JP2735568B2 - 鋼材のシート状脱炭防止材、方法およびシート状脱炭防止材の被覆装置 - Google Patents

鋼材のシート状脱炭防止材、方法およびシート状脱炭防止材の被覆装置

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JP2735568B2 JP15161088A JP15161088A JP2735568B2 JP 2735568 B2 JP2735568 B2 JP 2735568B2 JP 15161088 A JP15161088 A JP 15161088A JP 15161088 A JP15161088 A JP 15161088A JP 2735568 B2 JP2735568 B2 JP 2735568B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、加熱炉に鋼材を入れる際、鋼材表面に被覆
する脱炭防止材、同防止材を用いた鋼材の脱炭防止方法
および脱炭防止材の被覆装置に関するものである。
(従来技術および発明が解決しようとする課題) 鉄鋼製品は一般にスラブ、ブルーム、ビレット等の鋼
材を加熱炉で加熱し、圧延して製造するが加熱時にスケ
ールが発生し、歩留が低下するとともに、脱炭による材
質強度の低下による弊害が生じる。そのため、特開昭54
−107410号公報では、脱炭防止材としてSiC100重量部に
対してAl50〜2000重量部の混合粉を用いており、鋼材に
対して塗布するために水溶液にしてスプレーノズルを用
いるのが一般的である。脱炭防止方法としは、上記混合
粉を鋼材表面に塗り、その上に酸化防止材を塗布して加
熱するのが一般的である。
このような脱炭防止材の課題としては 混合粉の中のC系のSiCが含有されるため脱炭防止
という目的は達せられても、鋼材が加熱される際、鋼材
表面に浸炭現象が表われ、鋼材内部に対して鋼材表面部
はCが0.05〜0.10重量%多くなる。このような状態で圧
延すると鋼材表面部が浸炭現象でもろくなっているた
め、表面疵が頻発して成品不合が発生する。
混合粉の状態で塗布するためには、水溶液としてス
プレーノズルで流すため、スプレー詰り等の設備トラブ
ルや形成される被膜の不均一、不完全被覆等が発生しや
すい。さらに直送圧延が進むにつれ、省エネの観点から
混合粉を水溶液で流すことは水の蒸発のため、エネルギ
ーロスが多く問題である。
さらに脱炭防止方法としての課題は上記の脱炭防止材
の課題に加えて 上記混合粉の上に酸化防止材を塗るという方法では
塗布するために2重塗布では、塗布するために時間がか
かる点と塗布設備を2倍要するので設備コストにも二重
にかかる。このような方法では、直送圧延、低コストの
設備化という面では不利である。
スプレー等による塗布後、加熱前の搬送等における
脱炭防止材のはく離防止のため乾燥工程が必要である
が、脱炭防止材の性質上急速加熱は気泡を発生させて皮
膜を劣化させることから適用できないので乾燥工程に時
間がかかり生産性の低下をまねく。
鋼材に塗布した塗布材は、加熱中は密着による脱炭
防止機能を有し、加熱炉抽出後は脱炭防止材のはく離性
が重要である。鋼材を圧延機に入れる前に脱炭防止材が
付着しているとそれをはがさなければならずそのための
労力負荷または設備が必要となる。このため脱炭防止材
の組成を考慮して、はく離性のよい条件、すなわち塗布
厚みおよび加熱温度条件の規制が必要であるが、従来技
術では、上記のことは開示されていない。
(課題を解決するための手段) 本発明は上記の課題を有利解決したものでありその要
旨は以下の通りである。
1. Al2O310〜25重量%、Na2OおよびまたはK2Oの合計4
〜12重量%、水分10〜25重量%、残部がSiO2と不可避不
純物からなり、厚みが0.1〜1.0mmである脱炭防止材薄膜
と、該脱炭防止材薄膜を補強する補強用薄膜とから構成
