JPH05247621A - 熱処理炉用ロール - Google Patents
熱処理炉用ロールInfo
- Publication number
- JPH05247621A JPH05247621A JP3120547A JP12054791A JPH05247621A JP H05247621 A JPH05247621 A JP H05247621A JP 3120547 A JP3120547 A JP 3120547A JP 12054791 A JP12054791 A JP 12054791A JP H05247621 A JPH05247621 A JP H05247621A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- resistance
- heat treatment
- build
- raw material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】連続焼鈍炉内に配設さされ、長時間の被熱処理
材の搬送においても、剥離することなく、かつ高温耐摩
耗性とビルドアップ防止効果の大きい被膜層をロール表
面に形成したロールを提供すること。 【構成】表面に耐酸化被膜を形成したＺr系窒化物ある
いはＺr系炭化物原料粉の溶射セラミックス被膜を有す
る熱処理炉用ロールは、６００〜１３００℃の酸化性又
は還元性雰囲気で長時間連続して被熱処理材を焼鈍し、
搬送する際も剥離することなく、かつ高温耐摩耗性とビ
ルドアップ防止効果に優れる。
材の搬送においても、剥離することなく、かつ高温耐摩
耗性とビルドアップ防止効果の大きい被膜層をロール表
面に形成したロールを提供すること。 【構成】表面に耐酸化被膜を形成したＺr系窒化物ある
いはＺr系炭化物原料粉の溶射セラミックス被膜を有す
る熱処理炉用ロールは、６００〜１３００℃の酸化性又
は還元性雰囲気で長時間連続して被熱処理材を焼鈍し、
搬送する際も剥離することなく、かつ高温耐摩耗性とビ
ルドアップ防止効果に優れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱処理炉内に配設され、
鋼板を焼鈍し搬送するためのロールであって、特に高温
耐剥離性、高温耐摩耗性とビルドアップ防止に優れた熱
処理炉用ロール(以下ハースロールと略記する)に関する
ものである。
鋼板を焼鈍し搬送するためのロールであって、特に高温
耐剥離性、高温耐摩耗性とビルドアップ防止に優れた熱
処理炉用ロール(以下ハースロールと略記する)に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、連続焼鈍炉内に配設されるハー
スロールは６００〜１３００℃の酸化性又は還元性雰囲
気で長時間連続して被熱処理材を焼鈍し、搬送させるた
めにその表面は摩耗を受けたり、また被熱処理材の付着
酸化物や鉄粉がロール表面に凝着堆積していわゆるビル
ドアップを形成したりしている。
スロールは６００〜１３００℃の酸化性又は還元性雰囲
気で長時間連続して被熱処理材を焼鈍し、搬送させるた
めにその表面は摩耗を受けたり、また被熱処理材の付着
酸化物や鉄粉がロール表面に凝着堆積していわゆるビル
ドアップを形成したりしている。
【０００３】このような摩耗やビルドアップによる凹凸
がハースロール上に発生すると、被熱処理材である鋼板
が搬送される間に疵付けられて、品質の低下の原因とな
っている。このような鋼板の品質低下を防止するため
に、定期的に操業を中断して熱処理炉内を冷却した後、
作業者が炉内に入ってハースロールの表面を研削手入れ
したり、ロールそのものを取り替えたりしている。
がハースロール上に発生すると、被熱処理材である鋼板
が搬送される間に疵付けられて、品質の低下の原因とな
