CN111630201B - 用于热浸渍涂布生产线中的辊 - Google Patents

用于热浸渍涂布生产线中的辊 Download PDF

Info

Publication number
CN111630201B
CN111630201B CN201880082476.0A CN201880082476A CN111630201B CN 111630201 B CN111630201 B CN 111630201B CN 201880082476 A CN201880082476 A CN 201880082476A CN 111630201 B CN111630201 B CN 111630201B
Authority
CN
China
Prior art keywords
roller
journal
roll
support bar
extend
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880082476.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111630201A (zh
Inventor
丹尼尔·J·卡杜特
乔伊丝·C·涅德林高斯
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.)
Cleveland Cliffs Steel Properties Inc
Original Assignee
AK Steel Properties Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AK Steel Properties Inc filed Critical AK Steel Properties Inc
Publication of CN111630201A publication Critical patent/CN111630201A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111630201B publication Critical patent/CN111630201B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0034—Details related to elements immersed in bath
    • C23C2/00342—Moving elements, e.g. pumps or mixers
    • C23C2/00344—Means for moving substrates, e.g. immersed rollers or immersed bearings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0035—Means for continuously moving substrate through, into or out of the bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0038—Apparatus characterised by the pre-treatment chambers located immediately upstream of the bath or occurring locally before the dipping process
    • C23C2/004—Snouts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/40—Plates; Strips
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49544—Roller making
    • Y10T29/49565—One-piece roller making

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种连续涂布生产线，其包括暴露于熔融金属中的辊组合件。所述辊组合件包括能够相对于轴承座旋转的辊。所述辊包括辊部分和从所述辊部分的每个端部突出的轴颈。所述辊由耐火陶瓷材料制成，所述耐火陶瓷材料在所述辊暴露于熔融金属中时对磨损、磨蚀和腐蚀具有耐性。

