JPS61127657A - 誘導加熱炉用セラミツクチユ−ブの製造方法 - Google Patents
誘導加熱炉用セラミツクチユ−ブの製造方法Info
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- JPS61127657A JPS61127657A JP59247573A JP24757384A JPS61127657A JP S61127657 A JPS61127657 A JP S61127657A JP 59247573 A JP59247573 A JP 59247573A JP 24757384 A JP24757384 A JP 24757384A JP S61127657 A JPS61127657 A JP S61127657A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
この発明は鍛造用丸鋼ピース等の鍛造用鋼材を加熱する
誘導加熱炉に適するセラミックチューブの製造方法に関
するものである。
誘導加熱炉に適するセラミックチューブの製造方法に関
するものである。
鍛造用丸鋼ピース等の鍛造用鋼材の加熱には例えば第１
図に示すような誘導加熱炉が多く使用されている。この
装置は通常、加熱用のコイル（１）が埋設された中空部
（２）をもつ不定形耐火物（７）で構築した耐火構造物
（３）からなるものであって、丸鋼ピース（４）は中空
部（２）内に平行して敷設した金属管（５）で形成され
るスキッドレール上を通過するようになっている。通過
中の丸鋼ピース（４）はコイル（１）に流れる電流によ
って生ずる誘導電流によって加熱される。丸鋼ピース（
４）と金属管（５）で形成される空間部（６）は丸鋼ピ
ース（４）の加熱で生じた酸化スケールの溜り場となる
。金属管（５）の管内には冷却水を通し、金属管が溶融
したり、摩耗したりしないようにしている。このように
構成した装置では冷却水によって熱量が奪れることとな
り省エネルギ−上問題がある。この改善のため、水冷の
金属管を全く使用しない、セラミックチューブのみから
なる装置が使用されるようになってきた。この場合、セ
ラミックチューブ内は前記スキッドレールおよび溜り場
が形成されるような形状にする必要がある。セラミック
チューブ内を移送中の丸鋼ピースが蛇行したり、セラミ
ックチューブに偏荷重を起こしたりしないようにするた
め、チューブ内を多角形にしたり突条を設けたりする。
図に示すような誘導加熱炉が多く使用されている。この
装置は通常、加熱用のコイル（１）が埋設された中空部
（２）をもつ不定形耐火物（７）で構築した耐火構造物
（３）からなるものであって、丸鋼ピース（４）は中空
部（２）内に平行して敷設した金属管（５）で形成され
るスキッドレール上を通過するようになっている。通過
中の丸鋼ピース（４）はコイル（１）に流れる電流によ
って生ずる誘導電流によって加熱される。丸鋼ピース（
４）と金属管（５）で形成される空間部（６）は丸鋼ピ
ース（４）の加熱で生じた酸化スケールの溜り場となる
。金属管（５）の管内には冷却水を通し、金属管が溶融
したり、摩耗したりしないようにしている。このように
構成した装置では冷却水によって熱量が奪れることとな
り省エネルギ−上問題がある。この改善のため、水冷の
金属管を全く使用しない、セラミックチューブのみから
なる装置が使用されるようになってきた。この場合、セ
ラミックチューブ内は前記スキッドレールおよび溜り場
が形成されるような形状にする必要がある。セラミック
チューブ内を移送中の丸鋼ピースが蛇行したり、セラミ
ックチューブに偏荷重を起こしたりしないようにするた
め、チューブ内を多角形にしたり突条を設けたりする。
第２図は内面を六角形に形成した硬質の耐火物からなる
セラミックチューブを示し、チューブ（３）の外周に絶
縁シート（９）を巻き、コイル（１）を埋設した不定形
耐火物（７）で取囲み耐火構造物（３）を構成している
。また第３図は内面にほぼ平行な突条（１０）、 （１
