JPH02133512A

JPH02133512A - 鋼材用高温酸化防止塗料

Info

Publication number: JPH02133512A
Application number: JP28483588A
Authority: JP
Inventors: Kazutomi Funabashi; 船橋　一富; Yoshiyuki Okita; 沖田　美幸; Kazuhisa Sueyoshi; 末吉　一寿; Kunihiro Terui; 照井　邦宏; Yoichi Nakamura; 洋一中村
Original assignee: MITSUMARU KASEI KOGYO KK; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: MITSUMARU KASEI KOGYO KK; Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-11-12
Filing date: 1988-11-12
Publication date: 1990-05-22
Also published as: JPH0588289B2

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、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、う
−ルの発生を防止せしめそして圧延前に容易に除去でき
、特に熱間圧延時に鋼材中に添加された各種金属と酸素
との親和力の差並びに合金及び酸化物との拡散速度を低
減する鋼材用高温酸化防止塗料に関する。

（従来技術〕周知のごとく鋼片スラブは加熱炉または均熱炉にて１０
５０〜１２００°Ｃの温度で加熱され、圧延されて製品
となるつこの鋼片スラブが普通鋼レベルの鋼材の場合に
はスケールの発生も少な（、デスケーリングも比較的容
易である。しかし、この鋼片スラブが高級シルベルの品
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で、歩留り低下によ
る生産性、省資源並びに製品仕上げの観点から問題とな
っている。

従来、高温のもとて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。高温酸化防止塗料は、酸化防止およびスケ
ールの発生防止とともに、容易に除去すること並びにス
ケールが発生した場合でもそのスノｒ−ルが塗料と共に
圧延前に高圧水によって容易に除去できること、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
防止塗料を開発し、特開昭６０−２５１２１８号および
同第６０−２５１２１９号公報として出願ししかしこれ
ら刊行物に開示された塗料を用いた場合、特に外気温度
の低い冬１υ１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、この凝結水が塗膜の一部を溶出させてしまい、スケ
ールの発生を生ぜしめることが判り、本発明者はこの問
題を解決する塗料を特開昭６１−６４８１３号公報にて
提供した。

しかし、鋼材は加熱炉に装入する際に金属製のロール上
を移送されるので、この塗料をＫＡ材に塗布した場合に
は、塗布された塗料の一部が金属製のロールによる物理
的な？ｆｉｘ　墾等により剥離し、加熱炉内でこの剥離
した部分にスケールを牛ぜしめるという問題点があった
。

本発明者は、この問題を解決する塗料を特願昭６３−５
２５６．５号として提供した。この塗料は下記の成分で
組成されるものである：〕）２０へ・５０重量７のセラミック基材としての炭化
珪素、窒化珪素、安定化ジルコニウム、７二母の群の内
の少なくとも１種ｂ）２５〜５０重量％のセラミック助剤としての以十の
３種のアル：ミナ、アルミナ（］）＝　α晶が大きく且つ填拮収’＋ｒ６　
ｉａの小さい、アルミナ（２）二焼結収縮が安定している１００μ以下
の平均粒度の高α化率の偏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
少なくとも１種、ｄ）　５〜１０重量％のＦｅ、　Ｃｕ、、ＮｉおよびＣ
ｒ粉の群の少なくとも１種ｅ）　５〜３０重量％のセラミ・ン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％く固形分含有量）の、附水性の
塗膜を形成する重合性および／または共重合体の水性エ
マルジョンまたは水溶液ｇ）　３〜１５重量％の、骨材として作用し、塗膜結合
強度を高めるカーボン繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊
維および窒化珪宋繊維より成る群の少なくとも１種の鉱
￥！Ｑ繊維（但しａ）〜ｇ）成分の合計が１００重ｉｆｚである）
この塗料を鋼材に塗布するＱこ当たって、追加的に約１
０〜１５重量χ（塗料全体を基準として）の水を該組成
物に混入した場合に塗装作業性が向−卜することが判っ
ている。

