JPS6358887B2

JPS6358887B2 -

Info

Publication number: JPS6358887B2
Application number: JP10652784A
Authority: JP
Priority date: 1984-05-28
Filing date: 1984-05-28
Publication date: 1988-11-17
Also published as: JPS60251219A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、鋼材、特に鋼片スラブの表面に塗布
して酸化防止を図り、また加熱炉中の高温酸化雰
囲気でのスケール発生を防止せしめそして圧延前
に容易に剥離できる鋼材用高温酸化防止塗料に関
する。周知のごとく鋼片スラブは加熱炉又は均熱炉に
て1050〜1200℃の温度で加熱され、圧延されて製
品となる。しかし加熱炉において普通鋼レベルの
鋼材の場合にはスケールの発生も少なく且つデス
ケーリングも比較的容易であるが、高級鋼レベル
の品質の場合には在炉時間、温度の影響で酸化ス
ケールが多く発生し、デスケーリングも困難なた
め歩留低下による生産性省資源並びに製品仕上げ
の観点から問題となつている。従来、高温のもとでの鋼片スラブの酸化および
スケール発生を防止する為に多くの高温酸化防止
塗料が研究、開発されている。多くの塗料は、シ
リカ系−、マグシア系耐火物、低融点の金属又は
無機塩を含有するものであるが、Cu，Ni，Cr等
の含有スラブの鋼種や連続式またはパツチ式加熱
炉という操業方法の差異により、酸化−およびス
ケール発生防止並びに剥離性が不充分である等の
欠点がある。それ故に現在では、高級鋼スラブに
薄鉄板製保護カバーで鋼材表面をおゝつて加熱炉
に送入し、鋼材表面に酸化雰囲気が出来るだけ生
じない様にしてスラブスケール発生を防止してい
る。しかしこの薄鉄板保護カバーは、鋼材への取
付に多大な労力を必要とするのと共に、間接加熱
になるため加熱炉燃料の原単位の悪化要因とも成
つている。高温酸化防止塗料は、酸化防止およびスケール
発生防止とともに、容易に剥離すること並びにス
ケールが発生した場合でもそのスケールが塗料と
共に圧延前に高圧水によつて容易に剥離するこ
と、要するにデスケーリングが容易であることが
要求される。もしスケールおよび塗料が圧延時に
残存したならば、製品の表面にキズが生じてしま
う。従つて本発明の課題は、鋼材酸化およびスケー
ル発生を防止しそして剥離性がよく、スケールが
発生した場合でも一般的な高圧水によるデスケー
リング工程においてスケールと共にそれ自体も剥
離される高温酸化防止塗料を開発することであ
る。この課題は、研究の結果、以下の組成の鋼材用
高温酸化防止塗料によつて解決し得る：ａ 20〜50重量％の、セラミツク基材としての炭
化珪素、窒化珪素、安定化ジルコン、雲母の群
の内の少なくとも１種、ｂ 25〜50重量％のセラミツク助材としての以下
の３種のアルミナアルミナ(1)：α晶が大きく且つ焼結収縮率の小
さい扁平状微粒アルミナ、アルミナ(2)：焼成収縮が安定している100μ以
下の平均粒度の高α化率の扁平状粒状アルミ
ナおよびアルミナ(3)：低水分含有量で中ソーダーグレー
ドの易焼結性超微粒アルミナｃ 10〜40重量％のバインダーとしての中性リン
酸アルミニウム、コロイダルシリカ、アルミナ
ゾルの群の内の少なくとも１種、ｄ５〜10重量％のFe，Cu，NiおよびCr粉の群
の内の少なくとも１種およびｅ５〜30重量％のセラミツク焼結促進剤として
の炭酸ナトリウムより組成され、但し、ａ）〜ｅ）成分の合計は
100重量％である。本発明の組成物を鋼材上に塗布するに当つて追
加的に約10〜15重量％（組成物全体量に対して）
の水を該当組成物に混入した場合に塗装作業上が
向上することが判つた。ａ成分の基材としてのセラミツクは耐熱性が高
く（例えば炭化珪素は2200℃）その使用量は、
成分ａ），ｂ），ｃ），ｄ）およびｅ）（以下、全
成分と略す）の合計の20〜50重量％の範囲にあ
る必要がある。20重量％より少い場合にはち密
な塗膜の形成が得られず、鋼材に酸化雰囲気ガ
スの接触が多くなり所望の酸化防止効果が得ら
れない。50重量％より多いと熱伝導性が低下
し、加熱エネルギーの消費が増しエネルギーロ
スとなる。ｂ成分のセラミツク助剤としてのアルミナは、
α化率の高い扁平状粒子〔アルミナ(1)および
(2)〕と易焼結性の超微粒子〔アルミナ(3)〕との
組合せ物である。アルミナ(1)は、α晶が大きく、焼結収縮率が
小さく、殊に５％以下（1600℃、３時間）であ
りそして扁平状の隠ペイ力に優れた、殊に１〜
10μの微粒子である。アルミナ(2)は、焼成収
縮が安定しており、殊に収縮率が10μ以下
（1600℃、３時間）であり、高α化率の平均粒
度100μ以下、殊に20μ以上、特に30〜60μを有
しそして扁平状の隠ペイ力に優れた粒子であ
る。アルミナ(3)は、低水分含有量であり、殊に
0.2〜0.3重量％のNa₂O含有量の中ソーダーグ
レードの1μ以下の平均粒度の易焼結性超微粒