０）・・・を設けたセラミックチューブの１例を示す。
セラミックチューブを示し、チューブ（３）の外周に絶
縁シート（９）を巻き、コイル（１）を埋設した不定形
耐火物（７）で取囲み耐火構造物（３）を構成している
。また第３図は内面にほぼ平行な突条（１０）、 （１
０）・・・を設けたセラミックチューブの１例を示す。
多角形の場合は、１角をはさむ傾斜面上の互いに平行な
線（１０’）、 （１０’）が丸鋼ピース（４）と接し
、これを支持する線であり、突条を設けた場合には、そ
の突条（１０）、 （１０）が丸鋼ピース（４）と接し
、これを支持する線である。
線（１０’）、 （１０’）が丸鋼ピース（４）と接し
、これを支持する線であり、突条を設けた場合には、そ
の突条（１０）、 （１０）が丸鋼ピース（４）と接し
、これを支持する線である。
それぞれの場合、溜り場（６）が形成される。丸鋼ピー
スは接触個所（１０）、 （１０″）等の上を数多く通
過するので、その場所は比較的短期間で摩耗して使用し
得なくなる。また、高温の丸鋼ピース表面に発生した酸
化スケールが、移送中、セラミックチューブとの摩擦に
よって〔または押されて〕薄片状または溶融状態でセラ
ミックチューブ（３）の内面に堆積または粘着する。こ
れらの堆積物は丸鋼ピースの移送の妨げとなるばがりで
なく丸鋼ピースの加熱温度にむらが出来るなどの妨害と
なる。酸化スケールが薄片状のときは、丸鋼ピースの移
送に伴って押し出され、外部に排出するが、またはセラ
ミックチューブ（３）内の凹溝内〔溜り場（６）〕に堆
積するのであるが、酸化スケールが高温に達し溶融状態
になったときは、溶融物はセラミックチューブ（３）の
内面に粘着し、丸鋼ピース（４）移送の障害となる。ま
た、溶融物がセラミックチューブの＆ｌｌＩ織内に浸透
したときはセラミックチューブの材質を劣化させるため
、セラミックチューブの侵食の原因となる。さらに、溶
融物が固化したときは、固形物がセラミックチューブと
密着しているため、丸鋼ピースを移送したとき丸鋼ピー
スがこの固形物に引っかかって蛇行し、セラミックチュ
ーブに漏荷重などの異常応力を与えるため、セラミック
チューブが破壊するという問題がある。したがって、上
記の障害をなくすためにセラミックチューブ内に堆積す
る酸化スケールを度々除去する作業を行う必要があるが
、酸化スケールが溶融状であったり、いったん溶融した
のちに固形化した場合には、粘性が高かったり、固形物
が耐火物表面に噛み込んでおり、除去が極めて困蕪であ
るので、除去作業の労力および時間の浪費が著しい。
スは接触個所（１０）、 （１０″）等の上を数多く通
過するので、その場所は比較的短期間で摩耗して使用し
得なくなる。また、高温の丸鋼ピース表面に発生した酸
化スケールが、移送中、セラミックチューブとの摩擦に
よって〔または押されて〕薄片状または溶融状態でセラ
ミックチューブ（３）の内面に堆積または粘着する。こ
れらの堆積物は丸鋼ピースの移送の妨げとなるばがりで
なく丸鋼ピースの加熱温度にむらが出来るなどの妨害と
なる。酸化スケールが薄片状のときは、丸鋼ピースの移
送に伴って押し出され、外部に排出するが、またはセラ
ミックチューブ（３）内の凹溝内〔溜り場（６）〕に堆
積するのであるが、酸化スケールが高温に達し溶融状態
になったときは、溶融物はセラミックチューブ（３）の
内面に粘着し、丸鋼ピース（４）移送の障害となる。ま
た、溶融物がセラミックチューブの＆ｌｌＩ織内に浸透
したときはセラミックチューブの材質を劣化させるため
、セラミックチューブの侵食の原因となる。さらに、溶
融物が固化したときは、固形物がセラミックチューブと
密着しているため、丸鋼ピースを移送したとき丸鋼ピー
スがこの固形物に引っかかって蛇行し、セラミックチュ
ーブに漏荷重などの異常応力を与えるため、セラミック
チューブが破壊するという問題がある。したがって、上
記の障害をなくすためにセラミックチューブ内に堆積す
る酸化スケールを度々除去する作業を行う必要があるが