っている。このような鋼板の品質低下を防止するため
に、定期的に操業を中断して熱処理炉内を冷却した後、
作業者が炉内に入ってハースロールの表面を研削手入れ
したり、ロールそのものを取り替えたりしている。
【０００４】このため特公昭５７−２９５４９号公報等
で記載されているように、ロール表面にアルミナ、ジル
コニア等のセラミックスをプラズマ溶射被覆したり、ま
た、特開昭６３−２５０４４９号公報で記載されている
ように、Ｚr系窒化物あるいはＺr系炭化物等の非酸化物
系セラミックス原料粉体を溶射被覆したりしていた。
で記載されているように、ロール表面にアルミナ、ジル
コニア等のセラミックスをプラズマ溶射被覆したり、ま
た、特開昭６３−２５０４４９号公報で記載されている
ように、Ｚr系窒化物あるいはＺr系炭化物等の非酸化物
系セラミックス原料粉体を溶射被覆したりしていた。
【０００５】しかしジルコニアやアルミナの溶射被膜層
は、高温雰囲気中で溶射被膜を形成している粒間の結合
力が劣化して被膜自体の剥離が生成し耐剥離性に劣る。
また、Ｚr系窒化物あるいはＺr系炭化物原料粉体を溶射
して得られた被膜も、原料粉体が溶射中に酸化しジルコ
ニアとなり、高温雰囲気中で変態を起こし粒間強度が劣
化して被膜自体の剥離が生成し耐剥離性に劣るという欠
点がある。
は、高温雰囲気中で溶射被膜を形成している粒間の結合
力が劣化して被膜自体の剥離が生成し耐剥離性に劣る。
また、Ｚr系窒化物あるいはＺr系炭化物原料粉体を溶射
して得られた被膜も、原料粉体が溶射中に酸化しジルコ
ニアとなり、高温雰囲気中で変態を起こし粒間強度が劣
化して被膜自体の剥離が生成し耐剥離性に劣るという欠
点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等はこれら酸
化性又は還元性雰囲気中で使用されるハースロールに適
用すべき高温耐剥離、耐摩耗性に優れ、かつビルドアッ
プ防止効果の大きい被覆材料及び被覆方法を種々研究の
結果、ハースロール基体との密着性に優れ、剥離するこ
となく、かつ高温強度にも優れた被覆ロールを見出し本
発明を完成した。すなわち本発明は酸化性または還元性
雰囲気中に配設されて使用するに際して優れた高温耐剥
離性、耐摩耗性及びビルドアップ防止効果の大きい被覆
層をロール表面に形成したハースロールを提供すること
を目的になされたものである。
化性又は還元性雰囲気中で使用されるハースロールに適
用すべき高温耐剥離、耐摩耗性に優れ、かつビルドアッ
プ防止効果の大きい被覆材料及び被覆方法を種々研究の
結果、ハースロール基体との密着性に優れ、剥離するこ
となく、かつ高温強度にも優れた被覆ロールを見出し本
発明を完成した。すなわち本発明は酸化性または還元性
雰囲気中に配設されて使用するに際して優れた高温耐剥
離性、耐摩耗性及びビルドアップ防止効果の大きい被覆
層をロール表面に形成したハースロールを提供すること
を目的になされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は表面に耐酸化性
被膜を形成したＺr系窒化物あるいはＺr系炭化物原料粉
の溶射セラミックス被膜を有する耐剥離性、耐摩耗性及
び耐ビルドアップ性に優れた熱処理炉用ロールを要旨と
するものである。上記原料粉体表面に形成する耐酸化被
膜としては、メッキ、メカニカルコーティング等により
形成する金属被膜、または金属アルコキシド処理、メカ
ニカルコーティング、蒸着、ＣＶＤ、ＰＶＤにより形成
する金属酸化物、金属珪化物、金属窒化物及び金属炭化
物被膜が採用できる。
被膜を形成したＺr系窒化物あるいはＺr系炭化物原料粉
の溶射セラミックス被膜を有する耐剥離性、耐摩耗性及
び耐ビルドアップ性に優れた熱処理炉用ロールを要旨と
するものである。上記原料粉体表面に形成する耐酸化被
膜としては、メッキ、メカニカルコーティング等により
