JP4453072B2 - 連続溶融金属めっき用ロール - Google Patents

Description

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。

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。溶融亜鉛の場合、浴中温度は約４８０℃になる。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、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。

従来の連続溶融金属めっき用ロールとして、例えば特許文献１には、ロール胴部とロール軸部を窒化ケイ素系セラミックスにより中空状に形成し、ロール胴部の両端部にロール軸部を嵌合または螺合により接合した連続溶融金属めっき用ロールが記載されている。これは耐食性、耐熱性、耐摩耗性に優れる、ロールを軽量化でき回転しやすい、ロールを浴中から引き揚げた際に割れを防止できる、ロール全体をセラミックスにより長尺化できるという利点を有する。

特許文献２には、ロール胴部とロール軸部を窒化ケイ素系セラミックスにより中空状に形成し、ロール軸部をロール胴部内面にねじ接合し、ねじの山部および谷部に平坦部を形成した連続溶融金属めっき用ロールが記載されている。また、熱膨張係数がセラミックスに近い耐熱性無機接着剤などの緩衝材をねじ間に介在させたり、ねじの表面にめっきや溶射を施すことが記載されている。これは前述の文献の利点に加えて、ねじの破壊を防止できるという利点を有する。

特開２００１−８９８３６号公報 特開２００２−１６１３４７号公報

図５は従来例のサポートロール５の概略断面図を示す。図５において、サポートロール５は、中空円筒状のロール胴部７の両端部内にそれぞれロール軸部８を焼嵌めなどの嵌合、あるいはねじ接合することにより構成される。ロール胴部７およびロール軸部８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窒化ケイ素、サイアロンなどのセラミックスにより形成される。

このような連続溶融金属めっき用サポートロールの場合、ロール胴部は鋼板から摩擦力を受けるため、ロールは一様な回転をせず速度変動を生じる。

この速度変動により、前記従来例の連続溶融金属めっき用ロールはロール胴部の嵌合部やねじ接合部が緩められ、ロール軸部がロール胴部から抜けて外れやすいという問題があった。

そこで、本発明はこのような事情に鑑みて、従来の連続溶融金属めっき用ロールの改良を図り、使用中にロール軸部がロール胴部から抜けることを防止した連続溶融金属めっき用ロールを提供することを目的とする。

すなわち本発明は、ロール胴部とロール軸部をセラミックスにより中空状に形成し、ロール胴部の両端部にロール軸部を接合した連続溶融金属めっき用ロールにおいて、ロール胴部の内周面に凹部を形成し、ロール胴部とロール軸部の間の該凹部に弾性力を有する弾性リングを挿入し、挿入後、弾性リングが拡開または収縮されることにより、ロール胴部とロール軸部を固定したことを特徴とする。

また本発明において、前記弾性リングはその一部に切断部を有することを特徴とする。さらに、前記弾性リングが溶融金属に対して耐溶損性に優れるセラミックスまたは金属からなることを特徴とする。

本発明の連続溶融金属めっき用ロールは、ロール胴部の内周面に凹部を形成し、該凹部にスナップリングなどの弾性力を有するリングを装着することにより、使用中にロール軸部がロール胴部から抜けることを容易に防止できる。この弾性リングは任意の一箇所を切断開放しており、それ自身の弾性をもってバネ力を有するものである。ロール胴部とロール軸部の間に弾性リングを収縮させて挿入し、挿入後、弾性リングが拡開することにより装着が完了する。弾性リングは両端面が向い合うように切断部を形成するか、両端面がオーバーラップした段付きの切断部を設けるのが望ましい。

本発明の弾性リングは、溶融金属に対して耐溶損性に優れるセラミックスまたは金属からなるものが好ましい。セラミックスのなかでも窒化ケイ素やサイアロンなどの窒化ケイ素系セラミックスが好ましい。金属材料のなかではタングステン、モリブデンまたはそれらの合金が好適である。

また、ロール胴部とロール軸部をセラミックスにより中空状に形成し、ロール胴部の両端部にロール軸部を接合することにより、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。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。

以下、連続溶融金属めっき装置のサポートロールに適用した実施例について説明する。図６は連続溶融金属めっき装置の概略を示す。図６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。

図１は本発明の一例（実施例１）であるサポートロール５の概略断面図を示す。図１において、サポートロール５は、中空円筒状のロール胴部７の両端部内にロール軸部８が接合される。ロール胴部７、ロール軸部８は、溶融金属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窒化ケイ素系セラミックスにより形成した。

ロール胴部７の内周面には凹部１４、ロール軸部８の外周面には凹部１５が形成されている。この凹部１５の深さは、内周面の凹部１４の深さにリング１０の厚さを加えたものより若干深くしておく必要がある。そして、モリブデンからなる弾性を有するリング１０をロール軸部８の凹部１５に装着した状態で、ロール胴部７の内面に挿入した。ロール軸部８の凹部１５がロール胴部７の凹部１４に向き合う位置まで挿入されると、凹部１５内に収縮されていたリング１０が凹部１５と凹部１４の双方に拡開されることにより、ロール胴部７とロール軸部８が固定される。この構成により使用中にロール軸部８がロール胴部７から抜けることを防止できる。また、ロール胴部７とロール軸部８の間の接合部９には緩衝材を介在させてもよい。

図２は本発明のリングの概略断面図を示す。リング１０は、切断面が向い合うように任意の一箇所に切断部１１が形成されている。また、本発明のリングはリング両端の切断面がオーバーラップして段付きになる形状でも構わない。

本実施例では、次のようにロール胴部７、ロール軸部８を作製した。まず、平均粒径０．５μｍの窒化ケイ素粉末に、焼結助剤として、平均粒径０．２μｍの酸化マグネシウム粉末を３．０重量％、平均粒径２．０μｍの酸化イットリウム粉末を３．０重量％添加し、適量の分散剤を加えエタノール中で粉砕、混合した。ついで、噴霧乾燥後、篩を通して造粒した後、ゴム型に充填し、静水圧により冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）を行い、所定形状の成形体を作製した。この成形体を１９５０℃、６０気圧の窒素ガス雰囲気中で５時間焼成し、窒化ケイ素セラミックス焼結体を得た。得られた焼結体をそれぞれ所定の形状に機械加工して、ロール胴部７、ロール軸部８を作製した。

図３は本発明のリングを固定した部分の概略断面図を示す。図３（ａ）において、ロール胴部７とロール軸部８の間のリング１０は、ロール胴部７に接触して拡開し固定され、ロール軸部８との間には隙間１２を有する。図３（ｂ）は他の形態を示し、ロール胴部７とロール軸部８の間のリング１０は、ロール軸部８に接触して縮み固定され、ロール胴部７との間には隙間１２を有する。

図４は本発明の他形態（実施例２）の接合部の概略図を示す。図４において、ロール胴部７の内周面に凹部１４を形成し、凹部１４にリング１０を装着し固定する。これとともに、ロール胴部７およびロール軸部８に設けた段部１３同士を突き合わせることにより、ロール軸部８がロール胴部７から抜けることを防止できる。この実施例２はリング１０の装着状態が外部から常に確認できる、またメンテナンスがし易いという利点がある。段部１３は応力集中による割れを回避するため角を丸めたＲ部を設けるのが望ましい。また、他の隅角部でも同様にＲ部を設けるのが望ましい。

このように構成した本発明のサポートロール５を図６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、また使用中にロール軸部がロール胴部から抜けることがなかった。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。

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。

本発明の連続溶融金属めっき用ロールは、使用中にロール軸部がロール胴部から抜けることを防止できる。また、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。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。

本発明の一例であるサポートロールの概略断面図を示す。 本発明のリングの概略断面図を示す。 本発明のリングを固定した部分の概略断面図を示す。 本発明の他形態の接合部の概略図を示す。 従来例のサポートロールの概略断面図を示す。 連続溶融金属めっき装置の概略を示す図である。

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 ロール軸部、 ９ 接合部、 １０ リング、 １１ 切断部、
１２ 隙間、 １３ 段部、 １４ 凹部、 １５ 凹部

Claims (3)

1. ロール胴部とロール軸部をセラミックスにより中空状に形成し、ロール胴部の両端部にロール軸部を接合した連続溶融金属めっき用ロールにおいて、ロール胴部の内周面に凹部を形成し、ロール胴部とロール軸部の間の該凹部に弾性力を有する弾性リングを挿入し、挿入後、弾性リングが拡開または収縮されることにより、ロール胴部とロール軸部を固定したことを特徴とする連続溶融金属めっき用ロール。
2. 前記弾性リングはその一部に切断部を有することを特徴とする請求項１に記載の連続溶融金属めっき用ロール。
3. 前記弾性リングがセラミックスまたは金属からなることを特徴とする請求項１または２に記載の連続溶融金属めっき用ロール。