JPH02209420A - 鋼材に対する高温用酸化防止剤 - Google Patents

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、鋼材の熱処理に際して、金属表面の酸化を防
止するために有効に使用される酸化防止剤に関する。

（従来技術及びその問題点） 般に鋼材は、連続鋳造等により得られたスラブを１００
０℃以上の高温での熱処理に付した後に熱間圧延、冷間
圧延等の圧延処理を行なって製品とされている。

即ち鋼材は、製品とされるまでの間に種々の高温での熱
処理を受けるため、この熱処理工程において多量のスケ
ールが発生し、歩留まりが著しく低下して省資源的見地
から大台な問題となっている。

またステンレス鋼やＮｉ鋼などでは、スケールの発生の
他に、鋼表面近くに酸素の侵入拡散に起因する粒界酸化
が発生し問題となっている。

この様な問題を防止するために、従来から種々の酸化防
止剤が提案されており、例えば特開昭５１−５２１７号
公報には、炭化珪素（ＳｉＣ）とガラス粉末とを組み合
わせた組成物から成る酸化防止剤が開示されている。

然しながら、従来公知の酸化防止剤は、１０００℃ヨリ
モ低い温度での熱処理工程については有効な酸化防止効
果が発揮されるが、１０００℃以上での極めて高温の熱
処理工程においては酸化防止作用が有効に発揮されず、
スケールの発生及び粒界酸化を十分に防止できないとい
う問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、１２００℃の温度での粘度が１０３ポイズ以
上の範囲にあるガラス組成物を用いることにより、１０
００℃以上の高温での鋼材の熱処理に際しても極めて有
効な酸化防止効果を発現させることに成功したものであ
る。

即ち本発明によれば、軟化点が１０００℃以下であるガ
ラス成分を含有し且つ全体としての１２００℃の温度で
の粘度が１０３ポイズ以上であるガラス組成物から成る
ことを特徴とする高温用酸化防止剤が提供される。

本発明によれば更に、鋼材を１０００℃以上の温度で熱
処理するに際し、前記ガラス組成物を該鋼材表面に施し
ておくことを特徴とする酸化防止方法が提供される。

（作　用） 本発明においては、上記の様なガラス組成物を用いるこ
とにより、熱処理中の鋼材表面にガラス質の被覆層が形
成され、鋼材表面と酸素との接触が遮断されて酸化が有
効に防止される。

この場合、軟化点が１０００℃よりも低いカラス成分を
用いることにより、１０００℃以上の温度での熱処理に
際して迅速にガラス質の溶融被覆層が形成されるので酸
化防止が有効に行われるのである。

例えば、熱間圧延前の段階におけるスラブの熱処理は、
一般的に１０００乃至１４００℃の温度範囲で行われる
ため、軟化点が１０００℃以上のガラス成分を用いた場
合には、ガラス成分が溶融して金属表面に被覆層を形成
するよりも速く金属表面の酸化が進行してスケール層が
形成されるため、前記ガラス質の被覆層にクラックが発
生し、酸素遮断膜としての安定な作用が阻害されるとい
う不都合を生ずる。

また本発明において１２００℃の温度における粘度が全
体として１０３以上の範囲にあるガラス組成物を使用す
ることは、１０００乃至１４００℃の温度範囲での熱処
理に際して酸化防止を行なうために最も重要である。

即ち前記粘度が１０３ポイズよりも低い場合には、金属
表面に形成されるガラス質の溶融被覆層はシャブシャブ
の状態となって該被覆層を酸素が透過しやすくなり、有
効な酸化防止機能が発現せず、またこの被覆層が金属表
面から垂れ落ちる等の不都合を生ずる。

これに対して本発明に従い、前記粘度が１０３ボイスよ
りも高いガラス買組成物を用いる場合には、ガラス質の
溶融被覆層は十分な粘性を有しているため、酸素の透過
が有効に抑制され且つ金属表面から垂れ落ちる等の不都
合も回避されるため、極めて優れた酸化防止機能が発現
するのである。

また本発明によれば、熱処理後に高圧水で金属表面の冷
却を行なうと、ガラス質の被覆層が急冷されるため、ガ
ラス質と金属表面との収縮差によって該被覆層は金属表
面から容易に剥離する。

（発明の好適態様） 丸之五廣芳 本発明の酸化防止剤を構成するガラス成分は、軟化点（
粘度が４．５　ＸＩＯ’ポイズとなる温度）が１０００
℃以下であり且つ１２００℃での粘度が１０３ポイズ以
上、特に５Ｘ１０３ポイズ以上であるという条件を満足
する限りにおいて、任意のものを使用することができる
。