Description

用于热浸渍涂布生产线中的辊
本申请要求在2017年12月21日提交的名称为“用于热浸渍涂布生产线的由耐火材料/陶瓷制造的利用单件式实心或空心管设计的锅辊/沉没辊稳定器/校正辊(Pot/SinkStabilizer/Correcting Rolls for Hot Dip Coating Lines Manufactured fromRefractory/Ceramic Utilizing Either a One-Piece Solid or Hollow Tube Design)”的美国临时专利申请第62/609,040号的优先权，所述美国临时专利申请的公开内容以引入的方式并入本文中。
背景技术
涂布是在钢制造中使用的一种常见工艺，其用以在钢基材(如细长薄钢板或钢带)的表面上提供薄金属涂层(例如，铝、锌等)。应理解，在本文中使用细长薄钢板或钢带，并且将其理解为可互换的。涂布工艺通常可以并入到连续涂布生产线中，其中使细长薄钢板穿过一系列辊组合件以对所述薄钢板进行各种处理工艺。在此工艺的涂布部分(coatingportion)期间，操控薄钢板穿过熔融金属浴液以涂布所述薄钢板的表面。
参考图1，展示钢加工生产线2，如连续钢加工生产线的涂布部分10的说明性示意图。如可见，涂布部分10包括热浸渍槽20、鼻状部30、一或多个辊组合件40、50、70和空气刀35。涂布部分10通常被配置成接收细长薄钢板60以用于涂布薄钢板60。热浸渍槽20由实心壁限定，被配置成接收熔融金属22，如铝、锌和/或其合金。
鼻状部30被配置为部分地浸没在熔融金属22内。因此，鼻状部30通常在进入熔融金属22中期间提供围绕薄钢板60的气密密封。在一些例子中，鼻状部30填充有非反应性或还原性气体，如氢气和/或氮气，以限制在薄钢板60进入熔融金属22中期间可能发生的化学氧化反应。
一或多个辊组合件40、50、70相对于热浸渍槽20定位，以支撑穿过涂布部分10的薄钢板60。举例来说，可以将锅辊(pot roll)或沉没辊(sink roll)组合件70浸没在熔融金属22内，以使得锅辊组合件70通常被配置成旋转并且借此将薄钢板60重新定向离开热浸渍槽20。一或多个稳定器和校正辊组合件40可以接着相对于热浸渍槽20定位，以在薄钢板60离开熔融金属22时使薄钢板60稳定。举例来说，稳定器和校正辊组合件40可以用于在薄钢板60进入空气刀35时对薄钢板60进行定位。稳定器和校正辊组合件40还可以用于改进薄钢板60的形状。偏转辊组合件50可以接着通常被配置成在薄钢板60已经得到涂布之后，将薄钢板60重新定向到钢加工生产线2的其它部分。虽然示出本发明实例的涂布部分10仅具有锅辊组合件70、稳定器和校正辊组合件40和偏转辊组合件50中的每一个各一个，但在一些其它型式中，可以使用任何合适数目个辊组合件40、50、70。
图1A示出了涂布部分10的替代性配置，其中忽略之稳定器和校正辊组合件40。代替或替代稳定器和校正辊组合件40，图1A中所示的替代性配置包括完全安置于热浸渍槽20内的两个沉没辊组合件42。沉没辊组合件42通常以与本文所描述的其它辊组合件类似的方式作业(operate)。举例来说，沉没辊组合件42通常被配置成操控薄钢板60穿过涂布工艺的各种部分。在本发明实例中，沉没辊组合件42在熔融金属22内操控薄钢板60，以促进薄钢板60的完全涂布。沉没辊组合件42另外提供增加的穿过熔融金属22的行进路径量。此特征通常增加薄钢板60安置于熔融金属22内的时间。一旦薄钢板60传送穿过沉没辊组合件42，则薄钢板60可以接着由稳定辊组合件70和偏转辊组合件50在期望方向上重新定向。还应理解，尽管图1和1A两者示出了涂布部分10的分散式配置，但在其它实例中，涂布部分10包括对来自图1和1A中所示的配置的各种元件进行组合的其它替代性配置。
如上文实例中所描述，为了辅助操控薄钢板，可以将各种辊组合件安置于熔融金属中和/或暴露于熔融金属中以作为涂布部分10的一部分。通常，每个辊组合件包含可与薄钢板一起旋转的辊。图2示出了典型先前技术辊80的实例，其包含辊部分82以及从辊部分82的每个端部向外延伸的一对轴颈84。这些辊通常由钢制成，如不锈钢和/或碳钢和合金钢。这些辊可以由单个整体式组件形成，或如图2中所示，由每个端部上焊接有轴颈轮毂的空心管制造。在一些型式中，辊可以被配置成用于稳定器应用，并且重量可以达到约750磅。
由于辊组合件的连续移动和/或由熔融金属造成的严苛环境，这些辊可能经受化学侵蚀、腐蚀、磨蚀和/或磨损。举例来说，薄钢板与辊之间的摩擦和接触应力的组合、钢辊在熔融金属中的溶解、熔融金属的高温以及空蚀可能引起辊表面的相对快速劣化。为了延迟此类问题，在一些型式中，辊的外表面覆盖有一个薄层(如约0.030英寸)的陶瓷或通过热喷雾工艺施用的陶瓷和金属性屏障涂层。此类保护涂层可以延迟和/或最小化对辊的冶金和机械侵蚀以及辊外表面上的金属间渣滓积聚。保护涂层在工作环境中的成功可以取决于涂层的粘合强度、硬度和/或孔隙度。如图3中所示，即使具有此类涂层，辊仍可能经历劣化。
当辊轴颈或辊部分上的磨损或劣化达到不可接受的水平时，关闭连续涂布生产线并且对其中的组件进行二次加工和/或置换。此程序通常引起成本增加和不合期望的制造延迟。然而，这些成本和延迟可以通过增加辊组合件暴露于熔融金属中时的使用寿命来减少。