〔発明が解決しようとする課四点〕

ｒ圀材、特に高級鋼はその使用用途により各１！１！金
属が添加される。特にＳｉが添加された鋼材の場合、１
１７０″ＣにてＦｅＯとＳｉｎｇの共晶のファイアライ
）　（２ＦｅＯ−５ｉＯｚ）が生成され鋼材中のγ粒界
に沿ってファイアライトが溶融浸透しひげ状スケールが
発生ずる。

この為表面のスケール発生を減少または防止せしめても
浸透した深さまで除去しなければ製品の表面にキズが生
じてしまう。

従来の塗料及びＬ述の特願昭６３−５２５６５号に開示
された塗料ではこの問題を解決できなかった。

本発明者は、上述の各文献に記載された塗料の優れた性
質を劣化させることなく、この問題も解決し得る塗料を
鋭意研究し、完成させた。

〔課題点を解決するための手段〕

即ち未発明考は、特願昭６３−５２５６５号に開示され
た塗料にｈ）成分として８，５〜２５重ｆｉｌ！（固形
分含有量を５ｒｐとする）の酸化マグネシウム、酸化ク
ロム及び酸化カルシウムより成る群の少なくとも１種の
酸化物を混入することによって上記の問題を解決した。

即ち、本発明の対象は、ａ）１９〜４３重量％のセラミック基材としての炭化珪
素、窒化珪素、安定化ジルコニウム、雲母の群の内の少
な（とも１種ｂ）　２３．５〜４３重量％のセラミック助剤としての
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、アルミナ（２）：焼結収縮が安定している１００１！以
下の平均粒度の高α化率の偏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）　９．５〜３３．５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
ルの群の少なくとも１種、ｄ）　５〜９重ＨｚのＦｅ、　Ｃｕ、　ＮｉおよびＣｒ
粉の群の少なくとも１種ｅ）　５〜２５重量％のセラミック焼結促進剤としての
炭酸ナトリウムおよびｆ＞　２．５〜１３重量％（固形分含有量）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
エマルジョンまたは水溶液ｇ）　３〜１３重量％の、骨
材として作用し、塗膜結合強度を高めるカーボン繊維、
アルミナ繊維、炭化珪素へ維および窒化珪素４維より成
る群の少なくとも１種の鉱物繊維ｈ）　８．５〜２５重量％の、酸化マグネシウム、酸化
クロム及び酸化カルシウムの群の少なくとも１種の酸化
物より組成され、但しａ）〜ｈ）成分の合計が１００重量
％である鋼材用高温酸化防止塗料である。尚、ａ）　〜
ｇ）成分の割合が、特願昭６３−５２５６５号明ｆｌ野
用書に記載の割合と相違するのは、ｈ）成分の加入によ
る影客および本発明の目的との適合性から最も適当なＮ
’Ｑ罪を選択したことに起因する。

本発明者はこのｈ）成分が本発明の高温酸化防止塗ｔ゛
↓においてファイアライトの共晶物中で酸化マグネシウ
ム並びに酸化クロム及び酸化カルシウムと反応し、て融
点を１２５０°Ｃまで上昇さゼ１２００°Ｃの加熱温度
では）岩礁浸透が防止できろことを見出した。

ｈ）成分として用いられるマグネシウム、クロム、カル
シウムの酸化物は塗料の固形分含有りを基準として８６
５〜２５重量％のＩ・ｎ囲にする必要がある。８．５重
量％未満ではファイアライトの融点を上昇する効果が少
なく２５重π％以上で４よ追加的な実効が得られず、更
にまた鋼材表面に強固に付着しデスケーリング性が低下
する。８゜５〜２５重量２の範囲内の混入量ではか−る
不都合は生じない。

