JP2011195853A - 溶融金属めっき浴槽 - Google Patents

Abstract

【課題】めっき浴槽内において回転駆動させるシンクロールや浴中支持ロールの軸が貫通する側壁から溶融金属が漏れないようにするとともに、溶融金属による軸受けの内面及び軸の損傷を防止することが可能な溶融金属めっき浴槽を提供する。
【解決手段】金属帯を方向転換させるシンクロールと浴中支持ロール３が配置され、少なくともひとつのロールが回転駆動されるめっき浴槽１において、回転駆動するロールの軸４がめっき浴槽１の側壁８に設けられた軸封部９を貫通してめっき浴槽１の外に設けた軸受１０で支持されるととともに、軸４を回転駆動させる駆動手段１３に接続され、軸１０が貫通する軸封部９の内部には、蓋１６が装着される着脱自在のケーシング１６が設けられ、ケーシング１６の内部にはアルミナファイバーブランケット１５が充填される空間部が形成され、蓋１６とケーシング１６の間で軸４の周囲が１５で押圧されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、溶融金属めっき浴槽の溶融金属めっき浴に回転駆動するシンクロールや浴中支持ロールが配置され、ロールの軸が貫通する側壁の軸封部から溶融金属が漏れるのを防止することができる溶融金属めっき浴槽に関する。

従来、連続溶融めっきラインの溶融金属めっき装置では、図８に示すように、溶融金属めっき浴槽（以下「めっき浴槽」という。）１の溶融金属めっき浴２（以下「めっき浴」という。）に金属帯２７を連続的に通板するためにシンクロール２２及び金属帯２７の通板位置決め並びに形状制御を目的とする浴中支持ロール３が配置され、通板によりめっき浴槽１で溶融金属が付着した金属帯２７のめっき厚さを気体にて吹き飛ばしてめっき厚さを調整する気体絞り装置２８が配置されている。

近年、生産性の向上のため、めっきライン速度を向上させることが望まれており、シンクロールは、従来からめっき浴槽内に配置されているため無駆動であり、めっきライン速度が上昇すると金属帯とシンクロールとの間でスリップが発生し、これにより金属帯の表面に傷が生じ、めっき製品の品質が低下する。

かかる背景のもとシンクロールを駆動させる技術として、図９に示すように、めっき浴面上のドロスを巻き込んだり回転速度変動を生じたりすることのないシンクロールの駆動構造が提案されている（特許文献１参照）。

図９において、駆動力を受けて回転する駆動軸２９を、浸潰時のシンクロール２２と同一の軸線上に、めっき浴槽１の側壁８を貫通し軸線方向に進退し得るよう配置するとともに、その駆動軸２９の端部とシンクロール２２の端部との間に、分離可能に係合し合って回転を伝達する継手部３０を設け、めっき浴槽１の側壁８の貫通部分に配置する駆動軸用の軸受３１に、その内周面の温度を下げるための冷却手段３２を設けている。シンクロール２２を支持する軸受３３がめっき浴中に配設され、シンクロール２２の駆動手段は、浴外に配設された電動機３４、めっき浴中と外のカップリング、スピンドルなどから構成されている。シンクロール２２、駆動軸２９はステンレス系の金属、軸２９と軸受３３との隙間は０．５ｍｍ以下の直径差がある隙間ばめであり、シンクロール２２は、両端付近で支持フレーム３５により回転可能に支持されている。

特許第２９５３６６０号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された技術では、以下の課題を有している。

（１）めっき浴槽の側壁の貫通部分に配置する駆動軸用の軸受内周面の温度を下げるための冷却手段にて、軸受けの内部にウォータージャケットを形成し、ポンプで冷却水を循環している。そのため、ポンプが故障・停電などで停止した場合、軸受に冷却水が通じなく、めっき浴槽から軸と軸受けとの隙間（０．５ｍｍ以下の直径差）に侵入した溶融金属が冷却されないためめっき浴槽外に流出する。この流出減少は、一度漏れだすとその保有熱により前記隙間を溶損させて隙間が増大し、時間の経過とともに、その流出量が増大し、最後は、操業が中断される。

（２）軸受けとの隙間に侵入した溶融金属の凝固が発生すると、ロール軸の高速回転により、軸受けの内面及び軸が損傷し、ロールの振動につながるので、当該軸受け及びロールの交換を頻繁に実施する必要がある。

そこで、本発明は、めっき浴槽内において回転駆動させるシンクロールや浴中支持ロールの軸が貫通する、めっき浴槽の側壁から溶融金属が漏れないようにするとともに、溶融金属による軸受けの内面及び軸の損傷を防止することが可能なめっき浴槽を提供するものである。

