研究開発された技術紹介

製鉄所や発電・焼却施設等では、高温鋼材の搬送ローラーや粉末ダストを伴う排気ダクト等に高温構造部材、耐摩耗部材が多用されているが、多大な保全コストに苦しんでいるのが現状である。本事業では、部材の高寿命化、冷却設備不要化等を可能とするSiCセラミックスの大幅な適用拡大の為の新規2段反応焼結法を開発する。具体的には接合・精密加工技術の開発であり、従来困難であった複雑形状部材を高強度に製造可能とする

・混合比および粉末撹拌方法の改善、炭化および含浸処理法の見直しにより、体積変化率を0.06%まで抑制した
・新規導入の真空炉により、既設炉よりも3桁以上の高真空度が到達できるようになった
・含浸金属の設置方法の改善により組織の緻密化を図れ、気孔率0.8%を達成した・放電加工電極(材質・形状等)荒加工においては、銅グラファイト(Cu-Gr)を選定し、加工時間を大幅に短縮、仕上げ加工では、銅(Cu)に決定した
・荒加工前のワーク表面に対して事前の平滑処理により、加工中の異常放電を抑えることができ、加工精度10μm未満を達成し、試作品の製作を自社内で行える体制ができた
・プレス加工機(温度・圧力均一性等)の直径420mm×幅50mm×厚み20mmの大型リングを成形まで行い、真空炉(排気構造・雰囲気等)は400mmクラスまでの大型化対応を可能とした

SiC成形体の製造方法((特願2013-33295、特許第6132586号)
ロール・ローラー用炭化珪素製リング部材の製造方法((特願2013-229735、特許第6273779号)
SiC成形体の製造方法及びSiC成形体の加工方法((特願2014-168542、特許第6489775号)

・本技術によるSiCセラミックス部材は、軽量化、高強度化、耐摩耗性、耐熱性、耐久性等の向上が求められる高温構造部材に適用できる。具体例として、高温鋼材の搬送ローラー・圧延ロール、発電所・焼却施設等の排気ダクト(特に配管エルボ部）等がある。
・精密加工技術が必要となるシーンでは精密加工チップとして本技術によるSiCセラミックスが適用できる。

本技術によって製作したガイドローラー（棒鋼圧延設備部品）を製鉄所で実証試験を実施している。使用量の目標値を達成して、高耐摩耗性が認められた。今後、鉄鋼関係だけではなく、他の分野にも実用化を展開する。

・高温雰囲気では軟化および熱歪みがない
‐部品交換費などのメンテナンスコストを大幅に削減可能
‐稼動率の向上

・2年後には製品販売開始を計画している
・川下企業との連携、鉄鋼メーカーへの売り込み、未開拓分野のプラント・電力関係における、解決すべき課題の明確化と優先順位を決定し、補完研究により適切な対応を行う
・また生産と営業の社内体制を整え、早期の事業化実現に向けて取り組んでいく