JPS6116321B2 - - Google Patents
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- JPS6116321B2 JPS6116321B2 JP5105782A JP5105782A JPS6116321B2 JP S6116321 B2 JPS6116321 B2 JP S6116321B2 JP 5105782 A JP5105782 A JP 5105782A JP 5105782 A JP5105782 A JP 5105782A JP S6116321 B2 JPS6116321 B2 JP S6116321B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Description
本発明は鋼材の連続焼鈍炉においてきわめて優
れた耐ビルドアツプ性を示すハースロールに関す
るものである。 鋼製品の焼鈍方法にはバツチ式のボツクス焼鈍
および連続焼鈍炉による方式があるが、焼鈍むら
の少ないことと生産性の高いことなどから近年は
特に薄鋼板などにおいて連続焼鈍炉によるものが
増えてきている。しかしながらこれらの連続焼鈍
炉においては鋼製品を炉内で搬送するためのハー
スロールが必要であり、このハースロールは通常
鋼製品表面の酸化スケールや鋼の一部がロール表
面に付着して成長するビルドアツプ又はロールピ
ツクアツプと呼ばれる物質（以後ビルドアツプと
呼ぶ）が生じる。このビルドアツプはある程度大
きく成長すると鋼製品に疵をつけたり、場合によ
つてはロール表面から剥離して鋼表面に付着して
焼き付き、鋼材を傷めることがある。したがつて
ハースロールのビルドアツプは鋼製品の品質を下
げる重大問題であり、ハースロールにビルドアツ
プが生じると直に操業を停止してハースロール表
面の研削を行うなどしてこれを除去する必要があ
り、これがため連続焼鈍炉の稼動率を下げる要因
にもなつている。また場合によつてはハースロー
ルにビルドアツプが発生しないように連続焼鈍炉
の操業条件を制限するなど、ビルドアツプ問題が
連続炉の操業能率や生産性低下の原因にもなつて
いる。 このようにハースロールのビルドアツプ問題
は、鋼板の連続焼鈍炉において製品の品質、炉の
操業能率、生産性にかかわる重大問題であるが未
だに抜本的な対策はない。例えば600℃以上の温
度領域でのロール材質としてはSCH22（25Cr−
20Ni）、600℃以下ではASTM387−22（２1/4Cr
−1Mo）等が一般に用いられるこれらのロールに
は往々にしてビルドアツプが発生する。これらの
ロールに対して更にCr、Niを多量に含む高級材
を使つてもビルドアツプの発生は防止できず、ま
たCrやNiなどの表面処理を行つてもあまり効果
がない。 これに対して特公昭55−51007号公報に開示さ
れているようにシリカを主体とするセラミツクス
スリーブでロール表面を覆う方法もあるが、芯材
の金属ロールとシリカ・スリーブの熱膨張率の差
もかなり大きく、また高温での曲げ強度が低い等
シリカはロール材料としては不適当な点が多い。 本発明者らはセラミツクス材料のこのような欠
点に鑑み、金属材料で耐ビルドアツプ性のあるも
のを種々探索した結果、Nb又はNbを20重量％以
上含む物質が良好な耐ビルドアツプ性を示すこと
を知見した。すなわち本発明は、表面がNbを20
重量％以上含む物質で構成されていることを特徴
とする耐ビルドアツプ性の優れたハースロールで
ある。 以下に本発明を詳細に説明する。 なお以下の説明における金属含有量（％）はす
べて重量％を意味する。 まず本発明においてNbを20％以上含む物質を
選んだのはNb又はNb合金がビルドアツプ原料と
なる金属鉄と鉄スケールのいずれもが高温で焼き
付くことがなく、しかも金属であるため高温での
靭性はセラミツクス材料よりはるかに高く、ロー
ル構成材料としても適したものであるからであ
る。実際にはNb又はNb合金で搬送ロールを作る
ことも可能であるが、高価な材料であるため、耐
熱鋼ロールの表面にこれらのNb又はNb合金の薄
板を張りつけるが、溶射、肉盛溶接、二層遠心鋳
造等によりロール表面にのみNb又はNbを20％以
上含む物質を分布させたものが経済的である。ま
たNb合金としてはその融点をロールの使用温度
以下にしない範囲で合計で最高80％までCr、
Zr、Ｖ、Ｗ、Fe、Ti、Mo、Ta、Ni、Co、Mn、
Al、Si、La、Ce、Ｙ、Mg、Sn、Zn、Cu、Sb、
Bi、Ag、Pt、Rh等の金属を一種又は二種以上含
有させることができる。ここでこれら合属の含有
量を80％以下に制限したのは、Nbの含有量が20
％未満になるとNbの効果がうすれビルドアツプ
が発生するようになるからである。また溶射によ
つてロール表面にNb又はNb合金を盛る場合に
は、これらの金属の酸化物が溶射層に若干混入す
るが、これは耐ビルドアツプ性をそこなわない。
したがつてこれら溶射層の高温における硬度を増
