JPH0436448A - 溶融金属浴中のロール軸受構造およびその使用方法 - 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、溶融亜鉛めっきラインの溶融亜鉛浴等、溶融
金属浴中において使用されるロールのロール軸受構造お
よびその使用方法に関する。

〔従来の技術〕

銅帯の連続溶融亜鉛めっきラインは、第８図に示すよう
な溶融亜鉛ポット１を備えている。この溶融亜鉛ポット
１内の亜鉛浴２は４６０°Ｃ前後の温度を有しており、
亜鉛浴２内に浸漬された被めっき鋼帯３は、ポット内の
ジンクロール４で上方にターンした後、めっき量調整と
銅帯の形状矯正を目的としたサポートロール５を経て浴
外に導かれる。

前記ジンクロール４は、銅帯にかけられる１、５ｋｇ　
／　ａｎ　２前後の張力の荷重を上方向に受ける。通常
ジンクロール４は、第９図に示すように、ポット内のメ
タル軸受６によりそのロール軸４１が支持されており、
上記荷重を左右のロール軸４１および軸受６で受けてい
る。この荷重は、鋼帯サイズ１、Ｏｍｍ　ｔ　Ｘ　１０
０ＯＤＩＩＩＷの場合で約３トン前後となる・このよう
に大きな荷重を受けるロール軸は、４６０℃前後という
高温の環境に置かれているため。

剛性、耐摩耗性が低下し、しかも、高温の溶融亜鉛中で
は、鉄等の金属は非常に侵食されやすいことから、ロー
ル軸が著しく腐食、摩耗するという大きな問題がある。

このような問題に対し、従来ロール軸および軸受として
、ステンレス系合金製のもの、Ｃｏ−Ｗ−Ｃｒ系合金を
溶射したもの、さらにはセラミックスを成形したもの等
が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これらの材質でも金属製のロール軸は、腐食、
摩耗が激しく、またセラミックス製のロール軸は、熱衝
撃や機械的衝撃で欠損し、使用不能となることが多く、
いずれの場合も７〜１０日程度の連続使用しかできなか
った。また、このため上記日数毎にラインを停止してロ
ール交換を行う必要があり、−回のロール交換に約４時
間程度の時間を要することから、その全製品の減産を余
儀なくされていた。

また、軸受としてベアリング軸受を用いた場合には、上
述した腐食、摩耗に加え、ポット中のドロスが軸受に巻
き込まれてベアリングが破損し、使用不能となることが
多かった。

本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたもので
、溶融金属浴中に配されるロール軸の腐食や摩耗を抑え
、従来に較ベロール軸の寿命を大幅に延ばすことができ
るロール軸受構造およびその使用方法を提供しようとす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

このため本発明のロール軸受構造は、ロール軸が挿入さ
れる密閉型の軸受ボックスと、該軸受ボックスのロール
軸挿入部とロール軸間をシールするシール部材と、該シ
ール部材よりも軸受ボックス内方側にあってロール軸を
支持する軸受部と、軸受ボックス内にガスを圧入するた
めのガス供給手段とからなることをその特徴とする。

また、上記ロール軸受の使用方法に係る本発明法は、前
記ガス供給手段により、溶融金属浴中のロール軸の深さ
に相当する静圧と整向じかまたはそれ以上の圧力で、軸
受ボックス内にＮ２等の不活性ガスを圧入するようにし
たことをその特徴とする。

〔作用〕

ガス供給手段により、溶融金属浴中のロール軸の深さに
相当する静圧と整向じかまたはそれ以上の圧力で、軸受
ボックス内にＮ２等の不活性ガスを圧入する。このガス
加圧により、軸受ボックス内への溶融金属の浸入が効果
的に抑えられ、溶融金属によるロール軸の侵食およびこ
れによるロール軸の摩耗や、ドロスの軸受への噛み込み
等が適切に防止される。また、このようなロール軸の腐
食、摩耗の防止によって、摩耗に起因したロール軸の偏
心回転が防止されるため、シール部材とロール軸とのギ
ャップ変動が極力抑えられる。この結果、シール部が長
期間安定して維持されることになり、上記ガス加圧によ
る溶融金属の浸入防止作用を長期間維持することができ
る。

〔実施例〕

第１図ないし第６図は１本発明を溶融亜鉛ポット内のジ
ンクロールに適用した場合の一実施例を示すもので、亜
鉛ポット、亜鉛浴、ジンクロールおよびそのロール軸に
ついては第８図および第９図と同一の符号を付しである
。

本発明のロール軸受構造は、亜鉛浴２中に浸漬される密
閉型の軸受ボックス７と、この軸受ボックスのロール軸
挿入部とロール軸間をシールするシール部材８と、この
シール部材よりも軸受ボックス内方側にあってロール軸
を支持する軸受部９と、軸受ボックス内にガスを圧入す
るためのガス供給手段１０とからなっている。

前記軸受ボックス７は、一端側にロール軸挿入部１１（
挿入孔）を有する密閉構造であって、吊下フレーム１２
によって、溶融亜鉛ポット１の上方から亜鉛浴２中に吊
下保持されている。そして、この軸受ボックス７内に、
ロール軸挿入部１１からジンクロール４０ロール軸４１
が挿入される。

なお、前記吊下フレーム１２は５本実施例では軸受ボッ
クス７に対し脱着可能となっているが、軸受ボックス７
と一体構造としてもよい。

前記シール部材８はシールリング１３ａ、１３ｂから構
成されている。第３図および第４図はこのシールリング
の構造を示すもので、各シールリング１３は、ロール軸
４１の回転を許容するため、その内径Ｄ□がロール軸４
１の外径よりも若干太き目に構成されている。このシー
ルリングは耐熱性、耐摩耗性を有するものであればその
材質は問わないが、例えばカーボングラファイト等によ
り構成することが好ましい。また、このシールリング１
３は任意の数だけ設けることができる。

本実施例では、シール部材８を構成するシールリング１
３ｂよりもボックス内方側にさらにシールリング１４が
配され、且つシールリング１３ｂとシールリング１４と
の間には、ロール軸周方向にスペースを設け、圧入ガス
をロール軸４１の周方向に均一に供給するためのスペー
スリング１５が配されている。

このスペースリング１５は、第５図および第６図に示す
ように、１対のリング板１６ａ、１６ｂと、これらリン
グ板１６ａ、１６ｂをその周方向複数箇所で連結する連
結板１７とからなり、これら各連結板１７には通孔１８
が形成されている。

この通孔１８は、供給されたガスをロール軸周方向に流
す他に、仮に前記シール部材８とロール軸４１との間か
ら溶融金属が浸入した場合でも、この溶融金属をスペー
スリング１５の下部に導く作用をする。なお、このスペ
ースリング１５の内径Ｄ２も、ロール軸の外径より太き
目に構成されている。

以上のようなシーリング１３ａ、１３ｂ、スペースリン
グ１５およびシールリング１４は、ロール軸４１とのギ
ャップが一定となるような状態で、先端がシールリング
１４に当接した筒状の押え部材２０とロール軸挿入部１
１の内フランジ状の内壁面７１との間に挟設されている
。前記押え部材２ｏは軸受ボックス７の内壁にボルト１
９により固定されている。

なお、前記上記シールリング１４の構成は前記シールリ
ング１３ａ、１３ｂと同様である。このシールリング１
４は、何らかの原因で溶融金属がシール部材８を通じて
浸入してきた場合、これをシールするための予備的なシ
ール部材であり、装置の大型化を避けたい場合には、必
ずしも設ける必要はない。

前記軸受部９は、軸受ボックス７の他端側の内部に設け
られ、ボックス内に挿入されたロール軸４１の端部を回
転自在に支持している。この軸受部９は、本実施例では
ベアリング軸受（２５はベアリング）により構成されて
いる。この軸受部の形式に特に限定はないが、４６０℃
前後の高温下における摩耗性を考慮すると、例えばメタ
ル軸受を使用した場合には、温度の影響で軸受が著しく
摩耗し、この結果、回転するロール軸の芯が振れてシー
ルリングを損傷させ、溶融金属のシール性が著しく損な
われる恐れがある。このため、軸受は本実施例のように
ベアリング軸受により構成することが最も好ましい。ま
た、このベアリング軸受のベアリングとしては、耐熱性
、耐摩耗性に優れた高クロム合金製のベアリングやセラ
ミックベアリングを用いることが好ましい。

前記ガス供給手段１０は、前記スペースリング１５に達
する軸受ボックスの貫通孔２１と、この貫通孔２１に接
続されるガス供給管２２とから構成されている。このガ
ス供給管２２には圧力調整器２３が設けられ、軸受ボッ
クス内に供給するガス圧力を調整する。

本発明において、溶融金属のシール構造、ガスの供給位
置等は上記実施例に限定されるものではなく、例えば第
７図に示されるように、より簡易な構造とすることもで
きる。

第７図に示される実施例では、ロール軸４１の外周にシ
ール部材８が固定され、このシール部材８が軸受ボック
ス７のロール軸挿入部１１前面に設けられた受は部２４
内に位置し、シール部を構成している。そして、ガス供
給用の貫通孔２１が、前記シール部内方のボックス内の
空間に連通し、この貫通孔２１にガス供給管２２が接続
されている。

このように本発明のロール軸受構造は、密閉型の軸受ボ
ックスのシール部と軸受部との間に外部からガスを供給
できるような構造であれば、その構成は問わない。

なお、上記各実施例において、軸受部と接するロール軸
４１は、その耐摩耗性を向上させるため表面に耐摩耗性
材料の溶射層を有するものを用いることができる。また
、この場合ステンレス系材料を軸芯に用いてもよい。

次に、第１図ないし第６図に示される装置を例に、本発
明のロール軸受構造の作用および使用方法を説明する。

上記ロール軸受構造では、ガス供給管２２から常時軸受
ボックス７内に圧縮ガスを供給する。この圧縮ガスとし
ては、溶融金属浴への影響を避けるためＮ２等の不活性
ガスが用いられる。この実施例では、圧縮ガスはガス供
給管２２から貫通孔２１を通じ、スペースリング１５に
より形成されたスペースに導入される。このガスは溶融
金属浴中のロール軸の深さＨｓ　（第２図）に相当する
静圧と整向じかまたはそれ以上の圧力で圧入され、この
ガス加圧により、軸受ボックス７内への溶融金属の浸入
が適切に抑えられる。

また、仮に何らかの原因でシール部材８とロール軸４１
との間隙を通じて溶融金属がある程度浸入しても、この
溶融金属は内方のシールリング１４によりシールされる
ため、溶融金属が軸受部９まで達することが適切に防止
される。

この結果、軸受部９におけるロール軸４１の腐食および
摩耗を従来に較べ著しく抑えることができる。

また、摩耗に起因したロール軸４１の偏心回転の発生も
抑えることができるため、シール部材８とロール軸４１
とのギャップを一定に維持し、そのシール作用を長期間
にわたって維持することができる。

なお、本発明のロール軸受構造はジンクロールのみなら
ず、サポートロール等、溶融金属浴中で使用されるあら
ゆる種類のロールに適用することができる。また、本発
明は溶融亜鉛めっきのロールに限定されるものでもない
。

本発明のロール軸受構造について、本発明者等による実
施結果を以下に示す。第１図に示すような構成のロール
軸受構造を溶融亜鉛ポット内のジンクロールに下記条件
で適用した。

・ロール軸の浴中深さ：　１．Ｏｍ （静圧Ｑ、７ｋｇ／ｆｆｌ　Ｇ　） ・溶融亜鉛温度　　　：４６０℃ ・軸荷重（平均）　　　：３トン ・ロール軸受の材質 シールリング：カーボングラファイト 軸受　　　　：セラミックベアリング 軸受 ・圧縮ガス圧力　　　：　０．７ｋｇ／ａｆこのような
構成および条件で操業を行った結果。

ロール軸の使用期間（寿命）を２０日間以上（従来は１
０日間以下）に延ばすことができた。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、軸受部への溶融金属の浸入
やドロスの噛み込みを適切に防止できるため、溶融亜鉛
等の溶融金属によるロール軸の腐食およびこれによる摩
耗やドロス噛み込みによる損傷を効果的に抑えることが
可能となり、ロール軸の連続使用期間を従来の２倍以上
の２０日間以上に延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明のロール軸受構造の一実施
例を示すもので、第１図は縦断面図、第２図は軸受の支
持構造を含む全体縦断面図である。 第３図および第４図はシールリングを部分的に示すもの
で、第３図は正面図、第４図は側面図である。第５図お
よび第６図はスペースリングを部分的に示すもので、第
５図は正面図、第６図は側面図である。第７図は本発明
のロール軸受構造の他の実施例を示す縦断面図である。 第８図は溶融亜鉛めっきの実施状況を示す説明図である
。第９図は溶融亜鉛ポット中の従来のロール軸受構造を
示す斜視図である。 図において、４はジンクロール、７は軸受ボックス、８
はシール部材、９は軸受部、１０はガス供給手段、１１
はロール軸挿入部、１２は吊下フレーム、１３ａ、１３
ｂ、１４はシールリング。 １５はスペースリング、 ２１は貫通孔、 ２２はガ ス供給管である。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 Ｒ 第 図 カゝ又 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融金属浴中に配されるロールのロール軸受構造
   において、ロール軸が挿入される密閉型の軸受ボックス
   と、該軸受ボックスのロール軸挿入部とロール軸間をシ
   ールするシール部材と、該シール部材よりも軸受ボック
   ス内方側にあってロール軸を支持する軸受部と、軸受ボ
   ックス内にガスを圧入するためのガス供給手段とからな
   ることを特徴とする溶融金属浴中のロール軸受構造。
2. （２）ガス供給手段により、溶融金属浴中のロール軸の
   深さに相当する静圧と略同じかまたはそれ以上の圧力で
   、軸受ボックス内にＮ＿２等の不活性ガスを圧入するこ
   とを特徴とする請求項（１）記載のロール軸受構造の使
   用方法。