因此，可以期望在涂布生产线内包括各种特征以提升经受磨损和/或劣化的组件的总体使用寿命。为了克服这些挑战，辊组合件由耐火材料制成，以减少对辊组合件的磨损、磨蚀和/或腐蚀量。
发明内容
当在用于涂布工艺的涂布浴液内使用时，定位于涂布生产线内的辊组合件会遇到至少一些磨蚀和化学侵蚀。在一些情形下，此磨蚀和/或化学侵蚀可能导致此类辊组合件的占空比(duty cycle)减小。因此，期望减少在涂布工艺中使用的辊组合件所遇到的磨蚀和/或化学侵蚀。
耐火材料(如陶瓷)提供针对在由熔融金属环绕的环境中所遇到的磨蚀和化学侵蚀的优越耐性。然而，将耐火材料整合到暴露于熔融金属中的辊组合件中已经遇到了挑战。因此，本申请涉及用于将耐火材料并入到辊组合件中的结构和/或方法。
附图说明
并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图说明了实施例，并且连同上文给出的一般描述和下文给出的详细描述一起用来解释本发明的原理。
图1描绘连续钢加工生产线中的涂布部分配置的示意图。
图1A描绘图1涂布部分的替代性配置的示意图。
图2描绘用于可在图1涂布部分中使用的辊组合件的现有技术辊的部分横截面前视图。
图3描绘图2现有技术辊的照片，其示出了所述辊在浸没在熔融金属内之后的劣化。
图4描绘与图1的涂布部分一起使用的包含耐火陶瓷材料的辊组合件的透视图。
图5描绘图4辊组合件的轴承座的透视图。
图6描绘图4辊组合件的辊的透视图。
图7描绘图6辊的前视图。
图8描绘图6辊的端视图。
图9描绘图4辊组合件的辊的替代性实施例的前视图。
图10描绘图9辊的端部部分的部分横截面视图。
图11描绘图9辊的端部部分的部分横截面视图，其示出了插入在所述辊内的支撑杆。
图12描绘图4辊组合件的辊的替代性实施例的前视图。
图13描绘多个熔融二氧化硅杆在插入熔融铝浴液内之前的照片。
图14描绘图13的所述多个熔融二氧化硅杆在插入熔融铝浴液内之后的横截面视图。
具体实施方式
本申请大体上涉及用于将耐火陶瓷材料并入在连续涂布生产线的辊组合件内的结构和/或方法。在此类配置中，已经发现，耐火陶瓷材料的存在可以减少对辊组合件的磨损，并且还可以降低辊组合件经受来自熔融金属的化学侵蚀的倾向。
I.包含耐火陶瓷材料的辊组合件的实施例
在下文更详细地论述并有耐火陶瓷材料的辊组合件。因为此类辊组合件可以减少辊组合件的磨损、腐蚀和/或磨蚀，所以应理解，此类辊组合件的任何元件可以并入到连续涂布生产线中的任何一或多个辊组合件中。这些辊组合件可以包括(但不限于)如上文所描述的任何稳定和校正辊组合件40、沉没辊组合件42、偏转辊组合件50和/或锅辊组合件70。
参考图4，辊组合件100包含两个轴承座110和一个辊120。每个轴承座110通常被配置成接收辊120的至少一部分以促进辊120相对于轴承座110的旋转。尽管未示出，但应理解，每个轴承座110可以通常联接到夹具或其它结构以将每个轴承座110保持在热浸渍槽20内的一定位置处。
说明性轴承座110最佳见于图5中。如可见，轴承座110包括大体上八角形的主体112。主体112的八角形形状通常被配置成提供可以由夹具或其它结构使用以附接到轴承座110的表面，以将轴承座110定位于热浸渍槽20内。尽管示出本发明实例的主体112具有八角形结构，但应理解，在其它实例中，可以使用其它合适的结构，如正方形、六角形、三角形、圆形和/或等。
不论用于主体112的特定形状如何，主体112限定穿过轴承座110中心的接收孔114。接收孔114由大体上圆柱形形状限定。如下文将更详细地描述，接收孔114被配置成接收辊120的至少一部分以容许辊120在孔114内自由旋转。因此，每个轴颈126的外表面的一部分与轴承座110的孔114的内表面的一部分直接接触。轴承座110可以借此在不使用辊或滚动主体的情况下与每个轴颈126形成平面轴承。每个轴颈126可以接着在固定轴承座110内进行旋转。如将在下文更详细地论述，轴承座110可以包含耐火材料，如陶瓷。
参考图6-8，辊组合件100的辊120包含辊部分122和从辊部分122的每一侧延伸的轴颈126。辊部分122包含沿着轴线A纵向延伸的大体上细长的圆柱形形状。辊部分122的圆柱形形状通常被配置成接收薄钢板60，以容许薄钢板60的至少一部分卷绕辊部分122的至少一部分。因此，应理解，辊部分122的宽度大体上对应于薄钢板60的宽度，以使得辊部分122的宽度比薄钢板60更宽。这可以补偿移动穿过涂布部分10的条带。辊部分120的外径可以介于约4英寸与20英寸之间，如介于约9英寸与10英寸之间，但可以使用其它合适的尺寸。
如上文所描述，每个轴颈126沿着纵向轴线A从辊部分122向外延伸。每个轴颈126包含大体上圆柱形形状，其外径小于由辊部分122限定的外径。每个轴颈126的大小被设定成由相应轴承座110的孔114接收。如最佳见于图7中，在所说明的实施例中的锥形表面124定位于辊部分122与轴颈126之间。倒斜角或倒圆角123也定位于辊部分122与锥形表面124之间，并且倒斜角或倒圆角125定位于锥形表面124与轴颈126之间。在一些型式中，忽略锥形表面124，以使得仅倒斜角或倒圆角定位于辊部分122与轴颈126之间。锥形表面124和/或倒圆角123、125可以借此使应力更均匀地分布在辊部分122与轴颈126之间，以减少潜在的机械应力集中。如果轴颈126在轴承座110内平移，以使得轴承座110的外表面与辊120的外表面接触，则锥形表面124和/或倒圆角123、125也可以防止对轴承座110的磨损。如将在下文更详细地论述，辊120可以包含耐火材料，如陶瓷。
在图9-11中示出辊220的另一个实施例，其可以并入到辊组合件100中。辊220基本上类似于辊120，除了辊220包含一对支撑杆240之外。如最佳见于图9中，辊220包含辊部分222和从辊部分222的每一侧延伸的轴颈226。辊部分222包含沿着轴线A纵向延伸的大体上细长的圆柱形形状。辊部分222的圆柱形形状通常被配置成接收薄钢板60，以容许薄钢板60的至少一部分卷绕辊部分222的至少一部分。
如上文所描述，每个轴颈226沿着纵向轴线A从辊部分222向外延伸。每个轴颈226包含大体上圆柱形形状，其外径小于由辊部分222限定的外径。每个轴颈226的大小被设定成由相应轴承座110的孔114接收。在所说明的实施例中，凸表面224定位于辊部分222与轴颈226之间。凸表面224可以使应力更均匀地分布在辊部分222与轴颈226之间和/或减少对轴承座110的磨损。但应指出，凸表面224仅是任选的，并且可以使用其它合适的表面，如平直和/或锥形表面。
参考图10-11，辊220限定沿着辊220的纵向轴线A在辊220的每个端部内延伸的槽道230。在所说明的实施例中，槽道230延伸穿过轴颈226并且进入辊部分222的一部分。槽道230可以具有约14英寸的长度和约1.23英寸的直径，但可以使用其它合适的尺寸。支撑杆240可以借此插入在辊220的槽道230内。支撑杆240的大小可以被设定成对应于槽道230的长度和/或直径，以使得支撑杆240在槽道230内摩擦配合。当然，可以使用其它合适的方法来将支撑杆240与槽道230联接，如使用螺纹联接和/或粘着剂。支撑杆240可以由钢或其它合适的材料制成，以增加与辊220之间的强度。支撑杆240借此在轴颈226和辊部分222之间延伸穿过辊220，以帮助支撑轴颈226与辊部分222之间的任何机械应力集中。如将在下文更详细地论述，辊220可以包含耐火材料，如陶瓷。因此，在一些实施例中，组装的辊220包含至少约90％的耐火陶瓷材料。鉴于本文中的教导内容，辊220的再其它合适的配置对于所属领域的一般技术人员将是显而易见的。
在图12中示出辊320的另一个实施例，其可以并入到辊组合件100中。辊320基本上类似于辊220，除了辊320包含钢芯330之外。如最佳见于图12中，芯330包含辊部分332和从辊部分332的每一侧延伸的轴颈336。芯330可以接着被浇注为绕芯330的整个表面具有耐火材料，以形成外部辊部分322和从外部辊部分322的每一侧延伸的外部轴颈326。举例来说，芯330的辊部分332的外径可以是约18.5英寸，并且外部辊部分322的外径可以是约22英寸，以对应于约2.25英寸的耐火材料厚度，但可以使用其它合适的尺寸。在一些其它型式中，耐火材料可以仅铸造在芯330的辊部分332上，并且包含耐火材料的套筒可以以绕轴颈336的独立组件形式进行添加。此类套筒的实例提供于在2017年5月1日提交的名称为“用于延长涂布生产线稳定器操作寿命的方法(Method for Extending the Campaign Life ofStabilizers for a Coating Line)”的美国专利申请第15/583,450号中，所述美国专利申请的公开内容以引入的方式并入本文中。
辊组合件100的每个轴承座110和/或辊120、220、320可以包含具有高强度并且对在高温下磨损具有耐性的耐火材料，如陶瓷。另外，此耐火陶瓷材料可以具有低热膨胀系数、耐热冲击性、耐熔融金属润湿性、耐腐蚀性，并且对于熔融金属是基本上化学惰性的。此类耐火陶瓷材料可以包含碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、熔融二氧化硅(SiO2)或其组合。在一些型式中，耐火陶瓷材料包含介于约5％与约100％之间的碳化硅和/或氧化铝。
仅举例来说，合适的耐火陶瓷材料可以包括被称为SiAlON陶瓷的一类陶瓷。SiAlON陶瓷是可以在处置熔融铝中使用的高温耐火材料。SiAlON陶瓷通常展现良好的耐热冲击性、在高温下的高强度、优越的耐熔融铝润湿性以及在熔融非铁金属存在下的高耐腐蚀性。此类SiAlON陶瓷可以包含由马萨诸塞州伍斯特(Worcester,Massachusetts)的圣戈班高性能耐火材料公司(Saint-Gobain High-Performance Refractories)制造的CRYSTONCN178，但可以使用许多SiAlON类陶瓷。