すために、あらかじめ上記金属粉中にこれら金属
の酸化物、窒化物、炭化物、硅酸化合物を混入さ
せたうえ溶射を行うことも可能である。 第１表は第１図にその原理を示すビルドアツプ
再現装置を使つて各物質の耐ビルドアツプ性を評
価した結果を示す。第１図において、半円形ロー
ル１はロツド２によつて上から一定の荷重を加え
られたうえロール材サンプル３の上を左右に転動
する。半円形ロール１とロール材サンプルの間に
はビルドアツプ原料４があらかじめ散布されてい
る。ロール材サンプルが耐ビルドアツプ性がない
ものであれば、８時間の転動の後には半円形ロー
ル１とロール材サンプル３の両方にビルドアツプ
が形成される。もしロール材サンプル３が耐ビル
ドアツプ性を有するものであれば、半円形ロール
１のみにビルドアツプが形成される。もしロール
材サンプル３の上に全くビルドアツプが形成され
なければこの材料の耐ビルドアツプ性を３とし、
またロール材サンプル３の上にビルドアツプが形
成された場合に、これがガーゼで強くこすればと
れる程度のものであれば耐ビルドアツプ性を２と
し、またピンセツトで強引にかき落せばとれる程
度の場合の耐ビルドアツプ性を１とし、またピン
セツトでもとれない場合の耐ビルドアツプ性を０
とした。第１表の結果は半円形ロール１として
SCH22材を用い、ビルドアツプ原料４として
Fe3O4粉を用い、５％H2−95％N2の850℃の雰囲
気中でロール材サンプル３の材質を第１表に示す
ように種々変えて、各組成のロール材サンプルに
ついての耐ビルドアツプ性を上記の基準により評
価した。
れた耐ビルドアツプ性を示すハースロールに関す
るものである。 鋼製品の焼鈍方法にはバツチ式のボツクス焼鈍
および連続焼鈍炉による方式があるが、焼鈍むら
の少ないことと生産性の高いことなどから近年は
特に薄鋼板などにおいて連続焼鈍炉によるものが
増えてきている。しかしながらこれらの連続焼鈍
炉においては鋼製品を炉内で搬送するためのハー
スロールが必要であり、このハースロールは通常
鋼製品表面の酸化スケールや鋼の一部がロール表
面に付着して成長するビルドアツプ又はロールピ
ツクアツプと呼ばれる物質（以後ビルドアツプと
呼ぶ）が生じる。このビルドアツプはある程度大
きく成長すると鋼製品に疵をつけたり、場合によ
つてはロール表面から剥離して鋼表面に付着して
焼き付き、鋼材を傷めることがある。したがつて
ハースロールのビルドアツプは鋼製品の品質を下
げる重大問題であり、ハースロールにビルドアツ
プが生じると直に操業を停止してハースロール表
面の研削を行うなどしてこれを除去する必要があ
り、これがため連続焼鈍炉の稼動率を下げる要因
にもなつている。また場合によつてはハースロー
ルにビルドアツプが発生しないように連続焼鈍炉
の操業条件を制限するなど、ビルドアツプ問題が
連続炉の操業能率や生産性低下の原因にもなつて
いる。 このようにハースロールのビルドアツプ問題
は、鋼板の連続焼鈍炉において製品の品質、炉の
操業能率、生産性にかかわる重大問題であるが未
だに抜本的な対策はない。例えば600℃以上の温
度領域でのロール材質としてはSCH22（25Cr−
20Ni）、600℃以下ではASTM387−22（２1/4Cr
−1Mo）等が一般に用いられるこれらのロールに
は往々にしてビルドアツプが発生する。これらの
ロールに対して更にCr、Niを多量に含む高級材
を使つてもビルドアツプの発生は防止できず、ま
たCrやNiなどの表面処理を行つてもあまり効果
がない。 これに対して特公昭55−51007号公報に開示さ
れているようにシリカを主体とするセラミツクス
スリーブでロール表面を覆う方法もあるが、芯材
の金属ロールとシリカ・スリーブの熱膨張率の差
もかなり大きく、また高温での曲げ強度が低い等
シリカはロール材料としては不適当な点が多い。 本発明者らはセラミツクス材料のこのような欠
点に鑑み、金属材料で耐ビルドアツプ性のあるも
のを種々探索した結果、Nb又はNbを20重量％以
上含む物質が良好な耐ビルドアツプ性を示すこと
を知見した。すなわち本発明は、表面がNbを20
重量％以上含む物質で構成されていることを特徴
とする耐ビルドアツプ性の優れたハースロールで
ある。 以下に本発明を詳細に説明する。 なお以下の説明における金属含有量（％）はす
べて重量％を意味する。 まず本発明においてNbを20％以上含む物質を
選んだのはNb又はNb合金がビルドアツプ原料と
なる金属鉄と鉄スケールのいずれもが高温で焼き
付くことがなく、しかも金属であるため高温での
靭性はセラミツクス材料よりはるかに高く、ロー
ル構成材料としても適したものであるからであ
る。実際にはNb又はNb合金で搬送ロールを作る
ことも可能であるが、高価な材料であるため、耐
熱鋼ロールの表面にこれらのNb又はNb合金の薄
板を張りつけるが、溶射、肉盛溶接、二層遠心鋳
造等によりロール表面にのみNb又はNbを20％以
上含む物質を分布させたものが経済的である。ま
