JPH08218115A - Carbon roll having high strength and high wear resistance and excellent in copying property and its production - Google Patents

Carbon roll having high strength and high wear resistance and excellent in copying property and its production

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JPH08218115A
JPH08218115A JP2280395A JP2280395A JPH08218115A JP H08218115 A JPH08218115 A JP H08218115A JP 2280395 A JP2280395 A JP 2280395A JP 2280395 A JP2280395 A JP 2280395A JP H08218115 A JPH08218115 A JP H08218115A
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JP
Japan
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metal layer
carbon
roll
thickness
wear resistance
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Application number
JP2280395A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Kurisu
泰 栗栖
Tatsuji Aso
辰二 阿蘇
Chihiro Yamaji
千博 山地
Yoshiaki Hirota
芳明 広田
Shoji Yamagata
祥司 山形
Takao Nagase
隆夫 永瀬
Masaru Fukuyama
勝 福山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE: To produce a carbon roll with a long service life having high strength and high wear resistance, furthermore excellent in copying properties and excellent in steel sheet conveying properties at the time of high temp. or electric heating. CONSTITUTION: The outer circumference of a roll in which the barrel part is formed of carbon 3 is provided with a metallic layer 4 of 1 to 5mm thickness formed by thermal spraying or the shrinkage fitting of a metallic sleeve, and moreover, the surface of the metallic layer 4 is provided with a topmost surface layer 6 of 0.1 to 0.5mm thickness constituted of ceramics or cermet. By using this for a conveying roll for a steel sheet continuous heat treating furnace, the prevention of deterioration in the sheet shape, the prevention of the generation of meandering are made possible, and, as for a roll for energizing, the generation of sparks caused by deterioration in the contact can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱処理炉で用いられる
搬送用ロール、通電加熱用の通電ロール、あるいは押さ
えロールなどに用いられるカーボンロール及びその製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon roll used as a carrying roll used in a heat treatment furnace, an energizing roll for energizing heating, or a pressing roll, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属の焼鈍、例えば冷延鋼板の連続焼鈍
で使用される炉内搬送用ロールには、接触する鋼板の温
度が雰囲気温度より低い場合、鋼板に接触するロール中
央部の温度が低く、エッジ部が高温になって温度分布が
生じる。この温度分布に応じて、ロール中央がへこんだ
凹型のクラウンが生じる。逆に、接触する鋼板の温度が
雰囲気温度より高い場合、鋼板に接触するロール中央部
の温度が高く、エッジ部の温度が低くなって、凸型のク
ラウンが生じる。
2. Description of the Related Art In a furnace-conveying roll used for annealing a metal, for example, continuous annealing of a cold-rolled steel sheet, when the temperature of the contacting steel sheet is lower than the ambient temperature, the temperature of the central portion of the roll contacting the steel sheet is The temperature distribution is low because the temperature is low and the edge portion has a high temperature. Depending on this temperature distribution, a concave crown having a dent in the center of the roll is produced. On the contrary, when the temperature of the contacting steel plate is higher than the ambient temperature, the temperature of the central part of the roll contacting the steel plate is high and the temperature of the edge part is low, so that a convex crown is formed.

【0003】このようにロールにクラウンが生じた状態
では、鋼板に温度分布や張力分布がついて、形状が悪化
し、耳波や絞りなどが生じやすくなる。また、鋼板の幅
が変化したときには、ロールのプロフィールも変化し
て、鋼板形状が不安定になりやすいため、ロールのプロ
フィールが安定するまで低速で操業しなければならない
などの問題が有った。
In such a state where the roll is crowned, the steel sheet is subject to temperature distribution and tension distribution, and the shape is deteriorated, so that seismic waves and diaphragms are likely to occur. Further, when the width of the steel sheet changes, the profile of the roll also changes, and the shape of the steel sheet is likely to become unstable. Therefore, there is a problem that it is necessary to operate at a low speed until the profile of the roll becomes stable.

【0004】また、通電ロール、あるいは挟持式通電に
おける押さえロールでは、ロールにクラウンが生じると
鋼板への接触圧力が部分的に低下して、鋼板とロールの
間にスパークが発生する結果、鋼板、ロールの双方に溶
融痕が生じ、製品品質の低下、ロール寿命の低下をもた
らすという問題があった。
Further, in the energizing roll or the pressing roll in the nipping type energization, when the roll has a crown, the contact pressure on the steel plate is partially reduced, and as a result, a spark is generated between the steel plate and the roll. There is a problem that melting marks are generated on both rolls, resulting in deterioration of product quality and roll life.

【0005】このように、ロールのプロフィールが変化
すると種々の不都合が生じるため、ロール表面温度を均
一にする対策、あるいは高熱伝導率かつ低熱膨張係数の
材質適用が検討されてきた。
As described above, when the profile of the roll changes, various inconveniences occur. Therefore, measures for making the roll surface temperature uniform or application of a material having a high thermal conductivity and a low thermal expansion coefficient have been studied.

【0006】特開昭57−136793号公報には、磁
束密度が高くなる部分の抵抗値が大きくなるように、ロ
ール表面に導電性磁性体膜を形成し、誘導加熱により一
様な温度分布を得る方法が記載されている。また、特開
昭61−79733号公報には、ロール表面を導電性セ
ラミックスで構成し、通電加熱可能とした搬送用ロール
が記載されている。このロールを用いると、導電性セラ
ミックスに通電した際の抵抗加熱によりロール幅方向の
温度分布を均一化することができ、ロールのプロフィー
ルが一定になるとしている。
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-136793, a conductive magnetic film is formed on the roll surface so that the resistance value of the portion where the magnetic flux density becomes high becomes large, and a uniform temperature distribution is obtained by induction heating. The method of obtaining is described. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-79733 discloses a transport roll whose surface is made of a conductive ceramic and which can be electrically heated. When this roll is used, the temperature distribution in the roll width direction can be made uniform by resistance heating when the conductive ceramic is energized, and the roll profile is said to be constant.

【0007】しかしながら、これら従来の方法でロール
表面温度だけを均一にしても、ロール表面に温度差の大
きい物質が接触した場合には、ロール表面温度分布が不
均一になり、またロール表面から軸受け方向に熱が移動
し、ロール内部温度も不均一となるため、ロールプロフ
ィールの均一化は難しい。
However, even if only the roll surface temperature is made uniform by these conventional methods, when a substance having a large temperature difference comes into contact with the roll surface, the roll surface temperature distribution becomes non-uniform, and the roll surface bearing It is difficult to make the roll profile uniform because heat moves in the direction and the temperature inside the roll becomes non-uniform.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】これに対して、高熱伝
導率かつ低熱膨張係数で柔軟性に富み、鋼板にならい易
い性質(以下この性質をならい性とする)を有するカー
ボンを用いれば、雰囲気温度によらずプロフィールをほ
ぼ一定に保つことが可能となる。しかし、カーボンは柔
らかくて摩耗が激しいとともに強度が低く、機械的衝撃
により破壊しやすいという問題がある。
On the other hand, if carbon having a high thermal conductivity, a low thermal expansion coefficient, a high flexibility, and a property that easily follows a steel sheet (hereinafter, this property is referred to as a profile) is used, It is possible to keep the profile almost constant regardless of the temperature. However, carbon has a problem that it is soft and wears severely, has low strength, and is easily broken by mechanical impact.

【0009】本発明の目的は、高熱伝導性、低熱膨張
性、ならい性といったカーボンの性質を生かしながら、
高強度、高耐摩耗性といった特性を有し、ロールプロフ
ィールが変化することなく、従ってクラウンを生じず、
高温、または通電加熱時の鋼板搬送性に優れ、かつ長時
間の使用においても損傷を受けない長寿命のカーボンロ
ール及びその製造方法を提供することにある。
The object of the present invention is to make use of the properties of carbon such as high thermal conductivity, low thermal expansion and conformability,
It has the characteristics of high strength and high wear resistance, the roll profile does not change, and therefore does not produce a crown,
It is an object of the present invention to provide a carbon roll having excellent long-life carbon roll which is excellent in transportability of a steel plate at high temperature or when electrically heated and is not damaged even when used for a long time, and a method for producing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の第1は、胴部が
カーボンで形成されたロール外周面上に、溶射または金
属スリーブの焼きばめにより形成された、厚み1〜5mm
の金属層を設け、さらに該金属層の表面に、厚み0.1
〜0.5mmのセラミックス、またはサーメットで構成さ
れた最表層を設けたことを特徴とする高強度、高耐摩耗
性、かつならい性に優れたカーボンロール及びその製造
方法である。
According to a first aspect of the present invention, a body portion is formed on the outer peripheral surface of a roll by thermal spraying or shrink fitting of a metal sleeve and has a thickness of 1 to 5 mm.
Of the metal layer, and a thickness of 0.1 on the surface of the metal layer.
A carbon roll excellent in high strength, high wear resistance, and conformability, which is characterized in that an outermost layer composed of ceramics of 0.5 mm or cermet is provided, and a method for producing the same.

【0011】本発明の第2は、胴部がカーボンで形成さ
れたロール外周面上に、溶射または金属スリーブの焼き
ばめにより形成された、厚み1〜5mmの金属層を設け、
さらに該金属層の表面に、溶射により形成された結合用
金属層を介して、厚み0.1〜0.5mmのセラミック
ス、またはサーメットで構成された最表層を設けたこと
を特徴とする高強度、高耐摩耗性、かつならい性に優れ
たカーボンロール及びその製造方法である。
A second aspect of the present invention is to provide a metal layer having a thickness of 1 to 5 mm, which is formed by thermal spraying or shrink fitting of a metal sleeve, on the outer peripheral surface of the roll whose body is made of carbon.
Further, the outermost surface layer made of ceramics or cermet having a thickness of 0.1 to 0.5 mm is provided on the surface of the metal layer through a metal layer for bonding formed by thermal spraying, which has a high strength. A carbon roll excellent in high wear resistance and conformability, and a method for producing the same.