其它合适的耐火陶瓷材料可以包括具有约73％Al2O3和约8％SiC的陶瓷。此陶瓷可以包含由俄亥俄州弗里蒙特(Fremont,Ohio)的沃尔耐火方案公司(Wahl RefractorySolutions)制造的GemStone 404A。在另一个实施例中，可以使用更硬的陶瓷，其具有更大量的SiC，如约70％SiC。在一些型式中，可以向陶瓷材料中添加不锈钢丝针，如约0.5重量％到约30重量％的所述材料。此类陶瓷可以包含由马萨诸塞州伍斯特的圣戈班陶瓷公司(Saint-Gobain Ceramics)制造的ADVANCER氮化物粘合碳化硅或也由马萨诸塞州伍斯特的圣戈班陶瓷公司制造的Hexology碳化硅。因此，轴承座110和辊120、220可以由相同耐火材料制成，或轴承座110和辊120、220可以由不同耐火材料制成。鉴于本文中的教导内容，再其它合适的耐火材料对于所属领域的一般技术人员将是显而易见的。
每个轴承座110和/或辊120、220、320可以通过浇注耐火陶瓷材料来加以制造。在一些其它型式中，轴承座110和/或辊120、220可以通过将液体陶瓷倾倒到模具中并且使用热量烘烤陶瓷以除去水分来加以制造。轴承座110和/或辊120、220的外表面可以接着被研磨，以提供光滑的外表面。鉴于本文中的教导内容，再其它合适的制造辊组合件100的组件的方法对于所属领域的一般技术人员将是显而易见的。
III.作业方法
辊组合件100可以如图4中所示进行组装。举例来说，辊120的每个轴颈126可以插入在对应轴承座110的孔114内。因此，每个轴颈126的外表面的一部分与轴承座110的孔114的内表面的一部分直接接触。轴承座110可以借此在不使用辊的情况下与每个轴颈126形成平面轴承。每个轴颈126可以接着在固定轴承座110内进行旋转。
在一个例示性用途中，可以通过辊组合件100操控薄钢板60穿过涂布部分10。举例来说，薄钢板60可以卷绕辊组合件100的辊120。薄钢板60与辊120的辊部分122之间的摩擦可以在薄钢板60相对于辊组合件100移动使辊120旋转。辊120的旋转借此使每个轴颈126在相应轴承座110内对应旋转。
轴颈126和/或轴承座110的耐火陶瓷材料可以提供针对轴颈126与轴承座110之间磨损的耐性，以及耐热冲击性和/或耐腐蚀性。辊部分122的耐火陶瓷材料还可以提供针对薄钢板60旋转所致辊部分122磨损的耐性，以及耐热冲击性和/或耐腐蚀性。辊组合件100可以借此增加涂布部分10的寿命，以提高涂布生产线的效率和/或减少其成本。因此，通过由耐火陶瓷材料形成辊组合件100的组件，辊组合件100可以比钢表面或具有热喷雾涂层的钢表面更好地承受和对抗机械溶蚀和空蚀。辊组合件100的耐火材料借此延长辊组合件100的使用寿命。
应理解，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。因此，本发明的限制应由所附权利要求书确定。
III.实例
进行一系列测试以评估辊组合件。下文在以下实例中详述此系列的测试。应理解，以下实例仅用于说明的目的，并且在其它例子中，如所属领域的一般技术人员鉴于本文中的教导内容将理解的，可以使用各种替代性特征。
实例1
在II型铝涂布浴液中进行熔融二氧化硅杆的静态浸渍测试。使用直径为约2.4英寸的熔融二氧化硅圆形杆体。初始测试是30天浸没测试。在测试期间，熔融二氧化硅经由还原反应完全转化为氧化铝。既没有明显的直径损失，也没有明显的化学侵蚀迹象。也不存在熔融铝在耐火表面上的润湿。借此确定熔融二氧化硅和/或氧化铝所示出的针对经由熔融铝化学侵蚀所致的材料损失的耐性大得多，以延长由熔融二氧化硅和/或氧化铝形成的辊的寿命。
实例2
在II型铝涂布浴液中进行熔融二氧化硅杆的静态浸渍测试。使用直径为约2.4英寸的熔融二氧化硅圆形杆体。在图13中示出在浸没之前的这些杆体。在浸没9天之后，如图14中所示，显示围绕杆体周长的约0.040英寸的薄转化层，其中熔融二氧化硅转化为氧化铝。再次，既没有明显的直径损失，也没有明显的化学侵蚀迹象。也不存在熔融铝在耐火表面上的润湿。借此确定熔融二氧化硅和/或氧化铝所示出的针对经由熔融铝化学侵蚀所致的材料损失的耐性大得多，以延长由熔融二氧化硅和/或氧化铝形成的辊的寿命。
实例3
在室温下对由单块实心Gemstone 404A陶瓷材料制成的辊进行载荷测试。辊的辊部分具有约76英寸的长度和约10英寸的直径。辊的轴颈具有约4.5英寸的长度和约4英寸的直径。确定约650lbf的载荷为每个轴颈的最大作业载荷。接着向每个轴颈施加约1,300lbf的载荷。将此载荷以约650lbf增量增加到约3,650lbf的最大载荷。一旦达到最大载荷并且保持若干分钟，则停止测试。两个轴颈均承受此载荷，而没有指示开裂。因此，确定陶瓷辊能够承受在涂布生产线中施加的载荷，其安全因子为比所确定的最大作业载荷高约5.5倍。
实例4
对由熔融二氧化硅制成的辊进行辊测试。所述辊组装有钢轴承座，并且运行约430,000英尺的钢。在辊轴颈或主体上不存在明显的直径损失，但在钢轴承座中存在明显磨损。虽然轴承材料不合适，但辊的测试被视为成功的。
实例5
对由熔融二氧化硅制成的辊进行辊测试。所述辊组装有由Gemstone 404A制成的轴承座。辊滚筒直径为约10英寸。在运行约680,000英尺的钢之后，将辊从金属浴液中移出。基于对辊的目视检查，在辊与轴承之间似乎不存在明显磨损，并且使所述辊重新工作。接着，辊在运行约780,000英尺的产品之后经历失效。在移出后，确定两个轴颈均断裂并且与辊分开。虽然辊的测试被视为成功的，但轴承材料被视为侵蚀性太大。

