JPH1158243A - 研削材 - Google Patents

研削材

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JPH1158243A
JPH1158243A JP9217496A JP21749697A JPH1158243A JP H1158243 A JPH1158243 A JP H1158243A JP 9217496 A JP9217496 A JP 9217496A JP 21749697 A JP21749697 A JP 21749697A JP H1158243 A JPH1158243 A JP H1158243A
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JP
Japan
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abrasive
present
range
steel
treated
Prior art date
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Pending
Application number
JP9217496A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Matsuda
敏紹 松田
Nobuhiro Sato
信弘 佐藤
Takao Shimizu
稜男 清水
Mamoru Shibata
守 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Metals and Chemical Co Ltd
Original Assignee
Japan Metals and Chemical Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C11/00Selection of abrasive materials or additives for abrasive blasts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ブラスト処理にあたって研削材粉化に伴う粉塵
の発生が少なく、かつ優れた塗装付着性を有する研削材
を提供すること。 【構成】主要成分の組成が、MgO :20〜40wt%、Al
2O3 :20〜40wt%、SiO2:25〜45wt%、CaO :5 wt%を
含有する高炭素フェロクロム精錬スラグの粒状物からな
り、かつその組織が60〜90wt%のガラス、10〜40wt%の
スピネルおよび20wt%以下のフォルステライトの混相か
らなることを特徴とする研削材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、研削材に関するもの
であって、特に、船舶、橋梁、石油タンクおよびゲート
等に表面塗装を施すのに先立って行うブラスト処理にお
いて、粉塵の発生が極めて少なくしかも研掃効率(作業
性)に優れ、さらには塗料と塗装面の付着性を向上させ
るのに効果的に用いられる研削材を提供する。
【0002】
【従来の技術】一般に、普通鋼、特殊鋼あるいは合金鋼
等の鋼材(以下、「被処理鋼材」という。)の表面に塗
装を施す場合、その塗装処理の前に、鋼材表面に研削材
を吹き付ける、いわゆる、“ブラスト処理”が行われ
る。この処理の主な目的は、塗装の付着性を高めるため
に、被塗装面表面に適当な粗さの凹凸をつけることにあ
る。また、このブラスト処理の他の目的は、前記被処理
鋼材表面の酸化層、表面汚染物または古い塗装面などを
剥離除去し、塗装に適する清浄な表面を形成することに
ある。この除去性能の目安としては通常、“研掃効率”
という指標を用いて判断している。
【0003】一般に、“塗装付着性”と被塗装面の“表
面粗さ”とは、密接な関係があるとされており、塗装付
着性向上のための被処理鋼材の表面形状は、所定の粗さ
の凹凸を呈していることが好ましい。それは、被処理鋼
材の表面をこのような表面粗さにすることにより、いわ
ゆるアンカー効果が高くなり、塗装の付着性が向上する
からである。そのために、従来、上記ブラスト処理によ
って鋼材表面を所定の粗さにすることにより、事実、そ
れなりに満足すべき塗装付着性が得られているのが実情
である。なお、こうしたブラスト処理に使用する研削材
としては、サンド、スティールグリット、ガーネット、
ガラスビーズ、スティールショットおよび転炉スラグ等
がよく知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
研削材を用いて前記被処理材のブラスト処理を行うと、
サンドはもちろん、ガーネット、ガラスビーズ、転炉ス
ラグのような研削材では、被処理材表面に吹き付けたと
きの衝撃によって該研削材が割れて粉化し、作業場一面
に粉塵が飛散し、ひいてはブラスト作業そのものができ
ないような環境になるという問題点があった。また、上
記研削材は、満足するアンカー効果を得るため、あるい
は古い塗料を除去するためには、この被処理材の表面を
時間をかけてゆっくりとブラストしたり、その処理を繰
り返して行う必要があった。そのために、ブラスト処理
の作業時間が長くかかり、いわゆる“研掃効率”が悪い
という問題点もあった。さらには、ブラスト処理の後に
処理表面が早期に発錆するという問題さえも指摘されて
いた。なお、上記の研削材の中でガラスビーズは、粉化
の程度が比較的少ないが、他の研削材に比べて極めて高
価であるため、限られた分野でしか使えなかった。
【0005】この点、上記スティールグリットやスティ
ールショットのような研削材は、粉塵の発生が軽微で、
研掃効率にも優れるが、屋外で処理せざるを得ない船
舶、橋梁、ゲート等のブラスト処理に適用する場合、研
削材自身の錆のため、また、被処理材表面が短時間で発
錆しやすいため、塗料の付着性が悪く、被処理材表面に
塗布した塗料が剥離しやすいという問題があった。しか
も、研削材自身も湿気により錆びやすく、研削材どうし
がくっついて使用できなくなるというような問題さえも
抱えていた。従って、スティールグリットやスティール
ショットのような金属製の研削材は、使用できる環境が
限られているのが実情である。
【0006】この発明の目的は、ブラスト処理にあたっ
て研削材粉化に伴う粉塵の発生がなく、使用できる分野
や環境が限定されず、一方で優れた塗装付着性を被処理
材表面に付与するのに有効に作用する研削材を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは先に、主要
成分の組成がMgO :20〜40wt%、Al2O3 :20〜40wt%、
SiO2:25〜45wt%を含み、残部がその他の少量の酸化物
を含有する高炭素フェロクロム精錬スラグを風砕して製
造した粒状物を発明し、研削材として提案した(特開平
7−88770 号公報) 。しかし、この研削材では所期の目
的を達する製品に混ざって、割れやすく粉塵を生成し易
いものも製造されることがわかった。この現象について
詳細に検討した結果、前記組成だけでなく研削材の組織
が粉化に対して大きな影響があることをつきとめ、本発
明を完成するに至った。
【0008】即ち、本発明は、主要成分の組成が、MgO
:20〜40wt%、Al2O3 :20〜40wt%、SiO2:25〜45wt
%、CaO :5wt%以下、およびその他の少量の酸化物か
らなり、かつ組織が60〜90wt%のガラス、10〜40wt%の
スピネルおよび20wt%以下のフォルステライトの混相か
らなることを特徴とする研削材である。
【0009】本発明において研削材は、上記組成にかか
る溶融酸化物を冷却媒体を用いて急冷し、粒径 0.1〜2.
5 mmの大きさに整粒して製造されたものであることが好
ましい。また、本発明においては、溶融酸化物として高
炭素フェロクロム精錬スラグを原料として使うことが好
ましい。さらに本発明においては、冷却媒体として空
気、不活性ガスまたは水を用いることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明にかかる研削材の特徴は、
主成分としてMg, Al, SiおよびCaの酸化物を含み、かつ
好ましくはSiO2を主成分とするガラス中にスピネル結晶
(MgO Al2O3)を分散含有する組織にしたことにある。こ
のような組織に着目した理由は、ブラスト処理にあたっ
て、研削材が被処理材表面に衝突しても割れにくく、ま
た、衝突の衝撃によって割れる場合にはガラス相中に分
散含有するスピネル結晶の結晶粒界で割れ、比較的大き
な粒状物となり、微粉状にならないために粉塵を発生さ
せないという点にある。
【0011】また、このような組織とすることで、硬度
が高く、適切なアンカーを形成するのに効果を発揮し、
しかも研掃効率に優れ、短時間でブラスト処理が可能に
なる。さらに、この研削材は被処理材の鋼表面に強く吹
き付けた場合、鋼材表面のFeと機械的に、または時に化
学的に結合し、被処理鋼材表面に、あたかも合金層の如
き酸化物浸透層を形成し、若干の耐食性を被処理材に付
与することができる。この酸化物浸透層は容易には剥離
することなく、いわゆる鋼材表面の改質層として存在す
るものであり、塗装までの間に時間的間隔が生じてもそ
れほど発錆の影響を考慮する必要がなく、塗装の工程管
理も容易にできる。
【0012】本発明の研削材の組織は、60〜90wt%のガ
ラス、10〜40wt%のスピネルおよび20wt%以下のフォル
ステライトの混相からなる。研削材の組織比率をこのよ
うに限定した理由は、研削材中のガラス成分が60wt%未
満であったり、またはスピネルが40wt%以上では耐衝撃
性が低下して粉化しやすくなり、一方、ガラス相が90wt
%を超えたり、スピネルが10wt%以下になるとスピネル
の量が不足して硬度が低下するため、研掃効率やアンカ
ーの形成に問題がでてくるからであり、また、粉化も若
干増大する。
【0013】この組織において、フォルステライトの量
はできるだけ少ないほうが良く、好ましくは20wt%以
下、より好ましくは10wt%以下とする。このフォルステ
ライトは、耐衝撃性の劣化を招き、粉化を促進するの
で、上限を上記のように限定しなければならない。
【0014】また、本発明においては、Feその他の金属
酸化物は10wt%を超えない範囲で含有させてもよいが、
ガラス相、スピネル結晶相およびフォルステライト相の
比率が上記の条件を満足することが前提となる。
【0015】本発明では、低コストの研削材の提供を目
的として、高炭素フェロクロムを電気炉で溶融して製造
する際に副次的に生成する溶融スラグを利用することが
特徴の1つである。本発明において高炭素フェロクロム
精錬スラグに着目した理由は、この精錬スラグの組成は
本発明が目指す研削材の組成に近いからである。従っ
て、研削材が欲しいとき、電気炉の操業を若干変えてス
ラグの成分調整を行うだけで十分に本発明の目的を実現
できる研削材の提供が可能になるからである。
【0016】本発明の研削材の組織を実現するポイント
は、溶融酸化物を急冷することにあり、急冷する冷却媒
体としては空気、不活性ガス、水が適している。中でも
空気が最も扱いやすく経済的であり好ましい。その他、
本発明においては、冷却した金属に溶融酸化物を接触さ
せる方法等を用いても良い。
【0017】ただ、いずれの方法においても、急冷の程
度によって組織が変化するため、本発明の研削材の組織
を実現するには冷却条件を選定することが重要である。
空気を用いた急冷の場合、具体的には、吹きつける空気
をマッハ1以上にすること、粒状物を吹き飛ばす飛散距
離を5m以上確保すること、溶湯粘度を制御し、かつ吹
き出し口に供給する溶湯の量を必要以上に滴下させずに
吹き飛ばすことが重要である。
【0018】本発明において、平均粒径を 0.1〜2.5 mm
の範囲に限定した理由は、2.5 mmを超えるとブラスト処
理の際にノズルづまりを引き起し、ノズル閉塞を招くの
を防止するためである。一方、0.1 mmより小さいと、そ
れ自体の粒径が小さくなるためにあたかも粉塵となって
大気中に舞い上がるような挙動を示すためである。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
(1) Al2O3 、SiO2、MgO 、CaO を重量比で30:36:32:
2 の割合で配合し、この配合物をルツボで溶解した。溶
融酸化物の温度および滴下速度、空気の流量および流速
をそれぞれ調整して、溶融酸化物の空気流中に滴下し吹
き飛ばすことにより、表1に示すA〜Gの7種類の球状
の粒状物を得た。捕集した粒状物を篩分けし、0.21〜0.
42mmの粒径のものを取り出し、X線回折法による組織観
察の結果、これらの粒状物は、ガラスとスピネルの混合
物、またはこれにフォルステライトが混合している組織
であることがわかった。
【0020】(2) 次に、一般構造用軟鋼SS400 材の鋼板
(100 ×100 ×1.6 mm) を被処理鋼材として、これを吸
引式ブラスト処理装置内に設置し、ブラスト処理を行っ
た。ブラスト後に回収された研削材を繰り返し使用し
た。5回繰り返しののち回収された研削材を0.21mmのふ
るいで篩い、ふるい上に残った量を表1に残存率として
示す。篩下は、粉化して生成したものである。表1か
ら、本発明の研削材A〜Dは残存率が90%以上であるの
に対して、比較例E〜Gは70%以下であった。この結果
から、ガラスが60wt%以上、スピネルが約20wt%以下、
かつフォルステライトが約20wt%以下であれば、残存率
が90%以上になることがわかった。
【0021】
【表1】
【0022】なお、比較としてガーネット研削材および
ガラスビーズを同様に試験したところ、本発明とガラス
ビーズは30回繰り返しても65%以上が球状のままであ
り、粉化しにくく、粉塵の発生が少ないことがわかっ
た。一方、ガーネット研削材は5回の繰り返しで残存率
45%、10回では25%となり、ほとんど粉化していた。実
際、この試験で、ブラスト作業中、ガーネットは粉塵の
発生が激しく、防塵マスクの着用が不可欠であったが、
本発明の研削材は粉塵の発生が極めて少なく、マスクが
なくても作業できる程度であった。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の研削材
は、優れた研掃効率を有しながら、粉塵の発生が極めて
少なく、作業性に優れる。しかも、本発明の研削材は金
属精錬時に副生されるスラグを利用できるため、経済的
に製造することができる。また、被処理材表面に酸化物
成分と下地材料(Fe)の組成物が混合した表面改質層を
形成するのに有効に作用するから、鋼材表面などに対し
て極めて高い塗装付着性を付与することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 稜男 福岡県北九州市八幡東区大字前田字洞岡 2142番地 日本重化学工業株式会社九州ア ロイ工場内 (72)発明者 柴田 守 東京都中央区日本橋小網町8番4号 日本 重化学工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主要成分の組成が、MgO :20〜40wt%、
    Al2O3 :20〜40wt%、SiO2:25〜45wt%、CaO :5wt%
    以下、およびその他の少量の酸化物からなり、かつ組織
    が60〜90wt%のガラス、10〜40wt%のスピネルおよび20
    wt%以下のフォルステライトの混相からなることを特徴
    とする研削材。
  2. 【請求項2】 上記組成にかかる溶融酸化物を冷却媒体
    を用いて急冷し、粒径 0.1〜2.5 mmの大きさに整粒した
    ものであることを特徴とする請求項1記載の研削材。
  3. 【請求項3】 高炭素フェロクロム精錬スラグを原料と
    することを特徴とする請求項1または2記載の研削材。
  4. 【請求項4】 冷却媒体が空気、不活性ガスまたは水で
    あることを特徴とする請求項1または2記載の研削材。
JP9217496A 1997-08-12 1997-08-12 研削材 Pending JPH1158243A (ja)

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SE9704578A SE9704578L (sv) 1997-08-12 1997-12-09 Blästringsmedelskomposition
NO975819A NO975819L (no) 1997-08-12 1997-12-10 SandblÕsingsmaterialer

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SE (1) SE9704578L (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009073940A (ja) * 2007-09-20 2009-04-09 Toyota Motor Corp 研削材及び研削材の製造方法。

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009073940A (ja) * 2007-09-20 2009-04-09 Toyota Motor Corp 研削材及び研削材の製造方法。

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Publication number Publication date
NO975819D0 (no) 1997-12-10
NO975819L (no) 1999-02-15
SE9704578L (sv) 1999-02-13
SE9704578D0 (sv) 1997-12-09

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