JP2002155351A - 耐スケール反応性に優れた表面被覆材料 - Google Patents
耐スケール反応性に優れた表面被覆材料Info
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】鋼材の連続熱処理炉におけるハースロールの被
覆用複合材料であって、耐熱衝撃特性を低下させること
なく、耐スケール反応性を向上させた表面被覆材料を提
供する 【解決手段】ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3からなる群
から選ばれた１種又は数種のセラミックス：５〜８０質
量％を、不可避的不純物を含むＣｏもしくはＣｏ合金
中、又は不可避的不純物を含むＮｉ中に分散した材料を
用いる。
覆用複合材料であって、耐熱衝撃特性を低下させること
なく、耐スケール反応性を向上させた表面被覆材料を提
供する 【解決手段】ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3からなる群
から選ばれた１種又は数種のセラミックス：５〜８０質
量％を、不可避的不純物を含むＣｏもしくはＣｏ合金
中、又は不可避的不純物を含むＮｉ中に分散した材料を
用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐スケール反応性
に優れた表面被覆材料に関し、さらに詳しくは鋼材の連
続熱処理炉における炉内搬送ロール（以下ハースロール
と記す）の被覆用として適した耐スケール反応性に優れ
た複合材料に関する。特に、大気より還元性雰囲気の連
続熱処理炉、たとえば連続焼鈍炉におけるハースロール
用として最適な耐スケール反応性に優れた被覆材料に関
する。
に優れた表面被覆材料に関し、さらに詳しくは鋼材の連
続熱処理炉における炉内搬送ロール（以下ハースロール
と記す）の被覆用として適した耐スケール反応性に優れ
た複合材料に関する。特に、大気より還元性雰囲気の連
続熱処理炉、たとえば連続焼鈍炉におけるハースロール
用として最適な耐スケール反応性に優れた被覆材料に関
する。
【０００２】
【従来の技術】鋼材の熱処理を行う連続熱処理炉、たと
えば連続焼鈍炉には鋼材の搬入・搬送・搬出のためのハ
ースロールが設けられている。鋼板（鋼帯を含む）の連
続焼鈍炉においては、これらハースロールは５００〜１
１００℃の還元性あるいは酸化性雰囲気中で長期間にわ
たり連続使用される。そのため、ロール表面には被熱処
理材からの酸化物あるいは鉄粉が化学的反応（スケール
反応）で凝着したり堆積して、いわゆるピックアップ
（ビルドアップ）が形成される。このピックアップは、
ハースロールにより搬送される鋼板の表面疵の発生原因
となり、鋼板に著しい品質低下を及ぼす。このような品
質低下を防止するために、操業を中断してロール交換を
行うことを余儀なくされている。
えば連続焼鈍炉には鋼材の搬入・搬送・搬出のためのハ
ースロールが設けられている。鋼板（鋼帯を含む）の連
続焼鈍炉においては、これらハースロールは５００〜１
１００℃の還元性あるいは酸化性雰囲気中で長期間にわ
たり連続使用される。そのため、ロール表面には被熱処
理材からの酸化物あるいは鉄粉が化学的反応（スケール
反応）で凝着したり堆積して、いわゆるピックアップ
（ビルドアップ）が形成される。このピックアップは、
ハースロールにより搬送される鋼板の表面疵の発生原因
となり、鋼板に著しい品質低下を及ぼす。このような品
質低下を防止するために、操業を中断してロール交換を
行うことを余儀なくされている。
【０００３】ピックアップを防止する技術として、高温
酸化雰囲気においては、Ｍ・ＣｒＡｌＹ（ＭはＣｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｏ−Ｎｉなどの金属）というＣｒ，Ａｌ，Ｙを含
む合金などをハースロールに被覆することが知られてい
る。被覆材料中のＣｒ，Ａｌは優先的に酸化されて、Ｃ
ｒ2Ｏ3やＡｌ2Ｏ3の保護酸化皮膜を形成し、耐酸化性、
耐摩耗性を向上させる。
酸化雰囲気においては、Ｍ・ＣｒＡｌＹ（ＭはＣｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｏ−Ｎｉなどの金属）というＣｒ，Ａｌ，Ｙを含
む合金などをハースロールに被覆することが知られてい
る。被覆材料中のＣｒ，Ａｌは優先的に酸化されて、Ｃ
ｒ2Ｏ3やＡｌ2Ｏ3の保護酸化皮膜を形成し、耐酸化性、
耐摩耗性を向上させる。
【０００４】また、例えば特開昭６３−１９９８５７号
公報には、Ａｌ2Ｏ3を５１〜９５ｖｏｌ％含み、残部が
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｙ，Ｓｉ系金属から選