、酸化スケールが溶融状であったり、いったん溶融した
のちに固形化した場合には、粘性が高かったり、固形物
が耐火物表面に噛み込んでおり、除去が極めて困蕪であ
るので、除去作業の労力および時間の浪費が著しい。
この発明は、以上述べた従来の耐火物における問題を解
決するためになされたもので、溶融状酸化スケールに対
する浸透性が少なく、面上に窪み、巣、ピンホール、ピ
ントなどがない平滑な面をもった耐火物であり、かつ、
丸鋼ピースなどの鋼材の摺動による摩耗に対する抵抗性
が大きく、かつ耐熱衝撃性の大きなセラミックチューブ
を提供す＝５− るものである。
決するためになされたもので、溶融状酸化スケールに対
する浸透性が少なく、面上に窪み、巣、ピンホール、ピ
ントなどがない平滑な面をもった耐火物であり、かつ、
丸鋼ピースなどの鋼材の摺動による摩耗に対する抵抗性
が大きく、かつ耐熱衝撃性の大きなセラミックチューブ
を提供す＝５− るものである。
以下本発明のセラミックチューブの製造方法について詳
細に説明する。骨材は硬度の比較的大きなコランダム、
ムライト、ジルコン、シリカガラス、スピネル（ＭｇＯ
・Ａ１□０３）の１種または２種以上を含む耐火材が適
している。焼結アルミナの如くコランダムを主成分とす
る耐火材も骨材として使用することができる。
細に説明する。骨材は硬度の比較的大きなコランダム、
ムライト、ジルコン、シリカガラス、スピネル（ＭｇＯ
・Ａ１□０３）の１種または２種以上を含む耐火材が適
している。焼結アルミナの如くコランダムを主成分とす
る耐火材も骨材として使用することができる。
カオリン粘土は市販の水篩木節粘土が適する。
カオリン粘土は前記骨材に対し重量で５〜１５部使用す
る。５部以下では緻密な成形体を得るため高い圧力を要
し、また１ 、 ３００℃以上の高温で焼成しなければ
焼結しない欠点がある。他方、カオリン粘土が１５重量
部以上では加熱処理の段階でひび割れなど組織に欠陥が
できる。
る。５部以下では緻密な成形体を得るため高い圧力を要
し、また１ 、 ３００℃以上の高温で焼成しなければ
焼結しない欠点がある。他方、カオリン粘土が１５重量
部以上では加熱処理の段階でひび割れなど組織に欠陥が
できる。
リン酸アルミニウムは固体換算で１．５〜６．５重量部
使用する。リン酸アルミニウムはカオリン粘土と併用す
ることにより比較的低温度の加熱処理で成形体の強度を
高め、成形体の気孔率を小さく、かつ通気率を１０−’
ｃＪオーダーの組織とすることが＝６− できる。従って、酸化スケールの浸透を少なくすること
ができるから耐食性を著しく向上せしめることができる
。リン酸アルミニウムは１．５重量部以下では上記の効
果が少なく、６．５重量部以上では成形時のラミネーシ
ョンの発生、および焼成時の亀裂発生等、製造上好まし
くなくなる。
使用する。リン酸アルミニウムはカオリン粘土と併用す
ることにより比較的低温度の加熱処理で成形体の強度を
高め、成形体の気孔率を小さく、かつ通気率を１０−’
ｃＪオーダーの組織とすることが＝６− できる。従って、酸化スケールの浸透を少なくすること
ができるから耐食性を著しく向上せしめることができる
。リン酸アルミニウムは１．５重量部以下では上記の効
果が少なく、６．５重量部以上では成形時のラミネーシ
ョンの発生、および焼成時の亀裂発生等、製造上好まし
くなくなる。
以上述べた材料を混合、加水混練し、ラバープレスで加
圧成形する。従来からの型込め法による場合は混練物を
一定形状の金型もしくは木型に込めて加圧成形するので
あるが、この場合にはラミネーションが発生したり、密
度や気孔率分布のばらつきがみられ、使用中、割れが生
ずる原因ともなる。特に下記の実施例におけるような長
尺のセラミックチューブにあっては、モールド成形によ
る方法では均質で緻密な成形体が得られない。これに対
しラバープレス法によると、混練物をゴム型に充填して
ラバープレス装置に装填し、坏土の中の空気を脱気しな
がら静圧力をかけるので均一な組織をもった成形体が容
