CN112119177A - 热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊、热浸镀锌钢板的制造设备以及热浸镀锌钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊，其具有辊主体、和覆盖辊主体的耐热毡层，耐热毡层的热分解温度为420℃以上、400℃下的表面硬度评价指标大于0.11μm/N。

Description

热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊、热浸镀锌钢板的制造设备 以及热浸镀锌钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及热浸镀锌钢板的制造设备。
背景技术
在热浸镀锌钢板的制造设备中，通过将在镀锌浴中浸渍带钢从而对带钢进行镀锌处理。对于热浸镀锌钢板的制造设备，为了兼顾设备的小型化和确保对带钢实施的各处理的处理时间，沿钢板制造生产线设置有多个辊(以下，称为“轧辊”)。从卷材放出的带钢介由轧辊以在钢板制造生产线上经过多次折返的方式被送至下游侧。
带钢与轧辊接触时，带钢与轧辊之间可能会产生微滑。该微滑是使镀锌层从带钢表面剥离的原因，剥离的锌附着在轧辊上。附着在轧辊上的锌可能会附着在后续的带钢表面、或产生压痕，成为品质不良的原因。需要说明的是，本说明书中，将这种从带钢表面剥离的锌附着在轧辊的周面上的现象称为粘锌。
作为抑制粘锌的发生的方法，专利文献1中公开了使用由以矿物性纤维作为基材的酚醛树脂制成的辊。另外，专利文献2中公开了将在具有耐热性和耐化学药品性的纤维中混合了橡胶粘结剂和无机填料得到的原材料用于辊表面。专利文献3中公开了在辊表面上设置由耐热纤维制成的基布、由对位芳族聚酰胺纤维制成的无纺布、和由PBO(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维制成的无纺布构成的无纺布层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭54-117333号公报
专利文献2:日本特公昭63-030974号公报
专利文献3:日本特开2000-064014号公报
发明内容
发明要解决的问题
由于通过镀锌浴的带钢会浸渍在熔融锌中，因此在镀锌浴的出口侧，带钢表面变成高温。因此，表面变成高温的带钢与设置在镀锌浴的出口侧附近的轧辊接触，从而轧辊的表面温度上升。此时，专利文献1公开的轧辊中，酚醛树脂发生热分解，抑制轧辊的粘锌的发生的功能逐渐消失。同样地，专利文献2公开的轧辊中，橡胶粘结剂发生热分解，抑制轧辊的粘锌的发生的功能逐渐消失。因此，专利文献1和2的轧辊中，为了维持抑制粘锌的发生的效果，需要频繁进行轧辊的维护，生产率会下降。另外，专利文献3公开的轧辊的表面层虽然由PBO纤维构成，但根据轧辊制造条件、操作条件的不同，有时可能无法得到抑制粘锌的发生的效果，从稳定地制造品质好的热浸镀锌钢板的角度出发，还存在改善的余地。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于能够更长期且稳定地得到抑制由热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊引起的粘锌的发生的效果，提高热浸镀锌钢板的生产率。
用于解决问题的方案
用于解决上述技术问题的本发明的一实施方式涉及一种热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊，其特征在于，其具有辊主体、和覆盖所述辊主体的耐热毡层，所述耐热毡层的热分解温度为420℃以上，400℃下的表面硬度评价指标大于0.11μm/N。
另外，基于另一个方面的本发明的一实施方式涉及一种热浸镀锌钢板的制造设备，其特征在于，上述轧辊是使在镀锌浴中实施了热浸镀锌的带钢通过的辊。
