JP2834677B2 - 水素ガスを含む雰囲気ガスを使用する熱処理炉の区画出入口のシール装置 - Google Patents

水素ガスを含む雰囲気ガスを使用する熱処理炉の区画出入口のシール装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼帯の如き
金属帯をその表面に酸化被膜を生成させない状態で焼鈍
したり歪取り焼きなまししたりする熱処理を行うための
水素ガスを含む易燃性の還元性雰囲気ガスを使用する熱
処理炉の区画出入口における、雰囲気ガスを外気と遮断
するシール性に優れたシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼帯の如き金属帯をその表面
に酸化被膜を生成させない状態で光輝焼鈍したり歪取り
焼きなまししたりする熱処理を行うための熱処理炉は、
その内部に例えば水素ガス７５％と窒素ガス２５％との
混合ガスの如き水素ガスを含む易燃性の還元性雰囲気ガ
ス（以下、単に炉内ガスと言うことがある）が送気され
ている。
【０００３】このような熱処理炉における区画入口及び
区画出口の金属帯の通過部分には、炉内ガスを外気と遮
断（以下、シールと称することがある）するためのシー
ル装置が設置されており、このシール装置としては例え
ば特公昭４２−１８８９３号公報に開示されているよう
な、弾性回転ロールと炉体に端部を固定されたシール金
物の表面に固定されたフエルト等のパッド（以下、弾性
シールパッドと称する）とより成る装置が紹介されてい
る。
【０００４】以下に、従来の水素ガスを含む雰囲気ガス
を使用する熱処理炉の１例として一般的なステンレス鋼
帯用の竪型光輝焼鈍炉について説明する。図３は一般的
なステンレス鋼帯用の竪型光輝焼鈍炉の概略構造説明図
であり、金属帯Ｓはデフレクタロールを経由して区画入
口側に設けられたシール装置３'を通り、炉体１内へ入
って所定の温度まで加熱された後に冷却され、炉体１内
から出て来る時に区画出口側に設けられたシール装置
３'を通る。炉体１中には前述の如き水素ガスを含有す
る炉内ガス11が常時注入されており、炉内圧力は外気よ
り10〜50mmＨ2Ｏ程度高い圧力状態に保たれていて、炉
体１内に空気（酸素）が侵入して炉内ガス11と混合する
ことが無いように区画出入口にそれぞれ設けられたシー
ル装置３'，３'から少しずつ外気へ漏れ出すように操炉
されている。
【０００５】図４は区画出口側に設けられた従来のシー
ル装置の正断面説明図、図５は従来のシール装置におけ
る弾性回転ロールの端部近傍を示す側面説明図、図６は
従来のシール装置におけるロール開閉機構を示す正面説
明図である。従来のシール装置３'は、周面が弾性ゴム
製等の弾性回転ロール４'を、金属帯Ｓと炉体１に固定
されたシール金物８の表面に固定された弾性シールパッ
ド９とにロール開閉機構10の作動力により押し付けて炉
体１内を外気からシールする構造を成している。この弾
性回転ロール４'を金属帯Ｓとシール金物８の表面に固
定されている弾性シールパッド９とに押し付けるロール
開閉機構10について図６に基づいて簡単に説明すると、
レバー10bは回転中心となる固定ピン10cに枢着されてお
り、その先端部には弾性回転ロール４'のロール軸4b'を
支持する軸受4c'が取り付けられており、後端部にシリ
ンダー10aの作動力が加わる構造となっており、２本の
弾性回転ロール４'はその間を通過する金属帯Ｓヘ押し
付けられると同時にシール金物８に固定された弾性シー
ルパッド９にも押し付けられて炉体１内が外気と遮断さ
れ、炉内ガス11がシールされるのである。
【０００６】このような従来のシール装置３'において
は、特公昭４２−１８８９３号公報に開示されているよ
うに、ロール本体4a'が図７に示す如く３枚のワッシャ4
d'，4e'，4f'か又は図８に示す如く２枚のワッシャ4
d'，4f'を介して炉体１のフレーム２に取り付けられて
いる弾性回転ロール４'が紹介されていた。すなわち、
図７，８に示す如くロール本体4a'の端部には、ロール
本体4a'側から順にゴム製ワッシャ4d'と摩擦ワッシャ4
e'と金属密封ワッシャ4f'とが又はゴム製ワッシャ4d'と
金属密封ワッシャ4f'とが重ね合わされて設けられてお
り、ゴム製ワッシャ4d'には閉鎖気泡型のスポンジ状ネ
オプレンが、摩擦ワッシャ4e'には摩耗度の小さなフッ
素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂）
が、また金属密封ワッシャ4f'には炭素鋼，ステンレス
鋼又は非鉄金属がそれぞれ紹介されていた。
【０００７】しかしながら、前記構成の弾性回転ロール
４'が使用されたシール装置３'では、以下の如き問題が
