ムライト・コーディライト質大型支柱

ムライト・コーディライト質の大型支柱です。

ジョイント部分と支柱部分があり組み合わせて使います。

通常のL型支柱と比べるとその大きさが判るかと思います。

良く使われるパターンはSi-SiCビーム組用の支柱で、ジョイントの穴やキャップの凹み部分でSi-SiCを受けます。

尚、コーディライトが入っている為、1300℃を超える温度では注意は必要です。

耐火物の昇温割れ

耐火物が割れる原因のほとんどはヒートショックです。物体に熱がかかる際は表面や縁から先に温度が上がり、熱が冷める際は逆に表面や縁から先に温度が下がり、一つの物体で温度差ができる事によって膨張・収縮による歪みが生まれ物理的に割れます。

下の写真はアルミナ耐火物セッターの昇温時のヒートショックによる割れの例です。

縁が先に温度が上がり膨張しますが、中心部はまだ温度が上がらず膨張せずにいる為、縁の膨張に中心部が追従できず中心部からクラックが入り、クラックがそこまでで止まった状態です。

セッター・棚板の上の積載製品が密に配置してあったり、上段セッター・棚板と積載製品との空間が狭い場合など、セッター・棚板中心部に熱がかかりにくい場合にこの昇温割れが起こる事があります。

アルミナポーラス質の色見栓

アルミナ質ポーラスの色見栓です。
写真の物は、はめ合い部φ49mm(色見穴φ50mm)、全長80mmです。

iromisen

一般的には断熱煉瓦を切削加工したものが多く使われますが、それらに比べ耐久性がありまた出し入れのたびに削れることもありません。
下の写真は断熱煉瓦から切削加工したもので、かなりボロボロになっています。
4課色見栓_現行
つまみ付きなので、奥まった色見穴にも使用できます。
4課色見栓_新

プレス加工後旋盤加工しますので、ご希望の寸法で制作可能です。
(受注生産のため最低ご注文数量の設定がございますので別途お問い合わせ下さい)

Si-SiC耐火物の熱伝導率

Si-SiC保護管
Si-SiC保護管

熱伝導率とはどれだけ熱が移動しやすいかを表す数値で、数字が大きいほど熱が移動しやすいという意味です。その単位はW/m・K(ワット パー メートル ケルビン)が一般的であり、 1mの物体を介して1ケルビン温度差=1℃の温度差がある場合にその1mの厚さをどれだけの熱エネルギー量(W)が移動するかという意味です。尚、温度によって熱伝導率は変化しますが、温度が上がるにしたがって熱電度率が下がる物・上がる物・ほとんど変わらない物があります。

下の表はSi-SiC(反応焼結SiC)・焼結体アルミナ・ステンレスSUS304の各温度での熱伝導率の比較です。

Heat conductivity table

温度による熱伝導率の変化の仕方は異なりますが、焼結体アルミナ・ステンレスよりもSi-SiCの方が熱伝導率が良いという事ははっきり判ります。実際に炉内で使われるムライト・レンガ質の耐火物等ですと更に焼結体アルミナの1/4~1/10程度しかなかったりしますので、Si-SiC耐火物の熱伝導率はかなり高い事が見て取れます。

フォークリフト式シャトル炉

シャトル炉でも一般的には台車があり、台車の上にSiC棚板等で棚組して製品を積載し台車ごと炉に入れますが、愛知県の築炉メーカーM社のシャトル炉(デュポー式 LPGキルン)では、台車を無くし、代わりに巨大な3本ツメの専用フォークリフトを使って棚組ごと直接炉に入れます。lift and kiln

台車が無い代わりに、下の写真の様に「製品仕込み台」と言われる台の上で棚組し製品を載せて行きます。SiC shelves before firing

それを巨大な3本ツメの電動フォークリフトで丸ごと持ち上げ、そのまま炉に入れます。この地元の製陶所様の炉は約4㎥で、1窯分を丸ごと一気に窯入れ・窯出しします。

SiC shelves with lift

この炉のメリットは台車が無いおかげで炉内が完全密封型で、炉内温度分布や炉内雰囲気を均一にコントロールしやすい点です。又窯おこし後は1窯分を丸ごとリフトで好きな場所に移動できる為、作業効率が良いとの事です。こちらの製陶所様では炉は2基あり、Vの字に配置されています。

小型トンネルキルンその2

前回に続き別の小型のトンネルキルンです。M Mini tunnel kiln A

地元の築炉メーカーM社製で「マイティーキルン」という名前が付いています。こちらの製陶所様の炉は全長40m、台車長さ1,500mm、炉内台車26台車、操業は送車40分/台車でIn/Out 17時間、1,300℃還元焼成です。M Mini tunnel kiln B

前回の製陶所様と違いこちらはサヤ(匣鉢)が約85%、SiC棚板が約15%の割合で台車が組まれています。M Mini tunnel kiln C

こちらの炉もレールは床の上に設置されている仕様です。

小型トンネルキルンその1

連続焼成炉であるトンネルキルンの小型版です。T Mini tunnel A

地元の築炉メーカーT社製で「ミニトン」と呼ばれる炉です。こちらの製陶所様の炉は全長30m、台車長さ900mm、炉内台車30台車、操業は送車24分/台車でIn/Out 12時間、1,220 - 1,250℃酸化焼成で、全てSiC棚板によって台車が組まれています。T Mini tunnel B通常のトンネルキルンと「ミニトン」の違いは、炉・台車のサイズはもちろんですが、通常のトンネルキルンは台車のレールが床に埋め込まれているのに対し、「ミニトン」は床の上にレールが設置されている点です。尚、「ミニトン」はコンパクトな設計ですが、それがゆえにヒートカーブが急だったりと耐火物にとっては消耗しやすい厳しい条件である場合が多いです。

トンネルキルン

前回記事のローラーハースキルンとは別の連続焼成炉であるトンネルキルンです。Tunnel kiln

セラミックス焼成炉の中では一番焼成量を多くできる炉で、棚組みされた台車が連続して炉に入ってゆきます。耐火物にとってはローラーハースよりも優しく、シャトル炉よりは厳しい条件の場合が多いです。

大量生産に向く焼成炉で製品当たりの焼成コストは一番安くなりますが、逆に一定量の製品投入が必要な為、多品種小ロット傾向の最近の日本では少なくなってきている炉の種類です。

ローラーハースキルン

前回記事の様に支柱で上に高く棚組みするシャトル炉とは対照的に、1段ないし2段のみで炉に入っていくローラーハースキルンという炉があります。Roller Hearth Kiln

ローラーハース:Roller Hearth(=ローラーの炉床)式のKiln(=炉)という意味で、セラミックス焼成炉の1種で、写真のローラーが回転し、セッターを炉に搬送してゆく連続焼成炉です。

特徴は炉内高さが低いので各製品にかかる温度を均一にしやすく、焼き上がり寸法や色などが均一になりやすいのと、全方向から加熱できる為比較的短時間での迅速焼成が可能な点です。ただしヒートカーブは急なので耐火物にとっては厳しい条件ではあります。

ムライト支柱組台車

前回記事のスペースを大きく取ったSi-SiCビーム組台車とは対照的に、低めのムライト支柱で隙間なく組まれた台車の写真です。Highly filled Kiln Car

シャトル窯で食器を焼成する際の一般的な棚組方式で、SiC棚板1枚当たりL型ムライト支柱を3個使用し棚組みしています。立ちの低い皿系統の製品が多い為それに合わせて低めの支柱を使い、なかなかの充填率になっています。