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R 2616 : 2001

(1) 

まえがき

この規格は,工業標準化法に基づいて,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 2616 : 1995 は改正され,また,JIS R 2618 : 1995 は廃止・統合さ

れ,この規格に置き換えられる。

JIS R 2616

には,次に示す附属書がある。

附属書(参考)  JIS と対応する国際規格との対比表


日本工業規格

JIS

 R

2616

: 2001

耐火断熱れんがの熱伝導率の試験方法

Testing method for thermal conductivity of insulating fire bricks

序文  この規格は,1987 年に第 1 版として発行された ISO 8894-1  Refractory materials-Determination of

thermal conductivity

−Part1 : Hot-wire method (cross-array)  を元に,対応する部分(非定常熱線法)について

は対応国際規格を,技術的内容を変更することなく作成した日本工業規格であるが,対応国際規格には規

定されていない規定項目を日本工業規格として追加している。

なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格にはない,あるいは変更している事項で

ある。

1.

適用範囲  この規格は,耐火断熱れんが(以下,断熱れんがという。)の熱流法と非定常熱線法(以下,

熱線法という。

)による熱伝導率の試験方法について規定する。熱流法による測定温度範囲は 400℃まで,

熱線法による測定温度範囲は 1250℃までとする。

備考  この規格の対応国際規格を,次に示す。

なお,対応の程度を表す記号は,ISO/IEC Guide 21 に基づき,IDT(一致している)

,MOD

(修正している)

,NEQ(同等でない)とする。

ISO 8894-1

  Refractory materials−Determination of thermal conductivity−Part 1 : Hot-wire method

(cross-array) (MOD)

2.

引用規格  以下に示す規格は,この規格に引用されることによって,この規格の一部を構成する。こ

れらの規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS C 1602

  熱電対

JIS C 2520

  電熱用合金線及び帯

JIS C 2526

  金属抵抗材料の電気抵抗−温度特性試験方法

3.

装置

3.1

乾燥装置  温度を 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。

3.2

長さ計  熱流法の場合は最小 0.05mm,  熱線法の場合は最小 0.1mm まで測定できる長さ計を用いる。

3.3

はかり  熱流法の場合は最小 0.1g,  熱線法の場合は最小 1g まで測定できるはかりを用いる。


2

R 2616 : 2001

3.4

熱流法による熱伝導率試験装置  図 のような装置で,同心円状に置いた試験片を挟んで上部から

加熱体で熱を伝え,試験片を通った熱は,受熱棒を経て伝えられる。次にこの熱が熱量測定用水によって,

補償用ヒーターを仕組んだ水熱量計で比例計算によって測定できるような構造のものを用いる。試験片の

上下面の温度測定用温度計は,熱電温度計(例えば,白金−白金ロジウム又は銅−コンスタンタン)で,

これを加熱棒と受熱棒(

1

)

の表面に仕組んで用いる。また,水熱量計には,微小電位差計(感度 1×10

-6

V

度のもの)を用いる。

図 1  熱流法による熱伝導率試験装置

(

1

)

受熱棒の表面の黒度(黒体を1としたときの黒さの割合)は0.8以上とする。

3.5

熱線法による熱伝導率試験装置

3.5.1

試験装置の構成  試験装置は,図 に例示するように試験片内に置かれた熱線に一定電力を加えた

ときの熱線の温度上昇から熱伝導率が測定できるような構造のものを用いる。

(

2

)

電力供給部は下記のものでもよい。

(1)

直流又は交流定電圧発生器

(2)

定電力発生器

図 2  熱線法による熱伝導率試験装置


3

R 2616 : 2001

3.5.2

熱線及び熱電対  熱線は表 に示す

φ

0.5mm

以下の合金線を,

熱電対には

φ

0.3mm

のものを用いる。

熱線の中央部に熱電対を

図 のように十字,又は逆 V 字に溶接し,2 枚の試験片で挟んで使用する。

表 1  熱線及び熱電対

測定温度

熱線

熱電対

常温∼800℃

ニッケル・クロム線

(

3

) K

常温∼1250℃ Pt13%  Rh

(

4

) R

(

3

)  JIS C 2520

に規定するニッケル・クロム1種の電熱線(帯)

(

4

)  JIS C 1602

に規定する R の+脚 

図 3  試験片に対する熱線熱電対の設置位置

3.5.3

リード線  電力供給用及び電圧測定用リード線はいずれも熱線より太い同材質線とし,電圧測定用

リード線の溶接点は試験片内とする。

3.5.4

加熱炉  発熱体の放射熱が直接試験片に当たらないようにし,十分な均熱帯が得られるように設計

された電気炉を用いる。

4.