あった。図７(ａ)，(ｂ)において、(ｂ)に示す如くフレ
ーム２と金属密封ワッシャ4f'との接触面であるＡ面で
は金属同士の摺動接触のため、給脂された場合と給脂さ
れない場合とで極端に摩擦係数が変化する。ゴム製ワッ
シャ4d'の反発力によって弾性回転ロール４'の回転力が
フレーム２側へ伝達されるが、給脂が充分な時は摺動面
はＡ面となるが、給脂が不充分な時は金属密封ワッシャ
4f'と摩擦ワッシャ4e'との接触面であるＢ面が摺動面と
なる。Ｂ面が摺動面の場合、金属密封ワッシャ4f'は固
定側となり、金属密封ワッシャ4f'は回転するロール軸4
b'と金属接触して互いを傷付け且つ摩耗して、図７(ｃ)
の如き状態となる。その結果、金属密封ワッシャ4f'は
相手側弾性回転ロール４'の金属密封ワッシャ4f'との隙
間が大きくなったり、弾性シールパッド９との隙間が大
きくなったりしてシール性が悪くなる。
【０００８】もう一つの紹介された従来のシール装置で
ある図８(ａ)，(ｂ)においては、(ｂ)に示す如く図７の
場合と同様に、Ａ面では金属同士の摺動接触のため給脂
された場合と給脂されない場合とで極端に摩擦係数が変
化する。給脂が充分な時は摺動面はＡ面であり、給脂が
不充分なときはＡ，Ｂ，Ｃの各面の摩擦係数がそれぞれ
近接しているので、摺動面がＡ面であったり、Ｂ面であ
ったり、Ｃ面であったりする。しかしながら通常、光輝
焼鈍炉等の熱処理炉の区画出入口部では、金属帯Ｓに油
分が付くと汚れや着色の原因となるため、炉前で金属帯
Ｓを脱脂装置（洗浄装置）に通すほどであり、ロール端
部と言えども給脂をすると徐々に油がロール中央部に伝
わり熱処理された金属帯Ｓ表面の汚れや着色の原因とな
り品質を低下させるため、給脂はできないのが普通であ
る。従って、前述の如く仮りに給脂し不充分な場合に、
摺動面がＡ面であると、フレーム２と金属密封ワッシャ
4f'とが金属接触し、回転摺動して互いを傷付ける。摺
動面がＢ面であると、ゴム製ワッシャ4d'が急速に摩耗
するばかりか、回転トルクはロール端面側から伝達さ
れ、一方金属密封ワッシャ4f'はフレーム２との摩擦の
ため殆んど停止しているので、Ｂ面でゴム製ワッシャ4
d'にブレーキがかかり、ゴム製ワッシャ4d'に捩れ歪が
発生し、正常なディスク形状を保てなくなり、Ｂ面やＣ
面の接触面に隙間が発生してシール性が悪くなる。摺動
面がゴム製ワッシャ4d'とロール本体4a'との接触面であ
るＣ面であると、ゴム製ワッシャ4d'は弾性回転ロール
４'のライニング材と摺動すると共にロール端面の金属
部とも摺動するので、急速に摩耗するばかりか、ゴム製
ワッシャ4d'に捩れ歪が発生し、正常なディスク形状を
保てなくなるのも摺動面がＢ面である時と同様である。
これらＢ面やＣ面での摺動時は、金属密封ワッシャ4f'
はフレーム２との摩擦のため殆んど停止しているので、
いずれの時にも固定側となり、金属密封ワッシャ4f'は
回転するロール軸4b'と金属接触し、また図７の場合よ
りロールから伝達されるトルクが大きいのでフレーム２
とも金属接触して、互いを傷付け且つ摩耗する。この結
果、図８(ｃ)に示す如き状態となり、シール性が悪くな
る。
【０００９】このように図７に示すシール装置において
は通常接触面Ｂで回転部と固定部とが分離され、金属密
封ワッシャ4f'は回転するロール軸4b'と金属接触して互
いを摩耗させる。図８に示すシール装置においては接触
面Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかで摺動し、Ａ面での摺動ではフ
レーム２と金属密封ワッシャ4f'とが摩耗し、Ｂ面又は
Ｃ面での摺動ではゴム製ワッシャ4d'自身の摩耗と、金
属密封ワッシャ4f'とロール軸4b'とを金属接触によって
互いを摩耗させる。つまり、滑りが生じる接触面が摩擦
ワッシャ4e'以外の部材である場合には、いずれも耐摩
耗性において劣るので摩耗して空隙が生じてシール性が
低下し、その結果炉内ガス11の漏れ出す量が多くなって
雰囲気ガスの消費量が多くなり、また万一火災が発生し
た場合の被害も大きいので、その対策として摩耗した部
材の交換を度々行わなければならないのである。
【００１０】しかしながら、これらの摩耗した部材の中
で少なくとも弾性回転ロール４'のロール本体4a'の側端
面から順に設けられているワッシャ4d'，4e'，4f'の中
のいずれか一つでも交換する場合には、安全性の面で金
属帯Ｓの走行を停止し炉体１内から炉体１の冷却を行う
と共に、窒素ガス等の不活性ガスを注入することによっ
て炉内ガス11を抜いてから交換作業を行う必要があるの
で非常に手間と時間と費用とを要するという問題点もあ
り、炉体１のフレーム２の内面に焼付きやカジリなどス