Claims (16)

1.一种用于连续涂布生产线中的辊，其中所述辊包含沿着纵向轴线延伸的大体上圆柱形的辊部分，其中所述辊包含至少约90％的耐火陶瓷材料；
其中所述辊包含沿着纵向轴线从所述辊的每个端部向内延伸的槽道，其中每个槽道的大小被设计成延伸通过所述辊的每个端的端部部分，以使得每个槽道不会沿着纵向轴线延伸通过所述辊的整个长度；
其中所述辊包含定位于所述每个槽道内的支撑杆，其中每个支撑杆的大小经设计成延伸通过所述辊的每个端的端部部分，以使得每个支撑杆不会沿着纵向轴线延伸通过所述辊的整个长度。
2.根据权利要求1所述的辊，其中所述耐火陶瓷材料包含在碳化硅、氧化铝和熔融二氧化硅中所选的一或多种。
3.根据权利要求2所述的辊，其中所述辊包含介于约5％与约100％之间的碳化硅。
4.根据权利要求2所述的辊，其中所述辊包含介于约5％与约100％之间的氧化铝。
5.根据权利要求1所述的辊，其中所述辊是能够浇注的。
6.根据权利要求1所述的辊，其中所述辊包含沿着所述纵向轴线从所述辊部分的每个端部向外延伸的轴颈，其中轴颈是大体上圆柱形，其中每个轴颈的外径小于所述辊部分的外径。
7.根据权利要求6所述的辊，其中所述辊部分和每个轴颈是实心整体式组件。
8.根据权利要求6所述的辊，其中所述辊包含定位于所述辊部分与每个轴颈之间的锥形表面。
9.根据权利要求8所述的辊，其中所述锥形表面是凸形。
10.根据权利要求6所述的辊，其中所述辊包含定位于所述辊部分与每个轴颈之间的倒圆角。
11.根据权利要求6所述的辊，其中所述轴颈能够插入在轴承座的孔内，以使得所述轴颈能够在所述孔内旋转。
12.根据权利要求11所述的辊，其中所述轴承座是陶瓷的。
13.根据权利要求11所述的辊，其中所述轴承座和所述轴颈形成平面轴承，以使得所述轴颈的外表面与所述轴承座的所述孔的内表面直接接触。
14.根据权利要求1所述的辊，其中每个支撑杆定位在所述辊内，以使得每个支撑杆被包围在所述辊内，并且不超出所述辊的端面。
15.根据权利要求1所述的辊，其中每个支撑 杆的大小设计成通过摩擦配合定位在所述辊的各自槽道内。
16.根据权利要求1所述的辊，其中所述耐火陶瓷材料被配置为在所述辊的中心部分连续延伸穿过所述辊的直径。
CN201880082476.0A 2017-12-21 2018-12-20 用于热浸渍涂布生产线中的辊 Active CN111630201B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762609040P 2017-12-21 2017-12-21
US62/609,040 2017-12-21
PCT/US2018/066702 WO2019126445A1 (en) 2017-12-21 2018-12-20 A roll for use in a hot dip coating line

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111630201A CN111630201A (zh) 2020-09-04
CN111630201B true CN111630201B (zh) 2022-06-21

Family

ID=65041918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880082476.0A Active CN111630201B (zh) 2017-12-21 2018-12-20 用于热浸渍涂布生产线中的辊

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11142816B2 (zh)
EP (1) EP3728680B1 (zh)
JP (2) JP7158121B2 (zh)
KR (1) KR102391567B1 (zh)
CN (1) CN111630201B (zh)
CA (1) CA3083791C (zh)
MX (1) MX2020006652A (zh)
TW (1) TW201930619A (zh)
WO (1) WO2019126445A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11168388B2 (en) 2016-04-29 2021-11-09 Cleveland-Cliffs Steel Properties Inc. Method and apparatus for extending the campaign life of stabilizers for a coating line
CN111630201B (zh) * 2017-12-21 2022-06-21 Ak钢铁产权公司 用于热浸渍涂布生产线中的辊
US11384419B2 (en) * 2019-08-30 2022-07-12 Micromaierials Llc Apparatus and methods for depositing molten metal onto a foil substrate

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1305330A (en) * 1919-06-03 Liam j
US117985A (en) * 1871-08-15 Improvement in composition rolls for dressing-frames
US317781A (en) * 1885-05-12 Casting rolls
US831727A (en) * 1905-04-24 1906-09-25 Jacob Loomis Hot-mill roll.
US2115465A (en) * 1937-03-22 1938-04-26 Pittsburgh Rolls Corp Rolling mill roll
US2695248A (en) * 1948-12-15 1954-11-23 Blaw Knox Co Furnace conveyer element and manufacture thereof
US3595207A (en) 1969-02-28 1971-07-27 United States Steel Corp Sinker roll for hot-dip coating bath
US3577619A (en) 1969-05-12 1971-05-04 Sandvikens Jernverks Ab Method of manufacturing composite hardmetal rolls
NL148109B (nl) 1970-07-08 1975-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inrichting voor het met metaal bekleden van draden of stroken door onderdompeling in een bad van gesmolten metaal.
US3734579A (en) 1970-12-09 1973-05-22 G Schumacher Bearing housing assembly
US3820212A (en) 1972-10-05 1974-06-28 United States Steel Corp Method of forming composite rolls
US3927449A (en) * 1973-12-03 1975-12-23 Caterpillar Tractor Co Formed one-piece hollow roller shaft
JPS6050030B2 (ja) 1979-05-14 1985-11-06 日立マクセル株式会社 薄型電池
US4416137A (en) 1981-03-20 1983-11-22 Davy-Loewy Limited Roll construction
DE3718286C2 (de) 1987-05-30 1993-10-07 Lwk Plasmakeramik Gmbh Dipl In Rolle für Fördergut
JPH0621330B2 (ja) 1988-06-15 1994-03-23 株式会社日立製作所 連続溶融金属めっき装置及びその使用方法
JP2607630B2 (ja) 1988-07-20 1997-05-07 株式会社日立製作所 スリーブ組立て式ロール及びそれを用いた設備
FR2679571B1 (fr) * 1991-07-26 1994-07-01 Vesuvius France Sa Procede de depot de metal ou d'alliages metalliques sur une bande metallique et pieces de guidage pour la mise en óoeuvre de ce procede.
JPH0570915A (ja) 1991-09-13 1993-03-23 Kobe Steel Ltd 溶融めつき浴用ロール装置
JP2638375B2 (ja) 1992-02-20 1997-08-06 株式会社日立製作所 連続溶融金属メッキ装置及び連続溶融金属メッキ装置用軸受
JPH05287475A (ja) * 1992-04-10 1993-11-02 Hitachi Ltd 連続溶融金属めっき装置及び方法
US5411462A (en) 1993-08-30 1995-05-02 Link; Terry G. Lightweight ink transfer roll
US5571328A (en) 1994-04-06 1996-11-05 National Steel Corporation Bearing support for submerged rolls in hot dip coating operation
JP3191558B2 (ja) * 1994-04-08 2001-07-23 株式会社日立製作所 摺動構造物とそれを用いた連続溶融金属メッキ装置
US5538559A (en) 1994-05-31 1996-07-23 Ak Steel Corporation Bearing support system for a roll submerged in a molten metal coating bath
JP2948108B2 (ja) 1994-09-20 1999-09-13 株式会社日立製作所 溶融金属中すべり軸受および溶融金属めっき装置
DE19823854A1 (de) 1998-05-28 1999-12-09 Gimpel Matthias Rollenanordnung für in einem flüssigen Metallbad zu beschichtendes Behandlungsgut
JP4571250B2 (ja) 1999-02-15 2010-10-27 トーカロ株式会社 溶融金属めっき浴用ロールおよびその製造方法
JP4419240B2 (ja) 1999-12-28 2010-02-24 大同特殊鋼株式会社 溶融亜鉛メッキ処理用ロール
JP2001234924A (ja) 2000-02-23 2001-08-31 Hitachi Ltd 溶融めっき装置用の軸受とロール軸およびその製造方法
US6729766B2 (en) 2002-01-17 2004-05-04 Vesuvius Crucible Company Retention of ceramic bearings
JP3765485B2 (ja) * 2002-04-18 2006-04-12 日立金属株式会社 連続溶融金属めっき用ロール
EP2447388B1 (en) 2003-12-11 2014-05-14 Hitachi Metals, Ltd. Roll for use in galvanizing pot
FR2905955B1 (fr) 2006-09-18 2009-02-13 Vai Clecim Soc Par Actions Sim Dispositif de guidage d'une bande dans un bain liquide
FR2921135B1 (fr) * 2007-09-13 2009-11-06 Guy Mourer Dispositif de roulement de rouleaux immerges dans des bains de metaux en fusion
DE102007045200A1 (de) 2007-09-21 2009-04-02 Sms Demag Ag Schmelztauchbeschichtungsanlage
US8915830B2 (en) 2009-03-24 2014-12-23 Pyrotek, Inc. Quick change conveyor roll sleeve assembly and method
JP5672749B2 (ja) 2010-04-01 2015-02-18 日立金属株式会社 溶融金属めっき浴用ロール
WO2012136713A1 (de) * 2011-04-04 2012-10-11 H.C. Starck Ceramics Gmbh Stabrolleneinheit für schmelztauchverfahren
DE102012103132B3 (de) 2012-04-12 2013-05-29 CEROBEAR GmbH Vorrichtung zur Bandführung in einem heißen Medium (I)
BR112017013492B1 (pt) 2014-12-23 2022-08-23 Arcelormittal S.A. Conjunto de munhão de rolo e elemento postiço de mancal de impulso
CN204898045U (zh) 2015-07-07 2015-12-23 烟台开发区蓝鲸金属修复有限公司 一种组合沉没辊
CA3021101C (en) 2016-04-29 2020-11-03 Ak Steel Properties, Inc. Method for extending the campaign life of stabilizing rolls for a coating line
US11168388B2 (en) 2016-04-29 2021-11-09 Cleveland-Cliffs Steel Properties Inc. Method and apparatus for extending the campaign life of stabilizers for a coating line
CN111630201B (zh) * 2017-12-21 2022-06-21 Ak钢铁产权公司 用于热浸渍涂布生产线中的辊

