JPS59144512A - 鋼材スケ−ルの生成抑制および剥離性改善方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鋼材を加熱するときのスケールの生成を抑制し
、かつ生成したスケールの剥離性を改善する方法に関す
る。

（技術的背景） く−材は熱間加工に際し、通常加熱炉で１ｏｏｏｃ〜１
３００℃２に加熱されたのち、加工機へ移送される。こ
の際、加熱炉内のｎ安累を會む芥囲気および移送中の大
気との接触により、鋼材表向が酸化されていわゆるスケ
ールが生成する。スクールの生成は鋼材の損失を招き、
また加工時にこれが鋼材と工具の間にかみこまれると、
工具を損傷し人−り、スケールが鋼材に出入されて表面
キズを生じ製品品位の低下をきたす。

（従来技術） スクールの生成忙抑制するためにいろいろな方法がとら
れている。最も普通の方法は、調料を加熱する前にいわ
ゆ°るスケール抑制剤を塗布する方法である。たとえば
特公昭５３−４３１２４に酸化クロムその他から成る組
成物をスケールの生成抑制を目的として鋼材に塗布する
ことが開示されている。スケール抑制剤として各種の金
属−または非金稿の混合物が知られて伐る。ところが従
来の方法をもってしては、スケールの抑制が十分でない
だけでなく、スケール抑制剤を塗布してもなおかつ生成
したスケールおよびスケール抑制剤が鋼材に強固に同着
して、加工前にスケールブレーカで除去しようとしても
除去しきれず、上記のようなトラブルを発生する。

上記の現状であるからスケールの生成を十分に抑制し、
若干のスケールが発生してもこｈが容易に除去できるよ
うな鋼材の処理方法が強く望捷れている。

（発明の目的） 本発明はスケールの生成を抑制し７、生成したスケール
の剥離性を向上する６、改善された鋼材の処理方法を提
供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明は鋼の表面を、各々組成の異なる二つ１の被覆Ｍ
で被覆することを特徴とするものである。

すなわち本発明は、粘結剤および炭素粉を含有する組成
物をもって鋼材表面を被慎し、ついでその組成物層表面
を （イ）　アルミニウム　クロム、チタン、マンガン、銅
、ニッケル、コバルト、マグネシウムおよび鉄から選ば
れた金属の粉末　１０ないし　５０車量部、（ｒ：ｉ）
　　上記（イ）に記載した金属の酸化物の粉末５ないし
　６０重量部、 （ハ）　無水ケイ酸　　　　１０ないｌ、　Ｉ　ＬＪ　
Ｏｇ置部、（四　カオリン、モンモリロナイト、ドロマ
イト系耐火物の粉末　　　　　１０ないし１００．＊＝
部、（力　水ガラス　　　　　２０ないし　８０重量部
、（ト）　　水　　　　　　　　　　　　　　　　滴　
翔を含有する組成物をもって′、４ｉ稽することを特徴
とする鋼材加熱時におけるスケールの生成および生成し
たスケールの剥離性を改善する方法である。

本発明の構成要素について、以下に詳説する。

（下）￥ｉｌ　組成物） 本発明において炭素粉としては、黒鉛、カーポンプシッ
ク、木炭粉等の一独以上を用いることができ、炭素粉の
粘結剤としては水ガラスあるいけ水溶性高分子物質を使
用することができる。水浴性高分子物質としてはカルボ
キシメチルセルロースのような天然高分子物質の誘導体
およびポリアクリル酸のような合成−分子物質を広く用
いることができる。

炭素粉と粘結剤を均一に混合したのち、必要によっては
水を５１Ｎ宜加えて組成物を塗布しやすいように粘稠度
を調節するーこの際、炭素粉と粘結との割合は、重量比
で粘結剤よりも炭素粉が多いことが望ましい。

このようにして調製された炭素粉含有組成物を、以下の
記述においては下層組成物と表記する。

（金属粉末および金属酸化物の粉末） 本発明において前記（イ）の成分のうち特に望ましいの
はアルミニウム、クロムおよびチタンであり、（ロ）の
成分のうち特に望ましいのはアルミニウムのＩｉ！　４
ヒ物、クロムの酸化物およびチタンの酸化物である。こ
れらの金網および金属酸化物を用いると、とくにスケー
ル生成を抑制する効果が太きいからである。

（上層組成物） 前記の（イ）ないしくト）の物質を含有する組成物（以
下とれを上層組成物という、。）全製造するには、（イ
）ないしく用の物質を均一に混合したのち、銅相への塗
布を容易にするだめに必要に応じて水を加えて粘稠度を
調節する。

（塗布量） 本発明において、鋼材表面に塗布すべき下層および上層
組成物の塗布−計は乾燥重量として、１層は２　ｒｑ　
／　ｃｒｏｔ以上、上ｊ＠は５　ｔｎｙ　／　６Ｍ以上
であることが望ま［７い。その理由は第２図および第６
図の示すように下層の塗布量が２　ｍ１ｉＩ／　ｃｄ未
満であるとスケールの坦］離性が劣り、上層の塗蒲箪が
５　ｍｌ１ｌ／　ｃｒ／１未満であるとスケール生成の
抑制効果が劣るからである。

塗布量は望ましくは５η／Ｃ−以上であり、上層は５　
ＭＩＦ　／　ｃｒ１以上、望ましくは２０η／　ｃｒＡ
以上である。

（発明の作用と効果） 本発明の効果は、下層組成物と上層組成物〔前記の（イ
）ないしくト）の物質を含有する組成物を上層組成物と
いう。、〕から形成される二つの被覆層によって発現さ
れるものである。

炭素粉と前記上層組成物と全混合して組成物をつくり、
これを鋼材表面に塗布して単一被覆層を形成した場合に
は、スケール抑制効果が劣り、そのうえ生成したスケー
ルおよび、固着したスケール抑制剤の除去が困難である
。

本発明における上層組成物の塗イ■ｉを省略した場合、
および下層組成物と上層組成物を塗布する順序を逆にし
た場合には、加熱時に炭素粉が容易に酸化して消失する
ので効果を生じない。

まだ本発明の下層組成物の塗布を省略して下層組成物だ
けで鋼材を被覆しても、雰囲気を遮断し、スケールを抑
制する効果はある程度得られるが十分でなく、また生成
したスケールの除去が困難である。その上、この上層組
成物自体も、加熱炉内で焼結されて鋼材表面に強国な固
着層を形成する。

この固着層は除去し難く、スケールブレーカ−を用いて
も残存して、工具や鋼材の損傷の原因となるＯ 本発明の方法によって調料を処」、！ｌ！すれば、スケ
ールの発生を極めて小量に抑えることができるので、鋼
材の歩留りを高め、資源の尚）約に寄ムすることができ
る。また、本発明の方法によって鋼材を処理すれば・、
処理剤を含めたスケールの剥離性がよく、たとえばスケ
ールブレーカを用いて簡単に除去できるので、熱間加工
時に工具を損傷したり、鋼材に表面キズが発生すること
がない。

本発明の方法において、鋼材表面を皺堕する二つの層の
作用効果について、次のように推定する。

先づ、上層の組成物は、その還元作用および物Ｊ↓目的
な遮蔽効果によって雰囲気から鋼材表面への酸素の到達
を一次的に措止する。次に「層組放物は上層組成物が阻
止しきれなかった比較的低い分Ｊ」’−の酸累の鋼材表
面への到達を炭素の還元作用と層の物理的遮蔽効果によ
って最終的に阻止し、スケールの発生を抑える。また下
層の存在によって上層組成物の鋼材への密着性を抑え、
下層組成物を富めたスケールの剥離を容易にする。

（実施例） 次に実施例を４ｂげて本発明を具体的に説明する。

ただし本発明はこれらによってなんら制限されるもので
はない。

（処理方法） 以下の各実施例において、あらかじめ秤量した鋼ｔｊｉ
’ｉ　（８ＰＣＣ，８０Ｘ６０　Ｘ　１．２　ｍｍ）　
を試験片として用い、その両面に寸ず下層組成物をよく
練って刷毛で均一に塗布し、１１０℃で６０分乾燥して
から秤量して、下層組成物の塗布量を乾燥塗４５Ｍとし
て求めた。次に下層組成物の被覆層の上に上層組成物を
よく練って刷毛で塗布し、下層組成物と同様にして上層
組成物の塗布量を求めた。このようにして二つの層から
なるスケール防止剤で被接した鋼板試験片を１２００℃
の空気雰囲気電気炉内で１時間加熱したのち、とシ出し
、下記の方法でスケール抑制効果およびスケール剥離性
の改善効果を評価した。

（スケール抑制効果およびスケール剥離性の評価方法９
第１図は試験装置の要部の斜視図で禅って、図中の矢′
印は試験片の移動方向を示す。

第１図のように配置し７た上下２個づつ、計４個のノズ
ル（２）の間を鋼板試験片（１）を長手方向に水平に移
動して通過させ、その間ノズルから室温の水を噴射して
、スケールおよびスケール抑制剤を除去し、１１０℃で
６０秒間乾燥して秤量ｌ〜だ。その時のＭ量をＷｌとし
た。

試験装置の操作条件は下記のとおりである○吐出圧力（
各ノズル）１０６　Ｋｇ　／　ｃｎｌノズル径　　　　
　　　　　　１．７ＩＭｌω吐出量　　　　　　　　　
　１７１−７問ノズルと試験片の距離　　　　５０　　
ｒａｎ平行に並ぶノズル間の距離　　６０胴 試験片の移動速度　　　　　　２　囚／　Ｓｅｅ上記の
処理をしてなお残っているスケールおよびスケール抑制
剤を、機械的衝撃を与えることによって完全に除去し、
秤量した。その時のＭ佃をＷ２とした。スケール抑制剤
塗布前の鋼板試験片の重量をＷ。とじ、次式によって酸
化減量令およびスケール除去率を求めた。

酸化域！　率−（（ＷＯＷ７　）／ＷＯ〕Ｘ　Ｉ　００
％スケール除去率−Ｃ（ＷＯ−Ｗ＋　）／（ＷＯ−Ｗ２
．）　）　Ｘ　１００％酸化減量率の小さいほどスケー
ル抑制効果が大きく、スケール除去率の大きいほどスケ
ールの剥離性がよいとＭ？’価する。

実施例１ 下層組成物として黒鉛１６１ｇ歌部、水ガラス６中情部
、水６０重量部を混合してよく練り、鋼板試験片の両面
に均一に塗布した。上記の方法でＭ布量を求めたのち、
との被榎層の上にアルミニウム粉６０重量部、酸化アル
ミニウム粉２２重量部、無水ケイ酸物５５車力を部、カ
オリン５５車量部、水ガラス５０重量部、水１５重量部
を混合してよく練って作った上層組成物を塗布［−１前
記の方法で塗布量を求めた。塗布量は下層２０り／　ｅ
Ｌ’ｎｓ、上層８０り／　Ｃａであった。次に前記の順
に従って、酸化減量率およびスケール除去率を求めた。

結果を後記の表−１に示ず２、 実施例２ 実施例１における下層組成物の塗布量を１０〃ｍｉ／　
ｃｒｌとし、他は実施例１と全く同じに処理し、試験を
行った。結果を表−２に示す。

実施例６ 実施例１の下層組成物および上層組成物をともに２０〃
り／−づつ塗布し、他は実施例１と同じに処理して試験
した口結果を表〜１に記す０比較例１ 実施例１の下層組成物を塗布することなく、上層組成物
を直接試験片に塗布した。そのσ・布量は１００■／Ｃ
肩であった。他は実施例１と同じに処理して試験した。

結果を表−１に記す。

比較例２ 実施例１の下層組成物のみを塗布し、下層組成物は塗布
しなかった。塗布量は８０〃り／　Ｃａであった。他は
実施例１と同じに処理して試験した。結果を表−１に記
す。

比較例６ 黒鉛１６重量部、アルミニウム粉６０重量部、酸化アル
ミニウム粉２２重址部、無水ケイ酸物５５ホ黴部、水ガ
ラス５６重量部、水４５重量部を混合して塗布した。塗
布量は１００■／　ｃｄであった。

他は実施例１と同じに処理して試験し、た。結果を表−
１に記す。

表−１ 上記の実施例の示すように本発明の方法で鋼材を処理す
ると酸化減量率が小さく、スケール除去率が大きい。こ
のことは本発明の方法で鋼材を処理すると、鋼材のスケ
ールの発生蓋を抑えまた生成したスケールおよびスケー
ル除去剤の剥離性をよくすることができることを示すも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はスケール抑制効果およびスケール剥離性の評価
試験に使用する試験装置の斜視図である。 第２図は実施例１による酸化減少率を示すグラフである
、。 第５図は実施例１によるスケール除去率を示すグラフで
ある。 １・・・試験片　　　　　２・・・ノズル手続補正書 昭禾ｌ］５９年３月１５日 特許庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第０１８０４７号 ２、発明の名称 鋼材スケールの生成抑制および剥離性改善方法３、補正
をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　ユシロ化学工業株式会社 ４代　理　人 住　所　東京都港区四υ丁橋１丁目２１番１１号小野ビ
ル内 ５補正命令の日付 自発的補正 ６補正により増加する発明の数　　０ ７、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ８、補正の内容 （１）明細書第５頁第１０行目の「粘結」を「粘結剤」
と補正する。 （２）回書第６頁の下から第３行目の「塗布量」を「下
層の塗布量」と補正する。 （３）　　同書第１０頁第８行目の「３０秒」・・を「
３０分」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 粘結剤および尿素粉を含有する組成物をもって鐸利表面
   を被捷し、ついでその組成物層表面を（イ）　アルミニ
   ウム、クロム、チタン、マンガン、＊Ｌ　二：”’ル、
   コバルト、マグネシウムおよび鉄から選ばれた金属の粉
   末　１０ないし　５０沌電部、人口）上記（イ）Ｖｃｊ
   Ｊ［：載Ｌ７た金属の酸化物の粉末５ないし　３ＤｆＪ
   ｊ継沸、 （／１　無水ケイｍ　　　　　１ｏなりし１０　、Ｏｇ
   　置部、に）　カオリン、モンモリロナイト、ドロマイ
   ト系師１火物の粉末　　　　　１０ないしｔ　ｏ　ｏ　
   ｚ、ｚ部、に）水ガラス　　　　　２０ないｌ　　ｓｏ
   ｘ、！Ｍ、（ト）　　　水　　　　　　　　　　　　　
   　　　　　適　　　Ｊψ〔を含有するｍ放物をもってｐ
   ｒＭ　ａｔすることを特徴とする鋼材加熱時におけるス
   ケールの生成および年Ｉｔ、　ｔ、たスケールの剥離性
   全改善・する方法。