ばれた１種または２種以上よりなる溶射被覆材料および
溶射ロールが開示されている。また、特公昭６３−２６
１８３号公報には、Ｙ2Ｏ3：２〜２５ｗｔ％、残部が実
質的にＺｒＯ2よりなるセラミックス被覆を有する高温
耐磨耗性とビルドアップ防止に優れたハースロールが開
示されている。
公報には、Ａｌ2Ｏ3を５１〜９５ｖｏｌ％含み、残部が
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｙ，Ｓｉ系金属から選
ばれた１種または２種以上よりなる溶射被覆材料および
溶射ロールが開示されている。また、特公昭６３−２６
１８３号公報には、Ｙ2Ｏ3：２〜２５ｗｔ％、残部が実
質的にＺｒＯ2よりなるセラミックス被覆を有する高温
耐磨耗性とビルドアップ防止に優れたハースロールが開
示されている。
【０００５】さらに、特公平６−４５８６３号公報に
は、合金粉末と金属硼化物粒子からなるメカニカルアロ
イ複合粉末であって、前記金属硼化物が５〜５０体積％
含まれ、且つ前記合金粉末が１５〜４０重量％のクロ
ム、５〜２０重量％のアルミニウム、残部がニッケルま
たはコバルトまたは鉄のうち少なくとも１種以上からな
る組成を有する溶射材料が開示されている。これは基本
的に上述のＭ・ＣｒＡｌＹに金属硼化物を加えたもので
ある。
は、合金粉末と金属硼化物粒子からなるメカニカルアロ
イ複合粉末であって、前記金属硼化物が５〜５０体積％
含まれ、且つ前記合金粉末が１５〜４０重量％のクロ
ム、５〜２０重量％のアルミニウム、残部がニッケルま
たはコバルトまたは鉄のうち少なくとも１種以上からな
る組成を有する溶射材料が開示されている。これは基本
的に上述のＭ・ＣｒＡｌＹに金属硼化物を加えたもので
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】Ａｌ2Ｏ3系溶射皮膜を
形成する上記の各技術では、耐摩耗性に優れるが、焼鈍
炉内での耐ピックアップ性などの耐スケール反応性が不
十分であるという問題があった。特にハースロールにお
いて、ピックアップの発生が起こった。また、ＺｒＯ2
系溶射皮膜は、耐スケール反応性には優れるが、耐熱衝
撃性が不十分であるという問題があった。焼鈍炉内の雰
囲気温度は操業条件変更の度に変更されるうえ、停止時
に起きる降温及び再起動時の昇温は急激なものであり、
溶射皮膜内に熱応力が生じ皮膜の剥離となる問題があっ
た。
形成する上記の各技術では、耐摩耗性に優れるが、焼鈍
炉内での耐ピックアップ性などの耐スケール反応性が不
十分であるという問題があった。特にハースロールにお
いて、ピックアップの発生が起こった。また、ＺｒＯ2
系溶射皮膜は、耐スケール反応性には優れるが、耐熱衝
撃性が不十分であるという問題があった。焼鈍炉内の雰
囲気温度は操業条件変更の度に変更されるうえ、停止時
に起きる降温及び再起動時の昇温は急激なものであり、
溶射皮膜内に熱応力が生じ皮膜の剥離となる問題があっ
た。
【０００７】本発明は、前記問題を優位に解決し、耐熱
衝撃特性を低下させることなく、耐スケール反応性を向
上させた表面被覆材料を提供することを目的とする。
衝撃特性を低下させることなく、耐スケール反応性を向
上させた表面被覆材料を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明はＺ
ｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3からなる群から選ばれた１
種又は数種のセラミックス：５〜８０質量％を、不可避
的不純物を含むＣｏ中に分散した材料から成ることを特
徴とする耐スケール反応性に優れた表面被覆材料であ
る。
ｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3からなる群から選ばれた１
種又は数種のセラミックス：５〜８０質量％を、不可避
的不純物を含むＣｏ中に分散した材料から成ることを特
徴とする耐スケール反応性に優れた表面被覆材料であ
る。
【０００９】第２の発明はＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2
Ｏ3からなる群から選ばれた１種又は数種のセラミック
ス：５質量％超え９０質量％未満を、不可避的不純物を
含むＮｉ中に分散した材料からなることを特徴とする耐
スケール反応性に優れた表面被覆材料である。
Ｏ3からなる群から選ばれた１種又は数種のセラミック
ス：５質量％超え９０質量％未満を、不可避的不純物を
含むＮｉ中に分散した材料からなることを特徴とする耐
スケール反応性に優れた表面被覆材料である。
【００１０】第３の発明は、Ｙ及び／又はＬａ：５〜６
０質量％を含み残部Ｃｏおよび不可避的不純物から成る
合金１００質量部に、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3か
らなる群から選ばれた１種又は数種のセラミックス：５
〜８０質量部を分散した材料から成ることを特徴とする
耐スケール反応性に優れた表面被覆材料である。
０質量％を含み残部Ｃｏおよび不可避的不純物から成る
合金１００質量部に、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3か
らなる群から選ばれた１種又は数種のセラミックス：５
〜８０質量部を分散した材料から成ることを特徴とする
耐スケール反応性に優れた表面被覆材料である。
【００１１】さらに、第４の発明は、Ｃｒ：５〜３０質
量％、Ｙ：０．５〜２０質量％及びＬａ：０．５〜２０
質量％を含み残部Ｃｏおよび不可避的不純物から成る合
金１００質量部に、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3から
なる群から選ばれた１種又は数種のセラミックス：５〜
８０質量部を分散した材料から成ることを特徴とする耐
スケール反応性に優れた表面被覆材料である。
量％、Ｙ：０．５〜２０質量％及びＬａ：０．５〜２０
質量％を含み残部Ｃｏおよび不可避的不純物から成る合
金１００質量部に、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3から
なる群から選ばれた１種又は数種のセラミックス：５〜
８０質量部を分散した材料から成ることを特徴とする耐
スケール反応性に優れた表面被覆材料である。
【００１２】これらの複合材料は、連続熱処理炉におい
て耐スケール反応性、特に耐ピックアップ性が要求され
る鋼板搬送ロール用表面被覆材料として、好適である。
て耐スケール反応性、特に耐ピックアップ性が要求され
る鋼板搬送ロール用表面被覆材料として、好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、連続焼鈍炉内のハース
ロールに各種材料を用い、発生したピックアップの組成
の観察から得られたもので、Ａｌ2Ｏ3係酸化物を用いる
材料では、ピックアップがスケール（ＭｎＯやＦｅＯな
ど）とＡｌ2Ｏ3とで形成されていたのに対し、Ｚｒ
Ｏ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3は高温雰囲気において、安定
な物質であり、スケールとの反応性が乏しいとの知見を
基に完成されたものである。これらのセラミックスは単
体では熱衝撃性に劣るものの、これらのセラミックスを
耐熱金属あるいは耐熱合金中に分散させることによっ
て、上記課題の解決を図ったものである。ここで、分散
とは、セラミックス粒子同士が母材によって隔てられて
いる状態を指し、均一分散がさらに好ましい。
ロールに各種材料を用い、発生したピックアップの組成
の観察から得られたもので、Ａｌ2Ｏ3係酸化物を用いる
材料では、ピックアップがスケール（ＭｎＯやＦｅＯな
ど）とＡｌ2Ｏ3とで形成されていたのに対し、Ｚｒ
Ｏ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3は高温雰囲気において、安定
な物質であり、スケールとの反応性が乏しいとの知見を
基に完成されたものである。これらのセラミックスは単
体では熱衝撃性に劣るものの、これらのセラミックスを
耐熱金属あるいは耐熱合金中に分散させることによっ
て、上記課題の解決を図ったものである。ここで、分散
とは、セラミックス粒子同士が母材によって隔てられて
いる状態を指し、均一分散がさらに好ましい。
【００１４】ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3からなる群
から選ばれた１種又は数種のセラミックス（以下、単に
セラミックスとも記す）は耐ピックアップ性の改善のた
めに添加する必須の物質であるが、担持する（母材とな
る）金属あるいは合金によって、最適な添加量が異な
る。過少な添加では、効果を発揮せず、また、過大な添
加では耐熱衝撃性の低下が起こるのである。
から選ばれた１種又は数種のセラミックス（以下、単に
セラミックスとも記す）は耐ピックアップ性の改善のた
めに添加する必須の物質であるが、担持する（母材とな
る）金属あるいは合金によって、最適な添加量が異な
る。過少な添加では、効果を発揮せず、また、過大な添
加では耐熱衝撃性の低下が起こるのである。
【００１５】第１の発明における母材金属が不可避的不
純物を含むＣｏの場合、複合材料中の上記セラミックス
添加量は５〜８０質量％の範囲とする。好ましくは、１
０〜７０質量％、さらに好ましくは、２０〜６０質量％
である。
純物を含むＣｏの場合、複合材料中の上記セラミックス
添加量は５〜８０質量％の範囲とする。好ましくは、１
０〜７０質量％、さらに好ましくは、２０〜６０質量％
である。
【００１６】第２の発明における母材金属が不可避的不
純物を含むＮｉの場合、複合材料中の上記セラミックス
添加量は５質量％超え９０質量％未満の範囲とする。好
ましくは、１０〜８５質量％、さらに好ましくは、２０
〜６０質量％である。
純物を含むＮｉの場合、複合材料中の上記セラミックス
添加量は５質量％超え９０質量％未満の範囲とする。好
ましくは、１０〜８５質量％、さらに好ましくは、２０
〜６０質量％である。
【００１７】第３または第４の発明におけるＣｏ−Ｌａ
／Ｙ合金またはＣｏ−Ｃｒ−Ｌａ−Ｙ合金の場合、合金
１００質量部に対し、上記セラミックス添加量は５〜８
０質量部の範囲とする。
／Ｙ合金またはＣｏ−Ｃｒ−Ｌａ−Ｙ合金の場合、合金
１００質量部に対し、上記セラミックス添加量は５〜８
０質量部の範囲とする。
【００１８】次に、母材とした金属および合金について
説明する。
説明する。
【００１９】第１の発明において、母材として、不可避
的不純物を含むＣｏを適用したのは、元来Ｃｏは高温で
優れた耐熱性と耐ピックアップ性を有するからである。
Ｃｏ中にセラミックスを分散させることにより、さらに
耐ピックアップ性が向上するからである。
的不純物を含むＣｏを適用したのは、元来Ｃｏは高温で
優れた耐熱性と耐ピックアップ性を有するからである。
Ｃｏ中にセラミックスを分散させることにより、さらに
耐ピックアップ性が向上するからである。
【００２０】第１の発明のＣｏに変えて、不可避的不純
物を含むＮｉを母材とする（第２の発明）と、第１の発
明の効果に加えて、さらに、高温における耐食性が向上
する。元来Ｎｉは高温で優れた耐熱性および耐食性を有
するためである。
物を含むＮｉを母材とする（第２の発明）と、第１の発
明の効果に加えて、さらに、高温における耐食性が向上
する。元来Ｎｉは高温で優れた耐熱性および耐食性を有
するためである。
【００２１】また、本発明において、母材をＣｏ−Ｌａ
／Ｙ合金とすれば、Ｃｏ単体に比べ、耐酸化性が向上す
るので好ましい（第３の発明）。元来Ｃｏは高温で優れ
た耐熱性を有するが、Ｃｏ単体では耐酸化性が乏しく炉
内ガスと反応し、Ｃｏの内部酸化を生じることがある。
この内部酸化が起るとＣｏとセラミックスとの結合強度
が低下して、剥離を生じる可能性がある。そこで、耐酸
化性を向上せしむるため、Ｌａ、Ｙのうちから選ばれた
１種または２種を添加し、Ｃｏ−Ｌａ／Ｙ合金とした。
／Ｙ合金とすれば、Ｃｏ単体に比べ、耐酸化性が向上す
るので好ましい（第３の発明）。元来Ｃｏは高温で優れ
た耐熱性を有するが、Ｃｏ単体では耐酸化性が乏しく炉
内ガスと反応し、Ｃｏの内部酸化を生じることがある。
この内部酸化が起るとＣｏとセラミックスとの結合強度
が低下して、剥離を生じる可能性がある。そこで、耐酸
化性を向上せしむるため、Ｌａ、Ｙのうちから選ばれた
１種または２種を添加し、Ｃｏ−Ｌａ／Ｙ合金とした。
【００２２】Ｙ及び／又はＬａの添加量を合金中の組成
で５〜６０質量％としたのは、５質量％未満の添加量で
は、耐酸化性向上効果が十分ではなく、６０質量％を超
えて添加すると、Ｃｏ量の減少に伴い、溶射皮膜の密着
強度が低下するためである。好ましくは５〜４０質量％
であり、より好ましくは、１０〜３０質量％である。
で５〜６０質量％としたのは、５質量％未満の添加量で
は、耐酸化性向上効果が十分ではなく、６０質量％を超
えて添加すると、Ｃｏ量の減少に伴い、溶射皮膜の密着
強度が低下するためである。好ましくは５〜４０質量％
であり、より好ましくは、１０〜３０質量％である。
【００２３】次いで、本発明において、母材をＣｏ−Ｃ
ｒ−Ｌａ−Ｙ合金とすれば、Ｃｏ単体に比べ、耐酸化性
が向上するので好ましい（第４の発明）。元来Ｃｏは高
温で優れた耐熱性を有するが、Ｃｏ単体では耐酸化性が
乏しく炉内ガスと反応し、Ｃｏの内部酸化を生じること
がある。この内部酸化が起ると、Ｃｏとセラミックスと
の結合強度が低下して、剥離を生じる可能性がある。そ
こで、炉内ガス成分との反応を防止するため、優先酸化
元素としてＣｒを添加すると共に、炉内で生成するＣｒ
2Ｏ3を安定化させるためにＬａを添加した。また、Ｃｏ
合金の耐剥離性を向上させるためにＹを添加しＣｏ−Ｃ
ｒ−Ｌａ−Ｙ合金とした。
ｒ−Ｌａ−Ｙ合金とすれば、Ｃｏ単体に比べ、耐酸化性
が向上するので好ましい（第４の発明）。元来Ｃｏは高
温で優れた耐熱性を有するが、Ｃｏ単体では耐酸化性が
乏しく炉内ガスと反応し、Ｃｏの内部酸化を生じること
がある。この内部酸化が起ると、Ｃｏとセラミックスと
の結合強度が低下して、剥離を生じる可能性がある。そ
こで、炉内ガス成分との反応を防止するため、優先酸化