子である。成分ｂ）は25重量％以下では、100μ以下の
塗膜の場合に充分な隠ペイ力あるち密な塗膜を
得ることができない。他方、50重量％以上で
は、塗膜の剥離性が不良である。アルミナ(1)，(2)および(3)は、相互に1.5〜
３：0.5〜２：１〜３の重量比で用いた時に有
利な結果が得られることが判つている。ｃ成分のバインダーは、前記ａ）のセラミツク
基材の結合を安定化せしめるとともに鋼材との
密着性を高めるもので、その使用量は全成分の
10〜40重量％の範囲にある必要がある。このバ
インダーが10重量％以下では混合練成物が固く
鋼材面への密着力が得られない。40重量％以上
にしてもバインダー効果は不変である。ｄ成分の金属粉は加熱炉中に於ける酸化雰囲気
（一般的に排ガス中のO₂：１〜２％）が鋼材表
面に接触することを避け、或は最少限にくいと
めるために還元雰囲気を保持するものである。
５重量％は鋼材表面部が酸化雰囲気となる最低
限であり、又100重量％以上になると鋼材と高
温において反応或は溶着することから鋼材表
面、所謂製品表面の性質を変化せしめ、悪影響
をもたらすことになる。ｅ成分のセラミツク焼結促進材は、300〜800℃
において焼結するセラミツク基材並びにバイン
ダー焼結促進を行なわせしめるもので、塗料の
混合練成物が固く、且つ鋼材表面への密着強度
を高め、ち密な塗膜をもたらす役目を果す。適正な焼結速度を保持するには５重量％が下
限である。これ以下であると焼結状態が悪く
（弱く）、混合練成物内の塗膜間強度が低下し、
酸化雰囲気の侵食域となつて鋼材表面が悪化す
る。しかし30重量％以上ではセラミツク基材の
ち密な塗膜が形成されず初期の目的から逸脱し
てしまう。本発明の塗料は、上述の如くセラミツクを基材
とした塗膜間強度、鋼材表面への密着強度を高め
るとともに、中性で且つ薄い塗膜で熱伝導率が低
下しないことから省資源・作業性・省エネルギ
ー・環境雰囲気改善等多くの成果を達成する。本発明の塗料は、50μ程度の薄い塗膜でも、充
分な酸化防止効果を示し、スケールの発生を防止
および抑制する。特殊・高級鋼材（Cu，Ni，Cr
入り）についても、これらの効果を示す。しかし
ながら、200μを越えると加熱は伝達が悪化し、
炉操業のヒートパターンを変更し、加熱時間延長
もやむなしの悪影響を生むことになり好ましくな
い。以下の実施例によつて本発明を更に詳細に説明
する。実施例１以下の成分炭化珪素 26重量％窒化珪素８重量％中性リン酸アルミニウム 15重量％ Fe粉４重量％炭酸ナトリウム 17重量％の他に、平均粒度5μで収縮率（1600℃、３時間）
５％以下の扁平状の高α晶アルミナ（これはアル
ミナ(1)に相当し、以下、アルミナ１と略す）15重
量％、平均粒度45μで収縮率（1600℃、３時間）
10％以下のα化率100％の扁平状アルミナ（これ
はアルミナ(2)に相当し、以下、アルミナ２と略
す）５重量％および0.25重量％のNa₂O含有量の
平均粒度0.4μで且つ粒度分布0.1〜1.5μの中ソーダ
グレードのアルミナ（これはアルミナ(3)に相当
し、以下、アルミナ３と略す）10重量％並びに適
当量の水を含有する混合物を製造する。この塗料を、無加熱状態の厚板用鋼材の超高張
力鋼、高張力鋼および普通鋼のそれぞれに50μお
よび100μの塗膜厚さで塗布し、24時間自然乾燥
した後に、その鋼材を後記第１表に示す在炉時間
および炉温度のもとで加熱しそして圧延する。スケールの発生状況および酸化防止塗料の剥離
性について、測定結果を第１表に示す。実施例２以下の成分を用いる他は、実施例１を繰り返え
す：炭化珪素 15重量％窒化珪素７〃安定化ジルコン５〃アルミナ１ 10 〃アルミナ２６〃アルミナ３ 15 〃中性リン酸アルミニウム 10 〃コロイダルシリカ 10 〃 Fe粉４〃 Cu粉３〃炭化ナトリウム 15 〃水適当量結果を第１表に示す。実施例３以下の成分を用いる他は、実施例１を繰り返え
す：炭化珪素 15重量％雲母 10 〃アルミナ１ 20 〃アルミナ２７〃アルミナ３ 10 〃コロイダルシリカ 12 〃アルミナゾル 15 〃 Ni粉３〃 Cr粉３〃炭酸ナトリウム５〃水適当量結果を第１表に示す。実施例４以下の成分を用いる他は、実施例１を繰り返え
す：窒化珪素 15重量％安定化ジルコン５〃雲母 10 〃アルミナ１ 12 〃アルミナ２５〃アルミナ３ 15重量％中性リン酸アルミニウム 15 〃アルミナゾル７〃 Fe粉５〃 Cr粉３〃炭酸ナトリウム８〃水適当量結果を第１表に示す。実施例５以下の成分を用いる他は、実施例１を繰り返え
す：炭化珪素 32重量％アルミナ１ 12 〃アルミナ２５〃アルミナ３８〃中性リン酸アルミニウム 18 〃 Cu粉５〃炭酸ナトリウム 20 〃水適当量結果を第１表に示す。比較例１従来技術の高温酸化防止塗料として神東塗料
（株）製スケールガード（商標）＃1000を用いて、
実施例１を繰り返えす。結果を第１表に示す。比較例２以下の成分を用いる他は、実施例１を繰り返え
す：炭化珪素 30重量％アルミナ１ 18 〃中性リン酸アルミニウム 20 〃 Fe粉７〃炭酸ナトリウム 25 〃水適当量結果を第１表に示す。

