JIS R 7212:1995 カーボンブロックの試験方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             R 7212-1995

カーボンブロックの試験方法

Testing methods for carbon blocks

1. 適用範囲 この規格は,主として溶鉱炉及び電気炉の内張り(ライニング)に使用されるカーボンブ
ロックの試験方法について規定する。ただし,クレーボンドのものは除く。
    備考1. この規格の引用規格を,次に示す。
    JIS B 7502 マイクロメータ
    JIS B 7507 ノギス
    JIS B 7733 圧縮試験機
    JIS C 1601 指示熱電温度計
    JIS C 1602 熱電対
    JIS K 8615 炭酸カリウム(試薬)
    JIS K 8810 1‐ブタノール(試薬)
    JIS R 1301 化学分析用磁器るつぼ
    JIS R 1306 化学分析用磁器燃焼ボート
    JIS Z 8401 数値の丸め方
    JIS Z 8706 光高温計による温度測定方法
    JIS Z 8801 試験用ふるい
         2. この規格の中で{}を付けて示してある単位及び数値は,従来単位によるものであって,
            参考として併記したものである。
2. 試験の種類及び項目 この規格で規定する試験の種類及び項目は,次のとおりとする。
(1) 物理試験方法
  (a) 圧縮強さ
  (b) 曲げ強さ
  (c) かさ比重
  (d) 真比重
  (e) 全気孔率
  (f) 熱間線膨張収縮率
  (g) 残存線膨張収縮率
(2) 化学試験方法
  (a) 水分
  (b) 揮発分
  (c) 灰分

――――― [JIS R 7212 pdf 1] ―――――

2
R 7212-1995
  (d) 固定炭素
  (e) 耐アルカリ性
3. 共通な装置
3.1   はかり 使用するはかりのひょう量及び感量は,表1のとおりとする。
                                 表1 はかりのひょう量及び感量
                                   ひょう量           感量
                                     1 000g           0.1g
                                      100g             0.1g
                                      ‐            0.1mg以下
3.2   長さ計 長さ計は,JIS B 7507に規定された最小読取り値0.05mmのノギスを用いる。ただし,熱間
線膨張収縮率及び残存線膨張収縮率の測定には,JIS B 7502に規定された最小目盛0.01mmのマイクロメ
ータを用いる。
3.3   温度計 温度計は0150℃の範囲をもつ棒状水銀温度計を用いる。ただし,真比重の測定には精度
  1℃のものを用いる。
 100
3.4   高温計 高温計はJIS Z 8706,JIS C 1601及びJIS C 1602に規定された高温計を用いる。
3.5   乾燥装置 乾燥装置は,105110℃に保つことのできる自動温度調節器付電気恒温装置を用いる。
3.6   化学分析用ガラス器具及び陶磁器類 この試験に用いる化学分析用ガラス器具及び陶磁器類は,特
に指定のない限り日本工業規格(日本産業規格)によるものを用いる。
4. 試験結果の数値の丸め方 試験結果の数値の丸め方は,JIS Z 8401による。
5. 試料 試験片の形状及び寸法並びに試料の作り方は,表2のとおりとする。

