【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]
（産業上の利用分野）
本考案は溶融亜鉛メツキ浴内で鋼帯と接触して
回転するロールに関するものである。
（従来の技術）
鋼帯の連続溶融亜鉛メツキ設備において、亜鉛
浴に浸漬して使用するロールとしては第１図及び
第２図に示すようなシンクロール１、エグジツト
ロール２等がある（図中３は被メツキ鋼帯、４は
溶融亜鉛浴）。これらのロールは鋼帯を支持、案
内し進行方向を変えたり、鋼帯のＣ反りを矯正し
たりする機能をもつている。
これらのロール及び該ロール用軸受材料として
は、例えば特開昭54−104460号公報に記載された
12Crステンレス鋼等のステンレス系材料である。
（考案が解決しようとする問題点）
しかしこの材料には以下に示す問題点がある。
即ち溶融亜鉛による侵食及び機械的すべり摩耗
に対する強さが十分ではない為、ロール胴部の摩
耗、肌荒れ、或いは軸受の損耗に伴うロール回転
振動の増加により、短期間の使用でメツキ鋼帯製
品の平滑性、美観性が悪化してくる。その為、１
週間程度の周期でのロール取替を余儀なくされて
いるのが普通である。従つてロール取替作業に伴
うライン休止ロスが大きく、又ロール購入及び解
体組立に多額の整備コストを必要とするという問
題があつた。
そこでこの対策としてロール及び軸受の表面
に、Co基合金の溶射又は肉盛溶接或いはセラミ
ツク溶射等が実施されたりしているが、前者につ
いてはステンレス鋼に比べれば耐蝕性、耐摩耗性
は可成り向上するとはいえ未だ十分に満足できる
レベルではない。又後者においても熱衝撃による
割れ、剥離、スポーリング等の問題があり、好結
果が得られていない。
（考案の目的）
この考案は上記の様な問題点を解決するために
なされたもので、溶融亜鉛の侵食及び機械的すべ
り摩耗に極めて強く、更に亜鉛浴への浸漬引揚げ
時の熱衝撃にも十分耐えるところの皮膜を表面に
形成することにより、長期の連続使用を可能なら
しめた溶融亜鉛メツキ浴用浸漬ロールを提供する
ものである。
（問題点を解決するための手段）
本考案は、鉄又は鋼素材の表面に厚み10〜
500μｍ密度6.50ｇ／cm2以上の緻密な金属クロム皮
膜を形成たロール及び軸受を有することを特徴と
する溶融亜鉛メツキ浴用浸漬ロールである。
（実施例及び作用）
以下本考案の一実施例について説明する。
鉄又は鋼製ロール母材及び軸受母材の表面に電
気メツキ法により金属クロムを10〜500μｍの厚
みにて被覆する。その後レーザー光線を照射する
ことにより表面を溶融し金属クロム皮膜を密度
6.50ｇ／cm2以上に緻密化する。
ここで金属クロム皮膜の厚み及び密度を上記の
様に限定した理由について説明する。
皮膜厚みを10μｍ以上としたのは、これ以下に
なるとすべり摩擦により皮膜が剥離し易くなるか
らである。又500μｍ以下としたのはこれ以下に
なるとレーザーで皮膜を厚み方向に均一に溶融緻
密化するのが難しくなること及びメツキそのもの
の作業性、経済性が悪くなるからである。
皮膜密度を6.50ｇ／cm2以上としたのは、この値
以上に緻密化し皮膜中の気孔、微細亀裂を低減し
ておかないと、溶融亜鉛が該気孔、微細亀裂から
浸透し、母材と金属クロム層の境界部を侵食し、
皮膜剥離をおこすからである。
なお工業的には密度7.15ｇ／cm2以下とすること
が好ましい。
次に本考案による材料及び比較材料のテストピ
ースによる耐蝕性、耐熱衝撃性試験結果を示す。
第１表は直径30mmの各種試験材を溶融亜鉛浴中に
浸漬したテスト結果である。侵食量については亜
鉛浴中に30日間浸漬後引揚げて固着亜鉛を除去
後、直径減少量を測定、一方、亀裂発生有無につ
いては、亜鉛浴中への浸漬・引揚げ後空冷を10回
繰り返して熱衝撃による亀裂が発生しているか否
かを調査したものである。
(Industrial Field of Application) The present invention relates to a roll that rotates in contact with a steel strip in a hot-dip galvanizing bath. (Prior Art) In continuous hot-dip galvanizing equipment for steel strips, there are sink rolls 1 and exit rolls 2 as shown in Figs. 3 is the steel strip to be plated, 4 is the molten zinc bath). These rolls have the function of supporting and guiding the steel strip, changing its direction of travel, and correcting C-curvature of the steel strip. Examples of these rolls and bearing materials for the rolls include those described in JP-A-54-104460.