例えば、組成物として５ｉ０２を主成分とし、これにＡ
Ｉｌ、２０３．　ＭｇＯ，ＺｎＯ，ＺｒＯ２，Ｐ２Ｏ５
，Ｂ２Ｏ３，ＢａＯＰｂＯ，Ｃａｂ、　Ｋ２Ｏ，Ｎａ２
Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，ＴｉＯ２，Ｆｅ２Ｏ，３等の酸化物を含
むものが使用されるが、その軟化点及び粘度は、組成及
び製造法等によって異なるので、軟化点及び粘度が上記
範囲内にあるものが使用される。

また本発明においては、少なくとも１４００℃以上の融
点を有する結晶を含む結晶化ガラスが上記のガラス成分
の内でも特に好適に使用される。

即ち通常のガラス成分を用い、これを鋼材表面に施した
場合には、高温での熱処理の際にガラス被膜が熔融し、
粘度が低下して表面張力の働きによりガラス層が収縮す
る傾向があるが、この結晶化ガラスを用いた場合には、
この様な傾向が有効に回避され、スラブ表面の全体が均
一にガラス質層によって被覆され、スラブ全体にわたっ
ての酸化防止が有効に行われるという利点が達成される
。

尚、この様な融点が１４００℃以上の結晶の種類として
はこれに限定されるものではないが、次のものを挙げる
ことができる。

この結晶は、例えばこれら結晶成分を含むガラス成分を
加熱処理することによって析出させることができるが、
該結晶は鋼材の加熱処理時に析出していればよく、必ず
しも予め酸化防止剤中に析出形成されている必要はない
。

この結晶は、鋼材の加熱処理時において、酸化防止剤当
り１０重量％以上特に３０乃至５０重量％の割合で析出
形成されていることが好適である。

本発明においては、析出結晶がＺｒＯ２・５ｉｎ２（ジ
ルコン）であるものが好適である。

尚、本発明において好適なガラス組成の一例を次に示す
。

（イ）結晶化ガラス（ジルコンフリット：結晶相ジルコ
ン） Ｓｉｎ２４５〜６０重量％ Ｂ２（１，１０〜１５１１ Ａ４２０３　　　　　　　　　　５〜１０　　〃Ｎａ２
Ｏ＋に２０　　　　　　　　４〜１５　　　）１３〜１
５　　〃 ０〜　５　　〃 ５〜１５　　〃 ０〜１０　　〃 （ロ）非晶買ガラス（透明フリット） ＳｉＯ□　　　　　　　４５〜６５重量％Ｂ２Ｏ３０〜
２５　〃 Δｊ２２０３５〜２５　〃 Ｎａ２Ｏ＋に、ＯＯ〜１５ｎ Ｃａ０３〜２０／／ Ｍｇ０　　　　　　　　　０〜１０　〃尚、本発明にお
いては、上述したガラス成分とは別個に、例えばＡｎ　
２０３．　ＺｒＯ２，ＺｒＯ２−５ｉＯ２゜モンモリロ
ナイト等の粘土鉱物、Ｓｉ［ｌ□、　ＳｉＣ等の炭化物
、Ｓｉ３Ｎ４等の窒化物、及び　Ｃｒ２Ｏ３等の所謂耐
火物を、本発明を損わない範囲内において（通常４０重
量％以下の量）配合することもできる。

醇進ｙΩＥ友抹 本発明によれば、加熱処理すべき鋼材表面に、上述した
ガラス成分から成る酸化防止剤を塗布しておき、この後
に所定の加熱処理を行なうことによって所望の酸化防止
効果が達成される。

酸化防止剤の塗布は、粉体のまま鋼材表面に施してもよ
いし、或いは該酸化防止剤を適当な水溶性樹脂等を組合
わせて水に懸濁分散させ、ペースト状として鋼材表面に
施すことも可能である。

本発明の酸化防止剤は、鋼材表面に２００　ｇ／ｍ２以
上、特に５００乃至２０００　ｇ／ｍ２の割合で施すの
が好適であり、その塗布量があまりにも少ない場合には
、鋼材の加熱処理に際して均一で且つ十分な厚みの溶融
被覆層を形成することが困難となり、有効な酸化防止効
果が達成されない。

また本発明においては、溶融被覆層全体としての１２０
０℃での粘度が１０３ポイズ以上の範囲にある限り、例
えば鋼材表面にアンダー層として低温用の酸化防止剤を
塗布しておき、更にその上に前述した本発明の酸化防止
剤を塗布してもよこの場合にも、鋼材の加熱処理に際し
て、各酸化防止剤層は溶融して単一の溶融被覆層を鋼材
表面に形成し、有効な酸化防止効果が達成される。

鋼材表面に形成された上記被覆層は、鋼材とともに冷却
されると、鋼材との収縮率の差により、鋼材表面から容
易に剥離して滑らかな鋼材表面が形成される。

（発明の効果） かかる本発明によれば、特に１２００℃における粘度が
１０３ポイズ以上のガラス組成物から成る酸化防止剤を
鋼材表面に施すことにより、鋼材表面の酸化が有効に抑
制され、スケール発生量及び粒界酸化を顕著に減少させ
ることが可能となった。

本発明の酸化防止剤は、鋼材の１０００乃至１４００℃
の温度範囲の熱処理に際して極めて有効に使用される。

（実施例） 各実施例において、次の組成から成る４種類のガラスを
使用した。

＊　組成は重量％で示した。

＊＊Ｎｏ、１及びＮｏ、３は非晶質ガラスであり、Ｎｏ
、２及びＮｏ、４は結晶化ガラスである。

東１０１± Ｎ０９１のガラス粉末に、適量の水溶性樹脂及び水を混
合してスラリー化したものを、鋼材（５×３０ｘ５０ｍ
ｍ）表面に２　Ｋｇ／ｍ’の割合で塗布した。

乾燥後、１２００℃で１時間、この鋼材の加熱を行なっ
た。

次いで、高圧水により鋼材表面に形成されたガラス塗膜
を剥離させ、室温まで冷却した後、鋼材表面を観察した
ところ、スケール層の少ないことが認められた。

特に鋼材表面の中央部分のスケール層は極めて少なかっ
た。

夫ＩＬユ Ｎｏ、２のガラス組成を主成分とする酸化防止剤を、実
施例１と同様にして鋼材表面に塗布、乾燥した。

この鋼材を１１５０℃で１時間加熱した後、水冷して室
温まで冷却した。

鋼材表面に形成された塗膜は水冷中に剥離しており、ま
た鋼材表面はスケール層がほとんど無く、光沢を有して
いた。

尚、第１図に、Ｎｏ、２のガラス組成物を熱処理後急冷
した時のＸ線回折像、及び第２図にそのＤＴＡ曲線を示
す。

夾」ｕ１ユ Ｎｏ、２のガラスと八ＪＺ　２０．とを、重量基準で７
３の割合でボールミルにより混合粉砕し、これを実施例
１と同様に鋼板表面に塗布乾燥し、１２００℃で１時間
加熱した。

これを水冷して室温まで冷却し、その鋼板表面を観察し
たところ、塗膜はほとんど剥離しており、スケール層及
び内部酸化が殆んどない光沢のある鋼板表面が観察され
た。

また第３図に、上記混合物を熱処理後急冷した時のＸ線
回折像を示す。

ｌｉ口生± Ｎｏ、３のガラスから成る酸化防止剤を使用し、実施例
１と同様に鋼板表面に塗布乾燥し、１２００℃で１時間
加熱した。

これを水冷して室温まで冷却したところ、塗膜中にはガ
ラス物質が無く、鋼板表面全面にかなりの量のスケール
が発生しており、このスケールは水冷でも剥離しなかっ
た。

火Ｊｕ組Ａ Ｎｏ、４のガラスにアルミナを３０重量％混合し、適量
の水溶性樹脂及び水を混合してスラリー化したものを、
鋼材（１００ｘｌＯＯＸ３０ｍｍ）の全面に２　Ｋｇ／
ｍ２の割合で塗布した。

乾燥後、この鋼材を４つのアルミナ製ボタン上に載せ、
１２００℃で１時間加熱処理を行なった。

この加熱処理（加熱炉中）に際しても、鋼板の下面及び
側面に塗布されたガラス組成物の垂れ落ちは全く観察さ
れなかった。

また加熱ＩＡ処理後高圧水により塗膜を剥離させ、熱間
圧延を行ない、圧さ４ｍｍの鋼板を得た。

鋼板表面は、酸化層が殆んどない良好なものであった。

第４図に、Ｎｏ、４のガラス組成物を熱処理後急冷した
時のＸ線回折像を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例において、ＮＯ１２のガラス組成物を
熱処理後急冷した時のＸ線回折像を示し、第２図は、前
記Ｎｏ、２のガラス組成物の示差熱分析曲線を示す図で
あり、 第３図は、実施例３において使用したガラス組成物とＡ
ＩＬ２０３との混合物を熱処理後急冷した時のＸ線回折
像を示す図であり、 第４図は、実施例４において使用した歯、４のガラス組
成物を熱処理後急冷した時のＸ線回折像を示す図である
。 特許出願人　　日本フェロ−株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟化点が１０００℃以下であるガラス成分を含有
   し且つ全体としての１２００℃の温度での粘度が１０＾
   ３ポイズ以上であるガラス組成物から成ることを特徴と
   する鋼材に対する高温用酸化防止剤。
2. （２）鋼材を１０００℃以上の温度で熱処理するに際し
   、軟化点が１０００℃以下であるガラス成分を含有し且
   つ全体としての１２００℃の温度での粘度が１０＾３ポ
   イズ以上であるガラス組成物を、鋼材表面に施しておく
   ことを特徴とする酸化防止方法。