――――― [JIS R 7212 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    R 7212-1995
                          表2 試験片の形状及び寸法並びに試料の作り方
   試験項目     試料採取位置                 試験片の形状及び寸法並びに試料の作り方
                                            炭素質                        人造黒鉛質
 圧縮強さ    試験片の採取はカー 厚さ50mm,幅50mm,長さ60mmの    厚さ20mm,幅20mm,長さ25mmの
             ボンブロツクの一端 直方体                          直方体
 曲げ強さ    から,その周辺部を 直径50mm,長さ230mmの丸棒又は   直径20mm,長さ100mmの丸棒又は
 かさ比重    避けて採取する。   厚さ50mm,幅50mm,長さ230mm     厚さ20mm,幅20mm,長さ100mm
                                の角棒                          の角棒
 真比重                         試料は原則として圧縮強さ又は曲げ強さの試験が終わった試験片の全量を粗
 水分                           砕した後,十分に混合した試料のうちから,灰分,水分及び揮発分は備考1.
 揮発分                         によって,真比重は備考2.によって調製するものとする。
 灰分
 熱間線膨張収                   直径1525mm,長さ50130mmの丸棒又は厚さ1525mm,幅1525mm,
 縮率及び残存                   長さ50130mmの角棒
 線膨張収縮率
 耐アルカリ性                   厚さ50mm,幅50mm,長さ50mmの立方体の一面の中心に,直径22mm,深
                                さ25mmの穴をドリルであける。
                                また,穴のふたとして厚さ6mm,幅及び長さ50mmの同材質の板を用い,試
                                験片の寸法許容差は,いずれも±0.5mmとする。
     備考1. 混合した試料を縮分して約20gとし,めのう乳鉢で全量がJIS Z 8801に規定する標準網ふるい250
            通過するまで擦りつぶす。
         2. 混合した試料の備考1.の残りを縮分して約30gとし,備考1.と同様,その全量が149    ふるいを
            通過するまで擦りつぶす。
         3. 特に,やむを得ない場合には,試験片の形状及び寸法を変更することができる。この場合,その内容を
            試験報告書に明記しなければならない。
         4. 圧縮強さ,曲げ強さ,熱間線膨張収縮率及び残存線膨張収縮率の試験片の作製に当たってはその方向を
            確認し,測定値の報告に当たっては,供試素材の長さ方向に対する試験片の長さ方向の関係を明記する。
6. 試験方法
6.1   物理試験方法
6.1.1  圧縮強さ 圧縮強さの試験は,次のとおり行う。
(1) 試験片 5.によって採取する。
(2) 装置 試験機は,JIS B 7733に規定する圧縮試験機を用いる。
(3) 操作 試験片の幅50mm,厚さ50mmの面又は幅20mm,厚さ20mmの面を加圧面として,必要に応
    じて厚紙片などを加圧面に当てて均一に加圧するように注意し,厚さ,幅50mmの試験片の場合は,
    毎秒1 226±98N [{125±10kgf}],厚さ,幅20mmの試験片の場合は毎秒196±29N [{20±3kgf}] の均一速
    度で加圧し,試験片が破壊したときの最大荷重を目盛板で読む。
(4) 計算 試験片の圧縮強さは,次の式によって計算し,小数点以下1けたに丸める。
                            w
                        c
                            s
                      ここに,   c :  圧縮強さ (N/cm2) [{kgf/cm2}]
                                 w :  最大荷重 (N) [{kgf}]
                                  s :  試験片の加圧面の面積 (cm2)
(5) 報告 供試カーボンブロックの圧縮強さは,2個の試験片の測定値の平均値を整数に丸めて示す。
6.1.2  曲げ強さ 曲げ強さの試験は,次のとおり行う。

――――― [JIS R 7212 pdf 3] ―――――

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R 7212-1995
(1) 試験片 5.によって採取する。
(2) 装置 試験機は,JIS B 7733に規定する曲げ試験機を用いる。この場合,その支点のりょう(稜)の
    曲率半径を1.5mm,加圧くさびの角度を60      ,その先端の曲率半径を3mmとする。
      なお,曲率半径は,10mmに変更できるようになっていなければならない。
(3) 操作 試験片を支台上に水平に置き,試験片の中央に厚さ50mmの試験片の場合は毎秒736±49N [{75
    ±5kgf}],厚さ20mmの試験片の場合は毎秒49±20N [{5±2kgf}] の均一速度で鉛直に荷重を加え,試験
    片が破壊したときの最大荷重を目盛板で読む。ただし,支点間の距離及び加圧くさびの曲率半径は,
    表3のとおりとする。
                           表3 支点間の距離及び加圧くさびの曲率半径
                     カーボンブロックの種類支点間の距離 加圧くさびの曲率半径
                                               cm               mm
                            炭素質             20.0             10
                          人造黒鉛質            8.0              3
(4) 計算 試験片の曲げ強さは,次の式によって計算し,小数点以下1けたに丸める。
  (a) 丸棒の場合
                            8 pl
                        b
                             d3
  (b) 角棒の場合
                             3 pl
                        b
                            2wt 2
                      ここに, b :  曲げ強さ (N/cm2) [{kgf/cm2}]
                                 l :  支点間の距離 (cm)
                                p :  最大荷重 (N) [{kgf}]
                                d :  試験片の直径 (cm)
                                w :  試験片の幅 (cm)
                                 t :  試験片の厚さ (cm)
(5) 報告 供試カーボンブロックの曲げ強さは,2個の試験片の測定値の平均値を整数に丸めて示す。
6.1.3  かさ比重 かさ比重の測定は,次のとおり行う。
(1) 試験片 5.によって採取する。
(2) 操作 試験片を105110℃の空気浴中で2時間保ち,これをデシケーター中で冷却して室温に達した
    後,直ちに質量を量り,再び空気浴中に移し,1時間ごとに冷却して質量を量る。これを恒量に達す
    るまで繰り返す。
      次に,試験片の各辺の長さを4か所ずつ測り,それぞれ各辺の平均寸法から体積を求める。
(3) 計算 試験片のかさ比重は,次の式によって計算し,小数点以下3けたに丸める。
                             m
                         db
                             v
                      ここに, db :  かさ比重
                                m :  乾燥試験片の質量 (g)
                                 v :  体積 (cm3)
(4) 報告 供試カーボンブロックのかさ比重は,2個の試験片の測定値の平均値を小数点以下2けたに丸

