JPH02263987A - スケール除去用組成物 - 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、熱処理中また゛は熱処理前の金属基体表面に
塗布し、熱処理の熱によって、同基体表面に既に発生し
ているスケールを除去し品い形態にするスケール除去用
組成物に関する。

［従来技術および発明の課題］ 連続鋳造における高温スラブや熱間圧延後の高温コイル
等の金属基体は、通常空気雰囲気に曝されているため、
該基体表面は極めて酸化され易く、金属酸化物のスケー
ルが発生する。金属基体表面に発生したスケールは、冷
却後、酸洗等の手段によって除去されるが、たとえばス
テンレス鋼の加熱時に発生したスケールは、非鉄成分を
多く含むため緻密で硬く、そのためスケールの除去はは
なはだ困難である。

したがって、このようなスケールを完全に除去するには
、酸洗処理に長時間を要し、そのため金属製品の生産効
率が大幅に低下するという問題がある。

［課題の解決手段］ 本発明は、特定の溶融温度を有するフラックス成分、特
定のアルカリ金属またはアルカリ土類金属化合物または
塩類より成る充填剤、および特定の化合物または塩類よ
り成る攻撃剤を含ｆ了する組成物が、これを高温スラブ
や熱処理中または熱処理前の金属基体表面に塗布するこ
とによって、スケールを機械的な剥離および／または酸
洗によって除去し易い形態にするという作用を有する事
象を見出だして完成されたものである。

すなわち、本発明によるスケール除去用組成物は、 （Ａ）１０００℃以下の溶融温度を有するフラックス成
分、 （Ｂ）アルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩、
水酸化物および酸化物で構成された群から選んだ１種ま
たは２種以上の組み合せより成る充填剤、および （Ｃ）ハロゲン含有化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩
、亜硫酸塩およびリン酸塩で構成された群から選んだ１
種または２Ｆｌｉ以上の組み合せより成るスケール攻撃
剤 を含有して成るものである。

［作　用］ 本発明のスケール除去用組成物を構成する３つの成分の
うち、まずフラックス成分（Ａ）については、表面にス
ケール層を有した熱処理中の金属基体に当該組成物を塗
布すると、同基体の熱によって成分（Ａ）が速やかに溶
融してガラス質の被覆層を形成する。成分（Ａ）を連続
鋳造における高温スラブに塗布した場合も上記と同じく
ガラス質の被覆層が生成する。また、成分（Ａ）は、こ
れを熱処理前の金属基体に当該組成物を塗布した場合に
は、っぎの熱処理１稈において溶融してやはりガラス質
の被覆層が形成せられる。

また、充填剤成分（Ｂ）は、加熱処理後の金属基体を酸
洗する場合に、酸に溶解して酸の浸透性を向上させる、
酸の浸透媒体的な作用を有するものであって、酸はこの
充填剤を介して、本発明組成物の■布層を通してスケー
ル層に浸透し、同塗布層をスケールとともに剥離溶解し
、取り除く。

また、スケール攻撃剤成分（Ｃ）は、単独であるいは溶
解フラックス中で、熱によって溶融もしくは分解し、金
属表面のスケールを攻撃してスケール層を脆弱化し、機
械的に剥離し易い形態または酸洗で除去し易いハロゲン
化鉄等の形態でスケールを捕捉する。

かくして、スケール層を有した金属基体の表面に当該組
成物を塗布することによって、スケールは機械的な、Ｘ
１離および／または酸洗によって容品に除去でき、鋼板
等の金属製品の生産効率を大幅に向上させることができ
る。

口発明の好適な態様］ （Ａ）フラックス成分 本発明のスケール除去用組成物中のフラックス成分とし
ては、たとえば５ｉｎ２を主成分とし、Ａ／２０．、Ｆ
ｅ２Ｏ，、Ｃａｂ、Ｍｇ０Ｎａ２　ｏ、Ｂ２０３　、Ｔ
ｔ０２　、Ｐ２０５　ｒＺ　ｎ　Ｏ，Ｂ　ａ　Ｏ，Ｐ　
ｂ　Ｏ等の酸化物成分が含まれたガラス組成物や、Ｋ、
Ｎａ、Ｌｉ、ＣａＭｇ、Ｍｎ、Ａ／、Ｆｅ等の金属のリ
ン酸塩、ホウ酸塩、さらにはホウ酸等が例示され、溶融
温度が１０００℃以下、特に４００乃至８００℃の範囲
にあるものが使用される。

