JPH026371A - サイアロン結合を有する炭化珪素質れんがの製造方法 - Google Patents
サイアロン結合を有する炭化珪素質れんがの製造方法Info
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- JPH026371A JPH026371A JP63154927A JP15492788A JPH026371A JP H026371 A JPH026371 A JP H026371A JP 63154927 A JP63154927 A JP 63154927A JP 15492788 A JP15492788 A JP 15492788A JP H026371 A JPH026371 A JP H026371A
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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〉
この発明は耐火れんがの製造方法に係り、特に高炉、電
気炉等の内張りに有利に使用される炭化珪素質れんがの
製造方法に関する。
気炉等の内張りに有利に使用される炭化珪素質れんがの
製造方法に関する。
〈従来の技術〉
鉄、アルミ等の金属の精錬に使用する高炉、電気炉なら
びにその他の窯業炉等は、高温で苛酷な条件の下に使用
される。従がって、その内壁面には当然高性能の耐火れ
んがが使用されている。ところで、この内壁面、例えば
高炉のシャフト下部等では、付着物の耐着と脱落が繰り
返えされているが、これによる急激な熱変化が起こるの
で、耐スポーリング性の材料が所望される一方、装入物
からのアルカリ収支の点から耐アルカリ性材料でもな（
ではならない。
びにその他の窯業炉等は、高温で苛酷な条件の下に使用
される。従がって、その内壁面には当然高性能の耐火れ
んがが使用されている。ところで、この内壁面、例えば
高炉のシャフト下部等では、付着物の耐着と脱落が繰り
返えされているが、これによる急激な熱変化が起こるの
で、耐スポーリング性の材料が所望される一方、装入物
からのアルカリ収支の点から耐アルカリ性材料でもな（
ではならない。
従来、このような耐熱スポーリング性、耐食性等を満足
するものとして炭化珪素質れんがが知られている。しか
しながら炭化珪素質のれんがは、比較的低温域での耐熱
ｆ？ｉ ’Ｊ破壊特性に劣るという問題点を有していた
。
するものとして炭化珪素質れんがが知られている。しか
しながら炭化珪素質のれんがは、比較的低温域での耐熱
ｆ？ｉ ’Ｊ破壊特性に劣るという問題点を有していた
。
従来この点を改良する試みとして窒化珪素結合を有する
炭化珪素質れんが、酸窒化珪素結合を有する炭化珪素質
れんが及び自己結合炭化珪素質れんがが提案されている
。しかし、これらは還元性雰囲気での加熱処理による気
孔率の低下、即ち、緻密化が大きく、耐スポーリング性
が劣化し易く、またさらに繰返し熱応力による微小亀裂
の生成の問題が未解決であった。
炭化珪素質れんが、酸窒化珪素結合を有する炭化珪素質
れんが及び自己結合炭化珪素質れんがが提案されている
。しかし、これらは還元性雰囲気での加熱処理による気
孔率の低下、即ち、緻密化が大きく、耐スポーリング性
が劣化し易く、またさらに繰返し熱応力による微小亀裂
の生成の問題が未解決であった。
〈発明が解決しようとする課題〉
本発明は、耐熱衝撃性に優れ、かつ酸化還元雰囲気中で
の容積変化ならびに物性変化の少ない炭化珪素質れんが
の製造方法を提供するものである。
の容積変化ならびに物性変化の少ない炭化珪素質れんが
の製造方法を提供するものである。
〈課題解決のための手段〉
本発明者らは、高炉シャフト下部に内張すされた炭化珪
素質れんがをポーリングによりｌ玉取し、そのｔｉ傷機
構解明のため、鋭意研究を重ねた結果、高炉シャフト下
部の内張り耐火物のｔＪ４傷は、熱応力ｔｉ傷が主因で
あることを見出し、この知見に基づき本発明をなすに至
った。
素質れんがをポーリングによりｌ玉取し、そのｔｉ傷機
構解明のため、鋭意研究を重ねた結果、高炉シャフト下
部の内張り耐火物のｔＪ４傷は、熱応力ｔｉ傷が主因で
あることを見出し、この知見に基づき本発明をなすに至
った。
即ち、本発明は炭化珪素骨材１００重量部に対して、金
属シリコン粉６７．５〜８８．８重層％、金属アルミニ
ウム粉３．４〜８．５重世％及び酸化アルミニウム粉３
〜２４重量％からなる混合物を１５〜２０重量部の範囲
内で配合し、均一に混合した後加圧成形し、窒素雰囲気
中で１３００〜１５００℃の温度範囲で焼結させること
を特徴とするサイアロン結合を有する炭化珪素質れんが
の製造方法である。
属シリコン粉６７．５〜８８．８重層％、金属アルミニ
ウム粉３．４〜８．５重世％及び酸化アルミニウム粉３
〜２４重量％からなる混合物を１５〜２０重量部の範囲
内で配合し、均一に混合した後加圧成形し、窒素雰囲気
中で１３００〜１５００℃の温度範囲で焼結させること
を特徴とするサイアロン結合を有する炭化珪素質れんが
の製造方法である。
〈作 用〉
以下に本発明の原料の限定理由について、まず詳細に説
明する。
明する。
金属シリコン粉末が８８．８重量％を超えると、焼成後
の未反応金属シリコンが焼成体に残存し、使用中にＳｉ
ｎｇが生成する。これは体積変化を伴なうので、組繊の
脆弱化を早める。一方６７．５ｆｆｌ千％未満では、サ
イアロンボンドの形成効果が少なく強度が小さい。従っ
て金属シリコンは６７．５〜８８．８重量％に限定され
る。
の未反応金属シリコンが焼成体に残存し、使用中にＳｉ
ｎｇが生成する。これは体積変化を伴なうので、組繊の
脆弱化を早める。一方６７．５ｆｆｌ千％未満では、サ
イアロンボンドの形成効果が少なく強度が小さい。従っ
て金属シリコンは６７．５〜８８．８重量％に限定され
る。
金属アルミニウム粉末が８．５重世％を越えると、窒化
アルミニウムになる過程での発熱反応により成型体の急
激な膨張によって割れ、３．４重景％未満では、結合部
の強化２強度上昇の効果が認められない。従って金属ア
ルミニウムは３．４〜８．５重攪％に限定される。
アルミニウムになる過程での発熱反応により成型体の急
激な膨張によって割れ、３．４重景％未満では、結合部
の強化２強度上昇の効果が認められない。従って金属ア
ルミニウムは３．４〜８．５重攪％に限定される。
酸化アルミニウム粉末が２４重量％超では、焼成体に残
留する酸化アルミニウムの熱膨張が炭化珪素の熱膨張よ
りも大きいため微亀裂を発生する原因となり、３重量％
未満では、緻密な気孔の形成が妨げられ強度が低下する
。従がって酸化アルミニウム粉末は３〜２４重量％に限
定される。
留する酸化アルミニウムの熱膨張が炭化珪素の熱膨張よ
りも大きいため微亀裂を発生する原因となり、３重量％
未満では、緻密な気孔の形成が妨げられ強度が低下する
。従がって酸化アルミニウム粉末は３〜２４重量％に限
定される。
以上が本発明でのサイアロンボンド形成のための原料配
合を限定する理由である。
合を限定する理由である。
つぎにこれら原料の均一混合物の炭化珪素骨材に対する
配合比の限定理由について説明する。
配合比の限定理由について説明する。
均一混合物が２０重量部超では、窒素雰囲気中での焼成
過程でサイアロンボンド化に時間がかかり、経済的でな
く、１５重量部未満では結合部の強化。
過程でサイアロンボンド化に時間がかかり、経済的でな
く、１５重量部未満では結合部の強化。
強度の上昇、緻密質の焼結体が得られない、従って本発
明では、均一混合物の配合量を工５〜２０５〜２０重量
するものである。
明では、均一混合物の配合量を工５〜２０５〜２０重量
するものである。
雰囲気は焼結中にサイアロン結合を発達させるために、
実質的に窒素雰囲気に限定される。
実質的に窒素雰囲気に限定される。
焼結温度は１３００℃未満では強固なサイアロン結合を
得るため長時間かかりすぎ、実際的ではない。
得るため長時間かかりすぎ、実際的ではない。
また１５００℃を超えると、焼結体の表面で急激にサイ
アロンが生成し緻密化し内部まで窒素ガスが拡散されな
くなるので好しくない。従って１３００〜１５００℃の
温度範囲に焼結温度は限定される。
アロンが生成し緻密化し内部まで窒素ガスが拡散されな
くなるので好しくない。従って１３００〜１５００℃の
温度範囲に焼結温度は限定される。
次に実施例をあげ本発明を具体的に説明する。
〈実施例〉
第１表は本発明の実施例の炭化珪素質れんがの製造条件
を示すものであり、第２表は実施例の炭化珪素質れんが
の化学組成と物理的性質を比較例Ａ、Ｂと対比させて掲
げた。比較例Ａは窒化珪素ボンド炭化珪素れんが、Ｂは
自己焼結炭化珪素れんがである。
を示すものであり、第２表は実施例の炭化珪素質れんが
の化学組成と物理的性質を比較例Ａ、Ｂと対比させて掲
げた。比較例Ａは窒化珪素ボンド炭化珪素れんが、Ｂは
自己焼結炭化珪素れんがである。
第
表
ＩＮ＃処理後（コークスプリーズ中 １２００℃ＸＩ（
Ｘｌｈｒ）第２表において熱処理後の物性は、２０ Ｘ
２５ Ｘ１１４ｍの試験片を切り出し、コークスプリ
ーズ中で１２００℃Ｘ１００時間の処理を施した後の値
であり、実施例は比較例に比べ気孔率５弾性率等の物性
変化が少ないことが判る。
Ｘｌｈｒ）第２表において熱処理後の物性は、２０ Ｘ
２５ Ｘ１１４ｍの試験片を切り出し、コークスプリ
ーズ中で１２００℃Ｘ１００時間の処理を施した後の値
であり、実施例は比較例に比べ気孔率５弾性率等の物性
変化が少ないことが判る。
さらに、曲げ強さ測定時にアコーステックエミッション
法により、ＡＥの発生を測定した。第１図に示すように
実施例は破断に至るまでのＡＥ光発生少ないのに比べ比
較例Ａ、Ｂは低応力域からＡＥの発生がみられ、亀裂の
発生と進展が起っていることが判る。
法により、ＡＥの発生を測定した。第１図に示すように
実施例は破断に至るまでのＡＥ光発生少ないのに比べ比
較例Ａ、Ｂは低応力域からＡＥの発生がみられ、亀裂の
発生と進展が起っていることが判る。
さらに輻射急熱法による残存強度と輻射温度の関係を調
査した。第２図に示すごと〈実施例の熱衝撃破壊抵抗が
比較例より優れていることが判る。
査した。第２図に示すごと〈実施例の熱衝撃破壊抵抗が
比較例より優れていることが判る。
〈発明の効果〉
以上に説明したごとく、本発明の炭化珪素質れんがは、
耐熱ｆｌｉ 撃性に優れており、従って高炉シャフト下
部等のように特に熱変動の大きな部位の内張りれんがと
して用いれば炉体の寿命延長が可能であり、工業的有用
性は非常に大きい。
耐熱ｆｌｉ 撃性に優れており、従って高炉シャフト下
部等のように特に熱変動の大きな部位の内張りれんがと
して用いれば炉体の寿命延長が可能であり、工業的有用
性は非常に大きい。
第１図は、本発明の炭化珪素質れんがと従来の炭化珪素
質れんがの加熱処理後における曲げ試験時のＡＥ発生量
の対比図、第２図は、前述れんがの輻射急熱法による輻
射温度と残存強度の関係を示す対比線図である。 第 図 時 間（ｍｉｎ）
質れんがの加熱処理後における曲げ試験時のＡＥ発生量
の対比図、第２図は、前述れんがの輻射急熱法による輻
射温度と残存強度の関係を示す対比線図である。 第 図 時 間（ｍｉｎ）
Claims (1)
- 炭化珪素骨材１００重量部に対して、金属シリコン粉６
７．５〜８８．８重量％，金属アルミニウム粉３．４〜
８．５重量％及び酸化アルミニウム粉３〜２４重量％か
らなる混合物を１５〜２０重量部の範囲内で配合し、均
一に混合した後加圧成形し、窒素雰囲気中で１３００〜
１５００℃の温度範囲で焼結させることを特徴とするサ
イアロン結合を有する炭化珪素質れんがの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154927A JPH026371A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | サイアロン結合を有する炭化珪素質れんがの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154927A JPH026371A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | サイアロン結合を有する炭化珪素質れんがの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026371A true JPH026371A (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=15594989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63154927A Pending JPH026371A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | サイアロン結合を有する炭化珪素質れんがの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH026371A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03223166A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-10-02 | Ngk Insulators Ltd | 窒化珪素結合炭化珪素質耐火物の製造方法 |
| WO1995007247A1 (de) * | 1993-09-09 | 1995-03-16 | Dolomitwerke Gmbh | Verfahren zur herstellung von feuerfesten werkstoffen |
| US5816207A (en) * | 1994-09-05 | 1998-10-06 | Nsk Ltd. | Tappet roller bearing |
| US6764742B2 (en) | 2001-02-02 | 2004-07-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure body and production method thereof |
| WO2005026076A1 (ja) | 2003-09-09 | 2005-03-24 | Ngk Insulators, Ltd. | 窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物及びその製造方法 |
| GB2457688A (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-26 | Anthony Norris Pick | A process for the manufacture of sialon-bonded silicon carbide composite materials |
-
1988
- 1988-06-24 JP JP63154927A patent/JPH026371A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1666433A4 (en) * | 2003-09-09 | 2008-11-26 | Ngk Insulators Ltd | SIC-BASED REFRACTORY MATERIAL COMPRISING SILICON NITRIDE THEREFOR AND CORRESPONDING PRODUCTION PROCESS |
| GB2457688A (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-26 | Anthony Norris Pick | A process for the manufacture of sialon-bonded silicon carbide composite materials |
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