易に得られる。すなわちラバープレス法による成形体は
内部と外辺部との緻密度の差がなく、全体が緻密な成形
体で亀裂やラミネーションのないものが得られる。した
がって耐熱衝撃性が大であり、粒子とマトリックスとの
境界部に巣ができないなど、特に長尺のセラミックチュ
ーブでは効果が大である。ラバープレス成形したのち、
３００〜１ 、２００℃で加熱処理する。
圧成形する。従来からの型込め法による場合は混練物を
一定形状の金型もしくは木型に込めて加圧成形するので
あるが、この場合にはラミネーションが発生したり、密
度や気孔率分布のばらつきがみられ、使用中、割れが生
ずる原因ともなる。特に下記の実施例におけるような長
尺のセラミックチューブにあっては、モールド成形によ
る方法では均質で緻密な成形体が得られない。これに対
しラバープレス法によると、混練物をゴム型に充填して
ラバープレス装置に装填し、坏土の中の空気を脱気しな
がら静圧力をかけるので均一な組織をもった成形体が容
易に得られる。すなわちラバープレス法による成形体は
内部と外辺部との緻密度の差がなく、全体が緻密な成形
体で亀裂やラミネーションのないものが得られる。した
がって耐熱衝撃性が大であり、粒子とマトリックスとの
境界部に巣ができないなど、特に長尺のセラミックチュ
ーブでは効果が大である。ラバープレス成形したのち、
３００〜１ 、２００℃で加熱処理する。
３００℃以下では加熱処理体は吸湿、吸水等により変形
、変質することがあって好ましくない。また、１ 、２
００℃以上で焼成するとカオリン粘土の加熱分解により
煉瓦内部にムライト液相が生成することとなり、これが
固化したとき煉瓦の弾性率が高くなり、したがって耐熱
衝撃性が低下するので好ましくない。
、変質することがあって好ましくない。また、１ 、２
００℃以上で焼成するとカオリン粘土の加熱分解により
煉瓦内部にムライト液相が生成することとなり、これが
固化したとき煉瓦の弾性率が高くなり、したがって耐熱
衝撃性が低下するので好ましくない。
次にこの発明の実施例について説明する。
実施例
焼結アルミナ１００重量部、カオリン粘土１０重量部お
よびリン酸アルミニウム（５０％水溶液一固体換算）４
重量部の混合粉体に加水し、混練した。
よびリン酸アルミニウム（５０％水溶液一固体換算）４
重量部の混合粉体に加水し、混練した。
混練物をラバープレス成形した。成形圧１，０００ｋｇ
／ｃＩＡで１分間保持した。形状は長さ７ｏｏｗｍ×外
径？Ｏｎで、内面は正六角形で対向する面の間隔が４０
詐であった。（第２図参照）。ラバープレス成形では芯
金を断面正六角形につくり、外側加圧部のラバーは円筒
形とし、円筒形外側を液体加圧した。
／ｃＩＡで１分間保持した。形状は長さ７ｏｏｗｍ×外
径？Ｏｎで、内面は正六角形で対向する面の間隔が４０
詐であった。（第２図参照）。ラバープレス成形では芯
金を断面正六角形につくり、外側加圧部のラバーは円筒
形とし、円筒形外側を液体加圧した。
成形物は乾燥したのち１ 、２００℃でトンネル窯で焼
成した。焼成物ばかさ比重２．８５、見掛気孔率１８゜
８％、圧縮強さ９００ｋｇ／ａＪであった。焼成後、内
面に超微粉炭化珪素を主成分とするコーティング材をお
よそ０ 、２ ｍｍ厚さに塗布した。超微粉炭化珪素は
粒径５μＭ１）以下のβ型炭化珪素に粘土および粘結剤
および水を混合したもので、炭化珪素をほぼ５０％含有
したものである。塗布した後乾燥して使用に供した。コ
ーティング材は内面にピンホール、ピントなどがあれば
目つぶしとなり、また酸化スケールの浸透を防止し、酸
化スケールの除去を容易にするなどの効果がある。コー
ティング材は使用当初に塗布したまま再塗布せずに使用
してもよく、また、使用中、掃除後等に再塗布してもよ
い。
成した。焼成物ばかさ比重２．８５、見掛気孔率１８゜
８％、圧縮強さ９００ｋｇ／ａＪであった。焼成後、内
面に超微粉炭化珪素を主成分とするコーティング材をお
よそ０ 、２ ｍｍ厚さに塗布した。超微粉炭化珪素は
粒径５μＭ１）以下のβ型炭化珪素に粘土および粘結剤
および水を混合したもので、炭化珪素をほぼ５０％含有
したものである。塗布した後乾燥して使用に供した。コ
ーティング材は内面にピンホール、ピントなどがあれば
目つぶしとなり、また酸化スケールの浸透を防止し、酸
化スケールの除去を容易にするなどの効果がある。コー
ティング材は使用当初に塗布したまま再塗布せずに使用
してもよく、また、使用中、掃除後等に再塗布してもよ
い。
こうして製造したセラミックチューブを鍛造用高周波誘
導加熱炉のセラミックチューブとして使用した。丸鋼ピ
ースは約３０〜３６Ｍφ長さ１５０鶴、重量１ 、５
ｋｇ ／個のものをセラミックチューブ内において約１
７０ｍｍ／ｓｅｃのスピードで通過させ、高周波誘導加
熱した。セラミックチューブは前記のものを３本直列に
並べ、各チューブ間は５１詐位の間隙を設けた。チュー
ブ内に発生した酸化スケールは丸鋼ピースに押されて、
一部はこの間隙部から外部に排出できるようにした。丸
鋼ピースはこの３本のセラミックチューブ内を通過する
間に加熱され、出口での丸鋼ピースは約１ 、２００℃
に加熱される。丸鋼ピースは前記セラミックチューブ内
面の正六角形の１角をはさむ２面に支持されて摺動し、
セラミックチューブは前記の偏荷重あるいは座屈などの
発生は全くなく、また摺動面の摩耗も少なく約２ケ月間
使用した。次に他の２面づつを各２ケ月間使用し、１本
のセラミックチューブで約６ケ月間使用することができ
た。この場合はセラミックチューブ（３）を耐火構造物
（３）から抜き出し所定角度回動して再び耐火構造物（
３）内に嵌装した。
導加熱炉のセラミックチューブとして使用した。丸鋼ピ
ースは約３０〜３６Ｍφ長さ１５０鶴、重量１ 、５
ｋｇ ／個のものをセラミックチューブ内において約１
７０ｍｍ／ｓｅｃのスピードで通過させ、高周波誘導加
熱した。セラミックチューブは前記のものを３本直列に
並べ、各チューブ間は５１詐位の間隙を設けた。チュー
ブ内に発生した酸化スケールは丸鋼ピースに押されて、
一部はこの間隙部から外部に排出できるようにした。丸
鋼ピースはこの３本のセラミックチューブ内を通過する
間に加熱され、出口での丸鋼ピースは約１ 、２００℃
に加熱される。丸鋼ピースは前記セラミックチューブ内
面の正六角形の１角をはさむ２面に支持されて摺動し、
セラミックチューブは前記の偏荷重あるいは座屈などの
発生は全くなく、また摺動面の摩耗も少なく約２ケ月間
使用した。次に他の２面づつを各２ケ月間使用し、１本
のセラミックチューブで約６ケ月間使用することができ
た。この場合はセラミックチューブ（３）を耐火構造物
（３）から抜き出し所定角度回動して再び耐火構造物（
３）内に嵌装した。
第１図は従来の誘導加熱装置の断面図、第２図は本発明
の方法によるセラミックチューブを使用した誘導加熱装
置の断面図、第３図はセラミックチューブの他の例を示
す断面図である。 （１）・・・コイル、 （２）・・・中空部、（３
）・・・耐火構造物、（４）・・・丸鋼ピース、（５）
・・・金属管、 （６）溜り場（凹溝）、（７）・
・・不定形耐火物、 （３）・・・セラミックチューブ、 （９）・・・絶縁シート、（１０）・・・突条。 特許出願人 日本坩堝株式会社 同上 中央窯業株式会社 第１図 第２図 第３図
の方法によるセラミックチューブを使用した誘導加熱装
置の断面図、第３図はセラミックチューブの他の例を示
す断面図である。 （１）・・・コイル、 （２）・・・中空部、（３
）・・・耐火構造物、（４）・・・丸鋼ピース、（５）
・・・金属管、 （６）溜り場（凹溝）、（７）・
・・不定形耐火物、 （３）・・・セラミックチューブ、 （９）・・・絶縁シート、（１０）・・・突条。 特許出願人 日本坩堝株式会社 同上 中央窯業株式会社 第１図 第２図 第３図
Claims (3)
- （１）比較的硬質の耐火性骨材１００重量部に５〜１５
重量部のカオリン粘土と、固体換算で１．５〜６．５重
量部のリン酸アルミニウムを添加し、加水混練し、ラバ
ープレス成形したのち、３００〜１，２００℃で加熱す
