DE2336668A1

DE2336668A1 - Verfahren zum schutz von metallen und feuerfesten produkten

Info

Publication number: DE2336668A1
Application number: DE19732336668
Authority: DE
Inventors: Minoru Kitayama; Hisao Odashima; Akimi Umezono; Susumu Yamaguchi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1972-07-20
Filing date: 1973-07-19
Publication date: 1974-08-29
Also published as: DE2336668C3; SE404813B; US3957673A; DE2336668B2

Description

Dipl.-Ing. H. Sauenland · D^.-Ing. R. König · Dipl.-Ing. K. Bergen

Patentanwälte · 4DDo Düsseldorf 30 · Cecilienallee ve ■ Telefon 432732

18. Juli 1973 28 796 K

"■; . NIPPON STEEL CORPORATION No. 6-3, 2-chome, Ote-machi, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

"Verfahren zum Schutz von Metallen und feuerfesten

Produkten"

Metalle werden üblicherweise nach einem mehrstündigen Glühen, im Falle von Stahl, bei 1150 bis 135O⁰C durch' Warmwalzen zu Brammen, Blöcken, Knüppeln, Stäben und dergleichen ausgewalzt, wobei die Glühbedingungen von der Stahlzusammensetzung und der Dicke abhängig sind« Beim Glühen bilden sich üblicherweise etwa 1,5 bis 2,0% Zunder, bei höheren Glühtemperaturen sogar etwa 3 bis 5% Zunder, womit ein erheblicher Werkstoffverlust verbunden ist. Ein weiterer Nachteil der Zunderbildung besteht darin, daß Zunderpartikel zwischen die Walzen gelangen und die Oberflächen beschädigen„

Es ist bereits bekannt, die zundergefährdeten Oberflächen vor dem Glühen mittels -eines Überzugs vor einer Zunderbildung zu schützen. Ein solcher Überzug muß einen ausreichenden Oxydationsschutz bei Temperaturen von etwa 1150 bis 135O°C besitzen und beim Warmwalzen leicht zu entfernen sein. Die bekannten Schutzüberzüge lassen sich jedoch beim Warmwalzen nur schwer von der Oberfläche des

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Glühgutes entfernen, so daß Reste des Überzugs auf der Glühgutoberfläche verbleiben und dort zu Fehlererscheinungen wie Narben, Einwalzungen und Abdrücken führen, die den Wert des Walzgutes erheblich beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen preiswerten Zunderschutz zu schaffen, der sich ohne Schwierigkeiten auf das Glühgut aufbringen läßt und einen hohen Schutz gegen eine Zunderbildung auch beimlangzeitigen Glühen bei Temperaturen über 1000 oder gar 1200⁰C ergibt. Außerdem ist die Erfindung auf eine Schutzschicht gerichtet, die sich beim Warmwalzen leicht entfernen läßt.

Die Lösung der vorerwähnten Aufgabe besteht in einem Verfahren, bei dem zum Schütze gegen eine Zunderbildung bei hohen Temperaturen auf die Oberfläche des Glühgutes ein Überzug aus Chromoxyd, Reduktionsmittel, feuerfestem Stoff oder Ton, Kieselsäure und Wasserglas aufgetragen wird. Dabei kann zunächst eine Trennschicht aus einem oder mehreren der Elemente Barium, Kalzium, Aluminium, Mangan, Chrom, Kupfer, Magnesium, Niob, Phosphor, Silizium, Titan, Zirkonium, Kobalt, Kadmium, Kalium, Lithium, Strontium, Zink, Natrium, Vanadin, Wismuth, Wolfram und Eisen, deren Oxyden, Karbonaten und sonstigen Verbindungen zusammen mit einem Bindemittel auf die Oberfläche des Glühgutes aufgetragen werden.

Das Trennmittel kann B₄O₇ , HB₄O₇", HSO₄"", SO₄ , S₂Oy , HS₂O₇", P₂O₇"", HP₂O₇", H₂PO₄", HPO₄"-, PO₄"" und H₃BO₃ und B₂O₃ einzeln oder nebeneinander enthalten. Geeignet sind auch Kieselsäure- oder Magnesiumoxydpulver, Porzellan, Montmorillonit, feuerfeste Massen auf Basis MgO-Cr₂O₃, MgO-SiO₂

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und Dolomit oder Ton.

Die Schutzschicht kann 1 bis 20 GT Cr₅O,,, i bis 20 GT Aluminium, Zink, Kupfer, Nickel, Kobalt, Mangan, Magnesium, Eisen, Chrom, Titan, Zirkonium, Strontium, Molybdän, Zinn, Indium, Kohlenstoff, Fe-,0^ und FeO einzeln oder nebeneinander, 5 bis 80 GT Kieselsäurepulver, Porzellan, Magnesiumoxydpulver, Montmorillonit, feuerfeste Massen auf Basis MgO-Cr₂O,, MgO-SiO₂ und Dolomit oder Ton, 5 bis 120 GT Kieselsäure und 5 bis 120 GT Wasserglas enthalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 den Gewichtsverlust infolge Zunderbildung in Abhängigkeit des Anteils der einzelnen Bestandteile eines Überzugs auf Basis Chromoxyd, Aluminium, Kaolin, Kieselsäure und Wasserglas;

Fig. 2 die Abhängigkeit des Eisenverlustes infolge Zunderbildung von der Auftragsmenge nach einstündigem Glühen bei 135O⁰Cj

Fig. 5 die Abhängigkeit des Eisenverlustes infolge Zunderbildung von der Dauer des Glühens bei 14OO°C für mit einer erfindungsgemäßen Schutzschicht versehenes Glühgut (Kurve A) und mit einer herkömmlichen Schutzschicht versehenes Glühgut (Kurve B) jeweils in einer Menge von 3,5 kg/m ;

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Fig. 4 ein Diagramm, aus dem sich, bezogen auf ein fünfstündiges Glühen bei 12< male Bentonitzusatz ergibt;

fünfstündiges Glühen bei 1200⁰C, der opti-

Fig. 5 die Abhängigkeit der für das Entfernen eines wasserglashaltigen Überzugs nach dem Glühen erforderlichen Zeit von der Trocknungszeit;

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen wasserglashaltigen, bei unter 7O°C getrockneten Überzug und

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen bei über 70⁰C getrockneten wasserglashaltigen Überzug.

Der erfindungsgemäße Überzug besteht aus Chromoxyd, einem Reduktionsmittel, einem feuerfesten Stoff oder Ton, Kieselsäure und Wasserglas. Als Reduktionsmittel eignen sich Aluminium, Kupfer, Nickel, Kobalt, Mangan, Magnesium, Eisen, Chrom, Titan, Zirkonium, Strontium, Molybdän, Zinn, Indium, Kohlenstoff, FeO und Fe^O^ einzeln oder nebeneinander. Als feuerfester Stoff sind außer Ton, Kieselsäure- und Magnesiumoxydpulver, Kaolin, Montmorillonit und feuerfeste Stoffe auf Basis MgO-CrpO·,, MgO-SiOp und Dolomit einzeln oder nebeneinander geeignet. Unter diesen sind Kaolin und Montmorillonit am wirksamsten.

Um optimale Mengenanteile zu ermitteln, wurden Stahlproben mit unterschiedlichen Überzügen der vorerwähnten Zusammensetzung versehen und zwei Stunden bei 1200⁰C geglüht; danach wurde der Gewichtsverlust festgestellt. Die bei den Versuchen ermittelten Daten ergeben sich aus den Diagrammen

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der Fig. 1. Danach erreicht der Zunder- bzw. Eisenverlust ein Minimum, wenn die Schutzschicht aus 1 bis 20 GT Chromoxyd, 1 bis 20 GT Aluminium, 5 bis 80 GT Kaolin, 5 bis 120 GT Kieselsäure und 1 bis 120 GT Wasserglas besteht und der Bedingung

^Si02¥Gl ^{+ Si0}2

= 0,005 bis 0,3

genügt. Die vorstehende Bedingung zeigt, daß die Wirksamkeit des Überzugs unter anderem vom Verhältnis des Natriumoxyds und der Gesamtkieselsäure im Wasserglas abhängig ist.

Bei weiteren Versuchen wurde der Gewichtsverlust des Stahls nach folgenden Bedingungen berechnet:

(Gewichtsverlust des Stahls infolge Zunderbildung) = (Gewicht des Stahls vor dem Auftragen eines Überzugs) - (Gewicht nach einer elektrolytischen Reduktion).

Die Elektrolyse wurde mit der Stahlprobe als Kathode in 10%-iger Schwefelsäure durchgeführt und dauerte eine Stunde bei einer Kathodenstromdichte von 2 A/dm .

Ähnlich günstige Ergebnisse stellten sich bei weiteren Versuchen ein, bei denen das Aluminium durch eines oder mehrere der obenerwähnten weiteren Reduktionsmittel, das Kaolin oder der Ton durch Magnesiumoxyd- oder Montmorillonitpulver oder

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feuerfeste Stoffe auf Basis MgO-Cr₂O₃, MgO-SiO₂ oder Dolomit ganz oder teilweise ersetzt wurden. Demzufolge kann die Überzugsmasse 1 bis 20 GT Chromoxyd, 1 bis 20 GT Reduktionsmittel, 5 bis 80 GT feuerfeste Stoffe oder Ton, 5 bis 120 GT Kieselsäure und 5 bis 120 GT Wasserglas enthalten, sofern sie der obenerwähnten Bedingung genügt.

Bei einem Vergleich mit' einem bekannten Mittel zum Verhüten einer Zunderbildung zeigte sich, daß die erfindungsgemäße Überzugsmasse bei einem Langzeitglühen bei Temperaturen über 1000⁰C eine hohe Überlegenheit besitzt. Insbesondere bei Temperaturen über 1200⁰C zeigte sich die bis zu Hundertfache Überlegenheit der erfindungsgemäßen Überzugsmasse, wie das Diagramm der Fig. 3 eindeutig belegt. Die zunderverhütende Wirkung der erfindungsgemäßen Masse läßt sich in der Weise erklären, daß beim Erhitzen bis zu Temperaturen von 400 bis 45O⁰C das Wasserglas einen so dichten Überzug bildet, daß der Luftsauerstoff nicht zur Stahloberfläche vordringen kann. Im Temperaturbereich von 450 bis 500⁰C unterliegt das Wasserglas einer Umwandlung/ bildet jedoch mit weiter steigender Temperatur erneut einen wirksamen halbgeschmolzenen Überzug, während mit steigender Temperatur auch die Menge des diffundier-enden Sauerstoffs zunimmt, dieser jedoch von dem Reduktionsmittel im Überzug als Oxyd stabil abgebunden und dadurch eine weitere Diffusion zur Stahloberfläche inhibiert wird. Bei Temperaturen über 1000°C reagiert der dennoch bis zur Stahloberfläche vorgedrungene Sauerstoff mit dem Eisen und bildet Eisenoxyd, das dann seinerseits vornehmlich mit der Kieselsäure und der Tonerde

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des feuerfesten Stoffs reagiert und einen dünnen, halbgeschmolzenen Überzug aus 2 FeO₀SiOg, FeO₈Al₂O, etc. bildet und die Stahloberfläche gegen einen weiteren Zutritt von Sauerstoff dicht absperrt.

Ein glasiger, halbgeschmolzener Überzug ergibt sich auch, wenn das Kaolin ganz oder teilweise durch einen der anderen feuerfesten Stoffe oder Ton ersetzt ist. Wasserglas besteht üblicherweise aus Natriumoxyd und Kieselsäure; seine Viskosität ist bei hohen Temperaturen abhängig vom Verhältnis von Natriumoxyd zu Kieselsäure. So beträgt die Viskosität bei 14OO°C im Falle von 2Na₂O₀SiO₂ 1,0 Poise, bei Na₀O.SiO₉ 1,6 Poise, bei Na_o0.2Si0_o 280 Poise und als

10 Grenzwert die Viskosität von Kieselsäure allein 10 Poise. Aus diesem Grunde muß das Verhältnis von Natriumoxyd zu Kieselsäure so eingestellt werden, daß der sich bildende Überzug in der Lage ist, der Volumenausdehnung des Metalls •beim Erwärmen auf Temperaturen über 1000⁰C ohne Rissbildung zu folgen. Wasserglas wird unter den Bezeichnungen Nr. 1, Nr₀ 2 und Nr. 3 entsprechend den Zusammensetzungen Na₂O.2SiO₂, Na₂O.2,5SiO₂ und Na₂O₉3SiO₂ gehandelt. Durch Versuche konnte festgestellt werden, daß das Wasserglas den vorerwähnten Anforderungen genügt, wenn 5 bis 120 GT der vorerwähnten Qualitäten 5 bis 20 GT Kieselsäure zugesetzt werden, um das Verhältnis von Natriumoxyd und Kieselsäure entsprechend der folgenden Bedingung einzustellen:

^Na2°WGl

^Si02WGl ^{+ Si0}2~^Zusatz

= 0,005 bis 0,3.

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Aus der vorerwähnten Gleichung läßt sich ohne weiteres der erforderliche Kieselsäurezusatz berechnen.

Das Chromoxyd liegt meistens als sehr feines Pulver vor; es führt daher zu einem sehr dichten Überzug und verhindert auf diese Weise eine Zunderbildung. Bei den Verfahren zur Verhinderung einer Zunderbildung werden auf die Brammen und Blöcke Überzüge aufgebracht, die vor dem Walzen erst entfernt werden müssen. Dieses Entfernen wird durch die Anwesenheit von Chromoxyd in der Überzugsmasse erheblich erleichtert. Enthält der Überzug zudem noch eine geringe Menge Bentonit, so wird nicht nur dessen Entfernen sondern auch der Oxydationsschutz weiterhin verbessert. Wie sich aus dem Diagramm der Fig. 4 ergibt, beträgt der Bentonitgehalt der Überzugsmasse vorzugsweise 0,5 bis 5 GT.

Die Auftragmenge beträgt vorzugsweise mindestens 0,3 kg/m Die erfindungsgemäße Schutzschicht eignet sich nicht nur zum Schütze von Eisen und Stahl sondern auch anderer Metalle. Des weiteren ist die Überzugsmasse auch für Nichtmetalle, beispielsweise für feuerfeste Produkte geeignet, die eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und höhere Lebensdauer besitzen, wenn sie mit einem erfindungsgemäßen Überzug versehen sind. Außer dem minimalen Zunder ist die erfindungsgemäße Überzugsmasse insofern mit einem weiteren Vorteil verbunden, als sich der Überzug beim Abkühlen außerordentlich gut entfernen läßt, so daß keine Gefahr besteht, daß Überzugsreste auf der Oberfläche verbleiben und zu Walzfehlern führen. Schließlich enthält die Überzugsmasse keine Stoffe, die zu .einer Luftverschmutzung führen, d.h. beim Er-

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wärmen und Glühen werden keine giftigen oder verunreinigenden Gase frei.

Die erfindungsgemäße Überzugsmasse kann direkt oder im Anschluß an eine Trennschicht auf die zu schützende Oberfläche aufgetragen werden.

Die Trennschicht dient einem besseren Ablösen des Überzugs und besteht aus Barium, Kalzium, Aluminium, Mangan, Chrom, Kupfer, Magnesium, Niob, Phosphor, Silizium, Titan, Zirkonium, Kobalt, Kadmium, Kalium, Lithium, Strontium, Zink, Natrium, Vanadin, Wismuth, Wolfram und Eisen einzeln und nebeneinander sowie deren Oxyden und Karbonaten in Mischung mit einem Bindemittel. Ein derartiges Trennmittel wird in einer Menge von mindestens 0,05 mol/m aufgetragen. Auf diese Weise bildet sich beim Glühen eine Eisenverbindungen enthaltende Oxydschicht unter der eigentlichen Schutzschicht, die leicht entfernt werden kann.

Als Bindemittel eignen sich Wasserglas, kolloidale Kieselsäure, gegebenenfalls in Mischung mit einer geringen Menge CrO, und/oder Na₂Cr₂Oy sowie wasserlösliche Polymere wie CMC, MC und PVA. Wird beispielsweise auf einen Stahl eine Trennschicht aus Bariumkarbonat und einem Bindemittel sowie darauf eine Schutzschicht aufgetragen, dann können durchaus Spuren von Sauerstoff durch die Schichten diffundieren und beim Glühen an der Stahloberfläche Eisenoxyde bilden. Da sich das Bariumkarbonat bei 1450⁰C zersetzt, führen die vorerwähnten Oberflächenoxyde zu einer Verringerung der Zersetzungstemperatur, so daß sich freies Barium mit den Eisenoxyden zu einer Bariumferrat-Schicht (BaFeO^) zwischen der Stahloberfläche und der Schutz-

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- ίο -

schicht umsetzen kann. Bei der Verwendung von Titanoxyd anstelle von Bariumkarbonat setzt sich das Titanoxyd mit den Oxyden des Eisens um und bildet eine Schicht aus Eisentitanat FeCTiO₂, FeO.2TiO₂, 2FeO.TiO₂, Fe₂O₃.TiO₂, etc.

In ähnlicher Weise bilden sich auch zwischen den anderen Bestandteilen der Trennschicht und den Eisenoxyden neue Verbindungen bzw. Überzüge. Diese sind jedoch außerordentlich brüchig und besitzen ein geringes Haftvermögen, so daß die Trennschicht zusammen mit der Schutzschicht beim Walzen mühelos entfernt werden kann.

Nachfolgend werden einige besonders bevorzugte Trenn- bzw, Überzugsmassen des näheren erläutert.

In der nachfolgenden Tabelle I ist das Gewichts verhältnis Bariumkarbonat/Wasserglas in der Trennschicht mit einem darauf befindlichen Überzug der Entfernbarkeit nach einem Glühen bei 125O⁰C gegenübergestellt. Dabei bedeutet die Wertzahl 1 ein 100?6-iges Entfernen im Zunderbrechgerüst, die Wertzahl 2 ein 95 bis 99#-iges Entfernen und die Wertzahl 3 ein unter 95%-iges Entfernen.

Die Trennschicht wurde in einer Menge von 1 mol/m aufgetragen. Auf die Trennschicht folgte jeweils ein Überzug aus Chromoxyd, Reduktionsmittel, feuerfestem Stoff, Kieselsäure und Wasserglas in stets gleichbleibender Menge.

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Tabelle I

BaCO₅ :

Wasserglas 10:0,1 10:0,5 10:1 10:2 10:4 10:10 10:15 10:20

Entfernbarkeit

Die Daten der Tabelle I zeigen, daß die optimalen Mischungsverhältnisse bis 10:10 gehen. Dies erklärt sich dadurch, daß bei höheren Wasserglasmengen die Konzentration des Bariumkarbonats abnimmt und dadurch die Haftfestigkeit zwischen der Trennschicht und der Stahloberfläche sowie die Zähigkeit der Trennschicht erhöht werden«,

Wird der Anteil an Wasserglas unter 0,1 GT verringert, dann ist das Haftvermögen der Trennschicht auf der zu schützenden Oberfläche zu gering. Solange sich jedoch noch eine Schutzschicht aufbringen läßt, wirkt sich die Schwäche der Trennschicht nicht nachteilig auf die Entferribarkeit der Schutzschicht aus. Aus der nachfolgenden Tabelle II ergibt sich die Abhängigkeit der Entfernbarkeit von der Auftragmenge für ein Trennmittel aus 10 GT Bariumkarbonat und 2 GT Wasserglas nach einem Glühen bei 1250⁰C mit einem Schutzüberzug derselben Menge und Zusammensetzung wie im Falle des Versuchs der Tabelle I₀ .

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Tabelle II

Trennmittelauftrag

(kg/m²) 0.01 0.05 0.1 0.5 1.0 5.0 10.0 20.0 30.0

Entfernbarkeit

Die Daten der Tabelle II zeigen, daß sich mit einem Trennmittelauftrag von mindestens 0,05 mol/m gute Ergebnisse erzielen lassen. Der Trennmittelauftrag kann ohne Beeinträchtigung der Entfernbarkeit auch größer sein, doch ist damit kein Vorteil verbunden, wenn man bedenkt, daß das Trennmittel verhältnismäßig teuer ist. Vorzugsweise beträgt der Trennmittelauftrag daher höchstens 20 bis 30 mol/m².

Bei einem weiteren Versuch wurde die Oberfläche einer Bramme in drei Zonen unterteilt und die" mittlere Zone mit einem Gemisch aus Bariumkarbonat und Wasserglas im

Verhältnis 10:2 und einer Menge von 1 mol/m überzogen. Danach wurde die im Zusammenhang mit Tabelle I erwähnte Schutzschicht aufgebracht. Eine weitere Zone blieb völlig ohne Überzug, während die dritte Zone lediglich mit der Überzugsmasse versehen wurde. Nach einem Trocknen wurde die Bramme vier Stunden bei 1250⁰C im Ofen geglüht.

Nach dem Glühen durchlief die Bramme zunächst einen Zunderbrecher und dann ein Warmwalzwerk. Dabei wurde der Zun-

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der mittels Hochdruckwassers mit einem Druck über 100 at vor und hinter jedem Zunderbrecher entfernt. Nach dem Verlassen des Zunderbrechers wurde die Brammenoberfläche untersucht, um festzustellen, ob und wieviel des Zunders bzw. des Überzugs entfernt waren. Dabei wurde festgestellt, daß im unbehandelten Teil der Bramme einige Zunderteilchen zurückgeblieben waren. Andererseits war in dem lediglich mit dem Schutzüberzug versehenen Teil fast der gesamte Überzug zurückgeblieben. Im Gegensatz dazu war die mit einer Trennschicht und einem Schutzüberzug versehene Oberfläche nach dem Verlassen des Zunderbrechers völlig frei von irgendwelchen Rückständen.

Nach dem Warmwalzen zeigte sich, daß die unbehandelte Oberflächenzone eine große Zahl von Narben und Einwalzungen aufgrund von Zunderrückständen aufwies, während der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Teil der Walzgutoberfläche völlig frei und sauber war. Der lediglich mit dem Schutzüberzug versehene Teil der Oberfläche wies dagegen einige Narben aufgrund von Überzugsresten auf; außerdem befanden sich einige Restedes Überzugs an der Walzenoberfläche. Der vorerwähnte Versuch beweist, daß sich der erfindungsgemäße Überzug außerordentlich gut entfernen läßt. Demzufolge ließ sich die Zahl der Oberflächenfehler durch Zunder und Überzugsreste sowie die Kosten für eine Oberflächenbehandlung in starkem Maße verringern.

Die Trennschicht unter der Schutzschicht bildet beim Glühen auf der zu schützenden Oberfläche einen Überzug mit hervorragender Entfernbarkeit.

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Beim Glühen gelangt auch durch die erfindungsgemäße Schutzschicht eine geringe Menge Sauerstoff zur Stahloberfläche und bildet dort geringe Mengen Eisenoxyde; außerdem kann es zu Reaktionen zwischen dem Eisen und der Überzugsmasse kommen, wodurch die Entfernbarkeit der Schutzschicht verbessert wird. Die Trennschicht zwischen der zu schützenden Oberfläche und der Schutzschicht schmilzt jedoch bei Temperaturen von 500 bis 1100⁰C und löst dabei die Oxyde, so daß sich zwischen der Oberfläche und der Schutzschicht eine die Entfernbarkeit verbessernde Schmelzschicht ergibt.

Handelt es sich um ein wasserlösliches Trennmittel, wie beispielsweise B^O₇ , dann kann dieses als wässrige Lösung aufgetragen werden. Weniger gute oder gar nicht wasserlösliche Trennmittel werden dagegen in Mischung mit einem Bindemittel aufgetragen. Als Bindemittel kommen Wasserglas und wasserlösliche Harze wie CMC- und FVA-Harze infrage. Der Bindemittelanteil wird so eingestellt, daß sich gerade das erforderliche Haftvermögen ergibt.

Das Trennmittel wird vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 2,5 mol/m aufgetragen. Geringere Auftragmengen bleiben ohne Wirkung, während größere Auftragmengen zu einem Herunterfließen und in extremen Fällen zu einem Aufbrechen der Schutzschicht sowie zum Herausfließen des Trennmittels führen können.

Bei Versuchen mit Na₂B^O₇ als Trennmittel ergaben sich unter im übrigen denselben Bedingungen wie bei den Versuchen im Zusammenhang mit Tabelle I folgende Daten:

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Tabelle III

Trennmittelauftrag 0.005 0.01 0.05 0.1 0.5 1.0 2₀0 2.5 3.0 (mol/m²)

Entfernbar-

keit 3 1 1 111112

Das erfindungsgemäße Trennmittel läßt sich auch zusammen mit herkömmlichen Überzügen verwenden und verbessert deren Entfernbarkeit beim Warmwalzen. Besonders geeignet sind jedoch Wasserglas enthaltende Massen, beispielsweise aus Chromoxyd, Metallpulver, Schamotte, Kieselsäure und Wasserglas; bei ihnen ergibt sich eine bemerkenswerte Verbesserung der Entfernbarkeit. Niedriglegierte Stähle, beispielsweise 9% Nickel oder Kupfer enthaltende Stähle,unterlagen bislang dem Nachteil, daß sie wegen ihrer festhaftenden und schlecht entfernbaren Zunderschicht vom Ofenglühen zahlreiche Oberflächenfehler wie Narben, Einwalzungen und Abdrücke aufwiesen. Dieser Nachteil läßt sich jedoch mit einer erfindungsgemässen Schutzschicht vermeiden.

Bei einem Versuch wurde die Oberfläche eines 0,5% Kupfer enthaltenden Stahls in drei Bereiche unterteilt. Der mitt-

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lere Bereich wurde mit einer wässrigen Borlösung in einer Menge von 0,25 mol/m versehen und anschliessend eine Schutzschicht aus Chromoxyd, Reduktionsmittel, feuerfestem Stoff, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 3 kg/m aufgetragen. Ein Teil der Oberfläche blieb unbehandelt bzw. völlig frei, während der dritte Teil lediglich mit der vorerwähnten Deckschicht versehen wurde„ Nach einem Trocknen wurde die Bramme fünf Stunden bei 1230⁰C im Ofen geglüht und anschliessend warmgewalzt.

Beim Warmwalzen durchlief die Bramme zunächst einen Zunderbrecher und eine Walzstraße, wobei der Zunder jeweils mithilfe von Druckwasser mit einem Druck über 100 at vor und nach dem Walzenbrecher und dem Fertiggerüst entfernt wurde. Bei diesem Versuch wurde die Brammenoberfläche hinter dem Zunderbrecher untersucht, um festzustellen, in welchem Maße Zunder und Schutzschicht entfernt waren. Dabei wurden auf dem unbehandelten Oberflächenteil einige Zunderreste festgestellt. Andererseits war der lediglich mit der Schutzschicht versehene Oberflächenteil noch fast völlig bedeckt. Im Gegensatz dazu war die Brammenoberfläche in dem mit der Trenn- und der Schutzschicht versehenen Oberflächenbereich völlig frei.

Hinter dem Fertiggerüst wies die Walzgutoberfläche in dem unbehandelten Teil zahlreiche Narben und Einwalzungen auf. In dem lediglich mit der Schutzschicht versehenen Oberflächenteil zeigten sich dagegen Einwalzungen von Überzugsresten, die sich auch auf der Walzenoberfläche wiederfanden „

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Im Gegensatz dazu war die Walzgutoberfläche in dem mit der Trenn- und der Schutzschicht versehenen Teil völlig frei und sauber» Die Oberflächenrauhigkeit ergab einen maximalen Abstand zwischen größter Tiefe und höchster Erhöhung von unter 0,03 mm.

Der zuvor geschilderte Versuch zeigt deutlich, daß ein völliges Entfernen der Schutzschicht beim Warmwalzen ohne weiteres möglich ist.

Auf diese Weise können die durch Reste der Schutzschicht verursachten Fehler und die Zahl der Narben, Einwalzungen und Abdrücke durch auf der Walzenoberfläche haftende Reste erheblich vermindert werden, so daß sich weitaus geringere Kosten für die Oberflächenbehandlung ergeben. Bei einem weiteren Versuch wurden Mischungen mit einem oder mehreren feuerfesten Stoffen und Ton auf eine Bramme und anschließend eine Schutzschicht aufgetragen. Die Trenn- ■ schicht bildete beim Erwärmen einen dünnen, feste Teilchen enthaltenden Überzug unter der Schutzschicht. Eine derartige Trennschicht ist angesichts der festen Teilchen brüchig und besitzt nur ein geringes Haftvermögen, so daß sie sich zusammen mit der darübe-r befindlichen Schutzschicht beim Warmwalzen ohne weiteres von der Walzguteroberfläche entfernen läßt. Die Trennschicht führt dabei zu keiner Beeinträchtigung des Oxydationsschutzes der Schutzschicht.

