JPH057446B2

JPH057446B2 -

Info

Publication number: JPH057446B2
Application number: JP62026068A
Authority: JP
Inventors: Yukio Matsuda; Seiki Hori; Takashi Shibahara; Akio Shinjo
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1993-01-28
Also published as: JPS63192820A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、連続焼鈍における鋼帯などの鋼材の
冷却方法に関する。また、本発明は、鋼、合金鋼などの鋼材の冷却
方法に係り、さらに熱間スラブの冷却、熱延鋼板
の冷却、または鋼材の熱処理用の冷却などにも適
用される。〔従来の技術〕連続焼鈍の場合における冷却方法を考えてみる
と、従来、その方法を大別すると、(1)ガスジエツ
ト冷却方式と(2)水焼入冷却方式とがある。前者のガスジエツト冷却方式の長所は、冷却フ
アンの調整により鋼帯の急冷終了温度の調整が容
易である点である。また、後者の水焼入冷却方式
は、冷却設備が簡易であり、冷却速度が早いとい
う利点がある。一方、特公昭59−38285号公報には、水にアル
コール類を10〜90重量％含有させた冷却剤にて金
属帯を冷却する方法が開示されている。〔発明が解決しようとする課題〕しかし、上記のガスジエツト冷却方式は、雰囲
気ガスを冷却して循環させるための電力費が嵩
み、また、冷却速度が遅いため、冷却設備が長大
となり、設備投資コストが膨大となる。水焼入冷却方式では、水焼入により、金属帯表
面が着色するため、その酸化膜の除去設備が必須
となり、また冷却速度があまりにも速く、急冷終
了温度の制御がきわめて難く、次の過時刻処理温
度の約400℃に再加熱する必要があり、これまた
設備およびエネルギーコストが増大するものであ
つた。これに対して、前記公報記載のアルコール含有
冷却水によれば、金属表面の着色を防止し、急冷
終了温度を制御できる。しかしながら、本発明者らの追試によれば、急
冷剤のアルコール含有量が35〜95％（重量％以下
同じ）でないと鋼帯表面の着色防止効果がなく、
またアルコール含有率が50〜90％のような高濃度
でないと、急冷終了温度の制御はできない。したがつて、実際に、焼鈍設備では、650〜
1250℃という高温の鋼帯が冷却剤中に浸漬される
事情を鑑みれば、アルコール濃度が高くなるた
め、危険性が大きく、その防止のために、防爆設
備、発火防止設備等の付帯設備が必須となり、多
大な設備費を投じない限り、その実施が不可能で
あつた。そこで、本発明の主たる課題は、鋼表面の着色
がなく、設備費がきわめて少なくて足りる金属の
冷却方法を提供することにある。〔課題を解決するための手段〕上記課題は、水に、アルコールが１〜60重量
％、および脂肪族モノカルボン酸、脂肪族多価カ
ルボン酸、オキシカルボン酸、石炭酸もしくは無
機酸から選ばれる一種以上の酸が１〜30重量％含
有されている冷却剤を鋼材に接触させることを特
徴としている。また、さらに冷却剤には、さらに界面活性剤が
0.3〜10重量％含有されていてもよい。しかも、上記冷却剤を鋼材と接触させる過程
で、還元ガスをも接触させることも有効な手段と
なる。〔作用〕本発明では、水と共にアルコールを用いている
ので、鋼材の着色を防止できるが、アルコールの
みであると、その濃度が高くないと着色を防止で
きず、かつ濃度が高いと防爆設備が必要になるの
に対して、本発明では、アルコールと共に、脂肪
族モノカルボン酸、脂肪族多価カルボン酸、オキ
シカルボン酸、石炭酸もしくは無機酸からから選
ばれる一種以上の酸を用いているので、この酸の
存在により、連続焼鈍設備の例では、数百オング
ストローム程度の酸化膜をアルコールのみに頼ら
ずして防止でき、もつてアルコール濃度が低くて
も、着色を確実に防止できる。さらに、界面活性剤を併用すると、鋼材表面に
おける蒸気膜の形成が均一となり、ムラのない冷
却を行うことができ、かつ着色防止およびムラの
発生を防止できるのみでなく、還元ガスを含む蒸
気膜の鋼材表面における保持効果が増し酸化防止
能力が向上する。また、還元ガスをも併用すると、金属表面の酸
化を一層防止でき、かつ界面活性剤との関係で
は、還元ガスが冷却剤の中に小さな気泡として鋼
材表面に存在するようになり、酸化防止効果を増
す。以下本発明をさらに詳説する。本発明における冷却剤は、水にアルコールを、
１〜60重量％、望ましくは３〜20％、特に３〜10
％含有させたものを用いる。アルコール含量が少
いと、着色防止効果がなく、他方多いと、引火の
危険性があるし、かつ冷却剤としてのコストとし
ても不利である。本発明におけるアルコールとしては、水溶性お
よび還元作用として、炭素数が６以下のものが望
ましく、この例としては、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノー
ル、ヘキサノール等の脂肪族アルコール；エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングコール、ジプロピレングリコール、１，３−
ブタンジオール、トリメチロールプロパン等の脂
肪族多価アルコール；モノエタノールアミン、ジ
エタノールアミン、トリエタノールアミン、モノ
イソプロパノールアミン等のアミノアルコール等
を挙げることができる。もちろん、これらを併用してもよく、また炭素
数７以上のアルコールと、６以下の上記アルコー
ルとを併用してもよい。本発明では、上記アルコールのほか、有機もし
