JP2013086096A

JP2013086096A - マッシャーロール

Info

Publication number: JP2013086096A
Application number: JP2011225396A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Nakazono; 圭輔中園
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2013-05-13

Abstract

【課題】金属帯の連続処理ラインにおいて、金属帯のトリミング加工により当該金属帯に発生するかえりを矯正するためのマッシャーロールとして、靭性とロール表面の鏡面度を保持するとともに、耐摩耗性と耐焼付き性に優れたマッシャーロールを提供する。
【解決手段】金属帯の連続処理ラインにおいて、金属帯のトリミング加工により当該金属帯に発生するかえりを矯正するためのマッシャーロールであって、ロール本体である金属母材の表面にＴｉ（Ｃ，Ｎ）、ＴｉＣ、ＴｉＮ、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ、ＣｒＮ、ＤＬＣの１種又は２種以上からなるコーティングを有するマッシャーロール（コーティングマッシャーロール）である。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属帯の連続処理ラインにおいて、金属帯のトリミング加工により当該金属帯に発生するかえりを矯正するためのマッシャーロールに関するものである。

金属帯（例えば、冷延鋼帯）の連続処理ラインでは、図１に示すように、金属帯１の幅を製品幅に揃えるために、サイドトリマー１１を用いてトリミング加工（せん断加工）を行うが、その際に、トリミング加工後の金属帯１のせん断面には、かえり（刃がえり、バリとも呼ばれる）２が生じる。かえり２は加工硬化しており、かつ鋭利なため、金属帯１を取り扱う際に危険であるとともに、金属帯１をコイル状に巻き取る際に、金属帯１に疵を付ける可能性がある。

そこで、図１、図２に示すように、トリミング加工後の金属帯１のエッジ（幅端部）をマッシャーロール１２で押しつぶして、かえり２を矯正することが行われる。

その際に、マッシャーロール１２は加工硬化した鋭利なかえり２から常に大きな反力を受けるため、局所的な摩耗と摩擦熱が発生する。また、トリミング加工後の金属帯１のせん断面にはトリミング加工時に発生したせん断粉（金属粉）が付着しており、その金属粉が摩擦熱でマッシャーロール表面に凝着して焼付き疵となる場合がある。

金属帯の連続処理ラインでは、上記のように、マッシャーロール１２の表面に摩耗痕あるいは焼付き疵が発生して、そのマッシャーロール１２が使用できなくなった場合は、ロール交換までの期間、トリミング加工を中止せざるを得ないため、耐摩耗性の向上や焼付き疵の発生防止（耐焼付き性の向上）によるマッシャーロールの長寿命化が求められている。

マッシャーロールの耐摩耗性の向上に関する先行技術としては、従来の金属製マッシャーロールを粒子分散型のセラミック製マッシャーロールとする方法が提案されている。例えば、特許文献１では、Ｃｒ_２Ｎ粒子を分散した窒化珪素を焼結したマッシャーロール、特許文献２では、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｂ固溶体及び／又はＴｉ−Ｈｆ−Ｂ固溶体粒子を分散した炭化珪素を焼結したマッシャーロールが提案されている。

また、マッシャーロールの焼付き疵の発生防止に関する先行技術としては、例えば、特許文献３では、金属帯と接触する部分が着脱可能な弾性体で構成されるマッシャーロールが提案されている。また、特許文献４では、熱伝導率が常温で５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、窒化珪素を主成分とするセラミック製マッシャーロールが提案されている。

特開２００１−３４２０７２号公報特開２００１−３２２８７３号公報特開平９−２６７１３５号公報特開２００６−２７３６１１号公報

しかしながら、前記特許文献１、２に記載されている固溶体粒子分散型のセラミック製マッシャーロールは、金属製マッシャーロールと比較して耐摩耗性に優れているが、靭性は金属製マッシャーロールに比べて遥かに劣るため欠損を生じやすいという問題がある。また、セラミックは多孔質体であるため、このセラミック製マッシャーロールの表面を研磨によって鏡面化する際に限界がある。そのため、ステンレス鋼帯など光沢度（鏡面度）が高い金属帯に使用すると、マッシャーロールの接触部分に光沢度の違いによる筋模様が発生するという問題もある。さらに、このセラミック製マッシャーロールは高価な添加元素を大量に使用するため、通常の金属製マッシャーロールの製作費用よりも大幅にコストアップとなる。

一方、前記特許文献３に記載されているマッシャーロールは、金属帯との接触部が弾性体のため、凝着疵の発生は無いが、そもそも耐摩耗性が低く、寿命が短いという問題がある。また、前記特許文献４に記載されている熱伝導率が常温で５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のセラミック製マッシャーロールは、焼付き疵防止に効果はあるが、特許文献１、２に記載されているセラミック製マッシャーロールと同様に靭性に劣るとともに、光沢度の高い金属帯に使用すると筋模様が発生するという問題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、金属帯の連続処理ラインにおいて、金属帯のトリミング加工により当該金属帯に発生するかえりを矯正するためのマッシャーロールとして、靭性とロール表面の鏡面度を保持するとともに、耐摩耗性と耐焼付き性に優れたマッシャーロールを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］金属帯のトリミング加工によって当該金属帯に発生するかえりを矯正するためのマッシャーロールであって、金属母材の表面にＴｉ（Ｃ，Ｎ）、ＴｉＣ、ＴｉＮ、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ、ＣｒＮ、ＤＬＣの１種又は２種以上からなるコーティングを有することを特徴とするマッシャーロール。

［２］前記コーティングの厚さが１〜１５μｍであることを特徴とする前記［１］に記載のマッシャーロール。

［３］前記コーティングがＰＶＤ法又はＣＶＤ法で施されたことを特徴とする前記［１］または［２］に記載のマッシャーロール。

［４］前記金属母材がタングステンカーバイドの超硬合金であることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載のマッシャーロール。

［５］前記金属帯はＣｒ含有鋼またはステンレス鋼の鋼帯であることを特徴とする前記［１］〜［４］のいずれかに記載のマッシャーロール。

本発明においては、金属帯のトリミング加工により当該金属帯に発生するかえりを矯正するためのマッシャーロールとして、靭性とロール表面の鏡面度を保持するとともに、耐摩耗性と耐焼付き性に優れたマッシャーロールを得ることができる。

マッシャーロールを示す斜視図である。マッシャーロールを示す正面図である。

本発明のマッシャーロールは、金属帯の連続処理ラインにおいて、金属帯のトリミング加工により当該金属帯に発生するかえりを矯正するためのものであり、ロール本体である金属母材の表面にＴｉ（Ｃ，Ｎ）、ＴｉＣ、ＴｉＮ、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ、ＣｒＮ、ＤＬＣの１種又は２種以上からなるコーティングを有するマッシャーロール（コーティングマッシャーロール）である。

その際に、金属母材はタングステンカーバイドの超硬合金にして、コーティングは厚さ１〜１５μｍでＰＶＤ法又はＣＶＤ法によって施すことが好ましい。

そして、このコーティングマッシャーロールを適用する金属帯としては、Ｃｒ含有鋼またはステンレス鋼の鋼帯が好適である。

このようにして、本発明のコーティングマッシャーロールは、従来の金属製マッシャーロールと比較して、耐摩耗性に優れるとともに、焼付き疵の発生を完全に防止することができる。

また、本発明のコーティングマッシャーロールは、前記特許文献１、２に記載のようなセラミック製マッシャーロールと比較しても、耐摩耗性は同等か同等以上であり、且つ靭性は格段に優れており、欠損発生のリスクも小さいので、大幅な超寿命化を達成することができる。さらに、本発明のコーティングマッシャーロールは、セラミック製マッシャーロールと異なり、マッシャーロールの表面研磨により高度な鏡面化が可能なため、筋模様の発生も無くなる。

したがって、本発明のコーティングマッシャーロールを使用すれば、金属帯（例えば、冷延鋼帯）の連続処理ラインにおいて、マッシャーロールの長寿命化による資材費削減と、マッシャーロール交換頻度の削減により、トリミング非実施時間の大幅短縮に伴う製造コスト削減を実現することができる。

