DE2046221A1 - Signierstoff fur heiße Stahlflachen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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8351-70/Kö/S
169-3

Convention Date:
September 18, I969

Asai Yushi-kogyo Kabushiki Kaisha, Kobe, Japan

Signierstoff für heiße Stahlflächen und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Signierstoff für heiße Stahlflächen und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Der erfindungsgemäße Signierstoff eignet sich besonders zum Aufbringen auf heiße Flächen vorgewalzter und gewalzter Stahlblöcke, -brammen, -knüppel oder dergleichen bei Temperaturen von z.B. 700 bis 1200° C. mittels einer Spritzpistole oder dergl.

Um heiße Stahlflächen zu signieren, d.h. mit Markierungen oder Kennzeichnungen zu versehen, hat man gemäß dem Stand der Technik die Markierung direkt in die Stahlfläche eingeritzt oder mit Kreide oder dergleichen auf die Stahlfläche aufgetragen. Sie erste Methode hat jedoch den Nachteil, daß eich Zeichen grofter Abmessun gen nicht einritzen oder einschneiden lassen und daft der Inhalt derartiger Markierungen oder Signierungen aus einiger Ferne nicht mehr identifiziert oder gelesen werden kann, da die Signierung die gleiche Farbe hat wie die unsignierte Fläche. Die letztgenannte Methode wiederum ist mit erheblicher Gefahr verbunden und arbeitet außerdem mit geringem Wirkungegrad· Be wurde »war bereite eine Me thode zum Aufsprühen von Keramikstoff mit einer Spritzpistole vorgeschlagen; jedoch haftet der Keramikstoff oberhalb 900° C. schlecht an einer Stahlfläche an, und selbst wenn es möglich wäre, die Signierung bei oder unterhalb 900° C. auf die Stahlfläche aufzu-

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bringen, würde sie beim Abkühlen des Stahles wieder abblättern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Signit stoff, der an heißen Stahlflächen sehr gut haftet und auch beim Abkühlen des Stahles nicht abblättert, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Signierstoffes zu schaffen.

Der zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehene Signierstoff enthält als Grundstoff ein Material, das bei Berührung mit einer heißen Stahlfläche durch deren Wärme chemisch umgewandelt wird, so daß die Haftung an der heißen Stahlfläche gefördert wird und schließlich eine stabile feuerfeste Substanz ent steht, sowie als Beistoffe ein feuerfestes Haftungsfördereuttel zum Verbessern der Primärhaftung, ein Antiablösungsmittel, das ein Abblättern der Signierung verhindert und das Dauerhaftvermögen verbessert, und schließlich einen feuerfesten Farbstoff, der die Identifizierbarkeit oder Erkennbarkeit der Signierung erleichtert. Diese Bestandteile werdem vermischt und in Wasser dispergiert. Erforderlichenfalls kann dabei ein Dispergiermittel; das eine Sekundärkoagulation dieser Bestandteile in der wässriger Suspension verhindert, zugesetzt werden.

Ale Grundstoff kann ein Hydroxyd oder ein Salz des Aluminium des Magnesiums, des Kobalts, dos Chroms, de· Mangans oder des Zirkons oder ein Gemisch derselben verwendet werden. Im Falle ve SaIx verwendet Man im Hinblick auf die Haltbarkeit dee Signierstoffes vorzugsweise ein schwaches Salz, beispielsweise ein Karbonat, das gegenüber dem naoherwlhnten Silikat weniger aktiv ist Die NetallVerbindung oder -verbindungen, die den Grundstoff bilden, sind feuerfeste oder hitaebestlndige Substanzen, die vor d» Gebrauch in Fora einer Lösung, eines Kolloide oder einer Suapen in Wasser vorliegen, jedoch bei Berührung mit einer heißen Met» fliehe oheaiach umgewandelt werden und während des AbkUhlens vo der hohen auf Normaltemperatur stabil bleiben. Es wird angenosm daß diese chemische Umwandlung von gewissen damischen Reaktion« mit der Stahlfläche begleitet ist, die eine gute Haftung ergebe

Allerdings ergibt der Grundstoff allein noch kein gutes

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'rimärhaft vermögen an einer Stahlfläche oberhalb 900 C. Daher iibt man, um dieses Haftvermögen zu verbessern, das feuerfeste laftungsfördermittel, beispielsweise ein Silikat, insbesondere Caliumsilikat oder dergleichen hinzu. Durch die Zugabe von Kaliumilikat wird nicht nur die Schmelztemperatur erniedrigt und das 'rimärhaftvermögen verbessert, sondern auch der Wärmeausdehnungscoeffizient auf einen Wert ähnlich dem des Stahls gebracht, so laß ein Abblättern der Signierung weitgehend verhindert wird, atriumsilikat hat zwar eine ähnliche Wirkung, ist jedoch hingeht! ich der Wasserbeständigkeit dem Kaliumsilikat unterlegen, lurch die Zugabe von Feldspat wird das Primärhaftvermögen ebenalls verbessert.