この溶融湿度が前記範囲よりも高い場合には、熱処理中
の金属基体表面に塗布した際にガラス質の被覆層を形成
しにくくなり、スケール攻撃剤の効果が低下する。

フラックス成分（Ａ）は、上述の如く熱によってガラス
質の被覆層を形成するものであって、その含貞量は、後
述する充填剤成分（［３）およびスケール攻撃剤（Ｃ）
との３成分基準で、好ましくは１５乃至９８重量％、さ
らに好ましくは１８乃至９５重二％である。

（Ｉｌ）充填剤 本発明において用いる充填剤は、アルカリ金属またはア
ルカリ土類金属の酸化物、水酸化物および酸化物で構成
された群から選んだ１種または２種以上の組み合せより
成るものであって、たとえばＮａ２ＣＯ３，ＮａＨＣＯ
３，に２Ｃ０３、ＫＨＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３
＋ＭｇＯ，Ｃａｂ、ＮａＯＨ，Ｍｇ（ＯＨ）２等である
。

この充填剤は、上述の如く酸洗時に酸に溶解して酸の浸
透性を向上させるために用いられるものであり、前記成
分（＾）および成分（Ｃ）との３成分基僧で、好ましく
は０乃至７０重量％、さらに好ましくは３乃至６８重皿
％の割合で使用される。

充填剤の使用量がこの範囲よりも多いと、酸洗性は向上
するものの、スケール攻撃剤の効果が阻害される。

（Ｃ）スケール攻撃剤 本発明において用いるスケール攻撃剤は、前述の如く、
熱によって溶融もしくは分解し、金属表面のスケールを
攻撃してスケール層を脆弱化し、これを機械的に剥離し
易い形態もしくは酸洗し易い形態にして同層を除去し易
くするものであって、ハロゲン含有化合物、硝酸塩、亜
硝酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩およびリン酸塩で（夏が成さ
れた群から選んだ１種または２種以上の組み合せより成
る。ハロゲン含有化合物とし、てはＮａＣ／、ＮａＢｒ
、ＣａＣ／２．に２ＳｉＦｂ、ＫＢＦ４．Ｎａ、Ａ／Ｆ
１等が例示され、硝酸塩としてはＮ　ａ　Ｎ　０３　＋
　Ｋ　Ｎ　Ｏ３＋　　Ｃａ（ＮＯ３）２１Ｍｇ　（ＮＯ
３）２等が例示され、亜硝酸塩としてはＫＮＯ２，Ｎａ
ＮＯ２等が例示され、硫酸塩としてはに２Ｓｏ４．ＫＨ
ＳＯ３、Ｎａ２　ＳＯ４，ＮａＨ３Ｏ４，ＣａＳＯ４゜
ＭｇＳＯ４等が例示され、亜硫酸塩としてはに２　ＳＯ
３，ＫＨＳＯ３，Ｎａ２ＳＯ３，ＮａＨ８Ｏ３等が例示
され、リン酸系化合物としてはＰ２０４．Ｐ２０１．Ｈ
３ＰＯ４、ＫＨ２ＰＯ４等が例示される。

スケール攻撃剤成分（Ｃ）は、成分（Ａ）および（１３
）との３成分基■で、好ましくは２乃至８０重量％の割
合で使用される。スケール攻撃剤の＠付量が２％未満で
ある場合、十分なスケール攻撃能が得られず、スケール
層は強固なままであって長時間酸洗しても除去できない
。逆に、“スケール攻撃剤の含有量が８０％を越えると
、スケール層ばかりではなく、スケール層の下の金属表
面も浸蝕される。

スケール除去方法 つぎに、上記スケール除去用組成物を用いたスケール除
去方法について説明する。

上述した各成分より成る本発明のスケール除去用組成物
は、これを熱処理中あるいは熱処理前の既にスケールの
発生した金属基体表面に塗／＋ｉすることにより使用に
供される。またこの４１成物を連続鋳造における高温ス
ラブに塗布することもてきる。スケール除去用組成物の
使用１１ニ態は、同組成物そのままでもよいが、これを
適当なビヒクルで分散させ塗料化したものを使用しても
よい。

