JP3974881B2 - Metal strip continuous hot dipping equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯の連続溶融めっき装置に関し、特に、金属溶湯中で用いられるロールおよび軸受部材に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属帯を亜鉛等の金属溶融めっき浴中に通して連続的にめっきを施す金属帯の連続溶融めっき装置は、金属帯を溶融めっき浴に案内するシンクロールや金属帯の幅方向の反りを修正するサポートロール等の回転部品を有しており、これらは稼働時は常に溶融めっき浴中に浸漬配置されている。
このサポートロールは、外部駆動により強制的にロール回転されている。このロール回転の駆動力伝達手段は、一般的に、溶融めっき浴の外部に設置された電動機から、自在継手、スピンドルを経て、駆動力がサポートロールに伝達されるものである。この場合、溶融めっき浴中にあるスピンドルとサポートロールとの結合は、スピンドル先端に一体化された十字ピンをロール軸端部に設置された十字ピン受け溝で受ける構造となっている。このため、機構的にサポートロールの回転が不等速となり、そのため金属帯に振動が発生し、この振動がめっき付着のバラッキ等の主原因となっていた。
【0003】
これらの問題を解決するための手段として、特許文献1には、電動機の出力軸に平歯車を設け、サポートロールの軸端に水平スピンドルを連結しその軸端に前記平歯車に噛み合う平歯車を設け、平歯車の噛み合いで動力を回転力として伝達するギヤ駆動方式の発明が開示されている。
また、特許文献2では、サポートロールの駆動そのものを廃止する方法が開示されている。さらに、特許文献3、特許文献4、特許文献5等には、サポートロールを無駆動で回転させることを目的とした軸受構造が開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平06−57389号公報
【特許文献2】
特開平06−128711号公報
【特許文献3】
特開平05−044002号公報
【特許文献4】
特開平06−017212号公報
【特許文献5】
特開2000−064008号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1に示されるような方法は、サポートロール駆動の設備が大掛りになり、設備コスト上昇を招くという問題がある。また、駆動力の伝達機構を有しているため、それらの保守整備が常に必要となり、経済的でない。また、特許文献2に示されるように、サポートロールの駆動を廃止することは効果的であるが、特許文献2ではサポートロールを無駆動で回転させるための具体的方策は示されていない。一方、特許文献3、特許文献4、特許文献5には、金属溶融めっき浴中でサポートロールを無駆動回転させるための具体的なサポートロール軸受の改良が開示されているが、これらの対策を施しても実際にはサポートロールを無駆動化するには至らない。なぜならば、特に金属帯とサポートロールの巻付長さの短い上側サポートロールでは、金属帯の断面積が小さく金属帯からサポートロールに与える駆動力が小さい場合は、ベアリング部の回転抵抗がロール駆動力を上回り、その結果無駆動ではサポートロールを安定して回転させることはできないからである。
【0006】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を有利に解決して、金属溶融めっき浴中で金属製サポートロールを無駆動で安定して回転させることが可能となる、金属帯の連続溶融めっき装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、特許請求の範囲に記載した通りの以下の構成を要旨とする。
(1) 金属溶湯中で軸受に支持されて回転するシンクロールと金属製サポートロールとを備えた金属帯の連続溶融めっき装置において、前記サポートロールの直径Dsと、該サポートロールの軸部の直径Daとの間に、
Ds/Da>4.2
の関係を有し、該サポートロールが、金属帯の通材に伴い金属帯との間の摩擦力を介して無駆動回転することを特徴とする金属帯の連続溶融めっき装置。
(2) 前記サポートロールの軸部に装着するスリーブが、サポートロール胴部側にフランジ部を有することを特徴とする上記(1)に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
(3) 前記スリーブのサポートロール胴部側への固定手段が、前記フランジ縁部での溶接であることを特徴とする上記(2)に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
(4) 前記スリーブのサポートロール胴部側への固定手段が、該サポートロール胴部側の固定箇所に押さえリングを溶接して設け、該押さえリング部に前記フランジ縁部を嵌合させるものであることを特徴とする上記(2)に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。図2は、本発明が対象とする金属帯の連続溶融めっき装置であって、めっきを施す金属帯が鋼板である場合を例にして説明している図である。以下の説明は、溶融金属が亜鉛であり、亜鉛めっきを施す金属帯が鋼板の場合の例を中心にして説明しているが、本発明が対象とするめっきが亜鉛めっきに、また、金属帯が鋼板に限定されないことはいうまでもない。
【0009】
まず、請求項1に記載の本発明における、金属製サポートロールの直径Dsと金属製サポートロールの軸部の直径Daとの間の、Ds/Da>4.2の関係の限定理由について説明する。
金属溶融めっき浴中で金属製サポートロールを無駆動回転させるためには、金属製サポートロール軸の回転抵抗に対し、金属製サポートロールに鋼板から与える駆動力が十分大きければよい。この鋼板から金属製サポートロールに与える駆動力は、連続溶融めっき装置のめっき部の操業条件によって決まる。しかし、金属製サポートロールを無駆動で回転させる目的だけで操業条件をむやみに変更することは、めっきを不安定にすることにつながり、許されない。
【0010】
そこで、本発明者らは、金属製サポートロール径と軸径の関係に着目し、金属溶湯中の金属製サポートロールの直径Ds、軸部の直径Daとの比Ds/Daと金属製サポートロール無駆動回転の状況を鋭意研究した。その結果、Ds/Da≧3とすることで、微小スリップは発生するもののめっき製品として合格となる鋼板を得ることができることを見出した。ただし、Ds/Da≧3の条件は、めっき製品として合格となる鋼板を得るための条件の限界に近いため、本発明では、実操業性を考慮してDs/Da>4.2とする。さらに、Ds/Da≧5とすることで、金属製サポートロールの無駆動回転は完全に安定し、めっき鋼板の品質上の心配をすることなく生産することが可能となる。
【0011】
次に、請求項2ないし4のいずれかに記載の本発明における、金属製サポートロールの軸部に装着するスリーブとその固定手段について説明する。
金属製サポートロールのロール径Dsは、サポートロールの予備品の都合その他により容易には変更できない。そのため、Ds/Da>4.2とするためには、金属製サポートロールの軸径Daを小さくすることになる。しかし、軸径Daを小さくすることは軸部の強度が弱まることになるため、最低でも必要な強度を確保できる以上の軸径Daは必要である。
【0012】
通常、金属製サポートロールの軸部は、図3に示すように、軸にスリーブを溶接固定した状態で使用されるが、とりわけ金属溶融めっき浴中では、この溶接部が溶融金属で侵食されやすく、その侵食部を起点として軸の折損が起こりやすいという問題があった。軸径Daを細くした場合、侵食による軸折損の可能性が大きくなる。そこで、本発明では、その防止策として、図4に示すように、スリーブの形状を、金属製サポートロール胴部側にフランジ部を有する形状とし、該スリーブの金属製サポートロール胴部側の固定は、該フランジ縁部を金属製サポートロール胴部またはアクスル部に溶接して固定することにより回避する。これにより、軸部そのものに溶接部がなくなるため、溶融金属での侵食が軸部では発生せず軸折損を回避できる。
【0013】
耐磨耗性向上目的でスリーブをセラミックス等で作成する場合があるが、この場合はスリーブを溶接できない。その場合は、図5に示すように、スリーブの形状をロール胴部側にフランジ部を有する形状とし、そのフランジを押さえつけるように固定する溶接可能なリングを設置し、そのリングをロール胴部またはアクスル部に溶接すればよい。
図2に示す鋼帯の連続溶融めっき装置で、表1に示される条件にて金属製サポートロールの無駆動での回転状況を確認した。その結果を図1に示す。なお、金属溶融めっき浴中のロール配置が図6の配置1および配置2の両方で行なった。本発明の実施例では、めっき鋼板を問題なく製造できることがわかる。
【表1】
【0014】
【発明の効果】
本発明により、金属溶融めっき浴中で金属製サポートロールを無駆動で安定して回転させることが可能となり、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 金属溶湯中の金属製サポートロールの直径Ds、軸部の直径Daとの比Ds/Daと金属製サポートロール無駆動回転の関係を示す図である。
【図2】 本発明を適用する金属帯の連続溶融めっき装置の一例を模式的に示す図である。
【図3】 従来のスリーブ形態と金属製サポートロール軸への取り付けを模式的に示す図である。
【図4】 本発明によるスリーブ形態と金属製サポートロール軸への取り付けを模式的に示す図である。
【図5】 本発明による押さえリングを介したスリーブ取り付け方法を模式的に示す図である。
【図6】 金属溶融めっき浴中のロール配置を模式的に示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous hot dip plating apparatus for a metal strip, and more particularly to a roll and a bearing member used in a molten metal.
[0002]
[Prior art]
Metal strip continuous hot dip plating equipment for continuously plating metal strips by passing them through a zinc or other metal hot dip plating bath. Corrects the sink roll that guides the metal strip to the hot dip plating bath and the warpage in the width direction of the metal strip. Rotating parts such as support rolls, which are always immersed in the hot dipping bath during operation.
The support roll is forcibly rotated by an external drive. In general, the driving force transmission means for rotating the roll is one in which the driving force is transmitted from the electric motor installed outside the hot dipping bath to the support roll through the universal joint and the spindle. In this case, the connection between the spindle and the support roll in the hot dipping bath has a structure in which a cross pin integrated at the tip of the spindle is received by a cross pin receiving groove provided at the end of the roll shaft. For this reason, the rotation of the support roll is mechanically non-uniform, which causes vibrations in the metal band, and this vibration is the main cause of the adhesion of plating.
[0003]
As means for solving these problems,
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 06-57389 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 06-128711 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 05-0400002 [Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 06-017212 [Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-064008
[Problems to be solved by the invention]
However, the method as disclosed in
[0006]
Therefore, the present invention advantageously solves the above-described problems of the prior art and enables a metal support roll to be rotated stably in a metal hot dipping bath without being driven in a stable manner. It is an issue to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following structure as described in the claims.
(1) in a continuous hot dipping apparatus of a metal band and a sink roll and a metal support roll rotating is supported by a bearing in a molten metal, the diameter Ds of the support roll, the diameter of the shaft portion of the support roll Between Da,
Ds / Da > 4 . 2
A continuous hot dip plating apparatus for a metal band, wherein the support roll rotates without driving through a frictional force between the support roll and the metal band when the metal band is passed.
(2) The continuous hot dip plating apparatus for a metal strip according to (1), wherein the sleeve mounted on the shaft portion of the support roll has a flange portion on the support roll body portion side.
(3) The continuous hot dip plating apparatus for a metal strip as described in (2) above, wherein the means for fixing the sleeve to the support roll body side is welding at the flange edge.
(4) A means for fixing the sleeve to the support roll body side is provided by welding a pressing ring at a fixing position on the support roll body side, and fitting the flange edge to the pressing ring part. The continuous hot dip plating apparatus for a metal strip according to (2) above, wherein
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a continuous hot dip plating apparatus for a metal strip targeted by the present invention, in which the metal strip to be plated is a steel plate. In the following description, the molten metal is zinc, and the metal band to be galvanized is mainly described as an example of a steel plate. However, the plating targeted by the present invention is galvanization, and the metal band. Needless to say, is not limited to steel plates.
[0009]
First, in the present invention as set forth in
To undriven rotating the metallic support rolls in molten metal plating bath is with respect to the rotation resistance of the metal support roll axes may be the driving force that gives the steel a metallic support rolls is large enough. The driving force applied to the metal support roll from this steel plate is determined by the operating conditions of the plating section of the continuous hot dipping apparatus. However, unnecessarily changing the operating conditions only for the purpose of rotating the metal support roll without driving leads to unstable plating and is not allowed.
[0010]
Accordingly, the inventors pay attention to the relationship between the diameter of the metal support roll and the shaft diameter, and the ratio Ds / Da of the diameter Ds of the metal support roll in the molten metal and the diameter Da of the shaft portion and the metal support roll. We studied earnestly the situation of non-driven rotation. As a result, it has been found that by setting Ds / Da ≧ 3, a steel sheet that passes as a plated product can be obtained although fine slip occurs. However, since the condition of Ds / Da ≧ 3 is close to the limit of the condition for obtaining a steel sheet that passes as a plated product, in the present invention, Ds / Da > 4 . 2 . Furthermore, by setting Ds / Da ≧ 5, the non-driven rotation of the metal support roll is completely stable, and it is possible to produce the product without worrying about the quality of the plated steel sheet.
[0011]
Next, the sleeve to be mounted on the shaft portion of the metal support roll and the fixing means thereof in the present invention according to any one of
The roll diameter Ds of the metal support roll cannot be easily changed due to the convenience of spare parts of the support roll. Therefore, Ds / Da > 4 . In order to obtain 2 , the shaft diameter Da of the metal support roll is reduced. However, if the shaft diameter Da is reduced, the strength of the shaft portion is weakened. Therefore, a shaft diameter Da larger than the minimum required strength can be ensured.
[0012]
Normally, the shaft portion of the metal support roll is used in a state in which a sleeve is welded and fixed to the shaft as shown in FIG. 3, but this welded portion is easily eroded by the molten metal, particularly in a metal hot dip plating bath. There was a problem that the shaft was easily broken starting from the eroded portion. When the shaft diameter Da is reduced, the possibility of shaft breakage due to erosion increases. Therefore, in the present invention, as a preventive measure, as shown in FIG. 4, the shape of the sleeve, a shape having a flange portion in the metal supporting roll barrel side, the fixed metal support roll barrel portion of the sleeve Is avoided by welding and fixing the flange edge to the metal support roll barrel or axle. Thereby, since there is no welded portion in the shaft portion itself, erosion with molten metal does not occur in the shaft portion, and shaft breakage can be avoided.
[0013]
The sleeve may be made of ceramics or the like for the purpose of improving wear resistance, but in this case, the sleeve cannot be welded. In that case, as shown in FIG. 5, the sleeve has a shape having a flange portion on the roll body side, and a weldable ring that is fixed so as to press the flange is installed. What is necessary is just to weld to an axle part.
In the continuous hot-dip plating apparatus for steel strips shown in FIG. 2, the rotation state of the metal support rolls without driving was confirmed under the conditions shown in Table 1. The result is shown in FIG. In addition, the roll arrangement | positioning in a metal hot dipping bath was performed by both the arrangement | positioning 1 and the arrangement | positioning 2 of FIG. In the Example of this invention, it turns out that a plated steel plate can be manufactured without a problem.
[Table 1]
[0014]
【The invention's effect】
The present invention, in a metal hot dip plating bath becomes possible to rotate the metal support roll stably with no drive, exhibits the industrially useful remarkable effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a ratio Ds / Da between a diameter Ds of a metal support roll in a molten metal and a diameter Da of a shaft portion and no rotation of the metal support roll.
FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a continuous hot dip plating apparatus for a metal strip to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a conventional sleeve configuration and attachment to a metal support roll shaft.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a sleeve configuration and attachment to a metal support roll shaft according to the present invention.
FIG. 5 is a view schematically showing a sleeve attachment method via a pressing ring according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a roll arrangement in a metal hot dipping plating bath.
Claims (4)
Ds/Da>4.2
の関係を有し、該サポートロールが、金属帯の通材に伴い金属帯との間の摩擦力を介して無駆動回転することを特徴とする金属帯の連続溶融めっき装置。In a continuous hot dip plating apparatus for a metal strip comprising a sink roll and a metal support roll supported by a bearing in a molten metal, the diameter Ds of the support roll and the diameter Da of the shaft portion of the support roll Between,
Ds / Da > 4 . 2
A continuous hot dip plating apparatus for a metal band, wherein the support roll rotates without driving through a frictional force between the support roll and the metal band when the metal band is passed.
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