ムーズな回転を阻害させるような摩耗が生じた場合には
炉体１のフレーム２全体を交換するか又は炉体１のフレ
ーム２の内面に別の補修部材を取り付けるために少なく
とも弾性回転ロール４'を炉体１から取り外すことが必
要であるから、やはり安全性の面で金属帯Ｓの走行を停
止し炉体１内から炉内ガス11を抜いてから作業を行う必
要があるので簡単に実施することができないという欠点
があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の欠点を解消し、弾性回転ロールのロール本体の端部
に設けられているワッシャ間の滑り及び該ワッシャと炉
体のフレームとの間の損傷や滑りによって生じる摩耗に
起因するシール性の低下を防止し、走行する金属帯に同
調して回転する弾性回転ロールの端部のシール性が良好
で、且つ弾性回転ロールやワッシャの交換頻度を少なく
することができ、安全性や能率及び生産性に優れている
水素ガスを含む炉内ガスを使用する熱処理炉の区画出入
口のシール装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を解決すべく鋭意検討した結果、金属帯の走行に伴って
弾性回転ロールを回転させると、弾性回転ロールのロー
ル本体の端部に設けられているゴム製ワッシャと金属密
封ワッシャとの間や、金属密封ワッシャと炉体のフレー
ムとの間で滑りが生じて摩耗が発生するために、これら
の部材の寿命が短くなることから、これらの部材間での
滑りを図２に示す如く摩擦係数の数値として整理して摩
擦係数が小さく耐摩耗性が優れた部材間のみに可及的に
抑える構成とすれば耐久性が向上することに着目して検
討を行った。その結果、水素ガスを含む雰囲気ガスを使
用する熱処理炉の区画入口又は区画出口のシール部に設
けられており弾性回転ロールを走行する金属帯と炉体に
端部を固定されたシール金物の表面に固定された弾性シ
ールパッドとに押し付けて炉内雰囲気ガスをシールする
シール装置において、弾性回転ロールが枢着される炉体
のフレームと該弾性回転ロールのロール本体との間のロ
ール軸に、ロール本体側から軸方向に少なくとも２枚以
上重ね合わされているスリップディスクと少なくとも１
枚が前記フレームに当接している弾性ディスクとを互い
に面接触した状態に装着させ、ロール本体からフレーム
までに存在する部材間で重ね合わされたスリップディス
ク間の動摩擦係数が最も小さいように各素材を選定すれ
ば、重ね合わされたスリップディスク間で主として滑り
が生じ、該スリップディスクの両側が回転部と固定部と
に分離され、金属帯の走行に伴う弾性回転ロールの回転
が炉体のフレーム側に設けられた弾性ディスクに伝わる
ことが抑制され、弾性ディスクの捩れ歪の発生や，弾性
ディスクの摩耗，炉体のフレームの摩耗，ロール軸の摩
耗，ロール端面の摩耗が生じ難くなってシール性の低下
を防止でき、弾性回転ロール及び炉体のフレームの寿命
を長くすることができることを究明して本発明を完成し
たのである。
【００１３】以下、図面により本発明に係る水素ガスを
含む炉内ガスを使用する熱処理炉の区画出入口のシール
装置について詳細に説明する。図１は本発明装置の１実
施例における弾性回転ロールの端部近傍を示す側面図、
図１０，１１，１２，１３，１４，１５は本発明装置の
各実施例を示す要部側断面説明図である。
【００１４】図面中、２は、その表面に酸化被膜を生成
させない状態でステンレス鋼帯の如き金属帯を焼鈍した
り歪取り焼きなまししたりする熱処理を連続的に行うた
めの水素ガスを含む還元性の炉内ガス11を使用する熱処
理炉の炉体１の区画の出入口のフレームであって、この
炉体１内には前記易燃性の炉内ガス11が供給されて外気
より10〜50mmＨ2Ｏ程度高い圧力状態に保たれている。
炉体１の炉内ガス11を使用される区画の出入口のフレー
ム２には、後述する構造の弾性回転ロール４のロール軸
4bを挿通させてこの弾性回転ロール４をロール開閉機構
10によって金属帯Ｓに押し付ける位置と金属帯Ｓから離
れた位置とに移動せしめるための保持部が形成されてい
る。
【００１５】３は、炉内ガス11を使用される区画の出口
及び入口にそれぞれ設けられている本発明に係るシール
装置であって、図４に示した構造と同様に、フレーム２
に固定されたシール金物８に固定された弾性シールパッ
ド９と、金属帯Ｓの幅方向両側方に位置するフレーム２
に枢着されており弾性シールパッド９及び金属帯Ｓに押
し付けられて炉内ガス11をシールする弾性回転ロール４
とを備えている。
【００１６】弾性回転ロール４は、ロール本体4aの少な
くとも表面が弾性を有しており、シリコンゴム（ＡＳＴ
Ｍ略号：Ｑ），フッ素ゴム（ＡＳＴＭ略号：ＦＫＭ），
スチレンブタジエンゴム（ＡＳＴＭ略号：ＳＢＲ），ヒ
ドリンゴム（ＡＳＴＭ略号：ＣＯ），ニトリルブタジエ
ンゴム（ＡＳＴＭ略号：ＮＢＲ），クロロプレンゴム
（ＡＳＴＭ略号：ＣＲ），エチレンプロピレンゴム（Ａ
ＳＴＭ略号：ＥＰＤＭ），ブチルゴム（ＡＳＴＭ略号：
ＩＩＲ），ウレタンゴム（ＡＳＴＭ略号：Ｕ），イソプ
レンゴム（ＡＳＴＭ略号：ＩＲ），ブタジエンゴム（Ａ
ＳＴＭ略号：ＢＲ），クロロスルホン化ポリエチレン
（ＡＳＴＭ略号：ＣＳＭ），塩素化ポリエチレン（ＡＳ
ＴＭ略号：ＣＭ），アクリルゴム（ＡＳＴＭ略号：ＡＣ
Ｍ），多硫化ゴム（ＡＳＴＭ略号：Ｔ）等のいずれかよ
り成る弾性体製のロールであっても、ロール軸4bに前記
した如き弾性体製やフエルト製のスリーブが嵌挿されて
いても良い。
【００１７】シール金物８は、熱処理される金属帯Ｓの
板幅より広幅に形成されており、ボルト・ナット等の固
定手段によってその一端を炉体１のフレーム２に固定さ
れている。弾性シールパッド９は、シール金物８の表面
に接着剤やボルト・ナットにより固定されていて、金属
帯Ｓの幅方向両側方に位置するフレーム２の間隔にほぼ
合致する幅を有している。
【００１８】５は、中央に弾性回転ロール４のロール軸
4bが挿通される貫通孔が穿設されており、弾性回転ロー
ル４のロール本体4aとフレーム２との間に２枚以上を重
ね合わされてロール軸4bに装着されているスリップディ
スクである。このスリップディスク５としては、その接
触面における動摩擦係数が小さく且つ摩耗し難い素材、
例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂などのフッ素樹
脂を板状にしたもの又はポリテトラフルオロエチレン樹
脂などのフッ素樹脂を主成分とし耐摩耗性や剛性や導電
性を上げるために充填材としてグラスファイバー，グラ
ファイト，グラスファイバー及び２硫化モリブデン，グ
ラスファイバー及びグラファイト，ブロンズ，カーボン
ファイバーのうちいずれか一つを使用して板状にしたも
の5aの場合や、金属板5xの内外周面及び両側面を含む全
表面にフッ素樹脂のみか又は充填材入りフッ素樹脂を、
塗布したもの，吹き付けたもの，焼き付けたもの，板状
にしたものを貼着したもののいずれかである5bの場合
や、金属板5xの両側面にフッ素樹脂のみか又は充填材入
りフッ素樹脂を、塗布したもの，吹き付けたもの，焼き
付けたもの，板状にしたものを貼着したもののいずれか
である5cの場合や、金属板5xの最もロール本体4a側の片
側面にのみフッ素樹脂のみか又は充填材入りフッ素樹脂
を、塗布したもの，吹き付けたもの，焼き付けたもの，
板状にしたものを貼着したもののいずれかである5dの場
合や、金属板5xの最もフレーム２側（反ロール本体4a
側）の片側面にのみフッ素樹脂のみか又は充填材入りフ
ッ素樹脂を、塗布したもの，吹き付けたもの，焼き付け
たもの，板状にしたものを貼着したもののいずれかであ
る5eの場合や、金属板で形成され金属表面を有するスリ
ップディスク5fの場合がある。また、このスリップディ
スク５の外径は、弾性回転ロール４のロール本体4aの外
径より金属帯Ｓの最大板厚の少なくとも１／２以上でシ
ール性を阻害しない範囲で僅かに小さな外径を有してい
る。これは弾性回転ロール４を弾性シールパッド９と金
属帯Ｓとに押し付けたときに弾性回転ロール４の周面が
変形してあたかもその外径が小さくなるのであるが、ス
リップディスク５は硬質であるから変形し難くその外径
が変わらないので、弾性回転ロール４同士が接触する部
位においてはロール本体4a同士間のシール性を阻害しな
いように弾性回転ロール４の外径より僅かに小さく形成
されている。
【００１９】６は、少なくとも前記スリップディスク５
のフレーム２側に装着されており中央に弾性回転ロール
４のロール軸4bを挿通される貫通孔が穿設されておりス
リップディスク５と互いに接触面で接触した状態でロー
ル軸4bに装着されている弾性ディスクであり、スリップ
ディスク５との接触面〔図１０〜１５の各図の(ａ)のＢ
面〕における動摩擦係数がスリップディスク５同士の接
触面〔図１０，１１，１３〜１５の各図の(ａ)のＣ面、
図１２(ａ)のＣ，Ｄ面〕における動摩擦係数より大き
い。例えばシリコンゴム，フッ素ゴム，スチレンブタジ
エンゴム，ヒドリンゴム，ニトリルブタジエンゴム，ク
ロロプレンゴム，エチレンプロピレンゴム，ブチルゴ
ム，ウレタンゴム，イソプレンゴム，ブタジエンゴム，
クロロスルホン化ポリエチレン，塩素化ポリエチレン，
アクリルゴム，多硫化ゴム等のいずれかより成り、ＪＩ
ＳＫ６３０１に規定されるゴム硬度がＡ４０゜〜６０゜
のもの（ＪＩＳＳ６０５０に規定されるゴム硬度では大