本発明のスケール除去用組成物を、表面にスケール層を
Ｈした熱処理中の金属基体に塗／１ｉすると、同基体の
熱によってフラックス成分（八）が速やかに溶融してガ
ラス質の被覆層が形成せられる。また、当該組成物は表
面にスケール層を有した熱処理前の金属基体に室温にて
塗布してもよく、この場合はつぎの熱処理工程において
フラックス成分（Ａ）が溶融し、やはりガラス質の被覆
層が形成せられる。

金属基体のスケール層は、こうして形成された溶融状の
ガラス質肢覆層内のスケール攻撃剤成分（Ｃ）の作用に
よって脆弱化され、酸洗で除去し易いハロゲン化鉄等の
形態で同組成物中に捕捉される。

スケールを捕捉した組成物のガラス質彼覆層は、熱処理
後の冷却過程中に金属基体との熱膨張差等によりクラッ
ク乃至ヒビ割れを生じ、機械的に剥離され易（なる。ま
た、熱処理終了後の金属基体のスケール層は上述の如く
スケール攻撃剤成分（Ａ）の作用により脆弱化され、剥
離し易い形態になされているため、金属基体を屈曲させ
たり、同基体にブラッシングロールをかけたりする等の
機械的なスケール剥離処理によっても、スケールを捕捉
したガラス質被覆層を金属基体表面から剥離できる。

熱処理終了後の金属基体は、通常、上記機械的スケール
利足の後、１（Ｃ／、Ｈ２ＳＯ４等の鉱酸による酸洗に
付せられる。この酸洗によってガラス質の被覆層はスケ
ールとともに容易に除去される。すなわち、上記酸洗処
理を行なうと、ガラス質の被覆層中に組み込まれている
たとえばアルカリ金属炭酸塩等の充填剤成分（ｎ）は酸
に攻撃され、液中に溶出する。その結果として、ガラス
質の被覆層は脆くなり、機械的にも壊れやすくなるとと
もに、この溶出跡から酸がガラス質の被覆層内に浸入す
る。そして上述の如く、金属基体表面のスケール層は、
スケール攻撃剤成分（Ｃ）によって腐食され機械的に脆
弱化され、またハロゲン化鉄等の酸洗し易い形態に転換
されているため、前記ガラス質の被覆層とともに、金属
表面から剥離し除去される。

ただし、スケールを捕捉したガラス質被覆層の除去が上
記機械的剥離によって完全になされる場合には、酸洗を
行なわない場合もある。また、スケールを捕捉したガラ
ス質被覆層の除去は酸洗のみによって行ない、機械的剥
離を省略する場合もある。

かくして、本発明によれば、酸洗によるスケール除去も
しくは機械的なスケール除去を６効にかつ迅速に行なう
ことが可能となる。

［発明の効果］ 本発明によれば、高温で熱処理される金属ｕ体に発生す
るスケールを機械的剥離および／または酸洗により、迅
速かつ効果的に除去することが可能となった。

本発明にとるスケール除去用組成物を、ステンレス鋼の
熱処理のようにスケール除去が困難である金属基体に適
用することによって、酸洗時間を短縮し以て生産効率を
大幅に向上させることができる。

［実　施　例］ つぎに、本発明の優れた効果を実施例によって実証する
。

試料の調製 表１に示す組成の３種のガラス組成物ａ、ｂ。

Ｃを使用し、表２に示す１１種類の試料（Ｎｏ。

１〜Ｎｏ、１１）を調製した。

試験片の寸法 ５ＵＳ４３０ステンレス鋼板（４ｍｍ×５０１１ＩＩＩ
ＩＸ１００ｍｍ）より成る試験片を用いた。

酸洗処理用の酸 酸として８νｔ％ＨＣ／を用いた。

表１ （重量％） 表２ （重量％） 実施例１ 表２に記載のＮ０２１の配合物をボールミルを用いて粉
砕して得た粉末１ｇを試験片の表面に塗布し、７００℃
で３０分間加熱した。ついでこの試験片を冷却後８０℃
で３０秒間酸処理したところ、形成されたガラス質被覆
層はスケールを伴って試験片から剥離され、スケールの
ない表面が現れた。

比較例Ｉ Ｎｏ、２の配合物を粉砕して得た粉末１ｇを試験片に塗
布し、７５０℃で２０分間加熱した。

形成されたガラス質被覆層は半溶融状態であった。つい
で冷却後実施例１と同様に酸処理をしたところ、ガラス
質被覆層は酸に溶解したが、スケール層はほとんど残っ
ていた。

比較例２ Ｎｏ、３の配合物を粉砕して得た粉末１ｇを試験片に塗
布し、８００℃で２０分間加熱した。

形成されたガラス質被覆層は半溶融状態であった。つい
で冷却後実施例１と同様に酸処理をしたところ、ガラス
質被覆層は酸に溶解したが、スケール層はそのまま残っ
ていた。

実施例２ まず試験片を９００℃で３０分間加熱し、この状態でそ
の表面スケール層にＮｏ、４の配合物から１１ノた粉体
０．８〜１．Ｏｇを粉体ガンによって塗布し、そのまま
大気中で室温まで冷却した。冷却後試験片の表面を観察
したところ、形成されたガラス質被覆層はスケールを伴
って試験片から剥離し、スケールは完全に除去されてい
た。

実施例３ Ｎｏ、５の配合物を粉砕して得た粉末１ｇを試験片に塗
布し、７００℃で３０分間加熱した。

ついでこの試験片を冷却後８０℃で１分間酸処理したと
ころ、形成されたガラス質被覆層はスケールを伴って試
験片から剥離され、スケールのない表面が現れた。

実施例４ Ｎｏ、６の配合物を粉して得た粉末１ｇを試験片に塗布
し、８００℃で３０分間加熱した。

ついで冷却後実施例１と同様に酸処理をしたところ、ガ
ラス質被覆層が溶解しスケールのない表面が現れた。

比較例３ Ｎｏ、７の配合物を粉砕して得た粉末１ｇを試験片に塗
布し、７００℃で３０分間加熱した。

ついで実施例１と同様に酸処理をしたところ、ガラス質
被覆層の大部分は酸に溶解したが、スケール層は除去さ
れなかった。

比較例４ Ｎｏ、８の配合物を粉砕して得た粉末１ｇを試験片に塗
布し、９００℃で３０分間加熱した。

形成されたガラス質被覆層は半溶融状態であった。つい
で試験片を機械的に曲げてガラス質被覆層を剥離し、試
験片の表面を観察したところ、スケールはないが、鋼板
生地が浸蝕されていた。

実施例５ Ｎｏ、９の配合物を粉砕して得た粉末１ｇを試験片に塗
布し、７．００℃で３０分間加熱した。

冷却後この試験片の表面を観察したところ、形成された
ガラス質被覆層は一部剥離していた。

同被覆層をスチールウールを用いて除去したところスケ
ールの少ない表面が現れた。

実施例６ Ｎｏ、１０の配合物を粉砕して１４た粉末１ｇを試験片
に塗布し、６５０℃で１時間加熱した。

ついで冷却後実施例１と同様に酸処理をしたところ、形
成されたガラス質被覆層はスケールを伴って試験片から
剥離し、スケールのない表面が現れた。

実施例７ Ｎｏ、１１の配合物を粉砕して得た粉末１ｇを試験片に
塗１’ｌｉ　Ｌ、７００℃で３０分間加熱した。ついで
冷却後実施例１と同様に酸処理をしたところ、形成され
たガラス質被覆層は酸に溶解し、スケールの少ない表面
が現れた。

以上 特許出願人　　日本フェロ−株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）１０００℃以下の溶融温度を有するフラッ
   クス成分、 （Ｂ）アルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩、
   水酸化物および酸化物で構成された群から選んだ１種ま
   たは２種以上の組み合せより成る充填剤、および （Ｃ）ハロゲン含有化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩
   、亜硫酸塩およびリン酸塩で構成された群から選んだ１
   種または２種以上の組み合せより成るスケール攻撃剤 を含有することを特徴とするスケール除去用組成物。
2. （２）３成分基準で、フラックス成分を１５乃至９８重
   量％、充填剤を０乃至７０重量％およびスケール攻撃剤
   を２乃至８０重量％含有する請求項１記載の組成物。
3. （３）金属基体と、同基体の表面に形成された請求項１
   記載のスケール除去用組成物のガラス質被覆層とより成
   る金属被覆構造物。
4. （４）熱処理中および熱処理前の金属基体に、請求項１
   記載のスケール除去用組成物を塗布することを特徴とす
   る金属のスケール除去方法。