进一步地，基于另一个方面的本发明的一实施方式涉及一种热浸镀锌钢板的制造方法，该方法在钢板制造生产线的镀锌浴中浸渍带钢从而制造热浸镀锌钢板，其特征在于，作为使在所述镀锌浴中实施了热浸镀锌的带钢通过的轧辊，使用辊主体被热分解温度为420℃以上、且400℃下的表面硬度评价指标大于0.11μm/N的耐热毡层覆盖的轧辊，由此制造所述热浸镀锌钢板。
发明的效果
能够更长期且稳定地得到抑制由热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊引起的粘锌的发生的效果，提高热浸镀锌钢板的生产率。
附图说明
图1是示出了本发明的一实施方式涉及的热浸镀锌钢板的制造设备的部分结构的图。
图2是示出了本发明的一实施方式涉及的轧辊的大致结构的截面图。
图3是用于说明表面硬度评价指标的测定方法的图。
图4是示出了本发明的另外的实施方式涉及的热浸镀锌钢板的制造设备的部分结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。需要说明的是，本说明书和附图中，对于具有实际上相同的功能结构的要素，赋予相同的附图标记而省略重复说明。
如图1所示，本实施方式的热浸镀锌钢板的制造设备1具备进行带钢S的镀锌处理的热浸镀锌装置2。热浸镀锌装置2具备：存储熔融锌的镀锌浴3、配置在钢板制造生产线的镀锌浴3的上游侧的轧辊4(以下，称为“入口侧轧辊”)、配置在镀锌浴3中的浴中辊5、和配置在钢板制造生产线的镀锌浴3的下流侧的轧辊6(以下，称为“出口侧轧辊”)。带钢S沿着钢板制造生产线，介由入口侧轧辊4、浴中辊5、出口侧轧辊6一边改变行进方向，一边沿着图1中的箭头方向前进。需要说明的是，图1中虽然示出了热浸镀锌钢板的制造设备1的部分结构，但镀锌浴3的上游侧的结构与以往相同。
如图2所示，设置在镀锌浴3的下流侧的出口侧轧辊6由辊主体6a、覆盖该辊主体6a的耐热毡层6b构成。本说明书中的“耐热毡层”是指，存在于辊主体6a的整个表面部上，由在辊主体6a的半径方向上具有厚度的耐热纤维制成的毡。毡是指由JIS L 0222中定义的无纺布，其是由纤维单向取向或无规取向，且纤维间通过缠结和/或融合和/或粘接而结合得到的无纺布。耐热毡层6b以覆盖辊主体6a的整个周面的方式设置，带钢S与出口侧轧辊6接触时，与该耐热毡层6b接触。
需要说明的是，在辊主体6a的表面设置耐热毡层6b的方法没有特别限定，例如有将由管状的耐热纤维制成的毡覆盖在辊主体6a上并固定的方法、通过内衬在辊主体6a的表面上粘贴由耐热纤维制成的毡的方法、将由具有与辊主体6a的总宽度同等的宽度的耐热纤维制成的毡卷绕在辊主体6a上或将由比辊主体6a的总宽度短的耐热纤维制成的毡以螺旋状卷绕在辊主体6a上的方法。另外，耐热毡层6b的层本身可以由单层构成，也可以由多层构成。多层结构的耐热毡层可以通过例如在覆盖有管状的毡的辊主体6a上进一步覆盖另外的管状的毡、或将具有与辊主体6a的总宽度同等的宽度的毡重叠卷绕在辊主体6a上来得到。
耐热毡层6b由热分解温度为比锌的融点(419.5℃)高的420℃以上的纤维制造。通过使本实施方式的耐热毡层6b具有这种热分解温度，镀锌处理后的带钢S即使与出口侧轧辊6接触，耐热毡层6b也不会发生热分解。需要说明的是，热分解温度的上限没有特别限定。构成耐热毡层6b的纤维只要为热分解温度为420℃以上的耐热纤维就没有特别限定，例如优选为聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维。
出口侧轧辊6可以为通过在辊主体6a与耐热毡层6b之间设置其它层而得到的多层结构。出口侧轧辊6为多层结构时，耐热毡层6b被设置在最表层上。出口侧轧辊6优选为耐热毡层6b与辊主体6a的表面接触的结构，从而即使在磨损劣化加剧的状态下，也能够更长期地发挥粘锌抑制效果。
耐热毡层6b的厚度优选根据设备结构、操作条件等在1～20mm的范围内适当变更。考虑到耐热毡层6b的热收缩性，优选耐热毡层6b的厚度较薄，从而随温度变化的辊径的变化小。从该角度出发，耐热毡层6b的厚度优选为20mm以下。另一方面，从提高耐热毡层6b的耐久性的角度出发，耐热毡层6b的厚度优选稍厚一些，优选为1mm以上。因此，耐热毡层6b的厚度优选为1～20mm。另外，从提高耐久性的角度出发，耐热毡层6b的厚度更优选为大于5mm。
