JP3092819B2 - フロートガラス製造用ロール - Google Patents
フロートガラス製造用ロールInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
- C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
- C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
- C03B35/18—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
- C03B35/181—Materials, coatings, loose coverings or sleeves thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フロートガラス製造ラ
インにおけるリフトアウトロールやレアーロール等に関
する。
インにおけるリフトアウトロールやレアーロール等に関
する。
【０００２】
【従来の技術】フロートガラス製造ラインにおいて、ガ
ラス溶融炉から溶融スズ浴槽に連続的に供給される溶融
ガラスは、スズ浴表面を浮遊前進しつつ所定の厚さと幅
寸法を有する平坦で滑らかなガラスリボンとなってスズ
浴槽から導出され、リフトアウトロール、レアーロール
等により下面から支承されて徐冷ゾーンに移送される。
スズ浴槽から導出された直後のガラスリボンは約６００
〜７００℃の高温状態にあり、これを担持するリフトア
ウトロールは６００〜６５０℃の高温度となり、これに
つづくレアーロールも３００℃以上の温度に加熱され
る。また、これらのロールの表面はロール回転（周速度
は例えば５ｍ／分前後）に伴うガラスリボンの接触と非
接触が繰返されるほか、ガラスリボンの幅寸法の変更に
伴ってガラスリボンと接触する表面領域が広狭変化する
こと等に起因してロール表面に周方向および軸方向の温
度ムラによる熱応力（ロールの変形の原因となる）が生
じる。このため、従来より上記ロールとして、胴部をＨ
Ｋ４０材（２５Ｃｒ−２０Ｎｉ−Ｆｅ）やＨＨ材（１３
Ｃｒ−２６Ｎｉ−Ｆｅ）等に代表される耐熱合金鋼で形
成したものが専ら使用されている。
ラス溶融炉から溶融スズ浴槽に連続的に供給される溶融
ガラスは、スズ浴表面を浮遊前進しつつ所定の厚さと幅
寸法を有する平坦で滑らかなガラスリボンとなってスズ
浴槽から導出され、リフトアウトロール、レアーロール
等により下面から支承されて徐冷ゾーンに移送される。
スズ浴槽から導出された直後のガラスリボンは約６００
〜７００℃の高温状態にあり、これを担持するリフトア
ウトロールは６００〜６５０℃の高温度となり、これに
つづくレアーロールも３００℃以上の温度に加熱され
る。また、これらのロールの表面はロール回転（周速度
は例えば５ｍ／分前後）に伴うガラスリボンの接触と非
接触が繰返されるほか、ガラスリボンの幅寸法の変更に
伴ってガラスリボンと接触する表面領域が広狭変化する
こと等に起因してロール表面に周方向および軸方向の温
度ムラによる熱応力（ロールの変形の原因となる）が生
じる。このため、従来より上記ロールとして、胴部をＨ
Ｋ４０材（２５Ｃｒ−２０Ｎｉ−Ｆｅ）やＨＨ材（１３
Ｃｒ−２６Ｎｉ−Ｆｅ）等に代表される耐熱合金鋼で形
成したものが専ら使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記ガラス製造用ロー
ルの実使用において問題となるのは、溶融スズ浴槽から
導出される高温のガラスリボンの下面に溶融スズが付着
して浴槽から持出され、その溶融スズがロールの胴部表
面に接触して胴部表面を腐食することである。溶融スズ
は金属に対して極めて強い腐食性を有する物質であり、
ほとんどの金属を腐食する。ロールの胴部表面に、溶融
スズの付着と腐食反応による肌あれ・凹凸を生じると、
その表面状態がガラスリボンの下面に転写され、またロ
ール表面の腐食反応生成物がガラスリボンを汚染する等
の不都合を生じ、ガラス品質の低下、歩留りの低下等の
原因となる。
ルの実使用において問題となるのは、溶融スズ浴槽から
導出される高温のガラスリボンの下面に溶融スズが付着
して浴槽から持出され、その溶融スズがロールの胴部表
面に接触して胴部表面を腐食することである。溶融スズ
は金属に対して極めて強い腐食性を有する物質であり、
ほとんどの金属を腐食する。ロールの胴部表面に、溶融
スズの付着と腐食反応による肌あれ・凹凸を生じると、
その表面状態がガラスリボンの下面に転写され、またロ
ール表面の腐食反応生成物がガラスリボンを汚染する等
の不都合を生じ、ガラス品質の低下、歩留りの低下等の
原因となる。
【０００４】従って上記ロールは使用途中における胴部
表面の管理に細心の注意が必要であり、そのロールメン
テナンスに要する負担は大きい。ガラス品質を高位安定
に保つべくロールの取替えを頻繁に行えば、それだけラ
インの生産性の低下、コスト増大等の不利を余儀なくさ
れる。本発明は、上記に鑑み、溶融スズに対する反応性
が少なく、改良された腐食抵抗性を有し、長期に亘って
平滑美麗な表面状態を維持し得る新規ロールを提供する
ものである。
表面の管理に細心の注意が必要であり、そのロールメン
テナンスに要する負担は大きい。ガラス品質を高位安定
に保つべくロールの取替えを頻繁に行えば、それだけラ
インの生産性の低下、コスト増大等の不利を余儀なくさ
れる。本発明は、上記に鑑み、溶融スズに対する反応性
が少なく、改良された腐食抵抗性を有し、長期に亘って
平滑美麗な表面状態を維持し得る新規ロールを提供する
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のフロートガラス
製造用ロールは、ロール胴部の金属基材の表面に、Ｃ
ｒ：１５〜３０％，Ａｌ：５〜１６％，Ｙ：０．１〜１
％，残部実質的にＣｏからなるＣｏ合金の溶射皮膜が形
成されていることを特徴としている。本発明ロールの胴
部基材表面に形成される溶射皮膜合金の成分限定理由は
次のとおりである。
製造用ロールは、ロール胴部の金属基材の表面に、Ｃ
ｒ：１５〜３０％，Ａｌ：５〜１６％，Ｙ：０．１〜１
％，残部実質的にＣｏからなるＣｏ合金の溶射皮膜が形
成されていることを特徴としている。本発明ロールの胴
部基材表面に形成される溶射皮膜合金の成分限定理由は
次のとおりである。
【０００６】Ｃｒ：１５〜３０％ Ｃｒは耐溶融スズ腐食抵抗性を高めると共に、Ａｌを活
性化し、Ａｌ２Ｏ３膜の安定生成を促進する。この効果
を得るために少なくとも１５％を必要とする。しかしそ
の量があまり多くなると、延性の低下、基地組織の劣化
（例えば熱衝撃による被膜の剥離）を招くので、３０％
を上限とする。
性化し、Ａｌ２Ｏ３膜の安定生成を促進する。この効果
を得るために少なくとも１５％を必要とする。しかしそ
の量があまり多くなると、延性の低下、基地組織の劣化
（例えば熱衝撃による被膜の剥離）を招くので、３０％
を上限とする。
【０００７】Ａｌ：５〜１６％ ＡｌはＡｌ２Ｏ３皮膜の生成元素であり、緻密なＡｌ２
Ｏ３皮膜の形成により溶融スズに対する安定した腐食抵
抗性がもたらされる。このために少なくとも５％を必要
とする。しかし、Ａｌの増加は延性低下や熱膨張係数の
低下等を伴い、溶射施工上の困難（例えば溶射時のひび
割れ）を招く原因となるので、１６％を上限とする。
Ｏ３皮膜の形成により溶融スズに対する安定した腐食抵
抗性がもたらされる。このために少なくとも５％を必要
とする。しかし、Ａｌの増加は延性低下や熱膨張係数の
低下等を伴い、溶射施工上の困難（例えば溶射時のひび
割れ）を招く原因となるので、１６％を上限とする。
【０００８】Ｙ：０．１〜１％ Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ系へのＹの添加は、Ａｌ２Ｏ３やＣｒ
２Ｏ３等の酸化皮膜の強化、剥離抑制に奏効する。固溶
限をこえる量のＹを添加すると、Ｃｏ３Ｙが粒界に優先
析出する。皮膜の強化・剥離抑制効果を得るには、固溶
限をこえるＹの添加が必要である。このため、０．１％
以上とする。しかし多量に添加すると、延性の低下をき
たすので、１％を上限とする。
２Ｏ３等の酸化皮膜の強化、剥離抑制に奏効する。固溶
限をこえる量のＹを添加すると、Ｃｏ３Ｙが粒界に優先
析出する。皮膜の強化・剥離抑制効果を得るには、固溶
限をこえるＹの添加が必要である。このため、０．１％
以上とする。しかし多量に添加すると、延性の低下をき
たすので、１％を上限とする。
【０００９】Ｃｏ：Ｂａｌａｎｃｅ Ｃｏは溶融スズに対する反応性が小さく、安定な元素で
ある。Ｃｏをバランス成分とすることにより、すぐれた
耐溶融スズ腐食抵抗性が確保される。
ある。Ｃｏをバランス成分とすることにより、すぐれた
耐溶融スズ腐食抵抗性が確保される。
【００１０】上記溶射皮膜の形成は、ガスプラズマ溶
射、水プラズマ溶射、ジェットコート溶射、アーク溶射
等の公知の各種溶射法を適用してよいが、ガスプラズマ
溶射やジェットコート溶射法は、緻密性の高い皮膜（気
孔率 約５％以下）を形成できる点で有利である。溶射
皮膜の膜厚は約０．１〜１．５ｍｍ程度であってよい。
射、水プラズマ溶射、ジェットコート溶射、アーク溶射
等の公知の各種溶射法を適用してよいが、ガスプラズマ
溶射やジェットコート溶射法は、緻密性の高い皮膜（気
孔率 約５％以下）を形成できる点で有利である。溶射
皮膜の膜厚は約０．１〜１．５ｍｍ程度であってよい。
【００１１】なお、胴部基材は、従来のロールの胴部材
料として使用されてきた耐熱合金鋼（ＨＫ４０，ＨＨ
等）であってむろん構わないが、本発明ではその基材表
面が前記Ｃｏ合金からなる皮膜で被覆されており、ガラ
スリボンや雰囲気ガスと直接々触することがないので、
従来のロール材料に要求される程の耐熱性は必要とせず
それよりグレードの低い合金鋼を適用することも可能で
ある。
料として使用されてきた耐熱合金鋼（ＨＫ４０，ＨＨ
等）であってむろん構わないが、本発明ではその基材表
面が前記Ｃｏ合金からなる皮膜で被覆されており、ガラ
スリボンや雰囲気ガスと直接々触することがないので、
従来のロール材料に要求される程の耐熱性は必要とせず
それよりグレードの低い合金鋼を適用することも可能で
ある。
【００１２】図１は本発明のロールの断面構造を模式的
に示している。（１１）は胴部基材、（１２）は胴部の
表面層として形成されたＣｏ合金の溶射皮膜である。
（１５，１５）は胴部に取付られた軸である。本発明の
ロールは、胴部基材（１１）として適宜合金鋼からなる
円筒体（例えば遠心力鋳造管に機械加工を加えたもの）
にロール軸（１５，１５）を取付けたうえ、胴部基材
（１１）の表面に、例えば溶射皮膜の密着性を高めるた
めのサンドブラスト等を必要に応じて施したうえ、皮膜
（１２）を溶射形成し、ついでその膜面に研削・研摩加
工を加えることにより製造される。皮膜の表面あらさ
は、例えばＲａ約０．８〜１．５（μｍ）程度としてよ
い。
に示している。（１１）は胴部基材、（１２）は胴部の
表面層として形成されたＣｏ合金の溶射皮膜である。
（１５，１５）は胴部に取付られた軸である。本発明の
ロールは、胴部基材（１１）として適宜合金鋼からなる
円筒体（例えば遠心力鋳造管に機械加工を加えたもの）
にロール軸（１５，１５）を取付けたうえ、胴部基材
（１１）の表面に、例えば溶射皮膜の密着性を高めるた
めのサンドブラスト等を必要に応じて施したうえ、皮膜
（１２）を溶射形成し、ついでその膜面に研削・研摩加
工を加えることにより製造される。皮膜の表面あらさ
は、例えばＲａ約０．８〜１．５（μｍ）程度としてよ
い。
【００１３】
【実施例】耐熱合金鋼（０．４３Ｃ−１．８１Ｓｉ−
０．８７Ｍｎ−２０．７５Ｎｉ−２４．５２Ｃｒ−Ｆ
ｅ，ＨＫ４０相当）からなる中空円筒体（外径：８５ｍ
ｍ、肉厚：５ｍｍ、長さ：１００ｍｍ）の表面に金属皮
膜を溶射形成し、その膜面に研摩加工を加えて供試材を
製作した。比較例として、上記と同じ耐熱合金鋼製中空
円筒体の表面の溶射皮膜形成を省略したもの、および他
種の金属皮膜を溶射形成したものをそれぞれ用意した。
０．８７Ｍｎ−２０．７５Ｎｉ−２４．５２Ｃｒ−Ｆ
ｅ，ＨＫ４０相当）からなる中空円筒体（外径：８５ｍ
ｍ、肉厚：５ｍｍ、長さ：１００ｍｍ）の表面に金属皮
膜を溶射形成し、その膜面に研摩加工を加えて供試材を
製作した。比較例として、上記と同じ耐熱合金鋼製中空
円筒体の表面の溶射皮膜形成を省略したもの、および他
種の金属皮膜を溶射形成したものをそれぞれ用意した。
【００１４】表１中、Ｎｏ．１〜６は発明例、Ｎｏ．１
０１〜１０６は比較例である。比較例のうちＮｏ．１０
１は溶射皮膜の形成を省略した例（従来ロール相当）、
Ｎｏ．１０２とＮｏ．１０３はＮｉ合金を溶射皮膜とし
た例、Ｎｏ．１０４はＳＵＳ３１０ステンレス鋼相当組
成の溶射皮膜を形成した例であり、またＮｏ．１０５と
Ｎｏ．１０６の溶射皮膜は発明例に類似するＣｏ基合金
であるが、成分含有量が本発明の規定から逸脱（Ｎｏ．
１０５はＣｒ量不足、Ｎｏ．１０６はＡｌ量不足）の例
である。表中、溶射法の欄の「Ｇ」はガスプラズマ溶
射、「Ｊ」はジェットコート溶射、「Ａ」はアーク溶射
である。
０１〜１０６は比較例である。比較例のうちＮｏ．１０
１は溶射皮膜の形成を省略した例（従来ロール相当）、
Ｎｏ．１０２とＮｏ．１０３はＮｉ合金を溶射皮膜とし
た例、Ｎｏ．１０４はＳＵＳ３１０ステンレス鋼相当組
成の溶射皮膜を形成した例であり、またＮｏ．１０５と
Ｎｏ．１０６の溶射皮膜は発明例に類似するＣｏ基合金
であるが、成分含有量が本発明の規定から逸脱（Ｎｏ．
１０５はＣｒ量不足、Ｎｏ．１０６はＡｌ量不足）の例
である。表中、溶射法の欄の「Ｇ」はガスプラズマ溶
射、「Ｊ」はジェットコート溶射、「Ａ」はアーク溶射
である。
【００１５】上記各供試材を炭素製箱型容器内の溶融ス
ズ（深さ約２０ｍｍ）に縦向きに浸してフロートライン
の溶融スズ浴炉の炉壁内面側に設置して８０日間放置し
たのち、供試材の腐食、スズの付着状況、および亀裂・
剥離の有無を観察し、表２に示す結果を得た。表中、腐
食反応の欄の「○」は溶射皮膜の腐食による膜面変化が
軽微であること、「×」は腐食による膜面劣化（粗化）
が著しいことを意味し、同欄の（ ）内の数値は溶融ス
ズの透過による基材表面の腐食反応層の深さ（ｍｍ）を
表している。また、スズ付着性の欄における各マークは
「×→△→○」の順にスズの付着量が少ない（○は付着
が殆んどない）ことを表している。
ズ（深さ約２０ｍｍ）に縦向きに浸してフロートライン
の溶融スズ浴炉の炉壁内面側に設置して８０日間放置し
たのち、供試材の腐食、スズの付着状況、および亀裂・
剥離の有無を観察し、表２に示す結果を得た。表中、腐
食反応の欄の「○」は溶射皮膜の腐食による膜面変化が
軽微であること、「×」は腐食による膜面劣化（粗化）
が著しいことを意味し、同欄の（ ）内の数値は溶融ス
ズの透過による基材表面の腐食反応層の深さ（ｍｍ）を
表している。また、スズ付着性の欄における各マークは
「×→△→○」の順にスズの付着量が少ない（○は付着
が殆んどない）ことを表している。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】同表に示したように、従来材に相当するＮ
ｏ．１０１（ＨＫ４０円筒体、溶射皮膜なし）は溶融ス
ズによる腐食が著しく、腐食反応層厚（浸食深さ）も大
である。ＥＰＭＡによれば、腐食反応層はことごとくＮ
ｉ分が溶出し、ＮｉとＳｎとが置換されたような組織に
変化していることが観察される。またその表面はスズの
付着も顕著である。Ｎｏ．１０２〜Ｎｏ．１０４の溶射
皮膜は、いずれも溶融スズに対する腐食抵抗性に乏し
く、皮膜の腐食に伴って溶融スズが浸透し基材の表面に
厚い腐食反応層が生成している。これに対し、発明例Ｎ
ｏ．１〜６の溶射皮膜の腐食および皮膜内への溶融スズ
の浸入は極く軽微であり、かつ皮膜表面のスズの付着も
著しく少ない。なお、Ｎｏ．１０５とＮｏ．１０６にお
ける溶射皮膜の腐食およびスズの付着は他の比較例より
も減少しているが、発明例Ｎｏ．１〜６のそれに及ばな
い。
ｏ．１０１（ＨＫ４０円筒体、溶射皮膜なし）は溶融ス
ズによる腐食が著しく、腐食反応層厚（浸食深さ）も大
である。ＥＰＭＡによれば、腐食反応層はことごとくＮ
ｉ分が溶出し、ＮｉとＳｎとが置換されたような組織に
変化していることが観察される。またその表面はスズの
付着も顕著である。Ｎｏ．１０２〜Ｎｏ．１０４の溶射
皮膜は、いずれも溶融スズに対する腐食抵抗性に乏し
く、皮膜の腐食に伴って溶融スズが浸透し基材の表面に
厚い腐食反応層が生成している。これに対し、発明例Ｎ
ｏ．１〜６の溶射皮膜の腐食および皮膜内への溶融スズ
の浸入は極く軽微であり、かつ皮膜表面のスズの付着も
著しく少ない。なお、Ｎｏ．１０５とＮｏ．１０６にお
ける溶射皮膜の腐食およびスズの付着は他の比較例より
も減少しているが、発明例Ｎｏ．１〜６のそれに及ばな
い。
【００１９】
【発明の効果】本発明のフロートガラス製造用ロール
は、溶融スズに対し極めて安定した腐食抵抗性を有し、
かつ表面のスズの付着も殆どなく、長期に亘って平滑美
麗な表面状態を保持する。その耐用寿命の向上によりロ
ールメンテナンスの大幅な軽減、ライン生産性の向上、
およびガラス品質の高位安定化等の諸効果が得られる。
は、溶融スズに対し極めて安定した腐食抵抗性を有し、
かつ表面のスズの付着も殆どなく、長期に亘って平滑美
麗な表面状態を保持する。その耐用寿命の向上によりロ
ールメンテナンスの大幅な軽減、ライン生産性の向上、
およびガラス品質の高位安定化等の諸効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ロールの断面構造を模式的に示す軸方向
断面図である。
断面図である。
１１ 胴部基材，１２ 溶射皮膜，１５ ロール軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯野 勝彦 大阪市中央区道修町三丁目５番11号 日 本板硝子株式会社内 (72)発明者 鈴木 桂介 兵庫県尼崎市常光寺一丁目９番１号 大 阪富士工業株式会社内 (72)発明者 桜井 哲男 兵庫県尼崎市常光寺一丁目９番１号 大 阪富士工業株式会社内 (72)発明者 吉竹 晃 大阪府枚方市中宮大池一丁目１番１号 株式会社 クボタ 枚方製造所内 (72)発明者 水穂 幸一 大阪府枚方市中宮大池一丁目１番１号 株式会社 クボタ 枚方製造所内 (72)発明者 阪下 元貴 大阪府枚方市中宮大池一丁目１番１号 株式会社 クボタ 枚方製造所内 (56)参考文献 特開 昭54−112316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−80312（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 18/02 C03B 35/18
Claims (1)
- 【請求項１】 ロール胴部の金属基材の表面に、Ｃｒ：
１５〜３０％，Ａｌ：５〜１６％，Ｙ：０．１〜１％，
残部実質的にＣｏからなるＣｏ合金の溶射皮膜が形成さ
れていることを特徴とするフロートガラス製造用ロー
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03106929A JP3092819B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | フロートガラス製造用ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03106929A JP3092819B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | フロートガラス製造用ロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260629A JPH04260629A (ja) | 1992-09-16 |
| JP3092819B2 true JP3092819B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=14446098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03106929A Expired - Fee Related JP3092819B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | フロートガラス製造用ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3092819B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP03106929A patent/JP3092819B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPH04260629A (ja) | 1992-09-16 |
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