JPS6045255B2 - 帯鋼板等の連続加熱方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は帯鋼板等の連続加熱方法、とくに、帯鋼板等の
連続加熱炉のハースロールの表面にクロマイジング法に
より緻密な構造のクロム層若しくはその濃化層を形成し
、このクロム層等の表面を酸化させてこのクロム酸化物
を介在させる状態で帯鋼板等を連続的に加熱する方法に
関する。

一般に、帯鋼板等の連続加熱炉に用いられているハース
ロールは、ＳＣＨ２２（Ｃｒ２５％、Ｎｉ２０％）、Ｎ
Ａ２２Ｈ（Ｃｒ２５％、Ｎｉ５０％）、ＭＯＲＥ５（Ｃ
ｒ２５％、Ｃｏ５０％）等の如く、Ｎｉ基合金、Ｃｏ基
合金等からつくられている。この理由は、ハースロール
は、高温のクリープ強度が重視されているからである。
しかしながら、このようなハースロールによつて加熱す
る場合は、加熱中にスケールビルドアップが生じ問題に
なつている。このため、スケールビルドアップが生じな
いよう加熱するために、帯鋼板等の被加熱材の表面に付
着生成する酸化物に対してハースロールが反応し、焼付
きが生じないよう考慮され、この面から焼結アルミナで
形成したスリーブロール上で加熱することや、表面にア
ルミナ、ジルコニア等を溶射して成るハースロール上で
加熱することが行なわれている。

しカルながら前者では、表面の焼結アルミナスリーブに
耐スポーリング性の問題があり、とくに、加熱温度の変
更時の熱ショックで割れることがあつて、好ましくない
。また、後者では、表面の溶射アルミナが加熱時にγか
らαに転移し、同様にジルコニアも立方晶から正方晶に
転移し、これら溶射層の密着性が劣化するとともに気孔
率が上昇する。従つて、この密着性の劣化によつて溶射
層が剥離し、また、気孔率の上昇によつて、気孔にスケ
ールが焼結しそれが核となり、肥大し、ピックアップを
生じて好ましくない。また、上記の如くＳＣＨ２２、Ｎ
Ａ２２Ｈ、ＭＯＲＥ５等Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ系合金
から成るハースロールでは、加熱中には、表面にＮｉＣ
ｒ。

Ｏ、、ＣｏＣｒ。ｏ。などＮｉ、Ｃｏを含むスピネル型
酸化物が形成されるが、後記の如く、自己拡散係数が小
さいＣｒ。Ｏ、、フＮ。ｏ。等が安定して完全かつ一様
に形成されず、しかも、Ｃｒ２Ｏ３等が安定して形成さ
れないため、割れ剥離が生じ易い。このため、鉄の酸化
物がハースロールの表面には形成され、そこで、Ｎｉ等
の粒界腐食が生じ、これがスケールビルドアップ５の原
因ともなつている。本発明は上記欠点の解決を目的とし
、具体的には、帯鋼板等を連続加熱炉で加熱する際に、
ハースロール表面にクロマイジング法により緻密な構造
のクロム層やクロムの濃化層を形成して、このハースロ
ール上においてスケールビルドアップを生じることなく
、帯鋼板等を連続的に加熱する方法を提案する。

以下、本発明法について詳しく説明する。

まず、帯鋼板等を連続加熱炉で加熱する際に、その連続
加熱炉のハースロールの表面にクロマイジング法により
クロム層若しくはクロムの濃化層を形成し、このクロム
層若しくはクロムの濃化層の上にクロム酸化物を形成し
た状態で帯鋼板等を少なくとも７５０℃以上の温度で連
続的に加熱する。

このように加熱すると、ハースロール表面のクロム層若
しくはクロムの濃化層の上には更にクロム酸化物が形成
され、帯鋼材等はクロム層とその上のクロム酸化物とを
介して連続的に加熱され、この加熱の間、スケールビル
ドアップが生じることがない。この理由を説明すると、
次の通りである。まず、帯鋼板等の連続加熱の間に、ハ
ースロール上でスケールビルドアップが生じない条件を
求めたところ、（１）ハースロールの表面には、含まれ
る金属イオンや酸素イオン等がその中において拡散する
際の拡散係数が小さい酸化物皮膜が形成され、この酸化
皮膜の介在のもとで連続加熱すること、（２）酸化皮膜
は割れ剥離等が発生することなく加熱中に安定であり、
仮りに、加熱中に酸化皮膜の割れ剥離等が発生したとき
には、そのところに直ちに新らたな酸化皮膜が生成され
ること、であつた。

