JPH0711167Y2 - 溶融金属めっき浴用シンクロール - Google Patents

溶融金属めっき浴用シンクロール

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JPH0711167Y2
JPH0711167Y2 JP1989134842U JP13484289U JPH0711167Y2 JP H0711167 Y2 JPH0711167 Y2 JP H0711167Y2 JP 1989134842 U JP1989134842 U JP 1989134842U JP 13484289 U JP13484289 U JP 13484289U JP H0711167 Y2 JPH0711167 Y2 JP H0711167Y2
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groove
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sink roll
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和美 谷
道憲 須原
誠 草間
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Tocalo Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Tocalo Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、溶融金属めっき浴用シンクロールに関し、
とくに鉄鋼材料の溶融めっき装置のその浴中に浸漬して
用いるロールであって、溶融金属に対する耐浸食性や剥
離性に優れる他、めっき製品表面への高融点合金異物
(溶融金属中に含まれている)の付着が効果的に阻止で
きる点などに、主たる特徴を有するシンクロールに関す
るものである。
なお、この考案に係るシンクロールは、溶融亜鉛めっ
き、溶融アルミめっき、溶融亜鉛−アルミ合金めっき、
溶融錫めっきなどの主として非鉄金属の溶融めっき製造
プロセス下の装置に適用することができるものである。
〔従来の技術〕
自動車用鋼板、土木や建築用資材あるいは家電装置用耐
熱,耐食材などの分野で用いられている亜鉛めっき鋼板
や溶融アルミニウムめっき鋼板は、その大部分が連続溶
融めっき処理によって製造されてる。
このような連続溶融めっき処理に用いる装置は、第1図
に示すように、溶融金属浴中に浸漬されるシンクロー
ル、溶融金属表面近傍に配置されるサポートロール及び
これらのロールを通過した後のめっき鋼板を案内するた
めのデフレクタロールなどを具えている。
これらのロールは、溶融金属浴中に浸漬されるか、溶融
金属が飛散して付着しやすいものか、あるいは溶融金属
を被覆した高温の鋼板と接触し、鋼板の張力により接触
抵抗を調整しロールの回転トルクを適切に調整するもの
であるため、次に示すような性能が要求される。
(1) 溶融金属による浸食が起こり難いこと、 (2) 通過する鋼板と接触しても摩耗しにくいこと、 (3) 付着した溶融金属の剥離ならびに保守点検が容
易なこと、 (4) ロールの寿命が長く低コストで得られること、
である。そして、 シンクロールについては、さらに、 (5) 溶融金属中に含有している異物(主として鉄−
亜鉛合金の微粒子で、亜鉛より融点が高く、これが鋼板
上に付着するとザラツキ現象を呈する)が、めっき鋼板
に付着しにくい構造になっていること、 などが要求される。
現在、これらの要求に応えるものとして提案されている
ものは、ロール表面の皮膜に関しては、 ロール表面に、JIS H8303(1976)制定の自溶合金
を溶射したもの、 ロール表面に、特開昭61-1171260号公報に開示のよ
うなZrO2とAl2O3からなるセラミックを溶射したもの、 ロール表面に、特公昭58-37386号公報に開示のよう
なWC,Cr3C2,TiCの1種または2種以上に対し、NiやSiの
如き熱間耐食性金属またはこれらの酸化物を共存させて
なるサーメットを溶射し、0.1〜2.4mm厚さの表面皮膜を
形成したもの、 などが提案されている。
また、ロール表面に溝を設ける次のような技術、 特開昭62-234977号公報に開示のように、ロール表
面にCoをベースとする自溶合金を溶射して皮膜を形成
し、この皮膜を素地として、表面にピッチ20〜60mm、深
さ0.5〜10mm、巾5〜10mm、R3〜10mmのクロスグルーブ
状の溝を設けた溶融亜鉛めっき用浸漬ロール、 が提案されている。
上記,の従来技術は、それ以前の無処理ロールに比
べると、寿命な長くなっている。しかし、自溶性合金溶
射皮膜やセラミックス溶射皮膜が2週間程度の使用によ
って局部的に剥離し、これがめっき鋼板表面に変色模様
として転写され、その結果として、品質を甚だしく低下
させる欠点があった。
また、上記の従来技術は、WC,Cr3C2,TiCなどの炭化物
を使用する点において、溶融亜鉛の浸食性によく耐える
ものになっている。しかし、炭化物だけでは密着力の高
い被覆形成ができないため、これと共存させる金属の添
加が不可欠となるが、そのために、添加金属の種類によ
って甚だしく性能が低下する場合があった。
さらに、の従来技術は、めっき鋼板と溶融亜鉛との治
金反応の結果生成する高融点の鉄−亜鉛合金(以下単に
「ドロス」という)の微小浮遊物が、めっき鋼板へ付着
しないように、ロール表面に溝を設け、この溝を通って
浴中へ排出するよう配慮したものである。しかしなが
ら、この従来技術は加工が難しくコスト高になるCo基自
溶合金の溶射皮膜であること、しかもこの従来技術が提
案している溝寸法では、ロールの回転に大きなトルクを
要するとともに、期待するほどのドロス排出効果が得ら
れないという問題点を残していた。
その他、ロール表面に形成する溝形状と寸法について
は、さらに第2図に示すような幾つかのロール表面構造
が知られている。これらの従来ロール表面構造について
も、上記従来技術と同様にロールの回転トルクが大きい
上、ドロスの付着を確実に阻止するまでには至らないと
いう問題点があった。
〔考案が解決しようとする課題〕
上記各従来技術は、上述したような問題点を抱えてい
る。そこで本考案は、耐溶融金属性、耐摩耗性に優れる
とともに、特に溶融金属浴中に浮遊,懸濁するドロス、
すなわちめっき鋼板に付着して製品の不良原因となるド
ロスを、ロール近傍から系外へ排出する優れた機能を有
し、しかも操業に当っては少ないトルク(回転エネルギ
ー)で稼働させることができるロール表面構造を提案す
る。
この点、従来技術における前記溝の構造(寸法)は、第
2図に示すように、概して個々の溝を断面積が5〜10mm
2でU字,V字状あるいは角状となっている。しかも溝の
ピッチ(スパイラルの1ピッチをいう)が20〜30mm、深
さ1.5〜2.5mmである。これらはドロスの搬出機能、ロー
ルの回転抵抗などの要因を検討しつつ経験的に決められ
たものである。
ところが、これらの溝形状の場合、次のような問題点が
あった。
(1) 所定のピッチで刻設されている溝と、それ以外
の、いわゆる平坦部とは、板に対する摩擦挙動が異なる
ために板を案内する際に蛇行を引き起こすことがある。
(2) ドロス排出能が必ずしも十分でなく、稼働時間
の経過とともにドロスが溝内に残留し、ひいては溝の形
状を変化させる。
(3) 板の張力によっては、溝形状が板に転写される
ことがある。
(4) 溝内または平坦部に付着したドロスが鋼板側に
移り、これに伴って押疵を発生させ、鋼板品質を低下さ
せる。
このことから最近では、板に対し均等な摩擦挙動を与え
ることができ、しかも溶融金属めっき浴にあってそれに
よる浸食によく耐えて長時間原形状を維持することがで
きるロール表面構造、とくに溝の形状開発が強く望まれ
ていた。
〔問題点を解決するための手段〕
こうした要望に応えられるロールの開発を試みた結果、
本考案者らは、従来技術における溝の断面形状、とくに
ロール胴周面の母線方向単位長さあたりの溝の断面積と
その刻設ピッチに着目し、溝刻設断面積を減少させるこ
となく、個々の溝形状を微小にし、刻設数を増加させる
ことが有効であることをつきとめた。
すなわち、深さ0.05mm以上〜0.5mm未満、巾0.05〜1.6mm
の微小溝を、母線方向に0.5〜10mmのピッチで設けるこ
とにより、ロール表面の溝分布密度を大きくすることに
成功したのである。また同時に、溝の微小化にともなう
金属めっき浴による浸食損耗を防止するための溝刻設部
位を、その刻設の前にあるいは刻設後に、ロール基材の
表面に対し、形成の容易なWC-Coサーメット溶射皮膜を
溶射被覆することとしたものである。
〔作用〕
金属めっき浴内で鋼板を案内走行させるために用いるシ
ンクロールは、一般的には溝のないことが望まれる。し
かし、鋼板とシンクロールとの接触界面においては、Zn
-Fe合金(ドロス)の生成と凝集が不可避に起る。その
ために、ドロスを自動的に排出させる経路が必要とな
る。
そこで、本考案者らは、ロール表面の溝形状の影響につ
いて検討し、(1)金属めっき浴中におけるロール表面
と鋼板の摩擦挙動、(2)溝形状によるドロス排出能
力、(3)溶融金属に対する溝形状の保持能力に着目し
て研究した。
すなわち、まず直径100mmのSUS 304鋼製のロールに、従
来技術例である深さ1.5mm,巾6mmのV字型溝をピッチを2
5mmでらせん状に刻設したもの、及び深さ0.4mm,巾1.2m
m,ピッチ2mmの微小溝(以下、単に「微小溝」という)
を刻設したものを準備し、これらのロールを480℃の溶
融亜鉛浴中に浸漬し、鋼板を巻きつけて走行させた。
第3図は、溝形状と、鋼板を案内走行させるのに必要な
ロールの回転トルクとの関係とを示したものである。こ
の第3図からも明らかなように、本考案に対応する微小
溝を刻設したロールの回転トルクは、従来技術の溝のロ
ールにおけるトルクに比べ同等かそれより小さくなるこ
とが判明した。
第4図は、溶融亜鉛浴中における鋼板処理量(ロールの
板案内走行量)とロール表面のドロスの付着量の関係を
示したものである。この図から明らかなように、刻設溝
形状を小さくすれば鋼板処理量の増加にも拘わらず、ロ
ール表面のドロス付着量は変化しないか却って減少する
ことが確認された。
次に、溶融亜鉛めっき浴の侵食による本微小溝の形状変
化を調査検討した。すなわち、SUS 304鋼基材ロールに
対し、そのロール表面に、微小溝を直接刻設したも
の、まず、微小溝を刻設したのち、その表面にWC-Co
サーメットを0.040以上0.10mm未満溶射被覆したもの、
をそれぞれ製作し、これについて、480℃の溶融亜鉛浴
中に浸漬して溝形状の変化を調べた。
その結果、上記のケースでは、SUS 304鋼基材の溶融
亜鉛による侵食のため溝の山部が溶損し、また、,
のケースでは500時間経過後でも溝形状が初期状態のま
ま保持されていた。このことから明らかなように、微小
溝の効果を維持させるためには、WC-Coサーメット溶射
被覆が不可欠であることがわかった。
すなわち、溶融亜鉛浴中のシンクロールは、耐溶融亜鉛
性に優れた前記溶射被覆による皮膜形成と、ドロスをロ
ール近傍から迅速に排出する上掲の溝(形状と寸法)が
設けられることによって、はじめて目的が達せられるの
である。
なお、本考案で用いるWC-Coサーメット材料中のCo含有
量は5〜30重量%のものである。
第5図は、このようにしてロール基材表面に形成された
溝形状の具体例を示すものである。この図に示す(A)
はロール基材の表面に先ず所定の溝11を刻設したのち、
WC-Coサーメットを溶射被覆した例である。なお、参考
のために同図の(B)に、ロール基材表面に、まず、Co
基自溶性合金を溶射してフュージングを施したのち本考
案所定の溝11′を刻設したシンクロールの図を示す。
〔実施例〕
実施例1 溶融亜鉛めっき浴用シンクロールのその基材の表面に、
第5図に示すような本考案によく適合する溝形状と寸
法、すなち深さ0.4mm,巾1.2mm,溝底部0.4mmのR加工、
溝肩部0.4mmのR加工、ピッチ2mmの溝をらせん状に刻設
し、その表面にWC-12Coサーメット溶射皮膜を厚さ0.08
〜0.09mmに被覆し、480℃の溶融亜鉛浴中で実用した。
その結果、ロール回転時のトルク異常上昇は殆どなくな
り、鋼板の蛇行現象も減少した。ロール軸部などの周辺
機器の交換作業などでロールを浴から引き上げることも
あったが、その途中も溝部の損耗はほとんどみられず、
めっき鋼板へのドロス付着による押疵欠陥が解消され
た。そして、通板部の溝部損耗が漸次発生し始めるまで
に延べ100日使用の実用に耐えた。
これに対し、第2図に示すような従来技術の溝形状(a
〜h)では、5〜15日間の期間でロール交換を行ってい
たが、およそ7〜8倍の寿命延長となった。
実施例2 溶融亜鉛めっき用シンクロールの表面に、深さ0.mm,溝
底部0.1mmのR加工、溝肩部0.1mmのR加工、ピッチ0.95
mmのアヤ目ローレット加工を施し、その表面にWC-12Co
溶射皮膜を厚さ0.08〜0.09mmに被覆し、480℃の溶融亜
鉛浴中で実用した。その結果、実施例1と同様な結果が
得られた。
〔考案の効果〕
以上説明したように本考案は、溶融金属めっき浴用シン
クロールの表面に、深さ0.05mm以上0.5mm未満,巾0.05
〜1.6mm,ピッチ1〜10mmのらせん状溝を設け、かつ溝の
表面をWC-Coサーメット溶射皮膜化させることにより、
ロールの回転トルクの低下に有効に作用するようになる
とともに、ロールを長寿命化させ、また製造するめっき
鋼板の品質安定化に寄与することが大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、鋼板の連続溶融亜鉛めっき装置の概要を示し
た略線図、 第2図(a)〜(h)は、一般的な従来技術に見られる
シンクロール表面の溝形状と寸法例、 第3図は、ロール表面の溝形状とロール回転トルクの関
係を示したもの、 第4図は、鋼板の溶融亜鉛めっき処理量とロール表面へ
のドロス付着量の関係図、 第5図は、本考案のロール表面に設けられる溝形状と寸
法図であり、 同図の(A)は、ロール基材の表面に対して本考案の溝
を直接設けた後、WC-Coサーメットを溶射したもの、同
図(B)は参考例として、Co自溶合金を溶射,フュージ
ングした後本考案に適合する溝を設けたものの図であ
る。 1……めっき槽、2……溶融亜鉛、3……鋼板、4……
シンクロール、5……サポートロール、6……噴射ノズ
ル、7……デフレクタロール、8……ロール基材、9…
…サーメット溶射皮膜、10……Co基自溶性合金溶射皮
膜、11,11′……溝。
フロントページの続き (72)考案者 草間 誠 愛知県東海市東海町5―3 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭64−79356(JP,A) 特開 平2−228458(JP,A)

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】基材表面にWC-Coサーメット溶射皮膜を形
    成してなるロールにおいて、そのロール胴周面上に、深
    さ0.05mm以上0.5mm未満、幅0.05〜1.6mm,ピッチ0.5〜10
    mmの連続もしくは非連続的な溝を設けたことを特徴とす
    る溶融金属めっき浴用シンクロール。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のロールにおいて、上記溝
    が、ロール基材上にあらかじめ被成されたWC-Co系サー
    メット溶射皮膜上に形成されたものであることを特徴と
    する溶融金属めっき浴用シンクロール。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のロールにおいて、上記溝
    が、ロール基材の胴周面上に、あらかじめ刻設された溝
    上に、WC-Co系サーメット溶射皮膜を設けて形成された
    ものであることを特徴とする溶融金属めっき浴用シンク
    ロール。
JP1989134842U 1989-11-22 1989-11-22 溶融金属めっき浴用シンクロール Expired - Lifetime JPH0711167Y2 (ja)

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