Stainless steel material such as 12Cr stainless steel. (Problems to be solved by the invention) However, this material has the following problems. In other words, because the strength against erosion by molten zinc and mechanical sliding wear is insufficient, the plated steel strip product may deteriorate after a short period of use due to roll body wear, rough skin, or increased roll rotational vibration due to bearing wear. Smoothness and aesthetics deteriorate. Therefore, 1
It is normal for rolls to be replaced every week or so. Therefore, there were problems in that there was a large line stoppage loss due to the roll replacement work, and a large amount of maintenance cost was required for purchasing the rolls and disassembling and reassembling them. As a countermeasure to this problem, Co-based alloy thermal spraying, overlay welding, ceramic thermal spraying, etc. are applied to the surfaces of rolls and bearings, but the former has considerably less corrosion and wear resistance than stainless steel. Although it has improved, it is still not at a fully satisfactory level. The latter also has problems such as cracking, peeling, and spalling due to thermal shock, and good results have not been obtained. (Purpose of the invention) This invention was made to solve the problems mentioned above. It is extremely resistant to corrosion of molten zinc and mechanical sliding wear, and is also resistant to thermal shock when immersed in a zinc bath and withdrawn. The purpose of the present invention is to provide a dipped roll for hot-dip galvanizing baths that can be used continuously for a long period of time by forming a film on its surface that is sufficiently resistant to corrosion. (Means for Solving the Problems) The present invention provides a method for applying a thickness of 10 to 10 mm on the surface of iron or steel material.
This immersion roll for hot-dip galvanizing baths is characterized by having a roll and bearings on which a dense metallic chromium film with a density of 6.50 g/cm 2 or more is formed and a bearing of 500 μm. (Example and operation) An example of the present invention will be described below. The surfaces of the iron or steel roll base material and the bearing base material are coated with metallic chromium to a thickness of 10 to 500 μm by electroplating. After that, the surface is melted by irradiation with a laser beam and the metal chrome film becomes denser.
Densify to 6.50g/cm2 or more . Here, the reason why the thickness and density of the metal chromium film are limited as described above will be explained. The reason why the film thickness is set to 10 μm or more is because if it is less than this, the film will easily peel off due to sliding friction. The reason why the thickness is set to 500 μm or less is that if the thickness is less than 500 μm, it becomes difficult to uniformly melt and densify the film in the thickness direction using a laser, and the workability and economic efficiency of the plating itself deteriorates. The reason why the film density is set to be 6.50 g/ cm2 or more is that unless the film is made denser than this value and the pores and microcracks in the film are reduced, molten zinc will penetrate through the pores and microcracks and cause damage to the base material. It erodes the boundary of the metallic chromium layer,
This is because it causes film peeling. Note that, industrially, it is preferable that the density is 7.15 g/cm 2 or less. Next, the results of corrosion resistance and thermal shock resistance tests using test pieces of the material according to the present invention and comparative materials will be shown.
Table 1 shows the test results of various test materials with a diameter of 30 mm immersed in a molten zinc bath. To determine the amount of corrosion, the specimen was immersed in a zinc bath for 30 days and then pulled out to remove fixed zinc, and the amount of reduction in diameter was measured. On the other hand, to determine the presence or absence of cracks, the specimen was immersed in a zinc bath, pulled out, and then air-cooled 10 times. The purpose of this study was to investigate whether or not cracks were generated due to thermal shock.
【表】
第１表より本考案材料１及び２は従来材料４〜
６に比べ溶融亜鉛に対する耐蝕性、耐熱衝撃性に
於いて明らかに優れている事が分かる。
なお試験材３は金属クロム被覆後のレーザ照射
を省略したものである。従つて密度が6.50ｇ／cm2
以上に緻密化されてない為、金属クロム皮膜その
ものには全く侵食は認められなかつたものの、皮
膜内の気孔、微細亀裂から浸透した溶融亜鉛によ
り母材と皮膜との境界部が侵食され皮膜が剥離し
てしまつた。
次に本考案を実機シンクロールに適用した結果
を第２表に示す。[Table] From Table 1, the invented materials 1 and 2 are the conventional materials 4 to 4.
It can be seen that the corrosion resistance against molten zinc and the thermal shock resistance are clearly superior to that of No. 6. Note that for test material 3, laser irradiation after metal chromium coating was omitted. Therefore, the density is 6.50g/cm 2
Although no corrosion was observed in the metallic chromium film itself because it was not as densified as described above, the boundary between the base material and the film was eroded by the molten zinc that penetrated through the pores and microcracks in the film, causing the film to deteriorate. It peeled off. Next, Table 2 shows the results of applying the present invention to an actual sink roll.
【表】
第２表に示す如く、本考案によるシンクロール
では、従来ロールの７日間に対し５倍の35日間の
連続使用でも殆ど損耗が無く少なくとも100日、
即ち従来の10倍程度の寿命延長を期待出来る。
本実施例では金属クロムの形成手段として電気
メツキ法を示したが、真空蒸着法、減圧プラズマ
溶射法によつてもよい。また金属クロムの形成後
の溶融緻密化のための処理として、レーザーの照
射による方法をしめしたが、電子ビーム照射によ
る方法でもよい。
（考案の効果）
本考案のロールを使用した場合の効果を従来の
ロールと比較して説明する。
(1) 溶融亜鉛浴中での長期連続使用が可能とな
り、ロール取替の為のライン休止ロスを大幅に
低減出来る。
(2) 上記(1)項に伴いロール購入費、解体・組立工
費も大幅に低減できる。
(3) ロール損耗が非常に少ない為、鋼帯の亜鉛メ
ツキ品質の長期高位安定化が計れる。
(4) ロール及び軸受の母材としての材質の制約が
少なく、鉄・鋼系統の材料全般にたいして本考
案を適用できる。
なお本考案は純亜鉛浴に対して限定されるもの
でなく、亜鉛を期本組成とする他の亜鉛以外の元
素を含む浴にも適用出来ることは言うまでもな
い。[Table] As shown in Table 2, the sink roll according to the present invention can be used for at least 100 days with almost no wear and tear even after 35 days of continuous use, which is 5 times the 7 days of conventional rolls.
In other words, it can be expected that the lifespan will be extended by about 10 times compared to conventional products. In this embodiment, electroplating is used as a means for forming metallic chromium, but vacuum evaporation or low pressure plasma spraying may also be used. Furthermore, as a treatment for melting and densification after forming metallic chromium, a method using laser irradiation has been shown, but a method using electron beam irradiation may also be used. (Effects of the invention) The effects of using the roll of the invention will be explained in comparison with conventional rolls. (1) Long-term continuous use in a molten zinc bath is possible, and line stoppage losses due to roll replacement can be significantly reduced. (2) Due to the above (1), roll purchase costs and disassembly/assembly costs can be significantly reduced. (3) Since roll wear is extremely low, the galvanized quality of the steel strip can be stabilized over a long period of time. (4) There are few restrictions on the material used as the base material for rolls and bearings, and the present invention can be applied to all iron and steel materials. It goes without saying that the present invention is not limited to pure zinc baths, but can also be applied to baths containing zinc as the main composition but containing other elements other than zinc.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は通常の鋼帯用連続亜鉛メツキ機の構成
を説明する側面図、第２図は同上の正面図であ
る。
１はシンクロール、２はエグジツトロール、３
は被メツキ鋼帯、４は溶融亜鉛浴。
FIG. 1 is a side view illustrating the configuration of a conventional continuous galvanizing machine for steel strips, and FIG. 2 is a front view of the same. 1 is sink roll, 2 is exit roll, 3
4 is the steel strip to be plated, and 4 is the molten zinc bath.