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R 2209

:2007

(1)

目  次

ページ

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

1

3

  用語及び定義

1

4

  原理

1

5

  装置及び器具

2

5.1

  エンデル式荷重軟化試験装置

2

5.2

  示差荷重軟化試験装置

4

5.3

  乾燥器

5

5.4

  はかり

5

5.5

  ノギス

5

5.6

  直角定規

5

5.7

  すき(隙)間ゲージ

5

5.8

  熱膨張試験用黒鉛試験片

5

6

  試験片

6

7

  測定方法

6

7.1

  測定方法の区分

6

7.2

  

6

7.3

  

7

8

  計算

8

8.1

  加熱軟化曲線の作図

8

8.2

  T

1

の算出

8

8.3

  T

2

及び T

3

算出

9

9

  試験報告

9


R 2209

:2007

(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 14 条によって準用する第 12 条第 1 項の規定に基づき,耐火物技術協会

(TARJ)

及び財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を改正すべきとの申出

があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日本工業規格である。

これによって,JIS R 2209:1991 は改正され,この規格に置き換えられた。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に

抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許

権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に係る確認について,責任は

もたない。


日本工業規格

JIS

 R

2209

:2007

耐火れんがの荷重軟化点の試験方法

Testing method for refractoriness-under-load of refractory bricks

1 

適用範囲 

この規格は,荷重下における耐火れんがの荷重軟化点の試験方法について規定する。

2 

引用規格 

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS B 7507

  ノギス

JIS C 1602

  熱電対

JIS R 2001

  耐火物用語

JIS R 2207

  耐火れんがの熱間線膨張率の試験方法

3 

用語及び定義   

この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS R 2001 によるほか,次による。

3.1

   

加熱軟化曲線

試験片の加熱によって起こる高さ変化量と温度との関係線。

3.2 

T

1

加熱軟化曲線において,試験片の高さ変化量が最高値を示したときの温度。軟化開始点を示す。

3.3

   

T

2

加熱軟化曲線において,試験片の高さ変化量が最高値から試験片寸法に対して 2  %下がったときの温度。

2

%軟化点を示す。

3.4

   

T

3

加熱軟化曲線において,試験片の高さ変化量が最高値から試験片寸法に対して 20  %下がったときの温

度。20  %軟化点を示す。

4 

原理   

直径 50 mm で高さ 50 mm の円柱試験片を荷重軟化試験装置に装着して,加熱によって生じる試験片の

高さ変化量(膨張量及び収縮量)を測定し,加熱軟化曲線から荷重軟化点 T

1

T

2

及び T

3

を求める。


2

R 2209

:2007

5 

装置及び器具   

5.1 

エンデル式荷重軟化試験装置   

5.1.1 

一般 

エンデル式荷重軟化試験装置は,電気炉,加圧装置,加圧黒鉛棒,試験片の高さ変化量の検出器機構及

び温度検出器とからなる

図 に示すものを用いる。この装置は,7.2 の A 法による測定に用いる。

5.1.2 

装置の構成 

エンデル式荷重軟化試験装置の構成は,次による。

a)

電気炉  電気炉は,炉しん(芯)管の内径が約 100 mm で,中央部に 50 mm 以上の幅で±10  ℃以内

の等温帯をもち,1 600 ℃以上まで昇温可能なものを用いる。また,通常,炉底部から窒素又はアル

ゴンガスを送入できるものとする。

注記  自動温度昇温機構を備えたものを用いると便利である。

b)

加圧装置  加圧装置は,加圧黒鉛棒を介して試験片に 0.2 MPa(必要に応じて 0.05∼1.00 MPa)の荷

重を加え,試験片と加圧黒鉛棒の膨張・収縮に伴って生じる高さの上下への移動に対して,それぞれ

20 mm

以上の幅で対応できるものを用いる。

c)

加圧黒鉛棒  加圧黒鉛棒は,外径 60 mm で内径 20 mm の中空黒鉛棒を,炉体などの装置寸法に合わ

せて加工して用いる。新しい加圧黒鉛棒を使用する場合,試験温度以上,又は 1 700  ℃以上で焼成し

て用いる。

d)

試験片の高さ変化量の検出機構  試験片の高さ変化量の検出機構は,加圧黒鉛棒を介して指示又は記

録できるものとする(

図 参照)。試験片の高さ変化量は,ペン記録計に変えて,差動トランス変位測

定器を用いることができる。試験片の寸法変位が精確に読み取れるように,差動トランス変位測定器

の検出部は,鉄皿上,ペン記録軸受台などの,炉による温度影響を受けないように取り付けなければ

ならない。

e)