【表】第１表から判ります様に、本発明の酸化防止塗
料の場合には50μの塗膜厚さでもスケールの発生
が認められない。このことは、アルミナとしてア
ルミナ１だけを用いそして他の成分は本発明の塗
料と同じである比較例２の場合には、100μの塗
膜厚さでさえ、スケールの発生が認められるのと
比較しても卓越している。しかも本発明の塗料は、50μの塗膜厚さでも高
圧水でのデスケール処理にて完全に剥離し、この
点でも従来公知の塗料である比較例１のものと比
較して著しく優れている。尚、比較例１の塗料を
用いた場合には、圧延後に鋼板にキズが認められ
たが、本発明の塗料の場合にはキズが全く認めら
れなかつた。

Claims

【特許請求の範囲】１ａ 20〜50重量％のセラミツク基材としての
炭化珪素、窒化珪素、安定化ジルコン、雲母の
群の内の少なくとも１種、ｂ 25〜50重量％のセラミツク助材としての以下
の３種のアルミナアルミナ(1)：α晶が大きく且つ焼結収縮率の小
さい扁平状微粒アルミナ、アルミナ(2)：焼成収縮が安定している100μ以
下の平均粒度の高α化率の扁平状粒状アルミ
ナおよびアルミナ(3)：低水分含有量で中ソーダーグレー
ドの易焼結性超微粒アルミナｃ 10〜40重量％のバインダーとしての中性リン
酸アルミニウム、コロイダルシリカ、アルミナ
ゾルの群の内の少なくとも１種、ｄ５〜10重量％のFe，Cu，NiおよびCr粉の群
の内の少なくとも１種およびｅ５〜30重量％のセラミツク焼結促進剤として
の炭酸ナトリウムより組成され、但しａ）〜ｅ）成分の合計が100
重量％である鋼材用高温酸化防止塗料。２アルミナ(1)が１〜10μの平均粒度を有し且つ
焼結収縮率が５％以下（1600℃、３時間）である
扁平状微粒子であり、アルミナ(2)が焼成収縮率が
10％以下（1600℃、３時間）である平均粒度20μ
以上、特に30〜60μの粒子でありそしてアルミナ
(3)が0.2〜0.3重量％のNa₂O含有量および1μ以下
の平均粒度を有する微粒子である特許請求の範囲
第１項記載の酸化防止塗料。３ｂ成分のセラミツク助剤としてアルミナ(1)，
(2)，および(3)を1.5〜３：0.5〜２：１〜３の重量
比で含有する特許請求の範囲第１項または第２項
記載の酸化防止塗料。