JPH03291325A - 金属材の高温酸化防止方法 - Google Patents

金属材の高温酸化防止方法

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JPH03291325A
JPH03291325A JP9368490A JP9368490A JPH03291325A JP H03291325 A JPH03291325 A JP H03291325A JP 9368490 A JP9368490 A JP 9368490A JP 9368490 A JP9368490 A JP 9368490A JP H03291325 A JPH03291325 A JP H03291325A
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JP
Japan
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antioxidant
temperature
oxidation
heating
present
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JP9368490A
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Akio Nagai
永井 秋男
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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、金属材の高温酸化防止方法、特に900〜1
300°Cに酸化性雰囲気中で加熱しても表層酸化が見
られず、また圧延する際にもそのまま圧延することがで
き圧延中の温度降下を軽減し、さらに熱間圧延時に潤滑
効果も発揮できる酸化防止剤を利用する金属材の高温酸
化防止方法に関する。
(従来の技術) 金属材の熱間圧延に先立っては高温加熱が行われるが、
金属材、例えばTi材、Ni材あるいは高合金材のよう
なNiやCrを多量に含む高合金鋼材(以下、金属材と
して単に「高合金鋼材Jを例にとって説明する)は、耐
高温酸化能をもっているだけに選択酸化が進行し、高圧
水等によるデスケーリングを実施しても除去できず、押
し込みまたは肌荒れ等を生じ、酸洗しても完全除去は困
難で、グラインダー等による研削が必要であり、工数の
増加は避けられない。
こうした状況を改善すべく、種々の酸化防止方法が検討
されているが、これまで提案されている方法で経済的に
実施可能なものは酸化防止剤を予め塗布する方法である
。それに使用する酸化防止剤は酸化防止能には優れてい
るが加熱後、圧延前の剥離性が悪く、圧延材表面に押し
込まれてしまい圧延底を発生させてしまうものや、逆に
剥離性は優れているが、酸化防止性能に問題のあるもの
等であり、両者を共に満足するものはなく、完全を期す
ものを模索しているのが現状である。
例えば、特開昭58−133320号公報開示のものは
、ガラス粉を加熱初期の塗膜の形成を早め、高粘性を与
えてひび割れを防ぐ目的で添加しl’1goを骨材とし
、耐火結合剤を加えてなるものであるが、ガラス粉の配
合割合は10%以下と少なく、完全な酸化防止能は得ら
れておらず、また剥離性も悪い。
特開昭51−5217号公報開示のものも、ステンレス
鋼以外を対象とするが、ガラス成分の添加目的は、特開
昭58−133320号のそれと同様である。また、S
iCの還元力を主力とした酸化防止剤であって、SiC
の配合が必須である。
特開昭63−168259号公報開示のものは、金属C
r粉で侵入酸素を吸収させるものであるが、これはその
剥離性に問題があり押し込み疵発生等の問題がある。
(発明が解決しようとする課題) ここに、本発明の目的は、高合金鋼材の高温酸化防止方
法、特に900〜1300°Cに酸化性雰囲気中で加熱
しても表層酸化を防止でき、また圧延する際にもそのま
ま圧延することができ、圧延中の温度降下を軽減し、さ
らに潤滑効果も発揮できる酸化防止剤を利用する高合金
鋼材の高温酸化防止方法を提供することである。
(課題を解決するための手段) 本発明者は、かかる課題を解決すべく種々検討を重ねた