請求項１の発明は、めっき浴が保持され、めっき浴に導入された金属帯を方向転換させるシンクロールと方向転換させた金属帯を支持する浴中支持ロールが配置され、少なくともひとつの回転駆動するロールの軸がめっき浴槽の側壁に設けられた軸封部を貫通してめっき浴槽の外に設けた軸受で支持されるとともに、軸を回転駆動させる駆動手段に接続されてなるめっき浴槽において、前記軸封部の構成を前記回転軸の周囲にアルミナファイバーブランケットを押圧したことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記回転軸が貫通する前記軸封部の内部には、蓋が装着される着脱自在のケーシングが設けられ、該ケーシングの内部には積層アルミナファイバーブランケットが充填される空間が形成され、蓋とケーシングの間で軸の周囲が積層アルミナファイバーブランケットで押圧されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、ケーシングの内部において、軸に鍔部を形成し、顎部の両側面及び周面を積層アルミナファイバーブランケットで押圧することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、ケーシング内に不活性ガスを吹き込む吹き込み手段を設けたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、ケーシングの外周部にケーシングを冷却するケーシング冷却手段を設けたことを特徴とする。

本発明のアルミナファイバーブランケットは、例えば１６００℃程度の高い耐熱温度を有し、結晶質の毛布状の平板形状であり、厚み方向に大きな可縮・復元力を有する。ここでロール軸の軸周には、アルミナファイバーブランケットが押圧・配設されおり、両者の間は隙間がなく摺動されるため溶融金属がシールされる。また、アルミナファイバーブランケットは前記高い耐熱温度を有しているため回転軸との摺動により生じる摩擦熱に対しても材質が変質することは無い。また、長期間において、回転軸との摺動により該回転軸に摺動される表面のアルミナファイバーブランケットが摩耗しても該アルミナファイバーブランケットの有する厚み方向への大きな可縮・復元力により、両者の間は常時隙間がなく保持され溶融金属とのシールを長期間安定して実施可能であり、前記従来技術のような漏れによる操業の停止は生じない。

また、少なくともロール軸の一端の軸受けは、浴槽の外に設けているため、操業において、前記従来技術のような溶融金属の凝固により損傷することがない。なお、アルミナファイバーブランケットとロ一ル軸との間には、溶融金属が完全にシールされるため操業中の回転に伴う、ロール軸及びアルミナファイバーブランケットの損傷はなく、それによる保守も不要である。仮に、両者の隙間に溶融金属が侵入・凝固したとしても、アルミナファイバーブランケットは可縮性を有するため軸を損傷することがない。

ロール軸に顎部を設けているためシール面が大となり、結果として、シールが長期間安定する。

また、本発明において、窒素を系外から軸封部に封入することにより、溶融金属の軸封部からのシールが安定する。

また、本発明において、各々のパーツのボルト・ナットなどの接合部となるケーシングを水冷することにより、万が一、溶融金属が系外に漏れ出しそうになった場合、凝固させ、系外に漏出することを防止することができる。

本発明の浴中支持ロールのめっき浴槽への取り付け概要図である。 本発明のシンクロールのめっき浴槽への取り付け概要図である。軸封部の保守時、ハンガと共に図示していないクレーンにて、ロール及び軸封部を一体的にめっき浴槽から取り外すための説明図である。 本発明のシンクロールのめっき浴槽への取り付け概要図である。 図１及び図２の軸封部の拡大図である。 図３の軸封部の拡大図である。 シンクロール等の取り外しの説明図である。 本発明のアルミナファイバーブランケットの各種適用例を示す図である。 従来の連続溶融めっきラインのめっき装置の概略図である。 特許文献１に記載のシンクロールの駆動構造を示す模式図である。

本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

本実施例は、ロールの一方のロール軸をめっき浴槽の側壁部を貫通させて電動機に接続した例である。

図１において、めっき浴槽１のめっき浴２には浴中支持ロール３のロール軸４がハンガ５に回転可能に支持されている。浴中支持ロール３の一方のロール軸４の端に継手６を介して接続されている駆動軸７は、めっき浴槽１の側壁８の軸封部９を貫通し、側壁８の外側に配置されている架台上の軸受１０に支持されている。駆動軸７はスプロケット１１、チェーン１２を介して駆動手段１３である電動機と回転可能に接続されている。電動機１３の回転がスプロケット１１、チェーン１２、駆動軸７、ロール軸４に伝達されて浴中支持ロール３を回転させる。

浴中支持ロール３は、金属帯の通板位置決め及び形状制御を目的としたものなので、操業時に浴中支持ロール３に作用する張力はシンクロールに比べて小さい。そのため、本実施例のように、ハンガ５で浴中支持ロール３のロール軸４を支持するとともに、浴中支持ロール３の一方の軸４をめっき浴槽１の一方の軸封部９を貫通させて駆動手段１３と接続することが可能となる。

なお、浴中支持ロールをハンガで支持し、後述する図２の実施例２のように、両方のロール軸をめっき浴槽の側壁の軸封部を貫通させ、側壁の外側に配置されている軸受にそれぞれ支持させ、一方のロール軸を駆動手段（電動機）と接続させてもよい。

あるいは、後述する図３の実施例３のように、ハンガで浴中支持ロールを支持することなく、浴中支持ロールの両方のロール軸をめっき浴槽の両側壁の軸封部を貫通させ、側壁の外側に配置されている軸受にそれぞれ支持させ、一方のロール軸を駆動手段である電動機と回転可能に接続させてもよい。

めっき浴槽の側壁８に形成する軸封部９は、めっき浴槽１の側壁８の鉄皮１４の内部に積層アルミナファイバーブランケット１５を収納する空間部を有するケーシング１６が取り付けられる。

図４において、ロール軸４が貫通するケーシング１６は、めっき浴槽の外側に当たる側には、蓋１７を装着する開口が形成され、蓋１７はケーシング１６との間で図７（ｄ）に示す積層のアルミナファイバーブランケット１５Ａ、１５Ｃをロール軸４の軸周に押圧するように装着される。またロール軸４に形成した鍔部１８の周囲には図７（ｅ）に示す積層アルミナファイバーブランケット１５Ｂが充填される。積層アルミナファイバーブランケット１５は密度が高く、積層面に直角の面である小口面の耐久性も大である。前記顎部１７の両側面は積層セラミックファイバーパッキン１５Ａ、１５Ｃの小口面で押圧する。蓋１７の装着により積層アルミナファイバーブランケット１５がケーシング内でロール軸４、鍔部１８の周囲を押圧し、隙間が生じなくなる。

軸封部９のめっき浴側には、ロール軸４が図７（ａ）に示すアルミナファイバーブランケット１９Ａで取り囲まれ、この加工品１９Ａの周りがキャスタブル２０で取り囲まれている。

また、ケーシング１６を冷却するため、ケーシング１６にＮ_２冷媒を流す冷媒通路２１を形成するなどの冷却手段を設けてもよい。

本実施例はロールをハンガで支持し、両方のロール軸をめっき浴槽の側壁の軸封部を貫通させ、側壁の外側に配置されている軸受にそれぞれ支持させ、一方のロール軸を電動機と回転可能に接続させた例である。本実施例を示す図２において、図１に示す実施例１の部材と部材には同一符号を付してその説明は省略する。

図２において、シンクロール２２がハンガ５に支持されている。シンクロール２２の両側のロール軸２３の端に継手２４を介して接続されている駆動軸２５及び従動軸２６は、それぞれめっき浴槽１の側壁８の軸封部９を貫通し、側壁８の外側に配置されている架台上の軸受１０に支持されている。

駆動軸２５はスプロケット、チェーンを介して駆動手段である電動機１３と回転可能に接続されている。電動機１３の回転がスプロケット１１、チェーン１２、駆動軸２５、ロール軸２３に伝達されてシンクロール２２を回転させる。

シンクロール２２は、めっきを対象とする金属帯の用途により、シンクロール２２に作用する上向きの張力が大きく相違するそのため、例えば、自動車用において、ハンガを要する理由は次のとおりである。自動車用めっき金属帯の操業において、他の用途（例えば建材用など）に比較した場合、自動車用金属帯は、板幅及び板厚が大であるため、金属帯により操業時、シンクロールに作用する上向きの張力（例えば１６トン程）が大となる。この大なる張力によりシンクロールの中央部が凸状の大なる擁みを生ずるためにハンガの設置がないと、大なる擁みにより軸封部を損傷する。したがってハンガの設置により、前記大なる張力によるロールの撹みを抑えることが望ましい。

なお、操業によりシンクロールにおいて、自動車用は約１回／週、建材用は約１回／月めっき浴槽から取り出し予備のロールと交換する。図６に示すように、シンクロール２２の取り出しは、継ぎ手部、軸受、電動機１３を外し、軸封部９を上部に吊り上げ系外に取り出す。

軸封部は、実施例１において図４で説明したとおりであり、その説明は省略する。実施例１と同様に、ケーシング内に充填されているアルミナファイバーブランケットが蓋とケーシングの間で圧縮されてロール軸、鍔部の周囲が押圧され、隙間を生じなくなり、溶融金属の漏れを防止する。

また、ケーシングを冷却するため、ケーシングにＮ２冷媒を流す冷媒通路を形成するなどの冷却手段を設けてもよい。

本実施例はロールをハンガで支持することなく、両方のロール軸をめっき浴槽の側壁の軸封部を貫通させ、側壁の外側に配置されている軸受にそれぞれ支持させ、一方のロール軸を電動機と回転可能に接続させた例である。本実施例を示す図３において、図１、図２に示す部材と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。

図３において、シンクロール２２の両側のロール軸２３は、それぞれめっき浴槽１の側壁８の軸封部９を貫通し、側壁８の外側に配置されている軸受１０に支持されている。一方の駆動軸は駆動手段である電動機１３に接続されている。

本実施例の軸封部９を示す図５において、図４に示す部材と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。図５において、ロール軸２３が貫通する側壁８の円錐台形の開口部にロール軸２３を取り囲んで図７（ｃ）に示す円錐台形のアルミナファイバーブランケットの加工品１９Ｂが充填され、加工品１９Ｂの周囲には図７（ｂ）に示す１層のアルミナファイバーブランケット１９Ｃが充填されている。開口の軸受１０側は取り外し可能な、ロール軸２３が貫通する基板２４で塞がれ、基板２４には筒状のケーシング２５が一体に設けられ、ケーシング２５の内部に積層アルミナファイバーブランケット１５が充填される。ケーシング２５の軸受側には、蓋２６を装着する開口が形成され、蓋２６はケーシング２５との間で前記アルミナファイバーブランケット１５を押圧可能に装着される。

ケーシング内のロール軸の周囲には図７（ｄ）で示す積層アルミナファイバーブランケット１５Ａ、１５Ｃが充填され、顎部１８の周面は図７（ｅ）で示す積層アルミナファイバーブランケット１５Ｂが充填されている。顎部１８の両側面は前記積層アルミナファイバーブランケット１５Ａ、１５Ｃの小口面で押圧する。蓋２６により前記積層アルミナファイバーブランケット１５Ａ、１５Ｃがケーシング内で圧縮されてロール軸２３、鍔部１８の周囲が押圧され、隙間を生じなくなり、溶融金属の漏れを防止する。

図７（ｂ）、（ｄ）及び（ｅ）に示す１層状または積層のアルミナファイバーブランケット１９Ｃ、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、いずれも図中矢印の方向に、可縮・復元力を有している。また、前記図７（ａ）及び（ｃ）に示すアルミナファイバーブランケットの加工品は、いずれも図中矢印の方向に可縮・復元力を有しており、これにより、溶融金属のシールを保持できると共に、回転する軸との摩擦により損耗しても復元力を有しているため前記シールを保持することが可能である。

めっき浴槽１の側壁８に形成する軸封部９は、図６に示すようにめっき浴槽１の側壁８にシンクロール２２とともにクレーンで上部へ吊り上げて取り外し可能に組み込まれている。

１：めっき浴槽 ２：めっき浴
３：浴中支持ロール ４：ロール軸
５：ハンガ ６：継手
７：駆動軸 ８：側壁
９：軸封部 １０：軸受
１１：スプロケット １２：チェーン
１３：駆動手段（電動機） １４：鉄皮
１５：アルミナファイバーブランケット １６：ケーシング
１７：蓋 １８：鍔部
１９：アルミナファイバーブランケット ２０：キャスタブル
２１：冷媒通路 ２２：シンクロール
２３：ロール軸 ２４：基板
２５：ケーシング ２６：蓋
２７：金属帯 ２８：気体絞り装置
２９：駆動軸 ３０：継手部
３１：軸受 ３２：冷却手段
３３：軸受け ３４：電動機
３５：支持フレーム

Claims (5)

1. 溶融金属めっき浴が保持され、溶融金属めっき浴に導入された金属帯を方向転換させるシンクロールと方向転換させた金属帯を支持する浴中支持ロールが配置され、少なくともひとつの回転駆動するロールの軸が溶融金属めっき浴槽の側壁に設けられた軸封部を貫通して溶融金属めっき浴槽の外に設けた軸受で支持されるとともに、軸を回転駆動させる駆動手段に接続されてなる溶融金属めっき浴槽において、
   前記軸封部の構成を前記回転軸の周囲にアルミナファイバーブランケットを押圧したことを特徴とする溶融金属めっき浴槽。
2. 前記回転軸が貫通する前記軸封部の内部には、蓋が装着される着脱自在のケーシングが設けられ、該ケーシングの内部には積層アルミナファイバーブランケットが充填される空間が形成され、蓋とケーシングの間で軸の周囲が積層アルミナファイバーブランケットで押圧されていることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属めっき浴槽。
3. ケーシングの内部において、軸に鍔部を形成し、顎部の両側面及び周面を積層アルミナファイバーブランケットで押圧することを特徴とする請求項２に記載の溶融金属めっき浴槽。
4. ケーシング内に不活性ガスを吹き込む吹き込み手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の溶融金属めっき浴槽。
5. ケーシングの外周部にケーシングを冷却するケーシング冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の溶融金属めっき浴槽。

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