JPH0712465U

JPH0712465U - 連続溶融めっき装置のめっき浴中シンクロール

Info

Publication number: JPH0712465U
Application number: JP4563393U
Authority: JP
Inventors: 英治檀; 恭輔大橋; 英昭溝上
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1993-07-28
Filing date: 1993-07-28
Publication date: 1995-02-28
Anticipated expiration: 2008-07-28
Also published as: JP2582279Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】連続溶融めっき浴に導入される鋼帯Ｓを略垂
直上方に移行させるシンクロール５と鋼帯表面との接触
界面のスリップ（めっき鋼板の擦り疵を生じる）を防止
し、鋼帯の走行に一致するロールの安定な回転運動を維
持させる。【構成】シンクロール５に、下式で与えられる重量Ｗ
_Rを付与する。〔(1+COSθ)T-1000 〕/(1-ρ_M/ ρ_R) ≦Ｗ_R≦〔(1+COSθ)T+1000 〕/(1-ρ_M/ ρ_R) 〔式中、Ｔ：鋼帯の張力（Kg）、θ：鋼板のめっき浴へ
の侵入角度、ρ_M：溶融めっき金属の比重、ρ_R：ロー
ル金属の比重、〕上記ロール重量は、ロールの胴部肉厚を厚くすることに
より、ロール外径をそれ程大きくすることなく調整され
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、連続溶融めっきラインにおけるめっき浴中に配設されるシンクロールの回転を安定化し、そのロール胴部周面に沿って移送される被めっき鋼帯のスリップを防止するためのシンクロールの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

連続溶融金属めっきラインにおいて、被めっき鋼帯Ｓは、図４に示すように、還元焼鈍炉１から、スナウト２内を斜降して溶融アルミニウムめっき浴４に導入され、浴中に配置されているシンクロール５の胴部表面に沿って走行方向を略垂直上向きに変え、サポートロール６を通過して浴上に導出される。シンクロール５は、軸受に回転自在に支承された無駆動ロールであり、そのロール胴部の表面に押し付けられて走行する鋼帯Ｓとの接触面の摩擦力により、鋼帯Ｓの移動に追従して鋼帯Ｓの走行速度に等しい周速度の回転運動を行う。シンクロール５は、図５（１）（２）に示すように、胴部材５１である中空円筒体の端部開口に軸材５２，５２が組み付けられ、軸部５３，５３に耐摩耗材からなるスリーブ５４，５４が嵌着固定され、軸受部材５５，５５に適当なクリアランスを以て包囲支承されている。ロールの左右の側壁面には、胴部の内側空間５１₁と外部とを連通する貫通孔（図示せず）が設けられ、内側空間５１₁内へのめっき金属の流通が可能なようになっている。シンクロール５の重量は、むろん溶融めっきラインの設備規模により異なるが、典型的な一例を示せば、約８００〜１６００Kgである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

シンクロール５を介して鋼帯Ｓをめっき浴中に送通させる連続めっき操業において、シンクロール５は、鋼帯Ｓの走行張力の作用により持ち上げられ、図５に示すように、軸受部材５５の内周面の上側面域５５₁にロール軸スリーブ５４が押し付けられた摩擦状態で回転運動を行う。この軸部の摩擦は、シンクロール５の回転運動を妨げる抵抗力となり、かつロール軸スリーブ５４の摩耗減肉を速める原因となる。殊にめっき浴が溶融アルミニウムである場合には、めっき浴の腐食作用が強いため、ロール軸スリーブ５４は、めっき浴の強い腐食作用と上記回転摩擦の重畳作用により摩耗減肉が急速に進行する。その摩耗減肉の結果として、図６に示すように、ロール軸スリーブ５４に凹溝５４₁が生じ、スリーブ５４と軸受５５との接触面積が増大する。このため、シンクロール５の回転に対する軸部の摩擦抵抗は更に大きくなる。他方、シンクロール５の胴部表面に沿って走行する鋼帯Ｓとそのロール胴部表面との接触界面Ｉ（図５（２））には、鋼帯Ｓの走行に伴って、溶融めっき金属の巻き込みが生じる。接触界面に溶融金属が巻き込まれると、シンクロール５の回転運動に必要な鋼帯Ｓとシンクロール５との接触界面の摩擦力が減じる。

【０００４】上記シンクロール５の軸部における摩擦抵抗の増大、および回転運動に必要な鋼帯Ｓとの接触界面の摩擦力の低下は、シンクロール５の安定な回転運動を損ない、ロールと鋼帯との接触界面にスリップを生じさせ、めっき鋼帯表面に擦り疵等の欠陥が発生する原因となる。この点に関して、シンクロール５の軸部の摩擦抵抗を低減する手段として、図７に示すように、溶融めっき金属吐出口Ｎを有するめっき浴循環路Ｌをめっき浴上に配設し、ポンプＰによりめっき金属溶湯を吸い上げ、吐出口Ｎからシンクロール５の胴部表面に向かって噴射するようにした装置が提案されている。これは、めっき浴の噴射圧力でシンクロール５を鋼帯の張力に抗して押し下げることにより、軸受部材５５の上側面域５５₁（図５）に対するロール軸スリーブ５４の接触応力を緩和し、摩擦抵抗を低減しようとするのである。しかし、めっき金属浴にこのような強い攪拌流を生じさせることは、浴中の機器の腐食損耗を促進し、かつめっき金属の汚染とめっき品質の低下をきたす原因となる。殊に、腐食作用の強い溶融アルミニウムめっき浴では、浴中機器の耐用寿命の低下および浴の汚染とめっき品質に及ぼす影響は甚大であり、到底実用し得るものではない。

【０００５】他方、シンクロール５と鋼帯Ｓとの接触界面Ｉにめっき金属が巻き込まれることに起因して、シンクロール５の回転に必要な鋼帯Ｓとの接触摩擦が損なわれる現象に対しては、図８に示すように、シンクロール５の胴部５１の表面にスパイラル溝ｇを形成すると共に、その内側空間５１₁内に連通する孔ｈを分散形成したロールが実用されている。これは、鋼帯との接触界面に巻き込まれためっき金属を、スパイラル溝ｇに沿ってロールの外部に誘導排除すると共に、孔ｈを介して、ロールの内側空間５１₁内へ導出することにより鋼帯Ｓとの摩擦力を確保するというものであるが、胴部材にスパイラル溝ｇや孔ｈを形成することは、加工コストの増大だけでなく、その溝や孔のロール表面凹凸がめっき鋼板表面に転写されてめっき品質を損なうという問題がある。本考案は連続溶融めっきにおける上記問題を解決するための改良されたシンクロールを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、溶融めっき浴の上方から斜降して浴中に導入される被めっき鋼帯を胴部表面に沿って略垂直上向きに移行させるめっき浴中に浸漬された無駆動ロールであるシンクロールにおいて、下記の数式１を満足するロール重量Ｗ_R（Kg）を有することを特徴としている。〔(1+COSθ)T-1000 〕/(1-ρ_M/ ρ_R) ≦Ｗ_R≦〔(1+COSθ)T+1000 〕/(1-ρ_M/ ρ_R) …〔１〕〔式中、Ｔ：鋼帯の張力（Kg）、 θ：鋼帯のめっき浴への導入角度、 ρ_M：溶融めっき金属の比重、 ρ_R：ロールの比重、〕

【０００７】

【作用】

本考案のシンクロールにおては、鋼帯Ｓの張力による軸受部材５５の上側面域５５₁に対するロール軸スリーブ５４の接触応力が、ロールの重量化効果により緩和され、回転運動に対する摩擦抵抗が低減する。また、摩擦の低減により、ロール軸スリーブの摩耗減肉（凹溝５４₁の発生）とそれに伴う摩擦抵抗の増大が低減緩和される。また、鋼帯との接触界面に対するめっき金属の巻き込みも低減する。このロールの重量化効果、殊に軸受部の回転摩擦抵抗の低減効果として鋼帯Ｓの走行運動と一致するシンクロール５の安定な回転運動が確保される。そのロール胴部材の周面は、前記図８に示したようなスパイラル溝ｇや孔ｈは必ずしも必要とせず、これを省略することも可能である。

【０００８】以下、本考案について図面を参照して詳しく説明する。溶融めっき金属浴中のシンクロール５には、その胴部表面に押し付けられて走行する鋼帯の張力が作用すると共に、めっき金属浴による浮力が、ロール重量に抗する向きに作用する。図３に示すように、めっき金属浴４に対する鋼帯Ｓの導入角度（鉛直面に対する傾斜角度）をθ、鋼帯張力をＴ（kg) とし、シンクロール５の重量をＷ_R、ロールに加わる浮力をＦ_R（kg）とすると、シンクロール５に作用する応力の垂直上向きの成分は、鋼帯張力の上向き成分であるＴ＋ＴCOS θと、浮力Ｆ_Rとの和〔＝（１＋COS θ) Ｔ＋Ｆ_R〕である。従って、ロールの軸受部材５５の上側面域５５₁に対するロール軸スリーブ５４の接触応力が最も小さくなるのは、ロール５に作用する垂直上向きの成分〔＝（１＋COS θ）Ｔ＋Ｆ_R〕と下向きの成分であるロール重量Ｗ_Rとが等しくなるときである。その垂直上向き成分と下向き成分の差をＸとする（数式２）。（１＋COS θ）Ｔ＋Ｆ_R−Ｗ_R＝Ｘ …〔２〕

【０００９】連続溶融めっきの実操業におけるシンクロール５と鋼帯Ｓのスリップの発生に関する本考案者等の詳細な観察結果によれば、そのスリップの発生頻度は上記Ｘの値との間に、図２に示すような関係がある。図中の散点模様領域イおよびロはスリップ発生領域を示している。スリップは、Ｘ＞｜１０００｜（Kg）の領域イおよびロで発生し、その値（絶対値）が大きくなる程、スリップ発生頻度は増大する。Ｘ＞１０００（Kg）の領域イでスリップを生じ易くなるのは、軸受部材５５の上側面域５５₁に対するロール軸部スリーブ５４の接触応力の増大による摩擦抵抗の増加をきたすからである。Ｘ＜−１０００（Kg）（領域ロ）の場合にもスリップを生じ易くなるのは、軸受部材５５の下側面域においてロール軸スリーブ５４の接触応力の増大による摩擦抵抗の増加をきたすことによる。

【００１０】上記図２より、Ｘ≦｜１０００｜（Kg）、すなわち下記の数式３を満たすことにより、シンクロール５と鋼帯Ｓとの接触界面のスリップを防止し、鋼帯Ｓの走行に一致するシンクロール５の安定な回転運動を確保することが可能となる。 −１０００（Kg) ≦（１＋COS θ）Ｔ＋Ｆ_R−Ｗ_R≦＋１０００（Kg) …〔３〕ここに、Ｆ_Rは、ロールに作用する溶融めっき金属の浮力であるから、Ｆ_R＝（ρ_M/ρ_R）Ｗ_R〔ρ_M：溶融めっき金属の比重，ρ_R：ロールの比重〕であり、これを上記数式３に代入し、Ｗ_Rについて整理すると、前記数式１が得られる。

【００１１】図１は、前記数式１を満足するロール重量を、鋼帯の張力を変数として示したグラフである。図中、（ｉ）は、Ｗ_R＝〔(1+COSθ)T-1000 〕/(1-ρ_M/ ρ_R) を示す直線、(ii)は、Ｗ＝〔(1+COSθ)T+1000 〕/(1-ρ_M/ ρ_R) を示す直線である。鋼帯のスリップ防止のためにシンクロール５は、直線ｉとｉｉとの間の重量を有することを必要とする。シンクロール５として、図中のＷ₁〜Ｗ₂の範囲の重量を付与したロールを使用すれば、鋼帯の走行張力がＴ₁〜Ｔ₂の範囲内で異なる種々のめっき操業条件下において、同一のロール５でスリップのない安定なロール回転を得ることができる。

【００１２】本考案の数式１を満たすためのロール重量の増加は、その胴部材５１の肉厚を厚くすることにより対処でき、ロール外径をそれ程大きくすることを必要とせず、従って既設のめっき設備への適用にも特段の困難はない。本考案を溶融アルミニウムめっきにおけるシンクロール５に適用する場合の前記数式１を満たすロール重量の一例を示せば、鋼帯導入角度θ：約２５〜３０° 、鋼帯張力：約５００〜１２００Kgである操業条件に対して、そのロール重量は、約２０００〜３０００Kgである。

【００１３】

【実施例】

連続溶融アルミニウムめっきラインのめっき浴中シンクロール５として、下記のロールＡ（考案例）とロールＢ（従来例）とを使用した。鋼帯張力Ｔ：１２００Kg、鋼帯のめっき浴導入角度θ：３０°、めっき金属浴の比重ρ_M：２．７ｇ/ ｃｍ³ ロールの比重ρ_R：７．８ｇ/ ｃｍ³、ロールＡ（考案例）重量：２７５０Kg。（ロール胴部はスパイラル溝および孔を有しない）。ロールＢ（従来例）重量：１６００Kg。（ロール胴部はスパイラル溝および孔が形成されている。）ロールＡおよびロールＢについて、前記数式２のＸの値を比較すると、ロールＡのＸは＋４４１（Kg) 、ロールＢのそれは＋１１９３（Kg) であり、従ってロールＡは前記数式１を満足し、ロールＢは、数式１の上限を逸脱している。

【００１４】上記溶融アルミニウムめっきにおいて、ロールＢを使用しためっき操業では、鋼帯の接触面にスリップを生じたが、ロールＡを使用しためっき操業における鋼帯接触面のスリップは皆無であった。

【００１５】

【考案の効果】

本考案のシンクロールを使用することにより、連続溶融めっきにおけるシンクロールの安定な回転運動が確保され、ロールと被めっき鋼帯との接触界面のスリップの発生とそれに因るめっき製品表面の擦り疵が防止され、またその胴部表面には従来のロールのようなスパイラル溝や孔の形成を必ずしも必要としないので、めっき鋼帯表面に対するロール表面凹凸の転写の問題も回避することができ、めっき品質が向上安定化する。更に、ロール軸部における摩擦応力の緩和・摩耗減肉の軽減により、ロールの耐用寿命の向上、およびメンテナンスの大幅な軽減効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のシンクロールのロール重量と鋼帯張力
の関係を示すグラフである。

【図２】シンクロール重量等と鋼帯のスリップ発生頻度
の関係を示すグラフである。

【図３】シンクロールに作用する応力の説明図である。

【図４】連続溶融めっきラインのめっき浴槽部分を示す
図である。

【図５】シンクロールを示す図（同図（１）は軸方向断
面図，同図（２）は１−１矢視側面図）である。

【図６】従来のシンクロールの軸部の摩耗減肉発生状態
を示す要部断面図である。

【図７】従来の連続溶融めっき装置の例を示す図であ
る。

【図８】従来のシンクロールの例を示す要部正面図であ
る。

【符号の説明】

１：焼鈍炉，２：スナウト，４：溶融めっき金属浴，
５：シンクロール，６：サポートロール，５１：ロール
胴部材，５２：ロール軸材，５３：ロール軸部，５４：
ロール軸スリーブ，５５：軸受部材、Ｓ：鋼帯，Ｌ：め
っき金属浴循環路，Ｎ：めっき金属吐出口，Ｐ：ポン
プ，ｇ：スパイラル溝，ｈ：孔。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】溶融めっき浴の上方から斜降して浴中に
導入される被めっき鋼帯を胴部表面に沿って略垂直上向
きに移行させるめっき浴中に浸漬された無駆動ロールで
あるシンクロールにおいて、下記の数式１〔(1+COSθ)T-1000 〕/(1-ρ_M/ ρ_R) …〔１〕 ≦Ｗ_R≦〔(1+COSθ)T+1000 〕/(1-ρ_M/ ρ_R) 〔式中、Ｔ：鋼帯の張力（Kg）、 θ：鋼帯のめっき浴への導入角度、 ρ_M：溶融めっき金属の比重、 ρ_R：ロール金属の比重、〕を満足するロール重量Ｗ_R（Kg）を有することを特徴と
する連続溶融めっき装置のめっき浴中シンクロール。