ることを特徴とする誘導加熱炉用セラミックチューブの
製造方法。 - （２）上記耐火性骨材がコランダム、ムライト、シリカ
ガラス、ジルコンおよびスピネルの一種もしくは２種以
上を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の誘導加熱炉用セラミックチューブの製造方法。 - （３）上記チューブ内面に超微粉炭化珪素を主成分とす
るコーティング材を塗布したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項もしくは第２項に記載の誘導加熱炉用セラ
ミックチューブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247573A JPS61127657A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 誘導加熱炉用セラミツクチユ−ブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247573A JPS61127657A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 誘導加熱炉用セラミツクチユ−ブの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61127657A true JPS61127657A (ja) | 1986-06-14 |
| JPH0261433B2 JPH0261433B2 (ja) | 1990-12-20 |
Family
ID=17165506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59247573A Granted JPS61127657A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 誘導加熱炉用セラミツクチユ−ブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61127657A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0707188A1 (de) * | 1994-10-14 | 1996-04-17 | W. Haldenwanger Technische Keramik GmbH & Co. KG | Tragkörper aus SiC |
| CN105236946A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-01-13 | 河南好运祥耐材有限公司 | 干熄焦炉牛腿支撑部位修补用陶瓷耐磨材料及其成型方法 |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP59247573A patent/JPS61127657A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0707188A1 (de) * | 1994-10-14 | 1996-04-17 | W. Haldenwanger Technische Keramik GmbH & Co. KG | Tragkörper aus SiC |
| CN105236946A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-01-13 | 河南好运祥耐材有限公司 | 干熄焦炉牛腿支撑部位修补用陶瓷耐磨材料及其成型方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0261433B2 (ja) | 1990-12-20 |
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