凡６５〜８０に相当する）を好ましく使用することがで
きる。また、この弾性ディスク６としては、前記したも
のの他に、流体を注入されてロール軸方向に拡幅機構を
有している弾性体より成るものも使用することができ、
例えばシリコンゴム，フッ素ゴム，スチレンブタジエン
ゴム，ヒドリンゴム，ニトリルブタジエンゴム，クロロ
プレンゴム，エチレンプロピレンゴム，ブチルゴム，ウ
レタンゴム，イソプレンゴム，ブタジエンゴム，クロロ
スルホン化ポリエチレン，塩素化ポリエチレン，アクリ
ルゴム，多硫化ゴム等のいずれか成る弾性体内に空気や
油の如き流体を注入できる流体注入口を中央部側に備え
た拡幅機構〔図１３(ａ)において6aで示すものでは配管
で継がっているので、フレーム２側で回転させない条件
でのみ使用可〕を有するものを示すことができる。この
ような弾性ディスク６は、拡大機構を有していないもの
では、ロール軸4bに複数枚装着されていても良い。いず
れにしても、適正な反発力により各ディスク接触面を密
着させシールをさせると同時に、ロールのスムーズな回
転を阻害しないゴム硬度のものを選定する。
【００２０】最もフレーム２側に装着されてフレーム２
と接触するディスクとしては、前述した如き弾性ディス
ク６の他に図９(ａ)に示す構成が考えられることから、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂などのフッ素樹脂又は
ポリテトラフルオロエチレン樹脂などのフッ素樹脂を主
成分とし充填材としてグラスファイバー，グラファイ
ト，グラスファイバー及び２硫化モリブデン，グラスフ
ァイバー及びグラファイト，ブロンズ，カーボンファイ
バーのうちいずれか一つを使用した充填剤入り樹脂が金
属板の片面，両面，又は内外周面及び両側面を含む全表
面に塗布されているか，吹き付けられているか，焼き付
けられているか，板状にしたものを貼着されているもの
5b，5c，5d，5eであっても、ロール端面との間に弾性デ
ィスク６を組合わせて使用すれば良いと考えられるが、
フレーム２の切欠部では弾性ディスク６からの内圧によ
り図９(ａ)で破線Ｆで示す如く外側へ押し曲げられるの
で、切欠部を持つフレーム２の面が摺動面となる使用方
法は好ましくなく、フレーム２に当接されるディスクは
やはり全く回転摺動の必要ない弾性ディスク６とするの
が好ましい。弾性ディスク６としては、フレーム２の切
欠部において若干外部へ図１０(ａ)〜１５(ａ)で破線Ｇ
で示す如くセリ出すが、スリップディスク５で回転部と
縁を断っているため何ら問題はない。
【００２１】また前記スリップディスク５は、弾性回転
ロール４の回転により常時摩擦されるため発熱し軟らか
くなるので、剛性を上げるため、各種充填材を加え耐摩
耗性を向上させることもできる。また、通常のポリテト
ラフルオロエチレン樹脂単体では帯電が大きくなり、ス
パークの危険があるため、電気比抵抗値１〜１０7Ω・c
mの範囲のものが最も好ましい。電気比抵抗値が１０7Ω
・cmを超えると絶縁性の物質と実質的に変わらなくなっ
て静電気の帯電が大きくなるため不適であり、１Ω・cm
未満であると導電性が良いために弾性シールパッド９の
清浄化や点検のために人が近付いた時に衣服の摩擦など
により人体に帯電していた静電気が手の指先などからそ
のディスクへ火花放電を起こす恐れがあるためである。
図１４(ａ)，１５(ａ)において5fで示しているように、
２枚のスリップディスク５のうち、最もロール本体4a側
の１枚を図１６(ｆ)に示す金属板で形成され金属表面を
有するスリップディスクとすれば、摩擦帯電を防ぐこと
ができ、しかも摩擦係数が小さいので使用が可能であ
る。この場合は、自己帯電はしないが、人体からなど他
の帯電物を近付けるのは前述の理由から避けねばならな
い。更に弾性ディスク６についても、図１１(ａ)，１３
(ａ)，１５(ａ)に示すロール本体4a側のもののように弾
性回転ロール４と一体となって回転する使い方のもの
は、相手ロールの弾性ディスク６と押付け・引離しを繰
り返し、しかも弾性シールパッド９とも摩擦されるの
で、帯電が発生するのを防止するため、前述の理由と同
様に電気比抵抗を１〜１０7Ω・cmとするのが最も好ま
しい。
【００２２】10は、弾性回転ロール４を金属帯Ｓと弾性
シールパッド９とに押し付けるためのロール開閉機構で
あって、図６に示し且つ説明した従来のシール装置にお
けるロール開閉機構と同様のものを使用することができ
るのでその説明は省略する。
【００２３】
【作用及び発明の効果】このように構成された本発明に
係る水素ガスを含む炉内ガスを使用する熱処理炉の区画
出入口のシール装置は、熱処理炉の操業に際して弾性シ
ールパッド９と走行する金属帯Ｓとに弾性回転ロール４
