JPH093615A - 溶融金属めっき設備の鋼板支持用ロール - Google Patents
溶融金属めっき設備の鋼板支持用ロールInfo
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- JPH093615A JPH093615A JP7147843A JP14784395A JPH093615A JP H093615 A JPH093615 A JP H093615A JP 7147843 A JP7147843 A JP 7147843A JP 14784395 A JP14784395 A JP 14784395A JP H093615 A JPH093615 A JP H093615A
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶融亜鉛めっき装置用のタッチロールの効果
的被覆構造の開発。 【構成】 鋼製ロール表面を下地として設けられた、高
温耐食性を有する気孔の少ない緻密な耐食性鉄基合金、
インコネル、Ｗ−Co−Cr−Ｃ系材料、Ｗ−Ni−Cr−Ｃ材
料またはCrＣ＋NiCr系材料のうち一種から成る耐食性合
金溶射層と、該溶射層の上に形成された、ZrO2系、Al2O
3 系またCr2O3 系セラミックスのうち一種から成る溶射
層との２層構造の被覆層を備える。 【効果】 ロール表面への溶融亜鉛の付着、高温酸化性
雰囲気における腐食剥離を防止できた。
的被覆構造の開発。 【構成】 鋼製ロール表面を下地として設けられた、高
温耐食性を有する気孔の少ない緻密な耐食性鉄基合金、
インコネル、Ｗ−Co−Cr−Ｃ系材料、Ｗ−Ni−Cr−Ｃ材
料またはCrＣ＋NiCr系材料のうち一種から成る耐食性合
金溶射層と、該溶射層の上に形成された、ZrO2系、Al2O
3 系またCr2O3 系セラミックスのうち一種から成る溶射
層との２層構造の被覆層を備える。 【効果】 ロール表面への溶融亜鉛の付着、高温酸化性
雰囲気における腐食剥離を防止できた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属めっき設備の
高温気体雰囲気に接して使用される鋼板支持用ロール、
特に溶融金属めっき設備のめっき直後の鋼板を冷却する
冷却棟の鋼板支持用タッチロールおよびパスロールに関
する。より具体的には、本発明は、合金化溶融亜鉛めっ
き設備の合金化炉通過直後の鋼板冷却棟の鋼板支持用タ
ッチロールおよびパスロールに関する。
高温気体雰囲気に接して使用される鋼板支持用ロール、
特に溶融金属めっき設備のめっき直後の鋼板を冷却する
冷却棟の鋼板支持用タッチロールおよびパスロールに関
する。より具体的には、本発明は、合金化溶融亜鉛めっ
き設備の合金化炉通過直後の鋼板冷却棟の鋼板支持用タ
ッチロールおよびパスロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融亜鉛めっき設備において、特にめっ
き直後の鋼板は、高温であり、そのめっき皮膜は冶金学
的に活性化された状態で柔らかく、また他の金属と反応
しやすい状態となっている。特に合金化溶融亜鉛めっき
設備においては、めっき皮膜と鋼板を合金化させるため
にめっき直後の鋼板を再加熱する合金化炉が垂直に設置
されている。この際の合金化炉内の炉温は900 ℃以上に
達し、その加熱源はわずかな例外を除き多くはガス加熱
である。このガス加熱は大気中で行われるためドラフト
効果により高温排気ガスが鋼板と共に上昇していく。ま
た鋼板はこのガス加熱により約600 ℃程度に再加熱され
る。
き直後の鋼板は、高温であり、そのめっき皮膜は冶金学
的に活性化された状態で柔らかく、また他の金属と反応
しやすい状態となっている。特に合金化溶融亜鉛めっき
設備においては、めっき皮膜と鋼板を合金化させるため
にめっき直後の鋼板を再加熱する合金化炉が垂直に設置
されている。この際の合金化炉内の炉温は900 ℃以上に
達し、その加熱源はわずかな例外を除き多くはガス加熱
である。このガス加熱は大気中で行われるためドラフト
効果により高温排気ガスが鋼板と共に上昇していく。ま
た鋼板はこのガス加熱により約600 ℃程度に再加熱され
る。
【０００３】図１は、合金化溶融亜鉛めっき設備におけ
る溶融めっき槽への浸漬過程以後の冷却過程の説明図で
ある。焼鈍炉（図示せず）を通過した被めっき鋼板Ｓ
は、めっき浴槽 (亜鉛ポット) １に進入しシンクロール
２で上方に方向転換され、めっき浴槽１の上方に設置さ
れたガスワイピング装置 (図示せず) にて所定のめっき
付着量に調整された後、合金化炉３を通過し、その際に
再加熱される。続いて保持帯４を通過中に合金化が進行
完了する。このときの鋼板温度は約450 ℃である。この
後は冷却過程に入る。鋼板は空冷帯５、気水空冷帯６を
通過しシンクロール２を通過以降、最初のデフレクター
ロールであるトップロール７にて方向を転換される。
る溶融めっき槽への浸漬過程以後の冷却過程の説明図で
ある。焼鈍炉（図示せず）を通過した被めっき鋼板Ｓ
は、めっき浴槽 (亜鉛ポット) １に進入しシンクロール
２で上方に方向転換され、めっき浴槽１の上方に設置さ
れたガスワイピング装置 (図示せず) にて所定のめっき
付着量に調整された後、合金化炉３を通過し、その際に
再加熱される。続いて保持帯４を通過中に合金化が進行
完了する。このときの鋼板温度は約450 ℃である。この
後は冷却過程に入る。鋼板は空冷帯５、気水空冷帯６を
通過しシンクロール２を通過以降、最初のデフレクター
ロールであるトップロール７にて方向を転換される。
【０００４】このシンクロール２とトップロール７との
距離は設備によって差はあるがほぼ40〜50ｍと長く、途
中にタッチロールを設けないと弦振動による鋼板のバタ
ツキが発生し、例えばガスワイピングノズルを付着量調
整のために鋼板に接近させると、ノズルと鋼板とが接触
し擦り傷が発生し表面品質が著しく低下する。従って弦
振動の加震源となる場所の前後にはタッチロール８〜11
を設置し、これを防止している。
距離は設備によって差はあるがほぼ40〜50ｍと長く、途
中にタッチロールを設けないと弦振動による鋼板のバタ
ツキが発生し、例えばガスワイピングノズルを付着量調
整のために鋼板に接近させると、ノズルと鋼板とが接触
し擦り傷が発生し表面品質が著しく低下する。従って弦
振動の加震源となる場所の前後にはタッチロール８〜11
を設置し、これを防止している。
【０００５】図１に示す設備に設置されているタッチロ
ールはその設置場所により雰囲気条件が異なる。すなわ
ち、タッチロール８は、めっき直後のためめっきが溶融
状態の鋼板に接触しているが雰囲気は80℃前後の大気で
ある。タッチロール９は、合金化のため加熱された鋼板
の合金化が進行している状態であり接触温度は約450
℃、雰囲気は合金化炉３のドラフトにより温度約600
℃、若干の排ガス漏れのため酸化性大気である。タッチ
ロール10は、保持帯４と空冷帯５の境にあって接触温度
約400℃、温度約150 ℃の酸化性湿潤大気雰囲気であ
る。タッチロール11は空冷帯５と気水空冷帯６の境にあ
って接触温度約350 ℃、温度約150 ℃の湿潤大気下で使
用される。また気水空冷帯６で使用する水が付着する。
ールはその設置場所により雰囲気条件が異なる。すなわ
ち、タッチロール８は、めっき直後のためめっきが溶融
状態の鋼板に接触しているが雰囲気は80℃前後の大気で
ある。タッチロール９は、合金化のため加熱された鋼板
の合金化が進行している状態であり接触温度は約450
℃、雰囲気は合金化炉３のドラフトにより温度約600
℃、若干の排ガス漏れのため酸化性大気である。タッチ
ロール10は、保持帯４と空冷帯５の境にあって接触温度
約400℃、温度約150 ℃の酸化性湿潤大気雰囲気であ
る。タッチロール11は空冷帯５と気水空冷帯６の境にあ
って接触温度約350 ℃、温度約150 ℃の湿潤大気下で使
用される。また気水空冷帯６で使用する水が付着する。
【０００６】このようにそれぞれ性格の違う周囲環境条
件にタッチロールはさらされることになる。従来、これ
らのタッチロールには、図１に示すその設置位置に応じ
て、硬質CrめっきやWC−12Co系材料、Co−20Cr−６Mo−
10Ni−15Ｗ系材料の溶射等を使用してきた。しかしなが
ら、以下に示すようにまだ実用的とは言えなかった。
件にタッチロールはさらされることになる。従来、これ
らのタッチロールには、図１に示すその設置位置に応じ
て、硬質CrめっきやWC−12Co系材料、Co−20Cr−６Mo−
10Ni−15Ｗ系材料の溶射等を使用してきた。しかしなが
ら、以下に示すようにまだ実用的とは言えなかった。
【０００７】 使用タッチロールNo. 使用状況 耐用日数 硬質Crめっき ８ 非通板部分でメッキ 剥離、地金腐食 約10日 WC−12Coハ゜ウタ゛ー溶射 ９ 非通板部分で溶射剥離、地金腐食 約 2日 WC−12Coシ゛ェットコート 10 非通板部分で溶射剥離、地金腐食 約 2日 Co−Mo−Cr溶射 11 全体的に溶射剥離、地金腐食 約 3日 このように、タッチロール９以降の使用条件の悪いタッ
チロールは、従来の表面処理では使用に耐えずロールそ
のものが使用できない状態であった。従って鋼板の弦振
動が度々発生し、前述のような操業支障をきたしてい
た。
チロールは、従来の表面処理では使用に耐えずロールそ
のものが使用できない状態であった。従って鋼板の弦振
動が度々発生し、前述のような操業支障をきたしてい
た。
【０００８】また、単にロールの耐腐食性を向上させる
ためだけの表面処理では鋼板のめっき層がロールに付着
し鋼板表面に疵が転写したり、ロール付着異物が再度鋼
板に付着し、鋼板表面欠陥となり歩留が低下する。この
ため耐腐食性と耐亜鉛付着性、耐摩耗性を兼ね備えた表
面処理方法が必要とされてきた。
ためだけの表面処理では鋼板のめっき層がロールに付着
し鋼板表面に疵が転写したり、ロール付着異物が再度鋼
板に付着し、鋼板表面欠陥となり歩留が低下する。この
ため耐腐食性と耐亜鉛付着性、耐摩耗性を兼ね備えた表
面処理方法が必要とされてきた。
【０００９】以下に従来技術とその問題点を整理する。 鋼製ロール 耐食性材料 (例えばSUS316やSCM440等) からロールを構
成するが、亜鉛がロール表面と反応し、例えば鋼に含ま
れる鉄とのFe−Zn合金を形成するため、めっき層の表面
性状の劣化が著しい。また鋼部分の摩耗も激しい。
成するが、亜鉛がロール表面と反応し、例えば鋼に含ま
れる鉄とのFe−Zn合金を形成するため、めっき層の表面
性状の劣化が著しい。また鋼部分の摩耗も激しい。
【００１０】セラミックス不織布によるロール表面の
被覆 亜鉛の移着を防止する効果があるが、セラミックス不織
布自体は機械的強度が低く摩耗しやすいため耐用寿命が
短い。また、セラミックス不織布は非常に高価である。
被覆 亜鉛の移着を防止する効果があるが、セラミックス不織
布自体は機械的強度が低く摩耗しやすいため耐用寿命が
短い。また、セラミックス不織布は非常に高価である。
【００１１】ロール表面のセラミックス溶射被覆 亜鉛の移着をほぼ完全に防止できるが、セラミックス溶
射皮膜には微細なクラックあるいは貫通気孔の存在が避
けられないため長期間の使用により炉内燃焼ガス中の硫
黄、燐等の酸化物を主体とする腐食性の燃焼生成物がロ
ール母材に浸透し母材と被覆層との界面を侵食し被覆層
が剥離する危険性が高い。
射皮膜には微細なクラックあるいは貫通気孔の存在が避
けられないため長期間の使用により炉内燃焼ガス中の硫
黄、燐等の酸化物を主体とする腐食性の燃焼生成物がロ
ール母材に浸透し母材と被覆層との界面を侵食し被覆層
が剥離する危険性が高い。
【００１２】ロール表面へのWC−Co溶射 WC−Co溶射層は緻密であり母材界面での腐食発生による
被覆剥離はない。また、耐摩耗性も十分である。しか
し、Co等の金属結合材と亜鉛とは反応性があり合金化し
やすく、そのため亜鉛がロール表面にピックアップされ
やすい。また、皮膜そのものの耐食性が悪く長時間の使
用が困難である。
被覆剥離はない。また、耐摩耗性も十分である。しか
し、Co等の金属結合材と亜鉛とは反応性があり合金化し
やすく、そのため亜鉛がロール表面にピックアップされ
やすい。また、皮膜そのものの耐食性が悪く長時間の使
用が困難である。
【００１３】その他の従来技術 ロール表面への亜鉛付着を防止する表面処理法としてセ
ラミックスを溶射する方法は、特開平３−27807 号公
報、同３−53055 号公報、同５−195185号公報等で提案
されている。
ラミックスを溶射する方法は、特開平３−27807 号公
報、同３−53055 号公報、同５−195185号公報等で提案
されている。
【００１４】まず、特開平３−27807 号公報ではセラミ
ックスを溶射し表面に樹脂を噴霧するとあるが、樹脂で
は高温で溶融または劣化するものが多く、耐熱性、耐摩
耗性に劣る。
ックスを溶射し表面に樹脂を噴霧するとあるが、樹脂で
は高温で溶融または劣化するものが多く、耐熱性、耐摩
耗性に劣る。
【００１５】また、特開平３−53055 号公報では、セラ
ミックスと密着性のよい金属結合材を含んだ溶射を施す
とあるが、これは具体的にはWC−Coなどのサーメット溶
射層であって、単に金属結合材を含んでいるだけでは腐
食性が悪い。下層とセラミックス層の密着性を確保し得
る組成ともあるので、その目的が一種のインサート材で
ある。
ミックスと密着性のよい金属結合材を含んだ溶射を施す
とあるが、これは具体的にはWC−Coなどのサーメット溶
射層であって、単に金属結合材を含んでいるだけでは腐
食性が悪い。下層とセラミックス層の密着性を確保し得
る組成ともあるので、その目的が一種のインサート材で
