質問: sus304の窒素雰囲気ガス連続炉での1200°C... sus304の窒素雰囲気ガス連続炉での1200°C熱処理 窒素ガス雰囲気連続炉において1300°Cまで加熱していきたくテストを重ねていますが、1000°C以上で酸化が起こり、ステンレス表面が黒くなってしまいます。一応、加熱炉内の酸素濃度は0.5ppm以下の状態にはなっているのですが、何か考えられることが有れば教えて頂ければ助かります。黒い物質は確かに酸素でした。
回答: 炉内酸素濃度が0.5ppm以下と言うことは、投入窒素ガスの純度はseven-nine (99.99999vol.%)保障の高純度ガスであることになりますが、再確認を要すると考えます。何故らこのような高純度ガスの使用は大変な高コストに帰着するからです。失礼ながら、実態の炉内酸素濃度は御提示のレベルよりも高く、測定計器の精度に問題が在る可能性は否定できないとの印象が拭い切れません。 酸素はh2の形でも存在しています。合金成分のcrは酸素と仲の良い元素の 一つで、700°Cを超える温度域ではh2oと敏感に反応して、酸化物を生成します。御使用の炉では投入雰囲気ガスが直接耐火物壁面に触れていませんか? おそらくこれが大量の酸化物が形成される原因で、耐火物層内から大量のh2oが、長い時間を掛けて炉内へ放出されることが原因と考えられます。 高純度窒素ガスの保障露点は-80°C以下ですから、炉内露点が-50°C以下に 低下してから稼動されると、酸化問題は解消すると思います。また窒素のみ では無く、10vol.%程度ドライ水素ガスを混合した方が、酸化を回避しやすくなる可能性があります。ただし耐火物の品種に因っては耐火物が水素還元 されて問題を派生することが懸念されますので、炉メーカとよく相談されると良いでしょう。