【0012】本発明のカーボンロールは、高熱伝導性、
低熱膨張性、ならい性といったカーボンの性質を損なわ
ず、かつカーボンの表面に、厚み1〜5mmの金属層があ
るため高強度であり、更にその金属層の表面にセラミッ
クス、またはサーメット層があるため耐摩耗性に優れ
る。
The carbon roll of the present invention has high thermal conductivity,
It does not impair the properties of carbon such as low thermal expansion and conformability, and has high strength because there is a metal layer with a thickness of 1 to 5 mm on the surface of carbon, and because there is a ceramic or cermet layer on the surface of the metal layer. Excellent wear resistance.

【0013】本発明で用いるカーボンは、鋼板と均一に
接触すること、その表面に形成した金属層を保持するだ
けの強度を持つこと、並びに温度差によるロールプロフ
ィールの変化を最小限にするという観点から、ヤング率
2000kg/mm2 以下、圧縮強度3kg/mm2 以上、かつ
熱膨張係数7×10-6/℃以下であることが好ましい。
The carbon used in the present invention is in contact with the steel sheet uniformly, has a strength enough to hold the metal layer formed on the surface of the steel sheet, and minimizes a change in roll profile due to a temperature difference. Therefore, it is preferable that the Young's modulus is 2000 kg / mm 2 or less, the compressive strength is 3 kg / mm 2 or more, and the thermal expansion coefficient is 7 × 10 −6 / ° C. or less.

【0014】本発明のカーボンロールでは、通板時の溶
接部通過等により生じる機械的衝撃からカーボンの破壊
を防止するために、カーボン表面上に金属層を設けてい
る。この金属層の厚みは、1〜5mmの範囲であることが
必要である。もし、金属層の厚みが1mmよりも薄いと、
通板時の溶接部通過等により生じる機械的衝撃からカー
ボンを保護することができず、カーボンが損傷を受け
る。また、金属層の厚みが5mmよりも厚いと、カーボン
のならい性を損ない、鋼板との接触が不均一となる。
In the carbon roll of the present invention, a metal layer is provided on the surface of the carbon in order to prevent the carbon from being destroyed by mechanical impact caused by passing through a welded portion when passing the steel sheet. The thickness of this metal layer needs to be in the range of 1 to 5 mm. If the thickness of the metal layer is less than 1 mm,
The carbon cannot be protected from the mechanical impact caused by passing through the welded portion during passing, and the carbon is damaged. Further, if the thickness of the metal layer is thicker than 5 mm, the conformity of carbon is impaired and the contact with the steel sheet becomes uneven.

【0015】金属層を胴部のカーボンとの熱膨張係数差
が5×10-6/℃以下の金属により形成すると、熱膨張
係数差による金属層の浮き上がりがなく、より高温での
使用に耐える。例えば、熱膨張係数5×10-6/℃のカ
ーボンに対しては、Mo,Cr,Ti等の金属を金属層
に用いるが好ましい。
When the metal layer is formed of a metal having a thermal expansion coefficient difference of 5 × 10 −6 / ° C. or less from that of the carbon of the body, the metal layer does not rise due to the thermal expansion coefficient difference and can be used at higher temperatures. . For example, for carbon having a thermal expansion coefficient of 5 × 10 −6 / ° C., it is preferable to use a metal such as Mo, Cr, or Ti for the metal layer.

【0016】特に、主成分がFe,Niであり、それぞ
れの重量割合がFe;55〜70%、Ni;45〜30
%の範囲にある低熱膨張合金、または、主成分がFe,
Ni,Coであり、それぞれの重量割合がFe;50〜
60%、Ni;29〜31%、Co;16〜17%の範
囲にある低熱膨張合金は、強度も高く、金属層としての
特性に優れている。
In particular, the main components are Fe and Ni, and the respective weight ratios are Fe; 55-70%, Ni; 45-30.
% Low thermal expansion alloy, or the main component is Fe,
Ni and Co, the weight ratio of each of which is Fe; 50 to
The low thermal expansion alloy in the range of 60%, Ni; 29 to 31%, Co; 16 to 17% has high strength and excellent characteristics as a metal layer.

【0017】金属層はジェットコート、プラズマ溶射、
爆発溶射等の溶射法、あるいは金属スリーブの焼ばめ法
により形成することができる。金属スリーブの焼ばめに
おいては、金属スリーブとして強度を保持するため、目
的とする厚みよりも厚いスリーブ、例えば厚み10mmの
スリーブを作製し、カーボンに焼ばめしたのち、所定の
厚み、例えば2mmまで削ることで目的とする厚みを持つ
金属層を形成することができる。
The metal layer is jet coated, plasma sprayed,
It can be formed by a thermal spraying method such as explosive thermal spraying or a shrink fitting method of a metal sleeve. In shrink fitting of a metal sleeve, in order to maintain strength as a metal sleeve, a sleeve thicker than a target thickness, for example, a sleeve having a thickness of 10 mm is manufactured, and after shrink fitting to carbon, a predetermined thickness, for example, 2 mm It is possible to form a metal layer having a desired thickness by shaving.

【0018】本発明第2のカーボンロールでは、金属層
と最表層との密着性向上のため、両層の間に結合用金属
層を設ける。結合用金属層はジェットコート、プラズマ
溶射、爆発溶射等の溶射法により形成することができ
る。溶射原料に粉末を用いる場合、粒径は10から50
μmであることが好ましい。結合用金属層の厚みは50
〜300μmの範囲であれば良い。
In the second carbon roll of the present invention, a bonding metal layer is provided between the two layers in order to improve the adhesion between the metal layer and the outermost layer. The bonding metal layer can be formed by a spraying method such as jet coating, plasma spraying, and explosion spraying. When powder is used as the thermal spray material, the particle size is 10 to 50
It is preferably μm. The thickness of the bonding metal layer is 50
The range is up to 300 μm.

【0019】また、材質はNi−Cr,CoNiCrA
lY,CoCrAlY,NiCrAlY等の耐熱合金、
またはAl2 3 −CoCrAlYといったサーメット
材質が好ましい。
The material is Ni-Cr, CoNiCrA.
heat resistant alloys such as 1Y, CoCrAlY, NiCrAlY,
Alternatively, a cermet material such as Al 2 O 3 —CoCrAlY is preferable.

【0020】本発明のカーボンロールにおいて、セラミ
ックス、またはサーメットで構成された最表層は、ジェ
ットコート、プラズマ溶射、爆発溶射等の溶射法により
形成できる。
In the carbon roll of the present invention, the outermost layer composed of ceramics or cermet can be formed by a spraying method such as jet coating, plasma spraying, explosive spraying and the like.

【0021】最表層の厚みは、0.1〜0.5mmの範囲
であることが必要である。これはもし金属層の厚みが
0.1mmよりも薄いと、機械的衝撃、熱的衝撃等により
最表層が剥離しやすくなるため、また、0.5mmよりも
厚いと、被膜施工後に剥離しやすくなるためである。
The thickness of the outermost layer needs to be in the range of 0.1 to 0.5 mm. This is because if the thickness of the metal layer is less than 0.1 mm, the outermost layer will be easily peeled off due to mechanical shock, thermal shock, etc. If it is more than 0.5 mm, it will be easily peeled off after coating. This is because

【0022】最表層の化学成分は、セラミックス、サー
メット材質のうち、酸化物セラミックスではZrO2
Al2 3 −Cr2 3 、ZrSiO4 、非酸化物セラ
ミックスでは、TiN、TiC、ZrN、ZrC、サー
メットではAl2 3 サーメット、ZrO2 サーメッ
ト、ZrSiO4 サーメット、WCサーメット等、鋼板
との接触下で耐摩耗性に優れ、かつFeとの反応性が低
い材質が好ましい。
The chemical composition of the outermost layer is ZrO 2 in oxide ceramics among ceramics and cermet materials,
Al 2 O 3 -Cr 2 O 3 , ZrSiO 4, in the non-oxide ceramics, TiN, TiC, ZrN, ZrC , Al 2 O 3 cermet cermet, ZrO 2 cermet, ZrSiO 4 cermet, WC cermet, the steel plate A material that is excellent in wear resistance under contact and has low reactivity with Fe is preferable.

【0023】また、本発明のカーボンロールを通電用ロ
ールとして使用する場合には、最表層を比抵抗が1×1
-3Ω・cm以下のセラミックス、またはサーメットによ
り構成することが好ましい。具体的には、例えば、Ti
N、TiC、ZrN、ZrC等の非酸化物セラミック
ス、またはWCサーメット等のサーメットがある。
When the carbon roll of the present invention is used as a current-carrying roll, the outermost layer has a specific resistance of 1 × 1.
It is preferably composed of ceramics of 0 −3 Ω · cm or less, or cermet. Specifically, for example, Ti
There are non-oxide ceramics such as N, TiC, ZrN and ZrC, and cermets such as WC cermet.

【0024】また、熱伝導率が2Wm-1-1以下の材質
を使用した場合、鋼板からロール表面への熱移動が少な
く、ロール温度と鋼板温度との差が大きい場合において
も、ロールプロフィールを一定に保ち、鋼板への接触状
態を均一にすることができる。材質としては、例えば、
熱伝導率が約1Wm-1-1のZrO2 、SiO2 等の酸
化物セラミックスがある。
When a material having a thermal conductivity of 2 Wm -1 K -1 or less is used, heat transfer from the steel sheet to the surface of the roll is small and the roll profile is large even when the difference between the roll temperature and the steel sheet temperature is large. Can be kept constant and the state of contact with the steel plate can be made uniform. As the material, for example,
There are oxide ceramics such as ZrO 2 and SiO 2 having a thermal conductivity of about 1 Wm -1 K -1 .