温度検出器  温度検出器には,JIS C 1602 で規定する白金ロジウム−白金熱電対(R 熱電対又は B 熱

電対)及びその表示器を用いる。ただし,1 500  ℃以上の高温を測定しなければならない場合,JIS C 

1602

に規定されていない PR40-20 熱電対(−脚及び+脚のロジウム含有率がそれぞれ 40  %及び

20

%)を用いてもよい。温度検出場所は,試験片上部の炭素板の中央部とする。


3

R 2209

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1

エンデ

ル式荷

重軟

試験装

名称

ペン記録軸受台

とっ(把)手止金具

記録用ペン

自記装置

記号

名称

移動分銅

複ひょうかん

水準器

ひょうかん上下用小輪

ひょうかん

記号

名称

鉄皿

試験片

黒鉛受棒

黒鉛板

加圧黒鉛棒

記号

単位

mm


4

R 2209

:2007

5.2 

示差荷重軟化試験装置   

5.2.1 

一般   

示差荷重軟化試験装置は,電気炉,加圧装置,黒鉛板,加圧黒鉛棒,黒鉛棒,黒鉛検出棒,試験片の高

さ変化量の検出器機構及び温度検出器とからなり,試験片の高さ変化量を示差として測定できるものを用

いる。その一例を

図 に示す。この装置は,7.3 の B 法による測定に用いる。

5.2.2 

装置の構成 

示差荷重軟化試験装置の構成は,次による。

a)

電気炉  電気炉は,黒鉛発熱体又はけい化モリブデン発熱体を用いた炉で,試験片並びに上部及び下

部黒鉛板にわたる中央部に 100 mm 以上の幅で±10  ℃以内の等温帯をもち,1 600  ℃以上まで昇温可

能な炉を用いる。炉底部から窒素又はアルゴンガスを送入できる構造とする。

b)

加圧装置  分銅又は油圧によって加圧する加圧装置を用いる。加圧装置は,加圧黒鉛棒を介して試験

片に 0.2 MPa(必要に応じて 0.05∼1.00 MPa)の荷重を加え,試験片と加圧黒鉛棒の膨張・収縮に伴

って生じる高さの上下への移動に対して,それぞれ 20 mm 以上の幅で対応できるものを用いる。

c)

黒鉛板  試験片と黒鉛棒及び加圧黒鉛棒とを分離するために用いる。加熱によって生じる試験片の変

化量を検出するための黒鉛検出棒との関係を考慮した構造とする。材質は,試験片の変化量の検出に

用いる黒鉛検出棒と同じものを用いる。一例を,

図 に示す。新しいものを使用する場合,試験温度

以上,又は,1 700  ℃以上で焼成して用いる。

d)

加圧黒鉛棒  外径 60 mm で内径 20 mm の中空黒鉛棒を炉体などの装置寸法に合わせて加工して用い

る。新しいものを使用する場合,試験温度以上,又は,1 700  ℃以上で焼成して用いる。

e)

黒鉛検出棒  黒鉛棒(例えば,直径 10 mm)を炉体などの装置寸法に合わせて加工して用いる。新し

いものを使用する場合,試験温度以上,又は,1 700  ℃以上で焼成して用いる。

f)

試験片の高さ変化量の検出器  試験片の高さ変化を伝達する黒鉛検出棒と差動トランスとから構成さ

れる。黒鉛検出棒と差動トランスとの取付けの例を,

図 に示す。図 において,右側の黒鉛検出棒

と差動トランスがなく,左側一組だけの黒鉛検出棒と差動トランスで試験片の高さ変化量を検出する

場合,7.3.3 に示す方法でジグ類の熱膨張補正値を求めて使用しなければならない。

g)

温度検出器  温度検出器は,5.1.2 e)に準ずるものを用いる。温度検出場所は,上部黒鉛板の中央とす

る。


5

R 2209

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下部黒鉛板                上部黒鉛板

図 2−示差荷重軟化試験装置(例)                  図 3−黒鉛板(例)

5.3 

乾燥器   

乾燥器は,温度 110±5  ℃に保つことのできる,自動温度調節器付き電気恒温器を用いる。

5.4 

はかり   

はかりは,最小読取値が 0.1 g 又はそれ以下まで読み取ることのできるものを用いる。

5.5 

ノギス   

ノギスは,JIS B 7507 に規定する最小読取値が 0.05 mm の M 形ノギス又は CH 形ノギスを用いる。

5.6 

直角定規 

5.7 

すき(隙)間ゲージ 

5.8 

熱膨張試験用黒鉛試験片   

熱膨張試験用黒鉛試験片は,5.2.2 e)の黒鉛検出棒と同じ品質の黒鉛から JIS R 2207 に規定する寸法及び

形状の試験片を採取して用いる。

単位  mm


6

R 2209

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6 

試験片 

試験片は,次による。

a)

試験片は,供試れんがから焼成面を取り除き,中心部から直径 50±0.5 mm,高さ 50±0.5 mm の円柱

を切り取る。試験片に 0.20 MPa 以上の荷重を負荷する場合,又は供試試料から規定の寸法が得られな

い場合には,直径 36±0.3 mm で高さ 36±0.3 mm の円柱とする。

b)

試験片の平行度は,試験片の上部に想定した 2 本の直行する直径の端部が円周部と接した 4 か所で,

ノギスを用いて,高さを測定することによる[

図 4 a)参照]。これら測定の二点間の測定値の最大と最

小の差が 0.2 mm を超えてはならない。

c)

試験片の垂直性は,平たん(坦)な面に試験片を置き,高さの測定と同じ 4 か所の試験片の側面に,

直角定規を当てて調べる。試験片の側面と直角定規とのすき間 は,0.5 mm を超えてはならない[

4 b)

参照]。

d)

調製後の試験片は,110±5  ℃の乾燥器中に入れ,恒量になるまで乾燥する。試験片は室温まで冷やし

測定まで吸湿しないように保存する。

注記  恒量とは,まず,加工後の試験片を 2 時間乾燥し,デシケータ中で冷却後質量を量り,その

後 30 分乾燥後冷却・ひょう(秤)量を繰り返して,各測定前後の質量の差が 0.3 g 以内にな

った点をいう。

a)

試験片の平行度の測定                    b)  試験片の垂直性の測定方法

  (A-A’

B-B’C-C’D-D’間)                (をすき間ゲージによって測定する)

図 4−試験片の平行度及び垂直性の測定方法

7 

測定方法   

7.1 

測定方法の区分   

測定方法は,次のいずれかによる。

a)

A

法  エンデル式荷重軟化試験装置を用いる方法

b)

B

法  示差荷重軟化試験装置を用いる方法

7.2 

A

法   

7.2.1 

要旨   

5.1

のエンデル式荷重軟化試験装置に試験片を装着し,0.20 MPa(又は規定の荷重)の荷重を加えながら

加熱し,各温度における試験片の高さ変化量を測定する。


7

R 2209

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7.2.2 

操作   

操作は,次による。

a)

鉄皿と電気炉中心とが完全に一致するように,炉体又は機体を移動し,炉体の位置を決定する。

b)

図 に示すように,試験片が左右上下ともに炉の等温帯の中心に位置するように黒鉛受棒上に載せる。

なお,試験片の中心位置を調整するためには,黒鉛受棒の長さを切断するなどして調整するとよい。

c)

試験片の上に黒鉛板を載せ,次に加圧黒鉛棒を黒鉛板上に載せ,その上に鉄皿を装着する。

d)

次に,試験片の加圧面に対して 0.20 MPa(又は規定の荷重)の荷重がかかるように移動分銅を複ひょ

うかん(秤悍)の荷重目盛位置に移動し,水平器によって複ひょうかんが水平に保たれるようにひょ

うかん上下用小輪で調節する。

e)

ひょうかんは,先端部のペン記録軸受台が水平になる位置で,とっ(把)手止金金具で締める。記録

用ペンの始動位置は,記録装置のドラムの最上部から 1/3 下方のところから始動するように調節する。

f)

熱電対を鉄皿中央部の穴から挿入し,先端を黒鉛板上に置く。

g)

電気炉の加熱速度は,通常,1 000  ℃までを 6  ℃/min,1 000  ℃以上を 4  ℃/min とする。

h)

各温度(t

i

)における試験片の高さ変化量(E

i

)を連続的に記録させる。

i)

試験中は,窒素又はアルゴンガスを約 1 L/min 炉内に流し,炉内の雰囲気を調整する。

j)

測定は,試験片が最初の寸法に対し 20  %圧縮されるまで継続する。

単位  mm

図 5−試験片,黒鉛受棒及び加圧黒鉛棒の関係

7.3 

B

法   

7.3.1 

要旨   

5.2

の示差荷重軟化試験装置に試験片を装着し,0.20 MPa(又は規定の荷重)の荷重を加えながら加熱し,

各温度における試験片の高さ変化量を測定し,エンデル式荷重軟化試験装置への補正を加える。

7.3.2 

操作   

操作は,次による。

a)

試験片,黒鉛板及び検出棒を炉内の所定位置に装着する。

b)

試験片に 0.20 MPa(又は規定の)荷重を負荷する。負荷荷重による圧縮応力の許容差は,±2  %以内

とする。差動トランスなどの取付けを確認したうえで,試料を加熱する。加熱速度は,1 000 ℃まで

を 6  ℃/min,1 000  ℃以上を 4  ℃/min とする。


8

R 2209

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c)

測定を通じて炉底部から窒素又はアルゴンガスを 1 L/min 以上送入する。

d)

黒鉛検出棒の変位を差動トランスで読取り,両黒鉛検出棒の変位を差し引き,各温度における試験片

の変化量(d

i

)を求める。この測定を試験片が 20  %以上圧縮されるまで続ける。

注記  コンピュータで温度と試験片の変化量を測定するとよい。試験片の変化量を測定・採取する

頻度は,例えば,1  ℃ごととするとよい。

7.3.3 

ジグ類の熱膨張補正値の算出 

5.2.2 f)

において左側一組の黒鉛検出棒と差動トランスだけを用いた装置の場合に限り,次の操作を行い

用いた試験装置の各温度におけるジグ類の熱膨張補正値(B

i

)を求める。

a)  5.2.2 e)

の黒鉛検出棒と同じ品質の黒鉛から,箇条 に規定する寸法及び形状の黒鉛円柱を調製する。

b)

この黒鉛円柱について 7.3.2 の操作を行い,各温度における黒鉛円柱の高さ変化量を求め,これらの値

から 7.3.4 a)の黒鉛検出棒 50 mm 当たりの熱膨張量(Ge

i

)を差し引く。

7.3.4 

試験片の高さ変化量の算出   

試験片の高さ変化量と温度との関係値の算出は,次による。

a)

    JIS R 2207 によって熱膨張試験用黒鉛試験片を 1 600  ℃以上まで測定し,黒鉛検出棒 50 mm 当たり

の熱膨張量(Ge

i

)を次の式で求める。

Ge

i

 = a

×t

i

 b

ここに,

Ge

i

温度 i  ℃における黒鉛検出棒 50 mm 当たりの膨張量(mm)

t

i

温度(℃)

a

及び b

定数

注記  例えば,一つの測定例として,Ge

i

 = 0.000 24

×t

i

 + 0.040 0

  がある。

b)  7.3.2 d)

で得た試験片の変化量及び 7.3.4 a)の黒鉛検出棒 50 mm 当たりの熱膨張量から,各温度におけ

る試験片の高さ変化量を次の式で求める。

E

i

 = d

i

 Ge

i

 + (0.000 000 602 1

×t

i

2

 + 0.001 12

×t

i

- 0.025 6)

ここに,

E

i

t

i

 

℃における試験片の高さ変化量(mm)

t

i

測定点 における温度(℃)

d

i

7.3.2 d)

で得た t

i

 

℃における試験片の変化量(mm)

Ge

i

7.3.4 a)

で得た t

i

 

℃における黒鉛検出棒 50 mm 当たりの熱

膨張量(mm)

注記  式中の(0.000 000 602 1×t

i

2

 + 0.001 12

×t

i

- 0.025 6)は,示差荷重軟化試験装置の測定値とエン

デル式荷重軟化試験装置の測定値との相関値である。

なお,5.2.2 f)において左側一組の黒鉛検出棒と差動トランスだけを用いる装置の場合,求めた試験

片高さ変化量を更に,7.3.3 で得られたジグ類の熱膨張補正値で減じなければならない。

8 

計算

8.1 

加熱軟化曲線の作図   

箇条 の測定で得られた結果を基に,試験片の各温度と試験片の高さ変化量との関係線を

図 に示すよ

うに作図する。コンピュータを用いて作図することができる。

8.2 

T

1

の算出   

8.1

の加熱軟化曲線から,高さ変化の最高点を求めて T

1

(この点は,

図 の温度軸に平行な直線と加熱

変化曲線の最高位置における接点)とし,その時の温度で求める。コンピュータを用いて求めるとよい。


9

R 2209

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図 6−試験片の加熱軟化曲線と荷重軟化点との関係

8.3 

T

2

及び T

3

算出   

T

1

から試験片の最初の高さの 2  %(約 1 mm)及び 20  %(約 10 mm)圧縮された点を求め,それぞれ

を T

2

及び T

3

とし,それぞれの点に相当する温度(℃)を求める。

9 

試験報告   

試験報告書には,次の事項を記録する。

a)

試験所名

b)

試験年月日

c)

この規格の番号(JIS R 2209

d)

測定試料名(製造業者名,品種,形式,バッチ番号など)

e)

試験条件:試料寸法及び荷重値

f)

試験結果(T

1

T

2

及び T

3

g)

必要ならば,荷重軟化曲線及び試験後の試験片の状況の写真又はスケッチ