JPH0610038A - 炭素含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止する方法 - Google Patents
炭素含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止する方法Info
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- JPH0610038A JPH0610038A JP5047817A JP4781793A JPH0610038A JP H0610038 A JPH0610038 A JP H0610038A JP 5047817 A JP5047817 A JP 5047817A JP 4781793 A JP4781793 A JP 4781793A JP H0610038 A JPH0610038 A JP H0610038A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭素含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻
止する方法を提供する。 【構成】 該方法は、加熱、待機および冷却期間を有す
る、窒素および水素からなる保護ガス下で炭素含量の低
い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止する方法において、待
機期間中に帯鋼を酸化により薄い被覆層で被覆し、該被
覆層を冷却期間中に還元により再び完全に除去すること
よりなる。
止する方法を提供する。 【構成】 該方法は、加熱、待機および冷却期間を有す
る、窒素および水素からなる保護ガス下で炭素含量の低
い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止する方法において、待
機期間中に帯鋼を酸化により薄い被覆層で被覆し、該被
覆層を冷却期間中に還元により再び完全に除去すること
よりなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱、待機および冷却
期間を有する、窒素および水素からなる保護ガス下で炭
素含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止する方法に
関する。
期間を有する、窒素および水素からなる保護ガス下で炭
素含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】帯鋼は、ポット型、フード型またはロー
ル型の連続加熱炉内で縛った形で焼鈍される。保護ガス
としては、一般にＮ2／Ｈ2ガス混合物または発熱ガス雰
囲気を使用する。この帯鋼を焼鈍する際に接着性物質が
頻繁に生じる。
ル型の連続加熱炉内で縛った形で焼鈍される。保護ガス
としては、一般にＮ2／Ｈ2ガス混合物または発熱ガス雰
囲気を使用する。この帯鋼を焼鈍する際に接着性物質が
頻繁に生じる。
【０００３】この帯鋼接着性物質は、多くの要因に影響
される。その主なものは、表面粗さの形状および大き
さ、保護ガスの種類、接触圧力、温度および時間であ
る。
される。その主なものは、表面粗さの形状および大き
さ、保護ガスの種類、接触圧力、温度および時間であ
る。
【０００４】接着性物質は、文献において推測されるよ
うに、冷却中に高圧および巻き体の相対運動が生じる鋼
表面の位置に生じる。それにより付着および拡散現象が
生じる。
うに、冷却中に高圧および巻き体の相対運動が生じる鋼
表面の位置に生じる。それにより付着および拡散現象が
生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、炭素
含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止する方法を提
供することであった。
含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止する方法を提
供することであった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題は、加熱、待機
および冷却期間を有する、窒素および水素からなる保護
ガス下で炭素含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止