されることを特徴とする鋼材のシート状脱炭防止材。
2.上記1項記載の脱炭防止材を鋼材表面に被覆した後、
1170℃以下の加熱温度で加熱することを特徴とする鋼材
の脱炭防止方法。
3.上記1項記載のシート状脱炭防止材を鋼材表面に被覆
する鋼材の脱炭防止材被覆装置であり、上記シート状脱
炭防止材を鋼材下面側に接触させて支持する支持用押え
板と、鋼材側面側に上昇下降し横方向に移動可能な一対
の巻き付け用ロールと、該巻き付け用ロールを鋼材面に
押しつける押圧機構と、該巻き付け用ロールを上昇下降
させ、横方向に移動可能とするロール移動機構とを有す
ることを特徴とする鋼材のシート状脱炭防止材の被覆装
置。
4.上記1項記載のシート状脱炭防止材を搬送する複数の
吸着パットと、該吸着パットを上記3項記載の支持用押
え板まで搬送する搬送機構とを有することを特徴とする
上記3項記載の鋼材のシート状脱炭防止材の被覆装置で
ある。
(作用) 本発明による脱炭防止材を第1図、第2図により説明
する。本発明による脱炭防止材2は従来の混合粉または
混合粉を含む水溶液ではなくゴム状固形物であり、その
厚みが0.1〜1.0mmの薄膜と、サラン樹脂等の補強用薄膜
13により構成されていることを特徴とする。
本発明の脱炭防止材においてAl2O3に関しては、脱炭
防止材中10重量%未満になると、耐火度が低くなるた
め、加熱する際、脱炭防止の効果が得られないので下限
を10重量%とする。一方Al2O3が30重量%を超えると被
膜の気密性が低下することになり、脱炭防止効果が得ら
れないので上限を30重量%とする。
Na2OとK2Oは加熱時の被膜が溶融しガラス化を図るた
めに不可欠な重要な成分である。
Na2OとK2Oの和が5重量%未満になると加熱時の被膜
のガラス化が不充分で脱炭防止効果が得られないので下
限を5重量%とする。一方、Na2OとK2Oの和が15重量%
を越えると加熱時の被膜のガラス化率が高すぎて高温で
は被膜が流動性を持って脱炭防止効果が低減するので上
限を15重量%とする。
水分は10重量%未満になると和水ガラスが無水化して
柔軟性が失なわれるので下限を10重量%とし、一方30重
量%越えるとゴム状固形物が液状化するので上限を30重
量%とする。
上記成分系のゴム状固形物の厚みは0.1mm未満になる
と脱炭効果が生じるので下限を0.1mmとし、1.0mmを越え
ると加熱時の密着性が悪く加熱炉内ではく離しやすくな
るので上限を1.0mmとする。またサラン樹脂等の薄膜は
シート状脱炭防止材のみでは強度が弱く、巻付け作業等
において破断等のトラブルの原因となることから補強材
としての役割をはたす。尚この薄膜の材質はサラン樹脂
に限らず鋼材への巻き付けに必要な適度の柔軟性の強度
を有していれば良い。
本発明による鋼材の脱炭防止方法は、本発明によるシ
ート状の脱炭防止材を鋼材表面に巻き付けて加熱炉内で
加熱する。加熱する際加熱温度が1170℃を越えると、上
記脱炭防止材では(2FeO・SiO2)FAY−ALITEの溶融反応
が生じ、鋼材に対する付着性が増す。このため加熱後上
記脱炭防止方法当がはく離せず、はく離するための労力
または設備が必要となるので上限を1170℃とする。
一方、本発明によるシート状の脱炭防止材を鋼材表面
に巻き付ける際、既存の搬送テーブルまたは搬送ロール
上に上記脱炭防止材をおき、鋼材をころがしながら巻き
付ける方法が容易である。しかしこのような方法では鋼
材表面に上記のシート状脱炭防止材との密着性が悪く、
空げきが生じやすい。このような状態で加熱炉内に入れ
ると、空げきのある部分では脱炭防止材は破損し脱炭効
果が生じて問題となる。
上記のような課題を解決するために本発明によるシー
ト状脱炭防止材の巻き付け装置が必要となる。
(実 施 例) 表1において本発明による脱炭防止材及び同防止材を
用いた脱炭防止方法を比較例とともに説明する。