Unter den obenerwähnten Trennmitteln sind Kaolin, insbesondere Schamotte, Ton, Pulver und Montmorillonit besonders zu bevorzugen.

Die Trennmittelpulver werden als Dispersion in einem Binde-

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mittel verwendete Als Bindemittel eignen sich Wasserglas, kolloidale Kieselsäure, gegebenenfalls mit geringen Mengen an CrO, und/oder Na₂Cr₂Oy. Bei der Verwendung von Wasserglas als Bindemittel ergibt sich nach dem Auftragen und Trocknen ein zäher Überzug. Das Trocknen bei üblichen Temperaturen dauert jedoch normalerweise verhältnismäßig lange. Um daher die Trocknungszeit zu verkürzen, wird vorzugsweise kolloidale Kieselsäure verwendet; dieser werden jedoch im Gegensatz zu Wasserglas vorzugsweise CrO, und/oder Na₂Cr₂Oy zugesetzt, um die Trocknungszeit, zu verringern.

Die Tabelle IV zeigt den Zusammenhang zwischen dem Mischungsverhältnis von Kaolin und Wasserglas einerseits und der Entfernbarkeit der Trennschicht mit einer darüberliegenden Schutzschicht andererseits,, Bei den Versuchen wurden die einzelnen Trennmittel in einer Menge

von 1 kg/m aufgetragen. Danach wurde die im Zusammenhang mit dem Versuch zu Tabelle I erwähnte Schutzschicht aufgebracht und bei 1250°C geglüht.

Tabelle IV

Kaolin : Wasserglas 10:0,1 10:0,5 10:1 10:2 10:5 10:10 10:15 10:20

Entfernbarkeit

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Die Daten der Tabelle IV zeigen, daß sich bis zu einem Mischungsverhältnis von 10:10 eine optimale Entfernbarkeit ergibt. Bei einer Wasserglaskonzentration über 10 GT ist die Kaolinkonzentration dagegen so gering, daß das Haftvermögen auf der Stahloberfläche und die Zähigkeit der Trennschicht erhöht werden. Liegt die Wasserglaskonzentration dagegen unter 0,1 GT, dann ergeben sich Schwierigkeiten beim Auftragen, obgleich die gute Entfernbarkeit erhalten bleibt.

Bei weiteren Versuchen wurde die Auswirkung unterschiedlicher Auftragmengen unter den Bedingungen der vorerwähnten Versuche untersucht. Dabei ergaben sich die aus der nachfolgenden Tabelle V ersichtlichen Daten.

Tabelle V

Auftragmenge 0,05 0.1 0.2 0.5 1.0 5.0 10.0 20.0 30.0 (kg/m²)

Entfernbarkeit 3 11111 1 1 1

Die Daten der vorstehenden Tabelle zeigen, daß sich bei

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Auftragmengen ab 0,1 kg/m gute Ergebnisse erzielen lassen. Geringere Auftragmengen führen dagegen zu einer unzureichenden Entfernbarkeit der Schutzschicht. Die zuvor geschilderten Ergebnisse lassen sich auch mit anderen Trennmitteln nach der Erfindung erzielen.

Aufgrund weiterer Versuche wurde festgestellt, daß die Entfernbarkeit der Schutzschicht trotz des bevorzugten Trocknens der Schutzschicht bei erhöhter Temperatur zwecks Verringerung der Trocknungszeit bei zu hoher Trocknungstemperatur beeinträchtigt wird. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, daß die Entfernbarkeit der Schutzschicht nicht beeinträchtigt wird, wenn eine Wasserglas enthaltende Schutzschicht bei Temperaturen unter 70⁰C getrocknet wird.

Um die Abhängigkeit der Entfernbarkeit der Schutzschicht von der Trocknungszeit zu veranschaulichen, wurde ein Versuch durchgeführt, bei dem mehrere Stahlbrammen mit einer Wasserglas enthaltenden Schutzschicht versehen und diese bei verschiedenen Temperaturen getrocknet wurden.Die überzogenen Brammen wurden dann vier Stunden bei 1250⁰C geglüht und dann mit einem Wasserstrahl von 20 at Druck: behandelt, um die Zeit bis zum völligen Entfernen der Schutzschicht zu messen. Aus Fig. 5 ergibt sich die Abhängigkeit der Zeit zum Entfernen der Schutzschicht von der Trocknungstemperatur.Der Kurvenverlauf im Diagramm der Fig.5 zeigt deutlich, daß mit einer Erhöhung der Trocknungstemperatur zur Verkürzung der Trocknungszeit auch die Entfernbarkeit der Schutzschicht schlechter wird. Die gute Entfernbarkeit bleibt jedoch bei Trocknungszeiten unter 70°C erhalten. In Fig. 6 ist in schematischer Darstellung ·

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ein Querschnitt durch eine unter 70 C getrocknete Schutzschicht wiedergegeben, während sich die zeichnerische Darstellung in Fig. 7 auf eine bei einer Temperatur über 70⁰C getrocknete Schutzschicht bezieht.

Bei einer Trocknungstemperatur über 70⁰C reagiert das Wasserglas der Schutzschicht mit dem Kohlendioxyd der Luft und bildet auf der Schutzschicht eine dünne Sperrschicht, so daß das in der Schutzschicht enthaltende Wasser nicht entweichen kann und die in Fig. 7 dargestellten Blasen bildet. Eine auf diese Weise entstehende zellulare Schicht erlaubt der im Wasserglas enthaltenden Kieselsäure und dem beim Glühen auf der Glühgutoberfläche entstehenden Eisenoxydul miteinander zu reagieren, so daß eine große Menge 2FeO.SiO₂ entsteht und die Schutzschicht flexibel wird und sich schlecht entfernen läßt.

Die Entfernbarkeit einer Wasserglas enthaltenden Schutzschicht ist abhängig von den bei Temperaturen über 70⁰C stattfindenden Reaktionen, weswegen die Glühgutoberfläche beim Auftragen der Schutzschicht unter 70⁰C gehalten werden sollte. Beim üblichen Warmwalzen von Stahl unterliegen die Brammen in einem Zunderbrecher einem leichten Druck und werden mit Hochdruckwasser mit einem Druck von 100 bis 200 at behandelte Bei einer erfindungsgemäßen, Wasserglas enthaltenden Schutzschicht genügen dagegen bereits einige Atmosphären Wasserdruck.

Beispiel 1
Eine Überzugsmasse aus

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VJl	GT	Cr₂O₃
VJl	GT	Aluminiumpulver
40	GT	Kaolin,
40	GT	Kieselsäure,
30	GT	Wasserglas,
40	GT	Wasser

wurde in einer Menge von 2 kg/m auf ein poliertes Blech aufgetragen und bei Raumtemperatur getrocknet. Das mit der Schutzschicht versehene Blech wurde drei Stunden bei 1350⁰C gehalten und dann untersucht. Dabei ergab sich ein Gewichtsverlust von 5 mg/cm

Beispiel 2 Eine Überzugsmasse aus

10 GT ₂₃, 15 GT Zink, 60 GT Montmor-iiDonit, 20 GT Kieselsäure, 30 GT Wasserglas, 60 GT Wasser

wurde in einer Menge von 1 kg/m auf ein Blech aufgetragen und bei 50⁰C getrocknet. Das Blech wurde alsdann fünf Stunden bei 1000⁰C geglüht, wonach sich ein Gewichtsverlust von nur 0,5 mg/cm ergab.

Beispiel 3 Eine Überzugsmasse aus

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10 GT Cr₂O₃,

3 " Aluminiumpulver,

60 ·' Schamotte,

35 " Kieselsäure,

30 " Wasserglas,

30 » Wasser

wurde in einer Menge von 1,5 kg/m auf ein poliertes Stahlblech aufgetragen und, bei Raumtemperatur getrocknet«, Das mit dem Überzug versehene Blech wurde alsdann vier Stunden bei 1350 C geglüht, wonach sich ein Gewichtsverlust von 6 mg/cm ergab.

Beispiel 4
Eine Überzugsmasse aus

15	GT	Cr₂O₃,
50	11	Kaolin,
10	Il	Aluminiumpulver,
60	Il	Kieselsäure,
2	Il	Bentonit,
40	Il	Wasserglas,
40	Il	Wasser

wurde in einer Menge von 3 kg/m auf ein Stahlblech aufgetragen und bei 80⁰C getrocknet. Das Blech wurde alsdann vier Stunden bei 14OO°C geglüht, wonach sich ein Gewichtsverlust von 12 mg/cm ergab.

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Beispiel 5
Eine Überzugsmasse aus

10	GT	Cr₂O₃,
40	I!	Kaolin,
5	Il	Zink,
30	Il	Kieselsäure,
40	Il	Wasserglas,
40	Il	Wasser

wurde in einer Menge von 1,5 kg/m auf ein Aluminiumblech aufgetragen und bei 80⁰C getrocknet. Das mit der Schutzschicht versehene Aluminiumblech wurde fünfzig Stunden bei 600°C geglüht und unterlag einem Gewichtsverlust von 1,5

mg/cm .

Beispiel A

Im Rahmen eines Vergleichsversuches wurde eine handelsübliehe Überzugsmasse in einer Menge von 3 kg/m auf ein Stahlblech aufgetragen und bei Raumtemperatur getrocknet. Das Blech wurde alsdann drei Stunden bei 1000⁰C geglüht und un-

terlag einem Gewichtsverlust von 240 mg/cm .

Beispiel B
Bei einem weiteren Vergleichsversuch wurde eine handelsüb-

liehe Überzugsmasse in einer Menge von 4 kg/m auf ein Stahlblech aufgetragen und bei 60 C getrocknet. Das Blech wurde

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alsdann vier Stunden bei 120O⁰C geglüht und unterlag dabei einem Gewichtsverlust von 580 mg/m .

Beispiel C

Zum Vergleich wurde schließlich ein Stahlblech ohne Überzug vier Stunden bei 1280°C geglüht, wobei es einem Gewichts-

Verlust von 1500 mg/cm unterlag.

Beispiel 6

Eine Bramme zum Herstellen von Grobblech wurde mit einer Trennschicht aus 10 GT BaCO, und 4 GT Wasserglas in einer

ρ J

Menge von 0,5 kg/m überzogen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Chromoxyd, Aluminium, Kaolin, Kieselsäure

und Wasserglas in einer Menge von 2 kg/m aufgetragen. Nach einem Trocknen wurde die Bramme 35 Stunden bei 1250⁰C im Ofen geglüht und dann ausgewalzt.

Beispiel 7
Eine Bramme wurde mit einer Trennschicht aus 10 GT BaO und

5 GT Wasserglas in einer Menge von 1 kg/m überzogen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₃O₇, Zink, Montmorillonit, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 2,5 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme zwei Stunden bei 1300⁰C im Ofen geglüht und anschließend ausgewalzt.

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Beispiel 8

Ein Block zum Herstellen von Doppelflanschträgern wurde mit einer Trennschicht aus 10 GT Barium, 3 GT kolloida-

ler Kieselsäure und 0,1 GT CrO, in einer Menge von 2 kg/ m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Aluminiumpulver, Schamotte, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 1,5 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde der Block drei Stunden bei 120O⁰C im Ofen geglüht und anschließend ausgewalzt.

Beispiel 9

Eine Bramme zum Herstellen von Warmband wurde mit einer Trennschicht aus 10 GT Titan und 3 GT Wasserglas in einer

Menge von 4 kg/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Kaolin, Zink, Kieselsäure und

Wasserglas in einer Menge von 1,5 kg/m aufgebracht. Nach dem Trocknen wurde die Bramme fünf Stunden bei 1280⁰C im Ofen geglüht und anschließend ausgewalzt.

Beispiel 10

Eine Bramme zum Herstellen von Grobblech wurde mit einer Trennschicht aus 10 GT Kalziumoxyd und 3 GT Wasserglas in

einer Menge von 1,0 kg/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Kupfer, Kaolin, Kiesel-

säure und Wasserglas in einer Menge von 1,5 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme drei Stunden bei 1300°C im Ofen geglüht und dann ausgewalzt.

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Beispiel 11

Eine Bramme zum Herstellen von Grobblech wurde mit einer Trennschicht aus 5 GT P₂ ⁰*? 5 GT K₂O und 5 GT Wasserglas in einer Menge von 1,5 kg/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Aluminium, Schamotte, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 3 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme zwei Stunden bei 14OO°C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzt.

Beispiel 12

Ein Block zum Herstellen von Platinen wurde mit einer Trennschicht aus 10 GT Na₀O und 2 GT Wasserglas in einer

2
Menge von 1,5 kg/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Aluminiumpulver, Schamotte, Kieseisäure und Wasserglas in einer Menge von 2 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde der Block fünf Stünden bei 1150⁰C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzte

Beispiel 13

Eine Bramme zum Herstellen von Warmband wurde mit einer Trennschicht aus 10 GT CuO und 5 GT Wasserglas in einer Menge von 0,3 kg/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Schamotte, Zinkpulver, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 1/0 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme sechs Stunden bei 1180⁰C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzt.

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Beispiel 14

Ein Block zum Herstellen von Doppelflanschträgern wurde mit einer Trennschicht aus 3 GT CoO, 5 GT Kieselsäure und 0,5 GT CMC in einer Menge von 0,5 kg/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₂O.*, Aluminium, Schamotte, Kieseläsure und Wasserglas in einer

Menge von 3 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde der Block vier Stunden bei 1380⁰C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzt.

Beispiel D

Im Rahmen eines Vergleichsversuchs wurde eine handelsübliche Schutzschicht ohne vorheriges Aufbringen einer Trennschicht aufgetragen.

Beispiel 15

Eine Bramme zum Herstellen von Grobblech wurde mit einer auf 9O⁰C erwärmten wässrigen Borlösung in einer. Menge von

0,1 mol/m gesprüht. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Aluminium, Kaolin, Kieselsäure und Wasserglas

■* /2

in einer Menge von 3 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme sechs Stunden bei 1250⁰C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzt.

Beispiel 16

Eine Bramme aus einem Stahl mit 0,3% Kupfer zum Herstellen

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von Grobblech wurde mit einer Trennschicht aus K₂B^Oy mit einer geringen Menge Wasserglas in einer Menge von 0,2 mol/m versehen«, Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₂O,, Eisen, Schamotte, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 4 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme fünf Stunden bei 1220⁰C im Ofen geglüht und ausgewalzt.

Beispiel 17

Ein Block zum Herstellen von Doppelflanschträgern wurde mit einer Trennschicht aus Wa₂P₂Oy und einer geringen Menge eines wasserlöslichen Harzes (PVA) in einer Menge von 0,25 mol/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Zink, Montmorillonit, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 2,5 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde der Block 2,5 Stunden bei 1200⁰C im Ofen geglüht.

Beispiel 18

Eine Bramme zum Herstellen von Warmband wurde mit einer

Trennschicht aus Na₉SoO₇ und einer geringen Menge WaSSer-ιέ C. f ρ

glas in einer Menge von 0,1 mol/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₉O,, Aluminium, Schamotte,

Kieselsäure und Wasserglas in einer ^Henge von 3 kg/m aufgebracht. Nach dem Trocknen wurde die Bramme vier Stunden bei 1290⁰C im Ofen geglüht.

Beispiel 19

Ein Vorblock wurde mit einer Trennschicht aus NaH₂PO^ und

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einem geringen Anteil von CMC in einer Menge von 1,5 mol/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Blei, Schamotte, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 4 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde der Vorblock drei Stunden bei 1240°C im Ofen geglüht und ausgewalzt.

Beispiel 20

Eine Bramme zum Herstellen von Grobblech wurde mit einer Trennschicht aus Η-,ΒΟ, in einer Menge von 2,0 mol/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis ₂ Aluminium, Schamotte, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 4 kg/m aufgetragen. Die Bramme wurde alsdann 2,5 Stunden bei 1350⁰C im Ofen geglüht.

Beispiel 21

Ein Block zum Herstellen von Platinen wurde mit einer auf 95°C erwärmten wässrigen Lösung von K₂B^Oy. 10H₂O in einer Menge von 1,7 mol/m besprüht. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O_x, Zinnpulver, Schamotte, Kieselsäu-

2 re,und Wasserglas in einer Menge von 2,5 kg/m aufgetragen.

Nach dem Trocknen wurde der Block fünf Stunden bei 1170⁰C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzt.

Beispiel 22 Eine Bramme aus einem 9% Nickel enthaltenden Stahl wurde mit

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einer Trennschicht aus B₂O^ mit einem geringen Anteil eines wasserlöslichen Harzes in einer Menge von 0,5 mol/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₂O-,, Kupferpulver, Kaolin, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 5 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme sieben Stunden bei 1190⁰C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzt.

Beispiel 25

Eine Bramme zum Herstellen von Grobblech wurde mit einer

Trennschicht aus einer wässrigen Lösung von Na₂B^Oy und Na₂P₂Oy im Verhältnis 1:1 in einer Menge von 0,4 mol/m² versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₂O-,, Aluminium, Schamotte, Kieselsäure und Wasserglas in einer

Menge von 3,5 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme 4,5 Stunden bei 1230⁰C im Ofen geglüht.

Beispiel 24

Eine Bramme zum Herstellen von Grobblech wurde mit einer warmen wässrigen Lösung von NapB^O^ in einer Menge von

p ^ " I

0,25 mol/m versehene Danach wurde eine handelsübliche

Schutzschicht in einer Menge von 5 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme vier Stunden bei 1250⁰C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzt.

Beispiel E
Auf eine Bramme wurde eine handelsübliche Schutzschicht

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ohne vorheriges Aufbringen einer Trennschicht aufgetragen.

Die Ergebnisse der vorstehenden Versuche sind in der nachfolgenden Tabelle VI zusammengestellt.

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233666:

Tabelle VI.

Beispiel Entfernbarkeit Narben ff-Einwal- Gewichtsverzungen lust

(mg/cm )

6	nach Zunder brecher 10090
7	If
8	nach Verwal- zen in einem Stich 10096
9	nach Zunder brecher 100%
10	ti
11	Il
12	nach Verwal- zen in einem Stich 100%
13	If
14	Il

0,5 β

12

0.9

4 2

D nach dem Warm- χ χ walzen 60-70%

nach Stahlsandstrahlen teilweise

Vergleichs- unbehandelt,

versuch 4 h,1280°C 1500

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Tabelle VI (Fortsetzung)

15	nach Zunder brecher 100%
16	It
17	It
18	nach Vorwal zen in einem Stich 100%
19	nach Zunder brecher 100%
20	Il
21	Il
22	ti
23	It
24	tt

3 2

0.5

0.3 7

0.2 0.8 3 130

nach dem Warmwalzen 60-70%

nach dem Stahl -

sandstrahlen

teilweise

150

Vergleichs- unbehanversuch delt. 4h, 1280°C 1500

Beispiel 25

Eine Bramme zum Herstellen von Grobblech wurde mit einer

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Trennschicht aus 10 GT Schamotte und 4 GT Wasserglasin einer Menge von 0,5 kg/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Aluminium, Kaolin, KLe-' seisäure und Wasserglas in einer Menge von 2 kg/cm aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme fünf Stunde]
walzt.

Stunden bei 1250⁰C im Ofen geglüht und alsdann ausge-

Beispiel 26

Eine Bramme zum Herstellen von Grobblech wurde mit einer Trennschicht aus 10 GT Magnesiumoxydpulver und 5 GT Wasserglas in einer Menge von 1 kg/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Zink, Montmorr-illonit

2 Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 3,5 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurden die Brammen alsdann zwei Stunden bei 1300⁰C im Ofen geglüht und ausgewalzt»

Beispiel 27

Ein Block zum Herstellen von Doppelflanschträgern wurde mit einer Trennschicht aus 10 GT Montmorillonit, 3 GT kolloidaler Kieselsäure und 0,3 GT CrO, in einer Menge von 2 kg/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis CrgO,, Aluminiumpulver, Schamotte, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 2,5 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme drei Stunden bei 120O⁰C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzt.

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Beispiel 28

Eine Bramme zum Herstellen von Warmband wurde mit einer Trennschicht aus 10 GT Fe₃O₃ und 3 GT Wasserglas in einer Menge von 4 kg/m versehen. Danach wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Zink, Kaolin, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 2,8 kg/m aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde die Bramme fünf Stunden bei 1280°C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzt.

Beispiel E

Eine Bramme wurde direkt, d.h. ohne Trennschicht, mit einer Schutzschicht der unter Beispiel 25 angegebenen Art versehen und alsdann getrocknet. Die Bramme wurde dann vier Stunden bei 1280⁰C geglüht und alsdann ausgewalzt.

Die Ergebnisse der vorstehenden Beispiele 25 bis 28 und E sind in der nachfolgenden Tabelle VII zusammengestellt.

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Tabelle VII

Beispiel Entfernbar- Narben ff-Einwal- Gewichtsverkeit zungen lust

(mg/cm )

	nach Zunder brecher 10090
26	Il
27	nach Verwal- zen,1 Stich 100%
28	nach Zunder brecher 10090

5 0.5

6 12

E nach dem Warmwalzen 60-70% χ

nach Stahlsandstrahlen teilweise

Vergleichs- unbehandelt,

versuch 4h, 1280⁰C 1500

Beispiel 29 Eine Bramme aus üblichem Stahl mit einer Oberflächentempera-

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tür von 5O⁰C wurde mit einer Schutzschicht auf Basis Cr₀O,, Aluminium, Schamotte, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 4 kg/m versehen. Nach einem dreistündigen Trocknen bei 5O⁰C wurde die Bramme vier Stunden bei 125O⁰C im Ofen geglüht und alsdann ausgewalzt. Die Bramme durchlief einen Zunderbrecher unter einem Druck von 10 mm Q.S., wurde mit 100 at-Druckwasser behandelt. Danach waren über 90% der Schutzschicht entfernt. Beim ersten Stich des nachfolgenden Warmwalzens wurde der Rest der Schutzschicht völlig entfernt.

Bei der Wiederholung dieses Versuches mit einer Brammentemperatur von 9O⁰C und einem 30-minütigen Trocknen bei 9O⁰C wurden dagegen nur 30% der Schutzschicht entfernt.

Beispiel 30

Ein Block zum Herstellen von Doppelflanschträgern mit einer Oberfläohentemperatur von 30⁰C wurde mit einer Schutzschicht auf Basis Cr₂O,, Zink, Montmorillonit, Kieselsäure und Wasserglas in einer Menge von 3 kg/m versehen. Nach einem 2 i/2-stündigen Trocknen bei 60⁰C wurde die Bramme 2,5 Stunden bei 1280⁰C im Ofen geglüht und alsdann nach einer Beaufschlagung mit 100 at-Druckwasser im Zunderbrecher warmgewalzt. Die Schutzschicht wurde völlig entfernt.

Beispiel 31 Eine Bramme aus einem üblichen Stahl mit einer Oberflächen-

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temperatur von 4O°C wurde mit einer Trennschicht aus

BaCO-z und Wasserglas in einer Menge von 0,1 kg/m versehene Nach einem Abstehen zum Trocknen wurde eine Schutzschicht auf Basis Cr₀O_x, Eisen, Kaolin, Kiesel-

säure,und Wasserglas in einer Menge von 3,5 kg/m aufgetragen. Anschließend wurde der Überzug 2,5 Stunden bei 55⁰C getrocknet und die Bramme fünf Stunden bei 1230°C im Ofen geglüht sowie im Zunderbrecher mit 20 at-Druckwasser beaufschlagt und dann warmgewalzt. Die Schutzschicht konnte völlig entfernt werden.

Der Versuch wurde unter Verwendung einer Bramme mit einer Oberflächentemperatur von 10O⁰C wiederholt und der Überzug dreißig Minuten bei 80⁰C getrocknet. Obgleich sich durch die Trennschicht eine bessere Trennbarkeit ergab, verblieben nach einem Zunderbrecher mit einem Druck von 10 mm Q. S. und einer Behandlung mit 100 at-Druckwasser 3% der Schutzschicht auf der Brammenoberfläche zurück«

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Claims

NIPPON STEEL CORPORATION No. 6-3, 2-chome, Ote-machi, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

Patentansprüche:

.) Verfahren zum Schutz von Metallen und feuerfesten Produkten durch Auftragen einer Schutzschicht, ge kennzeichnet durch die Verwendung

einer Schutzschicht auf Basis Cr₂O,, Reduktionsmittel, feuerfeste Stoffe oder Ton, Kieselsäure und Wasserglas.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Trennschicht aus Barium, Kalzium, Aluminium, Mangan, Chrom, Kupfer, Magnesium, Niob, Phosphor, Silizium, Titan, Zirkonium, Kobalt, Kadmium, Lithium, Strontium, Zink, Natrium, Vanadin,Kalium, Wismuth, Wolfram und Eisen oder deren Oxyden, Karbonaten und Verbindungen einzeln oder nebeneinander und einem Bindemittel aufgetragen wird.

Verfahren nach Anspruch 2, gekennzei.ch.net durch die Verwendung eines Trennmittels mit mindestens

einer der Gruppen B₄O₇ , HB₄O₇ , HSO₄ f SO₄ f S₂O₇ , HS₂O₇ ", P₂O₇-, HP₂O₇-, H₂PO₄-, HPO₄- und PO 1 oder H₃BO und B₀O,.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3

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dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennmittel auf Basis Kieselsäurepulver, Magnesiumoxydpulver, Porzellan, Montmorillonit und feuerfesten Stoffe auf Basis MgO-Cr₂O^ und MgO-SiO₂ oder Ton aufgetragen wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht bei einer Temperatur von höchstens 70⁰C getrocknet wird.

Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht in einer Menge von mindestens 0,03 kg/m aufgetragen wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht .in einer Menge von mindestens 0,05 mol/m aufgetragen wird.

8. Überzugsmasse für., eine Schutzschicht, bestehend aus Cr₂O Reduktionsmittel, feuerfesten Stoffe,oder Tonerde, Kieselsäure und Wasserglas.

9. Überzugsmasse nach Anspruch 8, bestehend aus 1 bis 20 GT Cr₂O,, 1 bis 20 GT Aluminium, Zink, Kupfer, Nickel, Kobalt, Mangan, Magnesium, Eisen, Chrom, Titan, Zirkonium, Strontium, Molybdän, Zinn, Indium, Kohlenstoff, Fe^O^ und FeO einzeln oder nebeneinander, 5 bis 80 GT Kieselsäurepulver, Porzellan, Magnesiumoxydpulver, Montmorillonit, feuerfesten Stoffen auf Bais MgO-Cr₂O₅, MgO-SiO₂ und Dolomit oder Ton,

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5 bis 120 GT Kieselsäure und 5 Ms 120 GT Wasserglas.

10. Überzugsmasse nach Anspruch 8 oder 10, gekennzeichnet durch 0,5 Ms 5 GT Bentonit.

11. Überzugsmasse nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Verhältnis von Na₂-O im Wasserglas zu SiO₂ im Wasserglas + SiO₂-Zusatz von 0,005 Ms 3,1:1.

12. Trennmittel insbesondere für Überzugsmassen nach den Ansprüchen 9 bis 11, bestehend aus Barium, Kupfer, Aluminium, Mangan, Chrom, Kalzium, Magnesium, Niob, Phosphor, Silizium, Titan, Zirkonium, Kobalt, Kadmium, Kalium, Lithium, Strontium, Zink, Natrium, Vanadin, Wismuth, Wolfram und Eisen, deren Oxyden, Karbonaten oder Verbindungen einzeln oder nebeneinander.

13. Trennmittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es Wasserglas, kolloidale Kieselsäure, CrO^, Na2CrO2 und wasserlösliche Harze als Bindemittel enthält.

14. Trennmittel nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß es mindestens eine

der Gruppen B₄O₇ , HB 4°7· HSO₄ , SO 4 ' • ^S2°7 , HS₂O₇ , P₂O rf', HP₂O₇", H₂PO₄" , HPO ₄~ ,und PO ₄~ oder H ^BO^ und B₂O -ζ enthält.

15. Trennmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet

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daß es Kieselsäurepulver, Magnesiumoxydpulver, Porzellan, Montmorillonit, feuerfeste Stoffe auf Basis MgO-SiO₂ und Dolomit oder Ton enthält„

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