑ ２ Ａ Ｉｔ ２０３．５ｉ
Ｏ２−Ａジ２０．−アルカリ金属の順となり、これらは
クリストバライトと比較し、数十〜数百倍のオーダーで
０２−の拡散係数が大きいので、保護皮膜としてクリス
トバライト層を生成させるのが耐酸化性を高める上での
重要な技術となる。
クリストバライト層の生成と炭化珪素質耐火物の化学成
分との間には密接な関係があり、炭化珪素のみを酸化さ
せる場合にはクリストバライト層の生成が起こるが、他
の成分、特にＡｂｏコ、アルカリ金属、アルカリ土類金
属等が混入するとＳｉＯ□はガラス化してクリストバラ
イト層の生成は見られない、また、成形性を良好にする
ために、適宜粘土を添加することができるが、粘土はＡ
（１２０）成分を２０〜３５％含有するので、所望の
成形性を得る最少の添加址あるいは無添加が耐酸化性を
低下させないので望ましい。Ａ １２０３含量が５重景
％を超えると耐酸化性を劣化させる。
分との間には密接な関係があり、炭化珪素のみを酸化さ
せる場合にはクリストバライト層の生成が起こるが、他
の成分、特にＡｂｏコ、アルカリ金属、アルカリ土類金
属等が混入するとＳｉＯ□はガラス化してクリストバラ
イト層の生成は見られない、また、成形性を良好にする
ために、適宜粘土を添加することができるが、粘土はＡ
（１２０）成分を２０〜３５％含有するので、所望の
成形性を得る最少の添加址あるいは無添加が耐酸化性を
低下させないので望ましい。Ａ １２０３含量が５重景
％を超えると耐酸化性を劣化させる。
従って、本発明の耐スポーリング性炭化珪素質耐火物中
のＡ １２ Ｕ ）成分含量を５単葉％以下、アル六１
】全ＬＭ、 Ｎ１７Ｘアル＃ｌＩ＋Ｍ全宛！’＃ ４”
Ｐ今Ｍ ｔ、−Ｃ’、 重量％以下とすることが好まし
い。
のＡ １２ Ｕ ）成分含量を５単葉％以下、アル六１
】全ＬＭ、 Ｎ１７Ｘアル＃ｌＩ＋Ｍ全宛！’＃ ４”
Ｐ今Ｍ ｔ、−Ｃ’、 重量％以下とすることが好まし
い。
炭化珪素質耐火物を製造する際に含有できるクリストバ
ライト Ｓ ｉ Ｏ ２ （石英、珪石）、ＺｒＯ２（ジルコニ
ア）、シリカフラワー等を挙げることができる．これら
の成分は単独で使用するか、または２種以上を併用する
こともできる。
ライト Ｓ ｉ Ｏ ２ （石英、珪石）、ＺｒＯ２（ジルコニ
ア）、シリカフラワー等を挙げることができる．これら
の成分は単独で使用するか、または２種以上を併用する
こともできる。
また、上述の石英、珪石、ジルコニア、シリカフラワー
等の炭化珪素原料への添加は耐スポーリング性の向上も
寄与する．これは耐スポーリング性を改良するために種
々行なわれてきた方法の中のハラセルマンの理論すなわ
ちマイクロクラックの生成による耐スポーリング性の向
上によるものである．すなわち、炭化珪素原料と同一膨
張率を有する成分のみからなる配合であると、マイクロ
クラックは発生しないが、異種膨張率を有する原料を配
合することによりマイクロクラックを発生させることが
できる．それ故、炭化珪素の膨張率（１．０００℃で０
．４％）とは異なる膨張率をもつ石英（０．１％）、珪
石（１．４％）、シリカフラワー（０，１％）、ジルコ
ニア（０，７％）等を炭化珪素に配合することにより炭
化珪素質耐火物にマイクロクラックを生成させることが
できると共にクリストバライト層を生成させることがで
きるので耐酸化性と耐スポーリング性を合わせて改良す
ることができる。
等の炭化珪素原料への添加は耐スポーリング性の向上も
寄与する．これは耐スポーリング性を改良するために種
々行なわれてきた方法の中のハラセルマンの理論すなわ
ちマイクロクラックの生成による耐スポーリング性の向
上によるものである．すなわち、炭化珪素原料と同一膨
張率を有する成分のみからなる配合であると、マイクロ
クラックは発生しないが、異種膨張率を有する原料を配
合することによりマイクロクラックを発生させることが
できる．それ故、炭化珪素の膨張率（１．０００℃で０
．４％）とは異なる膨張率をもつ石英（０．１％）、珪
石（１．４％）、シリカフラワー（０，１％）、ジルコ
ニア（０，７％）等を炭化珪素に配合することにより炭
化珪素質耐火物にマイクロクラックを生成させることが
できると共にクリストバライト層を生成させることがで
きるので耐酸化性と耐スポーリング性を合わせて改良す
ることができる。
これらの成分の添加配合量は合計量で０．５〜３５重量
％である０個々の成分の配合割合は石英１〜３５重量％
、珪石０．５〜２０重量％、シリカフラワー１〜１５重
量％及び／またはジルコニア３〜３５重量％である０石
英を使用する場合、熱膨張係数が極めて小さいが、１４
００℃で焼成するとクリストバライトに転位し、その後
の特異な熱膨張のために３５重量％を超える菫となると
、炭化珪素質耐火物自体が脆化するので好ましくない。
％である０個々の成分の配合割合は石英１〜３５重量％
、珪石０．５〜２０重量％、シリカフラワー１〜１５重
量％及び／またはジルコニア３〜３５重量％である０石
英を使用する場合、熱膨張係数が極めて小さいが、１４
００℃で焼成するとクリストバライトに転位し、その後
の特異な熱膨張のために３５重量％を超える菫となると
、炭化珪素質耐火物自体が脆化するので好ましくない。
また、石英の含有量が１垂蓋％未満であると、マイクロ
クラックの形成効果が小さいために好ましくない、珪石
を使用する場合、珪石は当初からクリストバライトまた
はトリジマイトよりなるので、その含有蓋が２０１ｉＪ
ｉ％を超えると耐火物として適当でない、また、珪石の
含有量が０．５重壁％未満であるとマイクロクラックを
充分に形成させることができないために好ましくない、
シリカフラワーを使用する場合、シリカフラワーの含有
蓋が１重量％未満であると添加効果が小さく、また、１
５重垂蓋を超えると、得られる配合物の成形が困難とな
り、良好な組織が得られないために好ましくない、ジル
コニアを使用する場合、ジルコニアの含有液が３５重重
電を超えると脆化が激しく、組織不良の原因となるため
に好ましくない。また、ジルコニアの含有蓋が３重置％
未溝であると、マイクロクラック形成効果が発現しない
ために好ましくない。
クラックの形成効果が小さいために好ましくない、珪石
を使用する場合、珪石は当初からクリストバライトまた
はトリジマイトよりなるので、その含有蓋が２０１ｉＪ
ｉ％を超えると耐火物として適当でない、また、珪石の
含有量が０．５重壁％未満であるとマイクロクラックを
充分に形成させることができないために好ましくない、
シリカフラワーを使用する場合、シリカフラワーの含有
蓋が１重量％未満であると添加効果が小さく、また、１
５重垂蓋を超えると、得られる配合物の成形が困難とな
り、良好な組織が得られないために好ましくない、ジル
コニアを使用する場合、ジルコニアの含有液が３５重重
電を超えると脆化が激しく、組織不良の原因となるため
に好ましくない。また、ジルコニアの含有蓋が３重置％
未溝であると、マイクロクラック形成効果が発現しない
ために好ましくない。
なお、本発明の耐久ポーリング性炭化珪素質耐火物に使
用する炭化珪素質原料のＳｉＣ純度は９５％以上のもの
が好ましい、また、炭化珪素質原料は非常に高価である
ために、炭化珪素の代替品として膨張係数が炭化珪素と
類似し、且つクリストバライト形成に悪影響を及ぼさな
いジルコンを炭化珪素の３〜５０％の範囲で使用するこ
とができる。炭化珪素の代わりにジルコンを５０％まで
使用する場合にも、上述の石英、珪石、シリカフラワー
、ジルコニア等のマイクロクラック形成剤は同様に作用
する。
用する炭化珪素質原料のＳｉＣ純度は９５％以上のもの
が好ましい、また、炭化珪素質原料は非常に高価である
ために、炭化珪素の代替品として膨張係数が炭化珪素と
類似し、且つクリストバライト形成に悪影響を及ぼさな
いジルコンを炭化珪素の３〜５０％の範囲で使用するこ
とができる。炭化珪素の代わりにジルコンを５０％まで
使用する場合にも、上述の石英、珪石、シリカフラワー
、ジルコニア等のマイクロクラック形成剤は同様に作用
する。
し実 施 例］
実」１例−
以１この第１表に記載する配合にバインダーとしてレゾ
ール形フェノール樹脂を添加し、充分に混練し、得られ
た練土を用いて３５０Ｘ４００ＸＬ Ｏ（ｍｍ）の薄板
を成形圧１０００ｋｇ／ ｃ＋ａ”で成形し、次に、３
００℃で５時間還元焼成することにより耐スポーリング
性炭化珪素質耐火物（本発明品１〜１０）及び比較品１
〜３を得た。
ール形フェノール樹脂を添加し、充分に混練し、得られ
た練土を用いて３５０Ｘ４００ＸＬ Ｏ（ｍｍ）の薄板
を成形圧１０００ｋｇ／ ｃ＋ａ”で成形し、次に、３
００℃で５時間還元焼成することにより耐スポーリング
性炭化珪素質耐火物（本発明品１〜１０）及び比較品１
〜３を得た。
上述の第１表から明らかなように、耐酸化性について、
本発明品１〜１０は比較品１〜３と比較すると１４００
℃−１０時間後の酸化重量増におい°ζ顕著な差が見ら
れ、本発明品１〜１０においては０．８％（本発明品３
）〜１．７％（本発明品４）の範囲内であり、平均１，
４％であるのに対し、比較品１〜３においては、それぞ
れ２．５％、３．８％及び３．０％であった。また、耐
久ポーリング性と密接な関係がある弾性率においても、
本発明品１〜１０にあっては２７００〜６１００ｋｙ／
１ＩＩＩ２であるのに対し、比較品１〜３では８５００
〜９５００ｋｇ／ｌｌｌｌ１１２であり、大幅に改善さ
れている。
本発明品１〜１０は比較品１〜３と比較すると１４００
℃−１０時間後の酸化重量増におい°ζ顕著な差が見ら
れ、本発明品１〜１０においては０．８％（本発明品３
）〜１．７％（本発明品４）の範囲内であり、平均１，
