耐火物ブログ

下の写真は陶器の酸化焼成に使われたSiC棚板の裏面です。

このSiC棚板は他社製で約2年ほど使用されておりますが、このところSiC棚板の裏面からボロが降って陶器の製品の上にくっ付いてしまうという問題が起きております。実際に指で裏面をなでてみると確かに小さな粒状の物がとれて指先にくっつき、また裏面を手でこすってみてもパラパラと粒が落ちるといった状態です（下写真）。

通常この手の酸化物結合SiC棚板は約300～600サイクル使用できるというのが一般論ですが、この棚板の使用期間は約2年間で約200サイクル弱使用しただけで、表面のSiC粒がポロポロ取れる状態にまで劣化してしまっております。この様な状態ですと、台車を動かしてトラバーサーの上を通過した時の振動や、焼成過程で棚板が熱で膨張した時などに棚板の裏面からボロが下の製品に落ちてしまいます。

通常よりも早くSiC棚板が劣化した原因として考えられるのは焼成雰囲気の問題です。SiC耐火物は酸化される事により劣化します。今回のケースも焼成温度が1200℃弱の酸化焼成ということで、一般的に1150℃±50℃くらいの範囲がSiC棚板が一番酸化されやすい温度帯と言われております（但し、雰囲気によってもかなり差がありますので、一概に1150℃前後が全て一番良くないとも断言できませんが）。

また、SiC棚板自体の性能によっても当然差は出てきます。「性能の良い耐久性のあるSiC棚板＝酸化されにくい棚板」という事が言えます。

時折、「SiC耐火物は何年くらい使えるのか？」と聞かれる事がありますので、今回はそのSiC耐火物の寿命についてお答えいたします。

SiC耐火物の寿命を言う時によく「何年くらい使える物なのか？」と聞かれますが、専門的見地から言いますと、寿命は”何サイクル”という尺度で計ります。1サイクルとは”1回常温から最高温度まで上がりまた常温に戻る”事です。即ちトンネル炉では炉に入ってから出てくるまでで1サイクル、バッチ式のシャトル窯ですと1回窯に入れて出すまでで1サイクルです。

当然、毎日炉に入る場合と1週間に1回しか炉に入らない場合とでは耐火物の耐用年数は変わってきますので、お客様の使用頻度を完全に把握しない限りは年月では判断できません。

各種SiC耐火物の基準耐用サイクル

• 酸化物結合SiC（カーボランダム）＝約300～600サイクル
• 再結晶SiC（Re-SiC）＝約500～800サイクル
• 反応焼結SiC（Si-SiC）＝約2,500～3,000サイクル

上記の数字はあくまでも1つの基準であり、当然ながら、SiC耐火物の形状、炉のヒートカーブ（昇温・降温スピード）、炉内の雰囲気（酸化・還元雰囲気等）、棚組みの仕方、焼成物の形状や重量、等々の諸条件によってSiC耐火物の劣化具合は大きく変わってきます。

又、SiC耐火物の寿命が来るとはどういう事かというと、SiCが酸化・分解されSiO2が生成され、SiC成分が減ってくることにより白っぽく変色し、膨張し、強度が下がり、曲がりや割れが発生することです（酸化され劣化した酸化物結合SiC耐火物の事例はこちらをご参照下さい）。

上記数値の通り、SiC耐火物の中では緻密質である反応焼結SiC（Si-SiC）が一番酸化されにくい性質から、一番寿命が長いです。