する方法において、待機期間中に帯鋼を酸化により薄い
被覆層で被覆し、該被覆層を冷却期間中に還元により再
び完全に除去することにより解決される。
および冷却期間を有する、窒素および水素からなる保護
ガス下で炭素含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止
する方法において、待機期間中に帯鋼を酸化により薄い
被覆層で被覆し、該被覆層を冷却期間中に還元により再
び完全に除去することにより解決される。
【０００７】本発明の有利な構成は請求項２以下に記載
されている。
されている。
【０００８】帯鋼の焼鈍（待機）は６５０〜７２０℃の
温度で実施する。
温度で実施する。
【０００９】本発明にもとづく方法により形成される被
覆層は、冷却期間の開始の際に、すなわちコアで６００
℃まで個々の巻き体の団結に対する保護層として役立
つ。この場合に、個々の巻き体間の結合内部の応力が最
大であるので、この限界温度は“臨界点”として示され
た。
覆層は、冷却期間の開始の際に、すなわちコアで６００
℃まで個々の巻き体の団結に対する保護層として役立
つ。この場合に、個々の巻き体間の結合内部の応力が最
大であるので、この限界温度は“臨界点”として示され
た。
【００１０】この温度を下回った後で、形成される酸化
物被覆層を引き続いての焼鈍工程で完全に還元するため
に、炉内で再び還元条件を設定することが必要である。
物被覆層を引き続いての焼鈍工程で完全に還元するため
に、炉内で再び還元条件を設定することが必要である。
【００１１】このことは、水性ガス平衡を変化する（加
圧下でフードで）ことにより、または炉雰囲気をたとえ
ばＮ2／Ｈ2に交換することにより達成される。
圧下でフードで）ことにより、または炉雰囲気をたとえ
ばＮ2／Ｈ2に交換することにより達成される。
【００１２】
【実施例】本発明を図面に示される実施例および理論的
考察により詳細に説明する。
考察により詳細に説明する。
【００１３】図１において、点１はＮ2／Ｈ2ガス混合
物、点２は発熱ガス雰囲気および点３はＣＯ2を添加し
たＮ2／Ｈ2ガス混合物を表す。
物、点２は発熱ガス雰囲気および点３はＣＯ2を添加し
たＮ2／Ｈ2ガス混合物を表す。
【００１４】図２ａは、還元に関与する理論的ガス混合
物Ｈ2／Ｈ2Ｏに関する。図２ｂは、酸化（待機時間約６
００℃まで）／還元（Ｔ＜６００℃）に関与する理論的
ガス混合物ＣＯ／ＣＯ2に関する。
物Ｈ2／Ｈ2Ｏに関する。図２ｂは、酸化（待機時間約６
００℃まで）／還元（Ｔ＜６００℃）に関与する理論的
ガス混合物ＣＯ／ＣＯ2に関する。
【００１５】一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2）、水素（Ｈ2）もしくはメタン（ＣＨ4）からなる
ガス混合物中で、成分間の反応を、均一な炭素活性が得
られるまで実施する。
Ｏ2）、水素（Ｈ2）もしくはメタン（ＣＨ4）からなる
ガス混合物中で、成分間の反応を、均一な炭素活性が得
られるまで実施する。
【００１６】金属表面と気相の間に平衡が存在しない場
合は、平衡状態が達成されるまで、浸炭反応および脱炭
反応または酸化反応／還元反応を介して、２つの相の間
の物質交換が行われる。
合は、平衡状態が達成されるまで、浸炭反応および脱炭
反応または酸化反応／還元反応を介して、２つの相の間
の物質交換が行われる。
【００１７】従って、それぞれの、鋼表面の好ましい化
学的組成から生じる炭素活性に、平衡状態で一定の温度
で所定のガス組成が対応する。
学的組成から生じる炭素活性に、平衡状態で一定の温度
で所定のガス組成が対応する。
【００１８】
【数１】
【００１９】低合金鋼のための炭素活性は低くなければ
ならず、かつこの場合に酸化／還元反応が重要であるの
で、ガス組成を以下の反応に要約される均一系水性ガス
反応に対応させた：
ならず、かつこの場合に酸化／還元反応が重要であるの
で、ガス組成を以下の反応に要約される均一系水性ガス
反応に対応させた：
【００２０】
【数２】
【００２１】一定の温度で相当する平衡状態を介して所
定のガス組成が得られる。
定のガス組成が得られる。
【００２２】たとえばＮ2／Ｈ2（９７％／３．０％）ガ
ス混合物を選択した。所定のＣＯ2添加量および全部の
保護ガス量で、所定の温度で水性ガス反応の進行を制御
する。均一な状態ではフード下で以下の反応が進行す
る： Ｈ2Ｏ＝Ｈ2＋1/2Ｏ2 ＣＯ2＝ＣＯ＋1/2Ｏ2 ＣＯ2＋Ｈ2＝Ｈ2Ｏ＋ＣＯ 更に、酸素移動が惹起される： Ｍｅ＋1/2Ｏ2＝ＭｅＯ Ｍｅ＋ＣＯ2 ＝ＭｅＯ＋ＣＯ 反応：ＣＯ2 ⇒ＣＯ＋1/2Ｏ2は、Ｈ2Ｏ ⇒Ｈ2＋1/2Ｏ
2 と比較してかなり緩慢であるので、ＣＯ／ＣＯ2ガス混
合物における酸化の比較的長い時間を見込まなければな
らない。
ス混合物を選択した。所定のＣＯ2添加量および全部の
保護ガス量で、所定の温度で水性ガス反応の進行を制御
する。均一な状態ではフード下で以下の反応が進行す
る： Ｈ2Ｏ＝Ｈ2＋1/2Ｏ2 ＣＯ2＝ＣＯ＋1/2Ｏ2 ＣＯ2＋Ｈ2＝Ｈ2Ｏ＋ＣＯ 更に、酸素移動が惹起される： Ｍｅ＋1/2Ｏ2＝ＭｅＯ Ｍｅ＋ＣＯ2 ＝ＭｅＯ＋ＣＯ 反応：ＣＯ2 ⇒ＣＯ＋1/2Ｏ2は、Ｈ2Ｏ ⇒Ｈ2＋1/2Ｏ
2 と比較してかなり緩慢であるので、ＣＯ／ＣＯ2ガス混
合物における酸化の比較的長い時間を見込まなければな
らない。
【００２３】例：均一系水性ガス反応には一般に
【００２４】
【数３】
【００２５】（たとえば６８０℃においてＫｗ＝０．
６）が当てはまる。
６）が当てはまる。
【００２６】さて、たとえばＣＯ2１．２％、Ｈ2３．０
％およびＨ2Ｏ０．００４％からなるガス混合物を６８
０℃に加熱すると、いかなるガス組成で平衡が安定した
かという問題が生じる。均一系における反応式は、以下
の関係式に従う： ＶAＡ＋ＶBＢ＋・・・・・＋ΔＨ＝ ＶEＥ＋ＶFＦ＋・
・・・・，この場合に、Ｖｉ，ｉ＝｛Ａ，・・・・Ｆ｝
は物質ｉの化学量論的モル数を表す。
％およびＨ2Ｏ０．００４％からなるガス混合物を６８
０℃に加熱すると、いかなるガス組成で平衡が安定した
かという問題が生じる。均一系における反応式は、以下
の関係式に従う： ＶAＡ＋ＶBＢ＋・・・・・＋ΔＨ＝ ＶEＥ＋ＶFＦ＋・
・・・・，この場合に、Ｖｉ，ｉ＝｛Ａ，・・・・Ｆ｝
は物質ｉの化学量論的モル数を表す。
【００２７】モル分率Ｘｉ＝Ｐｉ／Ｐを使用すると、質
量作用の法則は以下の形で示される：
量作用の法則は以下の形で示される：
【００２８】
【数４】
【００２９】反応指数ΔΣＶｉ、すなわち最終生成物の
モル数の合計を差し引いた出発物質のモル数の合計は、
以下の式： ΔΣＶｉ＝ＶE＋ＶF−ＶA−ＶB で示され、かつ体積変化および圧力依存性に関する情報
が提供される。
モル数の合計を差し引いた出発物質のモル数の合計は、
以下の式： ΔΣＶｉ＝ＶE＋ＶF−ＶA−ＶB で示され、かつ体積変化および圧力依存性に関する情報
が提供される。
【００３０】水性ガス反応の前記の例においては、ΔΣ
Ｖｉ＝０であり、その際一般に以下のように示される：
Ｖｉ＝０であり、その際一般に以下のように示される：
【００３１】
【数５】
【００３２】ΔΣＶｉ＝０によりＫp＝Ｋcとなる。従っ
て、反応は圧力に依存しない。
て、反応は圧力に依存しない。
【００３３】初期のガス組成に、
【００３４】
【数６】
【００３５】および新たに形成されるＣＯのモル分率＝
Ｚを適用すると、モル分率の平衡組成に関しては、
Ｚを適用すると、モル分率の平衡組成に関しては、
【００３６】
【数７】
【００３７】となる。
【００３８】従って質量作用の法則は以下のように示さ
れる：
れる：
【００３９】
【数８】
【００４０】Ｚを解法することにより以下の多項式が成
立する：
立する：
【００４１】
【数９】
【００４２】Ｋ（６８０℃）に０．６の値を代入する
と、Ｈ2＝２．２４％、ＣＯ＝０．７６％、ＣＯ2＝０．
４４％、Ｈ2Ｏ＝０．７７％の理想状態の分析値が得ら
れる。
と、Ｈ2＝２．２４％、ＣＯ＝０．７６％、ＣＯ2＝０．
４４％、Ｈ2Ｏ＝０．７７％の理想状態の分析値が得ら
れる。
【００４３】Ｋ＝０．０１の場合は、たとえば、Ｈ2＝
２．８３％、ＣＯ＝０．１７％、ＣＯ2＝１．０３％、
Ｈ2Ｏ＝０．１７％である。
２．８３％、ＣＯ＝０．１７％、ＣＯ2＝１．０３％、
Ｈ2Ｏ＝０．１７％である。
【００４４】従って、ガス混合物の組成は、理論的に以
下の範囲内で変動することができる： Ｈ2 ＝２．２４〜２．８３％、 ＣＯ＝０．１７〜０．７６％、 ＣＯ2＝０．４４〜１．０３％、 Ｈ2Ｏ＝０．１７〜０．７７％。
下の範囲内で変動することができる： Ｈ2 ＝２．２４〜２．８３％、 ＣＯ＝０．１７〜０．７６％、 ＣＯ2＝０．４４〜１．０３％、 Ｈ2Ｏ＝０．１７〜０．７７％。
【００４５】この場合に、実験中に以下の値を測定し
た： Ｈ2＝２．１％、ＣＯ＝０．７８％、ＣＯ2＝０．８６
％、Ｈ2Ｏ＝０．０６％。
た： Ｈ2＝２．１％、ＣＯ＝０．７８％、ＣＯ2＝０．８６
％、Ｈ2Ｏ＝０．０６％。
【００４６】このガス組成は３物質系Ｃ−Ｈ−Ｏ内の所
定の点３に相当する（図１）。
定の点３に相当する（図１）。
【００４７】３物質系内の点の位置は、帯鋼表面のガス
組成の影響を決定する。
組成の影響を決定する。
【００４８】従って、Ｎ2／Ｈ2ガス混合物へのＣＯ2の
添加は、３物質系内のガス組成の相当する点１を還元範
囲から酸化の境界範囲に移動させる。炉の運転方法に応
じてガス組成を、水性ガス平衡が０．０１〜０．６の間
で変動できるように変化させる。
添加は、３物質系内のガス組成の相当する点１を還元範
囲から酸化の境界範囲に移動させる。炉の運転方法に応
じてガス組成を、水性ガス平衡が０．０１〜０．６の間
で変動できるように変化させる。
【００４９】この意味で、付着のない焼鈍のために水性
ガス反応の特性を完全に利用するために最適な、ＣＯ2
装入の濃度が見出された。
ガス反応の特性を完全に利用するために最適な、ＣＯ2
装入の濃度が見出された。
【００５０】このことは、９７／３Ｎ2／Ｈ2ガス混合物
中のたとえば０．９〜２．５％のＣＯ2装入で、従って
発熱ガス雰囲気と比較してかなり低いＣＯ2含量で達成
される。
中のたとえば０．９〜２．５％のＣＯ2装入で、従って
発熱ガス雰囲気と比較してかなり低いＣＯ2含量で達成
される。
【００５１】更に理論的考察により、帯鋼表面に酸化物
層またはＣＯ2滞留層を、巻き体の付着を阻止する保護
層として分子範囲内で形成できることが判明した。この
ことを達成するには、炉内の焼鈍における待機期間の間
または終了時に、帯鋼表面に薄い不活性の被覆層（Ｆｅ
Ｏ）を生じる酸化しやすい雰囲気が形成されなければな
らない。
層またはＣＯ2滞留層を、巻き体の付着を阻止する保護
層として分子範囲内で形成できることが判明した。この
ことを達成するには、炉内の焼鈍における待機期間の間
または終了時に、帯鋼表面に薄い不活性の被覆層（Ｆｅ
Ｏ）を生じる酸化しやすい雰囲気が形成されなければな
らない。
【００５２】図２は、すべての焼鈍期間におけるＮ2／
Ｈ2／ＣＯ2保護ガス雰囲気の変化を示す。この場合に、
該雰囲気は理論的に、 ａ．Ｈ2／Ｈ2Ｏガス混合物、 ｂ．ＣＯ／ＣＯ2ガス混合物 に分けられる。
Ｈ2／ＣＯ2保護ガス雰囲気の変化を示す。この場合に、
該雰囲気は理論的に、 ａ．Ｈ2／Ｈ2Ｏガス混合物、 ｂ．ＣＯ／ＣＯ2ガス混合物 に分けられる。
【００５３】均一系水性ガス反応または２つの部分反応
を介して、同様に記載されたように、ＣＯおよびＨ2Ｏ
が、ＣＯ／ＣＯ2ガス混合物が６００℃より高い温度の
酸化に対応するような量で形成される。
を介して、同様に記載されたように、ＣＯおよびＨ2Ｏ
が、ＣＯ／ＣＯ2ガス混合物が６００℃より高い温度の
酸化に対応するような量で形成される。
【００５４】これに対して、Ｈ2／Ｈ2Ｏガス混合物は還
元作用する。温度が低下するにつれて（冷却期間）、生
じる保護ガスのＣＯ／ＣＯ2比は、両方のガス混合物の
完全な還元力が６００℃未満ではじめて利用されるよう
に変化する。
元作用する。温度が低下するにつれて（冷却期間）、生
じる保護ガスのＣＯ／ＣＯ2比は、両方のガス混合物の
完全な還元力が６００℃未満ではじめて利用されるよう
に変化する。
【００５５】形成される酸化物被覆層は、冷却期間の終
了時に還元される。
了時に還元される。
【００５６】最適なＣＯ2装入は全部の焼鈍材料表面積
に対応し、かつ帯鋼表面積１ｍ2当りＣＯ2０．２〜０．
３ｇである。
に対応し、かつ帯鋼表面積１ｍ2当りＣＯ2０．２〜０．
３ｇである。
【００５７】本発明による方法は、接着性物質形成を阻
止するかまたは飛躍的に減少し、かつ発熱ガス雰囲気製
造を合成ガスで代用する可能性を提供する。ＣＯ約８％
およびＣＯ2約６％を有する発熱ガス雰囲気と比較し
て、本発明による方法は、ＣＯ放出を約９５％およびＣ
Ｏ2放出を約９２％減少するゆえに、環境を保護する方
法として特徴づけられるべきである。
止するかまたは飛躍的に減少し、かつ発熱ガス雰囲気製
造を合成ガスで代用する可能性を提供する。ＣＯ約８％
およびＣＯ2約６％を有する発熱ガス雰囲気と比較し
て、本発明による方法は、ＣＯ放出を約９５％およびＣ
Ｏ2放出を約９２％減少するゆえに、環境を保護する方
法として特徴づけられるべきである。
【図１】６８０℃における原子の保護ガス組成を決定す
るための３物質系Ｃ−Ｈ−Ｏを示した図である。
るための３物質系Ｃ−Ｈ−Ｏを示した図である。
【図２】Ｎ2／Ｈ2／ＣＯ2保護ガスを２つの理論的ガス
混合物に分配した場合の、帯鋼の焼鈍（６８０℃）の際
に焼鈍期間を実施する例を示した図である。
混合物に分配した場合の、帯鋼の焼鈍（６８０℃）の際
に焼鈍期間を実施する例を示した図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 加熱、待機および冷却期間を有する、窒
素および水素からなる保護ガス下で炭素含量の低い帯鋼
を焼鈍する際に付着を阻止する方法において、待機期間
中に帯鋼を酸化により薄い被覆層で被覆し、該被覆層を
冷却期間中に還元により再び完全に除去することを特徴
とする、炭素含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止
する方法。 - 【請求項２】 Ｎ2９５％〜９９％、Ｈ2残りの保護ガス
組成である請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 保護ガスに、焼鈍材料表面積１ｍ2当り
ＣＯ2０．２〜０．３ｇを添加することにより酸化を実
施する請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 酸化を６００℃より高い温度で、かつ還
元を６００℃より低い温度で実施する請求項１から３ま
でのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 還元を水性ガス平衡の変化により実施す
る請求項４記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4207394.4 | 1992-03-09 | ||
| DE4207394A DE4207394C1 (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610038A true JPH0610038A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=6453567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5047817A Pending JPH0610038A (ja) | 1992-03-09 | 1993-03-09 | 炭素含量の低い帯鋼を焼鈍する際に付着を阻止する方法 |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5344509A (ja) |
| EP (1) | EP0560172B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0610038A (ja) |
| AT (1) | ATE157124T1 (ja) |
| CA (1) | CA2090344C (ja) |
| CZ (1) | CZ288475B6 (ja) |
| DE (2) | DE4207394C1 (ja) |
| ES (1) | ES2108773T3 (ja) |
| FI (1) | FI100256B (ja) |
| HR (1) | HRP930196A2 (ja) |
| HU (1) | HU212176B (ja) |
| NO (1) | NO301341B1 (ja) |
| SI (1) | SI9300111B (ja) |
| SK (1) | SK281218B6 (ja) |
| ZA (1) | ZA931587B (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5531372A (en) * | 1994-08-30 | 1996-07-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Moisture-free atmosphere brazing of ferrous metals |
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