JPS6360806B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は鋼材の表面に塗布して加熱時の酸化を
防止するための酸化防止剤に関するものである。 鋼材は熱延あるいは鍛延等の塑性加工工程前に
加熱されるが、この際の酸化によるスケール発生
は減量とともに圧延時のスケール疵の原因ともな
り、また含Ni鋼、含Cu鋼においてはさらに粒界
酸化による圧延時の粒界割れをもともなうことか
ら、歩留低下の主要因として大きな問題となつて
いる。 従来このような酸化に関する防止対策として加
熱前の鋼材に酸化防止剤を塗布したり、あるいは
鋼材を鉄板で被覆・封入する方法が実施されてき
ている。酸化防止剤の塗布は鋼材の表面に高温酸
化雰囲気の浸入を阻止する耐熱塗膜を形成せしめ
ることを目的とし、この目的を達成するものとし
て種々の酸化防止剤が開発され一部は市販もされ
ているが、近年新鋼種の開発とともに高温化した
1250〜1600Kという加熱条件下で満足すべき結果
が得られ、かつ低コストのものはみあたらない。
また鉄板による被覆・封入は高温酸化雰囲気を遮
断するものとして酸化防止効果がある反面、これ
に要する材料費、作業費を綜合すると高コスト化
が避けられない。 本発明は以上のような現状に鑑み、塑性変形を
容易にする温度域を超える1250〜1600Kのような
高温加熱条件下での使用においても十分な耐熱性
と鋼材の酸化を防止する緻密な塗膜を形成せし
め、かつその塗膜は熱伝導において加熱効率をい
ちじるしく阻害するものでないことを目的とした
ものである。従つて本発明の要旨とするところ
は、前記特許請求の範囲に明記した如く、MgO
を30質量％以上含む耐火性骨材100質量部に対し
てガラス粉２〜15質量部および耐火性結合剤20〜
60質量部を加えたことを特徴とする鋼材酸化防止
剤にある。 本発明の構成要素中の耐火性骨材は塗膜に高密
度、高耐熱性および良好な熱伝導性を与えるとと
もに鋼材の酸化防止能を向上させるもので、マグ
ネシアクリンカー、ドロマイトクリンカー、マグ
クロクリンカー、マグネサイト、スピネル、オリ
ビンサンド等の塩基性耐火物が鋼材の加熱温度に
応じて適宜選択される。粒度は鋼材への塗布に際
してその容易性、塗膜組織の均一性からは小さい
ものがよいが実用的には−10メツシユであつて−
200メツシユを50質量％以上含むものであれば十
分に目的が達せられる。 またガラス粉は加熱初期の塗膜の形成を早める
とともに高粘性を与えてひび割れを防ぎ、これが
鋼材の加熱初期酸化を防止するのにきわめて有効
であるという実験から得られた知見にもとづいて
加えるものである。その含量は耐火性骨材100質
量部に対して２質量部未満では少な過ぎて効果な
く、15質量部を超えると鋼材に焼着を生じてその
肌を損じるので好ましくない。ガラス粉の粒度は
使用目的からみて細かいものがよく、市販品とし
て入手し得る平均粒径10μm程度のものが好まし
い。 耐火性結合剤は高温において塗膜の結合を強固
にし、酸化防止の機能を失なわしめないものとし
て水性シリカゾル、けい酸アルカリ水溶液、また
はアンモニア、アルミニウムのリン酸塩水溶液が
採用可能である。水性シリカゾルを選んだ場合は
前に述べた塩基性の耐火性骨材との混合による急
速なゲル化を緩和するためにゾル安定剤として例
えば含窒素水溶性有機化合物を添加するかまたは
添加したものが好ましい。また、水性シリカゾル
のシリカ換算固型分はゾル安定剤の添加により40
質量％まで含めることができ、含有量が高いほど
強固な結合力が生ずるが本発明の酸化防止剤では
５質量％以上でその目的を達成することができ
る。耐火性結合剤の含量は耐火性骨材100質量部
に対して20〜60質量部が適当であり、20質量部未
満では塗膜の構成に不足し、また60質量部を超え
ると過剰である。 水は使用時の作業の難易度と関連させて必要に
応じて適量（10質量％以下）加えてもよい。なお
以上のほかに鋼材本体に化学的な支障をきたさず
に塗布性を向上させられるものとして、デキスト
リン、CMC、リグニンスルフオン酸類、ポリ酢
酸ビニルエマルジヨン、ポリビニルアルコール、
ポリアクリル酸、イソブチレンマレイン酸等の水
溶性有機高分子化合物を少量加えてもよい。 本発明の酸化防止剤は加熱前の鋼材に塗膜を生
成せしめるものであるが、塗布方法は刷毛塗り、
浸漬、吹き付け等いずれの方法によつてもよく、
また構成材料中の固・液混合品でも固・液を分割
して施してもよい。酸化防止剤塗布時の鋼材の表
面温度は370K以下常温までが好ましく、塗布後
の鋼材は自然乾燥を経て加熱工程に入る。塗布量
は過少では十分な効果が期待できないが厚塗りし
てもより以上の効果がないばかりか経済的にも不
利となり、結局１〜1.5Kg／m²が適当である。 かくして本発明の酸化防止剤は鋼材の塑性加工
前加熱温度において強固で高密度の耐熱塗膜を形
成して鋼材の酸化を防止するものである。加熱の
初期においてはガラス粉の溶融によつて塗膜の形
成が早められるとともに高粘性が与えられて形成
塗膜のひび割れの発生が防止され、これによる初
期酸化の機会が除かれる。次いでMgOを30質量
％以上含む耐火性骨材のもつ特性に由来して塗膜
の熱伝導も良好であり、このことは加熱効率を低
下するものとはならない。またこの骨材からは特
に含Ni鋼において、加熱雰囲気に硫黄の存在す
る場合の有害な硫化物生成を阻止する効果も期待
できる。さらに、加熱温度が1250〜1600Kという
高温域においても良好な酸化防止効果を示すもの
である。 以下、本発明の実施の数例を詳述する。 実施例 １ −10メツシユで−200メツシユを66質量％含ん
だ粒度のマグネシアクリンカー74質量部、同様な
粒度のオリビンサンド26質量部、ガラス粉４質量
部、けい酸ナトリウム水溶液55質量部を混合して
20×50の大きさのSS41材に1.2Kg／m²となるよう
に刷毛塗りし、自然乾燥後1273Kおよび1573Kの
加熱炉中でそれぞれ30，60，90，120分間保持し
て酸化の進行度を試験した。比較試料として同
質・同寸法の無塗布試片を同時に加熱し、それぞ
れの酸化減量を測定し、その結果を加熱前試片重
量に対する減量％として第１表に示す。