そこで、Ｆｅ，Ｎｉ，ＣＯ，Ｃｒ等の金属イオンの１０
００℃における酸化物、つまり、酸化皮膜中の自己拡散
係数をみると、次の通りである。

ＦｅＯは９×１０−８ｃ１ｔ／Ｓｅｃｌ ＮｌＯは１×１０−１１ＣＩｔ／ＳｅＣｌＣＯＯは３×
１０−９ｃｒ１／Ｓｅｃｌ ｃｒ２Ｏ３は３×１０−１４ｃＩ１／Ｓｅｃｌであり、
この中でＣｒ２Ｏ３が最も安定し、（１）の条件を充足
していることがわかる。

このところから、本発明法では連続加熱炉のハィースロ
ール表面上で帯鋼板等を連続加熱する際に、ハースロー
ル表面にクロム酸化物皮膜を介在させる。

また、加熱時に安定なりロム酸化物皮膜を介在させるた
めに、ハースロール表面にはクロム層等を形成し、この
クロム層等の上にクロム酸化物皮膜を形成する。 すな
わち、ハースロールの表面に直接クロム酸化物皮膜を生
成させずに、クロム層等の上にクロ７ム酸化物皮膜を生
成させ、この状態で連続加熱すると、このクロム酸化物
皮膜とクロム層との間の合金界面におけるＣｒの濃度は
、クロム酸化物皮膜を通して連続加熱中に酸化消費され
るＣｒ量よりも大きくなる。

このため、連続加熱中にクロムＯ酸化物皮膜の一部が剥
離、脱落したり、Ｃｒが消費されても、新らたにクロム
酸化物皮膜が生成、移行して十分に補なわれ全く支障が
ない。 要するに、本発明法においては連続加熱中に表
面のクロム酸化物皮膜の割れ、剥離が生じること７なく
、たとえ割れが生じても直ちに酸化皮膜が再生し問題が
ない。

なお、連続加熱中に、クロム層の上に安定してクロム
酸化物皮膜を生成するのには少なくとも７５０′Ｃ以上
の温度で加熱する必要がある。 以上の通り、本発明法
は、連続加熱炉のハースロールの表面においてＣｒの含
有量を増加させ、この増加によつて加熱時に安定なりロ
ム酸化物皮膜を形成し、この条件の連続加熱によつてス
ケールビルドアップの生成を防止するものである。 ま
た、このように予め、ハースロール表面においてＣｒの
含有量を増加させるには、ハースロール表面に、クロマ
イジング法によりクロム層若しくはクロムの濃化層を形
成するのが適当であり、このクロム層やその濃化層であ
ると、上記（１）の条件を具える緻密構造であり、孔隙
がなく、スケールビルドアップの発生が完全におさえら
れる。 なお、上記の通りにハースロール表面のＣｒ含
有量を増加させることと関連して、ハースロールを例え
ば、３５〜５０％のＣｒを含む高クロム合金に１ よ
つて構成することも行なわれている。しかしながら、こ
のような高クロム合金から構成する場合は、溶接性や加
工性で問題が生じ好ましくない。 次に実施例について
説明する。実施例１ １ まず、９９．５％のＣｒを含むクロム粉末７５
重量部に活性アルミナ２５重量部を混合し、この混合物
に塩化アンモン０．５重量部を添加して撹拌し、この侵
透剤の中にＮｉ−Ｃｒ系合金から成るハースロール本体
を埋設し、水素気流中で１１００′Ｃ×２＠間の条件で
処理した。

次に、この処理によつてハースロール本体の表面にクロ
ム層を形成し、この状態のハースロール上で帯鋼板を連
続加熱炉で９００℃内外に加熱処理したが、この際、ハ
ースロールの表面には、クロム酸化物の皮膜が形成され
、ほとんどピックアップが発生することがなかつた。

また、比較のために、常法の通り、上記の八ースロール
本体をそのまま用いて連続加熱したところ、ハースロー
ルは４ケ月に１回程度取替える必要があつたが、上記の
通りの加熱処理では、ハースロールは２年に１回程度取
替えれば十分であつた。

以上詳しく説明した通り、本発明法は、表面にクロム層
若しくはクロムの濃化層を具えるハースロール上で帯鋼
板等を少なくとも７５０℃で連続的に加熱し、しかも、
加熱時に安定したクロム酸化物を生成させて加熱するも
のである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハースロールの表面にクロマイジング法によりクロ
   ム層若しくはクロムの濃化層を形成し、このハースロー
   ル上において前記クロム層若しくは前記クロムの濃化層
   の表面にクロム酸化物を形成した状態で、帯鋼板等を連
   続的に少なくとも７５０℃以上で加熱することを特徴と
   する帯鋼板等の連続加熱方法。