たNb合金としてはその融点をロールの使用温度
以下にしない範囲で合計で最高80％までCr、
Zr、Ｖ、Ｗ、Fe、Ti、Mo、Ta、Ni、Co、Mn、
Al、Si、La、Ce、Ｙ、Mg、Sn、Zn、Cu、Sb、
Bi、Ag、Pt、Rh等の金属を一種又は二種以上含
有させることができる。ここでこれら合属の含有
量を80％以下に制限したのは、Nbの含有量が20
％未満になるとNbの効果がうすれビルドアツプ
が発生するようになるからである。また溶射によ
つてロール表面にNb又はNb合金を盛る場合に
は、これらの金属の酸化物が溶射層に若干混入す
るが、これは耐ビルドアツプ性をそこなわない。
したがつてこれら溶射層の高温における硬度を増
すために、あらかじめ上記金属粉中にこれら金属
の酸化物、窒化物、炭化物、硅酸化合物を混入さ
せたうえ溶射を行うことも可能である。 第１表は第１図にその原理を示すビルドアツプ
再現装置を使つて各物質の耐ビルドアツプ性を評
価した結果を示す。第１図において、半円形ロー
ル１はロツド２によつて上から一定の荷重を加え
られたうえロール材サンプル３の上を左右に転動
する。半円形ロール１とロール材サンプルの間に
はビルドアツプ原料４があらかじめ散布されてい
る。ロール材サンプルが耐ビルドアツプ性がない
ものであれば、８時間の転動の後には半円形ロー
ル１とロール材サンプル３の両方にビルドアツプ
が形成される。もしロール材サンプル３が耐ビル
ドアツプ性を有するものであれば、半円形ロール
１のみにビルドアツプが形成される。もしロール
材サンプル３の上に全くビルドアツプが形成され
なければこの材料の耐ビルドアツプ性を３とし、
またロール材サンプル３の上にビルドアツプが形
成された場合に、これがガーゼで強くこすればと
れる程度のものであれば耐ビルドアツプ性を２と
し、またピンセツトで強引にかき落せばとれる程
度の場合の耐ビルドアツプ性を１とし、またピン
セツトでもとれない場合の耐ビルドアツプ性を０
とした。第１表の結果は半円形ロール１として
SCH22材を用い、ビルドアツプ原料４として
Fe3O4粉を用い、５％H2−95％N2の850℃の雰囲
気中でロール材サンプル３の材質を第１表に示す
ように種々変えて、各組成のロール材サンプルに
ついての耐ビルドアツプ性を上記の基準により評
価した。
【表】
【表】
【表】
表１表において試番５のCuについては高温強
度が低いため600℃で試験を行つた。また試番45
〜49の溶射材は金属粉とセラミツクス粉を重量比
で20：１の割合で混合し、SCH22製の基板上に
溶射を行つたものである。 第１表の結果が示すように試番１〜３の各耐熱
鋼、同４〜６のNi、Cu、Cr等の非鉄金属ではい
ずれも上記の再現試験でビルドアツプが発生した
のに対し、試番７〜38の純Nb又はNb合金ではビ
ルドアツプは発生しなかつた。しかしながら試番
39〜44のNb含有量の少ない合金では密着力は試
番１〜４の耐熱鋼やNiの場合ほど強くはないが
ビルドアツプが発生した。一方セラミツクスを含
むNb合金の溶射材ではビルドアツプは発生しな
かつた。 実施例 １ 横型の亜鉛メツキ用鋼板焼鈍炉の均熱炉では通
常SCH22製のハースロール（160φ×1600）を
使用しているが、これらのロールにはビルドアツ
プが発生し、10日〜２週間ごとにロール表面の研
摩を行つてビルドアツプを除去している。温度は
700〜850℃で雰囲気はアンモニア分解ガス（25％
N2−75％H2）である。これらのロール３本に夫々
Nb、Nb−１％Zr、Nb−40％Taの厚さ１mmの板
をシーム溶接で張りつけて他の通常ロールと共に
使用した。その結果通常ロールにはビルドアツプ
が発生し40日の操業期間に３回の表面手入れを行
わねばならなかつたのに対し、Nb又はNb合金を
張りつけた３本のロールではビルドアツプの発生
がなかつた。 実施例 ２ 実施例１と同じ炉のSCH22製のハースロール
の表面にNb−１％Zr−（ZrO2）の混合物を溶射し
た。金属粉とZrO2の混合比は24：１である。該
溶射ロールを上記の炉で２周間使用したところ他
の通常ロールには著しいビルドアツプが発生した
のに対し、該溶射ロールには極く一部に溶射層の
剥離はみられたもののビルドアツプは発生してい
なかつた。 実施例 ３ 遠心鋳造の鋳型の内面にNb粉とフエロNb粉
（Nb61％）を重量比で50：50に混合したものを塗
布し、これにSCH22の成分（25Cr−20Ni−
0.4C）の鋼を遠心鋳造し、160φの鋼管を得た。
この鋼管を前記の炉のハースロールに加工し、表
面の凹凸を取る程度に軽く研摩して前記の炉に組
込んだ。なお該遠心鋳造管のロール加工で生じた
端材の一部を樹脂にうめ込んでEPMAで解析した
ところ、このロールの表面でのNb濃度は40〜65
％であると推定された。２週間の操業の後に該ロ
ール表面を点検したところ、ロール表面には微細
な亀甲状のひび割れがみられたが、ビルドアツプ
は発生していなかつた。 実施例 ４ 前記の亜鉛メツキ焼鈍炉の均熱炉の全ロールを
実施例３と同じ方法で作られたロールにした。そ
の結果実操業25日後でも鋼板にはビルドアツプに
よる疵は発生せず、高級鋼板の永続的な生産が可
能になつた。 以上の実施例が示す通り、本発明は鋼の連続焼
鈍炉においてきわめて優れた耐ビルドアツプ性を
示すハースロールを提供するものであり、鋼材に
ビルドアツプの発生しない連続焼鈍を可能にした
ものであつて産業上に稗益するところは極めて顕
著である。
度が低いため600℃で試験を行つた。また試番45
〜49の溶射材は金属粉とセラミツクス粉を重量比
で20：１の割合で混合し、SCH22製の基板上に
溶射を行つたものである。 第１表の結果が示すように試番１〜３の各耐熱
鋼、同４〜６のNi、Cu、Cr等の非鉄金属ではい
ずれも上記の再現試験でビルドアツプが発生した
のに対し、試番７〜38の純Nb又はNb合金ではビ
ルドアツプは発生しなかつた。しかしながら試番
39〜44のNb含有量の少ない合金では密着力は試
番１〜４の耐熱鋼やNiの場合ほど強くはないが
ビルドアツプが発生した。一方セラミツクスを含
むNb合金の溶射材ではビルドアツプは発生しな
かつた。 実施例 １ 横型の亜鉛メツキ用鋼板焼鈍炉の均熱炉では通
常SCH22製のハースロール（160φ×1600）を
使用しているが、これらのロールにはビルドアツ
プが発生し、10日〜２週間ごとにロール表面の研
摩を行つてビルドアツプを除去している。温度は
700〜850℃で雰囲気はアンモニア分解ガス（25％
N2−75％H2）である。これらのロール３本に夫々
Nb、Nb−１％Zr、Nb−40％Taの厚さ１mmの板
をシーム溶接で張りつけて他の通常ロールと共に
使用した。その結果通常ロールにはビルドアツプ
が発生し40日の操業期間に３回の表面手入れを行
わねばならなかつたのに対し、Nb又はNb合金を
張りつけた３本のロールではビルドアツプの発生
がなかつた。 実施例 ２ 実施例１と同じ炉のSCH22製のハースロール
の表面にNb−１％Zr−（ZrO2）の混合物を溶射し
た。金属粉とZrO2の混合比は24：１である。該
溶射ロールを上記の炉で２周間使用したところ他
の通常ロールには著しいビルドアツプが発生した
のに対し、該溶射ロールには極く一部に溶射層の
剥離はみられたもののビルドアツプは発生してい
なかつた。 実施例 ３ 遠心鋳造の鋳型の内面にNb粉とフエロNb粉
（Nb61％）を重量比で50：50に混合したものを塗
布し、これにSCH22の成分（25Cr−20Ni−
0.4C）の鋼を遠心鋳造し、160φの鋼管を得た。
この鋼管を前記の炉のハースロールに加工し、表
面の凹凸を取る程度に軽く研摩して前記の炉に組
込んだ。なお該遠心鋳造管のロール加工で生じた
端材の一部を樹脂にうめ込んでEPMAで解析した
ところ、このロールの表面でのNb濃度は40〜65
％であると推定された。２週間の操業の後に該ロ
ール表面を点検したところ、ロール表面には微細
な亀甲状のひび割れがみられたが、ビルドアツプ
は発生していなかつた。 実施例 ４ 前記の亜鉛メツキ焼鈍炉の均熱炉の全ロールを
実施例３と同じ方法で作られたロールにした。そ
の結果実操業25日後でも鋼板にはビルドアツプに
よる疵は発生せず、高級鋼板の永続的な生産が可
能になつた。 以上の実施例が示す通り、本発明は鋼の連続焼
鈍炉においてきわめて優れた耐ビルドアツプ性を
示すハースロールを提供するものであり、鋼材に
ビルドアツプの発生しない連続焼鈍を可能にした
ものであつて産業上に稗益するところは極めて顕
著である。
第１図はビルドアツプ再現装置の原理を示す図
である。 １……半円形ロール、２……ロツド、３……ロ
ール材サンプル、４……ビルドアツプ原料。
である。 １……半円形ロール、２……ロツド、３……ロ
ール材サンプル、４……ビルドアツプ原料。
Claims (1)
- １ 表面がNbを20重量％以上含む物質で構成さ
れていることを特徴とする耐ビルドアツプ性の優
れたハースロール。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5105782A JPS58171549A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 耐ビルドアツプ性の優れたハ−スロ−ル |
| ZA832224A ZA832224B (en) | 1982-03-31 | 1983-03-29 | A highly buildup-resistant hearth roll for conveying a steel strip through a continuous annealing furnace and a method therefor |