ある。
【００１６】特開平５−195185号公報はセラミックスと
金属の組成成分比率を変えて多層溶射するとあるが、作
業工程が増加し製作費用が大きくなる。
金属の組成成分比率を変えて多層溶射するとあるが、作
業工程が増加し製作費用が大きくなる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】以上のような問題点を
まとめると、高温酸化性の湿潤性雰囲気内で鋼板を支持
するロールには、耐食性、耐亜鉛 (異物) 付着性、耐摩
耗性、高い皮膜密着強度が要求され、しかも安価に製造
できるという条件が必要である。
まとめると、高温酸化性の湿潤性雰囲気内で鋼板を支持
するロールには、耐食性、耐亜鉛 (異物) 付着性、耐摩
耗性、高い皮膜密着強度が要求され、しかも安価に製造
できるという条件が必要である。
【００１８】従って、本発明の目的は、これらの従来技
術の課題を一挙に解決できる、高温気体雰囲気に接して
使用される溶融金属めっき設備の鋼板支持用ロールを提
供することである。
術の課題を一挙に解決できる、高温気体雰囲気に接して
使用される溶融金属めっき設備の鋼板支持用ロールを提
供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】かかる問題の解決のため
に、単に高温耐食性の高い合金を表面処理で被覆しても
その金属が鋼板へのめっき金属との合金化反応性の高い
物質であれば焼き付きの発生は避けられない。
に、単に高温耐食性の高い合金を表面処理で被覆しても
その金属が鋼板へのめっき金属との合金化反応性の高い
物質であれば焼き付きの発生は避けられない。
【００２０】また、めっき金属との反応性の低い物質、
例えばセラミックス等を表面処理で被覆しても、そのよ
うな表面被覆層には気孔の存在は避けられず、その気孔
から腐食性物質が侵入し、かえってロール母材を侵食し
剥離発生の原因となる。
例えばセラミックス等を表面処理で被覆しても、そのよ
うな表面被覆層には気孔の存在は避けられず、その気孔
から腐食性物質が侵入し、かえってロール母材を侵食し
剥離発生の原因となる。
【００２１】そこで本発明者は溶融亜鉛めっきの場合、
高温状態のめっき鋼板からロール表面への亜鉛の付着を
防止し、かつ高温腐食性雰囲気、冷却水の滴下による湿
潤、熱衝撃等に強い溶射皮膜材料を詳細に調査実験した
結果、亜鉛付着防止に対しては金属結合材を含まないセ
ラミックスを溶射することにより皮膜強度の改善を図り
ながら亜鉛付着防止を実現できることを知見した。
高温状態のめっき鋼板からロール表面への亜鉛の付着を
防止し、かつ高温腐食性雰囲気、冷却水の滴下による湿
潤、熱衝撃等に強い溶射皮膜材料を詳細に調査実験した
結果、亜鉛付着防止に対しては金属結合材を含まないセ
ラミックスを溶射することにより皮膜強度の改善を図り
ながら亜鉛付着防止を実現できることを知見した。
【００２２】また、セラミックスのみの溶射では、少な
からず気孔が存在し、この気孔を通して腐食性物質、例
えば亜硫酸ガス、炭酸ガス、またはこれらが溶解した水
が侵入し、母材を侵食し皮膜のスポーリングが生じてい
ることを発見し、腐食に対して強い耐食性合金を下層に
溶射することでこれら腐食性物質からロール母地を保護
し、かつセラミックス溶射層との密着性を保つことが可
能なことを見い出した。
からず気孔が存在し、この気孔を通して腐食性物質、例
えば亜硫酸ガス、炭酸ガス、またはこれらが溶解した水
が侵入し、母材を侵食し皮膜のスポーリングが生じてい
ることを発見し、腐食に対して強い耐食性合金を下層に
溶射することでこれら腐食性物質からロール母地を保護
し、かつセラミックス溶射層との密着性を保つことが可
能なことを見い出した。
【００２３】さらに各溶射皮膜の密着性、耐スポーリン
グ性を向上させるために溶射する物質およびロール母材
の熱膨張率に注目し、特定の溶射材を下地層として溶射
することにより、ヒートショックや熱膨張率の違いによ
る亀裂やスポーリングを防止できることを知見した。
グ性を向上させるために溶射する物質およびロール母材
の熱膨張率に注目し、特定の溶射材を下地層として溶射
することにより、ヒートショックや熱膨張率の違いによ
る亀裂やスポーリングを防止できることを知見した。
【００２４】かくして本発明は、上述のようないくつか
の知見に基づいて下記の組合せがすぐれた相乗的効果を
発揮することを見い出してなされたものであって、その
要旨とするところは、鋼製ロール表面を下地として設け
られた、高温耐食性を有する気孔の少ない緻密な耐食性
鉄基合金、インコネル、Ｗ−Co−Cr−Ｃ系材料、Ｗ−Ni
−Cr−Ｃ材料またはCrＣ＋NiCr系材料のうち一種から成
る耐食性合金溶射層と、該溶射層の上に形成された、Zr
O2系、Al2O3 系またCr2O3 系セラミックスのうち一種か
ら成る溶射層との２層構造の被覆層を備えた、ロール表
面への異物付着および高温酸化性雰囲気における腐食剥
離を防止したことを特徴とする高温気体雰囲気に接して
用される溶融金属めっき設備の鋼板支持用ロールであ
る。
の知見に基づいて下記の組合せがすぐれた相乗的効果を
発揮することを見い出してなされたものであって、その
要旨とするところは、鋼製ロール表面を下地として設け
られた、高温耐食性を有する気孔の少ない緻密な耐食性
鉄基合金、インコネル、Ｗ−Co−Cr−Ｃ系材料、Ｗ−Ni
−Cr−Ｃ材料またはCrＣ＋NiCr系材料のうち一種から成
る耐食性合金溶射層と、該溶射層の上に形成された、Zr
O2系、Al2O3 系またCr2O3 系セラミックスのうち一種か
ら成る溶射層との２層構造の被覆層を備えた、ロール表
面への異物付着および高温酸化性雰囲気における腐食剥
離を防止したことを特徴とする高温気体雰囲気に接して
用される溶融金属めっき設備の鋼板支持用ロールであ
る。
【００２５】本発明の好適態様によれば、耐食性合金溶
射層の熱膨張率は18×10-6／℃以下の範囲に規定し、上
部のセラミックス溶射層のそれとの差違を７×10-6／℃
以下とする。
射層の熱膨張率は18×10-6／℃以下の範囲に規定し、上
部のセラミックス溶射層のそれとの差違を７×10-6／℃
以下とする。
【００２６】
【作用】図２は本発明にかかる２層溶射層構造の鋼板支
持用ロールの模式図である。図中、ロール母材20の表面
には耐食性合金溶射層22が設けられ、最上層にはセラミ
ックス溶射層24が設けられている。カッコ内の数字は層
厚さを示す。
持用ロールの模式図である。図中、ロール母材20の表面
には耐食性合金溶射層22が設けられ、最上層にはセラミ
ックス溶射層24が設けられている。カッコ内の数字は層
厚さを示す。
【００２７】従来から、本発明にかかるようなタッチロ
ールへは安価な鋳鋼製ロールが多く使用されてきた。本
発明においてもロール母材としてはそのような安価な鋳
鋼製ロールを用いればよい。
ールへは安価な鋳鋼製ロールが多く使用されてきた。本
発明においてもロール母材としてはそのような安価な鋳
鋼製ロールを用いればよい。
【００２８】鋳鋼製ロールは、安価であるがそのままの
状態では錆易く、使用に当たっては何らかの表面処理が
不可欠であったが、これまでの表面処理方法では、例え
ば溶融金属めっき設備において、高温気体雰囲気のよう
な腐食環境での使用に耐えることができずロールそのも
のを高価な耐食性材料で製作するしかなかった。これで
はコストが上昇し、表面処理方法にも影響を及ぼすこと
も考えられた。
状態では錆易く、使用に当たっては何らかの表面処理が
不可欠であったが、これまでの表面処理方法では、例え
ば溶融金属めっき設備において、高温気体雰囲気のよう
な腐食環境での使用に耐えることができずロールそのも
のを高価な耐食性材料で製作するしかなかった。これで
はコストが上昇し、表面処理方法にも影響を及ぼすこと
も考えられた。
【００２９】本発明では、これらの要求性能をすべて満
たし、長寿命でかつ安価に製造できるロールとして鋳鋼
製ロールを用いることができる。すなわち、本発明によ
れば、そのようなロール表面を下地として、高温耐食性
を有する気孔の少ない緻密な保護層として耐食性鉄基合
金、インコネル、Ｗ−Co−Cr−Ｃ系材料、Ｗ−Ni−Cr−
Ｃ材料またはCrＣ＋NiCr系材料のうち一種から成る耐食
性合金溶射層を下層溶射層として設ける。
たし、長寿命でかつ安価に製造できるロールとして鋳鋼
製ロールを用いることができる。すなわち、本発明によ
れば、そのようなロール表面を下地として、高温耐食性
を有する気孔の少ない緻密な保護層として耐食性鉄基合
金、インコネル、Ｗ−Co−Cr−Ｃ系材料、Ｗ−Ni−Cr−
Ｃ材料またはCrＣ＋NiCr系材料のうち一種から成る耐食
性合金溶射層を下層溶射層として設ける。
【００３０】かかる溶射層を設けるのはロール表面の腐
食を防止するためと後述する上層のセラミックス層から
の腐食成分の進入を阻止するためである。
食を防止するためと後述する上層のセラミックス層から
の腐食成分の進入を阻止するためである。
【００３１】ここに、耐食性鉄基合金としては、ステン
レス鋼 (SUS310、SUS316等) が例示されるが、特にオー
ステナイト系ステンレス鋼が好ましい。インコネルは、
ニッケル基系の合金である。Ｗ−Co−Cr−Ｃ系材料は、
耐食性超硬合金サーメットである。Ｗ−Ni−Cr−Ｃ材料
も耐食性超硬合金サーメットである。またCrＣ＋NiCr系
材料は、クロム炭化物サーメットである。
レス鋼 (SUS310、SUS316等) が例示されるが、特にオー
ステナイト系ステンレス鋼が好ましい。インコネルは、
ニッケル基系の合金である。Ｗ−Co−Cr−Ｃ系材料は、
耐食性超硬合金サーメットである。Ｗ−Ni−Cr−Ｃ材料
も耐食性超硬合金サーメットである。またCrＣ＋NiCr系
材料は、クロム炭化物サーメットである。
【００３２】本発明によれば、これらの溶射材料のうち
一種を用いてロール表面を下地として溶射を行い、セラ
ミックス溶射層の下層となる耐食性合金溶射層を形成す
る。
一種を用いてロール表面を下地として溶射を行い、セラ
ミックス溶射層の下層となる耐食性合金溶射層を形成す
る。
【００３３】下層の耐食性を満足する材料の溶射皮膜の
厚みは一般的には50〜500 μｍまで可能である。皮膜を
厚くすればより強い耐食性および耐摩耗性を示すが、そ
れだけコストを必要とする。
厚みは一般的には50〜500 μｍまで可能である。皮膜を
厚くすればより強い耐食性および耐摩耗性を示すが、そ
れだけコストを必要とする。
【００３４】従って、本発明の好適態様によれば、充分
な耐食性を持ち皮膜強度を害さずコストに見合う皮膜厚
みは70〜200 μｍである。より好ましくは70〜120 μm
である。
な耐食性を持ち皮膜強度を害さずコストに見合う皮膜厚
みは70〜200 μｍである。より好ましくは70〜120 μm
である。
【００３５】このような溶射層の上には、ZrO2系、Al2O
3 系またCr2O3 系セラミックスのうち一種から成る溶射
層をさらに設けるが、このセラミックス系溶射層を設け
るのは、ロール表面への異物の付着、特に溶融亜鉛めっ
きの場合の溶融亜鉛のロールへの移着防止および高温酸
化性腐食ガス雰囲気下での腐食防止にある。CaO-SiO2な
どの塩基性セラミックスは、密着性が劣るため不適当で
ある。
3 系またCr2O3 系セラミックスのうち一種から成る溶射
層をさらに設けるが、このセラミックス系溶射層を設け
るのは、ロール表面への異物の付着、特に溶融亜鉛めっ
きの場合の溶融亜鉛のロールへの移着防止および高温酸
化性腐食ガス雰囲気下での腐食防止にある。CaO-SiO2な
どの塩基性セラミックスは、密着性が劣るため不適当で
ある。
【００３６】ここに、ZrO2系セラミックスとしては、Zr
O2-CaO、ZrO2-Y2O3 、ZrSiO4等が例示され、特にZrO2-C
aO、ZrO2-Y2O3 が好ましい。Al2O3 系セラミックスとし
ては、Al2O3 、MgAl2O4 、SiO2-Al2O3等が例示され、特
にAl2O3 が好ましい。さらに、Cr2O3 系セラミックスと
しては、Cr2O3 、Cr2O3-Al2O3 等が例示され、特にCr2O
3 が好ましい。
O2-CaO、ZrO2-Y2O3 、ZrSiO4等が例示され、特にZrO2-C
aO、ZrO2-Y2O3 が好ましい。Al2O3 系セラミックスとし
ては、Al2O3 、MgAl2O4 、SiO2-Al2O3等が例示され、特
にAl2O3 が好ましい。さらに、Cr2O3 系セラミックスと
しては、Cr2O3 、Cr2O3-Al2O3 等が例示され、特にCr2O
3 が好ましい。
【００３７】このような上層のセラミックス系溶射層の
厚さに関しても50〜300 μｍまで可能であるが、やはり
厚みを増していくとコスト上昇の他に耐熱衝撃性が低下
し、チッピングに対して弱くなる傾向にある。従って、
下層と同様な理由により好ましい上層溶射層の膜厚は70
〜150 μｍであり、より好ましくは70〜120 μｍであ
る。
厚さに関しても50〜300 μｍまで可能であるが、やはり
厚みを増していくとコスト上昇の他に耐熱衝撃性が低下
し、チッピングに対して弱くなる傾向にある。従って、
下層と同様な理由により好ましい上層溶射層の膜厚は70
〜150 μｍであり、より好ましくは70〜120 μｍであ
る。
【００３８】かくして、本発明により２層構造の被覆層
を備え、ロール表面への異物付着および高温酸化性雰囲
気における腐食剥離を防止したことを特徴とする溶融金
属めっき設備の鋼板支持用ロールが得られる。
を備え、ロール表面への異物付着および高温酸化性雰囲
気における腐食剥離を防止したことを特徴とする溶融金
属めっき設備の鋼板支持用ロールが得られる。
【００３９】なお、本発明における溶射層を設けるため
の溶射手段は特に規定されないが、所期の性能を確保
し、かつ処理が容易でコストも低いということからすれ
ば、爆発溶射法、高速ガス溶射法、プラズマ溶射法が好
ましい。
の溶射手段は特に規定されないが、所期の性能を確保
し、かつ処理が容易でコストも低いということからすれ
ば、爆発溶射法、高速ガス溶射法、プラズマ溶射法が好
ましい。
【００４０】
【実施例】使用環境、鋼板への影響を考慮して耐食性に
優れ亜鉛付着の発生しにくいと言う条件を満たす２層溶
射層の材料を検討するために、下記表１の要領でロール
表面への２層被覆構造を設け、実用性能の試験を実施し
た。
優れ亜鉛付着の発生しにくいと言う条件を満たす２層溶
射層の材料を検討するために、下記表１の要領でロール
表面への２層被覆構造を設け、実用性能の試験を実施し
た。
【００４１】表２および表３は上層および下層の各溶射
層の物性をまとめて示す。このようにして得られた２層
溶射被覆層を備えたロールの特性評価を行い、その結果
を表４にまとめて示す。
層の物性をまとめて示す。このようにして得られた２層
溶射被覆層を備えたロールの特性評価を行い、その結果
を表４にまとめて示す。
【００４２】
【表１】下層溶射層 (耐食性合金) 厚さ (μm) 溶射法 インコネル625(Ni-Cr-Mo-Fe, SNCM625 相当品) 70〜150 爆発溶射法 SUS316 70〜150 爆発溶射法 84W-8Co-3Cr-5C 70〜150 爆発溶射法 70W-9Cr-5Ni-6C 70〜150 爆発溶射法 80(92Cr-8C)-20(80Ni-20Cr) 70〜150 爆発溶射法上層溶射層 (セラミックス) 厚さ (μm) 溶射法 (I) ZrO2系セラミックス 50(ZrO2・CaO)+50ZrSiO4 70〜120 爆発溶射法 (II) Al2O3 70〜120 爆発溶射法 (III) Cr2O3 70〜120 フ゜ラス゛マ溶射法 使用ロール母材：直径120 ×長さ12120(mm) STKM (機械構造用炭素鋼鋼管) 使用環境 ：連続溶融亜鉛めっき設備合金化炉出側と冷却帯の中間点 最高鋼板接触温度 400℃ 最高雰囲気温度 150℃ 湿 度 80 ％以上
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
【比較例】実施例と同様のロール母材に対して、耐食性
めっき層又は本発明の範囲外の耐食合金溶射層からなる
下層被覆と、本発明と同様のめっき金属との反応性の低
いセラミックス溶射層からなる上層被覆の２層被覆を施
し、得られた２層被覆ロールを表１と同じ使用状況下で
耐久性と耐付着性について評価した。結果を次の表５に
示す。
めっき層又は本発明の範囲外の耐食合金溶射層からなる
下層被覆と、本発明と同様のめっき金属との反応性の低
いセラミックス溶射層からなる上層被覆の２層被覆を施
し、得られた２層被覆ロールを表１と同じ使用状況下で
耐久性と耐付着性について評価した。結果を次の表５に
示す。
【００４７】
【表５】
【００４８】表４からわかるように、本発明によれば、
タッチロールの寿命が従来の２〜10日から最低でも約３
カ月と飛躍的に向上し、亜鉛粉付着、鋼板転写による製
品格下げの発生もなくなった。これに対し、従来のタッ
チロールに上層のセラミックス被覆を施した比較例の２
層被覆ロールでは、タッチロールの寿命は10〜15日に過
ぎず、２層被覆による寿命の延長はわずかであった。
タッチロールの寿命が従来の２〜10日から最低でも約３
カ月と飛躍的に向上し、亜鉛粉付着、鋼板転写による製
品格下げの発生もなくなった。これに対し、従来のタッ
チロールに上層のセラミックス被覆を施した比較例の２
層被覆ロールでは、タッチロールの寿命は10〜15日に過
ぎず、２層被覆による寿命の延長はわずかであった。
【００４９】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
従来腐食が激しく使用に耐えなかったロールに代わり、
亜鉛の付着防止能力および寿命を飛躍的に向上させた溶
融金属めっき設備の鋼板支持ロールが実用化できる。ま
た、これに伴い設備交換費用やロール製作費用が著しく
減少する。また従来このような表面処理を施していなか
ったロールに対しても、耐食性合金の溶射を選択的に実
施することにより新規にロール製作しなくても使用可能
となる。
従来腐食が激しく使用に耐えなかったロールに代わり、
亜鉛の付着防止能力および寿命を飛躍的に向上させた溶
融金属めっき設備の鋼板支持ロールが実用化できる。ま
た、これに伴い設備交換費用やロール製作費用が著しく
減少する。また従来このような表面処理を施していなか
ったロールに対しても、耐食性合金の溶射を選択的に実
施することにより新規にロール製作しなくても使用可能
となる。
【図１】本発明にかかるロールを使用する溶融金属めっ
き装置の概略説明図である。
き装置の概略説明図である。
【図２】本発明にかかる２層被覆構造ロールの模式的説
明図である。
明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 彰一 埼玉県桶川市寿２−17−４
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼製ロール表面を下地として設けられ
た、高温耐食性を有する気孔の少ない緻密な耐食性鉄基
合金、インコネル、Ｗ−Co−Cr−Ｃ系材料、Ｗ−Ni−Cr
−Ｃ材料またはCrＣ＋NiCr系材料のうち一種から成る耐
食性合金溶射層と、該溶射層の上に形成された、ZrO
2系、Al2O3 系またCr2O3 系セラミックスのうち一種か
ら成る溶射層との２層構造の被覆層を備えた、ロール表
面への異物付着および高温酸化性雰囲気における腐食剥
離を防止したことを特徴とする高温気体雰囲気に接して
使用される溶融金属めっき設備の鋼板支持用ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7147843A JP2953346B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 溶融金属めっき設備の鋼板支持用ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7147843A JP2953346B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 溶融金属めっき設備の鋼板支持用ロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH093615A true JPH093615A (ja) | 1997-01-07 |
| JP2953346B2 JP2953346B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=15439517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7147843A Expired - Fee Related JP2953346B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 溶融金属めっき設備の鋼板支持用ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2953346B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100501504B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2005-07-18 | 주식회사 포스코 | 아연도금욕 구조물의 철용출 및 드로스 부착 방지법 |
| JP2007211293A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Fujimi Inc | 溶射皮膜及び溶射用粉末 |
-
1995
- 1995-06-14 JP JP7147843A patent/JP2953346B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100501504B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2005-07-18 | 주식회사 포스코 | 아연도금욕 구조물의 철용출 및 드로스 부착 방지법 |
| JP2007211293A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Fujimi Inc | 溶射皮膜及び溶射用粉末 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2953346B2 (ja) | 1999-09-27 |
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