JP2009270157A - 回転性に優れた溶融金属メッキ浴用ロールおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロール1表面に深さ0.05〜1mmの連続する延伸溝2を有し、延伸溝がピッチ0.5〜3mmで互いに平行であるとともにロール胴長方向に対して±20°以内の傾き角を有し、ロール表面における延伸溝を除く円筒曲面部3の面積SC(mm2)と延伸溝の開口部の面積SD(mm2)との合計であるロール表面の総面積SR=SC+SDに対する円筒曲面部の面積SCの比率Q=100×SC/SRを25〜70%の範囲内とする。
【選択図】図1
Description
コイルに巻き取られた鋼板(すなわち冷延鋼板コイル)を巻き戻して連続的に溶融金属メッキを施す場合は、鋼板を溶融金属メッキ浴内へ導入して溶融金属メッキ浴内を走行させ、さらに溶融金属メッキ浴の外へ送り出すための搬送用ロールを、溶融金属メッキ浴内に配設する。
たとえば特許文献1には、溶融金属メッキ浴用ロールの表面粗さを規定して、鋼板との摩擦を維持することによって、溶融金属メッキ浴用ロールの回転性を向上する技術が開示されている。しかしこの技術では、溶融金属メッキ浴用ロール表面の凹部に侵入したドロスを含む溶融金属が排出されず、次第に大きくなっていく。その結果、溶融金属メッキ浴用ロールの回転が阻害され、鋼板の表面にスリップ傷が発生し易くなる。
(a)螺旋溝から排出されたドロスは、その一部が再び巻き込まれて、鋼板と溶融金属メッキ浴用ロールとの間に侵入する、
(b)延伸溝から排出されたドロスが再び巻き込まれる現象は認められない
ということが分かった。そこで延伸溝について、さらに詳細に研究した。
すなわち本発明は、ロール表面に深さ0.05〜1mmの連続する延伸溝を有し、延伸溝がピッチ0.5〜3mmで互いに平行であるとともにロール胴長方向に対して±20°以内の傾き角を有し、ロール表面における延伸溝を除く円筒曲面部の面積SC(mm2)と延伸溝の開口部の面積SD(mm2)との合計であるロール表面の総面積SR=SC+SDに対する円筒曲面部の面積SCの比率Q=100×SC/SRが25〜70%の範囲内である溶融金属メッキ浴用ロールである。
延伸溝2の深さDが0.05mm未満では、ドロスが延伸溝2から排出されない。一方、1mmを超えると、延伸溝2の形状が鋼板に転写されてメッキ層にグルーブマークが発生し易くなる。したがって、延伸溝2の深さDは0.05〜1mmの範囲内とする。
本発明では、図3に示すように、溶融金属メッキ浴用ロール1の耐用性を高めるために、溶融金属(たとえば溶融亜鉛等)に対して耐食性に優れたWC系サーメットとWB系サーメットから選ばれる1種の材料または両者の混合成分からなる溶射皮膜8を、延伸溝と円筒曲面部とに形成することが好ましい。溶射皮膜8の厚みが50μm未満では、メッキ浴中の金属成分と溶融金属メッキ浴用ロール1との合金化反応を抑制できず、溶融金属メッキ浴用ロール1の耐用性向上に寄与しない。一方、250μmを超えると、溶射皮膜8が剥離し易くなり、溶融金属メッキ浴用ロール1の耐用性向上の効果が得られない。したがって、溶射皮膜8の厚みは50〜250μmの範囲内が好ましい。
溶射皮膜8の表面粗さRaが3μm未満では、溶融金属メッキ浴用ロール1が鋼板に対して滑るので、鋼板にスリップ傷が発生し易くなる。一方、10μmを超えると、溶射皮膜8の形成が困難になるばかりでなく、溶射皮膜8の突起先端が剥離して鋼板に付着し、メッキ不良が発生する惧れがある。したがって、溶射皮膜8の表面粗さRaは3〜10μmの範囲内が好ましい。
溶射皮膜8を形成する方法は、HVOF法で形成することが好ましい。その理由は、緻密な溶射皮膜8が得られるからである。さらに、溶射皮膜8の表面にゾル溶液を塗布した後、焼成する方法(いわゆるゾルゲル法)でセラミックス皮膜を形成することが一層好ましい。
延伸溝2に不連続化処理を施した場合も、延伸溝2の深さ,ピッチ,傾き角および溶融金属メッキ浴用ロールの接触面積比率,溶射皮膜は上記した通りであるから説明を省略する。
ただし接触面積比率Qは、螺旋溝4の開口部の面積を計算式に追加して、溶融金属メッキ浴用ロール1の表面における延伸溝2と螺旋溝4の開口部の面積をSD(mm2)とし、円筒曲面部3の面積をSc(mm2)として、溶融金属メッキ浴用ロールの表面の総面積SR(mm2)がSR=Sc+SDで求められ、そのSR(mm2)に対する円筒曲面部Scの比率として定義される。つまり接触面積比率Q(%)は、Q=100×Sc/SR=100×Sc/(Sc+SD)で算出される。この場合の接触面積比率Qも、上記と同様に25〜70%の範囲内が好ましい。
試験ロール6は、表1に示すような延伸溝,螺旋溝を円筒状(直径60mm,長さ400mm)のステンレス材(JIS規格SUS316相当)に設け、さらに粗面化処理,不連続化処理を施して作製した。また一部の試験ロールには溶射皮膜を形成した。なお図6には、図1の溶融金属メッキ浴用ロールに該当する試験ロール6を示したが、図2,3の溶融金属メッキ浴用ロールに該当する試験ロールも作製した。作製した試験ロールは表1に示す通りである。粗面化処理ではホワイトアルミナのブラスト材(#60)を使用し、不連続化処理ではホワイトアルミナのブラスト材(#40)を使用した。溶射皮膜はHVOF法で形成し、そのビッカース硬さはHv950〜1100であった。
