JPH0238514A - 熱処理炉用ロール - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温熱処理炉における炉内および炉外の搬送
用ロールに関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

連続的に熱処理を行う加熱炉においては、鋼片又は鋼板
、ステンレス板、鋼管等の被熱処理材の炉への搬入、搬
出用に多数のロールがその進行方向に直角に配置されて
いる。

このロールは、炉内又は炉外に並設されているが、特に
炉内に並設されるロールは耐熱性、耐蝕性、耐摩耗性な
らびに平滑性が要求される。

更に、鋼管その他の金属材料の熱処理時において、ロー
ラーハース型の熱処理炉では従来から、被熱処理材表面
の酸化スケールや鋼の一部がロール表面に付着して成長
するビルドアップと呼ばれる現象が生じる。

このビルドアップは、ある程度成長すると被熱処理材表
面に疵をつけたり、ロール表面から剥離して鋼表面に付
着して焼き付きをおこす。

通常連続操作業中に発生したビルドアップは、操業条件
の変更、ダミー材の投入といった生産能率の低下を招く
ばかりでなく、長期間にわたり被熱処理材の品質に悪影
響を及ぼず。

一方、従来よりローラー材質としてＣｒ−Ｎ系、Ｃｒ−
ＭＯ系の合金材が使用されているが、これらのロールで
はビルドアップが発生しやすく前記問題を避けることが
困難であった。

このため、前記問題の防止策として従来からシリカ・ア
ルミナ等の金属への溶射、あるいは、セラミックスリー
ブの金属への嵌合等によるビルドアップ防止が図られて
きた。

しかしながら、溶射については、膜厚による制限がある
為、熱膨張あるいは収縮による亀裂の発生を防止する事
が困難であり、一方前記セラミックスリーブの金属への
嵌合については、耐衝撃性等の面から寿命が短いという
問題があった。

［問題点を解決する為の手段及び作用］本発明は、前記
従来技術の欠点を除去解決することを目的とし、この目
的を達成する為の手段として、特許請求の範囲に記載し
た熱処理炉用ロールを提供するものである。

すなわち、本発明は主として無機質繊維からなるドーナ
ツ状の成形板が金属軸又はセラミンク軸に多数積層され
てなる熱処理炉用ロールにおいて、前記熱処理炉用ロー
ルをあらかじめ熱処理することを特徴とする熱処理炉用
ロールを特徴とする熱処理炉用ロールである。

なお、本発明の主として無機質繊維からなるドーナツ状
の成形板は、無機質繊維、無機充填材、有機結合材及び
必要に応して添加される無機結合材からなるものである
。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明の無機繊維としては、熱間に於いて被熱処理材お
よび酸化スケールなどが反応または付着しない熱間で安
定な組成であり、かつ強度を有するものが好ましい。

具体的には、結晶質アルミナファイバー、ジルコニアフ
ァイバー、シリカ・アルミナファイバー天然のセピオラ
イトなどがあげられるが、金属軸またはセラミック軸に
嵌装するときの耐圧縮強度が強いこと及び低コストであ
ることがらシリカ・アルミナファイバーがより望ましい
。

前記無機充填材は、ロール自体の圧縮強度を高めること
とロールの焼結強度を上げるため、嵩密度を上げる目的
で使用するものであり、アルミナ、ジルコニア、窒化ケ
イ素、ムライト等などのセラミックパウダーを必要に応
じて添加すればよい。

この中でも被熱処理材及び酸化スケールトの非反応性及
びコストの面からアルミナがより望ましい。

前記有機結合材は、ドーナツ状の成形板の形状を保持す
るとともに前記ドーナツ状の成形板を金属軸またはセラ
ミック軸に嵌装する時の強度を維持する為のものである
。具体的にはエマルジョンラテックス、ポリアクリルア
マイド、でんぷんなどを使用することができる。

前記無機結合材としては、コロイダルシリカ、粘土鉱物
、アルミナゾル・ジルコニアゾルなど必要に応じて添加
すれば良い。

本発明の熱処理用ロールは、前記デイスクロールをあら
かしめ熱処理する必要がある。その理由は、前記ドーナ
ツ状の成形板はそのままでは熱収縮（焼結収縮）するた
めに、前記ロール外径の寸法精度に誤差が発生するから
である。しかも、前記熱収縮は温度と時間にほぼ比例す
るため、高温においては特に顕著であり時間とともに増
大するからである。

更に本発明によれば、前記熱処理は少なくとも実際の使
用温度よりも高温であのかじめ熱処理する必要がある。

このことは前記の如く長期にわたる使用時において前記
ロール外径の寸法精度に誤差が生じる恐れがないからで
ある。

前記熱処理温度は、望ましくは実際の使用温度より５０
°Ｃ以上高温で処理することが好ましい。

なお、当然のことながら前記ロールの外径は前記熱処理
後所望する寸法に旋盤などで外径加工することは言うま
でもない。本発明の熱処理炉用ロールは、前記熱処理炉
用ロール表面に無機コロイド含浸層を有することが好ま
しい。

本発明の熱処理炉用ロールは、金属軸またはセラミック
スに嵌送されているため、前記金属軸またはセラミック
軸とドーナツ状の成形板との間で熱膨張収縮率の差でク
ランクが生ずる恐れがある。

これを防止するために前記ドーナツ状の成形板の前記金
属軸またはセラミック軸の近傍の焼結度を落とすことが
好ましい。

しかしながら、前記軸近傍のみの焼結度を落とすことは
非常に困難である。このことから、本発明においては前
述の如く熱処理炉用ロール表面に無機コロイドを含浸さ
せ、熱処理炉用ロール表面の焼結度を上げたのである。

