JP5356929B2 - Hearth roll and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、ロール表面にセラミック皮膜が形成されたハースロール（熱処理炉で使用される搬送ロール）に関する。 The present invention relates to a hearth roll (conveying roll used in a heat treatment furnace) having a ceramic film formed on the roll surface.
連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）や連続溶融亜鉛メッキライン（ＣＧＬ）の焼鈍炉内は、温度が６００〜１３００℃で酸化性または還元性の雰囲気となっており、被熱処理材である鋼板は、ハースロールで連続的に搬送されながら焼鈍される。そのため、このような焼鈍炉内に配設されるハースロールは、ロール周面に摩耗が生じたり、温度の上昇および降下過程で熱応力を受ける。
また、焼鈍過程で鋼板に含まれるマンガン（Ｍｎ）やケイ素（Ｓｉ）などの酸化され易い元素が表面に濃化して酸化物を形成し、これらの酸化物が、ハースロール表面に凝着して堆積し、凸状の異物（いわゆるピックアップ）が形成される場合がある。
The annealing furnace of the continuous annealing line (CAL) and the continuous hot dip galvanizing line (CGL) has an oxidizing or reducing atmosphere at a temperature of 600 to 1300 ° C. Is annealed while being continuously conveyed. Therefore, the hearth roll disposed in such an annealing furnace is worn on the peripheral surface of the roll or receives thermal stress in the process of temperature rise and fall.
Also, in the annealing process, easily oxidized elements such as manganese (Mn) and silicon (Si) contained in the steel sheet are concentrated on the surface to form oxides, and these oxides adhere to the hearth roll surface. In some cases, deposits form convex foreign matters (so-called pickups).
そして、このようにしてハースロール周面に摩耗やピックアップに伴う凹凸が発生すると、鋼板がハースロールで搬送されている間に鋼板表面に疵がついて品質低下の原因になるため、これを防止する必要がある。
以下の特許文献１には、イットリア（Ｙ２Ｏ３）が４〜２５ｗｔ％で残部が実質的にジルコニア（ＺｒＯ２）であるセラミック皮膜を連続焼鈍炉のハースロールに溶射により形成することで、ハースロールの高温耐摩耗性を向上させ、酸化物がロールの表面（ロール周面）に凝着して堆積することを防止できると記載されている。
And, when unevenness due to wear or pick-up occurs on the peripheral surface of the hearth roll in this way, the steel plate surface is wrinkled while the steel plate is being transported by the hearth roll, which causes deterioration in quality, thus preventing this. There is a need.
In the following
しかしながら、前記特許文献１に示すような方法では、合金元素として多量のマンガン（Ｍｎ）を含有する高張力鋼板の場合、鋼板表面に濃化したマンガン（Ｍｎ）がハースロール表面に付着して拡散する。このため、Ｍｎ拡散領域でジルコニアの立方晶および正方晶安定化元素であるイットリウム（Ｙ）濃度が低下して、立方晶から正方晶、正方晶から単斜晶への変態が促進される。この結晶変態に伴う体積変化（正方晶→単斜晶で約４％の体積増加）によってハースロール表面に形成されたジルコニア皮膜には高い圧縮応力が負荷され、その結果、皮膜が破壊されるおそれがあるため、これを防止する必要がある。
そこで、本発明はこの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は合金元素として多量のマンガンを含有する高張力鋼板を搬送する場合であっても、ハースロールのロール周面に形成されたジルコニア皮膜が破壊されることがない新規なハースロールおよびその製造方法を提供することにある。
However, in the method shown in
Therefore, the present invention has been devised to solve this problem, and the purpose of the present invention is to roll a peripheral surface of a hearth roll even when a high-tensile steel sheet containing a large amount of manganese as an alloy element is transported. It is an object of the present invention to provide a novel hearth roll that does not break the zirconia film formed on the substrate and a method for producing the same.
上記課題を解決するために本発明は、イットリア（Ｙ２Ｏ３）を固溶させ部分安定化したジルコニア（ＺｒＯ２）の粉末の溶射によってロール材の胴周面部分に部分安定化ジルコニアを含有するセラミック溶射皮膜を形成した後、封孔処理によってイットリア（Ｙ２Ｏ３）を含浸させたことを特徴とするハースロールを提供する。
ここで、部分安定化ジルコニアとは、正方晶ジルコニアが室温でも残存した状態を指す。そしてこの部分安定化ジルコニアは、外部応力を受けると正方晶から単射晶への変態が生じ、特に引張応力の作用によって進展する亀裂の成長を抑制し、高い破壊靱性を持つ。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention contains partially stabilized zirconia in the body peripheral surface portion of the roll material by thermal spraying of powder of zirconia (ZrO 2 ) which is partially stabilized by dissolving yttria (Y 2 O 3 ). After the ceramic sprayed coating is formed, a hearth roll is provided which is impregnated with yttria (Y 2 O 3 ) by a sealing treatment.
Here, partially stabilized zirconia refers to a state in which tetragonal zirconia remains even at room temperature. This partially stabilized zirconia undergoes transformation from tetragonal to monojective when subjected to external stress, and in particular suppresses the growth of cracks that develop due to the action of tensile stress, and has high fracture toughness.
しかし、合金元素として多量のマンガン（Ｍｎ）を含有する高張力鋼板を、部分安定化したジルコニアを主体とするセラミック溶射皮膜を被覆したハースロールで搬送すると、ロール表面に付着したマンガン（Ｍｎ）が、セラミック溶射皮膜内部へ拡散していきＭｎ拡散領域ではジルコニアの正方晶安定化元素であるイットリウム（Ｙ）濃度が低下して正方晶から単斜晶への変態が促進される。そして、このような変態が生じた場合には、体積膨張によってセラミック溶射皮膜に大きな圧縮応力が作用し、その結果剥離が生じる。 However, when a high-tensile steel plate containing a large amount of manganese (Mn) as an alloy element is conveyed by a hearth roll coated with a ceramic sprayed coating mainly composed of partially stabilized zirconia, manganese (Mn) adhering to the roll surface is removed. In the Mn diffusion region, the concentration of yttrium (Y), which is a tetragonal stabilizing element of zirconia, decreases and the transformation from tetragonal to monoclinic is promoted. When such a transformation occurs, a large compressive stress acts on the ceramic sprayed coating due to volume expansion, resulting in peeling.
したがって、セラミック溶射皮膜の剥離を防止するためには、ジルコニア（ＺｒＯ２）の相変態を抑制することが有効である。この相変態を抑制する手法としては、正方晶安定化剤であるイットリア（Ｙ２Ｏ３）の含有量を多くすることによってジルコニア（ＺｒＯ２）の安定化を強くする方法が考えられる。しかし、イットリア（Ｙ２Ｏ３）の線膨張係数はジルコニア（ＺｒＯ２）に比べて小さいため、含有量が大きくなるにつれて皮膜の線膨張係数が小さくなり、鉄系基材との線膨張係数差が大きくなる。この結果、炉内の昇降温過程で発生する熱応力が大きくなってしまい、耐熱衝撃特性が劣化してしまう。 Therefore, in order to prevent peeling of the ceramic sprayed coating, it is effective to suppress the phase transformation of zirconia (ZrO 2 ). As a method for suppressing this phase transformation, a method of increasing the stabilization of zirconia (ZrO 2 ) by increasing the content of yttria (Y 2 O 3 ), which is a tetragonal stabilizer, can be considered. However, since the linear expansion coefficient of yttria (Y 2 O 3 ) is smaller than that of zirconia (ZrO 2 ), the linear expansion coefficient of the coating decreases as the content increases, and the difference in linear expansion coefficient from the iron-based substrate Becomes larger. As a result, the thermal stress generated in the process of raising and lowering the temperature in the furnace is increased, and the thermal shock resistance is deteriorated.
本発明のハースロールでは、セラミック溶射皮膜成分のイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量を上げるのではなく、イットリア（Ｙ２Ｏ３）を封孔処理により皮膜表層部近傍に含浸させたものである。これによって、マンガン（Ｍｎ）進入サイトとなるセラミック溶射皮膜のクラックを埋めるのと同時に正方晶安定化元素であるイットリア（Ｙ２Ｏ３）の濃度が皮膜表層部では高い状態が維持されるため、セラミック溶射皮膜を構成するジルコニアが単斜晶に変態し難くなってそのセラミック溶射皮膜の破壊を防止することができる。 In the hearth roll of the present invention, the yttria (Y 2 O 3 ) content of the ceramic spray coating component is not increased, but yttria (Y 2 O 3 ) is impregnated in the vicinity of the coating surface layer portion by a sealing treatment. . As a result, since the concentration of yttria (Y 2 O 3 ), which is a tetragonal stabilizing element, is maintained at a high level in the coating surface layer portion at the same time as filling the cracks in the ceramic spray coating that becomes the manganese (Mn) entry site, Zirconia constituting the ceramic sprayed coating is difficult to transform into monoclinic crystals, and the ceramic sprayed coating can be prevented from being destroyed.
さらに基材と接合する界面近傍の線膨張係数は、セラミック溶射皮膜成分のイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量を上げる場合と比較して大きく、耐熱衝撃性の劣化を防ぐことが可能となり、溶射する粉末のイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量を耐熱衝撃性に優れた成分とすることで十分な熱衝撃性を確保することができる。具体的には、ジルコニア粉末に固溶させるイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量としては８〜１０質量％であることが好ましい。すなわち、８質量％未満では、ジルコニア（ＺｒＯ２）の相変態を十分に抑制することが困難であり、反対に１０質量％を超えると基材と接合する界面近傍の線膨張係数が小さくなって耐熱衝撃性が劣化するからである。 Furthermore, the linear expansion coefficient in the vicinity of the interface to be bonded to the base material is larger than that in the case of increasing the yttria (Y 2 O 3 ) content of the ceramic spray coating component, and it becomes possible to prevent the thermal shock resistance from being deteriorated. By making the yttria (Y 2 O 3 ) content of the powder to be a component excellent in thermal shock resistance, sufficient thermal shock resistance can be ensured. Specifically, the yttria (Y 2 O 3 ) content to be dissolved in the zirconia powder is preferably 8 to 10% by mass. That is, if it is less than 8% by mass, it is difficult to sufficiently suppress the phase transformation of zirconia (ZrO 2 ). Conversely, if it exceeds 10% by mass, the linear expansion coefficient in the vicinity of the interface joined to the substrate becomes small. This is because the thermal shock resistance deteriorates.
一方で、溶射皮膜へ封孔処理を施すことは従来から知られており、例えば特開昭６３−１００１６９号公報には、熱処理用ハースロール表面にＣｏＣｒＡｌＹ−８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３、ＺｒＳｉＯ４等の溶射皮膜を形成した後に、無水ケイ酸（ＳｉＯ２）を含浸させる方法が開示されている。また、特開平１０−１８０５２号公報には、金属製基材上に金蔵あるいは合金皮膜を形成した後に、リン酸とクロム酸を主成分とする水溶液を塗布、スプレーもしくはその水溶液中に浸漬し、その後４００超〜５５０℃、０．３〜３時間程度加熱することによって生成させたガラス質酸化クロム微粒子（Ｃｒ２Ｏ３）を充填する封孔処理方法が開示されている。 On the other hand, it is conventionally known to perform a sealing treatment on a sprayed coating. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-1000016 discloses CoCrAlY-8 wt% Y 2 O 3 , ZrSiO 4, etc. on the surface of a heat treatment hearth roll. A method of impregnating silicic anhydride (SiO 2 ) after forming a thermal sprayed coating is disclosed. Further, in JP-A-10-18052, after forming a metal or alloy film on a metal substrate, an aqueous solution mainly composed of phosphoric acid and chromic acid is applied, sprayed or immersed in the aqueous solution, Thereafter, a sealing treatment method is disclosed in which glassy chromium oxide fine particles (Cr 2 O 3 ) formed by heating at a temperature exceeding 400 to 550 ° C. for about 0.3 to 3 hours are filled.
しかしながら、これらの封孔処理をジルコニア溶射皮膜に適用した場合、封孔処理剤と皮膜の線膨張係数差が大きい場合には、逆に耐熱衝撃性を劣化させる。つまり、ジルコニア（ＺｒＯ２）の２０〜１０００℃における平均熱膨張係数は１１．８×１０−６（１／℃）程度であり、それに対し無水ケイ酸（ＳｉＯ２）は０．５×１０−６（１／℃）、ガラス質酸化クロム微粒子（Ｃｒ２Ｏ３）は７．５×１０−６（１／℃）と小さく、封孔処理によって却って耐熱衝撃性が劣化する。
一方、イットリア（Ｙ２Ｏ３）の線膨張係数は、８．９×１０−６（１／℃）と最もジルコニア（ＺｒＯ２）に近く、熱衝撃性の劣化が最も小さい。さらに前述したように基材と接合する界面近傍の皮膜の線膨張係数は、皮膜全体のイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量を耐熱衝撃性に優れた成分とすることで十分な熱衝撃性を確保することができる。
However, when these sealing treatments are applied to a zirconia sprayed coating, if the difference in linear expansion coefficient between the sealing agent and the coating is large, the thermal shock resistance is deteriorated. That is, the average thermal expansion coefficient of zirconia (ZrO 2 ) at 20 to 1000 ° C. is about 11.8 × 10 −6 (1 / ° C.), whereas silicic acid anhydride (SiO 2 ) is 0.5 × 10 − 6 (1 / ° C.) and vitreous chromium oxide fine particles (Cr 2 O 3 ) are as small as 7.5 × 10 −6 (1 / ° C.), and the thermal shock resistance is deteriorated by the sealing treatment.
On the other hand, the coefficient of linear expansion of yttria (Y 2 O 3 ) is 8.9 × 10 −6 (1 / ° C.), which is the closest to zirconia (ZrO 2 ), and the thermal shock resistance is least degraded. Furthermore, as described above, the coefficient of linear expansion of the film in the vicinity of the interface to be bonded to the base material can be sufficiently increased by making the yttria (Y 2 O 3 ) content of the entire film a component having excellent thermal shock resistance. Can be secured.
本発明のハースロールによれば、合金元素として多量のマンガン（Ｍｎ）を含有する高張力鋼板を搬送する場合であっても、ロール周面に形成されたセラミック皮膜が破壊され難いため、優れた耐久性、長寿命を発揮することができる。 According to the hearth roll of the present invention, even when a high-tensile steel sheet containing a large amount of manganese (Mn) as an alloy element is transported, the ceramic film formed on the roll peripheral surface is difficult to be destroyed. Durability and long life can be demonstrated.
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るハースロール１００の実施の一形態を示したものであり、そのハースロール１００の表層部分の構成を示した部分拡大断面図である。
図示するように、このハースロール１００は、ＳＵＳなどの鉄系材料からなるロール材１０の胴周面部分に、イットリア（Ｙ２Ｏ３）を固溶させ部分安定化したジルコニア（ＺｒＯ２）の粉末を溶射して部分安定化ジルコニアを主体とするセラミック溶射皮膜２０を形成した後、封孔処理によってこのセラミック溶射皮膜２０にイットリア（Ｙ２Ｏ３）を含浸させてなるものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a
As shown in the figure, this
そして、このような構成をした本発明のハースロール１００にあって、次述する実施例で実証するように合金元素として多量のマンガン（Ｍｎ）を含有する高張力鋼板を搬送する場合であってもロール材１０の周面に形成されたセラミック溶射皮膜（ジルコニア皮膜）２０が破壊され難くなるため、優れた耐久性、長寿命を発揮することができる。
以下、本発明の具体的実施例を説明する。
（実施例１）
縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ１０ｍｍのＳＵＳ３０４からなる板材を基材とし、その表面に中間層として厚さ１００μｍのＣｏＣｒＡｌＹからなる相をプラズマ溶射により形成した。その上に以下の表１で示される８種類の組成のジルコニア粉末（サンプルＮｏ１〜Ｎｏ８）を溶射することにより、厚さ１５０μｍのジルコニア皮膜（セラミック溶射皮膜）を形成した。
And in the
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
Example 1
A plate made of SUS304 having a length of 50 mm ×
ここで表１に示すサンプルＮｏ１ではジルコニア粉末におけるイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量を６質量％、サンプルＮｏ２では８質量％、サンプルＮｏ３では１０質量％、サンプルＮｏ４では１２質量％、サンプルＮｏ５では２０質量％というように徐々に増やしている。また、サンプルＮｏ６ではイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量８質量％のジルコニア粉末で溶射した後に、リン酸とクロム酸を主成分とする水溶液を塗布後、５００℃×１時間の加熱をすることによってＣｒ２Ｏ３を生成させて封孔処理を実施している。さらにサンプルＮｏ７，Ｎｏ８では、それぞれイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量８質量％、１０質量％のジルコニア粉末で溶射した後に、アルコール系溶剤中にイットリア（Ｙ２Ｏ３）粉末を含ませた封孔材を塗布して含浸させ、その後に乾燥することで封孔処理を実施している。 Here, in sample No. 1 shown in Table 1, the yttria (Y 2 O 3 ) content in the zirconia powder is 6% by mass, sample No. 2 is 8% by mass, sample No. 3 is 10% by mass, sample No. 4 is 12% by mass, and sample No. 5 is It gradually increases to 20% by mass. In sample No. 6, after thermal spraying with zirconia powder having a yttria (Y 2 O 3 ) content of 8% by mass, an aqueous solution containing phosphoric acid and chromic acid as main components is applied, followed by heating at 500 ° C. for 1 hour. Thus, Cr 2 O 3 is generated to perform the sealing treatment. Further, in samples No. 7 and No. 8, after thermal spraying with zirconia powder having a yttria (Y 2 O 3 ) content of 8% by mass and 10% by mass, respectively, yttria (Y 2 O 3 ) powder was included in an alcohol solvent. Sealing treatment is carried out by applying and impregnating a pore material and then drying.
次に、このようにして得られた各サンプル（ジルコニア皮膜）のＭｎ酸化物との反応による変態の生じ易さを調べるため、各サンプルのジルコニア皮膜上にＭｎＯ粉末を載せて熱処理を行った。この熱処理は窒素雰囲気中で図２に示すような温度パターンで５回行った。
そして、試験前と熱処理が１回終了するたびに各ジルコニア皮膜の相構造をＸ線解析で調べ、正方晶系ジルコニアの単斜晶への進行度合い（単斜晶比率：Ｘｍ）を下記の式（１）で算出した。試験後に単斜晶が生じている量（単斜晶比率）が多いほど耐Ｍｎ反応性に劣り、早期に皮膜に亀裂や剥離が生じ易くなる。
Next, in order to examine the ease of occurrence of transformation due to the reaction of each sample (zirconia film) thus obtained with a Mn oxide, MnO powder was placed on the zirconia film of each sample and subjected to heat treatment. This heat treatment was performed five times in a nitrogen atmosphere with a temperature pattern as shown in FIG.
The phase structure of each zirconia film is examined by X-ray analysis before the test and after each heat treatment, and the degree of progress of the tetragonal zirconia to the monoclinic crystal (monoclinic crystal ratio: Xm) is expressed by the following formula: Calculated in (1). The greater the amount of monoclinic crystals formed after the test (monoclinic crystal ratio), the poorer the Mn resistance, and the earlier the film tends to crack and peel.
その結果を図３のグラフに単斜晶比率（％）と累積熱処理時間（ｈｒ）との関係で示す。
このグラフから分かるように、イットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量が１２質量％以上のサンプルＮｏ４、Ｎｏ５では単斜晶比率に変化はみられず、変態が生じていないことが分かる。これに対しイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量が１０質量％以下のサンプルＮｏ１〜Ｎｏ３では熱処理時間の増加に伴い単斜晶比率は増加し、イットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量が小さいほど単斜晶比率は大きくなって変態が進行しているのが分かる。
また、封孔処理を施したサンプルＮｏ６〜Ｎｏ８では、熱処理時間の増加に伴い、単斜晶比率の増加はみられるものの封孔処理無しのものと比較して単斜晶比率は大きく低下しており、変態抑制効果が得られていることが分かる。
The results are shown in the graph of FIG. 3 in relation to the monoclinic crystal ratio (%) and the cumulative heat treatment time (hr).
As can be seen from this graph, in samples No. 4 and No. 5 having a yttria (Y 2 O 3 ) content of 12 mass% or more, no change is observed in the monoclinic crystal ratio, and it can be seen that no transformation has occurred. On the other hand, in samples No. 1 to No. 3 having a yttria (Y 2 O 3 ) content of 10% by mass or less, the monoclinic crystal ratio increases with an increase in the heat treatment time, and the smaller the yttria (Y 2 O 3 ) content, the simpler. It can be seen that the oblique crystal ratio increases and the transformation proceeds.
Further, in samples No. 6 to No. 8 subjected to the sealing treatment, the monoclinic crystal ratio greatly decreased as the heat treatment time increased, but the monoclinic crystal ratio increased as compared with those without the sealing treatment. Thus, it can be seen that the transformation suppressing effect is obtained.
次に、各サンプルの熱衝撃特性を調べる試験を行った。
表１に示した８種類の各サンプルを大気中で１０００℃まで加熱した後、水中に入れて急冷する処置を繰り返し、ジルコニア皮膜に剥離が生じるまでの繰返し数を調べてこの回数を「剥離までの熱サイクル数」とした。剥離が発生するまでの熱サイクル数が多いほど耐熱衝撃性に優れている。
その結果を図４のグラフで示す。
このグラフからも分かるようにイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量が多くなるほど熱衝撃性は劣化することが分かる。実機操業可能な熱衝撃サイクル数の目安は１０回超えであり、前記の変態抑制効果が大きかったイットリア（Ｙ２Ｏ３）含有量が１２質量％以上では熱衝撃性の観点で問題が生じる。
Next, a test for examining the thermal shock characteristics of each sample was performed.
Each of the eight samples shown in Table 1 was heated to 1000 ° C. in the air, then placed in water and rapidly cooled, and the number of repetitions until peeling occurred on the zirconia film was investigated. The number of thermal cycles. The greater the number of thermal cycles until peeling occurs, the better the thermal shock resistance.
The result is shown in the graph of FIG.
As can be seen from this graph, it can be seen that the thermal shock resistance deteriorates as the yttria (Y 2 O 3 ) content increases. The guideline for the number of thermal shock cycles that can be operated in actual equipment is more than 10 times. If the yttria (Y 2 O 3 ) content, which has a large effect of suppressing transformation, is 12% by mass or more, a problem arises from the viewpoint of thermal shock.
一方、封孔処理を施したサンプルＮｏ６〜Ｎｏ８のうち、Ｃｒ２Ｏ３で封孔処理を行ったサンプルＮｏ６は極端に熱衝撃性が悪化し、実機適用は困難であるが、イットリア（Ｙ２Ｏ３）で封孔処理を行ったサンプルＮｏ７，Ｎｏ８では熱衝撃性の大きな劣化は確認されなかった。
表１に各サンプルのＭｎＯとの反応性評価試験結果として初期と５回目の熱処理後の単斜晶比率変化ΔＸｍ（％）、耐熱衝撃試験の結果として剥離までの熱サイクル数をまとめた。本発明に対応するサンプルＮｏ７，Ｎｏ８は、８〜１０質量％のイットリア（Ｙ２Ｏ３）を固溶させたジルコニア粉末で溶射を行った後、イットリア（Ｙ２Ｏ３）による封孔処理を行ったものであり、いずれも優れた耐熱衝撃性を維持しながらＭｎ酸化物との反応による変態を抑制できることが分かる。
On the other hand, among the samples No. 6 to No. 8 subjected to the sealing treatment, the sample No. 6 subjected to the sealing treatment with Cr 2 O 3 is extremely deteriorated in thermal shock and difficult to apply to the actual machine, but yttria (Y 2 In samples No. 7 and No. 8 where the sealing treatment was performed with O 3 ), no significant deterioration in thermal shock resistance was confirmed.
Table 1 summarizes the monoclinic crystal ratio change ΔXm (%) after the initial and fifth heat treatments as a result of the reactivity evaluation test with MnO of each sample, and the number of thermal cycles until peeling as a result of the thermal shock test. Samples No. 7 and No. 8 corresponding to the present invention were subjected to thermal spraying with zirconia powder in which 8 to 10% by mass of yttria (Y 2 O 3 ) was dissolved, and then subjected to sealing treatment with yttria (Y 2 O 3 ). It has been carried out, and it can be seen that all can suppress transformation due to reaction with Mn oxide while maintaining excellent thermal shock resistance.
（実施例２）
連続焼鈍ライン用のハースロールとして、（１）直径φ９００ｍｍ、肉厚２８ｍｍの中空ロールに中間層としてＣｏＣｒＡｌＹを１００μｍ、ＴｏｐコートとしてＺｒＯ２−８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３を１５０μｍ溶射施工したロール（従来技術１）と、（２）ＴｏｐコートとしてＺｒＯ２−１２ｗｔ％Ｙ２Ｏ３を１５０μｍ溶射施工したロール（従来技術２）と、（３）ＴｏｐコートとしてＺｒＯ２−８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３を１５０μｍ溶射施工した後に封孔処理でＹ２Ｏ３を含浸させたロール（本発明）とを用いて実際の連続焼鈍ラインでのテストを実施した。
(Example 2)
As a hearth roll for a continuous annealing line, (1) a roll having a diameter φ of 900 mm and a wall thickness of 28 mm, an intermediate layer of CoCrAlY of 100 μm, a top coat of ZrO 2 -8 wt% Y 2 O 3 of 150 μm 1), (2) 150 μm sprayed ZrO 2 -12 wt% Y 2 O 3 as a Top coat (conventional technology 2), and (3) 150 μm ZrO 2 -8 wt% Y 2 O 3 sprayed as a Top coat After the construction, a test in an actual continuous annealing line was performed using a roll (invention) impregnated with Y 2 O 3 by a sealing treatment.
ハースロールを適用した位置での操業条件は炉温８００〜８５０℃、雰囲気３％Ｈ２−Ｎ２、露点−４０℃であり、３ヶ月間の連続操業を行い、その後に炉開放を行って各ハースロール表面の点検を行った。
この結果、いずれのハースロールにおいてもピックアップの発生は観察されなかったが、剥離状態に差が生じた。
以下の表２はそのときの観察結果をまとめたものである。この表からも分かるように封孔処理を実施していない従来技術１，２に対応するハースロールではいずれも皮膜の剥離が観察されたが、本発明に対応するハースロールでは、皮膜は剥離せず、本発明の有効性が確認された。
The operating conditions at the position where the hearth roll was applied were furnace temperature 800-850 ° C,
As a result, no pickup was observed in any of the hearth rolls, but there was a difference in the peeled state.
Table 2 below summarizes the observation results at that time. As can be seen from this table, peeling of the film was observed in the hearth rolls corresponding to the
１００…ハースロール
１０…ロール材
２０…セラミック溶射皮膜
100 ...
Claims (3)
前記セラミック溶射皮膜は、イットリア（Ｙ２Ｏ３）を固溶させ部分安定化したジルコニア（ＺｒＯ２）の粉末を溶射し、その表面にイットリア（Ｙ２Ｏ３）を含浸させてなることを特徴とするハースロール。 A hearth roll having a ceramic sprayed coating on the circumferential surface of the roll material,
The ceramic sprayed coating is formed by spraying a partially stabilized zirconia (ZrO 2 ) powder by dissolving yttria (Y 2 O 3 ) in solid solution and impregnating the surface with yttria (Y 2 O 3 ). A hearth roll.
当該工程によって形成された前記セラミック溶射皮膜に、封孔処理によってイットリア（Ｙ２Ｏ３）を含浸させる工程と、を含むことを特徴とするハースロールの製造方法。 Forming a ceramic sprayed coating containing partially stabilized zirconia by thermally spraying partially stabilized zirconia (ZrO 2 ) powder by dissolving yttria (Y 2 O 3 ) in a solid surface portion of the roll material; ,
Impregnating yttria (Y 2 O 3 ) with a sealing treatment to the ceramic sprayed coating formed by the step.
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