を押し付けてシールする装置３であり、弾性回転ロール
４の金属帯Ｓに押し付けられているロール本体4aが金属
帯Ｓの走行に合わせて回転する。
【００２４】このとき、弾性回転ロール４のロール本体
4aと炉体１のフレーム２との間では、ロール本体4a側に
２枚以上重ね合わされて装着されている図１０のＣ面の
スリップディスク５，５間で主として滑りが生じて、ロ
ール本体4aとこれに隣接して装着されているスリップデ
ィスク５又は弾性ディスク６との間の接触面〔図１０
(ａ)におけるＤ面、他の実施例である図１１，１３，１
５の各図の(ａ)におけるＤ面及びＥ面、図１２(ａ)にお
けるＥ面、図１４(ａ)におけるＤ面〕及びフレーム２と
これに隣接して装着されているディスク〔図１に示す実
施例では弾性ディスク６〕との間〔図１０(ａ)における
Ａ面，Ｂ面及び他の実施例である図１１〜１５の各図の
(ａ)におけるＡ面，Ｂ面〕の各接触面で滑りが生じるこ
とが抑制される。
【００２５】すなわち、ロール本体４ａ側から重ね合わ
された２枚以上のスリップディスク５と弾性ディスク６
とがこの順序で互いに接触した状態で装着されており、
且つ接触しているこれらの各ディスク間のうち重ね合わ
されたスリップディスク５，５間が最も小さな動摩擦係
数を有しているので、ロール本体４ａが金属帯Ｓの走行
に合わせて回転したときにロール本体４ａの回転がスリ
ップディスク５に伝えられると、スリップディスク５，
５間の接触面で滑りが主として生じてスリップディスク
５よりフレーム２側に装着されている弾性ディスク６に
前記ロール本体４ａの回転が伝わることを抑制すること
ができ、その結果スリップディスク５，５間の接触面を
除く各接触面での滑りが抑制され、弾性回転ロール４の
ロール本体４ａの端部や弾性ディスク６及びフレーム２
の摩耗を抑制することができる。また、主として滑りを
生じるスリップディスク５はフッ素樹脂のみか又はフッ
素樹脂を主成分としているので、摩擦係数が小さいた
め、回転抵抗が非常に小さい。また滑りによる摩耗が少
ないので、摩耗粉が発生して清浄さを要求される金属帯
Ｓの表面を汚すこともないし、摩耗により摩擦係数が変
化することなく、常に一定した条件で運転ができる。こ
のことより、赤熱された金属帯Ｓを通板する炉内の微妙
な張力コントロールに対しても外乱を与えず、しかも弾
性回転ロール４の回転に要する動力も節約でき、省エネ
ルギーでもある。また、これらのスリップディスク５の
うちで、弾性回転ロール４と連れ回りする、すなわち最
もロール本体４ａ側の１枚を除いて、フレーム２側であ
る固定側に、図１６の（ａ）及び（ｂ）に示す如きロー
ル軸４ｂが挿通する穴内周面にまでフッ素樹脂又は種々
の充填材入りフッ素樹脂が存在しているスリップディス
ク５ａ，５ｂを使用すれば、ロール軸４ｂと摺動摩擦さ
れるけれどもこれらの摩擦係数が小さいため、スリップ
ディスク５ａ，５ｂの穴内周面やロール軸４ｂの摩耗も
少なく、回転抵抗も小さい。従って、このような摺動摩
擦部分のシール性が大きく改善される。
【００２６】更に水素ガスを含む雰囲気ガスのシール性
について言えば、各ディスク間に充分なシール効果を保
つよう弾性ディスク６に充分な圧縮力を加えて装着して
も弾性回転ロール４のロール本体4aの回転がフレーム２
まで伝わることが無く、摩耗し難く且つその接触面間で
の動摩擦係数が小さいスリップディスク５，５間で滑り
が主として生じるので、弾性回転ロール４の端部におけ
るシール性の低下を抑えることができ、弾性回転ロール
４のロール本体4aとフレーム２との間に装着されている
弾性ディスク６やスリップディスク５のみならず、弾性
回転ロール４及びフレーム２を補修を行うこと無くシー
ル性の良好な状態で長期に亘って使用することができ
る。
【００２７】また連続的に摩擦されるスリップディスク
５として、充填材にグラスファイバー，グラファイト，
グラスファイバー及び２硫化モリブデン，グラスファイ
バー及びグラファイト，ブロンズ，カーボンファイバー
のいずれか一つを使用されたフッ素樹脂を主成分とする
ものを使用し、又はこれらを表面にコーティングした金
属板５ｘを使用し、更に弾性ディスク６として、シリコ
ンゴム，フッ素ゴム，ＳＢＲ，ヒドリンゴム，ＮＢＲ，
クロロプレンゴム，ＥＰＤＭ，ブチルゴム，ウレタンゴ
ム，イソプレンゴム，ブタジエンゴム，クロロスルホン
化ポリエチレン，塩素化ポリエチレン，アクリルゴム，
多硫化ゴム等より成るものを使用し、更にこれらのうち
のディスク５，６の各電気比抵抗値が１〜１０７Ω・ｃ
ｍのものを使用すれば、各部の摩擦を主原因として生じ
る静電気が各ディスクからアースされている炉体１を経
て除電されるため、静電気によるスパークで区画出入口