C 0.7〜0.8重量%、長さ18mのビレットの表面に脱炭
防止用の膜層を形成し、加熱し、その後圧延し線材とし
て製品化した場合の結果を示す。
本発明によるNo.1〜7の方法は、製品としての線材の
断面を検査したところ、脱炭は全く生じていなかった。
さらに加熱後圧延する際、脱炭防止用の膜層はロール搬
送中に完全に剥離していて、圧延後の製品への影響はな
かった。
膜層の組成において、Al2O3が本発明の規定範囲の下
限外れと上限外れの場合をNo.8,9で示すが、両者の場合
共脱炭現象が生じていて、所期の目的が達成されない。
No.10は膜層の組成において、Na2OとK2Oとの合計が4
重量%未満の場合で、加熱に際して脆く通気し易い状態
になり、脱炭防止の効果を果たすことができない。
No.11は膜層の組成において、Na2OとK2Oとの合計が12
重量%を超える場合で、加熱に際して膜層が流れ落ちて
脱炭防止材としての役目を果たさない。
No.12は塗布混合物の水分が10重量%未満の場合であ
る。この場合、膜層はゴム状とはならず鋼材に対する付
着性が悪くなるため脱炭効果が不充分である。
No.13は塗布混合物の水分が25重量%を超える場合
で、膜層はゴム状とはならず水溶液状となるため鋼材に
対して均一に膜厚を保持することはできない。同様にN
o.14は脱炭防止用の塗布層の厚みが0.1mm未満の場合
で、脱炭現象が生じており問題となる。
No.15は脱炭防止用の塗布層の厚みが1.0mmを超えた場
合で、加熱時の密着性が悪く、炉内で剥離しやすく部分
的な脱炭現象が生じやすい。
No.16は加熱温度が1170℃を超える場合であり、塗布
層は(2FeO・SiO2)FAY・ALITEの溶融反応により鋼材に
対する付着性が著しく増加し、圧延後の製品に塗布層の
付着が見られた。
以下第3図に示す実施例装置にもとづいて本発明の装
置を説明する。鋼材例としてビレットを対象とするとビ
レット1の下面側に本発明のシート状脱炭防止材2およ
びその下に支持用押え板3がある。ビレット1は自重に
より支持用押え板3に支持されながらシート状脱炭防止
材2と密着する。支持用押え板3の表面はシート状脱炭
防止材3と密着しないような材質のものを取りつけるこ
とがのぞましい。支持用押え板3の両脇にビレット1の
側面および上面に移動可能な1対のシート状脱炭防止材
を巻きつける巻き付け用ロール4がある。この巻き付け
ロール4を支持している支持台5の中に、巻き付け用ロ
ール4をビレット1の側面、上面に押え付けるシリンダ
ーを有する押圧機構6がある。さらに、支持台5を上
昇、下降させるための昇降用モーター7と横行させる横
行用モーター8とを有して、巻き付け用ロール4をビレ
ット1の側面、および上面に移動させるロール移動機構
がある。
第4図において、鎖線部で囲まれた部分は第1図にお
ける装置を示す。本発明の装置はさらに、シート状脱炭
防止材2を吸着する複数の吸着パット9と、この吸着パ
ット9で吸着されたシート状脱炭防止材2を、巻き付け
用ロール4(または支持用押え板3)に移動するため
の、上昇下降用のシリンダー10と横行用モーター11を有
する搬送機構を有する。
シート状脱炭防止材2は、コイル状に巻き取ったシー
ト状脱炭防止材ロール12より必要長さに切断して供給す
る。このようなシート状脱炭防止材ロール12は市販され
ているスチールベルトドライヤー等により容易に製作さ
れる。
第5図に、本発明による装置を用いてビレット1表面
に巻き付けるフローを示す。第5図(a)は吸着パット
9で吸着されているシート状脱炭防止材2をビレット1
の下面にセットする態様を示す。同(b)においてはビ
レット1下面側に、支持用押え板3が上昇して脱炭防止
材2を密着させる。同(c)においては巻き付け用ロー
ル4が上昇しながら、脱炭防止材2をビレット側面に圧
着させる。同(d),(e)においては巻き付けロール
4が横行させながら脱炭防止材2をビレット上面に圧着