４％であるのに対し、比較品１〜３においては、それぞ
れ２．５％、３．８％及び３．０％であった。また、耐
久ポーリング性と密接な関係がある弾性率においても、
本発明品１〜１０にあっては２７００〜６１００ｋｙ／
１ＩＩＩ２であるのに対し、比較品１〜３では８５００
〜９５００ｋｇ／ｌｌｌｌ１１２であり、大幅に改善さ
れている。
し発明の効果］
上述の結果は熱膨張率の異なる原料を配合することによ
り、焼成時の熱膨張差が炭化珪素質耐火物組織内にマイ
クロクラックを生じさせ、それによって耐スポーリング
性が改良された耐スポーリング性炭化珪素質耐火物を得
ることができる。まは耐酸化性にも優れている。
り、焼成時の熱膨張差が炭化珪素質耐火物組織内にマイ
クロクラックを生じさせ、それによって耐スポーリング
性が改良された耐スポーリング性炭化珪素質耐火物を得
ることができる。まは耐酸化性にも優れている。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭化珪素質原料を５０〜９９．５重量％含有し、珪
石、石英、ジルコニア及びシリカフラワーからなる群か
ら選択された１種または２種以上のマイクロクラック形
成成分を合計量で０．５〜３５重量％含有し、Ａｌ＿２
Ｏ＿３成分含量が５重量％以下であり且つアルカリ金属
及びアルカリ土類金属成分含量が５重量％以下であるこ
とを特徴とする耐スポーリング性炭化珪素質耐火物。 ２、炭化珪素質原料中のＳｉＣ純度が９５％以上である
特許請求の範囲第１項記載の耐スポーリング性炭化珪素
質耐火物。 ３、炭化珪素質原料中のＳｉＣ含量の３％以上５０％未
満をジルコンに置換する特許請求の範囲第１項または第
２項記載の耐スポーリング性炭化珪素質耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61275112A JPS63129071A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 耐スポ−リング性炭化珪素質耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61275112A JPS63129071A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 耐スポ−リング性炭化珪素質耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63129071A true JPS63129071A (ja) | 1988-06-01 |
| JPH031267B2 JPH031267B2 (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=17550896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61275112A Granted JPS63129071A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 耐スポ−リング性炭化珪素質耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63129071A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008007791A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 熱間押出用加熱炉 |
| KR20200074771A (ko) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 주식회사 티씨케이 | 탄화탄탈 코팅 재료 |
-
1986
- 1986-11-20 JP JP61275112A patent/JPS63129071A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008007791A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 熱間押出用加熱炉 |
| KR20200074771A (ko) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 주식회사 티씨케이 | 탄화탄탈 코팅 재료 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH031267B2 (ja) | 1991-01-10 |
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