JP2005248298A - Support roll in non-actuated molten metal bath - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼板に亜鉛やアルミニウム等の溶融金属めっきを施す際に連続溶融金属浴中に浸漬して用いられるロール、特に、無駆動溶融金属浴中のサポートロールに関するものである。 The present invention relates to a roll used by being immersed in a continuous molten metal bath when a molten metal plating such as zinc or aluminum is applied to a steel sheet, and more particularly to a support roll in a non-driven molten metal bath.
従来から鋼板に亜鉛やアルミニウム等の溶融金属めっきを施す連続溶融金属めっきラインでのめっき装置としては、図4に示すように、表面を清浄、活性化した鋼板を溶融金属めっき槽中に浸漬し、浴中のシンクロールにより進行方向を変えて上方に引き上げ、ガスワイピングにより金属付着量を制御して溶融金属めっき鋼板を得る方法が行われている。 すなわち、図4は、一般的な溶融金属めっきライン設備の構成を示す図である。この図に示すように、溶融金属めっき浴2内には、めっきを施す鋼板1を連続して通板するためのシンクロール3、および一対のサポートロール4が設置されている。シンクロール3は、溶融金属めっき浴2の底部に配置され、浴中に送られてきた鋼板1の進行方向を上方の浴面側に変えるものである。
Conventionally, as a plating apparatus in a continuous molten metal plating line for applying molten metal plating such as zinc or aluminum to a steel sheet, as shown in FIG. 4, a steel sheet having a cleaned and activated surface is immersed in a molten metal plating tank. A method of obtaining a molten metal plated steel sheet by changing the advancing direction with a sink roll in a bath and pulling it upward and controlling the amount of metal adhesion by gas wiping is performed. That is, FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a general molten metal plating line facility. As shown in this figure, a
一般にシンクロール3の回転動力は、鋼板の走行移動によって駆動トルクが付与される。また、一対のサポートロール4は、シンクロール3を通過した後の浴面に近い位置に設けられ、外部のモーターによるスピンドルを介して駆動される。この一対のサポートロール4は、鋼板2を挟み込んで鋼板1のパスラインを保ち、シンクロール3を通過した際に生じる鋼板1の反りを矯正する作用を行う。溶融金属めっき浴2の上方部には、めっき厚さを均一に制御するためのガスワイピングノズル5が設置されている。また、シンクロール3やサポートロール4の軸受としては、滑り軸受や転がり軸受が用いられている。
In general, the driving power is applied to the rotational power of the
図5は、従来の溶融金属めっき浴に使用されている滑り軸受の構造を示す概略図である。この図に示すように、サポートロール4のロール軸6は、アーム7に設けた軸受8で支持する構造になっている。そして、ロール軸6は、円筒状の軸受8の内周面と幅Lにわたって接触しながら摺動回転する。軸受8は、溶融金属を潤滑剤として使用するために、軸受8の内径はロール軸6の外径より大きくして、ロール軸6と間隙Dが生じるようにしている。
FIG. 5 is a schematic view showing the structure of a sliding bearing used in a conventional molten metal plating bath. As shown in this figure, the
上述のような構造において、軸受は溶融金属による侵食と機械的すべりとによって、負荷を受ける上部の摩耗が著しく、短周期で軸受の交換が必要となり、生産性の低下、保守費用の増大を招いていた。さらには、軸受の摩耗により回転振動が発生し、ガスワイピングノズル5と鋼板1との間隔を一定に保つことができず、また、サポートロール4の軸受にガタツキが発生すると、その回転中心軸が偏心しながら回転するために鋼板1に振動を与え、この振動によりガスワイピングノズル5と鋼板1との間隔が変動し、鋼板1に均一な膜厚のめっきを施すことができないという問題がある。
In the structure as described above, the bearing is subject to significant wear on the upper part due to erosion caused by molten metal and mechanical sliding, requiring replacement of the bearing in a short cycle, resulting in reduced productivity and increased maintenance costs. It was. Furthermore, rotational vibration is generated due to the wear of the bearing, and the gap between the
これらの問題を解消するために、例えば特開2002−241915号公報(特許文献1)に開示されているように、サポートロールの回転軸が偏心して回転しても、直ちに正常な回転に復帰する自動調芯機能を有し、高速通板に対しても小さい摺動抵抗で追従することができる溶融金属浴中の軸受装置として、ロール軸と摺動接触する軸受の内周面のロール軸を含む断面形状を凸状とし、また、上記断面形状が凸状の内周面において、内周面の最小内径部を平坦にした溶融金属浴中の軸受装置が提案されている。 In order to solve these problems, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-241915 (Patent Document 1), even if the rotation shaft of the support roll rotates eccentrically, it immediately returns to normal rotation. As a bearing device in a molten metal bath that has an automatic centering function and can follow a high-speed threading plate with a small sliding resistance, the roll shaft on the inner peripheral surface of the bearing that is in sliding contact with the roll shaft There has been proposed a bearing device in a molten metal bath in which a cross-sectional shape including a convex shape is included, and a minimum inner diameter portion of the inner peripheral surface is flattened on an inner peripheral surface having a convex cross-sectional shape.