如上所述，本实施方式的出口侧轧辊6通过在辊主体6a的表面上设置耐热毡层6b，镀锌处理后的带钢S不与出口侧轧辊6的辊主体6a直接接触，由此，不易发生粘锌。另外，由于本实施方式的出口侧轧辊6的耐热毡层6b的热分解温度为420℃以上，因此，即使镀锌处理后的带钢S与出口侧轧辊6接触，耐热毡层6b也不会发生热分解，可以维持抑制粘锌的发生的效果。因此，可以减少对出口侧轧辊6进行维护的频率，可以延长热浸镀锌钢板的制造设备1的运行时间。由此，可以提高热浸镀锌钢板的生产率。
另外，本发明人等通过对未设置有耐热毡层6b的以往的轧辊中发生了粘锌的轧辊的表面进行分析后发现，锌处于简单地陷在轧辊表面的凹部中的状态。并且，基于该见解，得出粘锌是由于轧辊的表面硬度大于固定在带钢表面的锌的硬度，由此，带钢表面的锌被轧辊刮除而引起的现象。即，可以通过将耐热毡层6b的硬度设为小于带钢S表面的镀锌层的硬度，从而稳定地得到抑制由出口侧轧辊6引起的粘锌的效果。特别是即使毡使用相同的纤维，由于制造条件(例如，毡的空隙率、固化方法)的不同，硬度会不同，因此为了稳定地得到抑制粘锌的发生的效果，限定耐热毡层6b的硬度很重要。
对于毡这样的弹性体，不存在高温状态下的硬度评价方法。为此，为了导出耐热毡层6b与带钢S表面的镀锌层之间的优选的硬度关系，将表面硬度评价指标定义为涉及耐热毡层6b的硬度的新指标。为了测定表面硬度评价指标，使用例如作为测定有机物的高温软化点的装置的TMA(热机械分析仪)。TMA中，可以将探针抵住样品，测定施加某一温度下的非振动载荷(恒定载荷)时的变形量。如图3所示，在本说明书中，将探针的顶端与样品的表面接触的点作为基准点，将相对于探针的基准点的压入载荷的变化量设为ΔF，将压入载荷的变化量变为ΔF[N]时在探针的压入位置处的样品的变形量设为Δd[μm]。并且，将此时的Δd/ΔF[μm/N]的值定义为表面硬度评价指标。表面硬度评价指标的数值越大，表示样品的表面硬度越低。需要说明的是，探针使用顶端直径为500μm的探针，用于评价的最大载荷设为18g。
本发明人等测定了400℃下的镀锌钢板的表面硬度评价指标。此处，测定的镀锌钢板是合金化前的热浸镀锌钢板(GI)，其属于热浸镀锌钢板中镀层最软的1种钢板。将测定结果示于下述的表1中。需要说明的是，表1中也一并示出了使用PBO纤维作为耐热毡层6b时的400℃下的表面硬度评价指标。
[表1]
Figure BDA0002777847180000061
如上述表1所示，带钢S表面的镀锌层的表面硬度评价指标为0.11μm/N。如前所述，表1的镀锌钢板属于热浸镀锌钢板中镀层最软的1种钢板，因此可知，例如合金化热浸镀锌钢板(GA)等其它种类的热浸镀锌钢板中，400℃下的表面硬度评价指标的值将小于0.11μm/N。因此，相对于任何种类的热浸镀锌钢板的镀层，以表面硬度评价指标大于0.11μm/N的方式制造的耐热毡层6b都将变得相对柔软。因此，即使耐热毡层6b与带钢S接触，也极难发生固定在带钢S表面上的锌被刮除的现象。由此，可以稳定地得到抑制粘锌的发生的效果，可以提高品质好的热浸镀锌钢板的生产率。
从增大相对于热浸镀锌钢板的镀层的硬度差，更有效地抑制粘锌的发生的角度出发，耐热毡层6b的表面硬度评价指标更优选为3μm/N以上，进一步优选为5μm/N以上。耐热毡层6b的表面硬度评价指标的上限没有特别限定。需要说明的是，当耐热毡层6b的摩耗加剧，作为毡层的功能消失时，粘锌的抑制效果也将消失，所以为了防止其发生，需要在摩耗加剧到一定程度时更换覆盖辊主体6a的耐热毡。即，耐热毡层6b的摩耗加剧速度越快，耐热毡的更换频率越高。因此，从减慢耐热毡层6b的摩耗加剧速度、减少耐热毡的更换频率从而提高生产率的角度出发，优选耐热毡层6b的表面硬度评价指标为100μm/N以下，由此耐热毡层6b相对于热浸镀锌钢板的镀层不会变得过于柔软。另外，耐热毡层6b优选在厚度方向上具有均匀的硬度，以使伴随耐热毡层6b的摩耗的粘锌的抑制效果的好坏不发生变化。
以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限于此例。显然，本领域技术人员可以在权利要求书记载的技术思想的范围内想到各种变形例或修改例，这些也都包含在本发明的技术范围内。
另外，热浸镀锌钢板的制造设备1的结构也不限于上述实施方式中说明的结构，例如，如图4所示，也可以在镀锌浴3的下游侧设置实施镀锌的合金化处理的合金化炉7。此时，在合金化炉7的出口侧，由于带钢S表面处于高温状态，因此为了防止粘锌的抑制效果由于热分解而消失，设置在合金化炉7的下游侧的出口侧轧辊6的耐热毡层6b的热分解温度为420℃以上即可。
以上的实施方式中，虽然仅在具有热浸镀锌处理设备的热浸镀锌钢板的制造设备1的出口侧轧辊6上设置了耐热毡层6b，但具有耐热毡层6b的轧辊并不限于上述的实施方式，也可以用作使在镀锌浴中实施了热浸镀锌的带钢S通过的轧辊。并且，具有耐热毡层6b的轧辊用作使在镀锌浴中实施了热浸镀锌的带钢S通过的辊时，可以稳定地得到抑制粘锌的效果。
实施例
将本发明涉及的轧辊用作设置在镀锌浴的下游侧的顶辊，在热浸镀锌钢板的制造设备中，实施1个月的通板试验。虽然通板试验中的最高板温为416℃，但成功制造了热浸镀锌钢板，而未发生钢板表面的品质不良、生产故障等。需要说明的是，使用了PBO纤维作为耐热毡层，耐热毡层的400℃下的表面硬度评价指标为7.45μm/N。
产业上的可利用性
本发明可以用于热浸镀锌钢板的制造。
附图标记说明
1 热浸镀锌钢板的制造设备
2 热浸镀锌装置
3 镀锌浴
4 入口侧轧辊
5 浴中辊
6 出口侧轧辊
6a 辊主体
6b 耐热毡层
7 合金化炉
Δd 样品的变形量
ΔF 探针的压入载荷的变化量
S 带钢

Claims (9)

1.一种热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊，其具有：
辊主体、和
覆盖所述辊主体的耐热毡层，
所述耐热毡层的热分解温度为420℃以上，400℃下的表面硬度评价指标大于0.11μm/N。
2.根据权利要求1所述的热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊，其中，
所述耐热毡层与所述辊主体的表面接触。
3.根据权利要求1或2所述的热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊，其中，
所述耐热毡层由聚对苯撑苯并二噁唑纤维制成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊，其中，
所述耐热毡层的厚度为1～20mm。
5.一种热浸镀锌钢板的制造设备，其中，
权利要求1～4中任一项所述的轧辊是使在镀锌浴中实施了热浸镀锌的带钢通过的辊。
6.一种热浸镀锌钢板的制造方法，该方法在钢板制造生产线的镀锌浴中浸渍带钢从而制造热浸镀锌钢板，其中，
作为使在所述镀锌浴中实施了热浸镀锌的带钢通过的轧辊，使用辊主体被热分解温度为420℃以上、且400℃下的表面硬度评价指标大于0.11μm/N的耐热毡层覆盖的轧辊，由此制造所述热浸镀锌钢板。
7.根据权利要求6所述的热浸镀锌钢板的制造方法，其中，
所述耐热毡层与所述轧辊的表面接触。
8.根据权利要求6或7所述的热浸镀锌钢板的制造方法，其中，
所述耐热毡层由聚对苯撑苯并二噁唑纤维制成。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的热浸镀锌钢板的制造方法，其中，
所述耐热毡层的厚度为1～20mm。
CN201980032512.7A 2018-05-23 2019-04-18 热浸镀锌钢板的制造设备用轧辊、热浸镀锌钢板的制造设备以及热浸镀锌钢板的制造方法 Pending CN112119177A (zh)

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