元素としてＣｒを添加すると共に、炉内で生成するＣｒ
2Ｏ3を安定化させるためにＬａを添加した。また、Ｃｏ
合金の耐剥離性を向上させるためにＹを添加しＣｏ−Ｃ
ｒ−Ｌａ−Ｙ合金とした。
【００２４】ここで、Ｃｒの添加量を合金中の組成で５
〜３０質量％としたのは、Ｃｒが５質量％未満では、耐
酸化性が充分ではなく、Ｃｏの内部酸化による剥離を生
じるおそれがあるためである。３０％を超えて添加した
場合、σ相脆化による剥離を生じる可能性があるためＣ
ｒの添加量を５〜３０質量％とした。
〜３０質量％としたのは、Ｃｒが５質量％未満では、耐
酸化性が充分ではなく、Ｃｏの内部酸化による剥離を生
じるおそれがあるためである。３０％を超えて添加した
場合、σ相脆化による剥離を生じる可能性があるためＣ
ｒの添加量を５〜３０質量％とした。
【００２５】つぎに、Ｌａの添加量を０．５質量％以上
としたのは、０．５質量％未満ではＣｒ2Ｏ3が十分に安
定せずに、耐ピックアップ性に改善が見られなかったた
めである。また、Ｙの添加量を０．５質量％以上とした
のは、０．５質量％未満では、密着強度の低下による剥
離を生じたためである。Ｌａ、Ｙを２０質量％以上添加
しても効果が飽和するので上限を２０質量％とした。好
ましくは１０質量％以下である。
としたのは、０．５質量％未満ではＣｒ2Ｏ3が十分に安
定せずに、耐ピックアップ性に改善が見られなかったた
めである。また、Ｙの添加量を０．５質量％以上とした
のは、０．５質量％未満では、密着強度の低下による剥
離を生じたためである。Ｌａ、Ｙを２０質量％以上添加
しても効果が飽和するので上限を２０質量％とした。好
ましくは１０質量％以下である。
【００２６】さらに、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3か
らなる群から選ばれた１種又は数種のセラミックスを上
記金属中あるいは合金中に分散させることにより、耐ス
ケール反応性、特に耐ピックアップ性を向上させた。上
記金属中あるいは合金中に存在するＺｒＯ2あるいはＺ
ｒＢ2は、高温においても非常に安定で、鋼板表面の酸
化物や鉄粉と反応を生じないため、耐スケール反応性ひ
いては耐ピックアップ性を向上させる。また、上記金属
中あるいは合金中に均一に存在するＹ2Ｏ3により、溶射
皮膜成分および炉内雰囲気ガス成分の拡散が抑制され、
耐スケール反応性を向上させる。
らなる群から選ばれた１種又は数種のセラミックスを上
記金属中あるいは合金中に分散させることにより、耐ス
ケール反応性、特に耐ピックアップ性を向上させた。上
記金属中あるいは合金中に存在するＺｒＯ2あるいはＺ
ｒＢ2は、高温においても非常に安定で、鋼板表面の酸
化物や鉄粉と反応を生じないため、耐スケール反応性ひ
いては耐ピックアップ性を向上させる。また、上記金属
中あるいは合金中に均一に存在するＹ2Ｏ3により、溶射
皮膜成分および炉内雰囲気ガス成分の拡散が抑制され、
耐スケール反応性を向上させる。
【００２７】また、これらの複合材料には、ピックアッ
プの発生で問題となるＡｌ2Ｏ3系酸化物を実質的に含ま
ず、また、金属中あるいは合金中にもＡｌを不可避不純
物程度にしか含まないことが好ましい。複合材料中のＡ
ｌ成分として１質量％以下が好ましく、より好ましくは
０．１質量％以下、さらに好ましくは０．０５質量％以
下が好ましい。
プの発生で問題となるＡｌ2Ｏ3系酸化物を実質的に含ま
ず、また、金属中あるいは合金中にもＡｌを不可避不純
物程度にしか含まないことが好ましい。複合材料中のＡ
ｌ成分として１質量％以下が好ましく、より好ましくは
０．１質量％以下、さらに好ましくは０．０５質量％以
下が好ましい。
【００２８】連続熱処理炉では、大気より還元性雰囲気
で焼鈍された鋼板の表面に偏析するＭｎなどが、Ａｌ2
Ｏ3系酸化物と結びつきピックアップを形成するものと
推定している。なお、本発明の被覆材料は、ハースロー
ルのみでなく、同等の機能を要求される炉内構造物に好
適に適用される。
で焼鈍された鋼板の表面に偏析するＭｎなどが、Ａｌ2
Ｏ3系酸化物と結びつきピックアップを形成するものと
推定している。なお、本発明の被覆材料は、ハースロー
ルのみでなく、同等の機能を要求される炉内構造物に好
適に適用される。
【００２９】
【実施例】本発明の表面被覆材料の特性について、実施
例により具体的に説明する。試験条件は、連続焼鈍炉の
ハースロールの使用条件にあわせたが、これに限定され
るものではない。
例により具体的に説明する。試験条件は、連続焼鈍炉の
ハースロールの使用条件にあわせたが、これに限定され
るものではない。
【００３０】（実施例１）第１の発明の表面被覆材料に
係る供試材料の化学組成を表１に示す。Ｎｏ．Ａ０１〜
Ａ０９は実施例、Ｎｏ．Ａ１０〜Ａ１５は比較例であ
る。比較例Ｎｏ．Ａ１０は従来の代表的な表面被覆材料
である。供試材料より試験片を作成し、以下の高温試験
を行い、表１に示す結果を得た。
係る供試材料の化学組成を表１に示す。Ｎｏ．Ａ０１〜
Ａ０９は実施例、Ｎｏ．Ａ１０〜Ａ１５は比較例であ
る。比較例Ｎｏ．Ａ１０は従来の代表的な表面被覆材料
である。供試材料より試験片を作成し、以下の高温試験
を行い、表１に示す結果を得た。
【００３１】耐スケール反応性の評価には耐ピックアッ
プ性試験を次の条件で行った。
プ性試験を次の条件で行った。
【００３２】 試験温度 ：１０００℃ ピックアップ源 ：ＦｅＯ、ＭｎＯ粉末、（鋼板（挟み
込み）） 荷重 ：１９．６Ｎ（２ｋｇｆ） 保持時間 ：１００Ｈｒ 試験雰囲気 ：３ｖｏｌ％Ｈ2−Ｎ2 試験片寸法 ：４０×４０×１５ｍｍ 評価はピックアップ発生面積（％）を算出して示した。
込み）） 荷重 ：１９．６Ｎ（２ｋｇｆ） 保持時間 ：１００Ｈｒ 試験雰囲気 ：３ｖｏｌ％Ｈ2−Ｎ2 試験片寸法 ：４０×４０×１５ｍｍ 評価はピックアップ発生面積（％）を算出して示した。
【００３３】次に、熱衝撃試験は次の条件で行った。
【００３４】 試験方法 ：１０００℃、３０ｍｉｎ保持した後
水冷した。
水冷した。
【００３５】 試験雰囲気 ：大気中 評価は剥離を生じるまでの回数で示した。この回数が２
０回以上であれば実用上十分であるとした。
０回以上であれば実用上十分であるとした。
【００３６】
【表１】
【００３７】表１に示したとおり、Ｎｏ．Ａ０１〜Ａ０
９は実施例、Ｎｏ．Ａ１０〜Ａ１５は比較例である。従
来のＡｌ2Ｏ3系溶射皮膜（Ｎｏ．Ａ１０）に比べて、熱
衝撃性はほぼ同等にて、耐ピックアップ性が優れてい
る。また、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3が本発明範囲
内に適合していない比較例のＮｏＡ１１〜Ａ１５では、
熱衝撃性、耐ピックアップ性のいずれかが劣っている。
９は実施例、Ｎｏ．Ａ１０〜Ａ１５は比較例である。従
来のＡｌ2Ｏ3系溶射皮膜（Ｎｏ．Ａ１０）に比べて、熱
衝撃性はほぼ同等にて、耐ピックアップ性が優れてい
る。また、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3が本発明範囲
内に適合していない比較例のＮｏＡ１１〜Ａ１５では、
熱衝撃性、耐ピックアップ性のいずれかが劣っている。
【００３８】（実施例２）第２の発明の表面被覆材料に
係る供試材料の化学組成を表２に示す。Ｎｏ．Ｂ０１〜
Ｂ１０は実施例、Ｎｏ．Ｂ１１〜Ｂ１２は比較例であ
る。供試材料より試験片を作成し、実施例１と同様の高
温試験を行い、表２に示す結果を得た。
係る供試材料の化学組成を表２に示す。Ｎｏ．Ｂ０１〜
Ｂ１０は実施例、Ｎｏ．Ｂ１１〜Ｂ１２は比較例であ
る。供試材料より試験片を作成し、実施例１と同様の高
温試験を行い、表２に示す結果を得た。
【００３９】
【表２】
【００４０】表２に示したとおり、Ｎｏ．Ｂ０１〜Ｂ１
０は実施例、Ｎｏ．Ｂ１１〜Ｂ１２は比較例である。従
来のＡｌ2Ｏ3系溶射皮膜（Ｎｏ．Ａ１０）に比べて、熱
衝撃性はほぼ同等にて、耐ピックアップ性が優れてい
る。また、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3が本発明範囲
内に適合していない比較例のＮｏ．Ｂ１１〜Ｂ１２で
は、熱衝撃性、耐ピックアップ性のいずれかが劣ってい
る。
０は実施例、Ｎｏ．Ｂ１１〜Ｂ１２は比較例である。従
来のＡｌ2Ｏ3系溶射皮膜（Ｎｏ．Ａ１０）に比べて、熱
衝撃性はほぼ同等にて、耐ピックアップ性が優れてい
る。また、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3が本発明範囲
内に適合していない比較例のＮｏ．Ｂ１１〜Ｂ１２で
は、熱衝撃性、耐ピックアップ性のいずれかが劣ってい
る。
【００４１】（実施例３）第３の発明の表面被覆材料に
係る供試材料の化学組成を表３に示す。Ｎｏ．Ｃ０１〜
Ｃ０７は実施例、Ｎｏ．Ｃ０８〜Ｃ１２は比較例であ
る。供試材料より試験片を作成し、実施例１と同様の高
温試験を行い、表３に示す結果を得た。
係る供試材料の化学組成を表３に示す。Ｎｏ．Ｃ０１〜
Ｃ０７は実施例、Ｎｏ．Ｃ０８〜Ｃ１２は比較例であ
る。供試材料より試験片を作成し、実施例１と同様の高
温試験を行い、表３に示す結果を得た。
【００４２】
【表３】
【００４３】表３に示したとおり、Ｎｏ．Ｃ０１〜Ｃ０
７は実施例、Ｎｏ．Ｃ０８〜Ｃ１２は比較例である。従
来のＡｌ2Ｏ3系溶射皮膜（Ｎｏ．Ａ１０）に比べて、熱
衝撃性はほぼ同等にて、耐ピックアップ性が優れてい
る。また、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3が本発明範囲
内に適合していない比較例のＮｏ．Ｃ０８〜Ｃ１２で
は、熱衝撃性、耐ピックアップ性のいずれかが劣ってい
る。
７は実施例、Ｎｏ．Ｃ０８〜Ｃ１２は比較例である。従
来のＡｌ2Ｏ3系溶射皮膜（Ｎｏ．Ａ１０）に比べて、熱
衝撃性はほぼ同等にて、耐ピックアップ性が優れてい
る。また、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3が本発明範囲
内に適合していない比較例のＮｏ．Ｃ０８〜Ｃ１２で
は、熱衝撃性、耐ピックアップ性のいずれかが劣ってい
る。
【００４４】（実施例４）第４の発明の表面被覆材料に
係る供試材料の化学組成を表４に示す。Ｎｏ．Ｄ０１〜
Ｄ０７は実施例、Ｎｏ．Ｄ０８〜Ｄ１２は比較例であ
る。供試材料より試験片を作成し、実施例１と同様の高
温試験を行い、表４に示す結果を得た。
係る供試材料の化学組成を表４に示す。Ｎｏ．Ｄ０１〜
Ｄ０７は実施例、Ｎｏ．Ｄ０８〜Ｄ１２は比較例であ
る。供試材料より試験片を作成し、実施例１と同様の高
温試験を行い、表４に示す結果を得た。
【００４５】
【表４】
【００４６】表４に示したとおり、Ｎｏ．Ｄ０１〜Ｄ０
７は実施例、Ｎｏ．Ｄ０８〜Ｄ１２は比較例である。従
来のＡｌ2Ｏ3系溶射皮膜（Ｎｏ．Ａ１０）に比べて、熱
衝撃性はほぼ同等にて、耐ピックアップ性が優れてい
る。また、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3が本発明範囲
内に適合していない比較例のＮｏ．Ｄ０８、Ｄ１０〜Ｄ
１２では、熱衝撃性、耐ピックアップ性のいずれかが劣
っている。合金中のＬａ、Ｙが発明範囲に満たないＮ
ｏ．Ｄ０９は熱衝撃性、耐ピックアップ性のいずれも劣
っている。
７は実施例、Ｎｏ．Ｄ０８〜Ｄ１２は比較例である。従
来のＡｌ2Ｏ3系溶射皮膜（Ｎｏ．Ａ１０）に比べて、熱
衝撃性はほぼ同等にて、耐ピックアップ性が優れてい
る。また、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3が本発明範囲
内に適合していない比較例のＮｏ．Ｄ０８、Ｄ１０〜Ｄ
１２では、熱衝撃性、耐ピックアップ性のいずれかが劣
っている。合金中のＬａ、Ｙが発明範囲に満たないＮ
ｏ．Ｄ０９は熱衝撃性、耐ピックアップ性のいずれも劣
っている。
【００４７】
【発明の効果】本発明の複合材料は高温雰囲気、特に大
気より還元性の高温雰囲気において優れた耐熱衝撃性お
よび耐スケール反応性、特に耐ピックアップ性を有する
ので、鋼板を製造する熱処理炉において、鋼板成分との
反応・凝着が問題となるハースロールの被覆材料として
用い、難反応性を有するために、長時間の耐用が可能と
なった。また、本発明はハースロールのみでなく、同等
の機能を要求される炉内構造物に適用しても優れた耐ス
ケール反応性から、耐用寿命の延長において顕著な作
用、効果を奏する。
気より還元性の高温雰囲気において優れた耐熱衝撃性お
よび耐スケール反応性、特に耐ピックアップ性を有する
ので、鋼板を製造する熱処理炉において、鋼板成分との
反応・凝着が問題となるハースロールの被覆材料として
用い、難反応性を有するために、長時間の耐用が可能と
なった。また、本発明はハースロールのみでなく、同等
の機能を要求される炉内構造物に適用しても優れた耐ス
ケール反応性から、耐用寿命の延長において顕著な作
用、効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 重信 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 山村 恭 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 小笠原 信夫 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 吉川 文人 大阪府高石市高砂３丁目69番地 大阪富士 工業株式会社内 (72)発明者 横井 清 兵庫県尼崎市常光寺１丁目９番１号 大阪 富士工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K031 AA02 AB02 AB09 CB12 CB14 CB42 CB44 CB49
Claims (4)
- 【請求項１】 ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3からなる
群から選ばれた１種又は数種のセラミックス：５〜８０
質量％を、不可避的不純物を含むＣｏ中に分散した材料
から成ることを特徴とする耐スケール反応性に優れた表
面被覆材料。 - 【請求項２】 ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3からなる
群から選ばれた１種又は数種のセラミックス：５質量％
超え９０質量％未満を、不可避的不純物を含むＮｉ中に
分散した材料からなることを特徴とする耐スケール反応
性に優れた表面被覆材料。 - 【請求項３】 Ｙ及び／又はＬａ：５〜６０質量％を含
み残部Ｃｏおよび不可避的不純物から成る合金１００質
量部に、ＺｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3からなる群から
選ばれた１種又は数種のセラミックス：５〜８０質量部
を分散した材料から成ることを特徴とする耐スケール反
応性に優れた表面被覆材料。 - 【請求項４】 Ｃｒ：５〜３０質量％、Ｙ：０．５〜２
０質量％及びＬａ：０．５〜２０質量％を含み残部Ｃｏ
および不可避的不純物から成る合金１００質量部に、Ｚ
ｒＯ2、ＺｒＢ2およびＹ2Ｏ3からなる群から選ばれた１
種又は数種のセラミックス：５〜８０質量部を分散した
材料から成ることを特徴とする耐スケール反応性に優れ
た表面被覆材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001054118A JP2002155351A (ja) | 2000-09-05 | 2001-02-28 | 耐スケール反応性に優れた表面被覆材料 |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000268863 | 2000-09-05 | ||
| JP2000268862 | 2000-09-05 | ||
| JP2000-268862 | 2000-09-05 | ||
| JP2000-268863 | 2000-09-05 | ||
| JP2000-268864 | 2000-09-05 | ||
| JP2000268864 | 2000-09-05 | ||
| JP2001054118A JP2002155351A (ja) | 2000-09-05 | 2001-02-28 | 耐スケール反応性に優れた表面被覆材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002155351A true JP2002155351A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=27481586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001054118A Pending JP2002155351A (ja) | 2000-09-05 | 2001-02-28 | 耐スケール反応性に優れた表面被覆材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002155351A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005281748A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Jfe Steel Kk | 鋼板熱処理炉用ロールの表面被覆材料 |
| JP2006283105A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Jfe Steel Kk | 炉内構造物被覆用溶射被膜およびその形成方法 |
| CN110628976A (zh) * | 2019-10-18 | 2019-12-31 | 西安鑫精合智能制造有限公司 | 一种防护涂层、高炉风口小套及防护涂层的喷涂方法 |
-
2001
- 2001-02-28 JP JP2001054118A patent/JP2002155351A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005281748A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Jfe Steel Kk | 鋼板熱処理炉用ロールの表面被覆材料 |
| JP2006283105A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Jfe Steel Kk | 炉内構造物被覆用溶射被膜およびその形成方法 |
| CN110628976A (zh) * | 2019-10-18 | 2019-12-31 | 西安鑫精合智能制造有限公司 | 一种防护涂层、高炉风口小套及防护涂层的喷涂方法 |
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