Also Published As

Publication number Publication date
CA3083791C (en) 2023-01-24
US11142816B2 (en) 2021-10-12
JP7450670B2 (ja) 2024-03-15
JP2021507117A (ja) 2021-02-22
KR102391567B1 (ko) 2022-04-29
KR20200083614A (ko) 2020-07-08
JP2022153452A (ja) 2022-10-12
JP7158121B2 (ja) 2022-10-21
MX2020006652A (es) 2020-08-24
TW201930619A (zh) 2019-08-01
EP3728680A1 (en) 2020-10-28
EP3728680B1 (en) 2023-03-22
CN111630201A (zh) 2020-09-04
US20190194790A1 (en) 2019-06-27
WO2019126445A1 (en) 2019-06-27
CA3083791A1 (en) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7450670B2 (ja) 溶融めっきラインで使用のためのロール
US11142817B2 (en) Roll for use in a hot dip coating line
US20190161842A1 (en) Method and apparatus for extending the campaign life of stabilizers for a coating line
TW201742934A (zh) 延長用於滲鋁產線之穩定器運轉壽命之方法
KR0166108B1 (ko) 용융금속 도금조내의 롤러 지지장치
GB2075150A (en) Rollers
EP0524851B1 (en) Process for deposing metal or metal alloys on a metal strip and guide pieces for implementing this process
JP7450628B2 (ja) コーティングライン用の安定剤の製品寿命を延長するための方法および装置
CA3156138C (en) Roll connection
US20100018459A1 (en) Immersion bath roll and a method for the manufacture of an immersion bath roll
US11939656B2 (en) Snout for use in a hot dip coating line
US11898251B2 (en) Snout for use in a hot dip coating line
WO1998001594A1 (fr) Materiels mecaniques disposes dans un bain de metallisation a chaud
JP4466114B2 (ja) 溶融めっき槽の浴中ロール用軸受
JPH07188885A (ja) 連続溶融金属めっき装置
JP2003105511A (ja) めっき浴中分割軸受
JPH07305155A (ja) 溶融金属メッキ用シンクロール
JPH01261159A (ja) 銅箔製造ライン用ロール
JP2001200311A (ja) 鋼材の熱処理炉用ハースロール

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant