JPH02270955A - 高温熱処理炉用ハースロール - Google Patents
高温熱処理炉用ハースロールInfo
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は高温熱処理炉内に設けられる鋼板等の移送用ハ
ースロールに関し、詳細には耐ビルドアツプ性に優れた
ハースロールに関するものである。
ースロールに関し、詳細には耐ビルドアツプ性に優れた
ハースロールに関するものである。
［従来の技術］
鋼板等の金属板を熱処理する為の炉内には、これら金属
板を搬入・搬送・搬出するためのロール装置が設けられ
る。そして熱処理炉は金属の種類に応じて相当の高温、
例えば１１００℃にも及ぶ高温域を有するのが一般的で
ある。この様な高温域で稼動するハースロールは大重量
でしかも赤熱状態に加熱された金属板を支持し且つ激し
い動摩擦を受ける際に該ハースロール表面上にビルドア
ップと称せられる付着物を形成する。そしてこの付着物
は次々に移送されてくる新しい金属板を支持する際に、
該金属板表面に押し疵を形成するという新しい問題を発
生する。
板を搬入・搬送・搬出するためのロール装置が設けられ
る。そして熱処理炉は金属の種類に応じて相当の高温、
例えば１１００℃にも及ぶ高温域を有するのが一般的で
ある。この様な高温域で稼動するハースロールは大重量
でしかも赤熱状態に加熱された金属板を支持し且つ激し
い動摩擦を受ける際に該ハースロール表面上にビルドア
ップと称せられる付着物を形成する。そしてこの付着物
は次々に移送されてくる新しい金属板を支持する際に、
該金属板表面に押し疵を形成するという新しい問題を発
生する。
この問題に対処する技術として特開昭６１−２３７５５
号公報には、Ｃｒｉ ０３−Ａ １２０ｓ（Ｃｒ２ｏ３
＝７０〜９０％、Ａｌ２Ｏ３：残）固溶体セラミックス
をハースロールの表面に溶射するという手段が開示され
ている。上記公報にはロール表面へのピックアップ現象
がこれによって大幅に改善された旨の記載があるが、本
発明者らの研究によれば、操業温度が９００℃以上にな
ると、セラミックス皮膜がロール表面から剥離するとい
う現象が見られ、長期間の使用には耐え得ないことが分
かった。
号公報には、Ｃｒｉ ０３−Ａ １２０ｓ（Ｃｒ２ｏ３
＝７０〜９０％、Ａｌ２Ｏ３：残）固溶体セラミックス
をハースロールの表面に溶射するという手段が開示され
ている。上記公報にはロール表面へのピックアップ現象
がこれによって大幅に改善された旨の記載があるが、本
発明者らの研究によれば、操業温度が９００℃以上にな
ると、セラミックス皮膜がロール表面から剥離するとい
う現象が見られ、長期間の使用には耐え得ないことが分
かった。
一方特公昭６３−３１５３１号公報には、Ｃｏ：３５〜
５５重量％、Ａ １ ： ３〜２０ｊｌｉ量％、残部：
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃ，Ｔａ、Ｙ、Ｍｏ。
５５重量％、Ａ １ ： ３〜２０ｊｌｉ量％、残部：
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃ，Ｔａ、Ｙ、Ｍｏ。
・ Ｚｒからなる合金の溶射膜を形成したハースロー
ルが開示されている。この溶射膜について本発明者らが
研究したところによれば溶射膜の剥離という不具合は発
生しなかったが、高温操業の下では耐ビルドアツプ性が
不十分であると共に耐摩耗性の点で問題のあることが分
かりた。
ルが開示されている。この溶射膜について本発明者らが
研究したところによれば溶射膜の剥離という不具合は発
生しなかったが、高温操業の下では耐ビルドアツプ性が
不十分であると共に耐摩耗性の点で問題のあることが分
かりた。
［発明が解決しようとする課題］
以上述べた様に従来の熱処理炉用ハースロールにおいて
は、表面皮膜の耐剥離性や耐摩耗性を維持しつつ高温操
業条件下での耐ビルドアツプ性を満足する様なものが存
在しなかった。
は、表面皮膜の耐剥離性や耐摩耗性を維持しつつ高温操
業条件下での耐ビルドアツプ性を満足する様なものが存
在しなかった。
本発明はこの様な状況に着目してなされたものであって
、高温操業条件下においても耐ビルドアツプ性、耐剥離
性、耐摩耗性の全てを満足することのできる高温熱処理
炉用ハースロールを提供することを目的とするものであ
る。
、高温操業条件下においても耐ビルドアツプ性、耐剥離
性、耐摩耗性の全てを満足することのできる高温熱処理
炉用ハースロールを提供することを目的とするものであ
る。
［課題を解決する為の手段］
上記目的を達成することのできた本発明とは、Ｃｒ２Ｃ
）ｓ Ａｌ２Ｏ３系固溶体セラミックス：５〜２０重
量％ Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系合金：９５〜８０重量％ からなるサーメット溶射皮膜をロール外表面に形成した