基材としてのセラミックａ）成分は耐熱性の高いもの（
例えば炭化珪素は２２００°Ｃ）がよく、その使用量は
、成分ａ）、ｂ）、Ｃ）、ｄ）、ｅ）、ｆ）およびｇ）
（以下、全成分と略す）の合計の１９〜４３重量％の範
囲にある必要がある。ａ）成分が１９重量％未満では塗
膜が緻密に形成されず、酸化雰囲気ガスの浸透星が多く
なり、所望の酸化防止効果が得られず、４３重星χを越
えると３１．ｊ々伝導１１効（低下し、加熱エネルギー
の消費が増してエネルギーロスが多くなる。

セラミック助剤としてのアルミナ（ｂ）成分〕は、α化
率の高い偏平状粒子〔アルミナ（１）およびアルミナ（
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°Ｃ１３時間）であり、そし
て偏平状のＩ！！ｉ力に優れた、殊に１〜１０μの微粒
子が好ましい。

アルミナ（２）は、焼成収縮が安定しており、殊に収縮
率が１０％以下（１６００°Ｃ１３時間）であり、α化
率が高い、平均粒度１００μｍ以下、殊に２０μｍ以北
、殊に３０〜６０μｍの、隠蔽力の優れた偏平状の粒子
である。

アルミナ（３）は、水分含有量が少なく、殊にＮａ２Ｏ
を０．２〜０．３重ｆｆｌχ含有する中ソーダーグレー
ド、平均粒度１μｍ以下の易焼結性の超微粒子である。

セラミック助剤としてのアルミナ〔ｂ）成分〕は、塗膜
１００μｍ以下の場合、２３．５重量２未満では充分な
隠蔽力ある緻密な塗膜を（３ることができず、４３重量
％以上では塗膜の除去性が不良になる。

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っている。

バインダーとして使用される中性燐酸アルミニウム、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
種類（ｃ）成分〕は、前記ａ）成分であるセラミック基
材の結合を安定化せしめると共に、鋼材との密着性を高
めるために使用するのであり、その使用量は全成分の９
．５〜３３．５重量％の範囲にある必要がある。このバ
インダーは、９．５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ず、３３．５重量％以下ではバ
インダーとしての効果が増加しない。

Ｆｅ、　Ｃｕ、、ＮｉおよびＣｒ粉の群の少なくとも１
種から成る金属粉（ｄ）成分〕は加熱炉中に於５」る酸
化雰囲気（−船釣に排ガス中の０２；１〜２％）が鋼材
表面に接触することを避け、或いは最小限にくいとめる
為に還元雰囲気を保持するものである。金属粉が５重量
％未′満では釦）４表面部が酸化雰囲気となり、９重Ｖ
χを越えるとこの金１−松が高温において鋼材と反応あ
るいは）８着し、鋼（オ表面、いわゆる製品表面の性質
を変化せしめ、悪影ｔｇをもたらず。

セラミック焼結促進剤（ｅ）成分〕は、３００〜８００
°Ｃにおいてセラミック基材並びにバインダーの焼結を
促進せし、めるもので、塗料の混合練成物を固くし、鋼
材表面への密着強度を高め、塗膜を緻密にする役目を果
たす。

適性な焼結速度を保持するには、５重量％が下限である
。５重量％未満であると焼結状態が悪く（弱＜）、混合
練成物内の塗膜量強度が低）−シ、酸化雰囲気の浸食域
となって網材表面が悪化し２．２５重■χを越えると塗
膜が緻密に形成されない。

ｒ）成分の使用量ば、固形分含有量として２．５〜１３
重星χ（塗料全体量を基準とする）、殊に２．５〜１０
重ＢＢ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、１３３重量％越えると、連続人力■熱
炉中においてこの成分の燃焼によってガスが発生し、こ
れが塗膜のツクＩ／、剥あ１を減少を引き起こし得る。

ｇ）成分として用いられる鉱物繊維は本発明の高温酸化
防止塗料において骨材として作用し、塗膜結合強度を高
め、高温酸化ガスの浸透を防止すると共に物理的な衝撃
に対しての強度を高める働きをする。これは、カーボン
繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維および窒化珪素繊維
であるが、カーボン繊維およびアルミナ繊維が殊に有利
である。

これらの鉱物繊維は長さ１０ｍｍ以下であるのが有利で
ある。１０ｍｍより長いと繊維が塗膜の表面に突出し塗
料のレヘリング性を悪化させ且つ形成される塗膜に凹凸
庖生せしめる。特にに好ましい鉱物繊維は直径１０〜２
０μｍでそして長さ３００〜１０００μｍであるのが有
利である。

ｇ）成分として用いられる鉱物繊維は、３・〜１３重量
％の量販外でも用いることができるが、３重量％未満で
は骨材としての効果が少なく、１３重量χを越えると塗
膜のレベリング性が悪化し且つ形成される塗膜に凹凸が
生じる。３〜１３重量％の範囲内の混入星ではか＼る不
都合は生じることがなく、塗膜の物理的強度を向上させ
ることができる。

本発明の塗料の場合、塗装作業性を向上させる為に、ｒ
）成分に含まれる水分に加えて適当量の水を必要に応じ
て混入してもよい。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％（塗料全体を
基準とする）であるのが好ましい。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例によって更に詳細に説明する。

実−施朋」炭化珪素　　　　　　　　　　　　１５重量％窒化珪素
　　　　　　　　　　　　４重量χ雲母　　　　　　　
　　　　　　　４重量％アルミナ（１）”　　　　　　
　　　　　　６重量％アルミナ（２））１９　　　　　
　　　　１４重計量アルミナ（３）”” 中性燐酸アルミニウムコロイダルシリカアルミナゾル銅粉ニッケル粉炭酸ナトリウム５重量％３重量％３重量％７重量％３重量２４重量％８重量２アルミナ繊維゛２” ５重量２ルミナの他に酸化マグネシウム１３重１％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、熱間圧延用Ｓｉ　０．４％含有鋼千オシこ
１００μの塗膜厚さで塗布し、その鋼材を後記第２表に
示す在炉時間及び炉温度のもとで加熱し圧延した。加熱
炉中の高温酸化雰囲気でのファイアライト生成によるス
ケール発生について測定結果（ファイアライト生成深さ
及び生成個数）を第２表に示す゛。

見ろ缶磨１ｊ−剥二針これらの実施例は、実施例１と同様に実施した。但し、
その際に使用した各成分の使用量は第１表に示した。

これらの塗料についての試験結果を第２表に掲載する。

比較、、ｆ１ｊＬ待（資）昭６３−５２５６５号の実施例１および２に相
当する塗料を比較例へおよびＢとして、実施例１と同様
に実施ずろ。

各成分の組成は第１表に示した。これらの塗料の場合に
も試験結果を第２ｋに示す。

Claims

【特許請求の範囲】１）ａ）１９〜４３重量％のセラミック基材としての炭
化珪素、窒化珪素、安定化ジルコニウム、雲母の群の内
の少なくとも１種ｂ）２３．５〜４３重量％のセラミック助剤としての以
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
、アルミナ（２）：焼結収縮が安定している１００μ以下
の平均粒度の高α化率の偏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）９．５〜３３．５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
の群の少なくとも１種、ｄ）５〜９重量％のＦｅ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒ粉の群
の少なくとも１種ｅ）５〜２５重量％のセラミック焼結促進剤としての炭
酸ナトリウムおよびｆ）２．５〜１３重量％（固形分含有量）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
マルジョンまたは水溶液ｇ）３〜１３重量％の、骨材として作用し、塗膜結合強
度を高めるカーボン繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維
および窒化珪素繊維より成る群の少なくとも１種の鉱物
繊維ｈ）８．５〜２５重量％の、酸化マグネシウム、酸化ク
ロム及び酸化カルシウムの群の少なくとも１種の酸化物より組成され、但しａ）〜ｈ）成分の合計が１００重量
％である鋼材用高温酸化防止塗料。