JP4474639B2 - 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、外部のモータ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。

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。

特許文献３には、化学組成がｗｔ％で、Ｃ：２．５〜３．５％、Ｓｉ：０．３〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：２．０〜５．０％、Ｃｒ：２．０％以下、Ｍｏ：２．０％以下、及び残部が実質的にＦｅからなる外層と強靭性鉄鋼材からなる内層とが遠心力鋳造により溶着されたスリーブと、該スリーブの両端部に固着されたハブと、該ハブに固着された回転軸とを備えた表面処理鋼板移送用ロールが記載されている。

特開２００１−８９８３６号公報 特開２００２−１６１３４７号公報 特開平７−２９２４３３号公報

図３は従来例のサポートロールの概略断面図を示す。図３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、特に駆動式タイプではロールの駆動軸はロールを駆動させるスピンドルシャフトにより回転させられ、一方ロール胴部も鋼板から摩擦力を受け鋼板の進行方向に回転させられる。しかしながら、ロールを駆動させるスピンドルシャフトおよびロールのクラッチ部は自在継手の形式をとるため、スピンドルシャフトが常に一様な回転をしてもロール駆動軸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が滑って空転することを防止するための回り止めフランジ部材の中空部に中空状のロール軸部を貫通させるとともに、該フランジ部材の外周部に、セラミックスにより中空状に形成したロール胴部を嵌合したことを特徴とする。

また本発明において、フランジ部材の一部に溶融金属排出孔を形成したことを特徴とする。さらに、ロール軸部が金属材料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、フランジ部材の中空部に長尺なロール軸部を貫通させることにより、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。また、フランジ部材が回り止めフランジであるため、ロール胴部とロール軸部が滑って空転することを防止できる。また、フランジ部材の一部に溶融金属排出孔を形成すれば、ロールを引き揚げた際に溶融金属が溜まって固まらないので割れを防止できる。

本発明のロール軸部およびフランジ部材は、溶融金属に対して耐溶損性に優れる材料からなるのが好ましい。金属材料のなかでは鋼系材、モリブデン、タングステンまたはその合金が好適である。また、金属材料の表面に耐食性材を表面処理してもよい。

また、ロール胴部とロール軸部を中空状に形成すれば、ロール自重が軽量になる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４は連続溶融金属めっき装置の概略を示す。図４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は本発明例のサポートロールの概略断面図を示す。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図を示す。図１および図２において、サポートロール５は、フランジ部材９の中空部にロール軸部８を貫通させるとともに、フランジ部材９の外周部に、セラミックスにより中空状に形成したロール胴部７を嵌合して構成した。ロール胴部７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。

フランジ部材９に溶融金属排出孔１０を複数個形成した。ロール軸部８の内部は軽量化のため中空部１２を設けた。１１はロール胴部７の中空部であり、この中空部１１と溶融金属排出孔１０を通って溶融金属が排出される。両側に配置した２個のフランジ部材９の中空部に長尺なロール軸部８が一本貫通させているので、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。

本発明の実施例では、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を作製した。

このように構成した本発明のサポートロール５を図４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。

本発明例の本発明例のサポートロールの概略断面図を示す。 図１中のＡ−Ａ線断面図を示す。 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 フランジ部材、 １０ 溶融金属排出孔、 １１ 中空部、
１２ 中空部

Claims (3)

1. ロール胴部とロール軸部が滑って空転することを防止するための回り止めフランジ部材の中空部に中空状のロール軸部を貫通させるとともに、該フランジ部材の外周部に、セラミックスにより中空状に形成したロール胴部を嵌合したことを特徴とする連続溶融金属めっき用ロール。
2. 前記フランジ部材の一部に溶融金属排出孔を形成した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. 前記ロール軸部が金属材料からな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。