【表】 実施例 ２ −10メツシユで−200メツシユを70質量％含ん
だ粒度のマグネシアクリンカー100質量部、ガラ
ス粉７質量部、シリカ換算固型分25質量％を含む
水性シリカゾル42質量部を混合して50×50×13の
大きさの９％Ni鋼材に1.3Kg／m²となるように刷
毛塗りし、自然乾燥後1423Kの加熱炉（雰囲気中
のO₂濃度＝２質量％）中で２時間保持したもの
の第２層スケール厚を測定した。比較試料として
同質・同寸法の無塗布試片およびそれに市販の酸
化防止剤（金属Cr系）を刷毛塗りしたものを同
時に加熱したのでこれらの結果を第２表にとりま
とめて表示する。

【表】 実施例 ３ 実施例２に示した組成の本発明品を1680×2250
×140の大きさの９％Ni鋼スラブに1.4Kg／m²とな
るように刷毛塗りし、自然乾燥後1423Kの加熱炉
（雰囲気中のO₂濃度＝２質量％）中で4.5時間保持
してから40mm厚に圧延したものにシヨツトブラス
トを施した後、表面肌を観察してスケール疵の発
生状況を調べた。比較試料として同様材に実施例
２で用いた市販品を刷毛塗りしたものおよびさら
にその上を0.6mm厚の薄鋼板で被覆したものも同
条件で試験に供した。結果の比較評価は、スケー
ル疵の程度を３分類し、Ａ＝全く発生していない
もの、Ｂ＝小程度で手入れを必要としないもの、
Ｃ＝手入れを必要とするもの、と定めてそれぞれ
の面積比（％）をもつてした。これを第３表に示
す。

【表】 以上の実施例から明らかなように本発明品は
1573Kの高温下でも良好な酸化防止効果を示して
おり、特に実施例３においては圧延後シヨツトブ
ラストを施したのみで表面手入れを要せずに次工
程に流せることが確認された。このことは市販品
塗布に薄鋼板被覆を加えたものに比し、大きく原
価低減に寄与するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ MgOを30質量％以上含む耐火性骨材100質量
   部に対してガラス粉２〜15質量部および耐火性結
   合剤20〜60質量部を加えたことを特徴とする鋼材
   酸化防止剤。 ２ 耐火性骨材が−10メツシユで−200メツシユ
   を50質量％以上含むマグネシアクリンカー、ドロ
   マイトクリンカー、マグ・クロクリンカー、マグ
   ネサイト、スピネル、オリビンサンドの中から選
   んだ１種または２種以上である特許請求の範囲第
   １項記載の鋼材酸化防止剤。 ３ 耐火性結合剤がシリカ換算固型分５〜40質量
   ％を含む水性シリカゾル、けい酸アルカリ水溶
   液、またはアンモニウム、アルミニウムのリン酸
   塩水溶液の中から選んだ１種または２種以上であ
   る特許請求の範囲第１項および第２項記載の鋼材
   酸化防止剤。 ４ 適量の水を加えた特許請求の範囲第１項ない
   し第３項記載の鋼材酸化防止剤。