JPH02212385A - カーボン材からなる改質された耐火治具及びその製造方法 - Google Patents
カーボン材からなる改質された耐火治具及びその製造方法Info
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- JPH02212385A JPH02212385A JP1033219A JP3321989A JPH02212385A JP H02212385 A JPH02212385 A JP H02212385A JP 1033219 A JP1033219 A JP 1033219A JP 3321989 A JP3321989 A JP 3321989A JP H02212385 A JPH02212385 A JP H02212385A
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- 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、物品を乗せたまま加熱炉中へ出し入れする台
として使用するカーボン材からなる耐火治具を耐摩耗性
、耐衝撃性であって、耐熱性でスポーリングをおこさず
、耐久性を高くし得、さらに、物品ｌ＼の浸炭を防止し
得るカーボン材からなる改質された耐火治具及びその製
造方法に関するものである。
として使用するカーボン材からなる耐火治具を耐摩耗性
、耐衝撃性であって、耐熱性でスポーリングをおこさず
、耐久性を高くし得、さらに、物品ｌ＼の浸炭を防止し
得るカーボン材からなる改質された耐火治具及びその製
造方法に関するものである。
（従来の技術）
カーボン材は、融点が高く、熱伝導性に優れ、溶融した
金属、金属酸化物、塩類などに耐え得、耐熱材料として
優れた特性を有している。したがって、従来から加熱炉
中に物品を乗せて出し入れする台として使用する耐火治
具して、たとえば、鱗片状又は粒状の結晶状態の黒鉛を
タールピッ千のような有機質結合剤を添加して混浬し、
プレスにより押出し又は型込成型した後、加熱焼成し、
所望の形状としたものが使用されている。
金属、金属酸化物、塩類などに耐え得、耐熱材料として
優れた特性を有している。したがって、従来から加熱炉
中に物品を乗せて出し入れする台として使用する耐火治
具して、たとえば、鱗片状又は粒状の結晶状態の黒鉛を
タールピッ千のような有機質結合剤を添加して混浬し、
プレスにより押出し又は型込成型した後、加熱焼成し、
所望の形状としたものが使用されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、従来のカーボン材からなる耐火治具は、
前記したように優れた特性を有する反面、酸化消耗し易
く、衝撃に対して破壊し易く、又、急熱急冷の繰返しに
より劣化破壊するいわゆるスポーリング現象が生じ、耐
久性において満足し得るものではなく、また被熱処理物
品との接触部分に浸炭現象が起って硬さの上昇や場合に
よっては表面割れの発生など多くの問題があった。
前記したように優れた特性を有する反面、酸化消耗し易
く、衝撃に対して破壊し易く、又、急熱急冷の繰返しに
より劣化破壊するいわゆるスポーリング現象が生じ、耐
久性において満足し得るものではなく、また被熱処理物
品との接触部分に浸炭現象が起って硬さの上昇や場合に
よっては表面割れの発生など多くの問題があった。
本発明は、前記問題を解決し、スポーリング現象を極力
おさえ、耐摩耗性、耐衝撃性を改善して耐久性を向上せ
しめかつ浸炭を防止し得る耐火治具及びその製造方法を
目的とするものである９（課題を解決するための手段） 本発明者は、前記問題を解決し、前記目的を達成するた
めに鋭意研究を重ねた結果、最終形状に成形焼成したカ
ーボン材からなる耐火治具に、水溶性クロム化合物を含
浸させ加熱して不溶性クロム（ヒ合拘を生成させること
によって硬化層を形成させた耐火治具とすることによっ
て目的を達し得ることを見出して本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明の第１の実施態様は、カーボン
材からなる耐火治具に不溶性クロム化合物によって強化