ことを要旨とするものである。また上記溶射皮膜の表面
平均粗さを０．２〜１０μｍに調整したもの及び／又は
上記溶射皮膜の表面にクロム酸皮膜を形成したものはよ
り優れた効果を安定して発揮するものであった。
）ｓ Ａｌ２Ｏ３系固溶体セラミックス：５〜２０重
量％ Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系合金：９５〜８０重量％ からなるサーメット溶射皮膜をロール外表面に形成した
ことを要旨とするものである。また上記溶射皮膜の表面
平均粗さを０．２〜１０μｍに調整したもの及び／又は
上記溶射皮膜の表面にクロム酸皮膜を形成したものはよ
り優れた効果を安定して発揮するものであった。
［作用］
本発明のサーメット溶射皮膜におけるセラミックス側成
分はＣｒ ２０３−Ａ １．２０ｓ系固溶体セラミック
スであり、このセラミックスには必要に応じてＴｉｏ２
，５ｉｎ２．Ｃａｂ、ＭｇＯ。
分はＣｒ ２０３−Ａ １．２０ｓ系固溶体セラミック
スであり、このセラミックスには必要に応じてＴｉｏ２
，５ｉｎ２．Ｃａｂ、ＭｇＯ。
Ｆｅ１Ｏｓ等の第３成分が固溶体として含まれていても
差支えないが、もフとも代表的な２成分系のＣｆ”２０
ｓ−Ａ １２０ｓ固溶体について説明すると、 Ｃｒ２Ｏ５： ２０〜７ｏｆ量％ Ａｌ２Ｏり ：３０〜８０重量％ であるものが好ましい、、Ｃｒ２Ｏ３が２０重量％より
少ないと、ロール表面の付着物発生頻度が多くなり耐ビ
ルドアツプ性が劣るという欠点があり、７０重量％を超
えると、ロール母材との密着強度が弱くなり溶射皮膜が
剥離しやすくなるという欠点が生じる。
差支えないが、もフとも代表的な２成分系のＣｆ”２０
ｓ−Ａ １２０ｓ固溶体について説明すると、 Ｃｒ２Ｏ５： ２０〜７ｏｆ量％ Ａｌ２Ｏり ：３０〜８０重量％ であるものが好ましい、、Ｃｒ２Ｏ３が２０重量％より
少ないと、ロール表面の付着物発生頻度が多くなり耐ビ
ルドアツプ性が劣るという欠点があり、７０重量％を超
えると、ロール母材との密着強度が弱くなり溶射皮膜が
剥離しやすくなるという欠点が生じる。
尚３成分系である場合にはＣｒ２Ｏ，とＡｌ２Ｏ，の総
量が８０重量％以上を占めることが望ましく、これより
少なくなると、緻密な溶射皮膜が形成できず、耐摩耗に
必要な所定の硬度が得られなくなるという問題がある。
量が８０重量％以上を占めることが望ましく、これより
少なくなると、緻密な溶射皮膜が形成できず、耐摩耗に
必要な所定の硬度が得られなくなるという問題がある。
但しこれらの数値範囲°は本発明を積極的に制限する主
旨のものではない。
旨のものではない。
尚上記成分についてこれらを固溶体にする旨特定したの
は個々の成分を車に混合したものでは溶射皮膜の組成が
均一化されず、ロール皮膜に亀甲状の割れや剥離が発生
して耐スポーリング性が悪いとの判断をせざるを得ない
からである。
は個々の成分を車に混合したものでは溶射皮膜の組成が
均一化されず、ロール皮膜に亀甲状の割れや剥離が発生
して耐スポーリング性が悪いとの判断をせざるを得ない
からである。
次に金属側成分について説明すると、Ｃｏ。
Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｙを主成分とする５成分系合金が代
表的であるが、必要であればＴａ、Ｔｉ。
表的であるが、必要であればＴａ、Ｔｉ。
Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ等を１種以上含むこともできる。
この場合の合金成分組成について説明すると、まず５成
分系の場合は Ｃｏ： ５〜７０重量％ Ｎｉ：１０〜５０重量％ Ｃｒ：１０〜５０重量％ Ａｌ： ４〜２０重量％ Ｙ ：０．０１〜３重量％ 残部：不可避不純物 とすることが推奨される。上記推奨範囲を定めた理由は
下記の通りである。が、もちろんこれは木発明で制限す
るものではない。
分系の場合は Ｃｏ： ５〜７０重量％ Ｎｉ：１０〜５０重量％ Ｃｒ：１０〜５０重量％ Ａｌ： ４〜２０重量％ Ｙ ：０．０１〜３重量％ 残部：不可避不純物 とすることが推奨される。上記推奨範囲を定めた理由は
下記の通りである。が、もちろんこれは木発明で制限す
るものではない。
ＣＯ：５％未満であると高温強度を確保できず、一方７
０％を超えると熱間脆性を生じる。
０％を超えると熱間脆性を生じる。
Ｎｉ：１０％０％未満ると高温条件下において皮膜が脆
くなりやすく、一方５０％を超えると耐ビルドアツプ性
が劣る。
くなりやすく、一方５０％を超えると耐ビルドアツプ性
が劣る。
Ｃｒ ： ５０％を超えると皮膜が脆くなりすぎて発明
の目的が達成されない、一方１０％未満であると耐食性
が不十分になる。
の目的が達成されない、一方１０％未満であると耐食性
が不十分になる。
Ａ１：４％未満であるとＡｌ２Ｏ３の連続保護皮膜を形
成することができない、一方２０％を超えると脆化を生
じる。
成することができない、一方２０％を超えると脆化を生
じる。
Ｙ ：３％を超えると脆化を生じ、０．０１％を超える
と耐高温酸化における保護スケール（Ａ １２０ｓ ）
の保持効果がなくなる。
と耐高温酸化における保護スケール（Ａ １２０ｓ ）
の保持効果がなくなる。
尚上記５成分以外にＴａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ。
Ｚｒ等を第３成分として付加する場合は、Ｃｏ−Ｎ １
−Ｃｒ−Ａ Ｉ−Ｙを１００１！量部としたときＴａｘ
ｉ〜１５重量％ Ｔｉ：１〜１５重量％ Ｗ ：１〜１５重量％ ＭＯ＝１〜１５重量％ Ｚｒ：１〜１５重量％ の比率で配合することが望まれる。但しこれについても
本発明を制限する主旨のものではない。
−Ｃｒ−Ａ Ｉ−Ｙを１００１！量部としたときＴａｘ
ｉ〜１５重量％ Ｔｉ：１〜１５重量％ Ｗ ：１〜１５重量％ ＭＯ＝１〜１５重量％ Ｚｒ：１〜１５重量％ の比率で配合することが望まれる。但しこれについても
本発明を制限する主旨のものではない。
上記の様にして選択されたセラミックス側成分および金
属側成分については、夫々次の比率で配合してサーメッ
トとすることが望まれる。
属側成分については、夫々次の比率で配合してサーメッ
トとすることが望まれる。
セラミックス側成分： ５〜２０重量％金属側成分
＝９５〜８０１ｉ量％ここでセラミックス側成分が
５重量％未満であると溶射皮膜の高温強度が低下して良
好な耐摩耗性が得られないからである。一方２０重量％
を超えると金属母材の熱膨張係数から大きく離れてくる
ため、高温操業時の皮膜剥離事故を招く。換言すれば上
記金属側成分はセラミックス側成分に対して結合材とし
ての作用を発揮し、８０重量％以上の配合によって皮膜
の耐剥離性を向上する。
＝９５〜８０１ｉ量％ここでセラミックス側成分が
５重量％未満であると溶射皮膜の高温強度が低下して良
好な耐摩耗性が得られないからである。一方２０重量％
を超えると金属母材の熱膨張係数から大きく離れてくる
ため、高温操業時の皮膜剥離事故を招く。換言すれば上
記金属側成分はセラミックス側成分に対して結合材とし
ての作用を発揮し、８０重量％以上の配合によって皮膜
の耐剥離性を向上する。
本発明のサーメット溶射皮膜によって耐摩耗性および耐
剥離性が向上するだけでなく、熱処理炉内で処理対象金
属材表面との間に良好なすべり性を発揮し、該金属材表
面からのビルドアップ現象が殆んどみられなくなり、従
って次々送られてくる金属材表面に押し疵を発生させる
という問題もない。
剥離性が向上するだけでなく、熱処理炉内で処理対象金
属材表面との間に良好なすべり性を発揮し、該金属材表
面からのビルドアップ現象が殆んどみられなくなり、従
って次々送られてくる金属材表面に押し疵を発生させる
という問題もない。
溶射皮膜の表面については、平均粗さも重要な意味を持
つ。即ち表面の平均粗さが０．２μＩ未満であると高温
操業時にハースロールと金属材の間でスリップを起こし
易く、移送時の蛇行を招き易いという問題が出てくる。
つ。即ち表面の平均粗さが０．２μＩ未満であると高温
操業時にハースロールと金属材の間でスリップを起こし
易く、移送時の蛇行を招き易いという問題が出てくる。
また平均粗さが１０μｍを超えるとロール表面の突起が
多いか及び／又は突起が鋭くなることを意味し、折角の
上記構成にかかわらずビルドアップ現象が見られる。
多いか及び／又は突起が鋭くなることを意味し、折角の
上記構成にかかわらずビルドアップ現象が見られる。
従って溶射皮膜の表面平均粗さは０．２〜１０μＩの範
囲内に収めることが望まれる。
囲内に収めることが望まれる。
尚上記ハースロールはサーメットを溶射したままでも使
用できるが、その表面に汎用のクロム酸処理を施し次い
で焼成しておくと、その保護効果によってサーメット溶
射皮膜の耐摩耗性が向上し、ビルドアップ現象の抑制に
寄与することができる。
用できるが、その表面に汎用のクロム酸処理を施し次い
で焼成しておくと、その保護効果によってサーメット溶
射皮膜の耐摩耗性が向上し、ビルドアップ現象の抑制に
寄与することができる。
［実施例］
夫五盟工
第１表に示す組成のサーメット溶射皮膜を形成し、下記
条件： 雰囲気温度：９００℃、雰囲気ガス：３％Ｈ２＋９７％
Ｎ 、 （５Ｎ ｍ”／ｌｌ１ｉｎ） 、ロール押付
荷重：２０ ｋｇ、ロール回転数：５０ｒｐｍ、試験時
間：５時間、相対すベリ：無し の下に耐ビルドアツプ性を測定した。結果は第１表に併
記した通りであり、本発明の条件を満足するものはビル
ドアップ現象も皮膜剥離も見られなかった。
条件： 雰囲気温度：９００℃、雰囲気ガス：３％Ｈ２＋９７％
Ｎ 、 （５Ｎ ｍ”／ｌｌ１ｉｎ） 、ロール押付
荷重：２０ ｋｇ、ロール回転数：５０ｒｐｍ、試験時
間：５時間、相対すベリ：無し の下に耐ビルドアツプ性を測定した。結果は第１表に併
記した通りであり、本発明の条件を満足するものはビル
ドアップ現象も皮膜剥離も見られなかった。
第 １ 表
