JP3312709B2 - 連続溶融亜鉛メッキ用浸漬ロール - Google Patents
連続溶融亜鉛メッキ用浸漬ロールInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は連続溶融亜鉛メッキライ
ンのメッキ浴中で使用する連続溶融亜鉛メッキ用浸漬ロ
ールに関するものである。
ンのメッキ浴中で使用する連続溶融亜鉛メッキ用浸漬ロ
ールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の溶融亜鉛メッキラインのメッキ浴
中で使用する浸漬ロールは、ステンレス鋼のロール基材
の表面、つまりその胴部で鋼帯に接する側に、溶融亜鉛
と反応し難くしかも耐磨耗性のある皮膜が溶射により形
成されていた。例えば、特開昭５９−１５３８７５号公
報にはＣｏ基自溶性合金が、特開平１−２２５７６１号
公報にはＷＣ−Ｃｏサーメット等を溶射する技術が提案
されている。
中で使用する浸漬ロールは、ステンレス鋼のロール基材
の表面、つまりその胴部で鋼帯に接する側に、溶融亜鉛
と反応し難くしかも耐磨耗性のある皮膜が溶射により形
成されていた。例えば、特開昭５９−１５３８７５号公
報にはＣｏ基自溶性合金が、特開平１−２２５７６１号
公報にはＷＣ−Ｃｏサーメット等を溶射する技術が提案
されている。
【０００３】これらの溶射皮膜を持つ浸漬ロールは、ス
テンレス鋼を直に使用していた時にくらべ亜鉛との反応
を抑え、しかも硬度が高いため亜鉛に対する耐蝕性と鋼
帯に対する耐磨耗性において一応の性能を発揮してきた
が、サーメット中のＣｏの成分が亜鉛中に拡散して皮膜
中のＷＣ比率が高くなり脆化して、ＷＣ−Ｃｏサーメッ
トの剥離トラブルを誘発するという問題があり、その性
能は必ずしも十分なものではなかった。
テンレス鋼を直に使用していた時にくらべ亜鉛との反応
を抑え、しかも硬度が高いため亜鉛に対する耐蝕性と鋼
帯に対する耐磨耗性において一応の性能を発揮してきた
が、サーメット中のＣｏの成分が亜鉛中に拡散して皮膜
中のＷＣ比率が高くなり脆化して、ＷＣ−Ｃｏサーメッ
トの剥離トラブルを誘発するという問題があり、その性
能は必ずしも十分なものではなかった。
【０００４】最近では、亜鉛との反応が無くしかも硬度
が高く耐磨耗性に優れる特願平５−１７４９０号にて発
明者らが提案した、ロール表面に窒化珪素皮膜、または
窒化珪素皮膜の珪素をアルミニウムで、窒素を酸素で置
換固溶した皮膜を形成させた溶融亜鉛メッキロールが使
用されるようになってきた。
が高く耐磨耗性に優れる特願平５−１７４９０号にて発
明者らが提案した、ロール表面に窒化珪素皮膜、または
窒化珪素皮膜の珪素をアルミニウムで、窒素を酸素で置
換固溶した皮膜を形成させた溶融亜鉛メッキロールが使
用されるようになってきた。
【０００５】セラミック皮膜を形成する方法として溶射
が用いられるが、溶射により形成した皮膜の内部には気
泡が存在し、皮膜を貫通する形で存在するものもある。
このような貫通する気孔はセラミックあるいはサーメッ
ト系の皮膜に必ず存在するもので、皮膜の形成を溶射法
に依存する限り不可避的な問題である。また、ロール表
面にセラミック皮膜を溶射する場合、ステンレス系のロ
ール基材との熱膨張差により熱応力が生じて皮膜に亀裂
が発生する。熱応力を少しでも緩和するために、下層に
サーメットを溶射することもあるがサーメット皮膜にも
気孔が存在する。しかも、下層の場合、上層との密着性
を確保するため、一般に化学密着化法等による封孔処理
ができないため亀裂あるいは気孔を通過する亜鉛の浸透
は防止できないのが実情であった。
が用いられるが、溶射により形成した皮膜の内部には気
泡が存在し、皮膜を貫通する形で存在するものもある。
このような貫通する気孔はセラミックあるいはサーメッ
ト系の皮膜に必ず存在するもので、皮膜の形成を溶射法
に依存する限り不可避的な問題である。また、ロール表
面にセラミック皮膜を溶射する場合、ステンレス系のロ
ール基材との熱膨張差により熱応力が生じて皮膜に亀裂
が発生する。熱応力を少しでも緩和するために、下層に
サーメットを溶射することもあるがサーメット皮膜にも
気孔が存在する。しかも、下層の場合、上層との密着性
を確保するため、一般に化学密着化法等による封孔処理
ができないため亀裂あるいは気孔を通過する亜鉛の浸透
は防止できないのが実情であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上層のセラミック皮膜
と下層のサーメット皮膜の貫通気孔部を浸透して通過し
た溶融亜鉛はやがてステンレス系ロール表面に到達して
ロール基材と接触した部分でステンレス系の化学組成の
うち、主にＦｅと反応して、Ｚｎ−Ｆｅの合金あるいは
メッキ浴中にＡｌを添加している場合はＺｎ−Ｆｅ−Ａ
ｌの３元金属間化合物をつくる。この金属間化合物は体
積膨張を伴うため、下層と上層の双方の皮膜を、下から
押し上げる形で皮膜を部分的に剥離させる。発明者らの
経験ではこのようなトラブルがあった場合は、ロールと
鋼帯が接触する外部応力を受ける部分において直径３〜
５ｍｍの円形剥離が無数に発生した。
と下層のサーメット皮膜の貫通気孔部を浸透して通過し
た溶融亜鉛はやがてステンレス系ロール表面に到達して
ロール基材と接触した部分でステンレス系の化学組成の
うち、主にＦｅと反応して、Ｚｎ−Ｆｅの合金あるいは
メッキ浴中にＡｌを添加している場合はＺｎ−Ｆｅ−Ａ
ｌの３元金属間化合物をつくる。この金属間化合物は体
積膨張を伴うため、下層と上層の双方の皮膜を、下から
押し上げる形で皮膜を部分的に剥離させる。発明者らの
経験ではこのようなトラブルがあった場合は、ロールと
鋼帯が接触する外部応力を受ける部分において直径３〜
５ｍｍの円形剥離が無数に発生した。
【０００７】このため、セラミックあるいはサーメット
溶射で不可避的に発生する貫通気孔を通過した亜鉛が、
ステンレス系のロール基材に到達するのを阻止するため
の遮蔽層を下層のサーメット溶射とロール基材間に付与
し、しかもこの遮蔽層に万一亜鉛が貫通しても自己封止
するような特性を持たすことが必要で、本発明はこの点
の解決手段を提供することを目的とする。
溶射で不可避的に発生する貫通気孔を通過した亜鉛が、
ステンレス系のロール基材に到達するのを阻止するため
の遮蔽層を下層のサーメット溶射とロール基材間に付与
し、しかもこの遮蔽層に万一亜鉛が貫通しても自己封止
するような特性を持たすことが必要で、本発明はこの点
の解決手段を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、亜鉛メッ
キ浴中で使用される浸漬ロール表面に、該ロール表面側
から第１層目としてＣｏを含む合金、第２層目として酸
化物または炭化物を含むサーメット、第３層目として酸
化物系セラミックの３層の溶射皮膜を形成させたことを
特徴とする連続溶融亜鉛メッキ用浸漬ロールを要旨とす
るものである。
キ浴中で使用される浸漬ロール表面に、該ロール表面側
から第１層目としてＣｏを含む合金、第２層目として酸
化物または炭化物を含むサーメット、第３層目として酸
化物系セラミックの３層の溶射皮膜を形成させたことを
特徴とする連続溶融亜鉛メッキ用浸漬ロールを要旨とす
るものである。
【０００９】浸漬ロール表面側から、第１層目として、
Ｃｏを含む合金の溶射皮膜を設けるのは、この種の溶射
皮膜は沸点が１５００℃前後で他のサーメットやセラミ
ックに比較して低いため、溶射フレームの温度でこの部
分が溶けるため皮膜の気孔が極めて少ないためである。
Ｃｏを含む合金の溶射皮膜を設けるのは、この種の溶射
皮膜は沸点が１５００℃前後で他のサーメットやセラミ
ックに比較して低いため、溶射フレームの温度でこの部
分が溶けるため皮膜の気孔が極めて少ないためである。
【００１０】また、この合金自体が亜鉛との反応性が小
さく、亜鉛との間でつくる金属間化合物の形成速度も遅
いため、貫通気孔が存在しても、気孔内で形成した金属
間化合物が封止材となって自己閉塞するためである。
さく、亜鉛との間でつくる金属間化合物の形成速度も遅
いため、貫通気孔が存在しても、気孔内で形成した金属
間化合物が封止材となって自己閉塞するためである。
【００１１】第２層目として酸化物または炭化物を含む
サーメットとするのは、この種のサーメットは表１に示
すように熱膨張率がステンレス鋼とセラミックの中間に
あることと、皮膜が高硬度で、しかも機械的強度が高い
ため鋼帯接触時の外部応力に対して変形が少なく、第３
層目のセラミック層のひずみ量を最小にするためであ
る。
サーメットとするのは、この種のサーメットは表１に示
すように熱膨張率がステンレス鋼とセラミックの中間に
あることと、皮膜が高硬度で、しかも機械的強度が高い
ため鋼帯接触時の外部応力に対して変形が少なく、第３
層目のセラミック層のひずみ量を最小にするためであ
る。
【００１２】第３層目を酸化物系のセラミックとするの
は、セラミック自体の亜鉛との反応が極めて緩慢で第１
層目と第２層目に形成したサーメットあるいは合金の溶
射皮膜を保護するためである。
は、セラミック自体の亜鉛との反応が極めて緩慢で第１
層目と第２層目に形成したサーメットあるいは合金の溶
射皮膜を保護するためである。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【実施例】第１層目にＮｉ−Ｃｏ−Ｃｒを含む合金を溶
射した後、第２層目にＭｏサーメットを溶射し、第３層
目に部分安定化ＺｒＯ2 を主体としたセラミックの皮膜
を溶射して形成（表２にその時の各層の熱膨張率を示
す）した２０ｍｍφ×２００ｍｍ長さの棒状のテストピ
ースを作成後、４５０℃でＡｌを０．２％添加した実験
用の溶融亜鉛浴に長期間にわたり、テストピース長さの
うち１００ｍｍの深さまで浸漬させた結果、１８０日間
浸漬して１ｍｍ程度の剥離が発生したのみであった。こ
れに対して、下層にサーメットを直接溶射後上層にＺｒ
Ｏ2 系溶射皮膜を形成させた前記特開平１−２２５７６
１号による比較例のテストピースでは、表層に３ｍｍφ
程度の円形剥離が３〜４箇所発生した。
射した後、第２層目にＭｏサーメットを溶射し、第３層
目に部分安定化ＺｒＯ2 を主体としたセラミックの皮膜
を溶射して形成（表２にその時の各層の熱膨張率を示
す）した２０ｍｍφ×２００ｍｍ長さの棒状のテストピ
ースを作成後、４５０℃でＡｌを０．２％添加した実験
用の溶融亜鉛浴に長期間にわたり、テストピース長さの
うち１００ｍｍの深さまで浸漬させた結果、１８０日間
浸漬して１ｍｍ程度の剥離が発生したのみであった。こ
れに対して、下層にサーメットを直接溶射後上層にＺｒ
Ｏ2 系溶射皮膜を形成させた前記特開平１−２２５７６
１号による比較例のテストピースでは、表層に３ｍｍφ
程度の円形剥離が３〜４箇所発生した。
【００１５】また、本発明による３層の皮膜を施した浸
漬ロールを連続溶融亜鉛メッキラインで実際に使用した
結果、鋼帯から受ける外部応力のため実験浴の浸漬テス
トに比べ短命ではあったが、それでも１２０日以上の耐
用性があることを確認した。同じ連続溶融亜鉛メッキラ
インで前記比較例の皮膜を施した浸漬ロールを使用した
テストでは、２４日間で円形剥離が発生していることか
ら、本発明の優位性が確認できた。
漬ロールを連続溶融亜鉛メッキラインで実際に使用した
結果、鋼帯から受ける外部応力のため実験浴の浸漬テス
トに比べ短命ではあったが、それでも１２０日以上の耐
用性があることを確認した。同じ連続溶融亜鉛メッキラ
インで前記比較例の皮膜を施した浸漬ロールを使用した
テストでは、２４日間で円形剥離が発生していることか
ら、本発明の優位性が確認できた。
【００１６】実施例の各層を構成する皮膜の常温に置け
る熱膨張率を表２に示す。
る熱膨張率を表２に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【発明の効果】以上述べたとおり、本発明によりメッキ
浴用浸漬ロールの寿命を大幅に延長でき、浸漬ロールの
取り替え頻度の削減によって整備コトスが削減でき、ロ
ールの取り替えに伴うライン休止も削減したためライン
可動率の向上が可能になる。
浴用浸漬ロールの寿命を大幅に延長でき、浸漬ロールの
取り替え頻度の削減によって整備コトスが削減でき、ロ
ールの取り替えに伴うライン休止も削減したためライン
可動率の向上が可能になる。
【００１９】また、溶融亜鉛浴槽の周辺で行うロールの
取り替え作業は、機器が該浴槽の熱放射で加熱されて高
温雰囲気になっており、加えて浴槽の周囲は足元も不安
定なため作業に危険性が伴うが、本発明により取り替え
頻度が大幅に削減され、作業の安全性も確保できる。
取り替え作業は、機器が該浴槽の熱放射で加熱されて高
温雰囲気になっており、加えて浴槽の周囲は足元も不安
定なため作業に危険性が伴うが、本発明により取り替え
頻度が大幅に削減され、作業の安全性も確保できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−41713（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−209259（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 4/04 C23C 2/00 C23C 28/00
Claims (1)
- 【請求項１】 亜鉛メッキ浴中で使用される浸漬ロール
表面に、該ロール表面側から第１層目としてＣｏを含む
合金、第２層目として酸化物または炭化物を含むサーメ
ット、第３層目として酸化物系セラミックの３層の溶射
皮膜を形成させたことを特徴とする連続溶融亜鉛メッキ
用浸漬ロール。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP25796794A JP3312709B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 連続溶融亜鉛メッキ用浸漬ロール |
| KR1019950036565A KR100272298B1 (ko) | 1994-10-24 | 1995-10-23 | 연속 열간-침지 용융 도금용 포트롤 |
| EP95116671A EP0712939A3 (en) | 1994-10-24 | 1995-10-23 | Pot roll for continuous hot-dip galvanizing |
| TW084111828A TW293850B (ja) | 1994-10-24 | 1995-11-08 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25796794A JP3312709B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 連続溶融亜鉛メッキ用浸漬ロール |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| JPS5558360A (en) * | 1978-10-19 | 1980-05-01 | Satoosen:Kk | Forming method for heat and abrasion resisting protective coating |
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- 1995-10-23 EP EP95116671A patent/EP0712939A3/en not_active Withdrawn
- 1995-10-23 KR KR1019950036565A patent/KR100272298B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-11-08 TW TW084111828A patent/TW293850B/zh active
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| TW293850B (ja) | 1996-12-21 |
| KR100272298B1 (ko) | 2000-12-01 |
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