JPS6358888B2 - - Google Patents

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JPS6358888B2
JPS6358888B2 JP18383884A JP18383884A JPS6358888B2 JP S6358888 B2 JPS6358888 B2 JP S6358888B2 JP 18383884 A JP18383884 A JP 18383884A JP 18383884 A JP18383884 A JP 18383884A JP S6358888 B2 JPS6358888 B2 JP S6358888B2
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JP18383884A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/68Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment
    • C21D1/70Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment while heating or quenching

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、鋼材、特に鋼片スラブの表面に塗布
して酸化防止を図り、また加熱炉中の高温酸化雰
囲気でのスケール発生を防止せしめそして圧延前
に容易に剥離でき、特に連続式加熱炉の入口付近
において鋼材と加熱空気との温度差により生ずる
結露小滴による塗膜の損傷を防止する、鋼材用高
温酸化防止塗料に関する。 周知のごとく鋼片スラブは加熱炉又は均熱炉に
て1050〜1200℃の温度で加熱され、圧延されて製
品となる。しかし加熱炉において普通鋼レベルの
鋼材の場合にはスケールの発生も少なく且つデス
ケーリングも比較的容易であるが、高級鋼レベル
の品質の場合には在炉時間、温度の影響で酸化ス
ケールが多く発生し、デスケーリングも困難なた
め歩留低下による生産性省資源並びに製品仕上げ
の観点から問題となつている。 従来、高温のもとでの鋼片スラブの酸化および
スケール発生を防止する為に多くの高温酸化防止
塗料が研究、開発されている。多くの塗料は、シ
リカ系−、マグシア系耐火物、低融点の金属又は
無機塩を含有するものであるが、Cu,Ni,Cr等
の含有スラブの鋼種や連続式またはパツチ式加熱
炉という操業方法の差異により、酸化−およびス
ケール発生防止並びに剥離性が不充分である等の
欠点がある。それ故に現在では、高級鋼スラブに
薄鉄板製保護カバーで鋼材表面をおゝつて加熱炉
に送入し、鋼材表面に酸化雰囲気が出来るだけ生
じない様にしてスラブスケール発生を防止してい
る。しかしこの薄鉄板保護カバーは、鋼材への取
付に多大な労力を必要とするのと共に、間接加熱
になるため加熱炉燃料の原単位の悪化要因とも成
つている。 高温酸化防止塗料は、酸化防止およびスケール
発生防止とともに、容易に剥離すること並びにス
ケールが発生した場合でもそのスケールが塗料と
共に圧延前に高圧水によつて容易に剥離するこ
と、要するにデスケーリングが容易であることが
要求される。もしスケールおよび塗料が圧延時に
残存したならば、製品の表面にキズが生じてしま
う。 そこで本発明者等は、これらの要求を満足する
高温酸化防止塗料を特願昭59−106526号及び同59
−106527号によつて提示した。特に良い効果を示
した特願昭59−106527号の高温酸化防止塗料は以
下の組成のものである: a 20〜50重量%の、セラミツク基材としての炭
化珪素、窒化珪素、安定化ジルコン、雲母の群
の内の少なくとも1種、 b 25〜50重量%のセラミツク助材としての以下
の3種のアルミナ アルミナ(1):α晶が大きく且つ焼結収縮率の小
さい扁平状微粒アルミナ、 アルミナ(2):焼成収縮が安定している100μ以
下の平均粒度の高α化率の扁平状粒状アルミ
ナおよび アルミナ(3):低水分含有量で中ソーダーグレー
ドの易焼結性超微粒アルミナ c 10〜40重量%のバインダーとしての中性リン
酸アルミニウム、コロイダルシリカ、アルミナ
ゾルの群の内の少なくとも1種、 d 5〜10重量%のFe,Cu,NiおよびCr粉の群
の内の少なくとも1種および e 5〜30重量%のセラミツク焼結促進剤として
の炭酸ナトリウム (但し、a)〜e)成分の合計は100重量%
である。) この塗料を鋼材上に塗布するに当つて、追加的
に約10〜15重量%(組成物全体量に対して)の水
を該当組成物に混入した場合に塗装作業性が向上
することが判つている。 しかしながらこの塗料を用いた場合には、特に
外気温の多い冬期に、連続式加熱炉の入口付近の
塗膜面に、鋼材と加熱空気との温度差により水蒸
気の凝結が発生し、この結露水滴が塗膜の一部を
溶失させてしまい、スケールの発生を生ぜしめる
ことが判つた。 これを避ける為には、鋼材に塗布された塗膜
を、連続式加熱炉にその鋼材を導入する以前に予
備加熱をして焼結し、塗膜の溶失を防ぐ必要があ
つた。しかしこれには、付加的な工程が必要とさ
れるだけでなく、多量のエネルギーを必要とし、
不経済である。 従つて本発明の課題は、上述の高温酸化防止剤
の優れた性質を悪化させることなしに、上記の問
題点を解決することである。 本発明者はこの課題が、特願昭59−106527号の
高温酸化防止塗料に、更にf)成分として 5〜25重量%(塗料のa)〜f)成分の合計を
基準として)の、耐水性の塗膜を形成する重合体
および/または共重合体の水性エマルジヨンまた
は水溶液 を混入した場合に解決し得ることを見出した。 f)成分として用いられる耐水性の塗膜を形成
する重合体および/または共重合体は、原則とし
て塗料の他の成分と混和し且つ鋼材上に耐水性の
塗膜を形成し得るものであり且つ水性エラルジヨ
ンまたは水溶液を形成するものであればよい。適
する重合体および共重合体としては以下のものが
挙げられる: ポリオレフイン、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテン等、またはオレフイン相互
の共重合体、またはオレフインと共重合し得る他
のモノマー例えばスチレン、酢酸ビニル、塩化ビ
ニル等のビニル系化合物との共重合体またはビニ
ル系単量体の重合体、例えばポリビニルアセテー
ト、ポリ塩化ビニル、部分的にまたは完全にケン
化されたポリビニルアルコール、ポリ(メタ)ア
クリレート、ポリアクリルニトリル、ポリアミ
ド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリ
エステル等、またはその他の塗膜形成性の通例の
あらゆる重合体または共重合体、あるいはこれら
重合体の混合物。 特に有利なf成分は、常温で乾燥して塗膜を形
成する酢酸ビニルの単一重合体または共重合体ま
たは塩化ビニルの単一重合体または共重合体の水
性エマルジヨンまたは水溶液、中でも酢酸ビニ
ル/エチレン−共重合体、酢酸ビニル/エチレ
ン/塩化ビニル−三元共重合体、ポリ塩化ビニル
の水性エマルジヨンまたは水溶液が適する。 f 成分の使用量は、固形分含有量として2.5〜
15重量%(塗料全体を基準とする)、殊に2.5〜
13重量%であるのが好ましい。2.5重量%より
少ないと実効が得られず、15重量%を超える
と、連続式加熱炉中においてこの成分の燃焼に
よつてガスが発生し、これが塗膜のフクレ、剥
離現象を惹き起し得る。 a 成分の基材としてのセラミツクは耐熱性が
高く(例えば炭化珪素は2200℃)その使用量
は、成分a),b),c),d)およびe)(以
下、全成分と略す)の合計の20〜50重量%の
範囲にある必要がある。20重量%より少い場
合にはち密な塗膜の形成が得られず、鋼材に
酸化雰囲気ガスの接触が多くなり所望の酸化
防止効果が得られない。50重量%より多いと
熱伝導性が低下し、加熱エネルギーの消費が
増しエネルギーロスとなる。 b 成分のセラミツク助剤としてのアルミナ
は、α化率の高い扁平状粒子〔アルミナ(1)お
よび(2)〕と易焼結性の超微粒子〔アルミナ
(3)〕との組合せ物である。 アルミナ(1)は、α晶が大きく、焼結収縮率
が小さく、殊に5%以下(1600℃、3時間)
でありそして扁平状の隠ペイ力に優れた、殊
に1〜10μの微粒子である。 アルミナ(2)は、焼成収縮が安定しており、
殊に収縮率が10μ以下(1600℃、3時間)で
あり、高α化率の平均粒度100μ以下、殊に
20μ以上、特に30〜60μを有しそして扁平状
の隠ペイ力に優れた粒子である。 アルミナ(3)は、低水分含有量であり、殊に
0.2〜0.3重量%のNa2O含有量の中ソーダー
グレードの1μ以下の平均粒度の易焼結性超
微粒子である。 成分b)は25重量%以下では、100μ以下
の塗膜の場合に充分な隠ペイ力あるち密な塗
膜を得ることができない。他方、50重量%以
上では、塗膜の剥離性が不良である。 アルミナ(1),(2)および(3)は、相互に1.5〜
3:0.5〜2:1〜3の重量比で用いた時に
有利な結果が得られることが判つている。 c 成分のバインダーは前記a)のセラミツク
基材の結合を安定化せしめるとともに鋼材と
の密着性を高めるもので、その使用量は全成
分の10〜40重量%の範囲にある必要がある。
このバインダーが10重量%以下では混合練成
物が固く鋼材面への密着力が得られない。40
重量%以上にしてもバインダー効果は不変で
ある。 d 成分の金属粉は加熱炉中に於ける酸化雰囲
気(一般的に排ガス中のO2:1〜2%)が
鋼材表面に接触することを避け、或は最少限
にくいとめるために還元雰囲気を保持するも
のである。5重量%は鋼材表面部が酸化雰囲
気となる最低限であり、又10重量%以上にな
ると鋼材と高温において反応或は溶着するこ
とから鋼材表面、所謂製品表面の性質を変化
せしめ、悪影響をもたらすことになる。 e 成分のセラミツク焼結促進材は、300〜800
℃において焼結するセラミツク基材並びにバ
インダーの焼結促進を行なわせしめるもの
で、塗料の混合練成物が固く、且つ鋼材表面
への密着強度を高め、ち密な塗膜をもたらす
役目を果す。 適正な焼結速度を保持するには5重量%が
下限である。これ以下であると焼結状態が悪
く(弱く)、混合練成物内の塗膜間強度が低
下し、酸化雰囲気の侵食域となつて鋼材表面
が悪化する。しかし30重量%以上ではセラミ
ツク基材のち密な塗膜が形成されず初期の目
的から逸脱してしまう。 本発明の塗料の場合、塗装作業性を向上させる
為に、f)成分に含まれる水分に加えて水を適当
量混入してもよい。塗料中に含まれる水分は、
f)成分に含まれる量も含めて約10〜15重量%
(塗料全体に対して)であるのが好ましい。 本発明の塗料は、上述の如くセラミツクを基材
とした塗膜間強度、鋼材表面への密着強度を高め
るとともに、中性で且つ薄い塗膜で熱伝導率が低
下しないことから省資源・作業性・省エネルギ
ー・環境雰囲気改善等多くの成果を達成する他
に、連続式加熱炉の入口付近における結露小滴に
よる塗膜の損傷の防止も達成している。 本発明の塗料は、50μ程度の薄い塗膜でも、充
分な酸化防止効果を示し、スケールの発生を防止
および抑制する。特殊・高級鋼材(Cu,Ni,Cr
入り)についても、これらの効果を示す。しかし
ながら、200μを越えると加熱は伝達が悪化し、
炉操業のヒートパターンを変更し、加熱時間延長
もやむなしの悪影響を生むことになり好ましくな
い。 以下の実施例によつて本発明を更に詳細に説明
する。 実施例 1 炭化珪素 15重量% 窒化珪素 5 〃 安定化ジルコニア 8 〃 中性リン酸アルミニウム 12 〃 Fe粉 3 〃 銅粉 3 〃 炭酸ナトリウム 6 〃 酢酸ビニル−エチレン共重合体 8 〃 エマルジヨン(固形分含有量50重量%) の他に、平均粒度5μで収縮率(1600℃、3時間)
5%以下の扁平状の高α晶アルミナ(これはアル
ミナ(1)に相当し、以下、アルミナ1と略す)20重
量%、平均粒度45μで収縮率(1600℃、3時間)
10%以下のα化率100%の扁平状アルミナ(これ
はアルミナ(2)に相当し、以下、アルミナ2と略
す)8重量%および0.25重量%のNa2O含有量の
平均粒度0.4μで且つ粒度分布0.1〜1.5μの中ソーダ
グレードのアルミナ(これはアルミナ(3)に相当
し、以下、アルミナ3と略す)12重量%並びに適
当量の水を含有する混合物を製造する。 この塗料を、無加熱状態の厚板用鋼材の超高張
力鋼、高張力鋼および普通鋼のそれぞれに50μお
よび100μの塗膜厚さで塗布し、24時間自然乾燥
した後に、耐水性試験として表面に5秒当り100
c.c./m2の割合で水道水を4時間噴霧して損傷状況
を見、鋼材を後記第1表に示す在炉時間および炉
温度のもとで加熱しそして圧延する。 スケールの発生状況および酸化防止塗料の耐水
性および剥離性について測定結果を第1表に示
す。 実施例 2 以下の成分を用いる他は、実施例1を繰り返え
す: 炭化珪素 5重量% 窒化珪素 15 〃 雲母 3 〃 アルミナ1 15 〃 アルミナ2 5 〃 アルミナ3 10 〃 中性リン酸アルミニウム 8 〃 コロイダルシリカ 8重量% Fe粉 2 〃 Cu粉 3 〃 Ni粉 3 〃 炭化ナトリウム 13 〃 酢酸ビニル−エチレン共重合体 10 〃 エマルジヨン(固形分含有量50重量%) 水 結果を第1表に示す。 実施例 3 以下の成分を用いる他は、実施例1を繰り返え
す: 炭化珪素 5重量% 安定化ジルコニア 5 〃 雲 母 5 〃 アルミナ1 12 〃 アルミナ2 7 〃 アルミナ3 8 〃 コロイダルシリカ 7 〃 アルミナゾル 5 〃 Cu粉 3 〃 Ni粉 2 〃 Cr粉 2 〃 炭酸ナトリウム 11 〃 酢酸ビニル−エチレン共重合体 18 〃 エマルジヨン(固形分含有量50重量%) 水 適当量 試験結果を第1表に示す。 実施例 4 以下の成分を用いる他は、実施例1を繰り返え
す: 炭化珪素 18重量% 安定化ジルコニア 5 〃 アルミナ1 10 〃 アルミナ2 10 〃 アルミナ3 7 〃 コロイダルシリカ 3 〃 アルミナゾル 17 〃 Fe粉 3 〃 Cu粉 5 〃 炭酸ナトリウム 20 〃 酢酸ビニル−エチレン−塩化ビニル共重合体
7 〃 エマルジヨン(固形分含有量50重量%) 水 適当量 試験結果を第1表に示す。 実施例 5 以下の成分を用いる他は、実施例1を繰り返え
す: 炭化珪素 15重量% 窒化珪素 3 〃 雲母 5 〃 アルミナ1 16 〃 アルミナ2 8 〃 アルミナ3 9 〃 コロイダルシリカ 13 〃 アルミナゾル 2 〃 Fe粉 3 〃 Ni粉 2 〃 Cr粉 2 〃 炭酸ナトリウム 7 〃 酢酸ビニル−エチレン−塩化ビニル共重合体
15 〃 エマルジヨン(固形分含有量50重量%) 水 適当量 試験結果を第1表に示す。 比較例 1 従来技術の高温酸化防止塗料として神東塗料
(株)製スケールガード(商標)1000を用いて、
実施例1を繰り返えす。試験結果を第1表に示
す。 比較例 2 以下の成分を用いる他は、実施例1を繰り返え
す: 炭化珪素 32重量% 中性リン酸アルミニウム 18 〃 Cu紛 5 〃 炭化ナトリウム 20 〃 アルミナ1 12 〃 アルミナ2 5 〃 アルミナ3 3 〃 水 適当量 試験結果を第1表に示す。
【表】
【表】 第1表から判る様に、本発明の酸化防止塗料は
優れた耐水性を有しておりそしてスケール発生度
および剥離性に関する優れた性質は、かゝる優れ
た耐水性の為に結露による塗膜流出が生じないこ
とが1つの理由と成つている。f)成分を除いた
成分は本発明の塗料と同じである比較例2(特願
昭59−106527)の塗料は、耐水性が悪く、連続式
加熱炉、バツチ炉共に結露による水分の影響がス
ケールの発生に認められる。 しかも本発明の塗料は、50μの塗膜厚さでも高
圧水でのデスケール処理にて完全に剥離し、この
点でも従来公知の塗料である比較例1のものと比
較して著しく優れている。尚、比較例2の塗料を
用いた場合には、圧延後に鋼板にキズが認められ
たが、本発明の塗料の場合にはキズが全く認めら
れなかつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 a 20〜50重量%のセラミツク基材としての
    炭化珪素、窒化珪素、安定化ジルコン、雲母の
    群の内の少なくとも1種、 b 25〜50重量%のセラミツク助材としての以下
    の3種のアルミナ アルミナ(1):α晶が大きく且つ焼結収縮率の小
    さい扁平状微粒アルミナ、 アルミナ(2):焼成収縮が安定している100μ以
    下の平均粒度の高α化率の扁平状粒状アルミ
    ナおよび アルミナ(3):低水分含有量で中ソーダーグレー
    ドの易焼結性超微粒アルミナ c 10〜40重量%のバインダーとしての中性リン
    酸アルミニウム、コロイダルシリカ、アルミナ
    ゾルの群の内の少なくとも1種、 d 5〜10重量%のFe,Cu,NiおよびCr粉の群
    の内の少なくとも1種 e 5〜30重量%のセラミツク焼結促進剤として
    の炭酸ナトリウムおよび f 2.5〜15重量%(固形分)の、耐水性の塗膜
    を形成する重合性および/または共重合体の水
    性エマルジヨンまたは水溶液 より組成され、但しa)〜f)成分の合計が100
    重量%である鋼材用高温酸化防止塗料。 2 アルミナ(1)が1〜10μの平均粒度を有し且つ
    焼結収縮率が5%以下(1600℃、3時間)である
    扁平状微粒子であり、アルミナ(2)が焼成収縮率が
    10%以下(1600℃、3時間)である平均粒度20μ
    以上、特に30〜60μの粒子でありそしてアルミナ
    (3)が0.2〜0.3重量%のNa2O含有量および1μ以下
    の平均粒度を有する微粒子である特許請求の範囲
    第1項記載の酸化防止塗料。 3 b成分のセラミツク助剤としてアルミナ(1),
    (2),および(3)を1.5〜3:0.5〜2:1〜3の重量
    比で含有する特許請求の範囲第1項または第2項
    記載の酸化防止塗料。 4 f成分が酢酸ビニルの単一重合体または共重
    合体または塩化ビニルの単一重合体または共重合
    体である特許請求の範囲第1〜3項のいずれか1
    つに記載の酸化防止塗料。 5 f成分やポリ塩化ビニル、酢酸ビニル/エチ
    レン−共重合体または酢酸ビニル/エチレン塩化
    ビニル−三元共重合体である特許請求の範囲第1
    〜4項のいずれか1つに記載の酸化防止塗料。
JP18383884A 1984-09-04 1984-09-04 鋼材用高温酸化防止塗料 Granted JPS6164813A (ja)

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JP6265378B2 (ja) * 2014-07-02 2018-01-24 株式会社タセト 鋼材熱処理用酸化防止剤

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