【0025】最表層を、Feとの反応性が非常に低い、
主にZrO2 、及びSiO2 で構成する場合には、少な
くともX線回析により実質上、立方晶系ないし正方晶系
の相、またはそれらの混合相から成るZrO2 、あるい
はZrSiO4 と判定される物質が含まれていることが
好ましい。これは、これらの鉱物が、室温から高温への
温度変化において結晶変態を起こさず安定であるからで
ある。更に、最表層に含まれているZrO2 、の鉱物組
成のうち60wt%以上が立方晶系ないし正方晶系の相、
またはそれらの混合相である場合、温度変化に対し特に
安定である。
The outermost layer has a very low reactivity with Fe,
When it is mainly composed of ZrO 2 and SiO 2 , it is judged to be ZrO 2 or ZrSiO 4 consisting of a cubic or tetragonal phase, or a mixed phase thereof, at least by X-ray diffraction. It is preferable that the substance contains a substance. This is because these minerals do not undergo crystal transformation in the temperature change from room temperature to high temperature and are stable. Furthermore, 60 wt% or more of the mineral composition of ZrO 2 contained in the outermost layer is a cubic or tetragonal phase,
Or, when they are a mixed phase thereof, they are particularly stable against temperature change.

【0026】このような特性を満足する最表層は、Ca
O,Y2 3 ,MgO,CeO2 ,HfO2 ,及び稀土
類元素酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の
酸化物を2〜20wt%含有するZrO2 粉末を、通常の
溶射法により施工することで得られる。
The outermost layer satisfying such characteristics is Ca
A ZrO 2 powder containing 2 to 20 wt% of at least one oxide selected from the group consisting of O, Y 2 O 3 , MgO, CeO 2 , HfO 2 , and rare earth element oxides is prepared by a conventional thermal spraying method. It can be obtained by applying.

【0027】このようにZrO2 に、CaO,Y
2 3 ,MgO,CeO2 ,HfO2 ,及び稀土類元素
酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の酸化物
粒子と、CaO,Y2 3 ,MgO,CeO2 ,HfO
2 ,及び稀土類元素酸化物よりなる群から選ばれた少な
くとも1種の酸化物を2〜20wt%含有するZrO2
子とを混合してなる粉末を、爆発溶射により施工するこ
とでも、上記特性を満足する最表層が施工できる。
Thus, ZrO 2 is added to CaO, Y
At least one oxide particle selected from the group consisting of 2 O 3 , MgO, CeO 2 , HfO 2 , and rare earth element oxides; and CaO, Y 2 O 3 , MgO, CeO 2 , HfO.
2 and the powder having a mixture of ZrO 2 particles containing 2 to 20 wt% of at least one oxide selected from the group consisting of rare earth element oxides can be applied by explosive spraying to obtain the above-mentioned characteristics. The outermost layer that satisfies the requirement can be constructed.

【0028】粉末に、CaO,Y2 3 ,MgO,Ce
2 ,HfO2 ,及び稀土類元素酸化物よりなる群から
選ばれた少なくとも1種の酸化物粒子を添加するのは、
ZrSiO4 粒子が溶射中に分解して生成するZrO2
を立方晶系ないし正方晶系の相、またはそれらの混合相
に安定化させるためである。
The powder contains CaO, Y 2 O 3 , MgO and Ce.
The addition of at least one kind of oxide particles selected from the group consisting of O 2 , HfO 2 and rare earth element oxides is
ZrO 2 particles formed by decomposition of ZrSiO 4 particles during thermal spraying
For stabilizing the cubic phase or the tetragonal phase, or a mixed phase thereof.

【0029】CaO,Y2 3 ,MgO,CeO2 ,H
fO2 ,及び稀土類元素酸化物よりなる群から選ばれた
少なくとも1種の酸化物粒子の添加量は、ZrO2 を立
方晶系ないし正方晶系の相、またはそれらの混合相に安
定化させるために、ZrSiO4 が分解して生成すると
ZrO2 と反応して得られる酸化物含有ZrO2 の2wt
%以上必要で、ZrO2 とFeとの反応性を非常に低く
押えるためには、20wt%以下の範囲とすることが好ま
しい。もし、2wt%未満では、ZrO2 は安定なものと
はならず、また、20wt%を超えると、Feの反応性が
増して、いずれも好ましくない。
CaO, Y 2 O 3 , MgO, CeO 2 , H
The amount of at least one kind of oxide particles selected from the group consisting of fO 2 and rare earth element oxides stabilizes ZrO 2 in a cubic or tetragonal phase or a mixed phase thereof. Therefore, when ZrSiO 4 is decomposed and formed, it reacts with ZrO 2 to obtain 2 wt% of oxide-containing ZrO 2 .
% Or more, and in order to suppress the reactivity of ZrO 2 and Fe to a very low level, it is preferably in the range of 20 wt% or less. If it is less than 2 wt%, ZrO 2 is not stable, and if it exceeds 20 wt%, the reactivity of Fe increases, which is not preferable.

【0030】[0030]

【作用】図面を用いて、本発明の作用を説明する。図1
は、本発明第1のカーボンロールの断面図である。図2
は、本発明第2のカーボンロールの断面図である。
The operation of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the first carbon roll of the present invention. Figure 2
FIG. 6 is a cross-sectional view of a second carbon roll of the present invention.

【0031】カーボン3は、ロールの軸1上に設けられ
た断熱層2の上に密着して設けられている。断熱層2
は、最表層6から、結合用金属層5(図2の本発明第2
のカーボンロールのみに設けられる)、及び金属層4を
介して、カーボン3に伝わる熱が直接軸1へ熱移動する
のを少なくするとともに、移動した熱による軸1の熱膨
張とその熱応力を吸収する役割も受け持つ。
The carbon 3 is provided in close contact with the heat insulating layer 2 provided on the shaft 1 of the roll. Heat insulation layer 2
From the outermost layer 6 to the metal layer 5 for bonding (the second invention of FIG.
(Provided only on the carbon roll of the above) and the heat transferred to the carbon 3 through the metal layer 4 is reduced directly to the shaft 1, and the thermal expansion of the shaft 1 and its thermal stress due to the transferred heat are reduced. It is also responsible for absorbing.

【0032】この構造により、ロール内の温度分布は均
一化される。更に、金属層は通板時の溶接部通過等によ
り生じる機械的衝撃によってカーボンが破壊するのを防
止する。
With this structure, the temperature distribution in the roll is made uniform. Further, the metal layer prevents the carbon from being destroyed by a mechanical shock generated by passing through a welded portion when passing the steel sheet.

【0033】また、金属層4上には、セラミックス、ま
たはサーメットからなる、鋼板との耐摩耗性に優れた最
表層6を設けており、耐摩耗性に優れる。加えて、本発
明第2のカーボンロールでは、最表層6の金属層4への
密着性向上のため、結合用金属層5を設けている。
On the metal layer 4, an outermost surface layer 6 made of ceramics or cermet and having excellent wear resistance with a steel plate is provided, and the wear resistance is excellent. In addition, in the second carbon roll of the present invention, the bonding metal layer 5 is provided in order to improve the adhesion of the outermost layer 6 to the metal layer 4.

【0034】本発明のカーボンロールは、カーボンの熱
膨張率が1〜7×10-6/℃程度と小さいため、高温炉
内においてもロールクラウンが小さく、熱伝導率が大き
い。従って、鋼板の幅が変化してもプロフィールを常に
ほぼ一定に保つことができる、といった優れた特性を有
する。
Since the carbon roll of the present invention has a small coefficient of thermal expansion of carbon of about 1 to 7 × 10 -6 / ° C., it has a small roll crown even in a high temperature furnace and a large thermal conductivity. Therefore, it has an excellent characteristic that the profile can always be kept almost constant even if the width of the steel sheet changes.

【0035】本発明のカーボンロールを通電ロール、あ
るいは挟持式通電における押さえロールとして使用した
場合には、ヤング率が2000kg/mm2 以下と小さいた
め、熱間でも弾力性に富み、容易に被加熱材を通電ロー
ル間で押さえ込むことができる。また、最表層を比抵抗
が1×10-3Ω・cm以下のセラミックス、またはサーメ
ットにより構成することで、通電用ロールとして使用で
きる。
When the carbon roll of the present invention is used as an energizing roll or a pressing roll in a nipping type energization, the Young's modulus is as small as 2000 kg / mm 2 or less, so that it has a high elasticity even during hot and is easily heated. The material can be pressed between the energizing rolls. Further, by forming the outermost layer of ceramics having a specific resistance of 1 × 10 −3 Ω · cm or less, or cermet, it can be used as an energizing roll.

【0036】[0036]

【実施例】まず、本発明第1のカーボンロールについて
その製造方法の一例を示す。 (実施例1,2)ロールのカーボン部分に、ヤング率6
00kg/mm2 、圧縮強度4.8kg/mm2、熱膨張係数
1.5×10-6/℃、熱伝導率140Wm-1-1、の外
径300mm、長さ1300mmの円筒を用いた。
EXAMPLES First, an example of the method for producing the first carbon roll of the present invention will be described. (Examples 1 and 2) Young's modulus of 6 was added to the carbon portion of the roll.
00kg / mm 2, compression strength 4.8 kg / mm 2, a thermal expansion coefficient 1.5 × 10 -6 / ℃, thermal conductivity 140Wm -1 K -1, an outer diameter of 300 mm, was used a cylinder of length 1300mm .

【0037】まず、直径100mmのS45C製ロール軸
に熱伝導率0.86Wm-1-1のキャスタブルを厚み3
0mmで施工し、その上にこのカーボン円筒を400℃で
焼きばめした。次に、熱膨張係数6.4×10-6/℃の
Moをプラズマ溶射により施工して金属層とした。更
に、この上にジェットコートにより、比抵抗が1×10
-4Ω・ cmのWC−27NiCr溶射層を形成して最表層
とした。
First, a caster having a thermal conductivity of 0.86 Wm -1 K -1 was formed on a roll shaft made of S45C having a diameter of 100 mm to have a thickness of 3
Construction was carried out at 0 mm, and this carbon cylinder was shrink-fitted on it at 400 ° C. Next, Mo having a thermal expansion coefficient of 6.4 × 10 −6 / ° C. was applied by plasma spraying to form a metal layer. Furthermore, by jet coating on this, the specific resistance is 1 × 10.
A WC-27NiCr sprayed layer of -4 Ω · cm was formed as the outermost layer.

【0038】各層の厚みは実施例1,2それぞれ以下の
通りである。 Mo(金属層) WC−27NiCr(最表層) 実施例1 1mm 0.1mm 実施例2 5mm 0.5mm
The thickness of each layer is as follows in Examples 1 and 2. Mo (metal layer) WC-27NiCr (outermost layer) Example 1 1 mm 0.1 mm Example 2 5 mm 0.5 mm

【0039】次に、本発明第2のカーボンロールについ
てその製造方法の一例を示す。 (実施例3,4,5)軸、キャスタブル、カーボンの構
成は実施例1と同様とした。まず、熱膨張係数4×10
-6/℃、厚み10mmのFe−Ni−Co低熱膨張合金製
金属スリーブを作製し、400℃でカーボン上に焼きば
めした後、厚み2mmに削り込んで金属層とした。次に、
この金属層上にプラズマ溶射により厚み100μmの結
合用金属層(Ni−Cr)を形成した。さらにその上か
ら下記のような成分の溶射原料粉末をプラズマ溶射し、
最表層を所定の厚み形成した。
Next, an example of a method for manufacturing the second carbon roll of the present invention will be described. (Examples 3, 4, and 5) The shaft, castable, and carbon configurations were the same as in Example 1. First, the coefficient of thermal expansion 4 × 10
A metal sleeve made of Fe-Ni-Co low thermal expansion alloy having a thickness of -6 / ° C and a thickness of 10 mm was prepared, and after shrink-fitting on carbon at 400 ° C, it was ground to a thickness of 2 mm to form a metal layer. next,
A 100 μm thick bonding metal layer (Ni—Cr) was formed on this metal layer by plasma spraying. Furthermore, plasma spraying raw material powder of the following components from above,
The outermost layer was formed to a predetermined thickness.

【0040】溶射原料粉末の成分、および最表層の厚み
は実施例3,4,5それぞれ以下の通りである。 最表層溶射原料粉末成分 最表層厚み 実施例3 8wt%Y2 3 安定化ZrO2 0.1mm 実施例4 20wt%Y2 3 安定化ZrO2 0.2mm 実施例5 2wt%CaO安定化ZrO2 0.5mm
The components of the thermal spraying raw material powder and the thickness of the outermost layer are as follows in Examples 3, 4, and 5, respectively. Outermost layer spraying raw material powder component Outermost layer thickness Example 3 8 wt% Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 0.1 mm Example 4 20 wt% Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 0.2 mm Example 5 2 wt% CaO stabilized ZrO 2 0.5 mm

【0041】(実施例6,7)ロールのカーボン部分
に、ヤング率1350kg/mm2 、圧縮強度17.5kg/
mm2 、熱膨張係数4.8×10-6/℃、熱伝導率70W
-1-1、の外径300mm、長さ1300mmの円筒を用
いた。
(Examples 6 and 7) The carbon portion of the roll had a Young's modulus of 1350 kg / mm 2 and a compressive strength of 17.5 kg /
mm 2 , thermal expansion coefficient 4.8 × 10 -6 / ° C, thermal conductivity 70W
A cylinder having an outer diameter of 300 mm and a length of 1300 mm with m −1 K −1 was used.

【0042】まず、直径100mmのS45C製ロール軸
に熱伝導率4Wm-1-1のAl2 3 −SiO2 系ファ
イバーを厚み8mmで施工し、その上にこのカーボン円筒
を400℃で焼きばめした。次に、熱膨張係数4×10
-6/℃、厚み10mmのFe−Ni−Co低熱膨張合金製
の金属スリーブを作製し、400℃でカーボン上に焼き
ばめした後、所定の厚みに削り込んで金属層とした。
First, an S45C roll shaft having a diameter of 100 mm was coated with Al 2 O 3 —SiO 2 fiber having a thermal conductivity of 4 Wm −1 K −1 to a thickness of 8 mm, and this carbon cylinder was baked at 400 ° C. I messed up. Next, the coefficient of thermal expansion 4 × 10
A metal sleeve made of a Fe-Ni-Co low thermal expansion alloy having a thickness of -6 / ° C and a thickness of 10 mm was produced, shrink-fitted on carbon at 400 ° C, and then ground to a predetermined thickness to form a metal layer.

【0043】更に、この金属層上に爆発溶射により厚み
100μmの結合用金属層(Al23 −CoCrAl
Y)を形成し、その上から下記のような成分の溶射原料
粉末を爆発溶射し、厚み0.2mmの最表層を形成した。 実施例6 金属スリーブ厚み 1mm 最表層溶射原料粉末成分 20wt%CeO2 安定化ZrO2 (50wt%)+3wt%
Gd2 3 +6wt%CeO2 +41wt%ZrSiO4 実施例7 金属スリーブ厚み 5mm 最表層溶射原料粉末成分 (6wt%Gd2 3 −12wt%CeO2 安定化ZrO2
(50wt%))+5wt%Y2 3 +45wt%ZrSiO
4
A metal layer for bonding (Al 2 O 3 --CoCrAl) having a thickness of 100 μm was formed on the metal layer by explosive spraying.
Y) was formed, and the thermal spraying raw material powder having the following components was explosively sprayed thereon to form an outermost layer having a thickness of 0.2 mm. Example 6 Metal sleeve thickness 1 mm Outermost layer thermal spraying raw material powder component 20 wt% CeO 2 stabilized ZrO 2 (50 wt%) +3 wt%
Gd 2 O 3 +6 wt% CeO 2 +41 wt% ZrSiO 4 Example 7 Metal sleeve thickness 5 mm Outermost layer thermal spraying raw material powder component (6 wt% Gd 2 O 3 -12 wt% CeO 2 stabilized ZrO 2
(50 wt%) + 5 wt% Y 2 O 3 +45 wt% ZrSiO
Four

【0044】(実施例8)軸、キャスタブル、カーボン
の構成は実施例6と同様とした。次に、熱膨張係数4×
10-6/℃、厚み10mmのFe−Ni−Co低熱膨張合
金製の金属スリーブを作製し、400℃でカーボン上に
焼きばめした後、所定の厚みに削り込んで金属層とし
た。
(Embodiment 8) The structure of the shaft, castables and carbon was the same as that of the embodiment 6. Next, the coefficient of thermal expansion 4 ×
A metal sleeve made of Fe-Ni-Co low thermal expansion alloy having a thickness of 10 -6 / ° C and a thickness of 10 mm was prepared, and after shrink-fitting on carbon at 400 ° C, it was ground to a predetermined thickness to form a metal layer.

【0045】さらに、この金属層の上に爆発溶射により
厚み100μmの結合用金属層(Al2 3 −CoCr
AlY)形成し、その上から8wt%Y2 3 −2wt%H
fO2 安定化ZrO2 と10wt%Y2 3 添加ZrSi
4 の粉末を重量比1:1で混合した粉末を爆発溶射し
て、厚み0.1mmの最表層を形成した。
Furthermore, a metal layer for bonding (Al 2 O 3 --CoCr) having a thickness of 100 μm was formed on the metal layer by explosive spraying.
AlY) formed, and then 8 wt% Y 2 O 3 -2 wt% H
fO 2 stabilized ZrO 2 and 10 wt% Y 2 O 3 added ZrSi
A powder obtained by mixing O 4 powder at a weight ratio of 1: 1 was explosion-sprayed to form an outermost layer having a thickness of 0.1 mm.

【0046】(実施例9,10,11,12,13,1
4)軸、キャスタブル、カーボン、金属層スリーブ、結
合用金属層の構成は実施例8と同様とした。結合用金属
層の上から下記のような成分の溶射原料粉末を爆発溶射
し、厚み0.2mmの最表層を形成した。 最表層溶射原料粉末成分 実施例9 20wt%CeO2 安定化ZrO2 (50wt%)+3wt%
2 3 +2wt%MgO+45wt%ZrSiO4 実施例10 10wt%MgO安定化ZrO2 (50wt%)+5wt%C
aO+5wt%HfO2+40wt%ZrSiO4 実施例11 14wt%Y2 3 安定化ZrO2 (50wt%)+5wt%
2 3 +45wt%ZrSiO4 実施例12 6wt%CaO安定化ZrO2 (50wt%)+5wt%Y2
3 +45wt%ZrSiO4 実施例13 20wt%CaO安定化ZrO2 (50wt%)+5wt%Y
2 3 +45wt%ZrSiO4 実施例14 4wt%CaO安定化ZrO2 (50wt%)+4wt%Y2
3 +1wt%HfO2+45wt%ZrSiO4
(Examples 9, 10, 11, 12, 13, 1)
4) The configurations of the shaft, castable, carbon, metal layer sleeve, and coupling metal layer were the same as in Example 8. Thermal spraying raw material powder having the following components was explosively sprayed on the bonding metal layer to form an outermost layer having a thickness of 0.2 mm. Outermost layer thermal spraying raw material powder component Example 9 20 wt% CeO 2 stabilized ZrO 2 (50 wt%) + 3 wt%
Y 2 O 3 +2 wt% MgO +45 wt% ZrSiO 4 Example 10 10 wt% MgO stabilized ZrO 2 (50 wt%) +5 wt% C
aO + 5 wt% HfO 2 +40 wt% ZrSiO 4 Example 11 14 wt% Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 (50 wt%) +5 wt%
Y 2 O 3 +45 wt% ZrSiO 4 Example 12 6 wt% CaO-stabilized ZrO 2 (50 wt%) +5 wt% Y 2
O 3 +45 wt% ZrSiO 4 Example 13 20 wt% CaO-stabilized ZrO 2 (50 wt%) +5 wt% Y
2 O 3 +45 wt% ZrSiO 4 Example 14 4 wt% CaO-stabilized ZrO 2 (50 wt%) +4 wt% Y 2
O 3 +1 wt% HfO 2 +45 wt% ZrSiO 4

【0047】(実施例15)軸、キャスタブル、カーボ
ン、金属層スリーブ、結合用金属層の構成は実施例8と
同様とした。結合用金属層の上から10wt%CaO安定
化ZrO2 と10wt%Y2 3 添加ZrSiO4 の粉末
を重量比1:1で混合した粉末を爆発溶射して、厚み
0.5mmの最表層を形成した。
(Example 15) The structure of the shaft, castable, carbon, metal layer sleeve, and metal layer for coupling was the same as in Example 8. A powder of 10 wt% CaO-stabilized ZrO 2 and 10 wt% Y 2 O 3 -added ZrSiO 4 was mixed at a weight ratio of 1: 1 from the top of the bonding metal layer, and an explosive spray was applied to form a 0.5 mm thick outermost layer. Formed.

【0048】また比較例として、以下のロールを製造し
た。 (比較例1)軸、キャスタブル、カーボンの構成は実施
例1と同様で、カーボン表面に何も施工しない純カーボ
ンロールを作製した。
As a comparative example, the following rolls were manufactured. (Comparative Example 1) The structure of the shaft, castable, and carbon was the same as that of Example 1, and a pure carbon roll in which nothing was applied on the carbon surface was produced.

【0049】(比較例2,3)軸、キャスタブル、カー
ボンの構成は実施例1と同様とした。カーボン上に熱膨
張係数6.4×10-6/℃のMoをプラズマ溶射により
施工して金属層を形成した。厚みは比較例2,3それぞ
れ以下の通りである。 比較例2 Mo金属層被膜厚み;0.5mm 比較例3 Mo金属層被膜厚み;6mm 更に、この金属層上にプラズマ溶射により厚さ100μ
mのNi−Crの結合用金属層を形成し、その上から8
wt%Y2 3 安定化ZrO2 粉末をプラズマ溶射して、
厚み0.2mmの最表層を形成した。
(Comparative Examples 2 and 3) The structure of the shaft, castable, and carbon was the same as in Example 1. Mo having a thermal expansion coefficient of 6.4 × 10 −6 / ° C. was applied on carbon by plasma spraying to form a metal layer. The thickness of each of Comparative Examples 2 and 3 is as follows. Comparative Example 2 Mo metal layer coating thickness: 0.5 mm Comparative Example 3 Mo metal layer coating thickness: 6 mm Further, a thickness of 100 μ was formed on the metal layer by plasma spraying.
forming a Ni-Cr bonding metal layer of m, and
wt% Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 powder is plasma sprayed,
An outermost layer having a thickness of 0.2 mm was formed.

【0050】(比較例4,5)軸、キャスタブル、カー
ボンの構成は実施例6と同様とした。次に、熱膨張係数
4×10-6/℃、厚み10mmのFe−Ni製金属スリー
ブを作製し、400℃でカーボン上に焼きばめした後に
削り込んで金属層とした。厚みは比較例4,5それぞれ
以下の通りである。 比較例4 金属層スリーブ厚み;0.5mm 比較例5 金属層スリーブ厚み;6mm 更に、この金属層の上にプラズマ溶射により厚み100
μmのNi−Crの結合用金属層を形成し、その上から
8wt%Y2 3 安定化ZrO2 粉末をプラズマ溶射し
て、厚み0.2mmの最表層を形成した。
(Comparative Examples 4 and 5) The structure of the shaft, castable and carbon was the same as in Example 6. Next, a metal sleeve made of Fe—Ni having a coefficient of thermal expansion of 4 × 10 −6 / ° C. and a thickness of 10 mm was prepared, shrink fitted into carbon at 400 ° C., and then ground to form a metal layer. The thickness of each of Comparative Examples 4 and 5 is as follows. Comparative Example 4 Metal layer sleeve thickness; 0.5 mm Comparative Example 5 Metal layer sleeve thickness; 6 mm Further, a thickness of 100 was obtained by plasma spraying on the metal layer.
A Ni—Cr bonding metal layer having a thickness of μm was formed, and 8 wt% Y 2 O 3 -stabilized ZrO 2 powder was plasma-sprayed thereon to form an outermost layer having a thickness of 0.2 mm.

【0051】(比較例6,7)軸、キャスタブル、カー
ボンの構成は実施例6と同様とした。次に、熱膨張係数
6.4×10-6/℃のMoをプラズマ溶射により厚み2
mmで施工して金属層とした。この金属層の上にプラズマ
溶射により厚み100μmのNi−Crの結合用金属層
を形成し、その上から8wt%Y2 3 安定化ZrO2
末のプラズマ溶射により最表層を形成した。この最表層
の厚みは比較例6,7それぞれ以下の通りである。 比較例6 最表層溶射被膜厚み;0.05mm 比較例7 最表層溶射被膜厚み;0.6mm
(Comparative Examples 6 and 7) The structure of the shaft, castables and carbon was the same as in Example 6. Next, Mo with a thermal expansion coefficient of 6.4 × 10 −6 / ° C. was formed by plasma spraying to a thickness of 2
The metal layer was constructed with a thickness of mm. A 100 μm thick Ni—Cr bonding metal layer was formed on this metal layer by plasma spraying, and an outermost layer was formed by plasma spraying 8 wt% Y 2 O 3 -stabilized ZrO 2 powder on it. The thickness of this outermost layer is as follows in Comparative Examples 6 and 7. Comparative Example 6 Outermost layer sprayed coating thickness: 0.05 mm Comparative Example 7 Outermost layer sprayed coating thickness: 0.6 mm

【0052】(比較例8)軸、キャスタブル、カーボン
の構成は実施例6と同様とした。熱膨張係数4×10-6
/℃、厚み10mm、熱伝導率13Wm-1-1のFe−N
i製金属スリーブを作製し、400℃でカーボン上に焼
きばめした後に厚み2mmに削り込んで金属層を形成し
た。しかし、この金属層の表面には何も処理を行わなか
った。
(Comparative Example 8) The structure of the shaft, castables and carbon was the same as in Example 6. Thermal expansion coefficient 4 × 10 -6
/ C, thickness 10mm, thermal conductivity 13Wm -1 K -1 Fe-N
A metal sleeve made of i was produced, shrink-fitted on carbon at 400 ° C., and then ground to a thickness of 2 mm to form a metal layer. However, no treatment was applied to the surface of this metal layer.

【0053】以上のようにして加工した試験ロールにつ
いて、熱間の転動摩耗試験機により耐摩耗性及び強度を
評価し、エッジドロップを持つ鋼板への圧下試験により
ならい性を評価した。
With respect to the test rolls processed as described above, the wear resistance and strength were evaluated by a hot rolling wear tester, and the flatness was evaluated by a rolling down test on a steel sheet having an edge drop.

【0054】耐摩耗性は、幅100mmの鋳鉄ロール(径
300mm)を、誘導加熱により700℃に加熱し、カー
ボンが圧壊しない圧下力である線圧3kg/mmの圧力で試
験ロールに押し当てながら回転し、試験ロールが300
0km回転走行した摩耗量により評価した。摩耗量が10
μm以上のものは×、10μm未満2μm以上で○、2
μm未満で◎とした。
The wear resistance was measured by heating a cast iron roll (diameter: 300 mm) with a width of 100 mm to 700 ° C. by induction heating, and pressing it against a test roll with a linear pressure of 3 kg / mm, which is a rolling force that does not cause carbon to collapse. Rotating, test roll 300
It was evaluated by the amount of wear after running 0 km. Wear amount is 10
If it is more than μm, it is ×, if it is less than 10 μm and 2 μm or more,
When it was less than μm, it was marked as ◎.

【0055】強度は、幅100mmの鋳鉄ロール(径30
0mm)の表面軸方向に幅1mm×高さ1mm×長さ100mm
の鋼板を貼り付け、誘導加熱により700℃に加熱し、
線圧3kg/mmの圧力で試験ロールに押し当てながら回転
して衝撃を与え、カーボン破壊までの回転数により評価
した。500回未満で破壊したものは×、500回以上
1000回未満で破壊したものは○、1000回以上の
衝撃に耐えたものは◎とした。
As for strength, a cast iron roll with a width of 100 mm (diameter 30
0 mm) in the axial direction of the surface 1 mm wide x 1 mm high x 100 mm long
Paste the steel plate of, and heat to 700 ℃ by induction heating,
The test roll was pressed at a linear pressure of 3 kg / mm while being rotated to give an impact, and the number of revolutions until carbon destruction was evaluated. Those that broke less than 500 times were rated as X, those that broke less than 500 times and less than 1000 times were rated as ◯, and those that withstood the impact of 1,000 times or more were rated as ◎.

【0056】ならい性は、エッジドロップが幅40mmで
25μmの鋼板を定盤上に置き、線圧3kg/mmの圧下力
を加え、エッジドロップ部が定盤に接触するかどうかを
評価した。定盤への接触判定は、鋼板に着色剤を塗り、
着色剤が定盤に転写されるかどうかで行った。
The conformability was evaluated by placing a steel plate having an edge drop of 40 mm in width and 25 μm on a surface plate, applying a rolling force of 3 kg / mm of linear pressure, and evaluating whether the edge drop portion comes into contact with the surface plate. To judge contact with the surface plate, apply a colorant to the steel plate,
It was performed depending on whether the colorant was transferred to the platen.

【0057】この試験は、常温の場合、及び、鋼板とロ
ールとの間に温度差がある場合を想定して、鋼板を40
0℃に加熱した場合で行った。常温の場合も、400℃
に加熱した場合もともに接触しないものは×、片方のみ
接触したものは○とし、両方とも接触したものは◎とし
た。
In this test, assuming that the steel sheet is at room temperature and there is a temperature difference between the steel sheet and the roll, the steel sheet is subjected to 40
It was carried out with heating to 0 ° C. 400 ℃ even at room temperature
Even when heated to 0, those not in contact with each other were marked with X, those in contact with only one were marked with ◯, and those in contact with both were marked with ◎.