された硬化層を形成したカーボン材からなる改質された
耐火治具であり、第２の実施態様は、カーボン材からな
る耐火治具を水溶性クロム化合物の濃水溶液に含浸させ
た後、乾燥し、ついで３５０〜０００℃に加熱する処理
を少なくとも１回行ない、さらに、クロム酸の濃水溶液
に含浸させた後、乾燥し、ついで３５０〜６００℃に加
熱する処理を少なくとも１回行なうカーボン材からなる
改善された耐火治具の製造方法である。
おさえ、耐摩耗性、耐衝撃性を改善して耐久性を向上せ
しめかつ浸炭を防止し得る耐火治具及びその製造方法を
目的とするものである９（課題を解決するための手段） 本発明者は、前記問題を解決し、前記目的を達成するた
めに鋭意研究を重ねた結果、最終形状に成形焼成したカ
ーボン材からなる耐火治具に、水溶性クロム化合物を含
浸させ加熱して不溶性クロム（ヒ合拘を生成させること
によって硬化層を形成させた耐火治具とすることによっ
て目的を達し得ることを見出して本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明の第１の実施態様は、カーボン
材からなる耐火治具に不溶性クロム化合物によって強化
された硬化層を形成したカーボン材からなる改質された
耐火治具であり、第２の実施態様は、カーボン材からな
る耐火治具を水溶性クロム化合物の濃水溶液に含浸させ
た後、乾燥し、ついで３５０〜０００℃に加熱する処理
を少なくとも１回行ない、さらに、クロム酸の濃水溶液
に含浸させた後、乾燥し、ついで３５０〜６００℃に加
熱する処理を少なくとも１回行なうカーボン材からなる
改善された耐火治具の製造方法である。
本発明におけるカーボン材からなる耐火治具は、たとえ
ば、鱗片状又は粒状の黒鉛をタールピッチのような有機
質結合剤によって結合して成型し、焼成することによっ
て、一般に、３０〜４０％の開放気孔を有す−るような
、従来の材料、方法で製造されたものを使用する。
ば、鱗片状又は粒状の黒鉛をタールピッチのような有機
質結合剤によって結合して成型し、焼成することによっ
て、一般に、３０〜４０％の開放気孔を有す−るような
、従来の材料、方法で製造されたものを使用する。
又、水溶性り四）、［ヒ合鞠としては、たとえば゛、ク
ロム酸亜鈴（２１１ＣｒＯ４） 、クロム酸マダイ、シ
ウム（Ｈ（ＩＣｒ０４）などのようなりロム酸塩、又は
、重クロム酸すＩ・リウム（Ｎａ２（Ｊ２０７＞ 、重
クロム酸カリウｌ、 （Ｋ２Ｃｒ２０ｙ）、重クロム酸
アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｃｒ２０７）などのような
重クロム酸塩か使用される。しかしながら、生業性、経
済性を考慮した場合、クロム酸（ＣｒＯ３）の液に酸化
亜鈴（２＋１０）を溶解させて生成したクロム酸亜鉛を
使用することが好ましい。
ロム酸亜鈴（２１１ＣｒＯ４） 、クロム酸マダイ、シ
ウム（Ｈ（ＩＣｒ０４）などのようなりロム酸塩、又は
、重クロム酸すＩ・リウム（Ｎａ２（Ｊ２０７＞ 、重
クロム酸カリウｌ、 （Ｋ２Ｃｒ２０ｙ）、重クロム酸
アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｃｒ２０７）などのような
重クロム酸塩か使用される。しかしながら、生業性、経
済性を考慮した場合、クロム酸（ＣｒＯ３）の液に酸化
亜鈴（２＋１０）を溶解させて生成したクロム酸亜鉛を
使用することが好ましい。
しかして、前記のようにして製造したカーボン材からな
る耐火治具上に形成される酸化クロムのような不溶性ク
ロム化合物によって強化された硬［ヒ層を形成するため
の水溶性り四ｌ、化合物の濃水溶液の含浸−乾燥−加熱
という処理は、まず、前記のようなりロム酸塩又は重ク
ロム酸塩の少なくとも１種類の化合物を使用して、比重
１．５〜１，７の濃水溶液として、この濃水溶液中に前
記の耐火治具を浸漬あるいは刷毛塗りなどによって、耐
火治具の開放気孔中Ｉ＼も十分に濃水溶液を含浸せしめ
るようにし、ついで７０〜９０°Ｃで乾燥し、さらに加
熱炉中で３５０・〜０００’Ｃ″ｉｌ：′０．５〜２時
間加熱することによって行なわれる。この濃水溶液の含
浸−乾燥−加熱からなる処理は、少なくとも１回行なう
が、２〜３回繰返して行なうことが好ましい。
る耐火治具上に形成される酸化クロムのような不溶性ク
ロム化合物によって強化された硬［ヒ層を形成するため
の水溶性り四ｌ、化合物の濃水溶液の含浸−乾燥−加熱
という処理は、まず、前記のようなりロム酸塩又は重ク
ロム酸塩の少なくとも１種類の化合物を使用して、比重
１．５〜１，７の濃水溶液として、この濃水溶液中に前
記の耐火治具を浸漬あるいは刷毛塗りなどによって、耐
火治具の開放気孔中Ｉ＼も十分に濃水溶液を含浸せしめ
るようにし、ついで７０〜９０°Ｃで乾燥し、さらに加
熱炉中で３５０・〜０００’Ｃ″ｉｌ：′０．５〜２時
間加熱することによって行なわれる。この濃水溶液の含
浸−乾燥−加熱からなる処理は、少なくとも１回行なう
が、２〜３回繰返して行なうことが好ましい。
この処理において、クロム酸塩又は重クロム酸塩のよう
な水溶性クロム化合物の濃水溶液を使用するのは、遊離
のクロム酸がカーボンと接触するとカーボンを酸化し、
耐火治具の表面を脆くするのでこれを避けるなめに、比
較的酸化力の低いクロム酸塩又は重クロム酸塩を使用す
る。
な水溶性クロム化合物の濃水溶液を使用するのは、遊離
のクロム酸がカーボンと接触するとカーボンを酸化し、
耐火治具の表面を脆くするのでこれを避けるなめに、比
較的酸化力の低いクロム酸塩又は重クロム酸塩を使用す
る。
この第１工程において耐火治具の開放気孔を含む表面を
一様に不溶性の酸化クロムで被着した後、次に、第２工
程として、クロム酸の濃水溶液による陰浸−乾燥−加熱
する処理を行なう。この第２工程におけるクロム酸の濃
水溶液としては、クロム酸（ＣｒＯ３）単独を使用して
、比重１．５〜１．７の濃水溶液として使用する。なお
、クロム酸塩、重クロム酸塩とともに使用することもで
きる。第２工程は、この濃水溶液を第１工程の終了した
耐火治具に浸漬又は刷毛塗りなどによって含浸せしめ、
７０〜９０℃で乾燥し、ついで３５０〜６００℃で０．
５〜２時間加熱することによって行なわれる。この第２
工程は、少なくとも１回行なうが、２−３回繰返して行
なうことが好ましい。この第２工程におけるクロム酸（
ＣｒＯ＋）は、結合強度を高め得る点で優れた効果を発
揮するものである。
一様に不溶性の酸化クロムで被着した後、次に、第２工
程として、クロム酸の濃水溶液による陰浸−乾燥−加熱
する処理を行なう。この第２工程におけるクロム酸の濃
水溶液としては、クロム酸（ＣｒＯ３）単独を使用して
、比重１．５〜１．７の濃水溶液として使用する。なお
、クロム酸塩、重クロム酸塩とともに使用することもで
きる。第２工程は、この濃水溶液を第１工程の終了した
耐火治具に浸漬又は刷毛塗りなどによって含浸せしめ、
７０〜９０℃で乾燥し、ついで３５０〜６００℃で０．
５〜２時間加熱することによって行なわれる。この第２
工程は、少なくとも１回行なうが、２−３回繰返して行
なうことが好ましい。この第２工程におけるクロム酸（
ＣｒＯ＋）は、結合強度を高め得る点で優れた効果を発
揮するものである。
なお、第１、第２工程における加熱処理の加熱温度を３
５０〜０００’Ｃとしたのは、３５０°Ｃ以下では、水
溶性クロム化合物が酸化クロム（Ｃｒ２０ａ＞ ’＼の
変換が十分でなく、６００℃以上では、単にエネルギー
の消費となり効果の向上がないからである。
５０〜０００’Ｃとしたのは、３５０°Ｃ以下では、水
溶性クロム化合物が酸化クロム（Ｃｒ２０ａ＞ ’＼の
変換が十分でなく、６００℃以上では、単にエネルギー
の消費となり効果の向上がないからである。
本発明の処理によって、水溶性クロム化合物は、酸化ク
ロムに変換し、耐火治具の開放気孔内に沈積充填され、
この酸化クロムによってカーボンの結合強度を増し、高
温におけるカーボンの酸化を防止し、とくに、表面に形
成された緻密な強化された硬化層によって耐摩耗、浸炭
防止などが向上されるものである。
ロムに変換し、耐火治具の開放気孔内に沈積充填され、
この酸化クロムによってカーボンの結合強度を増し、高
温におけるカーボンの酸化を防止し、とくに、表面に形
成された緻密な強化された硬化層によって耐摩耗、浸炭
防止などが向上されるものである。