形成する金属被膜、または金属アルコキシド処理、メカ
ニカルコーティング、蒸着、ＣＶＤ、ＰＶＤにより形成
する金属酸化物、金属珪化物、金属窒化物及び金属炭化
物被膜が採用できる。
【０００８】以下、本発明について詳細に述べる。ハー
スロールの基体は、耐熱鋳鋼で作られる。これらの基体
表面には表面に耐酸化処理を施したＺrＮ、もしくはＺr
Ｃ原料粉末を溶射し、セラミックス被膜を成膜する。
スロールの基体は、耐熱鋳鋼で作られる。これらの基体
表面には表面に耐酸化処理を施したＺrＮ、もしくはＺr
Ｃ原料粉末を溶射し、セラミックス被膜を成膜する。
【０００９】本発明において溶射原料にＺrＮもしくは
ＺrＣを用いたのは、鉄酸化物との反応性が低いこと及
び、高温雰囲気下で変態を起こさず安定で粒間結合力の
低下がおこらないためである。しかし特開昭６３−２５
０４４９号公報に記載されているように、ＺrＮ、ＺrＣ
を原料粉末とし溶射した場合、溶射の際に原料粉が酸化
してジルコニアとなり高温雰囲気下で変態を起こし粒間
強度が低下し、耐剥離性に劣り本来の性能を発揮してい
なかった。
ＺrＣを用いたのは、鉄酸化物との反応性が低いこと及
び、高温雰囲気下で変態を起こさず安定で粒間結合力の
低下がおこらないためである。しかし特開昭６３−２５
０４４９号公報に記載されているように、ＺrＮ、ＺrＣ
を原料粉末とし溶射した場合、溶射の際に原料粉が酸化
してジルコニアとなり高温雰囲気下で変態を起こし粒間
強度が低下し、耐剥離性に劣り本来の性能を発揮してい
なかった。
【００１０】このため本発明では原料粉表面に耐酸化被
膜を形成し、原料粉の溶射中の酸化を防止することで鉄
酸化物との反応性の低い、高温雰囲気下で粒子間強度劣
化の起こらない耐剥離性、耐摩耗性、耐ビルドアップ性
の優れた被膜を得た。
膜を形成し、原料粉の溶射中の酸化を防止することで鉄
酸化物との反応性の低い、高温雰囲気下で粒子間強度劣
化の起こらない耐剥離性、耐摩耗性、耐ビルドアップ性
の優れた被膜を得た。
【００１１】ただし耐酸化被膜として金属被膜を原料粉
表面に形成する場合、金属が被膜表面に露出し被膜が鉄
酸化物と反応しやすくなるため金属被膜の厚さは原料粉
粒径の１０％以下とすることが好ましい。また、耐酸化
被膜として金属酸化物、金属珪化物、金属窒化物及び金
属炭化物被膜を原料粉表面に形成する場合には、鉄酸化
物と比較的反応性の低い材料を選ぶことで、耐酸化被膜
の厚さを原料粉粒径の５０％まで厚くすることが可能で
ある。
表面に形成する場合、金属が被膜表面に露出し被膜が鉄
酸化物と反応しやすくなるため金属被膜の厚さは原料粉
粒径の１０％以下とすることが好ましい。また、耐酸化
被膜として金属酸化物、金属珪化物、金属窒化物及び金
属炭化物被膜を原料粉表面に形成する場合には、鉄酸化
物と比較的反応性の低い材料を選ぶことで、耐酸化被膜
の厚さを原料粉粒径の５０％まで厚くすることが可能で
ある。
【００１２】本発明者等は本発明のセラミックス被膜の
耐剥離性、耐摩耗性及び耐ビルドアップ性を評価するた
め以下の実験を行った。耐剥離性、耐摩耗性試験には５
０×５０×１０mmのSUS基材、耐ビルドアップ性試験に
は５０×５０×１０mmのSUS基材上に表１の溶射を施し
たサンプルを使用した。尚、溶射被膜作成の際に使用し
た原料粉末の物性値を表２に示す。
耐剥離性、耐摩耗性及び耐ビルドアップ性を評価するた
め以下の実験を行った。耐剥離性、耐摩耗性試験には５
０×５０×１０mmのSUS基材、耐ビルドアップ性試験に
は５０×５０×１０mmのSUS基材上に表１の溶射を施し
たサンプルを使用した。尚、溶射被膜作成の際に使用し
た原料粉末の物性値を表２に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】今回の評価には無電解メッキにより約０.
