JPH04124254A

JPH04124254A - 溶融金属メッキ用ロール軸受

Info

Publication number: JPH04124254A
Application number: JP24146990A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kato; 康司加藤; Kazuo Horikirigawa; 一男堀切川; Katsumi Ando; 安藤　克己; Masayoshi Tsuji; 辻　雅芳
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-09-12
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1992-04-24

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】［ａ業上の利用分野］本発明は、連続溶融金属メッキ洛中で使用されるロール
軸受に関する。

［従来の技術］連続溶融金属メッキ装置の構成を第４図に示す。加熱炉
１２で加熱焼鈍された鋼板１３を、溶融金属槽ヱ４に導
き、鋼板１３へ溶融金属１５をメッキし、ジンクロール
１６およびガイドロール１７を介して、これを引き上げ
、連続的に金属メッキ鋼板１８を得る方法がおこなわれ
ている。ジンクロール１６の構造を第５図（ａ）　、　
（ｂ）　、　（ｃ）に示すが、ジンクロール軸受の固定
側部材１９は、半割の円筒または平板の形状をしており
、回転側部材２０は、ロール軸に嵌合された円筒スリー
ブまたはロール軸である。

固定側部材および回転側部材には、耐食性の良好な２４
Ｃｒ　−１２Ｎｉ系ステンレス鋼が一般に使用されてい
る。ステンレス鋼は、溶融金属との反応性が小さく、耐
食性は良好であるが、耐摩耗性の面では十分とはいえず
、特に固定側部材は、回転側部材とごく狭い範囲で常時
接触しているため摩耗量は回転側部材よりきわめて大き
く、寿命は１０日〜２０日程度と短い。軸受部材の摩耗
が進行すると、ｗｉ板にぼた付き等が発生するため溶融
金属メッキ洛中から引き上げ、軸受部材を交換しなけれ
ばならないが、溶融金属メッキ洛中に浸漬されているロ
ール等の部品は、一体となっているフレーム２１に取り
付はうしているため、軸受部材が摩耗すると、ロールに
は異常がなくとも、生産を停止し溶融金属メッキ浴中に
浸漬されている部品全体を一括で交換しなければならず
、操業上の損失はきわめて大きい。なお、ガイドロール
１７もジンクロール１６とほぼ同様の構造となっている
。

溶融金属メッキ洛中で使用されるロール軸受の寿命延長
をはかる手段として、特開昭４７−３３７２８号では、
重量％でモリブデン（３０〜７０）と硼化ジルコニウム
（７０〜３０）より成る中間層をもつ硼化ジルコニウム
あるいは酸化アルミニウムを被覆した溶融金属メッキ用
漫潰部品、実開昭５５−１４２５７１号では、ＷＣ５０
％（重量）またはＴｉＣ５０％（重量）以上の組成を有
する超硬合金を組込んだ軸および軸受を有する溶融金属
メッキ用漫潰ロール、実開昭６３＝７３３４９号では、
ロール軸に外周面に耐熱性緩衝材シートを介してセラミ
ックで被覆した金属スリーブを嵌合させるとともに、軸
受部分の内周面を耐熱性緩衝材シートを介してセラミッ
クで被覆した軸受金で前記金属スリーブの外周面を保持
した溶融金属メッキ浴におけるロール軸受を提案してい
る。また、溶融金属中で使用されるロール軸受を、セラ
ミックス装軌がり軸受とした発明および考案は、特開平
１−１５９３５９号、実開昭６０−８２４５７号、実開
昭６１−７３８３４号、実開昭６１−９０８５２号、実
開昭６１−１４２８５８号、実開昭６３−８９４２８号
、など多数提案されている。

［発明が解決しようとする課題］すべり軸受に関する上記の発明および考案は、固定側部
材および回転側部材のたがいに接触する面を、耐熱ステ
ンレス鋼より溶融金属中での耐蝕性が良好でかつ硬度の
高いセラミック被覆または超硬合金とすることにより軸
受の寿命延長をはかろうとしたものであるが、本発明者
等の溶融金属中における摩耗試験の結果では、たがいに
硬度の高い材料同士の組合わせでは、接触面圧が高くな
るため、摩耗の進行は予想外に早く、摩耗量はステンレ
ス鋼とステンレス鋼の組合わせと同等またはそれ以上で
あることが確認されている。

また、転がり軸受とすることにより寿命延長をはかる方
法は、溶融金属メッキ洛中から引き上げた時に、溶融金
属が軸受内部で凝固するため酸洗等による溶融金属の除
去に多大の時間と労力を要するという欠点があり、実用
化はなされていない。特開昭８３−１８８０３５号では
、この欠点を改善する技術として、転がり軸受の各ハウ
ジングのつばに外面から内面に貫通して軸方向の溝に貫
通する穴、もしくは溝に連通ずる切欠きを設けることに
より、メンテナンス時に固着した金属の排出を容易にで
きるようにした軸受ユニットを提案しているが、大気中
に引き上げると溶融金属はただちに凝固し始めるため、
この方法でも軸受内部での溶融金属の凝固を完全に無く
すことは困難である。

［課題を解決するための手段］本発明は、従来の技術では困難な溶融金属メッキ洛中で
の耐摩耗性にすぐれ長期間安定して連続使用できるすべ
り軸受を提供することを目的としてなされたものであ゛
す、溶融金属メッキ洛中で使用されるロール軸受におい
て、固定側部材をセラミックスまたはサーメット、回転
側部材をステンレス鋼としたことを特徴とする溶融金属
メッキ用ロール軸受である。

［作　　　用］本発明は、溶融金属中での各種材料の組合わせ摩耗特性
に関する知見がほとんど得られていないため、有効な改
良技術が提案されていない現状に鑑み、溶融金属中での
各種材料の組合わせ摩耗試験を実施し、本試験により得
られた各種材料の組合わせ摩耗特性に関する知見をもと
になされたものである。

試験装置の構造を、第３図（ａ）　、　（ｂ）に示す。

試験は、溶融金属中でのビン−リング摩耗試験によりお
こなった。ビン試験片１は、すべり軸受の固定側部材に
相当し、中間支点２を有する固定軸３の先端に取付けら
れている。リング試験片４は、すべり軸受の回転側部材
に相当し、電動機で駆動する回転軸５の先端に取付けら
れている。ビン試験片１への加圧力は、固定軸上端に取
付けらねたバネ６により調整する構造となっている。電
気炉７の容器８内で金属を溶解させた後、ビンおよびリ
ング試験片を溶融金属９中に浸漬し、ビン試験片を一定
の加圧力でリング試験片に押しつけ、リング試験片を一
定速度で連続回転させ、摩耗試験をおこなった。ビン試
験片の加圧力は、ロードセル１０、ビン試験片にかかる
摩擦力は、ロードセル１１により連続的に検出し、ビン
試験片とリング試験片の摩耗量は、試験中の固定軸の変
位をダイアルゲージで読みとることから、ビンおよびリ
ング試験片の摩耗量の合計値を連続的に測定し、試験終
了後、ビンおよびリング試験片それぞれ単独の摩耗量を
測定した。

前述のごとく、すべり軸受においては、固定側部材の方
が回転側部材より摩耗量がきわめて大きく、固定側部材
の耐摩耗性を改善することがすべり軸受の寿命延長につ
ながるとの観点から、ビン試験片の材質はセラミックス
・サーメットおよび基準材としてのステンレス鋼、リン
グ試験片の材質はステンレス鋼とすることとし、溶融金
属中での各種材料の浸漬試験結果をもとに、セラミック
スとして溶融金属とまったく反応しないアルミナ・炭化
珪素・窒化珪素・サイアロン・ジルコニアの５種類、サ
ーメットとして溶融金属とほとんど反応しない金属炭化
物と耐食耐摩耗合金の複合材料１種類を選定した。ステ
ンレス鋼は一般に使用されている２４Ｃｒ−１２Ｎｉ系
ステンレス鋼を選定し、溶融金属としては純亜鉛を用い
て摩耗試験をおこなった。比較のため大気中での摩耗試
験もあわせておこなフた。

摩耗試験の結果を第１図および第２図に示し、試験によ
り得られた知見を以下に説明する。第１図は、ビンとリ
ング試験片の定常状態での摩擦係数を示したものである
。溶融亜鉛中での摩擦係数は、いずれの材質の組合わせ
においても、０．０２〜０．１の範囲にあり、一般に使
用されている給油すべり軸受の摩擦係数とほぼ同等であ
る。一方、大気中無潤滑での摩擦係数は、０．６〜０．
８ときわめて大きく、実用には供せない、このことから
、溶融亜鉛には十分な潤滑効果があり、溶融亜鉛中では
、セラミックスおよびサーメットとステンレス鋼の組合
わせば、軸受部材として十分実用に供せることが確認さ
れた。第２図は、溶融亜鉛中における、すべり距離に対
する、ビンおよびリング試験片の摩耗量の合計値を連続
的に測定した結果を示したものである。この結果から、
ステンレス鋼とステンレス鋼の組合わせに対し、セラミ
ックスおよびサーメットとステンレス鋼の組合わせは、
いずれも摩耗量が大幅に減少することが確認された。ビ
ン試験片およびリング試験片それぞれ単独での摩耗量で
みると、ビン試験片を硬度の高いセラミックス・サーメ
ットとした場合、ビン試験片の摩耗量はきわめて小さく
なるものの、リング試験片の摩耗量は、ステンレス鋼と
ステンレス鋼の組合わせよりは増加するが、固定側部材
の摩耗量の方が、回転側部材よりきわめて大きいことか
ら、実用上は問題がない。また、溶融亜鉛中での摩耗試
験後の、ビン試験片およびリング試験片の摩耗面を観察
すると、試験前のセラミックスおよびサーメットのビン
試験片には研削加工による凹凸があるが、試験後は凹凸
が消失しきわめて平滑な面となっており、軸受部材とし
てはきわめて良好な摩耗状態にあることが確認された。

以上の試験結果から、本発明による、固定側部材をセラ
ミックスまたはサーメット、回転側部材をステンレス鋼
としたすべり軸受は、ステンレス鋼とステンレス鋼の組
合わせによる従来のすべり軸受より、大幅に寿命が延長
できる効果があることが確認された。

上記は、溶融金属を純亜鉛とした場合の試験結果である
が、溶融金属をアルミニウムとした場合の摩耗試験でも
同様の結果が得られており、本発明は、溶融亜鉛メッキ
のみならず、溶融アルミニウムメッキ等の溶融金属メッ
キ用ロール軸受全般に応用できる。

［実　施　例］連続溶融亜鉛メッキ装置のジンクロール軸受において、
本発明による、固定側部材をクロム炭化物とステライト
系耐食合金のサーメット、回転側部材を２４Ｃｒ−１２
Ｎｉ系ステンレス鋼としたすべり軸受を使用した結果、
ステンレス鋼同士の組合わせでは１０〜２０日程度の寿
命であったものが、ｉｏｏ日以上と大幅に寿命を延長で
きた。

【発明の効果］本発明により、連続溶融金属メッキ装置におけるジンク
ロール軸受の寿命が大幅に延長で牲、長期間安定して、
金属メッキ鋼板の生産が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶融亜鉛中および天気中での摩耗試験における
定常状態での摩擦係数の測定結果を示す図、第２図は溶
融亜鉛中における摩耗試験において、すべり距離に対す
るビンおよびリング試験片の摩耗量の合計値を連続的に
測定した結果を示す図、第３図（ａ）　、　（ｂ）は溶
融金属中における摩耗試験機の構造を示す図、第４図は
連続溶融亜鉛メッキ装置の構成を示す図、第５図（ａ）
　、　（ｂ）　、　（ｃ）　はジンクロールの構造を示
す図である。１・・・ビン試験片　　　２・・・中間支点３・・・固
定軸　　　　　４・・・リング試験片５・・・回転軸　
　　　　６・・・ばね７・・・電気炉　　　　　８・・
・容器９・・・溶融金属１０．１１・・・ロードセル１２・・・加熱炉　　　　１３・・・鋼板１４・・・溶
融金属槽　　１５・・・溶融金属１６・・・ジンクロー
ル　１７・・・ガイドロール１８・・・金属メッキ鋼板１９・・・固定側部材　　２０・・・回転側部材２１・
・・フレームイ也４名

Claims

【特許請求の範囲】

１　溶融金属メッキ浴中で使用されるロール軸受におい
て、固定側部材をセラミックスまたはサーメット、回転
側部材をステンレス鋼としたことを特徴とする溶融金属
メッキ用ロール軸受。