これらの試験ロール6を、図6に示すように溶融亜鉛浴5(Zn−0.12%Al,460℃)に浸漬し、押圧材7を押し付けながら、回転速度180回/分で回転させた。図6中の矢印Aは試験ロール6の回転方向、矢印Bは押圧材7の押し付け方向を示す。なお押圧材7はSS400鋼の平板を使用し、押し付け圧は1176kPa(=12kgf/cm2),押し付け時間は30分とした。
表1から明らかなように、発明例の試験ロールの摩擦係数は0.60〜0.80であったのに対して、比較例では0.20〜0.40であった。このことは発明例の試験ロールでは、押圧材7と試験ロール6との間のドロスが延伸溝や螺旋溝を通って順調に排出されたことを示している。
2 延伸溝
3 円筒曲面部
4 螺旋溝
5 溶融亜鉛浴
6 試験ロール
7 押圧材
8 溶射皮膜
Claims (10)
- ロール表面に深さ0.05〜1mmの連続する延伸溝を有し、前記延伸溝がピッチ0.5〜3mmで互いに平行であるとともにロール胴長方向に対して±20°以内の傾き角を有し、前記ロール表面における前記延伸溝を除く円筒曲面部の面積SC(mm2)と前記延伸溝の開口部の面積SD(mm2)との合計である前記ロール表面の総面積SR=SC+SDに対する前記円筒曲面部の面積SCの比率Q=100×SC/SRが25〜70%の範囲内であることを特徴とする溶融金属メッキ浴用ロール。
- 前記延伸溝が不連続で断続的に設けられることを特徴とする請求項1に記載の溶融金属メッキ浴用ロール。
- 前記延伸溝の直角方向に深さ0.05〜1mmの螺旋溝を設け、前記延伸溝と前記螺旋溝を除く円筒曲面部の面積SC(mm2)および前記延伸溝と前記螺旋溝の開口部の面積SD(mm2)の合計である前記ロール表面の総面積SR=SC+SDに対する前記円筒曲面部の面積SCの比率Q=100×SC/SRが25〜70%の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の溶融金属メッキ浴用ロール。
- 前記延伸溝と前記円筒曲面部とがWC系サーメットとWB系サーメットから選ばれる1種の材料または両者の混合成分からなる材料によって形成された溶射皮膜で覆われ、前記溶射皮膜の厚みが50〜250μmでありかつビッカース硬さがHv900以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の溶融金属メッキ浴用ロール。
- 前記延伸溝と前記螺旋溝と前記円筒曲面部とがWC系サーメットとWB系サーメットから選ばれる1種の材料または両者の混合成分からなる材料によって形成された溶射皮膜で覆われ、前記溶射皮膜の厚みが50〜250μmでありかつビッカース硬さがHv900以上であることを特徴とする請求項3に記載の溶融金属メッキ浴用ロール。
- ロール表面に深さ0.05〜1mmの連続する延伸溝をロール胴長方向に対して±20°以内の傾き角を有するとともにピッチ0.5〜3mmで互いに平行になるように設け、かつ前記ロール表面における前記延伸溝を除く円筒曲面部の面積SC(mm2)と前記延伸溝の開口部の面積SD(mm2)との合計である前記ロール表面の総面積SR=SC+SDに対する前記円筒曲面部の面積SCの比率Q=100×SC/SRが25〜70%を満足するように、前記延伸溝の開口部を加工することを特徴とする溶融金属メッキ浴用ロールの製造方法。
- 前記延伸溝を有するロール表面に、ブラスト材を吹き付けて前記延伸溝の不連続化処理を行なうことを特徴とする請求項6に記載の溶融金属メッキ浴用ロールの製造方法。
- 前記延伸溝の直角方向に深さ0.05〜1mmの螺旋溝を設け、前記延伸溝と前記螺旋溝を除く円筒曲面部の面積SC(mm2)および前記延伸溝と前記螺旋溝の開口部の面積SD(mm2)の合計である前記ロール表面の総面積SR=SC+SDに対する前記円筒曲面部の面積SCの比率Q=100×SC/SRが25〜70%を満足するように、前記延伸溝の開口部を加工することを特徴とする請求項6に記載の溶融金属メッキ浴用ロールの製造方法。
- 前記延伸溝と前記円筒曲面部とにWC系サーメットとWB系サーメットから選ばれる1種の材料または両者の混合成分からなる材料によって形成された溶射皮膜を厚み50〜250μmかつビッカース硬さがHv900以上で形成することを特徴とする請求項6または7に記載の溶融金属メッキ浴用ロールの製造方法。
- 前記延伸溝と前記螺旋溝と前記円筒曲面部とにWC系サーメットとWB系サーメットから選ばれる1種の材料または両者の混合成分からなる材料によって形成された溶射皮膜を厚み50〜250μmかつビッカース硬さがHv900以上で形成することを特徴とする請求項8に記載の溶融金属メッキ浴用ロールの製造方法。
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