SiCビーム用のSi-SiC製積み上げ式小型支柱です。
写真は縦横40x40mmサイズのSi-SiCビームを支えています。
支柱の1段目は高さ75mm、積み上げた2段目は高さ175mmとなります。安定性の観点からは3個積み上げるくらいまでが良いかと思います。
- 高さが変えられる
- 小型サイズなので面積を取らない
- ムライト製支柱に比べ、軽量で比熱も高い為、炉の燃費に貢献する
というのがこのSi-SiC支柱のポイントです。
投稿者: suga
低温酸化対策品SiC耐火物
非酸化物であるSiC耐火物にとっては、酸化によるSiCの劣化が耐火物の寿命にかかわる一つの大きな要因です。特に炉内温度約700～1000℃弱は一番酸化がきつい温度帯で低温酸化領域と言われており、例えば1300℃での焼成よりも700～1000℃弱での焼成の方がSiC耐火物にとっては過酷な条件となります。
下のバーナースリーブはこの低温酸化に対して強い特別な配合で作られたSiC耐火物です。
表面にきらっとした茶色い色が析出しており、見た目的にはあまりきれいとは言えないのですが、これが低温酸化対策品SiC耐火物です。
製造の焼成工程中の微妙な雰囲気の差によって茶色かったりそうでなかったりの色の差は生まれますが、性能的には均一で同じです。
尚、これを1200℃以上の高温焼成で使用すると、表面の色がべーパーして移ったり、配合成分の一部が溶け出したりしますのであまりお勧めできません。例えば1200℃以上の使用条件の炉床板では別の耐酸化性SiC耐火物もございます。
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。
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。
つまみ付きなので、奥まった色見穴にも使用できます。
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）
SiC棚板のSiC含有%比較
酸化物結合SiC耐火物の性能比較の一つの指標はSiC含有%です。
下は他社販売のSiC棚板です。
一部分を切り取り粉砕し分析にかけたところ、SiC%は88.2% でした。
一方、以前弊社のSiCセッターを同じ機関で分析した結果は90.4%でした。
この%差の原因は元原料の品質（SiC%）の差である可能性があります。以前のブログ記事「酸化によるSiC%の減少」でもご説明した通り、劣化してゆくとSiC%が減ってゆき、棚板として大体使わなくなるくらいに劣化したSiC棚板のSiC%は85.4%でした。
いかに良質のSiC原料を安定的に使用しているかが高性能/長寿命の最初のポイントです。
再結晶SiCビーム
下の写真は再結晶SiCのビームです。
炉の台車の構造材である横渡しビームで多く使われるのはSi-SiC（反応焼結SiC）ですが、最高使用温度は1,350℃です。1500℃以上のファインセラミックスの焼成温度になってくると再結晶SiCビームの領域になります。
再結晶SiCの焼成雰囲気と使用可能温度
再結晶SiCの大気雰囲気での最高使用温度は1,650℃ですが、酸素の無い雰囲気焼成ではそれ以上の温度でも使用可能です。
SiC99%の再結晶SiCが1,650℃を超えてくると使えない理由はその温度以上ではSiCと酸素が反応してしまいシリカの泡が生成されてしまうからです。一方、無酸素雰囲気での焼成ですとその反応は起きず、2000℃近くで使われている例もあります。
下の写真は無酸素雰囲気焼成で使用されている、再結晶SiCの外径φ450 x 内径φ405 x 高さ200mm の枠です。
肉厚は22.5mmあり1個当たりの重量は16.3kg です（カサ比重＝2.7）。再結晶SiCですと肉厚で比較的大きな製品も対応可能です。
再結晶SiCリングセッター
再結晶SiCの特徴は最高使用温度が1,650℃と他のSiCよりも高い温度で使用できる点です。下の写真は再結晶SiCセッターφ240 x 6t の片面にアルミナコーティングをしたものです。
テストの結果ドイツの老舗メーカー様に継続納入が決定しました。1400℃焼成のIn/Out 約5時間のローラーハースで使われます。真ん中の穴は製品中央部も十分に加熱し焼きむらを防ぐ目的です。再結晶SiCは気孔率約15%、表面はやすりの様な感じで比較的ざらついていますので、コーティングの食いつきも良いです。
Si-SiC耐火物の熱伝導率
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。
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。
SiC炉床板
プッシャー炉のSiC炉床板（レール）です。SiC（炭化ケイ素）は耐摩耗性が高く、上を台板が押されて滑ってゆくこの炉床板にはSiCが適しております。
SiCの種類としては、酸化物結合（シリカ結合）SiCで、基本的には通常のSiC棚板等と同じですが、炉床板の場合は炉の中に設置され続ける為、SiCが一番酸化されやすい約700～1000℃の温度帯で長時間炉に入っていても酸化されにく、また高温での耐摩耗性にも優れた特別な配合になっております。
酸化によるSiC棚板のSiC（炭化ケイ素）%減少
SiC棚板等のSiC耐火物は大気雰囲気で焼成されると徐々に酸化されて行き、反りや膨張が発生し本来の強度も落ちてゆきます。SiC（炭化ケイ素）が酸化されるとSiO2（シリカ）が生成されSiCの%は減ってゆきますが、酸化の程度の違いによって実際にどのくらいSiC%が減っているのかを分析しました。
下の写真のSiC棚板はかなり使用され裏面にシリカも多く出ており棚板として使うにはほぼ限界に近い程度の物です＊ここではSiC棚板（反り中）とします。
下の写真は本来は棚板ですが、煙道カバーとしてカートップに設置され続け、結果激しく酸化してしまい、これ以上酸化された状態のSiCはめったに見られないというくらいの程度の物です＊ここではSiC棚板（反り大）とします。
（反り大）は近くで見ると判る通り、SiC本来の光沢も消えガサガサした感じです。
この2つのSiC棚板を分析用に細かく砕いたのが下です。
色合いと光沢具合の違いが良くわかるかと思います。
それぞれのSiC%をセラミックス試験場で分析した結果が下です。
SiC棚板の新品はSiC=約90%ですので、棚板として寿命の限界程度に酸化した物（反り中）がSiC=85.4%、それ以上に極端に酸化された物がSiC=81.7%という結果になり、見た目なりにSiC％が減少しているという結果になりました。