５μｍ厚さのニッケルメッキを施したＺrＮ、ＺrＣ粉末
及びメカニカルコーティングにより約１０μｍ厚さのＺ
rＳi2コートを施したＺrＮ、ＺrＣ粉末を用いた。
５μｍ厚さのニッケルメッキを施したＺrＮ、ＺrＣ粉末
及びメカニカルコーティングにより約１０μｍ厚さのＺ
rＳi2コートを施したＺrＮ、ＺrＣ粉末を用いた。
【００１６】本開発品はまず耐剥離性を調査するため下
記の実験を行った。耐剥離性試験はサンプルに１０００
℃１５分保持後水中１５分保持の熱衝撃を繰返した際の
剥離回数を測定することで行った。この結果表３に示す
ように本発明は耐剥離性に優れる事が分かった。
記の実験を行った。耐剥離性試験はサンプルに１０００
℃１５分保持後水中１５分保持の熱衝撃を繰返した際の
剥離回数を測定することで行った。この結果表３に示す
ように本発明は耐剥離性に優れる事が分かった。
【００１７】
【表３】
【００１８】本開発品の高温耐摩耗性を調べるために、
下記の実験を行った。この試験には耐剥離性試験に用い
られたのと同様なサンプルを使用した。このサンプルの
表面を雰囲気Ｎ2−Ｈ2 ５％、温度８５０℃中で、材質
ＳＵＪ２のボールを荷重２Kg、摺動速度０.２ｍ／ｓで
摺動距離７２０ｍほど摺動させ高温耐摩耗性を調査し
た。この結果表４に示すように本発明は耐摩耗性に優れ
ることがわかった。これは本発明の被膜が緻密化された
ためと考えられる。
下記の実験を行った。この試験には耐剥離性試験に用い
られたのと同様なサンプルを使用した。このサンプルの
表面を雰囲気Ｎ2−Ｈ2 ５％、温度８５０℃中で、材質
ＳＵＪ２のボールを荷重２Kg、摺動速度０.２ｍ／ｓで
摺動距離７２０ｍほど摺動させ高温耐摩耗性を調査し
た。この結果表４に示すように本発明は耐摩耗性に優れ
ることがわかった。これは本発明の被膜が緻密化された
ためと考えられる。
【００１９】
【表４】
【００２０】次に本開発品の耐ビルドアップ性を調査す
るために、下記の実験を行った。実験に用いた試験装置
を図１に示す。SCH２２(25Cr−20Ni−0.4C)を素材とし
た半径３５ｍｍの半月加圧ロール６を製作し２枚の各溶
射サンプル４，４’上を往復摺動させ、ビルドアップの
発生を再現できるような評価装置を用いた。２枚の溶射
サンプル４，４’は両面溶射したもの４と、片面だけ溶
射したもの４’を用い、半月形加圧ロール６と２枚のサ
ンプル４，４’の間にはビルドアップ原料５(酸化鉄粉F
e3O4，真比重5.18，粒度分布10μm以下)を散布し、トレ
イ３中に収容する。これらの装置は、つぼ型電気炉２の
中に配置され、Ｎ2−Ｈ2５％の還元雰囲気中で８５０℃
の一定温度で４時間加圧ロール６を往復運動させ、ビル
ドアップの発生を起こさせる。
るために、下記の実験を行った。実験に用いた試験装置
を図１に示す。SCH２２(25Cr−20Ni−0.4C)を素材とし
た半径３５ｍｍの半月加圧ロール６を製作し２枚の各溶
射サンプル４，４’上を往復摺動させ、ビルドアップの
発生を再現できるような評価装置を用いた。２枚の溶射
サンプル４，４’は両面溶射したもの４と、片面だけ溶
射したもの４’を用い、半月形加圧ロール６と２枚のサ
ンプル４，４’の間にはビルドアップ原料５(酸化鉄粉F
e3O4，真比重5.18，粒度分布10μm以下)を散布し、トレ
イ３中に収容する。これらの装置は、つぼ型電気炉２の
中に配置され、Ｎ2−Ｈ2５％の還元雰囲気中で８５０℃
の一定温度で４時間加圧ロール６を往復運動させ、ビル
ドアップの発生を起こさせる。
【００２１】尚図中１は雰囲気ガス導入管、７は加圧ロ
ッド、８は荷重材料、９はカウンターバランス、１０は
シール板、１１は減速機である。
ッド、８は荷重材料、９はカウンターバランス、１０は
シール板、１１は減速機である。
【００２２】以上の再現実験において、図２のごとく、
半月形ロール６と直接接触する面をＡ面、その裏の面を
Ｂ面、そしてＢ面と向かい合う面をＣ面とし、試験後の
ビルドアップ発生状況を表５に示すような耐ビルドアッ
プ性指数を用いて、それぞれの評価点を合計した値で比
較した。また、ビルドアップ源であるＦe3Ｏ4の付着面
積率の平均値をもって溶射サンプルの耐ビルドアップ性
を評価した。
半月形ロール６と直接接触する面をＡ面、その裏の面を
Ｂ面、そしてＢ面と向かい合う面をＣ面とし、試験後の
ビルドアップ発生状況を表５に示すような耐ビルドアッ
プ性指数を用いて、それぞれの評価点を合計した値で比
較した。また、ビルドアップ源であるＦe3Ｏ4の付着面
積率の平均値をもって溶射サンプルの耐ビルドアップ性
を評価した。
【００２３】
【表５】
【００２４】耐ビルドアップ性試験結果を表６に示す。
本開発品は、いずれの比較材よりも耐ビルドアップ性指
数が高く、かつＦe3Ｏ4粉の付着面積率が小さく、耐ビ
ルドアップ性に優れる事がわかった。これは原料粉の酸
化を防止することで、被膜内の粒間の結合力が増し粒の
脱落が起こらないため被膜にＦe3Ｏ4粉が噛み込み難い
ためと考えられる。
本開発品は、いずれの比較材よりも耐ビルドアップ性指
数が高く、かつＦe3Ｏ4粉の付着面積率が小さく、耐ビ
ルドアップ性に優れる事がわかった。これは原料粉の酸
化を防止することで、被膜内の粒間の結合力が増し粒の
脱落が起こらないため被膜にＦe3Ｏ4粉が噛み込み難い
ためと考えられる。
【００２５】
【表６】
【００２６】今回の試験では、メタル成分にはＣoＣrＡ
lＹを使用したが、ＣoＮiＣrＡlＹ、ＮiＣrＡlＹ系でも
同等の結果をえた。更に耐剥離性を向上させるには、メ
タルをトップ層に添加した、いわゆるサーメット層にす
ればよい。
lＹを使用したが、ＣoＮiＣrＡlＹ、ＮiＣrＡlＹ系でも
同等の結果をえた。更に耐剥離性を向上させるには、メ
タルをトップ層に添加した、いわゆるサーメット層にす
ればよい。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のハースロー
ルは高温耐剥離性、耐摩耗性、耐ビルドアップ性に著し
く優れており、ロール寿命延長に大きく貢献するもので
ある。
ルは高温耐剥離性、耐摩耗性、耐ビルドアップ性に著し
く優れており、ロール寿命延長に大きく貢献するもので
ある。
図１はビルドアップ試験評価装置及び方法の説明図、図
２はビルドアップ試験評価装置及び方法の説明図、であ
る。
２はビルドアップ試験評価装置及び方法の説明図、であ
る。
４，４’：溶射サンプル、 ５：ビルドアップ原料、
６：加圧ロール。
６：加圧ロール。
Claims (1)
- 【請求項１】表面に耐酸化被膜を形成したＺr系窒化物
あるいはＺr系炭化物原料粉の溶射セラミックス被膜を
有する耐剥離性、耐摩耗性及び耐ビルドアップ性に優れ
た熱処理炉用ロール
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3120547A JPH05247621A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 熱処理炉用ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3120547A JPH05247621A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 熱処理炉用ロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05247621A true JPH05247621A (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=14789008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3120547A Withdrawn JPH05247621A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 熱処理炉用ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05247621A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140038800A1 (en) * | 2012-08-06 | 2014-02-06 | Tatsuhiro Shigemitsu | HEARTH ROLL HAVING HIGH Mn BUILD-UP RESISTANCE |
-
1991
- 1991-05-27 JP JP3120547A patent/JPH05247621A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140038800A1 (en) * | 2012-08-06 | 2014-02-06 | Tatsuhiro Shigemitsu | HEARTH ROLL HAVING HIGH Mn BUILD-UP RESISTANCE |
| US8852066B2 (en) * | 2012-08-06 | 2014-10-07 | Nippon Steel Hardfacing Co., Ltd. | Hearth roll having high Mn build-up resistance |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |