JP3765485B2

JP3765485B2 - Roll for continuous molten metal plating

Info

Publication number: JP3765485B2
Application number: JP2002116411A
Authority: JP
Inventors: 伸一横須賀
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: JP2003306753A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板に亜鉛めっき等の金属めっきを施す際に溶融金属浴中に浸漬して用いられるシンクロールやサポートロール等の連続溶融金属めっき用ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続溶融金属めっき装置は、表面を清浄、活性化した鋼板を亜鉛等の溶融金属浴中に浸漬、走行させながら連続的にめっきを行うものである。その際、シンクロールやサポートロール等の連続溶融金属めっき用ロールが溶融金属浴中に浸漬されて用いられる。シンクロールは、溶融金属浴中の底部に配置され、浴中に送られてきた鋼板の進行方向を上方の浴面側に変えるものである。通常、シンクロールの回転動力は、鋼板の走行移動によって駆動トルクが付与される。また、サポートロールは、一対のロールからなりシンクロールを通過した後の浴面に近い位置に設けられ、外部のモーターによりスピンドルを介して駆動され、鋼板を挟み込み、鋼板のパスラインを保ち、シンクロールを通過した際に生じる鋼板の反りを矯正する。
【０００３】
従来の連続溶融金属めっき用ロールには、耐食性に優れるステンレス鋼やクロム系耐熱鋼等の鉄鋼材料が用いられていた。しかしながら、このロールは長時間、溶融金属浴中に浸漬されると、表面が侵食されて摩耗しやすかった。さらに耐食性、耐摩耗性を向上させるために鉄鋼材料からなるロール母材表面に、耐食性Ｃｏ基合金を肉盛溶接したり、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金やＡｌ₂Ｏ₃等のセラミックスを溶射したものがあるが、母材と溶射被膜との熱膨張率の差により薄い被膜にクラックを生じそこから侵食されて摩耗を避けられなかった。
【０００４】
摩耗が著しくなると、ロールの真円度、円筒度を維持できなくなり、ロールや鋼板に振動が起こり、均一なめっき特性の鋼板が得られなくなる。このため、従来は１〜２週間の連続使用の後に、一旦めっき作業を中止して摩耗したロールを交換する必要があった。これは生産性を著しく低下させ、ロール交換費用がかさむことにより製品のコスト高を招く問題があった。
【０００５】
そこで、これを解決するために、鋼板が接触するロール胴部（通板部）を耐食性、耐熱性、耐摩耗性に優れるセラミックスにより構成した連続溶融金属めっき用ロールが知られている。例えば、従来例として特開平５−２７１８８７号には、ＳＵＨ３０９の耐熱鋼からなる軸にサイアロン製のセラミックススリーブを保持する黄銅製の止めリングを挿入してから、軸の両端から耐熱鋼製の押さえリングをはめて、軸とセラミックススリーブを固定したサポートロールが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
シンクロールやサポートロール等の連続溶融金属めっき用ロールは、鋼板と接触した状態となるので鋼板と同一速度で回転する必要がある。このため、連続溶融金属めっき用ロールはできるかぎり回転しやすく、起動および鋼板の走行速度の変化に追従しやすいことが望まれる。しかしながら、前記従来例の場合、耐熱鋼からなる中実の軸を有するのでロール自重が重くなり、走行する鋼板に追従して回転し難い問題があった。
【０００７】
また、ロール軸とセラミックススリーブとの隙間に溶融金属が侵入した状態で、ロールを浴中から引き揚げると、溶融金属が隙間に封入されたまま溜まって、温度の降下とともに凝固する。一方、浴中使用時に熱膨張していたロールは温度の降下により冷却され収縮し始める。そのため、隙間に溜まって凝固した金属によりセラミックススリーブが圧縮作用を受けて割れを生じる問題があった。
【０００８】
また、前記従来例はロール胴部のみがセラミックスで構成され、ロールの軸と押さえリングは耐熱鋼、止めリングは黄銅を採用しているので溶融金属浴に対する耐食性、耐摩耗性は未だ十分でなかった。そこで、ロール全体をセラミックスで構成できればよいが、焼結製のセラミックスは、例えばセラミックスの原料粉末等を型の中に入れ、冷間静水圧プレス装置により成形した後、焼成して製造されるため、大きさや形状に限界がある。特に、ロールのような長尺品の場合、ロール全体をセラミックスにより一体的に製造するには、長さ寸法の制約を多く受けざる得なかった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解消することを目的としており、耐食性、耐熱性、耐摩耗性に優れ、ロールを軽量化して回転しやすい、ロールを浴中に入れて回転させた際、または浴中から引き揚げた際の割れを防止でき、ロール全体をセラミックスにより長尺化できる連続溶融金属めっき用ロールを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決する手段について種々検討した結果、連続溶融金属めっき用ロールにおいて、耐食性、耐熱性、耐摩耗性に優れるセラミックスにより、中空状のロール胴部と軸部を別個に作製した後、ロール胴部の片端部に一つの軸部を、ロール胴部の他端部に別の軸部を組立てることが有効であることを見い出し、本発明に至った。
【００１１】
すなわち、本発明の連続溶融金属めっき用ロールは、ロール胴部と軸部をそれぞれセラミックスにより中空状に形成し、ロール胴部の内面と軸部の外面との間に隙間を有するように、ロール胴部の両端部に軸部を嵌合して組立てたことを特徴とする。
【００１２】
本発明において、軸部に設けた段付き部の端面と、軸部の周囲に配置されたすべり軸受の端面との間に形成したスラスト方向の隙間が、ロール胴部の端部に嵌合した部分の軸部のスラスト方向長さより短いことを特徴とする。また、ロール胴部と軸部を平行クラッチ方式またはスプライン方式により嵌合して組立てることが好ましい。さらに、ロール胴部、軸部を形成するセラミックスが窒化ケイ素やサイアロン等の窒化ケイ素系セラミックスであるのが好ましい。
【００１３】
【作用】
本発明の連続溶融金属めっき用ロールは、ロール胴部と軸部がセラミックスからなるので、溶融金属浴に対して十分な耐食性、耐熱性、耐摩耗性を有する。セラミックスのなかでも窒化ケイ素やサイアロン等の窒化ケイ素系セラミックスは、熱膨張係数が約３×１０^-6／℃と小さく耐熱衝撃性に優れ、高温高強度を有するので好ましい。
【００１４】
ロール胴部と軸部は、それぞれ回転軸方向に貫通孔を有する中空体であるため、ロール全体の自重が軽くなる。したがって、ロールの回転慣性力が小さくなり、運転起動および鋼板の走行速度の変化に良好に追従して回転できる。
【００１５】
本発明では、溶融金属が侵入する隙間を生じる可能性のある部分が、ロール胴部と軸部を組立てた部分のみと少なく、また、ロールを浴中から引き揚げた際に、中空のロール胴部と軸部により形成された貫通孔の両端の開口部から溶融金属が円滑に排出されるので、隙間に溶融金属が溜まって凝固することによるロールの割れを防ぐことができる。
【００１６】
また、ロール胴部と軸部を別個に作製した後、ロール胴部の片端部に一つの軸部を、ロール胴部の他端部に別の軸部を嵌合させて組立てるため、全体がセラミックスからなるロールを容易に長尺化できる。
【００１７】
また、ロール胴部と軸部を機械的に剛接合とすると、曲げや熱衝撃により両者の接合部に過大な応力が生じ、ロールが破壊するおそれがある。このため、ロール胴部の内面と軸部の外面との間に隙間を有するように両者を嵌合することにより柔構造として組立てる。これにより、ロール胴部と軸部との間の拘束力を回避でき、ロールに曲げまたは熱衝撃が付加された場合の応力の発生を軽減することが可能となり、ロールの割れを防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、連続溶融金属めっき装置のサポートロールにサイアロンセラミックスを適用した実施例について説明する。図１は連続溶融金属めっき装置の概略を示す。図１において、焼鈍炉から送出された鋼板１は、酸化防止のスナウト２を通り、亜鉛の溶融金属浴３の中に浸漬される。そして、鋼板１は溶融金属浴３中の底部に懸架されたシンクロール４により進行方向を変えられ浴面側に上昇する。次いで、浴面に近い位置に浸漬、支持された一対のロールからなるサポートロール５で鋼板１を挟み込み、鋼板１の反りや振動を防止する。続いて、溶融金属浴３面の上方にあるガスワイピング６によって高速ガスを吹き付け、そのガス圧、吹き付け角度により付着めっきの厚さを均一に調整する。このようにして、めっきが施された鋼板１は次の工程に送られる。この連続溶融金属めっき装置に、本発明の特徴を有するサポートロール５を装備した。
【００１９】
図２は本発明のサポートロール５の断面図を示す。図２において、サポートロール５は、ロール胴部７の両端部に、軸部８、軸部９をそれぞれ嵌合して組立てることにより構成される。このとき、ロール胴部７の内面と、軸部８および軸部９の外面との間に隙間を確保する。サポートロール５は、溶融金属浴に対して優れた耐食性、耐熱衝撃性、高温高強度特性を有するサイアロンセラミックスにより形成した。
【００２０】
本実施例では、次のようにサポートロール５のロール胴部７を作製した。まず、平均粒径０．８μｍのα−Ｓｉ₃Ｎ₄粉末：８７重量％、平均粒径０．５μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末：５重量％、平均粒径０．５μｍのＡｌＮ固溶体粉末：３重量％、平均粒径１．０μｍのＹ₂Ｏ₃粉末：５重量％を配合し、バインダーとしてポリビニルブチラールを原料粉末１００重量部当たり０．５重量％を加えて撹拌して得た混合物を、１０００ｋｇ／ｃｍ²の圧力でＣＩＰ成形した。次に、常圧、窒素雰囲気下、１７５０℃で５時間焼結してサイアロンセラミックス焼結体を得た。
【００２１】
得られたサイアロンセラミックス焼結体は理論密度の９９．１％の密度を有し、常温におけるビッカース硬度Ｈｖが１５８０、常温における３点曲げによる曲げ強さが１００ｋｇｆ／ｍｍ²であった。この焼結体を所定の形状に機械加工して中空円筒状のロール胴部７を作製した。また、ロールの軸部８および軸部９も、ロール胴部７と同様にサイアロンセラミックス焼結体で作製した。
【００２２】
ロール胴部７は、外径２１０ｍｍ、内径１６５ｍｍ、長さ１４００ｍｍの中空円筒体からなる。ロール胴部７の外周面は鋼板１が接触して通板される面である。ロール胴部７の両端部の内周に、おのおの端面から奥行き約６０ｍｍの範囲に嵌合部を設けた。
【００２３】
一方の軸部８は中空体からなり、溶融金属浴の外部に設けられた駆動モーター（図示せず）によりスピンドル（図示せず）を介して回転される駆動側の軸部である。軸となる細径側（図２では軸部８の右側）は、最大外径１４０ｍｍ、内径８０ｍｍである。ロール胴部７と接合される太径側（図２では軸部８の左側）は、外径１７５ｍｍ、内径１３０ｍｍである。細径側と太径側の長さを合わせた軸部８の全長は４７０ｍｍである。太径側の軸部８の端部外周に、ロール胴部７と組立てるための嵌合部を設けた。また、軸部８の周囲に配置されるすべり軸受１３と対向するように、軸部８に段付き部１１を設けた。なお、細径側の軸部８の端部には、スピンドルと結合させるためのクラッチ部材（図示せず）を取り付けた。この場合、クラッチ部材もサイアロンセラミックス焼結体により作製した。
【００２４】
他方の軸部９は中空体からなり、すべり軸受１４で支持される従動側の軸部である。軸となる細径側（図２では軸部９の左側）は、外径１２０ｍｍ、内径８０ｍｍである。ロール胴部７と接合される太径側（図２では軸部９の右側）は、外径１７５ｍｍ、内径１３０ｍｍである。細径側と太径側の長さを合わせた軸部９の全長は４２０ｍｍである。太径側の軸部９の端部外周に、ロール胴部７と組立てるための嵌合部を設けた。また、軸部９の周囲に配置されるすべり軸受１４と対向するように、軸部９に段付き部１２を設けた。
【００２５】
このようなロール胴部７、軸部８、軸部９を用意した後、ロール胴部７の両端部に軸部８、軸部９を、ロール胴部７の回転軸と同軸に、しかもロール胴部７の内面と、軸部８および軸部９の外面との間に隙間を有するように嵌合させることにより、本発明のサポートロール５を組立てた。このように組立てたサポートロール５には、回転軸方向に、軸部８、ロール胴部７、軸部９を貫いた貫通孔が形成されることになる。サポートロール５を溶融金属浴中に浸漬したとき、この貫通孔内に溶融金属が侵入し満たされる。一方、サポートロール５を溶融金属浴中から引き揚げた際には、貫通孔両端の開口部から溶融金属が円滑に排出される。
【００２６】
本発明のサポートロール５において、ロール胴部７の端部に嵌合された部分の軸部８のスラスト方向長さＬ１が、ロール胴部７の端部から突出した軸部８のスラスト方向長さＬ２より短いすなわちＬ１＜Ｌ２であるほうが、軸部８の全長が短い分軽量化を一層図ることができるので望ましい。これは軸部９についても同じである。
【００２７】
ロール胴部と軸部が隙間を有する嵌合にすることにより、サポートロール５の駆動力伝達とスラスト方向の拘束に対する対処が必要となる。
【００２８】
図３は図２中のＡ−Ａ方向から見た断面図である。図３に示すように、ロール胴部７と駆動側軸部８との嵌合部を平行クラッチ１５の構造とすることにより駆動力を伝達するようにした。また、ロール胴部７と軸部９も同様に平行クラッチ方式で嵌合した。なお、駆動力の伝達方法は平行クラッチ方式の他にスプライン方式を用いても良い。
【００２９】
本発明のサポートロール５は、すべり軸受１３、１４によりラジアル方向、スラスト方向の力を受けている。そこで、スラスト方向の拘束については、軸部８に設けた段付き部１１の端面と、軸部８の周囲に配置されたすべり軸受１３の端面との間に形成したスラスト方向の隙間Ｌ３を、ロール胴部７の端部に嵌合した部分の軸部８のスラスト方向長さＬ１より短く設定すれば、軸部８とロール胴部７が外れることなく運転可能である。
【００３０】
同様に、軸部９に設けた段付き部１２の端面と、軸部９の周囲に配置されたすべり軸受１４の端面との間に形成したスラスト方向の隙間Ｌ４を、ロール胴部７の端部に嵌合した部分の軸部９のスラスト方向長さＬ１より短く設定すれば、軸部９とロール胴部７が外れず運転できる。
【００３１】
このように構成した本発明のサポートロール５を図１に示す連続溶融金属めっき装置において、板厚が２ｍｍ、板幅が１３００ｍｍのＳＵＳ３００系ステンレス鋼板を亜鉛めっき処理したところ、約１ヶ月の連続使用後、サポートロール５は侵食、摩耗が殆ど見られなく耐用寿命が著しく向上したことを確認できた。また、ロール自重が軽いので回転しやすく、起動および鋼板の走行速度の変化に良好に追従し、さらに摩耗によるロールや鋼板の振動の発生を抑えられるので高品質なめっき特性の鋼板が得られた。
【００３２】
以上、サポートロールの実施例について述べたが、本発明はシンクロールなど各種の連続溶融金属めっき用ロールに適用できることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の連続溶融金属めっき用ロールは、耐食性、耐熱性、耐摩耗性等に優れ耐用寿命が永くなる。ロール自重が軽量なので鋼板の走行速度の変化に良好に追従して回転する。また、ロールを浴中に入れて回転させた際、またはロールを浴中から引き揚げた際のロールの割れを防止できる。したがって、高品質なめっき特性の鋼板を安定して生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続溶融金属めっき装置の概略を示す図である。
【図２】本発明のサポートロールの断面図を示す図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【符号の説明】
１鋼板、２スナウト、３溶融金属浴、４シンクロール、
５サポートロール、６ガスワイピング、７ロール胴部、
８軸部、９軸部、１１段付き部、１２段付き部、
１３すべり軸受、１４すべり軸受、１５平行クラッチ、
Ｌ１ロール胴部に接合した部分の軸部のスラスト方向長さ、
Ｌ２ロール胴部の端部から突出した部分の軸部のスラスト方向長さ、
Ｌ３軸部の段付き部とすべり軸受間のスラスト方向の隙間、
Ｌ４軸部の段付き部とすべり軸受間のスラスト方向の隙間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roll for continuous molten metal plating such as a sink roll and a support roll used by being immersed in a molten metal bath when metal plating such as galvanization is applied to a steel sheet.
[0002]
[Prior art]
The continuous molten metal plating apparatus performs continuous plating while immersing and running a steel plate having a cleaned and activated surface in a molten metal bath such as zinc. At that time, rolls for continuous molten metal plating such as sink rolls and support rolls are used by being immersed in a molten metal bath. A sink roll is arrange | positioned at the bottom part in a molten metal bath, and changes the advancing direction of the steel plate sent in the bath to the upper bath surface side. Usually, the driving torque is applied to the rotational power of the sink roll by the traveling movement of the steel plate. The support roll consists of a pair of rolls and is provided at a position close to the bath surface after passing through the sink roll. The support roll is driven by an external motor via a spindle, sandwiches the steel plate, maintains the pass line of the steel plate, and sinks. Corrects the warpage of the steel sheet that occurs when it passes through the roll.
[0003]
Steel materials such as stainless steel and chromium heat-resistant steel having excellent corrosion resistance have been used for conventional rolls for continuous molten metal plating. However, when the roll was immersed in a molten metal bath for a long time, the surface was eroded and easily worn. Furthermore, in order to improve the corrosion resistance and wear resistance, the surface of the roll base made of steel material was welded with a corrosion-resistant Co-based alloy, or a ceramic such as WC-Co cemented carbide or Al ₂ O ₃ was sprayed. Although there are some, the difference in the thermal expansion coefficient between the base material and the thermal sprayed coating caused cracks in the thin coating, and eroded from there, so wear was unavoidable.
[0004]
If the wear becomes remarkable, the roundness and cylindricity of the roll cannot be maintained, and the roll and the steel plate are vibrated, so that a steel plate having uniform plating characteristics cannot be obtained. For this reason, conventionally, after continuous use for 1 to 2 weeks, it was necessary to stop the plating operation and replace the worn roll. This significantly reduces productivity and increases the cost of the product due to an increase in roll replacement costs.
[0005]
Therefore, in order to solve this problem, there is known a continuous hot metal plating roll in which a roll body portion (through plate portion) in contact with a steel plate is made of ceramics having excellent corrosion resistance, heat resistance, and wear resistance. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-271877 as a conventional example, a brass retaining ring for holding a sialon ceramic sleeve is inserted into a shaft made of heat resistant steel of SUH309, and then a heat resistant steel presser is inserted from both ends of the shaft. A support roll is described in which a ring is fitted and a shaft and a ceramic sleeve are fixed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Rolls for continuous molten metal plating such as sink rolls and support rolls need to rotate at the same speed as the steel sheet because they are in contact with the steel sheet. For this reason, it is desired that the roll for continuous molten metal plating is as easy to rotate as possible and can easily follow the start-up and changes in the running speed of the steel sheet. However, in the case of the conventional example, the roll has its own weight because it has a solid shaft made of heat-resistant steel, and there is a problem that it is difficult to rotate following the traveling steel plate.
[0007]
In addition, when the molten metal has entered the gap between the roll shaft and the ceramic sleeve and the roll is lifted from the bath, the molten metal is retained in the gap and solidifies as the temperature decreases. On the other hand, the roll that has been thermally expanded during use in the bath starts to cool and shrink due to a drop in temperature. Therefore, there has been a problem that the ceramic sleeve is subjected to a compression action by the metal solidified in the gap and cracks.
[0008]
In the above conventional example, only the roll body is made of ceramics, and the roll shaft and presser ring are made of heat-resistant steel, and the retaining ring is made of brass, so the corrosion resistance and wear resistance to the molten metal bath are still insufficient. It was. Therefore, it is sufficient that the entire roll can be made of ceramics. However, sintered ceramics are manufactured by, for example, putting ceramic raw material powders in a mold, forming them with a cold isostatic press, and then firing them. There is a limit in size and shape. In particular, in the case of a long product such as a roll, in order to manufacture the entire roll integrally with ceramics, there have been many restrictions on the length dimension.
[0009]
The present invention aims to solve such problems, and is excellent in corrosion resistance, heat resistance, and wear resistance, is easy to rotate by reducing the weight of the roll, when the roll is rotated in a bath, or It is an object of the present invention to provide a roll for continuous molten metal plating that can prevent cracking when drawn from the bath and that can lengthen the entire roll with ceramics.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various investigations on means for solving this problem, in the roll for continuous molten metal plating, the hollow roll body and the shaft are separately made of ceramics having excellent corrosion resistance, heat resistance, and wear resistance, and then the roll It has been found that it is effective to assemble one shaft portion at one end of the body portion and another shaft portion at the other end portion of the roll body portion, and the present invention has been achieved.
[0011]
That is, the roll for continuous molten metal plating of the present invention is formed so that the roll body part and the shaft part are respectively formed hollow by ceramics, and there is a gap between the inner surface of the roll body part and the outer surface of the shaft part. The shaft portion is fitted and assembled to both end portions of the body portion.
[0012]
In the present invention, the gap in the thrust direction formed between the end surface of the stepped portion provided in the shaft portion and the end surface of the slide bearing disposed around the shaft portion is fitted to the end portion of the roll body portion. It is characterized by being shorter than the length of the axial portion of the portion in the thrust direction. Further, it is preferable to assemble the roll body portion and the shaft portion by fitting them by a parallel clutch method or a spline method. Furthermore, it is preferable that the ceramic forming the roll body portion and the shaft portion is a silicon nitride ceramic such as silicon nitride or sialon.
[0013]
[Action]
Since the roll body part and the shaft part are made of ceramics, the roll for continuous molten metal plating of the present invention has sufficient corrosion resistance, heat resistance, and wear resistance for the molten metal bath. Among ceramics, silicon nitride ceramics such as silicon nitride and sialon are preferable because they have a small thermal expansion coefficient of about 3 × 10 ⁻⁶ / ° C., excellent thermal shock resistance, and high temperature and strength.
[0014]
Since the roll body and the shaft are hollow bodies each having a through hole in the rotation axis direction, the weight of the entire roll is reduced. Accordingly, the rotational inertia force of the roll is reduced, and the roll can be rotated following the start-up of the operation and the change in the traveling speed of the steel sheet.
[0015]
In the present invention, there are few parts that may cause a gap into which molten metal enters, and only a part in which the roll body part and the shaft part are assembled, and when the roll is lifted from the bath, the hollow roll body part Since the molten metal is smoothly discharged from the openings at both ends of the through hole formed by the shaft portion, it is possible to prevent the roll from cracking due to the molten metal remaining in the gap and solidifying.
[0016]
In addition, after the roll body part and the shaft part are separately manufactured, one shaft part is fitted to one end part of the roll body part and another shaft part is fitted to the other end part of the roll body part for assembly. A roll made of ceramic can be easily elongated.
[0017]
Further, if the roll body and the shaft are mechanically rigidly joined, excessive stress is generated at the joint between the two due to bending or thermal shock, and the roll may be broken. For this reason, it assembles as a flexible structure by fitting both so that it may have a clearance gap between the inner surface of a roll trunk | drum, and the outer surface of a axial part. Thereby, the restraining force between the roll body portion and the shaft portion can be avoided, and it is possible to reduce the occurrence of stress when bending or thermal shock is applied to the roll, thereby preventing the roll from cracking.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example in which sialon ceramics is applied to a support roll of a continuous molten metal plating apparatus will be described. FIG. 1 shows an outline of a continuous molten metal plating apparatus. In FIG. 1, a steel sheet 1 delivered from an annealing furnace passes through an antioxidant snout 2 and is immersed in a molten metal bath 3 of zinc. The traveling direction of the steel plate 1 is changed by the sink roll 4 suspended at the bottom of the molten metal bath 3 and is raised to the bath surface side. Next, the steel plate 1 is sandwiched between the support rolls 5 composed of a pair of rolls immersed and supported near the bath surface to prevent warpage and vibration of the steel plate 1. Subsequently, high-speed gas is sprayed by the gas wiping 6 above the surface of the molten metal bath 3, and the thickness of the adhesion plating is uniformly adjusted by the gas pressure and spray angle. In this way, the plated steel plate 1 is sent to the next step. This continuous molten metal plating apparatus was equipped with a support roll 5 having the features of the present invention.
[0019]
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the support roll 5 of the present invention. In FIG. 2, the support roll 5 is configured by fitting and assembling a shaft portion 8 and a shaft portion 9 to both ends of the roll body portion 7. At this time, a clearance is ensured between the inner surface of the roll body portion 7 and the outer surfaces of the shaft portion 8 and the shaft portion 9. The support roll 5 was formed of sialon ceramics having excellent corrosion resistance, thermal shock resistance, and high temperature and high strength characteristics with respect to the molten metal bath.
[0020]
In this example, the roll body 7 of the support roll 5 was produced as follows. First, α-Si ₃ N ₄ powder having an average particle diameter of 0.8 μm: 87 wt%, Al ₂ O ₃ powder having an average particle diameter of 0.5 μm: 5 wt%, AlN solid solution powder having an average particle diameter of 0.5 μm: 3 A mixture obtained by blending 5% by weight of Y ₂ O ₃ powder having an average particle size of 1.0 μm: 5% by weight, adding 0.5% by weight of polyvinyl butyral as a binder per 100 parts by weight of the raw material powder, and stirring the mixture, CIP molding was performed at a pressure of 1000 kg / cm ² . Next, sintering was performed at 1750 ° C. for 5 hours under normal pressure and nitrogen atmosphere to obtain a sialon ceramic sintered body.
[0021]
The obtained sialon ceramic sintered body had a density of 99.1% of the theoretical density, Vickers hardness Hv at room temperature, 1580, and bending strength by three-point bending at room temperature was 100 kgf / mm ² . The sintered body was machined into a predetermined shape to produce a hollow cylindrical roll body 7. Further, the shaft portion 8 and the shaft portion 9 of the roll were also made of a sialon ceramic sintered body in the same manner as the roll body portion 7.
[0022]
The roll body 7 is a hollow cylindrical body having an outer diameter of 210 mm, an inner diameter of 165 mm, and a length of 1400 mm. The outer peripheral surface of the roll body portion 7 is a surface through which the steel plate 1 comes into contact. On the inner periphery of both end portions of the roll body portion 7, fitting portions were provided in a range of a depth of about 60 mm from each end face.
[0023]
One shaft portion 8 is formed of a hollow body and is a shaft portion on the drive side that is rotated via a spindle (not shown) by a drive motor (not shown) provided outside the molten metal bath. The small diameter side (the right side of the shaft portion 8 in FIG. 2) serving as the shaft has a maximum outer diameter of 140 mm and an inner diameter of 80 mm. The large diameter side (the left side of the shaft 8 in FIG. 2) joined to the roll body 7 has an outer diameter of 175 mm and an inner diameter of 130 mm. The total length of the shaft portion 8 including the lengths of the small diameter side and the large diameter side is 470 mm. The fitting part for assembling with the roll trunk | drum 7 was provided in the edge part outer periphery of the axial part 8 of the large diameter side. Further, the stepped portion 11 is provided on the shaft portion 8 so as to face the slide bearing 13 disposed around the shaft portion 8. A clutch member (not shown) for coupling with the spindle was attached to the end of the shaft portion 8 on the small diameter side. In this case, the clutch member was also made of a sialon ceramic sintered body.
[0024]
The other shaft portion 9 is made of a hollow body and is a driven shaft portion supported by the slide bearing 14. The small diameter side (left side of the shaft portion 9 in FIG. 2) serving as the shaft has an outer diameter of 120 mm and an inner diameter of 80 mm. The large diameter side (the right side of the shaft 9 in FIG. 2) joined to the roll body 7 has an outer diameter of 175 mm and an inner diameter of 130 mm. The total length of the shaft portion 9 including the lengths of the small diameter side and the large diameter side is 420 mm. A fitting portion for assembling with the roll body portion 7 was provided on the outer periphery of the end portion of the shaft portion 9 on the large diameter side. Further, the stepped portion 12 is provided on the shaft portion 9 so as to face the slide bearing 14 arranged around the shaft portion 9.
[0025]
After preparing such a roll body 7, shaft 8, and shaft 9, the shaft 8 and shaft 9 are arranged at both ends of the roll body 7 coaxially with the rotation axis of the roll body 7, and the roll. The support roll 5 of the present invention was assembled by fitting the inner surface of the body portion 7 and the outer surfaces of the shaft portion 8 and the shaft portion 9 so as to have a gap. The support roll 5 assembled in this way is formed with a through-hole penetrating the shaft portion 8, the roll body portion 7, and the shaft portion 9 in the rotation axis direction. When the support roll 5 is immersed in the molten metal bath, the molten metal enters and fills the through holes. On the other hand, when the support roll 5 is lifted from the molten metal bath, the molten metal is smoothly discharged from the openings at both ends of the through hole.
[0026]
In the support roll 5 of the present invention, the thrust direction length L1 of the shaft portion 8 of the portion fitted to the end portion of the roll body portion 7 is the thrust direction length of the shaft portion 8 protruding from the end portion of the roll body portion 7. It is desirable that the length is shorter than the length L2, that is, L1 <L2, because the shaft portion 8 can be further reduced in weight because the entire length of the shaft portion 8 is shorter. The same applies to the shaft portion 9.
[0027]
By fitting the roll body portion and the shaft portion with a gap, it is necessary to deal with the driving force transmission of the support roll 5 and the restraint in the thrust direction.
[0028]
FIG. 3 is a cross-sectional view seen from the AA direction in FIG. As shown in FIG. 3, the engagement portion between the roll body portion 7 and the driving side shaft portion 8 has a structure of a parallel clutch 15 so that the driving force is transmitted. Similarly, the roll body portion 7 and the shaft portion 9 were fitted by the parallel clutch method. The driving force transmission method may be a spline method in addition to the parallel clutch method.
[0029]
The support roll 5 of the present invention receives radial and thrust forces from the sliding bearings 13 and 14. Therefore, with regard to the restraint in the thrust direction, a gap L3 in the thrust direction formed between the end surface of the stepped portion 11 provided in the shaft portion 8 and the end surface of the slide bearing 13 disposed around the shaft portion 8 is If the length in the thrust direction of the shaft 8 fitted to the end of the roll body 7 is set to be shorter than the length L1, the shaft 8 and the roll body 7 can be operated without being detached.
[0030]
Similarly, a gap L4 in the thrust direction formed between the end surface of the stepped portion 12 provided in the shaft portion 9 and the end surface of the slide bearing 14 disposed around the shaft portion 9 is used as the end of the roll body portion 7. If the length in the thrust direction of the shaft portion 9 of the portion fitted to the portion is set shorter than the length L1, the shaft portion 9 and the roll body portion 7 can be operated without being detached.
[0031]
In the continuous molten metal plating apparatus shown in FIG. 1, the SUS300 type stainless steel sheet having a plate thickness of 2 mm and a plate width of 1300 mm is galvanized in the continuous roll metal plating apparatus shown in FIG. After that, it was confirmed that the support roll 5 was hardly eroded and worn and the service life was remarkably improved. In addition, since the roll weight is light, it is easy to rotate, and it follows the changes in the starting speed and the running speed of the steel plate well. Further, the occurrence of vibration of the roll and steel plate due to wear can be suppressed, so a steel plate with high quality plating characteristics was obtained. .
[0032]
As mentioned above, although the Example of the support roll was described, it cannot be overemphasized that this invention is applicable to various rolls for continuous molten metal plating, such as a sink roll.
[0033]
【The invention's effect】
The roll for continuous molten metal plating of the present invention is excellent in corrosion resistance, heat resistance, wear resistance and the like and has a long service life. Since the roll weight is light, it rotates following the change in the running speed of the steel plate. Further, it is possible to prevent cracking of the roll when the roll is put in a bath and rotated, or when the roll is lifted from the bath. Therefore, it is possible to stably produce a steel plate having high quality plating characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a continuous molten metal plating apparatus.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a support roll according to the present invention.
3 is a cross-sectional view seen from the direction AA in FIG. 2;
[Explanation of symbols]
1 steel plate, 2 snout, 3 molten metal bath, 4 sink roll,
5 Support roll, 6 Gas wiping, 7 Roll body,
8 shaft parts, 9 shaft parts, 11 stepped parts, 12 stepped parts,
13 slide bearing, 14 slide bearing, 15 parallel clutch,
L1 Thrust direction length of the shaft part joined to the roll body part,
L2 Thrust direction length of the shaft portion of the portion protruding from the end of the roll body,
L3 Clearance in the thrust direction between the stepped part of the shaft part and the slide bearing,
L4 Thrust clearance between the stepped part of the shaft and the slide bearing

Claims

The roll body part and the shaft part are respectively formed in a hollow shape with ceramics, and the shaft part is fitted to both ends of the roll body part so that there is a gap between the inner surface of the roll body part and the outer surface of the shaft part. A roll for continuous molten metal plating characterized by being assembled.

The shaft portion of the portion where the gap in the thrust direction formed between the end surface of the stepped portion provided in the shaft portion and the end surface of the slide bearing arranged around the shaft portion is fitted to the end portion of the roll body portion The continuous hot metal plating roll according to claim 1, wherein the roll is shorter than the length in the thrust direction.

The roll for continuous molten metal plating according to claim 1 or 2, wherein the roll body and the shaft are fitted and assembled by a parallel clutch system or a spline system.

The roll for continuous molten metal plating according to claim 1, wherein the ceramic is a silicon nitride-based ceramic.