【0058】また、最表層の鉱物組成はX線回析により
分析し、ZrO2 の結晶相のうち、立方晶(c)、正方
晶(t)、単斜晶(m)の割合をX線ピーク高さIから
以下の式により算出した。()内の数字は結晶方位を示
す。
The mineral composition of the outermost layer was analyzed by X-ray diffraction, and the proportion of cubic (c), tetragonal (t) and monoclinic (m) crystal phases of ZrO 2 was determined by X-ray analysis. It was calculated from the peak height I by the following formula. The numbers in parentheses indicate the crystal orientation.

【数1】 また、ZrSiO4 については、検出された場合を○と
した。
[Equation 1] Further, regarding ZrSiO 4 , the case where it was detected was marked with ◯.

【0059】表1に本発明の実施例及び比較例の試験結
果をまとめた。本発明のカーボンロールはいずれも、耐
摩耗性、強度、ならい性に優れていることが判る。ただ
し、実施例1,2は最表層の熱伝導率が7Wm-1-1
大きいため、高温鋼板との接触により、ロールにクラウ
ンを生じ、ならい性が劣っている。なお、すべての試験
で評価が◎であったものは総合評価も◎としている。
Table 1 summarizes the test results of the examples and comparative examples of the present invention. It can be seen that all of the carbon rolls of the present invention are excellent in wear resistance, strength and conformability. However, in Examples 1 and 2, since the thermal conductivity of the outermost layer was as high as 7 Wm -1 K -1 , the roll was crowned by the contact with the high temperature steel plate, and the conformability was poor. If all tests were evaluated as ◎, the overall evaluation is also ◎.

【0060】これに対し、比較例1は表面に何も施工し
ていないため摩耗が激しく、比較例6はセラミック溶射
層の厚みが薄く試験中に剥離した。また、最表層を設け
ていない比較例8は、耐摩耗性、及び高温鋼板に対する
ならい性に劣る結果となった。
On the other hand, in Comparative Example 1, nothing was applied to the surface, so that the wear was severe, and in Comparative Example 6, the thickness of the ceramic sprayed layer was thin and the ceramic sprayed layer was peeled off during the test. Further, Comparative Example 8 in which the outermost layer was not provided resulted in inferior wear resistance and conformability to the high temperature steel plate.

【0061】一方、比較例2,4は金属層の厚みが薄
く、強度に劣っている。また、比較例3,5は金属層の
厚みが厚すぎて、ならい性に劣り、比較例7はセラミッ
ク溶射層の厚みが厚く、試験中にセラミック溶射層が剥
離した。
On the other hand, in Comparative Examples 2 and 4, the metal layer is thin and the strength is poor. In Comparative Examples 3 and 5, the metal layer was too thick and was poor in conformity, and in Comparative Example 7, the ceramic sprayed layer was thick, and the ceramic sprayed layer was peeled off during the test.

【0062】[0062]

【表1】 [Table 1]

【0063】[0063]

【表2】 [Table 2]

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明のカーボンロールは、高熱伝導
性、低熱膨張性、ならい性といったカーボンの性質を生
かしながら、高強度、高耐摩耗性といった特性を有する
ため、ロールプロフィールが変化することなく、従っ
て、クラウンを生じず、高温、または通電加熱時の鋼板
搬送性に優れ、かつ長寿命である。たとえば、熱負荷の
かかる金属の連続熱処理炉用の搬送ロール等に使用すれ
ば、カーボンの高熱伝導性により、高温の被加熱材と接
触しても温度分布が付きにくく、かつカーボンの熱膨張
率が小さいことにより、サーマルクラウンの発生を抑制
でき、鋼板との接触不良にともなう変形や、温度の不均
一さを防止することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION The carbon roll of the present invention has characteristics such as high strength and high abrasion resistance while utilizing the properties of carbon such as high thermal conductivity, low thermal expansion and conformability, so that the roll profile does not change. Therefore, a crown is not generated, the steel sheet is easily transported at high temperatures or when electrically heated, and the life is long. For example, if it is used as a carrier roll for a continuous heat treatment furnace for metals that are subjected to a heat load, due to the high thermal conductivity of carbon, it is difficult to have a temperature distribution even when it comes into contact with a high-temperature material to be heated, and the coefficient of thermal expansion of carbon. The small value makes it possible to suppress the generation of a thermal crown, and prevent deformation due to poor contact with the steel sheet and uneven temperature.

【0065】また、板幅変更の際も、ロールのプロフィ
ールが安定しているため、板形状の悪化が防止でき、ま
た蛇行などの発生も防止できる。その結果、ライン速度
を落とさずに生産が可能となり、高速搬送も可能にな
る。一方、通電ロールに応用した場合、高温に加熱され
た金属と接触してもプロフィールが安定していること、
カーボンのならい性を損なわないことから接触不良に伴
うスパークの発生を防止できる。
Further, even when the plate width is changed, the profile of the roll is stable, so that the deterioration of the plate shape can be prevented and the occurrence of meandering can be prevented. As a result, production can be performed without slowing down the line speed, and high-speed transportation is also possible. On the other hand, when applied to a current-carrying roll, the profile is stable even if it comes in contact with metal heated to high temperature,
Since the conformability of carbon is not impaired, the occurrence of sparks due to poor contact can be prevented.

【0066】カーボンの欠点である摩耗に対しては、本
ロールの場合、硬質のセラミックス、またはサーメット
で構成される最表層を有するので、長時間安定して使用
可能であり、また、仮に摩耗が進んでも表層のみを再処
理すれば何度でも母材を使えるので、経済的である。
With respect to wear, which is a drawback of carbon, since this roll has an outermost surface layer made of hard ceramics or cermet, it can be stably used for a long time, and even if wear occurs, It is economical because the base metal can be used many times if only the surface layer is reprocessed even if it goes on.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明第1のカーボンロールの構造を示すもの
である。
FIG. 1 shows the structure of a first carbon roll of the present invention.

【図2】本発明第2のカーボンロールの構造を示すもの
である。
FIG. 2 shows a structure of a second carbon roll of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 軸 2 断熱層 3 カーボン 4 金属層 5 結合用金属層 6 セラミックス、またはサーメットで構成された最表
1 axis 2 heat insulation layer 3 carbon 4 metal layer 5 metal layer for bonding 6 outermost layer made of ceramics or cermet

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年3月10日[Submission date] March 10, 1995

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項10[Name of item to be corrected] Claim 10

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Name of item to be corrected] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0015】金属層を胴部のカーボンとの熱膨張係数差
が5×10-6/℃以下の金属により形成すると、熱膨張
係数差による金属層の浮き上がりがなく、より高温での
使用に耐える。例えば、熱膨張係数5×10-6/℃のカ
ーボンに対しては、Mo,Cr,Ti等の金属を金属層
に用いることが好ましい。
When the metal layer is formed of a metal having a thermal expansion coefficient difference of 5 × 10 −6 / ° C. or less from that of the carbon of the body, the metal layer does not rise due to the thermal expansion coefficient difference and can be used at higher temperatures. . For example, for carbon having a thermal expansion coefficient of 5 × 10 −6 / ° C., it is preferable to use a metal such as Mo, Cr, or Ti for the metal layer.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0027】また、ZrSiO4 粒子とCaO,Y2
3 ,MgO,CeO2 ,HfO2 ,及び稀土類元素酸化
物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の酸化物粒子
と、CaO,Y2 3 ,MgO,CeO2 ,HfO2
及び稀土類元素酸化物よりなる群から選ばれた少なくと
も1種の酸化物を2〜20wt%含有するZrO2 粒子と
を混合してなる粉末を、爆発溶射により施工することで
も、上記特性を満足する最表層が施工できる。
Further , ZrSiO 4 particles and CaO, Y 2 O
3 , MgO, CeO 2 , HfO 2 , and at least one kind of oxide particles selected from the group consisting of rare earth element oxides, CaO, Y 2 O 3 , MgO, CeO 2 , HfO 2 ,
Also, the above properties can be satisfied by applying a powder by mixing with ZrO 2 particles containing 2 to 20 wt% of at least one oxide selected from the group consisting of oxides of rare earth elements by explosive spraying. The outermost layer can be constructed.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0029[Name of item to be corrected] 0029

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0029】CaO,Y2 3 ,MgO,CeO2 ,H
fO2 ,及び稀土類元素酸化物よりなる群から選ばれた
少なくとも1種の酸化物粒子の添加量は、ZrO2 を立
方晶系ないし正方晶系の相、またはそれらの混合相に安
定化させるために、2wt%以上必要で、ZrO2 とFe
との反応性を非常に低く押えるためには、20wt%以下
の範囲とすることが好ましい。もし、2wt%未満では、
ZrO2 は安定なものとはならず、また、20wt%を超
えると、Feの反応性が増して、いずれも好ましくな
い。
CaO, Y 2 O 3 , MgO, CeO 2 , H
The amount of at least one kind of oxide particles selected from the group consisting of fO 2 and rare earth element oxides stabilizes ZrO 2 in a cubic or tetragonal phase or a mixed phase thereof. Therefore , 2 wt% or more is required, and ZrO 2 and Fe are required.
In order to suppress the reactivity with the extremely low, it is preferable to set it in the range of 20 wt% or less. If less than 2 wt%,
ZrO 2 is not stable, and if it exceeds 20 wt%, the reactivity of Fe increases, which is not preferable.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0043[Correction target item name] 0043

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0043】更に、この金属層上に爆発溶射により厚み
100μmの結合用金属層(Al23 −CoCrAl
Y)を形成し、その上から下記のような成分の溶射原料
粉末を爆発溶射し、厚み0.2mmの最表層を形成した。 実施例6 金属厚み 1mm 最表層溶射原料粉末成分 20wt%CeO2 安定化ZrO2 (50wt%)+3wt%
Gd2 3 +6wt%CeO2 +41wt%ZrSiO4 実施例7 金属厚み 5mm 最表層溶射原料粉末成分 (6wt%Gd2 3 −12wt%CeO2 安定化ZrO2
(50wt%))+5wt%Y2 3 +45wt%ZrSiO
4
A metal layer for bonding (Al 2 O 3 --CoCrAl) having a thickness of 100 μm was formed on the metal layer by explosive spraying.
Y) was formed, and the thermal spraying raw material powder having the following components was explosively sprayed thereon to form an outermost layer having a thickness of 0.2 mm. Example 6 Metal layer thickness 1 mm Outermost layer thermal spraying raw material powder component 20 wt% CeO 2 stabilized ZrO 2 (50 wt%) +3 wt%
Gd 2 O 3 +6 wt% CeO 2 +41 wt% ZrSiO 4 Example 7 Metal layer thickness 5 mm Outermost layer thermal spraying raw material powder component (6 wt% Gd 2 O 3 -12 wt% CeO 2 stabilized ZrO 2
(50 wt%) + 5 wt% Y 2 O 3 +45 wt% ZrSiO
Four

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0044[Correction target item name] 0044

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0044】(実施例8)軸、キャスタブル、カーボン
の構成は実施例6と同様とした。次に、熱膨張係数4×
10-6/℃、厚み10mmのFe−Ni−Co低熱膨張合
金製の金属スリーブを作製し、400℃でカーボン上に
焼きばめした後、所定の厚み2mmに削り込んで金属層と
した。
(Embodiment 8) The structure of the shaft, castables and carbon was the same as that of the embodiment 6. Next, the coefficient of thermal expansion 4 ×
A metal sleeve made of Fe-Ni-Co low thermal expansion alloy having a thickness of 10 -6 / ° C and a thickness of 10 mm was prepared, and after shrink-fitting on carbon at 400 ° C, it was ground to a predetermined thickness of 2 mm to form a metal layer.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0045[Name of item to be corrected] 0045

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0045】さらに、この金属層の上に爆発溶射により
厚み100μmの結合用金属層(Al2 3 −CoCr
AlY)形成し、その上から8wt%Y2 3 −2wt%
HfO2 安定化ZrO2 と10wt%Y2 3 添加ZrS
iO4 の粉末を重量比1:1で混合した粉末を爆発溶射
して、厚み0.1mmの最表層を形成した。
Furthermore, a metal layer for bonding (Al 2 O 3 --CoCr) having a thickness of 100 μm was formed on the metal layer by explosive spraying.
AlY) is formed, and 8 wt% Y 2 O 3 -2 wt%
HfO 2 stabilized ZrO 2 and 10 wt% Y 2 O 3 added ZrS
A powder obtained by mixing powders of iO 4 at a weight ratio of 1: 1 was explosion-sprayed to form an outermost layer having a thickness of 0.1 mm.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0046[Correction target item name] 0046

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0046】(実施例9,10,11,12,13,1
4)軸、キャスタブル、カーボン、金属層、結合用金属
層の構成は実施例8と同様とした。結合用金属層の上か
ら下記のような成分の溶射原料粉末を爆発溶射し、厚み
0.2mmの最表層を形成した。 最表層溶射原料粉末成分 実施例9 20wt%CeO2 安定化ZrO2 (50wt%)+3wt%
2 3 +2wt%MgO+45wt%ZrSiO4 実施例10 10wt%MgO安定化ZrO2 (50wt%)+5wt%C
aO+5wt%HfO2+40wt%ZrSiO4 実施例11 14wt%Y2 3 安定化ZrO2 (50wt%)+5wt%
2 3 +45wt%ZrSiO4 実施例12 6wt%CaO安定化ZrO2 (50wt%)+5wt%Y2
3 +45wt%ZrSiO4 実施例13 20wt%CaO安定化ZrO2 (50wt%)+5wt%Y
2 3 +45wt%ZrSiO4 実施例14 4wt%CaO安定化ZrO2 (50wt%)+4wt%Y2
3 +1wt%HfO2+45wt%ZrSiO4
(Examples 9, 10, 11, 12, 13, 1)
4) The configurations of the shaft, castable, carbon, metal layer, and bonding metal layer were the same as in Example 8. Thermal spraying raw material powder having the following components was explosively sprayed on the bonding metal layer to form an outermost layer having a thickness of 0.2 mm. Outermost layer thermal spraying raw material powder component Example 9 20 wt% CeO 2 stabilized ZrO 2 (50 wt%) + 3 wt%
Y 2 O 3 +2 wt% MgO +45 wt% ZrSiO 4 Example 10 10 wt% MgO stabilized ZrO 2 (50 wt%) +5 wt% C
aO + 5 wt% HfO 2 +40 wt% ZrSiO 4 Example 11 14 wt% Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 (50 wt%) +5 wt%
Y 2 O 3 +45 wt% ZrSiO 4 Example 12 6 wt% CaO-stabilized ZrO 2 (50 wt%) +5 wt% Y 2
O 3 +45 wt% ZrSiO 4 Example 13 20 wt% CaO-stabilized ZrO 2 (50 wt%) +5 wt% Y
2 O 3 +45 wt% ZrSiO 4 Example 14 4 wt% CaO-stabilized ZrO 2 (50 wt%) +4 wt% Y 2
O 3 +1 wt% HfO 2 +45 wt% ZrSiO 4

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0047[Correction target item name] 0047

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0047】(実施例15)軸、キャスタブル、カーボ
ン、金属層、結合用金属層の構成は実施例8と同様とし
た。結合用金属層の上から10wt%CaO安定化ZrO
2 と10wt%Y2 3 添加ZrSiO4 の粉末を重量比
1:1で混合した粉末を爆発溶射して、厚み0.5mmの
最表層を形成した。
(Example 15) The structure of the shaft, castable, carbon, metal layer, and metal layer for bonding was the same as in Example 8. 10 wt% CaO-stabilized ZrO from above the binding metal layer
A powder obtained by mixing 2 and 10 wt% Y 2 O 3 -added ZrSiO 4 powder at a weight ratio of 1: 1 was explosion-sprayed to form a 0.5 mm thick outermost layer.

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0050[Correction target item name] 0050

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0050】(比較例4,5)軸、キャスタブル、カー
ボンの構成は実施例6と同様とした。次に、熱膨張係数
4×10-6/℃、厚み10mmのFe−Ni製金属スリー
ブを作製し、400℃でカーボン上に焼きばめした後に
削り込んで金属層とした。厚みは比較例4,5それぞれ
以下の通りである。 比較例4 金属層厚み;0.5mm 比較例5 金属層厚み;6mm 更に、この金属層の上にプラズマ溶射により厚み100
μmのNi−Crの結合用金属層を形成し、その上から
8wt%Y2 3 安定化ZrO2 粉末をプラズマ溶射し
て、厚み0.2mmの最表層を形成した。
(Comparative Examples 4 and 5) The structure of the shaft, castable and carbon was the same as in Example 6. Next, a metal sleeve made of Fe—Ni having a coefficient of thermal expansion of 4 × 10 −6 / ° C. and a thickness of 10 mm was prepared, shrink fitted into carbon at 400 ° C., and then ground to form a metal layer. The thickness of each of Comparative Examples 4 and 5 is as follows. Comparative Example 4 metal thickness only; 0.5 mm Comparative Example 5 Metal layer thickness only; 6 mm Furthermore, the thickness by plasma spraying onto the metal layer 100
A Ni—Cr bonding metal layer having a thickness of μm was formed, and 8 wt% Y 2 O 3 -stabilized ZrO 2 powder was plasma-sprayed thereon to form an outermost layer having a thickness of 0.2 mm.

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0063[Correction target item name] 0063

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0063】[0063]

【表2】 [Table 2]

フロントページの続き (72)発明者 広田 芳明 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 山形 祥司 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 永瀬 隆夫 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 福山 勝 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内Front Page Continuation (72) Inventor Yoshiaki Hirota 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Nippon Steel Co., Ltd.Technology Development Division (72) Inventor Shoji Yamagata 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Shin Nippon Steel Co., Ltd. Technology Development Division (72) Inventor Takao Nagase 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Prefecture Nippon Steel Co., Ltd. (72) Inventor Masaru Fukuyama 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Nippon Steel Corporation Technology Development Division