（実施例）
次に、本発明の実施例を述べる。
実施例 １
１）耐火治具： ３００ 、Ａ、３００べ１０の大きさ
の板状の耐火治具を、黒鉛を使用して通常の方法で成型
し焼成して製造した。
の板状の耐火治具を、黒鉛を使用して通常の方法で成型
し焼成して製造した。
２） 第１工程：り・ロム酸２００重量部に酸化亜鉛４
０．７重量部を溶解して調製した２クロム酸亜鉛（２０
ＣＩ’２０））の濃水溶液に前記耐火治具を浸漬し、内
部まで濃水溶液を含浸せしめ、８０℃で１時間乾燥し、
ついで加熱炉中で５００℃て土５時間加熱処理する第１
工程を２回繰返して施行した。
０．７重量部を溶解して調製した２クロム酸亜鉛（２０
ＣＩ’２０））の濃水溶液に前記耐火治具を浸漬し、内
部まで濃水溶液を含浸せしめ、８０℃で１時間乾燥し、
ついで加熱炉中で５００℃て土５時間加熱処理する第１
工程を２回繰返して施行した。
３）第２工程：第１工程を終了した耐火治具を、比重１
．６５のクロム酸濃水溶液に浸漬してクロム酸を含浸せ
しめ、８０℃で１時間乾燥し、ついで５００℃で１．５
時間加熱処理する第２工程を２回繰返して改質された耐
火治具を得た。
．６５のクロム酸濃水溶液に浸漬してクロム酸を含浸せ
しめ、８０℃で１時間乾燥し、ついで５００℃で１．５
時間加熱処理する第２工程を２回繰返して改質された耐
火治具を得た。
４）試験結果：このようにして得た耐火治具を、無酸化
雰囲気中１１４０’Ｃのろう付は炉中を耐火治具上にＪ
ＩＳ Ｇ ３４４５ ＳＴＫＭ １２ ＣＥＣ（炭素量
０．２０％以下〉製の角状の鉄パイプ（３００ｍｍ、べ
１ Ｂｍｍ 入１８ｍｍで肉厚１ ｍｍ ）を乗せて通
した後、常温に自然冷却する繰返し試験を行なった。そ
の結果、前記試験を１５回繰返し試験を行なったが、全
く変化はみられず、スポーリングの発生も皆無であり、
角状の鉄バイブｌ＼の浸炭現象も認められなかった。
雰囲気中１１４０’Ｃのろう付は炉中を耐火治具上にＪ
ＩＳ Ｇ ３４４５ ＳＴＫＭ １２ ＣＥＣ（炭素量
０．２０％以下〉製の角状の鉄パイプ（３００ｍｍ、べ
１ Ｂｍｍ 入１８ｍｍで肉厚１ ｍｍ ）を乗せて通
した後、常温に自然冷却する繰返し試験を行なった。そ
の結果、前記試験を１５回繰返し試験を行なったが、全
く変化はみられず、スポーリングの発生も皆無であり、
角状の鉄バイブｌ＼の浸炭現象も認められなかった。
実施例 ２
１）耐火治具：実施例１と同様にして製造した。
２）第１工程：比重１．６０の重クロム酸アンモニウム
の濃水溶液に、耐火治具を浸漬して含浸せしめ、９０℃
で４０分間乾燥し、ついで加熱炉にて４５０゛Ｃで土５
時間加熱処理する第１工程を２回繰返して施行した。
の濃水溶液に、耐火治具を浸漬して含浸せしめ、９０℃
で４０分間乾燥し、ついで加熱炉にて４５０゛Ｃで土５
時間加熱処理する第１工程を２回繰返して施行した。
２）第２工程：第１工程を終了した耐火治具を、比重１
，６５のクロム酸濃水溶液に浸漬してクロム酸を含浸せ
しめ、８０℃で１時間乾燥し、ついで５００゛Ｃて土５
時間加熱処理する第２工程を３回繰返し施行して、改質
された耐火治具を製造した。
，６５のクロム酸濃水溶液に浸漬してクロム酸を含浸せ
しめ、８０℃で１時間乾燥し、ついで５００゛Ｃて土５
時間加熱処理する第２工程を３回繰返し施行して、改質
された耐火治具を製造した。
３）試験結果：実施例１と同様にして加熱−冷却の繰返
し試験を行なった結果、１５回の繰返し試験でスポーリ
ングの発生は皆無であり、浸炭現象も認められなかった
。
し試験を行なった結果、１５回の繰返し試験でスポーリ
ングの発生は皆無であり、浸炭現象も認められなかった
。
比較例
実施例１と同様に製造した耐火治具を、そのま２実施例
１と同様な加熱−冷却試験を行なった。その結果、３回
繰返し試験でスポーリングが発生し、６回で使用不能と
なった。なお、１回の試験で成熟処理物品である角状の
鉄パイプの耐火治具との接触部分には最大０．７ｍｍの
浸炭現象が見られ、硬さもＨＶ １３０程度であったも
のが３００以上まで上昇していた。
１と同様な加熱−冷却試験を行なった。その結果、３回
繰返し試験でスポーリングが発生し、６回で使用不能と
なった。なお、１回の試験で成熟処理物品である角状の
鉄パイプの耐火治具との接触部分には最大０．７ｍｍの
浸炭現象が見られ、硬さもＨＶ １３０程度であったも
のが３００以上まで上昇していた。
（発明の効果）
本発明は、カーボン材からなる耐火治具に、水溶性クロ
ム化合物から加熱変換された不溶性クロム化合物によっ
て強化された硬化層を形成させた耐火治具であり、その
製造方法であるから、不溶性クロム化合物が開放気孔中
に充填され、カーボン自体の結合強度を強化した硬化層
を形成し得、耐摩耗性を向上し得、加熱炉のメツシュベ
ルトや物品との衝撃接触によっても容易に破壊摩耗を生
じることがなく、高温における酸化を防止でき、加熱−
冷却を繰返してもスポーリングをおこさず、耐久性を向
上すると共に、物品Ｉ＼の浸炭および浸炭に伴う硬さの
上昇や表面割れをも同時に防止し得るなどきわめて優れ
た効果が認められる。
ム化合物から加熱変換された不溶性クロム化合物によっ
て強化された硬化層を形成させた耐火治具であり、その
製造方法であるから、不溶性クロム化合物が開放気孔中
に充填され、カーボン自体の結合強度を強化した硬化層
を形成し得、耐摩耗性を向上し得、加熱炉のメツシュベ
ルトや物品との衝撃接触によっても容易に破壊摩耗を生
じることがなく、高温における酸化を防止でき、加熱−
冷却を繰返してもスポーリングをおこさず、耐久性を向
上すると共に、物品Ｉ＼の浸炭および浸炭に伴う硬さの
上昇や表面割れをも同時に防止し得るなどきわめて優れ
た効果が認められる。
特許出願人 臼井国際産業株式会社
Claims (2)
- （１）カーボン材からなる耐火治具に不溶性クロム化合
物によって強化された硬化層を形成してなることを特徴
とするカーボン材からなる改質された耐火治具。 - （２）カーボン材からなる耐火治具を水溶性クロム化合
物の濃水溶液に含浸させた後、乾燥し、ついで３５０〜
６００℃に加熱する処理を少なくとも１回行ない、さら
に、クロム酸の濃水溶液に含浸させた後、乾燥し、つい
で３５０〜６００℃に加熱する処理を少なくとも１回行
なうことを特徴とするカーボン材からなる改質された耐
火治具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1033219A JP2756998B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | カーボン材からなる改質された耐火治具及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1033219A JP2756998B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | カーボン材からなる改質された耐火治具及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02212385A true JPH02212385A (ja) | 1990-08-23 |
| JP2756998B2 JP2756998B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=12380336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1033219A Expired - Lifetime JP2756998B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | カーボン材からなる改質された耐火治具及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2756998B2 (ja) |
-
1989
- 1989-02-13 JP JP1033219A patent/JP2756998B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2756998B2 (ja) | 1998-05-25 |
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