試験片

4.1

熱流法試験用の試験片  供試断熱れんがから図 の形状・寸法の試験片をその上下面が平行となる

ように作成する。

図 4  熱流法試験片の形状及び寸法


4

R 2616 : 2001

4.2

熱線法試験用の試験片  図 に示すように,40×80×114mm 以上のものを 2 枚重ね合わせたもの,

又は断面が直径 80mm 以上の半円状で,長さが 114mm 以上のものを重ね合わせて円柱状にしたものを用

いる。各試験片の重ね合わせる平面は,平滑になるように作成する。

図 5  熱線法試験片の形状及び寸法

5.

操作

5.1

熱流法の操作  熱流法の試験操作は,次によって行う。

(1)

試験片を乾燥装置に入れ,110±5℃で恒量(

5

)

になるまで乾燥し,冷却後長さ計で直径及び厚さを測定

する。

(

5

)

測定した質量が,0.1g 以上の差がなければ恒量とする。

(2)

試験片を受熱棒(

6

)

の中心に合わせてすき間なく置き,ガードリングをこれと同心に配置する。

(

6

)

使用するときの受熱棒の黒度が,0.8以上になっているように注意する。例えば,コロイダルカ

ーボンを塗布する。

(3)

過熱棒を試験片の上に正しくすき間なく下ろす。

(4)

加熱棒のヒーターを入れ,試験片の上下面の温度が所定の温度に達した後,加熱用ヒーターの電流を

定常状態(

7

)

とする。

(

7

)

定常状態とは,試験片の上下面の温度が30分間以上一定となることをいう。

(5)

あらかじめ一定量(

8

)

流していた熱量測定用水(

9

)

の,入水口と出水口の温度差を,微小電位差計の振れ

で読み取る。

(

8

)

毎分約100ml が望ましい。

(

9

)

できるだけ二酸化炭素などが含まれていない水で,あらかじめ煮沸した水を冷却後用いること

が望ましい。

(6)

補償用ヒーターに一定電力(

10

)

を加えてから約 5 分後,微小電位差計の振れが一定となったときにその

振れを読み取る。

(

10

)

補償用ヒーターに電力を加えたときの微小電位差計の振れの大きさは,(5)の操作のときの振れ

の30%程度が適当である。


5

R 2616 : 2001

5.2

熱線法の操作  熱線法の操作は,次によって行う。

(1)

試験片をあらかじめ 110±5℃で恒量(

11

)

になるまで乾燥する。

(

11

)

測定した質量が,1g 以上の差がなければ恒量とする。

(2)

中央部に熱電対の温接点が溶接された熱線を,

図 のように熱線が長手方向と平行になるように試験

片の間に挟み込み,熱線と試験片の間が密着するようにする。

(3)

試験片を炉内に設置し,炉内温度を所定の温度に昇温し,熱線の中央部に溶接した熱電対の熱起電力

の 5 分間における変動が±0.1℃以内であることを確認する。

(4)

熱起電力消去電圧発生器によって,熱線に溶接した熱電対が発生している熱起電力を消去し,熱線に

一定電流(

12

)

を流す。次に,電流を流し始めてからの熱線上昇温度分だけの熱起電力を記録計によって

記録(

13

)

する。

(

12

)

電流値は,0.5級以上の精度をもつ電流計で0.01A まで読み取る。電流は,0.5分から5分までの

間に3∼10℃上昇するように調節する。

(

13

)

記録計は,200∼250mm 幅のもので,R 熱電対を用いた場合のフルスケールは 250

µV,K 熱電

対を用いた場合は 1 000

µV を基本とする。

(5)

得られた熱線の温度上昇曲線から,0.5 分の間隔で熱電対の出力を最小 1

µV まで読みとり,基準熱起

電力表によって温度  (℃)  に換算し,その値を四捨五入により最小 0.1℃に丸める。

5.3

測定結果の評価

(1)

熱線への供給電流が,測定中に 2%以上変化した場合はその結果を採用せず,同じ電流値で測定をや

り直す。

(2)

経過時間に対する熱線温度の上昇は,対数関係になる。したがって,横軸に時間の常用対数,縦軸に

5.2(5)

で得られた温度をプロットすると,直線関係が得られる。もしも十分な直線関係が得られない場

合は,測定試料が本測定法の必要条件を満たしていない,

又は測定に誤りがあったということであり,

再測定を行う。

(3)

経過時間と上昇温度の対数プロットで,測定初期及び測定終期の直線関係が得られない時間帯は熱伝

導率の計算に含めない。

6.

計算

6.1

熱流法の試験片の熱伝導率

λ

0

 (W/m

・K)  及び平均温度

θ

 (

℃)  は,次の式によって計算し,四捨五入に

より小数点以下 2 けたに丸める。

(

)(

)

2

100

2

1

1

2

1

2

1

0

θ

θ

θ

θ

θ

α

ω

λ

+

=

×

=

t

t

t

l

ここに,

λ

0

試験片の平均温度

θ

 (

℃)  における熱伝導率 (W/m・K)

ω

補償用ヒーターのワット数 (W)

ι

試験片の厚さ (cm)

α

試験片の断面積 (cm

2

)

t

1

補償用ヒーターを使用しない場合の熱量測定用水の入水口
と出水口の温度差  (℃)

t

2

補償用ヒーターを使用した場合の熱量測定用水の入水口と
出水口の温度差  (℃)

θ

1

試験片と受熱棒の接面温度  (℃)


6

R 2616 : 2001

θ

2

試験片と加熱棒の接面温度  (℃)

6.2

熱線法の試験片の熱伝導率

λ (W/m・K)  は,次の式によって算出し,四捨五入により小数点以下 2 け

たに丸める。

(

)

K

m

W

t

t

R

I

  

/

ln

4

1

2

2

π

λ

=

又は次式による。

(

)

K

m

W

t

t

R

I

  

/

log

4

303

.

2

1

2

1

2

2

θ

θ

π

λ

=

ここに,

λ: 熱伝導率 (W/m・K)

I

熱線に流した電流値 (A)

R

熱線(

14

)

の電気抵抗(

Ω/m)

α

試験片の断面積 (cm

2

)

t

1

t

2

熱線に通電後の時間(

15

)

 (min)

θ

1

,

θ

2

t

1

t

2

における熱線の温度  (℃)

(

14

)

熱線の電気抵抗値は(1)又は(2)による。

(1)

測定に使用する熱線 1m 当たりの各温度における電気抵抗値をあらかじめ測定する。測定

は JIS C 2526 による。

使用する抵抗の値は通常 1/2(

θ

1

θ

2

)における抵抗値とする。この場合は劣化した熱線

は使用しないようにする。

(2)

熱伝導率の測定に当たって,その都度

図 の電圧測定端子を用いて熱線の電気抵抗値を測

定する場合は,熱線に取り付けた電圧測定端子間 (A−B)  を 0.1mm の単位まで正確にはか

り,これに微少電流を流したときに発生する電圧から,熱線の電気抵抗値を測定する。熱

伝導率の算出に当たっては,得られた測定値を 1m 当たりの電気抵抗値 R に換算して使用

する。

(

15

)

一般には t

1

t

2

を 2 分,10 分とするが,熱線の上昇温度と測定時間の対数の間に直線関係が確認

されれば,各々0.5 分と 5 分としてもよい。

7.

報告

7.1

熱流法により測定された断熱れんがの熱伝導率は,2 回の測定値の平均値を四捨五入により小数点以

下 2 けたに丸めて試験温度とともに報告する。報告には以下の項目を含めるものとする。

a)

測定日時

b)

測定試料(製造者,品種等試料を特定できる事項) 

c) 

炉内雰囲気 

d)

平均温度とこれに対応する熱伝導率の計算値 

e)

測定が熱流法で行われた旨の記述 

7.2

熱線法により測定された断熱れんがの熱伝導率の報告には,以下の項目を含めるものとする。

f)

測定日時

g)

測定試料(製造者,品種等試料を特定できる事項) 

h)

熱線及び熱電対の種類 


7

R 2616 : 2001

i)

炉内雰囲気 

j)

測定温度及び 3 回の熱伝導率の測定値とその平均値を四捨五入により小数点以下 2 けたに丸めた値 

k)

測定が熱線法で行われた旨の記述 


8

R

 2616 :

 20
01

附属書(参考)  JIS と対応する国際規格との対比表

JIS R 2616 : 2001

  耐火断熱れんがの熱伝導率の試験方法

ISO 8894-1 : 1987

  Refractory materials−Determination of thermal conductivity Part 1 :

Hot-wire method (cross-array)

和訳  耐火物−熱伝導率の測定方法−熱線法(クロス法)

(1)

JIS

の規定

(III)

国際規格の規定 (IV)

JIS

と国際規格との技術的差異の項目ごと

の評価及びその内容

表示箇所:本文中 
表示内容:点線の下線

項目番号

内容

(II)

国 際 規

格番号

項 目
番号

内容

項目ごとの

評価

技術的差異の内容

(V)  JIS

と国際規格との技術的差異の理

由及び今後の対策

1.

  適用範囲

耐 火 断 熱 れ

ん が の 熱 伝
導 率 の 試 験
方法を規定

① 試 験 方 法
は,熱流法と
熱 線 法 の 2

種類 
② そ れ ぞ れ
の 試 験 方 法

が 適 用 で き
る 温 度 範 囲

・ 熱 流 法 :

400

℃以下

・ 熱 線 法 :

1250

℃以下

ISO 

8894-1

1

耐火断熱 れんが の

熱伝導率 の試験 方
法を規定

①試験方法は,熱線
法のみ

②熱線法 が適用 で
きる温度 範囲は ,

1250

℃以下

MOD

/追加

JIS

においては,試験方法とし

て熱流法を追加している。

  日本では,熱流法が広く用いられてき

た経緯があり,現時点で JIS の規定を熱
線法のみにすると,混乱が生じる可能性
が大きい。

  ただし,今後は熱線法への移行を進
め,次回の JIS 改正時には,熱線法へ一
本化することを検討する予定である。


9

R

 2616 :

 20
01

(1)

JIS

の規定

(III)

国際規格の規定 (IV)

JIS

と国際規格との技術的差異の項目ごと

の評価及びその内容

表示箇所:本文中 
表示内容:点線の下線

項目番号

内容

(II)

国 際 規

格番号

項 目
番号

内容

項目ごとの

評価

技術的差異の内容

(V)  JIS

と国際規格との技術的差異の理

由及び今後の対策

2.

  引用規格

JIS C 1602

JIS C 2520

JIS C 2526

ISO 8894-1

2

ISO 5022 MOD

/追加

JIS

においては,使用する装置,

測定手順等をよりわかりやすく
するために,具体的な装置,手

順等を引用規格を用いて説明し
ている。

JIS

と ISO との整合性に,さほど影響を

及ぼす内容ではない。

3.

  装置

“ 熱 流 法 に
よ る 試 験 装
置”と,

“熱

線 法 に よ る
試験装置”に
つ い て 規 定

している。

ISO 8894-1

5

“熱線法 による 試
験装置”について規
定している。

MOD

/追加

JIS

においては,

“熱流法による

試験装置”に関する規定を追加
している。

  日本では,熱流法が広く用いられてき
た経緯があり,現時点で JIS の規定を熱
線法のみにすると,混乱が生じる可能性

が大きい。 
  ただし,今後は熱線法への移行を進
め,次回の JIS 改正時には,熱線法へ一

本化することを検討する予定である。

4.

  試験片

“ 熱 流 法 試
験 用 の 試 験

片”と,

“熱

線 法 試 験 用
の試験片”に

つ い て 規 定
し て い る 。

ISO 8894-1

6

“熱線法 試験用 の
試験片”について規

定している。

MOD

/追加

JIS

においては,“熱流法試験

用の試験片”に関する規定を追

加している。

  日本では,熱流法が広く用いられてき
た経緯があり,現時点で JIS の規定を熱

線法のみにすると,混乱が生じる可能性
が大きい。 
  ただし,今後は熱線法への移行を進

め,次回の JIS 改正時には,熱線法へ一
本化することを検討する予定である。

5.

  操作

“ 熱 流 法 の
操 作 方 法 ”

と,

“熱線法

の操作方法”
を 規 定 し て

いる。

ISO 8894-1

7

“熱線法 の操作 方
法”を規 定して い

る。

MOD

/追加

JIS

においては,“熱流法の操

作方法”に関する規定を追加し

ている。

  日本では,熱流法が広く用いられてき
た経緯があり,現時点で JIS の規定を熱

線法のみにすると,混乱が生じる可能性
が大きい。 
  ただし,今後は熱線法への移行を進

め,次回の JIS 改正時には,熱線法へ一
本化することを検討する予定である。


10

R

 2616 :

 20
01

(1)

JIS

の規定

(III)

国際規格の規定 (IV)

JIS

と国際規格との技術的差異の項目ごと

の評価及びその内容

表示箇所:本文中

表示内容:点線の下線

項目番号

内容

(II)

国 際 規

格番号

項 目

番号

内容

項目ごとの

評価

技術的差異の内容

(V)  JIS

と国際規格との技術的差異の理

由及び今後の対策

5.3

  測定結果

の評価

測 定 結 果 の
評 価 基 準 を

規 定 し て い
る。

ISO 8894-1

8

JIS

に同じ。 IDT

6.

  計算

“ 熱 流 法 を

用 い た 場 合
の 熱 伝 導 率
の計算方法”

と,

“熱線法

を 用 い た 場
合 の 熱 伝 導

率 の 計 算 方
法”を規定し
ている。

ISO 8894-1

9

“熱線法 を用い た
場合の熱 伝導率 の

計算方法”を規定し
ている。

MOD

/追加

JIS

においては,熱流法を用い

た場合の熱伝導率の計算方法を

追加して規定している。

日本では,熱流法が広く用いられてきた
経緯があり,現時点で JIS の規定を熱線

法のみにすると,混乱が生じる可能性が
大きい。 
ただし,今後は熱線法への移行を進め,

次回の JIS 改正時には,熱線法へ一本化
することを検討する予定である。

7.

報告

“ 熱 流 法 を
用 い た 場 合
の報告事項”

と,

“熱線法

を 用 い た 場
合 の 報 告 事

項”とを規定
している。

ISO 8894-1

10

“熱線法 を用い た
場合の報告事項”を
規定している。

MOD

/追加

JIS

においては,“熱流法を用

いた場合の報告事項”の規定を
追加している。

日本では,熱流法が広く用いられてきた
経緯があり,現時点で JIS の規定を熱線
法のみにすると,混乱が生じる可能性が

大きい。 
ただし,今後は熱線法への移行を進め,
次回の JIS 改正時には,熱線法へ一本化

することを検討する予定である。

JIS

と国際規格との対応の程度の全体評価:MOD 


11

R

 2616 :

 20
01

備考1.  項目ごとの評価欄の記号の意味は,次のとおりである。

    −  IDT・・・・・・・・・・・・・・・技術的差異がない。 
    −  MOD/削除・・・・・・・・国際規格の規定項目又は規定内容を削除している。

    −  MOD/追加・・・・・・・・国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。 
    −  MOD/変更・・・・・・・・国際規格の規定内容を変更している。 
    −  MOD/選択・・・・・・・・国際規格の規定内容と別の選択肢がある。

    −  NEQ・・・・・・・・・・・・・・・技術的差異があり,かつ,それがはっきりと識別され説明されていない。

2.  JIS

と国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次のとおりである。

    −  IDT・・・・・・・・・・・・・・・国際規格と一致している。

    −  MOD・・・・・・・・・・・・・・国際規格を修正している。


12

R 2616 : 2001

原案作成委員会  構成表

1.

  本委員会

氏名

所属

(委員長)

林      國  郎

京都工芸繊維大学元教授

久野木  慶  治

通商産業省生活産業局

穐  山  貞  治

工業技術院標準部

山  村  修  蔵

財団法人日本規格協会

浅  野  敬  輔

黒崎窯業株式会社技術研究所

荒  木  慎  介

耐火物協会

河  合  和  秀

東芝セラミックス株式会社開発研究所

下  司      誠

ハリマセラミックス株式会社

平      初  雄

新日本製鐵株式会社

田  中  国  夫

大光炉材株式会社

畠  田  文比古

品川白煉瓦株式会社

早  川  良  光

イソライト工業株式会社

(事務局)

高  宮  陽  一

耐火物技術協会

2.

  小委員会

氏名

所属

(委員長)

林      國  郎

京都工芸繊維大学元教授

浅  野  敬  輔

黒崎窯業株式会社技術研究所

平      初  雄

新日本製鐵株式会社

畠  田  文比古

品川白煉瓦株式会社

早  川  良  光

イソライト工業株式会社

時  峯  幸  英

丸越工業株式会社

細  田      裕

旭硝子株式会社

前  田  幸  男

真空理工株式会社

長  崎  安  成

日の丸窯業株式会社

(事務局)

高  宮  陽  一

耐火物技術協会