穴あきディスクの材質の選び方

グラスウールの生産において、多孔板は重要な設備であり、その材質選定は繊維の品質、生産効率、設備寿命を左右します。多孔板は高速回転（最大2500～3800rpm）することで遠心力を発生させ、溶融ガラスを板から押し出して繊維に引き伸ばします。この工程において、材質は500～1100℃の高温、遠心力、気流の衝撃、そして溶融ガラスの浸食に耐える必要があります。本稿では、実際の生産現場におけるコアパラメータ（綿の種類、速度、温度など）に基づき、ニッケル基およびコバルト基合金の適合ロジックを分析し、メーカーや販売店が材料を選択する際の根拠を提供します。

材料選択に影響を与えるコアパラメータ

生産綿の種類と繊維特性

グラスウールは、色と繊維の太さによって黄綿と白綿に分けられます。黄綿は粗い繊維で、通常は低速プロセスで生産されます。耐熱性に対する材料要件は低く、ニッケル基合金を選択できます。一方、2～3ミクロンのフィラメントを生産する白綿は、高速かつ高温の環境を必要とするため、繊維延伸工程における材料の安定性を確保するためにコバルト基合金を使用する必要があります。

フローストランド温度

ニッケル基合金は、580℃を超える温度に長時間さらされると酸化や結晶粒粗大化を起こしやすく、ディスクの穿孔破損につながります。コバルト基合金は900℃でも安定しているため、白綿生産における高温溶融ガラス流に適しています。

生産量

高スループットラインでは、継続的に高負荷を受ける多孔ディスクが必要です。コバルト基合金は、高い熱疲労強度を有し、材料の摩耗によるダウンタイムやメンテナンスの必要性を低減するため、特に大規模生産に適しています。

ニッケルベースディスクとコバルトベースディスク

穴あきディスクの使用上の注意

予熱仕様の実装

950℃まで15分間予熱するという技術要件を厳守してください。冷間始動では、熱応力により多孔板に微小亀裂が発生し、耐用年数が短くなる可能性があります。

定期検査と摩耗分析

ニッケル基合金：200 時間ごとに機械を停止して、穴あきディスクのエッジの腐食と開口部の摩耗に重点を置いた検査を行うことをお勧めします (使用後の写真と比較して判断できます)。
コバルト基合金：耐摩耗性能が向上し、検査時間は300時間まで延長できます。ディスク表面の酸化層の厚さが0.2mmを超えている場合は、適時に交換する必要があります。

グラスウールの穴あきディスクの材料選択は、「プロセスパラメータ→設備仕様→材料特性」の逆導出プロセスです。黄綿の生産ではコストを優先し、ニッケルベースの合金がコスト効率の高い選択肢となります。白綿のフィラメントや高負荷のシナリオでは、コバルトベースの合金をコアとして、高温と機械強度の二重保証を通じて、品質と効率のバランスを保ちます。

穴あきディスクを選択するときは、綿の種類、フローストランド温度、生産量を考慮して、生産ラインに最も適した材料を見つける必要があります。