本発明の実施例として、ステンレス鋼帯の連続焼鈍酸洗ラインにおいて、仕上焼鈍・酸洗・スキンパス・サンドトリミングを行った後のステンレス鋼帯のかえりをマッシャーロールによって矯正した。

その際のステンレス鋼帯は、マルテンサイト系ステンレス鋼帯（ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２）およびフェライト系ステンレス鋼帯（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４３６Ｌ）であり、そのサイズは、板厚０．８〜２．５ｍｍ、板幅７５０〜１５００ｍｍであった。

そして、表１に示すように、本発明例（Ｎｏ．１〜７）として、下記の条件で製作したコーティングマッシャーロールを用いて、かえりの矯正を行った。

（ａ）金属母材
・寸法 φ１００ｍｍ×６５ｍｍ
・材質ＷＣ（粒径１．５μｍ）の超硬合金（バインダー：Ｃｏ）、ＳＫＤ１１
（ｂ）コーティング
・膜成分Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣ−ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＤＬＣ
・膜厚１〜８μｍ
・成膜方法ＰＶＤ法（処理温度５００℃）

なお、表１に示すように、比較例（Ｎｏ．８〜１０）として、それぞれ、コーティングが無いＷＣ（粒径１．５μｍ）の超硬合金（バインダー：Ｃｏ）製マッシャーロール、セラミック（Ｓｉ_３Ｎ_４）製マッシャーロール、金属（ＳＫＤ１１）製マッシャーロールを用いて、かえりの矯正を行った。

本発明例と比較例における評価結果（耐焼き性、靭性、耐摩耗性、使用後ロール状態、鋼板筋模様、寿命）を表１に示す。

なお、表１における評価基準は以下の如くである。

（ア）耐焼付性（焼付疵発生日数）
○：１年以上無し、△：１ヶ月以上一年未満、×：１ヶ月未満
（イ）靭性（欠損又は割れ発生までのマッシャーロール開閉回数）
○：１万回以上、△：５千回以上〜１万回未満、×：５０００回未満
（ウ）耐摩耗性（摩耗痕発生日数）
○：１年以上無し、△：１ヶ月以上１年未満、×：１ヶ月未満
（エ）筋模様（鋼板上でのＮＧレベル筋模様の発生有無）
○：ＮＧレベルの筋模様無し、×：ＮＧレベルの筋模様有り
（オ）寿命（焼付疵、筋模様等による交換までの使用日数）
○：１年以上、△：１ヶ月以上１年未満、×：１ヶ月未満

表１に示すように、比較例については、Ｎｏ．８の超硬合金製マッシャーロールは、２週間の使用で焼付き疵が発生し、短寿命（×）であった。また、Ｎｏ．９のセラミック製マッシャーロールは、１日で筋模様が発生したため、使用を中止した（×）。また、Ｎｏ．１０の金属製マッシャーロールは、１週間の使用で焼付き疵と摩耗が発生し、非常に短寿命（×）であった。

これに対して、本発明例（Ｎｏ．１〜７）については、いずれも１年使用後も変化が無く、耐焼付き性と耐摩耗性とも良好で、非常に長寿命（○）であった。

これによって、本発明の有効性が確認された。

１金属帯
２かえり
１１サイドトリマー
１２マッシャーロール

Claims

金属帯のトリミング加工によって当該金属帯に発生するかえりを矯正するためのマッシャーロールであって、金属母材の表面にＴｉ（Ｃ，Ｎ）、ＴｉＣ、ＴｉＮ、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ、ＣｒＮ、ＤＬＣの１種又は２種以上からなるコーティングを有することを特徴とするマッシャーロール。
前記コーティングの厚さが１〜１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のマッシャーロール。
前記コーティングがＰＶＤ法又はＣＶＤ法で施されたことを特徴とする請求項１または２に記載のマッシャーロール。
前記金属母材がタングステンカーバイドの超硬合金であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマッシャーロール。
前記金属帯はＣｒ含有鋼またはステンレス鋼の鋼帯であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマッシャーロール。