JPH06322435A - 溶射ハースロール - Google Patents

溶射ハースロール

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JPH06322435A
JPH06322435A JP10951493A JP10951493A JPH06322435A JP H06322435 A JPH06322435 A JP H06322435A JP 10951493 A JP10951493 A JP 10951493A JP 10951493 A JP10951493 A JP 10951493A JP H06322435 A JPH06322435 A JP H06322435A
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JP
Japan
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thermally sprayed
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parallel
resistance
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Withdrawn
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JP10951493A
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English (en)
Inventor
Koichi Sakamoto
浩一 坂本
Shizuo Yamanaka
静雄 山中
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐摩耗性、耐ビルドアップ性、そして耐剥離
性に優れた寿命が長い溶射ハースロールを提供する。 【構成】平行部、傾斜部からなり、母材表面部に下地金
属層を介して溶射層を有するハースロールであって、平
行部の溶射層はセラミック溶射層、傾斜部の溶射層はサ
ーメット溶射層、そして平行部/傾斜部の境界部は金属
系溶射層を有することを特徴とする溶射ハースロール。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶射ハースロール、特
に鋼板の焼鈍用に用いられ平行部、傾斜部および平行部
/傾斜部の境界部を備えた、耐摩耗性、耐ビルドアップ
性および耐剥離性に優れた溶射ハースロールに関する。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼業においては、冷延鋼板やめっき鋼
板等の連続焼鈍炉にハースロールが使用される。これら
のハースロールは鋼板を700 ℃以上の高温で焼鈍する際
の炉内における搬送用ロールであり、高温で鋼板と接触
する。その際、鋼板表面の酸化物や軟化した鋼板からの
鉄分がハースロール表面に付着、堆積していわゆるビル
ドアップが形成され、あとから搬送されてくる鋼板の表
面に疵が生じる。また、ハースロールには鋼板の蛇行を
防止するためにテーパやクラウンが付与されているの
で、搬送中に鋼板とハースロールとが摺動して摩耗が生
じ、蛇行がより著しくなる。このようなビルドアップに
よる鋼板の表面疵や鋼板の蛇行が著しくなりすぎると炉
を止めて、これらのロールを取り替えなければならな
い。
【0003】したがって、ハースロールは耐ビルドアッ
プ性に優れていることが必要であるが、さらに前記の摺
動に起因してハースロールが摩耗するので、高温におけ
る耐摩耗性に優れていることも不可欠である。
【0004】このため、通常、ロール表面に被覆用に溶
射層を形成させ、耐摩耗性の向上を図っているが、炉温
の上昇および下降時の急激な温度変動による炉の定修時
の溶射層の剥離が問題となるので、良好な耐剥離性を有
することも必要である。
【0005】ところで、従来のハースロールは、平行
部、傾斜部から構成され、耐熱合金ロール母材の表面に
一種類の材質の溶射層が設けられているだけであった。
その溶射層の材質としては、セラミック、金属、サーメ
ット等いろいろ研究されてきている。
【0006】例えば、特公昭58−17775 号公報にはハー
スロールの表面にCo系の耐熱合金やこの合金にジルコニ
アやアルミナ等のセラミックスを分散させた溶射用粉末
による溶射被覆が行われ、耐摩耗性の向上が図られてい
る。
【0007】しかし、これらの耐熱鋼や耐熱合金からな
る溶射用粉末による溶射被覆層は、耐剥離性や耐摩耗性
の向上には効果があるものの、金属や酸化物の凝着、堆
積に起因するビルドアップの発生を防止する効果が小さ
い。また、耐熱合金にジルコニアやアルミナ等のセラミ
ックを分散させた溶射用粉末による溶射層は、多数回の
急激な温度変動を受けると、熱膨張係数が母材金属と異
なるため剥離するという欠点がある。例えば、前記の特
公昭58−17775 号公報に示されたAl2O3 サーメット系の
溶射被覆ではAl2O3 を50体積%まで含有させることがで
き、そのため優れた耐摩耗性を示すものの、溶射層の耐
剥離性が不十分である。また、ジルコニアやアルミナ等
からえらんだセラミックの溶射層は、耐ビルドアップ性
はあるものの、耐摩耗性、耐剥離性が乏しい欠点があっ
た。このように、従来の溶射用粉末では、高温における
耐摩耗性に優れるとともに、耐ビルドアップ性および耐
剥離性についても充分に満足し得る溶射ハースロールを
形成することはできなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、溶射層の材質について検討したところ、 セラミックスの溶射層は、耐ビルドアップ性は優れる
が、耐摩耗性に劣る。 金属系は、耐摩耗性には優れるが、耐ビルドアップ性
に劣る。 サーメットは、両者の中間である。
【0009】一方、ロールの部位の方から考えると、 平行部では、鋼板はあまりスリップしないので、一般
には摩耗もビルドアップもそれほど発生しないが、鋼板
の主な通過部にあたるので、一旦ビルドアップが発生す
ると、鋼板の品質が悪化する。そのため耐ビルドアップ
性が重要視される。 平行部/ 傾斜部では面圧が高いためロールの摩耗が問
題となる。 傾斜部では、スリップが必然的に起こるため、摩耗も
ビルドアップも問題になる。 かくして、本発明の目的は、耐摩耗性、耐ビルドアップ
性にすぐれ、溶射層の寿命が長い溶射ハースロールを提
供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明者らは、種々検討を重ね、溶射ハースロール
の部位により寿命を律速する特性が異なるので、部位に
より溶射する材料の材質を変えることで総合的に寿命の
延長を大幅に図ることができることを知り、本発明を完
成した。
【0011】さらに、下地として銅系の材質を用いる
と、銅系の材質は熱伝導率が高いため溶射ハースロール
の冷却時に発生する半径方向の温度勾配が軽微になり、
剥離原因となる表面の引張応力が小さくなることを知っ
た。
【0012】よって、本発明の要旨とするところは、平
行部、傾斜部、および平行部/傾斜部の境界部から構成
され、少なくとも平行部、傾斜部の母材表面部に下地金
属層を介して溶射層を有する溶射ハースロールであっ
て、平行部の溶射層はセラミック溶射層、傾斜部の溶射
層はサーメット溶射層、そして平行部/傾斜部の境界部
は金属系溶射層であることを特徴とする溶射ハースロー
ルである。
【0013】
【作用】次に、添付図面を参照して本発明をさらに具体
的に説明する。図1は、本発明にかかる溶射ハースロー
ルの断面を示す。本発明にかかる溶射ハースロール10
は、平行部12、傾斜部14、平行部/傾斜部の境界部 (以
下単に境界部ともいう) 16から構成され、少なくとも平
行部、傾斜部には母材表面部20に下地金属層 (図示せ
ず) を介して溶射層を有する。平行部12の溶射層はセラ
ミック溶射層、傾斜部14の溶射層はサーメット溶射層、
そして平行部/傾斜部の境界部16は金属系溶射層を有し
ている。なお、このときの下地金属層も溶射層である。
【0014】このように本発明によれば、傾斜部を設け
ることでロール表面にテーパが付与されて鋼板の蛇行防
止を図っている。しかしながら、テーパに移行する部
分、つまり境界部はスリップの発生や面圧が高く、摩耗
やビルドアップが発生し易い。そこで、境界部には耐摩
耗性の優れた金属系溶射層を溶射し、傾斜部には摩耗と
ビルドアップを防止するサーメット溶射層を、センター
の平行部にはビルドアップに優れたセラミック溶射層を
設けることで、それぞれの溶射層の特徴を生かして軸方
向に耐摩耗性、耐ビルドアップおよび耐剥離性に優れる
溶射ハースロールを提供できる。
【0015】このように本発明において平行部に設けら
れるセラミックス溶射層は高温での耐剥離性、耐摩耗性
の改善を図るもので、ZrO2・8Y2O3 +25%(Al2O3・Zr
O3) 、SiO2・ZrO2、 Al2O3・Y2O3、Al2O3 ・Cr2O3 等が
例示される。
【0016】傾斜部に設けられるサーメット溶射層とし
ては、高温での耐摩耗性、耐ビルトアップ性を高め、さ
らに場合によっては高温強度を改善するものであって、
CoCrAlY +50% (ZrO2・8Y2O3)、 CoCrAlY+Cr2O3 、 C
oCrAlYTa+50%Al2O3 、NiCr+Cr3C等が例示される。さ
らに、境界部に設けられる金属系溶射層としては、CoNi
CrMoAlHf、CoNiCrAlY 、CoCrAlY 等が例示される。
【0017】ここで、平行部に設けられるセラミック溶
射層と、傾斜部に設けられるサーメット溶射層は、炉修
時等のハースロールの冷却時に、ロール母材と剥離する
ため、少なくとも平行部と傾斜部は、下地金属層を介し
て溶射しなければならない。この下地金属層表面の凹凸
によるアンカー効果で密着性が上がる。
【0018】連続焼鈍用のハースロールの温度は、加熱
炉内の雰囲気温度と略同じである。炉内を通過する鋼板
は時間とともに加熱されて温度は上昇してくる。しかし
ながら、ロールの温度と鋼板の温度には大きな差があ
る。特に加熱炉の入口部における温度差が大きい。さら
に、加熱炉の出口部でも20〜50℃の差がある。
【0019】そこで、鋼板がロールに接するとロール温
度が下がる。このため、ロールの膨張がそこの接した部
分だけ小さくなるので、ロール軸方向に段差が生じる。
鋼板は熱により幅が広くなろうとするが、この段差のた
めに拘束され伸び切れずにシワ状となる。
【0020】そこで、本発明の好適態様によれば、この
段差をなくすためにロール母材20と溶射層の間にCuまた
はCu合金を肉盛溶接によってまたはスリーブとしてを嵌
め込み、雰囲気温度が表面やロール内部そして軸方向に
伝達し易くして通板部と未通板部の温度差を少なくし、
さらに、CuまたはCu合金を溶接肉盛りまたはスリーブを
嵌め込んでこれに前述の溶射材を溶射することにより、
溶射材の密着強度の向上を図る。
【0021】このように、母材と溶射被覆層の間にCuま
たはCu合金を入れることにより、溶射被覆の密着強度を
上げ、さらには熱膨張量の変化を少なくすることにより
鋼板の蛇行やヒートバックルと呼ばれるシワの発生をよ
り効果的に抑制することができるのである。ここで、実
施例によって本発明の作用効果についてさらに具体的に
説明する。
【0022】
【実施例】
(実施例1)図1に示す耐熱ステンレス鋼 (SUS310S)製の
ハースロール (壁厚15mmの円筒体) にCoCrAlY またはCu
の下地金属層 (溶射層) を介して平行部、境界部そして
傾斜部に表1に示す溶射層をそれぞれ設けた場合も示
す。なお、境界部については、上層の金属溶射層が直接
ハースロール本体に密着するので、下地金属層のCoCrAl
Y は省略した。比較例として各部に同一材質の溶射層を
設けた。
【0023】このようにして得られた溶射ハースロール
を連続焼鈍用の加熱炉および均熱炉に実際に使って各部
の摩耗量、ビルトアップ量をそれぞれ評価した。結果を
表2にまとめて示す。表2の評価基準は表3に示す通り
であった。なお、試験は蛇行や鋼板の表面疵が著しくな
い場合には、50,000km通板して定修のため中断して、ハ
ースロール表面の状態 (特に剥離) を観察した。また、
蛇行や鋼板の表面疵が顕著な場合には、50,000kmの定修
を待たず、炉を停機してハースロールの摩耗やビルトア
ップの状態を観察した。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】
【0027】(注) 摩耗量 : 10×103 km鋼板が通過し
た時の最大摩耗深さ ビルトアップ : 10×103 km鋼板が通過した時に、ロー
ル表面に付着した鋼板のFe、Fe酸化物 (0.5mm 径以上)
の数 (実施例2)図1に示すハースロールの母材20として耐熱
性に富んだ耐熱ステンレス鋼(SUS310S) を用いた。厚さ
15mmであった。これに5mmの厚さのCuを肉盛溶接し、そ
の上にショットブラストで所定の表面粗度に加工し、次
いで溶射を行った。
【0028】すなわち、直径800mm ×胴長1750mmの平行
部にZrO2・8Y2O3 +25%(Al2O3・ZrO)のセラミック溶射
層を厚さ200 μm、テーパへの境界部にCoNiCrMoAlHfの
金属溶射を厚さ100 μmを、傾斜部にCoCrAlY +50%(Z
rO2・8Y2O3)のサーメット溶射を厚さ100 μmを図1の
ように溶射した。
【0029】その結果、従来までロールの通板部と未通
板部の温度差が10〜20℃あったものが、3 〜7 ℃と1/3
以下になった。このことにより、ハースロールが均一に
膨張し、ヒートバックルの発生が従来より半減させるこ
とができた。
【0030】また、これらに用いた溶射材には耐ビルド
アップ性を始め、耐摩耗性、該剥離性が、従来のCoNiCr
AlY +Al2O3 のサーメット1種の溶射層の場合と比べて
大きく向上し、これらの諸問題を解決することができ
た。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、高温雰囲気中における
耐摩耗性、耐ビルドアップ性、および耐剥離性に優れた
溶射被覆層の形成に有効である。さらに、下地金属層が
銅または銅合金とする場合、鋼板の温度の影響を受けず
にハースロールの熱膨張量が一定になる。このことによ
り、製品の表面疵である押し込み疵の防止、蛇行やヒー
トバックルの防止に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる溶射ハースロールの略式断面図
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行部、傾斜部、および平行部/傾斜部
    の境界部から構成され、少なくとも平行部、傾斜部の母
    材表面部に下地金属層を介して溶射層を有する溶射ハー
    スロールであって、平行部の溶射層はセラミック溶射
    層、傾斜部の溶射層はサーメット溶射層、そして平行部
    /傾斜部の境界部は金属系溶射層であることを特徴とす
    る溶射ハースロール。
JP10951493A 1993-05-11 1993-05-11 溶射ハースロール Withdrawn JPH06322435A (ja)

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JP10951493A JPH06322435A (ja) 1993-05-11 1993-05-11 溶射ハースロール

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010248595A (ja) * 2009-04-20 2010-11-04 Ihi Corp 耐摩耗性材料
CN115584461A (zh) * 2022-08-26 2023-01-10 武汉钢铁有限公司 一种防止炭套辊芯渗碳的方法、隔离涂层及炉底辊

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