に設けられているシール装置３から漏れ出した炉内ガス
１１が発火して爆発や火災が発生する危険性が著しく減
少する。更に加えて、シール金物８の表面に固定されて
いる弾性シールパッド９や弾性回転ロール４のロール本
体４ａ等各部材の清浄化や点検のために人が近付いた時
に衣服の摩擦などにより人体に帯電していた静電気が手
の指先などから前記各部材へ火花放電を起こしシール装
置３から漏れ出した炉内ガス１１に着火して爆発や火災
が発生する危険性も著しく減少するので安全性がより確
実となり最も好ましい。
【００２８】またフレーム２側に当接する弾性ディスク
６として、図１３(ａ)において6aで示す如く流体を注入
されてロール軸方向に拡幅する拡幅機構を有しているデ
ィスクを使用すれば、各接触面で滑りが生じて摩耗した
としても弾性ディスク６の幅を僅か１０分の数ミリ程度
広くするように拡幅機構を注入する流体の圧力の調整に
よって自在に作動せしめることによって弾性回転ロール
４の端部におけるシール性の低下を防止することができ
る。
【００２９】このように種々の効果を奏する本発明に係
る水素ガスを含む雰囲気ガスを使用する熱処理炉の区画
出入口のシール装置は、その工業的価値が非常に大きな
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の１実施例における弾性回転ロール
の端部近傍を示す側面図である。
【図２】本発明に使用する物質間の摩擦係数の一般的実
験値の範囲を示すグラフである。
【図３】一般的なステンレス鋼帯用の竪型光輝焼鈍炉の
概略構造説明図である。
【図４】光輝焼鈍炉の区画出口側に設けられた従来のシ
ール装置を示す正断面説明図である。
【図５】従来のシール装置における弾性回転ロールの端
部近傍を示す側面説明図である。
【図６】従来のシール装置におけるロール開閉機構を示
す正面説明図である。
【図７】(ａ)は従来のシール装置の要部側断面図、(ｂ)
は(ａ)における各部材間の摩擦係数を示すグラフ、(ｃ)
は(ａ)に示した従来のシール装置の使用後の摩耗状態を
示す説明図である。
【図８】(ａ)は従来の他のシール装置の要部側断面図、
(ｂ)は(ａ)における各部材間の摩擦係数を示すグラフ、
(ｃ)は(ａ)に示した従来のシール装置の使用後の摩耗状
態を示す説明図である。
【図９】(ａ)は本発明装置には該当しないシール装置の
要部側断面説明図、(ｂ)は(ａ)における各部材間の摩擦
係数を示すグラフである。
【図１０，１１，１２，１３，１４，１５】(ａ)は本発
明装置の各実施例を示す要部側断面図であり、(ｂ)は
(ａ)における各部材間の摩擦係数を示すグラフである。
【図１６】本発明装置に使用する各スリップディスクの
説明図である。
【符号の説明】
１ 炉体 ２ フレーム ３ シール装置 ３' 従来のシール装置 ４ 弾性回転ロール 4a ロール本体 4b ロール軸 ４' 従来の弾性回転ロール 4a' ロール本体 4b' ロール軸 4c' 軸受 4d' ゴム製ワッシャ 4e' 摩擦ワッシャ 4f' 金属密封ワッシャ ５ スリップディスク 5a フッ素樹脂又は充填剤入りフッ素樹脂を板状にした
スリップディスク 5b 金属板の内外周面及び両側面を含む全表面にフッ素
樹脂又は充填剤入りフッ素樹脂を塗布されているか，吹
き付けられているか，焼き付けられているか，板状にし
たものを貼着されているスリップディスク 5c 金属板の両側面にフッ素樹脂又は充填剤入りフッ素
樹脂を塗布されているか，吹き付けられているか，焼き
付けられているか，板状にしたものを貼着されているス
リップディスク 5d 金属板の最もロール本体側の片側面にのみフッ素樹
脂又は充填剤入りフッ素樹脂を塗布されているか，吹き
付けられているか，焼き付けられているか，板状にした
ものを貼着されているスリップディスク 5e 金属板の最もフレーム側（反ロール本体側）の片側
面にのみフッ素樹脂又は充填剤入りフッ素樹脂を塗布さ
れているか，吹き付けられているか，焼き付けられてい
るか，板状にしたものを貼着されているスリップディス
ク 5f 金属板で形成され金属表面を有するスリップディス
ク 5x 金属板 ６ 弾性ディスク 6a 内部に流体を注入しディスク厚みを調整できる構造
を持つ弾性ディスク ８ シール金物 ９ 弾性シールパッド 10 ロール開閉機構 10a シリンダー 10b レバー 10c 固定ピン 11 炉内ガス Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ 各部材間の接触面 Ｆ 弾性ディスクの反発力により押されてディスクがフ
レーム切欠部の外部へ若干はみ出した部分 Ｇ 弾性ディスクの反発力により弾性ディスク自身がフ