すなわち、前記ドーナツ状の成形板全体の焼結度を前記
軸との熱膨張収縮の差を吸収できるように落とし、表面
の焼結度を無機コロイドを含浸することにより上げ、耐
摩耗性を維持したのである。

前記無機コロイドは熱間において、被熱処理材、酸化ス
ケールなどと反応または付着しない為不純物の少ないも
のを使用する事が有利である。望ましくは、市販の低ソ
ーダ・シリカゾル等が良い。

また前記熱処理炉用ロール表面への前記無機コロイドの
含浸量は、所望するロール表面単位面積当り固形分換算
で３００ｇ／ｎ？以上含浸することが有利である。なか
でも４００ｇ／ｒＫ以上含浸することがより有利である
。

本発明に係る熱処理炉用ロールには、次のような作用が
ある。

ます、主として無機繊維からなるドーナツ状の成形板及
びロール表面に含浸された無機コロイド含浸層は、熱間
で安定であり、ビルドアップが発生することがない。

更に前記ロール構成材料の熱収縮はあらかじめ使用温度
以上の温度において熱処理され、収縮せしめられている
為、使用温度域で安定した寸法精度が得られる。

また、前記熱処理炉用ロールの表面にのみ、無機コロイ
ド含浸層を有する為、ロール表面は焼結により耐摩耗性
等を向上させる事が出来、かつロール内部は焼結が進ん
でいない為、金属軸またはセラミック軸との熱膨張収縮
を吸収することが可能である。

実施例１ １ビの容積をもつ撹拌器つき容器に８００ｐ、の水と市
販のショット含有率５０％のシリカ・アルミナファイバ
ー（商品名イビウール）を８ｋｇ投入して１５分間撹拌
して、シリカ・アルミナファイバーのスラリー溶液を作
成した。一方容量２５ＩＶ。

の円筒容器の側壁より流量１７０４２／ｍｉｎ、水圧１
．　５ｋｇ／ｃｆｆｌの加圧水を送り込み、円筒型容器
上よりうす流の中心部へ上記繊維スラリーを８゜Ｉ！、
／ｍｉｎの流量で導き、フロックをほぐした後、このス
ラリーをうす流の中心部より流出させ３゜メンシュの金
網上へ導き捕集した。

このような処理を施すことによって、シリカ・アルミナ
ファイバー中の粗大なショット（１５０ｐ以上）を除去
し、それ以下の粒径のショット含有率を２０％以下とす
ることができた。

次に、上記処理されたシリカ・アルミナファイバー２９
０ｇとアルミナ微粉７２ｇ、末節粘土７２ｇとアクリレ
ート系ラテックス５４ｍｆｆ１（固形分４５％）を、２
５での水中に添加し十分に撹拌・混合してスラリー状と
した。このスラリー中に、ポリアクリルアミド系の凝集
剤７．５％溶液ｌｌ８ｍ２と硫酸ハンド１０％溶液４０
０ｍｉ！とを添加し、抄紙機により、ウエント厚さが１
８ｍｍのシートを抄造した。

次いで、ウェット上のまま６ｍｍ厚みに脱水プレス成形
を行って乾燥した後、同円心を持つ円板に打ち抜き、ド
ーナツ状の環状体とした。この環状体を金属軸に所定の
枚数嵌装して積層し、その両端を金属製ワッシャーとナ
ツトで固定し、ロール表面を平滑に研削し、このロール
表面にシリカゾル溶液（固形分２０％）を含浸ずべきロ
ール表面単位面積当り固形分換算で約４００ｇ／ｎＴと
なるようにロールを回転させながら含浸した。含浸層の
厚みは約１．Ｏｍｍであった。

次いで、このロールを１０５°Ｃの温度で乾燥した。

さらに、前記ロールを熱処理炉にてまわしながら、１ｏ
ｏｏ″Ｃで２４　Ｈｒ焼成した後、外径を旋盤加工し、
熱処理炉用ロールを得た。

このロールを９５０°Ｃ雰囲気のパイプ光輝焼鈍炉に設
置した。そして、セラミンク積層板を用いて、光輝焼鈍
炉用のハースローラ−を作成し、９００°Ｃ以」二の加
熱雰囲気の中に設置した。

得られた結果は、被熱処理材へのピルドアノブの付着は
防止され、耐摩耗特性にも優れており、使用開始より７
ケ月経過してもロール表面は何ら亀裂あるいはビルドア
ップの発生がなかった。また、ロール外径収縮はほとん
どみられなかった。

比較例１ 実施例１と同様であるが、熱処理を行わなかったロール
を実施例１と同様の光輝焼鈍炉に使用したところ、１ケ
月後にロール外径は約２％収縮していた。

〔発明の効果］ 以上のように本発明に係る熱処理炉用ロールは、従来の
ロールに比較し、ビルドアップの発生がなく、かつ熱収
縮によるロール外径の変化がなく、長期にわたり安定操
業ができる熱処理炉用ロールを提供することが可能とな
った。

以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）主として無機質繊維からなるドーナツ状の成形板が
   金属軸又はセラミック軸に多数積層されてなる熱処理炉
   用ロールにおいて、前記熱処理炉用ロールをあらかじめ
   熱処理することを特徴とする熱処理炉用ロール。 ２）前記熱処理は、少なくとも実使用温度よりも高温で
   処理することを特徴とする請求項１記載の熱処理炉用ロ
   ール。 ３）前記熱処理炉用ロールが該表面に無機コロイド含浸
   層を有することを特徴とする請求項１記載の熱処理炉用
   ロール。