SiC棚板やアルミナセッター等の耐火物が炉内で割れる原因のほとんどがヒートショックですが、実は割れやすい温度帯と割れにくい温度帯があります。
下の図はセラミックス焼成のヒートカーブ（焼成曲線）の一例です。
図中の記載の通り約300℃～900℃くらいまでの温度帯で急激な温度変化が耐火物に対して起こると、ヒートショックによる割れが発生しやすいです。一方約900℃から上はSiC棚板でもアルミナセッターでも赤熱してくる温度であり、赤熱状態の高温度帯では多少急激な温度変化が有っても割れにくいです。
以前の記事で記載した通り、炉内温度が上がる時に割れるのを「昇温割れ」、炉内温度が下がる時に割れるのを「降温割れ・冷め割れ」と言いますが、どちらも割れやすい温度帯は同じです。
冷め割れでの棚板の割れが多いという場合は、例えば炉の扉を開けるタイミングを炉内温度が200～300℃未満になってからにすると改善するケースが結構あります。
前回記事の昇温割れは炉内温度が上がる過程でのヒートショックによるセッター・棚板の割れでしたが、逆に炉内温度が下がる過程でのヒートショックによる割れもあり、降温割れ・冷め割れと言います（どちらかというとこのケースの方が多い感じです）。
下の写真はSiC棚板の降温時のヒートショックによる割れの例です。
縁が先に温度が下がり収縮し出しますが、中心部はまだ温度が上がったままで膨張している為、縁が収縮しようとしても収縮しきれずに、膨張した中心部に向かって裂けてクラックが入った状態です。
このケースの場合はほぼ辺の中心から棚板の中心に向かってクラックが入ります。
棚板の中心部だけに重量物（＝蓄熱しやすい物）を載せている場合は、ただでさえ棚板の中心の温度は下がりにくいところに更に積載製品から棚板中心に熱を与え続ける事になり、縁と中心の温度差が大きくなり、降温割れ・冷め割れが起きやすくなります。
SiCビーム用のSi-SiC製積み上げ式丸支柱です。ムライト質での同形状丸支柱からのグレードアップ版です。
サイズは大小2種類あり、大＝高さ140mm、小＝高さ70mm でそれぞれの組み合わせも可能です（下の写真は大2個+小1個で組み合わせの関係で高さは320mmになります）。
ムライト製に比べ、肉薄にできるので軽量になり、材質的な比熱も低く、炉の燃費の改善になるのと同時に、ムライト製では長年の使用やハンドリングで角の欠けが発生したりしますが、Si-SiC製の場合ですとそれは各段におきにくくなります。
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。
というのがこのSi-SiC支柱のポイントです。
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。
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。
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。
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。
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。