一方、特開平7−173593号公報(特許文献2)に開示されているように、ロール軸と摺動接触する軸受の内周面に転がり軸受けを設け、この転がり軸受が一度熱膨張したサポートロールを溶融金属中から引き上げたときに温度低下に伴って収縮する際、転がり軸受に過大な力が加わることを防止する溶融金属めっき浴中のロール支持装置が提案されている。 On the other hand, as disclosed in JP-A-7-173593 (Patent Document 2), a rolling roller bearing is provided on the inner peripheral surface of the bearing that is in sliding contact with the roll shaft, and this rolling bearing is once thermally expanded. There has been proposed a roll support device in a molten metal plating bath that prevents an excessive force from being applied to the rolling bearing when it is shrunk as the temperature drops when it is pulled out of the molten metal.
しかしながら、上述した特許文献1に開示されている技術の場合には、自動調芯機能を有し、摺動抵抗も小さいが、軸のスリーブとブッシュの間に隙間があるため、回転時に振れ回り振動が起こり、これを抑制するための効果が少ないという問題がある。また、特許文献2は、転がり軸受によるロール支持装置の改良に係るものであり、転がり軸受を使用しているので、軸受部の構造が複雑になり部品点数も多いという問題がある。
However, in the case of the technique disclosed in Patent Document 1 described above, it has an automatic alignment function and a small sliding resistance, but there is a gap between the sleeve and bush of the shaft, so that it swings around during rotation. There is a problem that vibration occurs and the effect for suppressing this is small. Further,
上述のような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた。上部サポートロールは、現状の場合は、下部サポートロールに比べて、巻付け角が小さいために、鋼板への押付力が小さく、鋼板からの駆動力が小さい。特に、薄手材においては無駆動では回転しないために、どうしても駆動が必要であった。この点を無駆動化とし、さらに回転部と固定部の摩擦係数を0.2未満とする溶融金属浴中のベアリングを開発し、ハンガーやロールの変形時にも軸部と固定部がこねて摩擦係数が上がらないように調芯機能を付加した無駆動溶融金属浴中のサポートロールを提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the inventors have made intensive development. In the present state, the upper support roll has a smaller wrapping angle than the lower support roll, so that the pressing force against the steel plate is small and the driving force from the steel plate is small. In particular, since the thin material does not rotate without being driven, it must be driven. This was made non-driven, and a bearing in a molten metal bath was developed in which the friction coefficient between the rotating part and the fixed part was less than 0.2, and the shaft part and the fixed part kneaded and rubbed even when the hanger or roll was deformed. The present invention provides a support roll in a non-driven molten metal bath to which a centering function is added so as not to increase the coefficient.
その発明の要旨とするところは、
(1)溶融金属めっきラインにおける溶融金属浴中のサポートロールにおいて、前記サポートロールを無駆動とし、該サポートロール軸受と摺動接触するスリーブ外周部に自溶性合金溶射すると共に、内表面を鏡面仕上げした断面形状が凸状をなすブッシュを設けたことを特徴とする無駆動溶融金属浴中のサポートロール。
(2)前記(1)に記載のスリーブ外周部に自溶性合金溶射した面とブッシュとの間隙を0.5〜1.0mmとしたことを特徴とする無駆動溶融金属浴中のサポートロール。
(3)前記(1)に記載のスリーブ外周部の自溶性合金溶射した面の粗度Raを0.8μm以下としたことを特徴とする無駆動溶融金属浴中のサポートロール。
The gist of the invention is that
(1) In a support roll in a molten metal bath in a molten metal plating line, the support roll is made non-driven, and a self-fluxing alloy is sprayed on the outer periphery of the sleeve that is in sliding contact with the support roll bearing, and the inner surface is mirror-finished A support roll in a non-driven molten metal bath, characterized in that a bush having a convex cross-sectional shape is provided.
(2) A support roll in a non-driven molten metal bath, characterized in that a gap between the bushing and the surface sprayed with the self-fluxing alloy on the outer peripheral portion of the sleeve according to (1) is 0.5 to 1.0 mm.
(3) A support roll in a non-driven molten metal bath, wherein the roughness Ra of the surface of the outer peripheral portion of the sleeve according to (1) sprayed with the self-fluxing alloy is 0.8 μm or less.
(4)前記(1)〜(3)に記載のブッシュの外周を球面軸受とし、かつ該ブッシュの外周の球面とアームとの隙間を0.05〜0.3mmとしたことを特徴とする無駆動溶融金属浴中のサポートロール。
(5)前記(1)〜(4)に記載のサポートロールの表面を粗度Ra2〜6μmの高粗度溶射したことを特徴とする無駆動溶融金属浴中のサポートロール。
(6)前記(1)〜(5)に記載のサポートロール端部内部を中空としたことを特徴とする無駆動溶融金属浴中のサポートロールにある。
(4) The bush described in (1) to (3) is a spherical bearing, and the clearance between the spherical surface of the bush and the arm is 0.05 to 0.3 mm. Support roll in a driven molten metal bath.
(5) A support roll in a non-driven molten metal bath, wherein the surface of the support roll according to (1) to (4) is subjected to high roughness spraying with a roughness Ra of 2 to 6 μm.
(6) The support roll in the non-driven molten metal bath is characterized in that the inside of the end portion of the support roll described in (1) to (5) is hollow.
以上述べたように、本発明による調芯機能を付加した無駆動サポートロールであるので不等速継ぎ手で起こる駆動時のロール振動を防止することによって、鋼板への振動がなくなるため、溶融金属の付着量制御の精度が向上し、かつ、高速生産による高品質のめっき鋼板を製造することが可能となる等の極めて優れた効果を奏するものである。 As described above, since it is a non-drive support roll to which the alignment function according to the present invention is added, by preventing roll vibration during driving that occurs at an inconstant speed joint, vibration to the steel plate is eliminated. As a result, the accuracy of adhesion amount control is improved, and a very high quality plated steel sheet by high-speed production can be produced.
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図1は、本発明に係る無駆動サポートロールの主要部を示す概略図である。この図に示すように、サポートロール4の両端に設けたロール軸6が各々軸受に支持されているが、この図1では一方の軸受のみを示している。そして、サポートロール4のロール軸6はアーム7に設置した円筒状のブッシュ9により支持されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a non-driving support roll according to the present invention. As shown in this figure,
円筒状のブッシュ9の外周面には、凸状部10を形成する。凸状部10はロール軸6を含む断面形状が一様な凸状になるようにする。凸状部10において、その突出高さが最も高くなる頂点部分11は、ブッシュ9の軸芯方向のほぼ中央部に形成する。また、サポートロール軸受と摺動接触するスリーブ12外周部に自溶性合金を溶射すると共に、ブッシュ9の内面の表面を鏡面仕上げした断面形状が凸状をなすブッシュを設けた。また、内面に寿命延長のためのステライト肉盛をした場合でも同様に鏡面研磨することで同じ効果が得られる。
A
本発明で言う自溶性合金溶射とは、自溶性合金粉末を溶射後、材料の融点まで加熱することによって、基材表面に溶着被膜を形成させる方法である。ここで、自溶性合金とは、ニッケル基、コバルト基、ニッケル−クロム基の合金にホウ素、珪素を添加した合金等をいう。特に、スリーブ外周部にCo−Cr−W系の自溶性合金を溶射する。また、ブッシュ内面に施すステライト肉盛のステライトとは、CoをベースにCr、Wを加えた合金で硬さは高く、優れた耐摩耗性を持ち、熱間、冷間を問わず、この特性が殆ど変化しない耐摩耗合金である。しかし、本発明においては、特に、この合金に限定するものではない。この合金の溶射によって、表面粗度Raを0.8μm以下とする。表面粗度Raが0.8μmを超すと回転部と固定部の摩擦係数を0.2未満にすることができない。 The self-fluxing alloy spraying referred to in the present invention is a method in which a self-fluxing alloy powder is sprayed and then heated to the melting point of the material to form a weld coating on the surface of the substrate. Here, the self-fluxing alloy refers to an alloy obtained by adding boron or silicon to a nickel-based, cobalt-based, or nickel-chromium-based alloy. In particular, a Co—Cr—W-based self-fluxing alloy is sprayed on the outer periphery of the sleeve. Stellite build-up stellite applied to the inner surface of the bush is an alloy consisting of Co with Cr and W added, with high hardness, excellent wear resistance, and this characteristic regardless of whether it is hot or cold. Is a wear resistant alloy with almost no change. However, the present invention is not particularly limited to this alloy. The surface roughness Ra is set to 0.8 μm or less by thermal spraying of this alloy. If the surface roughness Ra exceeds 0.8 μm, the friction coefficient between the rotating part and the fixed part cannot be made less than 0.2.