――――― [JIS R 7212 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    R 7212-1995
    めて示す。
6.1.4  真比重 真比重の測定は,次のとおり行う。
(1) 試料 5.によって採取する。
(2) 装置 30±0.03℃に保つことのできる自動温度調節器付恒温水槽を用いる。
(3) 操作 あらかじめ十分に乾燥した内容積約40mlの側管付比重瓶(図1参照)の質量を正確に量る。
    次に,その底部に試料(105110℃の空気浴中で約2時間乾燥し,デシケーター中で室温まで冷却し
    たもの)を約10mmの厚さ (712g) になるように平らに入れた後,その質量を正確に量る。
      これに,あらかじめ20分間以上2.02.7kPa [{1520mmHg}] の減圧下に保ってあるJIS K 8810に規
    定する1‐ブタノールを静かに加えて,底から20mm程度の深さにする。次に比重瓶に軽い振動を与
    えて,大きな気泡の発生がなくなったのを確かめた後,真空デシケーター中に入れ,徐々に排気して
    2.02.7kPa [{1520mmHg}] とする。その圧力に20分間以上保ち,気泡の発生が止まった後取り出し
    て,更に1‐ブタノールを満たし,栓をして恒温水槽(30±0.03℃に調節してあるもの)に15分間以
    上浸し,1‐ブタノール液面を標線に合わせる。次に,これを取り出して外部をよくぬぐって室温まで
    冷却した後質量を正確に量り,更にこれを再び恒温水槽に入れ,同様の操作を繰り返して4回の平均
    値をとる。次に,同じ比重瓶に1‐ブタノールだけを満たし,前記と同じようにして恒温水槽に浸し,
    標線を合わせた後,質量を量り,更にこの操作を繰り返して4回の平均値をとる。
      また,使用直前に沸騰させて溶解した気体を除いた蒸留水を比重瓶にとり,前と同様に恒温水槽に
    浸し,標線を合わせた後質量を量り,更にこの操作を繰り返して4回の平均値をとる。
(4) 計算 試料の真比重は,次の式によって計算し,小数点以下3けたに丸める。
                                  m2  m1       m3  m1
                         dt                           d
                             m2  m1   m4  m3   m5  m1
                      ここに,   dt :  真比重
                                m1 :  比重瓶の質量 (g)
                                m2 :  比重瓶に試料を入れたときの質量 (g)
                                m3 :  比重瓶に1‐ブタノールだけを標線まで入れたときの質量 (g)
                                m4 :  比重瓶に試料を入れ,更に1‐ブタノールを標線まで入れたと
                                      きの質量 (g)
                                m5 :  比重瓶に蒸留水だけを標線まで入れたときの質量 (g)
                                 d :  水の比重 (0.994 6, 30℃)
(5) 報告 供試カーボンブロックの真比重は,2回の測定値の平均値を小数点以下2けたに丸めて示す。

――――― [JIS R 7212 pdf 5] ―――――

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