Als Antiablösmittel kann man Fritte oder Fritten, beispielseise Kobaltfritte, Zirkoniumfritte oder Antimonfritte, welche ie Affinität gegen Stahl verbessern, verwenden. Durch das Antiblösmittel wird auch die Wasserbeständigkeit der Signierung veressert. Kobaltfritte verbessert zwar die Affinität gegen Stahl anz erheblich, verliert jedoch bei F.rhitzen auf hohe Temperaturen der über lange Zeiträume an Klarheit. Bei Verwendung von Kobaltritte allein muß man daher rasch abkühlen, da bei v«; »,r' Ien auf emperaturen über 1000° C. die Klarheit (clearness) sieh verringert, ei Temperaturen unterhalb 1000° C. kann man mit Luftkühlung oder angsamer Kühlung arbeiten. Bei gleichzeitiger Verwendung von Koalt- und Zirkonfritte läßt sich der Verlust an Klarheit weitgeend verhindern, so daß das Material höheren Temperaturen wie 200° C. standhältj jedoch ist die Affinität gegen Stahl erhebich geringer als bei Kobaltfritte allein. Es besteht daher eine ewisse Möglichkeit, daß die Signierung beim raschen Abkühlen ablättert, während bei langsamem Abkühlen dies nicht der Fall ist. agegen bei gleichzeitiger Verwendung von Kobalt- und Antimonritte verschlechtert sich die Affinität gegen Stahl nicht so sehr ie bei Kobalt- und Zirkonfritten und ist der Verlust an Klarheit was geringer. Diese Kombination eignet sich daher sehr gut für Ue, wo rasch von 1200 C. abgekühlt wird, während beim lang-Abkühlen die Klarheit etwas leiden kann.

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Als Dispergiermittel zum Dispergieren der Bestandteile in Wasser kann man Ton und/oder Bentonit verwenden. Als feuerfester Farbstoff kommen Titanoxyd, Kobaltoxyd oder dergl. in Frage. Die Menge des Farbstoffes sollte so bemessen werden, daß das Haftvermögen der Signierung nicht beeinträchtigt wird. Erforderlichenfalls kann man Chromoxyd als Farbzusatz oder Färbungshüfe verwenden.

Wenn der erfindungsgemäße Signierstoff mit den oben genannten Bestandteilen auf eine heiße Stahlfläche mittels einer Spritz pistole oder dergl. durch eine entsprechende Maske aufgesprüht wird, verdampft das Wasser sofort, und die den Grundstoff bildenden Verbindungen werden auf der Stahlfläche unter Bildung eines , dünnen Filmes in Oxyde umgewandelt. Das Anhaften dieses dünnen Filmes wird durch das feuerfeste Haftungsfördermittel wie Silikat oder Feldspat erhöht und durch die verschiedenen Fritten dauerhaft gemacht. Weiße oder farbige Signierungen (je nach dem verwendeten Farbstoff) bleiben daher klar und dick auf der Stahlfläche haften.

Nachstehend werden verschiedene Ausfuhrungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Signierstoffes beschrieben. In den folgenden Beispielen werden die Fritten zusammen mit der gleichen Menge an Wasser zuvor ungefähr 24 Stunden lang in einer Kugelmühle vermählen und dann in einem Trockner getrocknet.

Beispiel 1

l60 g Aluminiumhydroxyd als feuerfester Grundstoff, 142 g Kaliumsilikat und 22 g Natronfeldspat als Haftungsfördermittel, 80 g Kobaltfritte, 57 β Zirkoniumfritte und 80 g Antimonfritte als Antiablösmittel, 33 g Titanoxyd als feuerfester Farbstoff und 36 g Kobaltoxyd als Farbzusatz werden zusammen mit 390 g Wasser in eine Kugelmühle gegeben und ungefähr 6 Stunden lang vermählen, bis die mittlere Teilchengröße ungefähr 40 Mikron beträgt.

Dieser Signierstoff enthält drei Arten von Fritte. Er hat

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daher eine sehr gute Affinität gegen heißen Stahl und kann leicht auf Stahlflächen mit so hoher Temperatur wie 1200° C. aufgebracht werden. ,Ferner blättert die Markierung weder bei Wasserkühlung noch bei Luftkühlung noch bei langsamer Kühlung ab. Wegen der Verwendung von Kobaltoxyd als feuerfester Farbzusatz erscheint die Signierung blau.

Beispiel 2

148 g Aluminiumhydroxyd, 142 g Kaliumsilikat, 2 5 g Natronfeldspat, 80 g Kobaltfritte, 57 g Zirkonfritte, 80 g Antimonfritte, 38 g Titanoxyd, 40 g Ton und 39Og Wasser werden wie in Beispiel 1 in einer Kugelmühle vermählen. ™

Diese Zusammensetzung hat aufgrund des Zusatzes von Ton als Dispergiermittel ein verbessertes Dispersionsvermögen. Der Signierstoff hat ähnliche Eigenschaften wie der nach Beispiel Ij jedoch hat die Signierung oder Markierung weiße Farbe.

Beispiel 3

73 g Kobaltfritte und 144 g Zirkonfritte werden als Antiablösmittel zugegeben, während die Antimonfritte entfällt. Die übrigen Bestandteile sind die gleichen wie in Beispiel 2.

Dieser Signierstoff kann auf eine Stahlfläche mit 700 bis 1200° ä C. aufgebracht werden und rekristallisiert beim Abkühlen unter Verbesserung seiner Klarheit. Jedoch blättert die Signierung beim raschen Abkühlen mitunter ab. Man verwendet diesen Signieretoff daher vorzugsweise in Fällen, wo langsam abgekühlt wird.

Beispiel 4

108,5 S Kobaltfritte und 108,5 β Antimonfritte werden als Antiablösmittel zugesetzt, während die Zirkonfritte entfällt. Die übrigen Bestandteile sind die gleichen wie in Beispiel 2.

Die Signierung verliert zwar beim langsamen Abkühlen von

ieit, blättert je

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1200 C. etwas an Klarheit, blättert jedoch beim raschen Abkühlen

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kaum ab. Diese Stoffzusammensetzung eignet sich daher besonders für Fälle, in denen schnell abgekühlt wird.

Beispiel 5

Lediglich 217 g Kobaltfritte werden als Antiablösmittel zugesetzt während die übrigen Bestandteile die gleichen sind wie in Beispiel 2.

Diese Stoffzusammensetzung ist nur bei Temperaturen unterhalb 1000 C. brauchbar; jedoch blättert die Signierung weder be: Luftkühlung noch bei Wasserkühlung noch bei langsamer Kühlung ab.

Der erfindungsgemäße Signierstoff hat somit ein gutes Haftungsvermögen an heißen Stahlflächen und blättert beim Abkühlen kaum ab. Er eignet sich daher speziell zum Signieren oder Markieren heißer Flächen von Stahlblöcken, -brammen, -vorblöcken oder -knüppeln mittels Spritzpistole.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   Qj Signierstoff für heiße Stahlflächen, gekennzeichnet durch einen feuerfesten Grundstoff, bestehend aus einer Metallverbindung oder Metallverbindungen, die oei Berührung mit einer heißen Stahlfläche in stabile feuerfeste •ietalloxyde umgesetzt werden, sowie durch ein feuerfestes, ein die laftung der feuerfesten Metalloxyde an der Stahlfläche verbessernies Silikat oder Silikate enthaltendes Haftungefördermittel, einen feuerfesten Farbstoff und eine Fritte oder Fritten, welche ein Abalättern der feuerfesten Metalloxyde verhindern, wobei sämtliche genannten Bestandteile in Wasser dispergiert sind*
2. 2. Signierstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daft der feuerfeste Grundstoff aus aindestens einem Hydroxyd und/oder mindestens einem Salz des AIuniniums, Magnesiums, Kobalts, Chroms, Mangans oder Zirkons besteht *
3. 3. Signierstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Silikat Kaliums- il ikat und/oder Natronfeldspat verwendet wird.
4. 4· Signierstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kobaltfritte und/ oder Zirkonfritte und/oder Antimonfritte verwendet wird.
5. 5. Verfahren zum Herstellen eines Signierstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Grundstoff, das feuerfeste Haftungsfördermittel, der feuerfeste Farbstoff und die Fritte oder die Fritten zusammengemischt und in Wasser dispergiert werden.

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