JPS63192820A

JPS63192820A - 鋼材の冷却方法

Info

Publication number: JPS63192820A
Application number: JP2606887A
Authority: JP
Inventors: Yukio Matsuda; 行雄松田; Seiki Hori; 堀　清貴; Takashi Shibahara; 芝原　隆; Akio Shinjo; 新城　昭夫
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1988-08-10
Also published as: JPH057446B2

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、連続焼鈍における金属帯などの金属の冷却方
法に関する。

また、本発明は、金属として、鋼、合金鋼などのほか、
銅やアルミニウムなどの非鉄金属も含み、さらに熱間ス
ラブの冷却、熱延鋼板の冷却、または金属の熱処理用の
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）ガスジェット冷却方式
と（２）水焼入冷却方式とがある。

前者のガスジェット冷却方式の長所は、冷却ファンの調
整により、金属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問題点〕

しかし、上記のガスジェット冷却方式は、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、次の過時効処理温度の約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
大するものであった。

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、冷却剤のア
ルコール含有量が３５〜９５％（ｗｔ％）でないと金属
帯表面の着色防止効果がなく、またアルコール含有量が
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。

したがって、実際に、焼鈍設備では、６５０〜１２５０
℃という高温の金属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った。

そこで、本発明の主たる目的は、金属表面の着色がなく
、設備費がきわめて少くて足りる金属の冷却方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本発明は、水に、アルコー
ルが１〜６０重量％、および有機もしくは無機酸又はそ
れらの塩が１〜３０重量％含有されている冷却剤を金属
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、界面活性剤が０．１〜１０重
量％含有されていてもよい。

しかも、上記冷却剤を金属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、金
属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
ルコールと共に有ｉｌもしくは無機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顧ら
ずして防止でき、もっ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、金属表面における蒸
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、かつ着色防止ムラの発生を防止できる。

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金属表面に存在するように
なり、酸化防止効果を増す。

〔発明の具体的構成〕

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％（以下％は全で重量％）、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、イソプロパツール
、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、ジエチレングリコール、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、ジェタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパ
ツ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、その例として、ギ酸
、酢酸、ピロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン酸
等の脂肪族モノカルボン酸、シェラ酸、マレイン酸、コ
ハク酸、グルタル酸、アジピン酸、１，２．４−ブタン
トリカルボン酸−２−ホスホネート、エチレンジアミン
テトラ酢酸、ニトリロトリ酢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、石炭酸などを例示できる。上記例のギ酸は、高温金
属材と接触したとき、ＣＯガスを発生し、金属材の還元
効果も大きいので、特に優れる。また、上述の有機酸の
アンモニウム塩も使用できる。

この有機酸のアンモニウム塩は、酸による金属の腐食を
抑制でき、好適である。

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Ｏ，１〜１０％、特に０．５〜５％が望ま
しい。還元ガス量が少いと、蒸気膜の金属表面における
保持効果が少く、１０％を越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
ダシ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、−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、　ＲＸＳＡＸ、　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金属材を
通す過程で、金属材表面に向けて、ノズルから吹付ける
ことによって、金属材に接触させることができる。

ところで、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５６−５
２０９４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
ることによって、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
を同時に達成できる。

なお、連続焼鈍設備においては、たとえば、上記冷却剤
の収容槽中に金属帯を通せばよい。また、一般に、金属
材を冷却するに当り、冷却剤中に金属材を通すほか、金
属材に上記冷却剤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（ＳＰＣＧ　−ＳＤ）のサイ
ズ８０難長×２０ｆ１幅Ｘ　０．８　ｍ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
５β／ｍｉｎの割合で供給している中で、７５０℃、１
分間バーナ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、日本重色工業社製ハンター色差計（１０１Ｄ
型）にてΔＥＮを測定することにより着色度合を調べる
とともに、試験片表面の外観を定性的に目視評価した。

４は試験片、５は加熱炉、６は温度計である。

その結果、各種冷却剤の相異によって、第１表の結果お
よび第１図の結果を得た。

第　　１　　表（実施例２）他方、上記同−網種で、サイズが０．４ｆｉ厚×１６０
０ｉｎ（幅）の調帯を、実際の連続焼鈍設備に通して着
色の有無を調べた。

ライン速度は２５０分、冷却開始温度８５０℃、冷却剤
槽深さ３ｍ、冷却剤は実施例１の陳７のもの、冷却剤か
らの抽出鋼帯温度４００℃の条件であり、結果は表面の
着色は全く無かった。

〔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。

■　酸化膜の発生を防止でき、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、もってアルコール損
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った結果
図、第２図は実験設備の概要図である。第１図六１）灰＋ｗｔ％）第２図手続補正書印釦１、事件の表示昭和６２年　特許側　第２６０６８号２、発明の名称金属の冷却方法３、補正をする者事件との関係　　特許出願人４、代理人■１０１６、補正の対象明細書、発明の詳細な説明の欄及び図面（１）明細書、
発明の詳細な説明の欄を次記の通り訂正する。（イ）第１０頁下から１行目、「バーナ１」とあるのを
「電気炉」とする。（ロ）第１）頁５行目、「４は試験片、」の前に「１は
電熱対、」なる文を挿入する。（２）図面第２図を別紙の通り訂正する。第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水に、アルコールが１〜６０重量％、および有機
もしくは無機酸またはそれらの塩が１〜３０重量％含有
されている冷却剤を金属に接触させることを特徴とする
金属の冷却方法。
（２）水に、アルコールが１〜６０重量％、有機もしく
は無機酸またはそれらの塩が１〜３０重量％、および界
面活性剤が０．１〜１０重量％含有されている冷却剤を
金属に接触させることを特徴とする金属の冷却方法。
（３）水に、アルコールが１〜６０重量％、有機もしく
は無機酸またはそれらの塩が１〜３０重量％、および界
面活性剤が０．１〜１０重量％含有されている冷却剤と
金属材とを接触させている過程で、金属材に還元ガスを
も接触させることを特徴とする金属の冷却方法。