させる。同(f)においてはビレット1の表面に脱炭防
止材2を巻き付け完了した後最初にいた位置まで復帰す
る。
(発明の効果) 本発明は次記の如き優れた効果を示す。
浸炭現象等、鋼材の品質トラブルを有利に回避で
き、さらに酸化防止剤を2重に塗布する必要がないた
め、脱炭防止材の塗布時間の短縮および設備費の削減が
可能である。
加熱後の脱炭防止材のはく離性がよく、このはく離
のための労力または設備は不要である。
シート状の脱炭防止材を鋼材に巻き付ける手法なの
で従来技術のように水溶液、または液状物で塗布方式に
比べて欠陥のない均一な被膜の形成が可能でありスプレ
ーノズルの詰り等のメインテナンスが不要である。更に
乾燥工程の省略によりオンライン化を図っても生産性の
低下を招くことがない。
省エネの観点から、シート状の脱炭防止材は温片装
入において鋼材の温度を下げることがないので有利であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシート状脱炭防止材の構成を示す説明
図、第2図は本発明シート状脱炭防止材の鋼材への巻き
付け後の状態を示す説明図、第3図は本発明の実施例巻
き付け装置の説明図、第4図は本発明の装置でシート状
脱炭防止材の搬送機構を含む実施例装置の説明図、第5
図(a),(b),(c),(d),(e),(f)は
本発明の装置によって鋼材表面にシート状の脱酸防止材
を巻き付ける態様のフローを示す図である。 1……ビレット(鋼材) 2……シート状の脱炭防止材 3……支持用押え板、4……巻き付け用ロール 5……支持台、6……押圧機構 7……昇降用モーター、8……横行用モーター 9……吸着パット 10……上昇下降用シリンダー 11……横行用モーター 12……シート状脱炭防止材ロール 13……補強用薄膜
フロントページの続き (72)発明者 木村 眞人 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株 式會社君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 平1−240614(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Al2O310〜25重量%、Na2OおよびまたはK2O
    の合計4〜12重量%、水分10〜25重量%、残部がSiO2
    不可避不純物からなり、厚みが0.1〜1.0mmである脱炭防
    止材薄膜と、該脱炭防止材薄膜を補強する補強用薄膜と
    から構成されることを特徴とする鋼材のシート状脱炭防
    止材。
  2. 【請求項2】請求項1記載の脱炭防止材を鋼材表面に被
    覆した後、1170℃以下の加熱温度で加熱することを特徴
    とする鋼材の脱炭防止方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載のシート状脱炭防止材を鋼材
    表面に被覆する鋼材の脱炭防止材被覆装置であり、上記
    シート状脱炭防止材を鋼材下面側に接触させて支持する
    支持用押え板と、鋼材側面側に上昇下降し横方向に移動
    可能な一対の巻き付け用ロールと、該巻き付け用ロール
    を鋼材面に押しつける押圧機構と、該巻き付け用ロール
    を上昇下降させ、横方向に移動可能とするロール移動機
    構とを有することを特徴とする鋼材のシート状脱炭防止
    材の被覆装置。
  4. 【請求項4】請求項1記載のシート状脱炭防止材を搬送
    する複数の吸着パットと、該吸着パットを請求項3記載
    の支持用押え板まで搬送する搬送機構とを有することを
    特徴とする請求項3記載の鋼材のシート状脱炭防止材の
    被覆装置。
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