（％は重量％）
去ＩＬス
次に第１表のＮ０９３の組成からなるサーメット溶射皮
膜の表面平均粗さおよびクロム酸含浸処理の有無につい
てそれらがどの様な影響を示すかを調べた。実験条件は
実施例１と同一とした。試験結果は第２表に示す。
膜の表面平均粗さおよびクロム酸含浸処理の有無につい
てそれらがどの様な影響を示すかを調べた。実験条件は
実施例１と同一とした。試験結果は第２表に示す。
第 ２ 表
〔発明の効果］
本発明のハースロールは上記の様に構成されているので
、高温条件下で使用される場合においても優れた耐摩耗
性および耐剥離性を示し、ビルドアップ現象が激減した
。
、高温条件下で使用される場合においても優れた耐摩耗
性および耐剥離性を示し、ビルドアップ現象が激減した
。
Claims (3)
- （１）Ｃｒ＿２Ｏ＿３−Ａｌ＿２Ｏ＿３系固溶体セラミ
ックス：５〜２０重量％ Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系合金：９５〜８０重量％ からなるサーメット溶射皮膜を形成したものであること
を特徴とする高温熱処理炉用ハースロール。 - （２）サーメット溶射皮膜の表面平均粗さ（中心線平均
粗さ）が０．２〜１０μｍである請求項（１）の高温熱
処理炉用ハースロール。 - （３）サーメット溶射皮膜の表面にクロム酸皮膜を形成
したものである請求項（１）又は（２）の高温熱処理炉
用ハースロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9391789A JPH02270955A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 高温熱処理炉用ハースロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9391789A JPH02270955A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 高温熱処理炉用ハースロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02270955A true JPH02270955A (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=14095819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9391789A Pending JPH02270955A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 高温熱処理炉用ハースロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02270955A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04285113A (ja) * | 1991-03-12 | 1992-10-09 | Nippon Steel Corp | 厚鋼板熱処理炉用ハースロール |
| EP0698672A1 (en) | 1994-08-26 | 1996-02-28 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Hearth roll with superior indurance capacity |
| CN104762583A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-07-08 | 马鞍山蓝科再制造技术有限公司 | 一种热喷涂模具表面用纳米陶瓷材料的制备方法 |
| US10280499B2 (en) * | 2014-12-30 | 2019-05-07 | Industrial Technology Research Institute | Composition and coating structure applying with the same |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP9391789A patent/JPH02270955A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04285113A (ja) * | 1991-03-12 | 1992-10-09 | Nippon Steel Corp | 厚鋼板熱処理炉用ハースロール |
| CN1062316C (zh) * | 1994-08-25 | 2001-02-21 | 普拉塞尔·S·T·技术有限公司 | 表面具有陶瓷热喷涂覆层的炉辊 |
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