レーム切欠部の外部へ若干はみ出した部分 Ｓ 金属帯

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水素ガスを含む雰囲気ガス(11)を使用す
    る熱処理炉の区画入口又は区画出口のシール部に設けら
    れており弾性回転ロール(４)を走行する金属帯(Ｓ)と炉
    体(１)に端部を固定されたシール金物(８)の表面に固定
    された弾性シールパッド(９)とに押し付けて炉内雰囲気
    ガス(11)をシールするシール装置(３)において、弾性回
    転ロール(４)が枢着される炉体(１)のフレーム(２)と該
    弾性回転ロール(４)のロール本体(4a)との間のロール軸
    (4b)に、ロール本体(4a)側から軸方向に少なくとも２枚
    以上重ね合わされているスリップディスク(５)と少なく
    とも１枚が前記フレーム(２)に当接している弾性ディス
    ク(６)とが互いに面接触して装着されており、ロール本
    体(4a)から該フレーム(２)までに存在する部材間の面接
    触箇所の摩擦係数のうちスリップディスク(５，５)間の
    動摩擦係数が最も小さいことを特徴とする水素ガスを含
    む雰囲気ガスを使用する熱処理炉の区画出入口のシール
    装置。
  2. 【請求項２】 スリップディスク(５)が、フッ素樹脂を
    板状にしたもの又はフッ素樹脂を主成分とし充填材とし
    てグラスファイバー，グラファイト，グラスファイバー
    及び２硫化モリブデン，グラスファイバー及びグラファ
    イト，ブロンズ，カーボンファイバーのうちいずれか一
    つを使用して板状にしたものか、金属板の片面，両面，
    又は内外周面及び両側面を含む全表面に前記樹脂のみ又
    は前記充填剤入り樹脂が塗布されているか，吹き付けら
    れているか，焼き付けられているか，板状にしたものを
    貼着されているものである請求項１に記載の水素ガスを
    含む雰囲気ガスを使用する熱処理炉の区画出入口のシー
    ル装置。
  3. 【請求項３】 スリップディスク(５)の表面の樹脂部分
    が１〜１０7Ω・cmの電気比抵抗値を有しているものよ
    り成る請求項２に記載の水素ガスを含む雰囲気ガスを使
    用する熱処理炉の区画出入口のシール装置。
  4. 【請求項４】 ロール本体(4a)側から軸方向に少なくと
    も２枚以上重ね合わされているスリップディスク(５)の
    うち、最もロール本体(4a)側に配置される１枚のスリッ
    プディスク(５)が、金属板で形成され金属表面を有する
    スリップディスク(5f)であるか、金属板(5x)の片面，両
    面，又は内外周面及び両側面を含む全表面にフッ素樹脂
    のみか又はフッ素樹脂を主成分とし充填材としてグラス
    ファイバー，グラファイト，グラスファイバー及び２硫
    化モリブデン，グラスファイバー及びグラファイト，ブ
    ロンズ，カーボンファイバーのうちいずれか一つを使用
    した材料を、塗布したものか，吹き付けたものか，焼き
    付けたものか，板状にしたものを貼着したもの(5b，5
    c，5d，5e)である請求項１から３までのいずれか１項に
    記載の水素ガスを含む雰囲気ガスを使用する熱処理炉の
    区画出入口のシール装置。
  5. 【請求項５】 弾性ディスク(６)が、シリコンゴム，フ
    ッ素ゴム，スチレンブタジエンゴム，ヒドリンゴム，ニ
    トリルブタジエンゴム，クロロプレンゴム，エチレンプ
    ロピレンゴム，ブチルゴム，ウレタンゴム，イソプレン
    ゴム，ブタジエンゴム，クロロスルホン化ポリエチレ
    ン，塩素化ポリエチレン，アクリルゴム，多硫化ゴムの
    いずれかより成る請求項１から４までのいずれか１項に
    記載の水素ガスを含む雰囲気ガスを使用する熱処理炉の
    区画出入口のシール装置。
  6. 【請求項６】 フレーム(２)に当接される弾性ディスク
    (６)が、注入された流体の圧力によってロール軸方向に
    作動する拡幅機構を有している請求項１から５までのい
    ずれか１項に記載の水素ガスを含む雰囲気ガスを使用す
    る熱処理炉の区画出入口のシール装置。
  7. 【請求項７】 弾性ディスク(６)が１〜１０7Ω・cmの
    電気比抵抗値を有しているものより成る請求項１から６
    までのいずれか１項に記載の水素ガスを含む雰囲気ガス
    を使用する熱処理炉の区画出入口のシール装置。
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