結果、従来法の考え方とは全く異なった発想にもとず←
酸化防止剤を開発し、本発明を完成した。
すなわち、従来は耐火物、酸化鉄および純金属の酸化で
侵入酸素の遮断またはそれを吸収させるとの考えに立っ
て酸化防止剤の組成が考えられてきたが、本発明にあっ
ては、むしろ酸素の侵入を最初から遮断すべく溶融ガラ
スで表面をシールしてしまって表面酸化を防止しようと
するのである。
ここに、本発明は、合金成分の合計量が10重量%以上
の高合金鋼材を加熱し圧延する際に、加熱に先立って、
ガラス成分50〜95重量%と骨材5〜50重量%とか
ら成る酸化防止剤を厚さ50〜500μ腸に塗布するこ
とを特徴とする高合金鋼材の高温酸化防止方法である。
(作用) 次に、本発明において上述のように酸化防止剤の組成を
限定した理由を説明する。
本発明にあっては処理の対象材料を金属材一般にしてい
るが、これは本質的に高温酸化が問題になる金属材に等
しく効果があるからであり、特に実用的観点からは純T
i材および純Ni材ならびに高合金鋼材である。
本発明の処理の対象材を高合金鋼材とした場合、合金元
素の合計量を10重量%以上としたのは、それが10重
量%未満では高温酸化物の剥離が容易で本発明を適用す
るに及ばないからである。通常、高温酸化スケールが表
面品質上問題にされるのは合金元素合計量が10重量%
以上のものが多く、さらにそれを防止することによって
、経済的効果がでてくるのもこの範囲の合金で、更に純
Ti1純Ni等でも十分効果を発揮する。
上記高合金鋼材は分塊工程を経て得られたものばかりで
なく、連続鋳造工程を経て得られたものをも包含する。
本発明にかかる高温酸化防止剤の塗布に先立って表面手
入れは行ってもあるいは場合によって行わずにそのまま
高温酸化防止剤を塗布してもよい。
ここに、合金元素とは、Ni、 Crはもとより、T1
lMo、■、Si、 Mn等が包含される。
次に、高温酸化防止剤の組成をガラス成分50〜95重
量%と骨材5〜50重量%とじたのは、骨材が15重量
%未満では高温でタレが生じ、一方、ガラス成分が50
重量%未満ではシール性を満足しないためである。
ここに、ガラス成分とは、900〜1300°Cの温度
範囲内にあって溶融し、骨材との組合せでシール性を発
揮するものであればいずれの成分組成のものであっても
よい。
例えば、配合成分としては、()内がRを示すとして、 RlO(Li、 Na+ K、 etc、)RO(Mg
、 Ca、 Sr、 Ba+ Zn、 etc、)Rz
Ch (AQ、 B、 ect、)RO2(Si+ Z
r、 ?+、 etc、)RtOs (P、 Sb、 
etc、)であり、これらの配合組成としては、好まし
くは、ROl:40〜80重量部 RzOs : 10〜50重量部 R1O+RO+RzO5:残 の範囲で使用すればよく、目標加熱温度によってそれぞ
れ具体的に調合すればよい。
骨材は、MtOx 、S+O1、Zr0z、Tj(h等
であり、上記温度範囲で十分な耐火性を発揮する酸化物
、炭窒化物等であれば特に制限はないが、好ましくは、
AQzOsおよびSingである。
本発明において使用する高温酸化防止剤を調製するには
、上述のガラス成分および骨材の混合物に水などの溶剤
を加えてスラリー化し、さらに目的に応じてはアルコー
ル、エステル等の有機溶剤および/または油脂をさらに
加えて塗膜乾燥性の改善を図ってもよい。その他、冷間
での皮膜の密着性、強度を改善するためにアクリルエマ
ルジョン等の高分子樹脂等をバインダーとして添加して
もよい。
次に、本発明によれば、上述の金属材の熱間圧延のため
の高温加熱に先立って上記酸化防止剤を厚さ50〜50
0μ−で塗布するが、この厚さが50μ−未満ではシー
ル性が不十分であり、一方、500μ−を超えると加熱
炉への装入前の塗布膜の密着性が悪くハンドリング性を
損なうためである。
塗布方法には各種のものがあるが、酸化防止剤がスラリ
ー状のものはスプレーで塗布してもよい。
また、へヶ塗り、浸漬あるいはカーテンフロー等いずれ
かの方法で塗布してもよい。
酸化防止剤を塗布後は、900〜1300℃に加熱する
が、これは熱間圧延に必要な温度に加熱するとの趣旨で
あり、また上記範囲内の温度であれば本発明の所期の効
果が十分に発揮されるということである。一般には11
00°Cないし1250°Cの加熱で十分である。なお
、900℃未満の温度に加熱しても通常は酸化がほとん
ど進行しないので本発明を適用するまでもない。
所定温度に加熱されてから熱間圧延を行うが、本発明の
場合、デスケーリングを行うことなくそのまま熱間圧延
することができる。本発明の利益を十分に発揮するには
、デスケーリングなしで熱間圧延を行うのが好ましい。
熱間圧延終了後は、必要により高温酸化防止剤皮膜はシ
ョツトブラストなどで剥離除去するが、厚板圧延の場合
にはそのまま放冷しただけでもよい。これは、冷却によ
る収縮差でほとんどが剥離し、後は簡単な除去手入れで
十分である。
また、熱間圧延後巻取って冷却した場合、冷却速度が遅
くなるためと、酸化防止皮膜は非常に薄く伸ばされてお
り、巻戻し等の工程では剥離せず押し込み疵発生などの
心配はないため、特に必要でなければそのまま付着させ
ておいてもよい。
例えば、後工程で焼鈍などを行う必要が有る場合には、
デスケーリングに先立って行えばよく、そのときの雰囲
気が酸化性の場合には酸化防止効果が発揮されるので有
利である。
酸化防止剤皮膜の除去は、ショツトブラストあるいはベ
ンド+ブラッシングによって行い得るが、これらのメカ
ニカルデスケーリングと酸洗の組み込まれたラインで処
理するのが好ましい。
このように、本発明によれば、ガラス成分を主体とした
酸化防止剤を使用することから、■加熱に際して金属系
、酸化物系の酸化防止剤に比べ輻射能が大きく、熱吸収
能にすぐれており、加熱効率が改善され、■熱間圧延に
際して被圧延材と同しく延伸され、下地を露出させるこ
とがなく、保温効果が発揮され、さらに■潤滑効果もあ
るためロール摩耗を軽減する効果も発揮される。
なお、本発明は酸化性雰囲気下での加熱に際してはいず
れの場合であっても酸化防止効果が発揮されるから、本
発明にかかる方法の適用は熱間圧延に際しての加熱に制
限されず、例えば鍛造等においても同様の効果が発揮さ
れる筈である。
次に、本発明をその実施例によってさらに具体的に説明
する。
実施例 転炉もしくは電気炉で溶製し、成分調製の後の諸処理工
程を経て連続鋳造またはインゴット鋳込、分塊圧延を経
てスラブとした。この時点で無手入れで温間で次工程の
加熱炉に装入されるものはその装入前にスラリー状の酸
化防止剤をスプレーで塗布し、加熱炉に装入した。
一方、冷間で手入れしたものは、その後スプレーで塗布
乾燥させてから加熱炉に装入した。加熱は酸化雰囲気で
行った。
本発明にかかる方法によって酸化防止を図った高合金鋼
材について、所定の温度および時間加熱してから、熱間
圧延に先立ってデスケーリングは行わずに、熱間圧延を
行ったが、疵発住等もなく、また、温度低下による割れ
防止の点で効果が見られた。
なお、酸化層厚さは、熱間圧延の仕上げ圧延入り口で切
断されたクロップ(板厚30〜40+u+)について測
定した。結果については、供試材の組成、酸化防止剤の
組成等とともに第1表にまとめて示す。
なお、第1表において、実験隘2〜階6はインゴット→
分塊→スラブ手入れ→酸化防止剤塗布の各工程を経たも
のであったが、その他は連続鋳造スラブであった。特に
、連続鋳造スラブのうち、実験距1,7〜9は400〜
500℃の温間塗布によるものであり、その他は冷間で
手入れ後塗布・乾燥した。なお、スラブ厚は200〜2
50+*mであった。
(発明の効果) このように、本発明によれば、加熱および熱間圧延に際
しての酸化はほぼ完全に防止され、しかも圧延する際に
もそのまま圧延することができ圧延中の温度障下を軽減
し、さらに熱間圧延時に潤滑効果も発揮できるなどその
実用上の意義は大きい。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 金属材を加熱し圧延する際に、加熱に先立って、ガラス
    成分50〜95重量%と骨材5〜50重量%とから成る
    酸化防止剤を厚さ50〜500μmに塗布することを特
    徴とする金属材の高温酸化防止方法。
JP9368490A 1990-04-09 1990-04-09 金属材の高温酸化防止方法 Pending JPH03291325A (ja)

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