| US06/479,981 US4470802A (en) | 1982-03-31 | 1983-03-29 | Highly buildup-resistant hearth roll for conveying a steel strip through a continuous annealing furnace and a method therefor |
| EP83103197A EP0090428B1 (en) | 1982-03-31 | 1983-03-30 | A highly buildup-resistant hearth roll for conveying a steel strip through a continuous annealing furnace and a method therefor |
| CA000424959A CA1194300A (en) | 1982-03-31 | 1983-03-30 | Highly buildup-resistant hearth roll for conveying a steel strip through a continuous annealing furnace and a method therefor |
| DE8383103197T DE3360765D1 (en) | 1982-03-31 | 1983-03-30 | A highly buildup-resistant hearth roll for conveying a steel strip through a continuous annealing furnace and a method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5105782A JPS58171549A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 耐ビルドアツプ性の優れたハ−スロ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58171549A JPS58171549A (ja) | 1983-10-08 |
| JPS6116321B2 true JPS6116321B2 (ja) | 1986-04-30 |
Family
ID=12876172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5105782A Granted JPS58171549A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 耐ビルドアツプ性の優れたハ−スロ−ル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58171549A (ja) |
| ZA (1) | ZA832224B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0124110Y2 (ja) * | 1986-08-08 | 1989-07-21 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61291944A (ja) * | 1985-06-20 | 1986-12-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 摺動面用材料 |
| JPH02236266A (ja) * | 1989-03-09 | 1990-09-19 | Tocalo Co Ltd | 溶融金属用部材およびその製造方法 |
| JPH028343A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-01-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 摺動画用材料 |
| KR100382513B1 (ko) * | 2001-02-10 | 2003-05-09 | 조용정 | 내열 및 내마모성을 갖는 가이드 롤 합금 |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP5105782A patent/JPS58171549A/ja active Granted
-
1983
- 1983-03-29 ZA ZA832224A patent/ZA832224B/xx unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0124110Y2 (ja) * | 1986-08-08 | 1989-07-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58171549A (ja) | 1983-10-08 |
| ZA832224B (en) | 1983-12-28 |
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