くは無機の酸またはそれらの塩が用いられ、その
含有量としては、１〜30％、望ましくは３〜10％
とされる。酸の含有量が少いと、酸化膜除去効果
が小さく、他方あまりにも多いと、金属材を逆に
腐食させる危険性があるからである。本発明に用いられるおける有機酸としては、水
に対する溶解性の点からは、Ｃ数が６以下が望ま
しく、さらに鋼材に対して顕著な効果のあるギ
酸、酢酸、ピロピオン酸、酪酸、ペンタル酸、ヘ
キサン酸等の脂肪族モノカルボン酸；シユウ酸、
マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸
等の脂肪族多価カルボン酸；オキシ酢酸、グルコ
ン酸、クエン酸、乳酸、酒石酸、リンゴ酸、没食
子酸、タンニン酸等のオキシカルボン酸；石炭酸
を挙げることができる。上記例のギ酸は、高温の
鋼材と接触したとき、COガスを発生し、鋼材の
還元効果も大きいので、特に優れる。無機酸としては、水可溶性の酸で、例えば塩
酸、硫酸、リン酸等を例示できる。これらの酸
は、勿論併用してもよい。界面活性剤は、公知の界面活性剤を全て使用で
きるが、その添加量は0.3〜10％、特に0.5〜５％
が望ましい。還元ガス量が少いと、蒸気膜の鋼材
表面における保持効果が少く、10％を超えてもそ
の効果の増大は望めず、コスト的に不利となるか
らである。使用できる界面活性剤は、カルボン酸塩、スル
ホン酸塩、硫酸エステル塩等のアニオン系界面活
性剤、エーテル形、エーテルエステル形、エステ
ル形、含窒素形のノニオン系界面活性剤、アミン
塩、第４級アンモニウム塩のカチオン系界面活性
剤、アミノ酸型、ベタイン型、イミダゾリン型の
両性界面活性剤が使用できる。界面活性剤の二種
以上を併用してもよい。還元ガスは、一酸化炭素、水素、水性ガス、変
性ガス、発生炉ガス、あるいは当業者に知られた
DX、NX、HNX、RX、AX、ASRX、SAXま
たはこれらガスの混合ガスが用いられる。この還
元ガスは、たとえば、上記冷却剤を収容している
槽内に鋼材を通す過程で、金属材表面に向けて、
ノズルから吹付けることによつて鋼材に接触させ
ることができる。たとえば、連続焼鈍における水焼入れの冷却作
用の欠点は、蒸気膜発生による水蒸気酸化を生
じ、酸化膜の生成、すなわち鋼帯が表面着色化す
るため、酸洗設備が不可欠である。この不都合を
解決するため、特公昭56−52094号公報には蒸気
膜を除去するため、水蒸気圧より高い水圧の水流
を噴射することが記載されているが、結果として
冷却速度が増大して急冷終了温度の制御を困難と
する。これに対し本発明は、逆の思想すなわち冷却過
程における蒸気膜段階を永く持続させ、蒸気膜を
構成する成分を、アルコールの分解生成ガスで
COとH₂とすること、あるいは外部から還元ガス
を吹き込み金属材と接触させることによつて、鋼
帯の着色化の原因となる酸化膜の生成を抑制し、
急冷終了温度の制御および光輝焼鈍の両方を同時
に達成するものである。なお、連続焼鈍設備においては、たとえば、上
記冷却剤の収容槽中に鋼帯を通せばよい。また、
一般に、鋼材を冷却するに当り、冷却剤中に鋼材
を通すほか、鋼材材に上記冷却材をスプレー等に
より吹付方式で冷却するようにしてもよい。〔実施例〕次に実施例を示し、本発明の効果を明らかにす
る。実施例１絞り用低炭素Alキルド鋼（SPCC−SD）のサ
イズ80mm長×20mm幅×0.8mm厚の試験片を多数用
意し、第２図に示す実験設備にて、アルゴンガス
を５／minの割合で供給している中で、750℃、
１分間電気炉１で加熱した後、各種の冷却剤２を
収容する密閉槽３中に投入し冷却した後、冷却剤
液から試験片を取り出し、日本電色工業社製ハン
ター色差計（101D型）にてΔE_Hを測定すること
により着色度合いを調べるとともに、試験片表面
の外観を定性的に目視評価した。１は熱電対、４
は試験片、５は加熱炉、６は温度計である。その結果、各種冷却剤の相違によつて、第１表
の結果および第１図の結果を得た。これより、本発明に規定する有機酸もしくは無
機酸を用いることにより表面性は良好となり、さ
らに界面活性剤の添加や、還元ガスを冷却剤と共
に接触させることにより表面性が向上することが
分かる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、次の効果が奏せ
される。光輝冷却が可能なために金属帯表面着色の除
去設備が不要または簡易な除去設備で対応でき
る。酸化鉄の発生を防止でき、表面の着色防止効
果が高い。冷却設備が簡易となる。急冷終了温度の制御が可能であるため、その
後の過時効温度にする再加熱設備が不要とな
る。アルコール含有量を低くでき、もつてアルコ
ール損失量が軽減され、また防爆設備、発火防
止設備等の付帯設備が不必要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種冷却剤による着色度合の評価を行
つた結果図、第２図は実施設備の概要図である。

Claims

【特許請求の範囲】１水に、アルコールが１〜60重量％、および脂
肪族モノカルボン酸、脂肪族多価カルボン酸、オ
キシカルボン酸、石炭酸もしくは無機酸から選ば
れる一種以上の酸が１〜30重量％含有されている
冷却剤を鋼材に接触させることを特徴とする鋼材
の冷却方法。２冷却剤に、さらに界面活性剤が0.3〜10重量
％含有されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の鋼材の冷却方法。３特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
鋼材の冷却方法において、冷却剤と鋼材とを接触
させている過程で、鋼材に還元ガスをも接触させ
ることを特徴とする鋼材の冷却方法。