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 胴部がカーボンで形成されたロール外周
面上に、溶射または金属スリーブの焼きばめにより形成
された、厚み1〜5mmの金属層を設け、さらに、該金属
層の表面に、厚み0.1〜0.5mmのセラミックス、ま
たはサーメットで構成された最表層を設けたことを特徴
とする高強度、高耐摩耗性、かつならい性に優れたカー
ボンロール。
1. A metal layer having a thickness of 1 to 5 mm, which is formed by thermal spraying or shrink fitting of a metal sleeve, is provided on the outer peripheral surface of a roll whose body portion is made of carbon, and further, on the surface of the metal layer. A carbon roll excellent in high strength, high wear resistance and conformability, which is characterized by having an outermost layer made of ceramics having a thickness of 0.1 to 0.5 mm or cermet.
【請求項2】 胴部がカーボンで形成されたロール外周
面上に、溶射または金属スリーブの焼きばめにより形成
された、厚み1〜5mmの金属層を設け、さらに、該金属
層の表面に、溶射により形成された結合用金属層を介し
て、厚み0.1〜0.5mmのセラミックス、またはサー
メットで構成された最表層を設けたことを特徴とする高
強度、高耐摩耗性、かつならい性に優れたカーボンロー
ル。
2. A metal layer having a thickness of 1 to 5 mm, which is formed by thermal spraying or shrink fitting of a metal sleeve, is provided on the outer peripheral surface of the roll whose body portion is made of carbon, and further, on the surface of the metal layer. A high-strength, high wear resistance, and an outermost layer composed of ceramics or cermet having a thickness of 0.1 to 0.5 mm provided through a bonding metal layer formed by thermal spraying. Carbon roll with excellent conformability.
【請求項3】 セラミックス、またはサーメットで構成
された最表層が、溶射により形成されていることを特徴
とする請求項第1項または第2項記載の高強度、高耐摩
耗性、かつならい性に優れたカーボンロール。
3. The high-strength, high abrasion resistance, and conformability according to claim 1 or 2, wherein the outermost layer made of ceramics or cermet is formed by thermal spraying. Excellent carbon roll.
【請求項4】 金属層が、胴部のカーボンとの熱膨張係
数差が5×10-6/℃以下の金属により形成されている
ことを特徴とする請求項第1〜3項のいずれか1項記載
の高強度、高耐摩耗性、かつならい性に優れたカーボン
ロール。
4. The metal layer is formed of a metal having a difference in thermal expansion coefficient with carbon of the body of 5 × 10 −6 / ° C. or less. A carbon roll excellent in high strength, high wear resistance and conformability according to item 1.
【請求項5】 金属層を形成する金属が主に、FeとN
iを成分とする低熱膨張合金、または、FeとNiとC
oを成分とする低熱膨張合金からなることを特徴とする
請求項第4項記載の高強度、高耐摩耗性、かつならい性
に優れたカーボンロール。
5. The metal forming the metal layer is mainly Fe and N.
Low thermal expansion alloy containing i as a component, or Fe, Ni and C
A carbon roll excellent in high strength, high wear resistance, and conformability according to claim 4, which is made of a low thermal expansion alloy containing o as a component.
【請求項6】 最表層が、熱伝導率が2Wm-1-1以下
のセラミックスにより構成されていることを特徴とする
請求項第1〜5項のいずれか1項記載の高強度、高耐摩
耗性、かつならい性に優れたカーボンロール。
6. The high strength, high strength according to claim 1, wherein the outermost layer is made of ceramics having a thermal conductivity of 2 Wm −1 K −1 or less. A carbon roll with excellent wear resistance and conformability.
【請求項7】 最表層に少なくともX線回析により、実
質上、立方晶系ないし正方晶系の相、またはそれらの混
合相から成るZrO2 、あるいはZrSiO4 と判定さ
れる物質が含まれていることを特徴とする請求項第6項
記載の高強度、高耐摩耗性、かつならい性に優れたカー
ボンロール。
7. A substance which is determined to be ZrO 2 or ZrSiO 4 substantially consisting of a cubic or tetragonal phase or a mixed phase thereof by at least X-ray diffraction is contained in the outermost layer. 7. A carbon roll excellent in high strength, high wear resistance and conformability according to claim 6.
【請求項8】 X線回析により求めた、最表層に含まれ
ているZrO2 の鉱物組成のうち60%以上が、立方晶
系ないし正方晶系の相、またはそれらの混合相であるこ
とを特徴とする請求項第7項記載の高強度、高耐摩耗
性、かつならい性に優れたカーボンロール。
8. 60% or more of the mineral composition of ZrO 2 contained in the outermost layer obtained by X-ray diffraction is a cubic or tetragonal phase or a mixed phase thereof. A carbon roll excellent in high strength, high wear resistance, and conformability according to claim 7.
【請求項9】 最表層に含まれているZrO2 が、Ca
O,Y2 3 ,MgO,CeO2 ,HfO2 ,及び稀土
類元素酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の
酸化物を2〜20wt%含有するZrO2 であることを特
徴とする請求項第7項または第8項記載の高強度、高耐
摩耗性、かつならい性に優れたカーボンロール。
9. The ZrO 2 contained in the outermost layer is Ca
ZrO 2 containing 2 to 20 wt% of at least one oxide selected from the group consisting of O, Y 2 O 3 , MgO, CeO 2 , HfO 2 , and rare earth element oxides. A carbon roll excellent in high strength, high abrasion resistance and conformability according to claim 7 or 8.
【請求項10】 比抵抗が1×10-3・cm以下のセラミ
ックス、またはサーメットにより構成された最表層を設
けたことを特徴とする請求項第1〜5項のいずれかに記
載の高強度、高耐摩耗性、かつならい性に優れたカーボ
ンロール。
10. The high-strength material according to any one of claims 1 to 5, characterized in that an outermost layer made of ceramics or cermet having a specific resistance of 1 × 10 −3 · cm or less is provided. , A carbon roll with high wear resistance and excellent conformability.
【請求項11】 カーボンで形成された胴部の外周面上
に、厚み1〜5mmの金属層を設け、さらに該金属層の表
面に、厚み0.1〜0.5mmのセラミックス、またはサ
ーメットで構成された最表層を設けたカーボンロールを
製造する際に、溶射により金属層を形成することを特徴
とする高強度、高耐摩耗性、かつならい性に優れたカー
ボンロールの製造方法。
11. A metal layer having a thickness of 1 to 5 mm is provided on an outer peripheral surface of a body formed of carbon, and a ceramic having a thickness of 0.1 to 0.5 mm or a cermet is provided on the surface of the metal layer. A method for producing a carbon roll having high strength, high wear resistance, and conformability, which comprises forming a metal layer by thermal spraying when producing a carbon roll provided with a constituted outermost layer.
【請求項12】 カーボンで形成された胴部の外周面上
に、厚み1〜5mmの金属層を設け、さらに該金属層の表
面に、厚み0.1〜0.5mmのセラミックス、またはサ
ーメットで構成された最表層を設けたカーボンロールを
製造する際に、金属スリーブを焼ばめて金属層を形成す
ることを特徴とする高強度、高耐摩耗性、かつならい性
に優れたカーボンロールの製造方法。
12. A metal layer having a thickness of 1 to 5 mm is provided on the outer peripheral surface of the body formed of carbon, and a ceramic having a thickness of 0.1 to 0.5 mm or cermet is further provided on the surface of the metal layer. When producing a carbon roll provided with the outermost layer configured, high strength, high wear resistance, characterized by forming a metal layer by shrinking the metal sleeve, carbon roll excellent in conformability Production method.
【請求項13】 セラミックス、またはサーメットの溶
射により最表層を形成することを特徴とする請求項第1
1項または第12項記載の高強度、高耐摩耗性、かつな
らい性に優れたカーボンロールの製造方法。
13. The outermost layer is formed by thermal spraying of ceramics or cermet.
A method for producing a carbon roll excellent in high strength, high wear resistance, and conformability according to item 1 or 12.
【請求項14】 カーボンで形成された胴部の外周面上
に、厚み1〜5mmの金属層を設け、さらに該金属層の表
面に、結合用金属層を介して、厚み0.1〜0.5mmの
セラミックス、またはサーメットで構成された最表層を
設けたカーボンロールを製造する際に、溶射により金属
層、及び結合用金属層を形成することを特徴とする高強
度、高耐摩耗性、かつならい性に優れたカーボンロール
の製造方法。
14. A metal layer having a thickness of 1 to 5 mm is provided on the outer peripheral surface of a body formed of carbon, and a thickness of 0.1 to 0 is further provided on the surface of the metal layer via a metal layer for bonding. When manufacturing a carbon roll having an outermost layer composed of 0.5 mm ceramics or cermet, a metal layer and a bonding metal layer are formed by thermal spraying. A method for producing a carbon roll having excellent easiness of production.
【請求項15】 カーボンで形成された胴部の外周面上
に、厚み1〜5mmの金属層を設け、さらに該金属層の表
面に、結合用金属層を介して、厚み0.1〜0.5mmの
セラミックス、またはサーメットで構成された最表層を
設けたカーボンロールを製造する際に、金属スリーブを
焼ばめて金属層を形成し、溶射により結合用金属層を形
成することを特徴とする高強度、高耐摩耗性、かつなら
い性に優れたカーボンロールの製造方法。
15. A metal layer having a thickness of 1 to 5 mm is provided on the outer peripheral surface of the body made of carbon, and the thickness of 0.1 to 0 is further provided on the surface of the metal layer via a metal layer for bonding. When manufacturing a carbon roll provided with an outermost layer composed of 0.5 mm ceramics or cermet, the metal sleeve is heat-shrinked to form a metal layer, and the bonding metal layer is formed by thermal spraying. A method for producing a carbon roll having high strength, high wear resistance, and excellent conformability.
【請求項16】 セラミックス、またはサーメットの溶
射により最表層を形成することを特徴とする請求項第1
4項または第15項記載の高強度、高耐摩耗性、かつな
らい性に優れたカーボンロールの製造方法。
16. The outermost layer is formed by thermal spraying of ceramics or cermet.
A method for producing a carbon roll excellent in high strength, high wear resistance, and conformability according to item 4 or 15.
【請求項17】 ZrSiO4 粒子と、CaO,Y2
3 ,MgO,CeO2 ,HfO2 ,及び稀土類元素酸化
物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の酸化物粒子
と、CaO,Y2 3 ,MgO,CeO2 ,HfO2
及び稀土類元素酸化物よりなる群から選ばれた少なくと
も1種の酸化物を2〜20wt%含有するZrO2 粒子と
を混合してなる粉末を溶射して最表層を形成することを
特徴とする請求項第13項または第16項記載の高強
度、高耐摩耗性、かつならい性に優れたカーボンロール
の製造方法。
17. ZrSiO 4 particles and CaO, Y 2 O
3 , MgO, CeO 2 , HfO 2 , and at least one kind of oxide particles selected from the group consisting of rare earth element oxides, CaO, Y 2 O 3 , MgO, CeO 2 , HfO 2 ,
And a powder obtained by mixing ZrO 2 particles containing 2 to 20 wt% of at least one oxide selected from the group consisting of rare earth oxides to form an outermost layer by thermal spraying. A method for producing a carbon roll according to claim 13 or 16, which has excellent high strength, high wear resistance and conformability.
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WO2014007406A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-09 トーカロ株式会社 Carbon material having thermal sprayed coating layer
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