また、サポートロール4本体の表面には高粗度溶射面13を形成させる。この高粗度溶射面13は、例えばWC−Co合金により、その溶射面の粗度Raを2〜6μmとする。2μm未では、鋼板との摺動接触が小さいために滑り、サポートロール4本体の回転が悪くなる。また、粗度Raが6μmを超えると、鋼板表面に傷が入り易くなり、製品外観を損なうことから、その範囲を2〜6μmとした。
Further, a high roughness sprayed
さらに、サポートロール4本体の内部端部を中空14を形成することにより、サポートロール本体の低重量化を図り、自重と浮力を釣り合わせて、鋼板速度に応じた自動回転を滑らかに行うためである。しかし、サポートロール本体の内部を全て中空体とすると強度の面で低下することと、浴中での浮力が大きくなり過ぎるため、かえって軸受部での抵抗が大きくなることから、両端部に限定した。また、望ましいのは、自重と浮力がキャンセルするほど内部端部を中空にすることである。
Furthermore, by forming a hollow 14 in the inner end of the
図2は、本発明に係る無駆動サポートロールの平面全体図である。この図から分かるように、サポートロール4本体の内部は、上述したように端部を中空14を形成することにより、この部分的な中空によりサポートロール本体の全体の重量の軽量化を図ることが出来る。これにより金属めっき浴での自重と浮力のバランスをとることが可能となる。
FIG. 2 is an overall plan view of the non-driving support roll according to the present invention. As can be seen from this figure, the inside of the
図3は、本発明に係るロール軸が軸受によって支持される支持部の詳細図である。図3に示すように、サポートロール軸受と摺動接触するスリーブ12の外周部に自溶性合金を溶射して、上述したように表面粗度Raを0.8μm以下とした自溶性合金層15を形成した。一方、断面形状が凸状をなすブッシュ内面をステライト肉盛した後鏡面仕上げして内筒部16を形成する。この場合の自溶性合金層15と内筒部16との間隙dを0.5〜1.0mmとする。この間隙を0.5〜1.0mmとした理由は、0.5mm未満では自溶性合金層15と内筒部16との熱膨張係数の差による膨張量の差を吸収することが出来ず、めっき浴中のドロス粒径の関係からドロスの噛み込み等が発生する。また、1.0mmを超えると回転中の振動を十分に抑えることができない、従って、その範囲を0.5〜1.0mmとした。
FIG. 3 is a detailed view of a support portion on which the roll shaft according to the present invention is supported by a bearing. As shown in FIG. 3, a self-fluxing
次に、ブッシュの外周を球面軸受とし、かつブッシュの外周の球面とアームとの隙間d´を0.05〜0.3mmとする。すなわち、ブッシュ9の外側に凸状の球面軸受けを作ることによりアームとの隙間d´を小さくすることが出来る。一方、隙間d´は出来るだけ小さい方がロールの芯が定まり、ロールの振れ回りを抑制してロールからの鋼板への振動防止に効果がある。そこで、その最小の隙間が0.05mmであり、0.3mmを超えると、上記鋼板への振動防止効果が十分でない。また、内側の摺動部とで2重摺動が生じ、回転実験の結果、摩耗係数が逆に大きくなった。従って、その範囲を0.05〜0.3mmとした。
Next, the outer periphery of the bush is a spherical bearing, and the gap d ′ between the outer periphery of the bush and the arm is 0.05 to 0.3 mm. That is, by forming a convex spherical bearing on the outside of the
以上のように、サポートロールを無駆動サポートロールとし、このサポートロール軸受と摺動接触するスリーブ外周部に自溶性合金層を形成し、その自溶性合金層の粗度Raの規制と内表面を鏡面仕上げしたブッシュとの間隙を規制すると共に、ブッシュの外周の球面とアームとの隙間を規制し、かつ、サポートロール本体の表面の粗度Raを規制し、ならびにロール本体の端部を中空体としたことにより、不等速継ぎ手で起こる駆動時のロール振動を防止し、鋼板への振動をなくし、溶融金属の付着量制御の精度を向上し、かつ、高速生産による高品質のめっき鋼板を製造することができた。 As described above, the support roll is a non-driving support roll, a self-fluxing alloy layer is formed on the outer periphery of the sleeve that is in sliding contact with the support roll bearing, and the regulation of the roughness Ra and the inner surface of the self-fluxing alloy layer are defined. The gap between the mirror-finished bush is restricted, the gap between the outer peripheral spherical surface of the bush and the arm is restricted, the roughness Ra of the surface of the support roll body is restricted, and the end of the roll body is hollow. This prevents roll vibration during driving that occurs at unequal speed joints, eliminates vibrations on the steel sheet, improves the accuracy of molten metal adhesion control, and provides high-quality plated steel sheets by high-speed production. Could be manufactured.
1 鋼板
2 溶融金属めっき浴
3 シンクロール
4 サポートロール
5 ガスワイピングノズル
6 ロール軸
7 アーム
8 軸受
9 ブッシュ
10 凸状部
11 頂点部分
12 スリーブ
13 高粗度溶射面
14 中空
15 自溶性合金層
16 内筒部
L 幅
D、d、d´ 隙間
特許出願人 新日本製鐵株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊 他1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Patent applicant: Nippon Steel Corporation
Attorney Attorney Shiina and others 1
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