KR19990037111A - Glass spraying method and apparatus of metal roll - Google Patents
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Abstract
(과제)(assignment)
주로 금속 롤 기재에 대한 유리재료의 용사를 위한 가열을 효과적이고도 효율적으로 행하는 것을 목적으로 하고, 또한 금속 롤 기재를 장시간 고온에 방치함으로써 생기는 기재의 열화 및 열팽창 계수의 변화로부터 보호하는 것, 또한 용사에 의해 형성된 유리피막을 재결정에 의한 변질로부터 보호하는 것을 목적으로 하고 있다.Mainly for efficiently and efficiently heating the metal roll substrate for thermal spraying of the glass material, and protecting the substrate from deterioration and change in the coefficient of thermal expansion caused by leaving the metal roll substrate at a high temperature for a long time, and also thermal spraying It aims to protect the glass film formed by the deterioration by recrystallization.
(해결수단)(Solution)
원주방향으로 회전이 유지된 금속 롤 기재(10)를 전체가열장치(30)에 의해서 전체 가열함과 동시에 부분가열장치(40)에 의하여 이 롤 기재를 국부적으로 추가 가열하고, 이 추가 가열된 롤 기재표면에 유리재료를 용사하여 유리피막을 형성한다.At the same time as the metal roll substrate 10 whose rotation is maintained in the circumferential direction is totally heated by the entire heating apparatus 30, the roll substrate is locally further heated by the partial heating apparatus 40, and the additional heated roll Glass is sprayed on the surface of the base to form a glass coating.
Description
본 발명은 금속 롤의 유리 용사방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a glass spraying method and apparatus for a metal roll.
예컨대 인쇄용의 롤 혹은 제지 또는 제철 등에 쓰이는 공업용 롤로서 종래부터 금속제의 것이 다용되고 있다. 이들 금속제 롤은 강한 산성 혹은 알칼리성을 갖는 인쇄잉크, 세정액, 종이 또는 금속제품 등과 접촉하기 때문에 부식 등에 의해서 경시적으로 표면의 열화가 촉진된다. 또한, 이 종류의 롤은 고온다습의 가혹한 조건하에서 사용되는 것이 많고, 롤표면의 오물에 의한 표면열화가 빠르고 내구성이 뒤떨어진다는 문제가 있었다.For example, as a roll for printing or an industrial roll used for papermaking or steel making, etc., a metal thing is conventionally used abundantly. Since these metal rolls come into contact with a printing ink, cleaning liquid, paper or metal product having strong acidity or alkalinity, deterioration of the surface over time due to corrosion or the like is promoted. In addition, this type of roll is often used under severe conditions of high temperature and high humidity, and has a problem in that surface degradation due to dirt on the roll surface is fast and inferior in durability.
또, 통상의 물품반송용 롤 혹은 안내용 롤에 있어서는 요즈음 전자기기류와 함께 사용되는 것이 많으므로 전기절연성이 있는 것이 바람직하고, 또한 롤표면에 오물이 부착하기 어렵고, 오물이 부착한 경우라도 간단용이하게 제거할 수 있는 것이 바람직하다.In addition, since the rolls for conveying goods or guiding rolls are usually used together with electronic devices these days, it is preferable to have electrical insulation, and even if dirt is hard to adhere to the roll surface, it is easy to use. It is desirable to be able to remove it.
위의 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 하고, 표면에 유리피막을 갖는 롤이 제안된다. 본 발명자는 이전에 유리표면을 갖는 롤 기재 및 그 제법을 특개평4-99259호 공보로서 개시하고, 또한 유리피막을 형성하는데 유용한 용사장치의 용사건을 특허 제2562801호 공보에 개시하였다. 또, 특개소64-13324호 공보에도 금속제 롤 표면에 유리 용사피막하는 기술이 개시되어 있다.It is aimed at solving the above technical problem, and the roll which has a glass film on the surface is proposed. The present inventor has previously disclosed a roll substrate having a glass surface and its manufacturing method as Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 4-99259, and also disclosed a thermal spraying of a spraying apparatus useful for forming a glass coating in Japanese Patent No. 2562801. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-13324 discloses a technique for coating a thermal sprayed coating on a metal roll surface.
이들 선행기술로부터 이해되듯이 금속 롤의 표면에 유리재료를 용사함으로써, 공업적으로 유용한 유리피막을 갖는 롤이 제공된다.As understood from these prior arts, by spraying a glass material on the surface of a metal roll, a roll having an industrially useful glass coating is provided.
그런데, 이 종류의 유리피막을 형성하기 위해서 유리재료를 용사하는 것에 있어서는 그 기재인 금속 롤러의 온도관리가 중요하다. 본 발명자의 연구에 의하면, 용사시에 기재를 유리의 연화점이상의 약 600∼900℃라는 높은 온도로 가열하는 것이 양질의 유리피막을 형성하는데 중요한 포인트가 된다.By the way, in spraying a glass material in order to form this kind of glass film, temperature control of the metal roller which is the base material is important. According to the research of the present inventors, heating the substrate to a high temperature of about 600 to 900 ° C. above the softening point of glass at the time of thermal spraying is an important point for forming a high quality glass film.
그렇지만 소형의 롤러라면 몰라도, 공업용의 롤러에는 지름 200∼300mm, 길이 가 1000mm 이상의 대형롤러도 결코 적지 않고, 이러한 대형롤러를 600 내지 900℃로 가열하기 위해서는 긴 시간과 팽대한 연비를 필요로 한다.However, even if it is a small roller, there are never a few large rollers of diameters of 200 to 300 mm and lengths of 1000 mm or more in industrial rollers. In order to heat such large rollers to 600 to 900 ° C, a long time and a large fuel economy are required.
그런데, 한편으로 금속 롤 기재를 이러한 고온조건하에서 장시간 유지하면 예컨대 SS41의 철재 등에서는 기재의 열화를 초래할 우려가 있고, 또한 마르텐사이트계 스테인레스 등은 열팽창 계수가 크게 변화하여 유리피막의 형성상 큰 문제가 생긴다.On the other hand, if the metal roll substrate is kept for a long time under such high temperature conditions, for example, SS41 steel or the like may cause the substrate to deteriorate. Also, the martensite stainless steel has a large change in the coefficient of thermal expansion. Occurs.
또, 용사에 의해서 형성된 유리피막이 고온상태로 장시간(성분에도 의하지만 약 60분이상) 방치되면 이번에는 이 용사유리층이 재결정하여 유리질이 변질한다는 문제가 생긴다.In addition, if the glass coating formed by the thermal spraying is left at a high temperature for a long time (about 60 minutes or more, depending on the components), this thermal spraying glass layer recrystallizes and this causes a problem that the glass quality deteriorates.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 제안된 것으로, 주로 금속 롤 기재에 대한 유리재료의 용사를 위한 가열을 효과적이고도 효율적으로 행하는 것을 목적으로 한다. 또한, 금속 롤 기재를 장시간 고온에 방치함으로써 생기는 기재의 열화 및 열팽창계수의 변화로부터 보호하는 것을 목적으로 한다. 또한, 용사에 의해 형성된 유리피막을 재결정에 의한 변질로부터 보호하는 것을 목적으로 한다.This invention is proposed in view of such a situation, and an object is mainly to carry out the heating for the thermal spraying of the glass material with respect to a metal roll base material effectively and efficiently. Moreover, it aims at protecting a metal roll base material from deterioration of a base material and a change of a thermal expansion coefficient which arise by leaving to stand at high temperature for a long time. Moreover, it aims at protecting the glass film formed by the thermal spraying from deterioration by recrystallization.
도 1은 본 발명의 일실시예를 나타내는 금속 롤의 유리 용사장치의 전체개략측면도를 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The general schematic side view of the glass spraying apparatus of the metal roll which shows one Example of this invention.
도 2는 도 1의 평면도이다.2 is a plan view of FIG. 1.
도 3은 도 2의 3-3선으로 절단한 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2.
도 4는 도 2의 4-4선으로 절단한 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 2.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10:금속 롤 기재 20:회전유지장치10: metal roll base material 20: rotation holding device
30:전체가열장치 40:부분가열장치30: whole heating device 40: partial heating device
50:이동가열장치50: mobile heating device
상기 목적을 해결하는 수단으로서, 청구항 1에 기재한 금속 롤의 유리 용사방법에 관한 발명이 제안된다. 이 청구항 1의 발명은 원주방향으로 회전이 유지된 금속 롤 기재를 전체가열장치에 의해서 전체 가열함과 동시에 부분가열장치에 의하여 이 롤 기재를 국부적으로 추가 가열하고, 이 추가 가열된 롤 기재표면에 유리재료를 용사하여 유리피막을 형성하는 것을 특징으로 한다.As a means of solving the said objective, the invention regarding the glass-spraying method of the metal roll of Claim 1 is proposed. The invention of claim 1 further comprises heating the metal roll substrate maintained in rotation in the circumferential direction by the whole heating device, and further locally heating the roll substrate by the partial heating device, It is characterized by spraying a glass material to form a glass film.
또한, 청구항 2의 발명은 원주방향으로 회전이 유지된 금속 롤 기재를 전체가열장치에 의해서 전체 가열함과 동시에 이 롤 기재의 축선방향에 따라 이동하는 부분가열장치에 의하여 이 롤 기재를 국부적으로 또한 연속적으로 추가 가열하면서, 이 추가 가열된 롤 기재표면에 이동용사장치에 의해 차례로 유리재료를 용사하여 유리피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 금속 롤의 유리 용사방법에 관한 것이다.In addition, the invention of claim 2 further comprises a method in which the roll substrate is locally and further provided by a partial heating apparatus which moves in the axial direction of the roll substrate while simultaneously heating the metal roll substrate whose rotation is maintained in the circumferential direction. A method of spraying a glass of metal rolls, wherein the glass film is formed by sequentially spraying a glass material on a surface of this additionally heated roll base material by means of a mobile spraying apparatus.
청구항 3의 발명은 청구항 2에 있어서, 상기 금속 롤 기재가 전체가열장치에 의하여 200∼500℃로 가열되고, 부분가열장치에 의해서 국부적으로 600∼900℃로 추가 가열되는 금속 롤의 유리 용사방법에 관한 것이다.The invention according to claim 3, wherein the metal roll base material is heated to 200 to 500 DEG C by the whole heating apparatus, and is further heated locally to 600 to 900 DEG C by the partial heating apparatus. It is about.
또, 청구항 4의 발명은 위의 방법발명을 실현하는 금속 롤의 유리 용사장치에 관련되고, 금속 롤 기재를 원주방향으로 회전을 유지시키는 회전유지장치와, 상기 롤 기재의 축선방향에 배치되어, 이 롤 기재전체를 가열하는 전체가열장치와, 상기 롤 기재의 축선방향에 따라 이동하여, 이 롤 기재를 국부적으로 또한 연속적으로 추가 가열하는 부분가열장치와, 상기 부분가열장치의 뒷부분에 배치되어, 상기 추가 가열된 롤 기재표면에 차례로 유리재료를 용사하는 이동용사장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the invention of claim 4 relates to a glass spraying apparatus for a metal roll that realizes the above-described method invention, and is disposed in an axial direction of the roll holding apparatus and a rotation holding apparatus for maintaining rotation of the metal roll substrate in the circumferential direction. A whole heating device for heating the whole roll base material, a partial heating device which moves along the axial direction of the roll base material and additionally heats the roll base material locally and continuously, and is disposed at the rear of the partial heating device, And a mobile spraying device for sequentially spraying a glass material on the additionally heated roll base material surface.
청구항 5의 발명은 청구항 4에 있어서, 부분가열장치의 뒷부분에 이동용사장치가 배치되어 양장치가 롤 기재의 축선방향으로 동시에 이동하는 금속 롤의 유리 용사장치에 관한 것이다.The invention of claim 5 relates to a glass spraying apparatus of a metal roll according to claim 4, wherein a moving spraying apparatus is arranged at the rear of the partial heating apparatus so that both apparatuses move simultaneously in the axial direction of the roll substrate.
(발명의 실시 형태)(Embodiment of the Invention)
이하 첨부 도면에 따라서 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 여기에 개시된 발명의 일 실시예를 나타내는 금속 롤의 유리 용사장치의 전체개략측면도, 도 2는 그 평면도, 도 3은 도 2의 3-3선으로 절단한 단면도, 도 4는 도 2의 4-4선으로 절단한 단면도이다.1 is an overall schematic side view of a glass spray device of a metal roll showing an embodiment of the invention disclosed herein, FIG. 2 is a plan view thereof, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2, and FIG. 4 is FIG. It is sectional drawing cut into 4-4 lines.
우선, 청구항 1에 기재한 금속 롤의 유리 용사방법에 관한 발명에 관해서 설명하면 청구항 1의 발명은 금속 롤 기재(10)를 원주방향으로 회전을 유지시키며 롤 기재(10)를 전체가열장치(30)에 의해서 전체 가열한다. 이 전체 가열은 예열온도정도로 하는 것이 바람직하다. 그와 함께, 전체 가열한 롤 기재(10)를 부분가열장치(40)에 의해서 국부적으로 추가 가열한다. 이 추가 가열은 유리재료의 용사에 필요한 온도까지 행해진다. 그리고, 이 추가 가열된 롤 기재(10) 표면에 유리재료를 용사하여 유리피막을 형성한다.First, the invention regarding the glass-spraying method of the metal roll of Claim 1 is demonstrated. The invention of Claim 1 maintains the rotation of the metal roll base material 10 in the circumferential direction, and makes the roll base material 10 whole heating apparatus 30. ) To full heating. It is preferable to make this whole heating into the preheating temperature grade. At the same time, the partially heated roll base material 10 is further locally heated by the partial heating device 40. This additional heating is performed to the temperature required for thermal spraying of the glass material. And a glass material is sprayed on the surface of this further heated roll base material 10, and a glass film is formed.
청구항 1의 발명은 위와 같이, 롤 기재(10)에 대한 가열을 전체 가열(예열)과 부분가열(본가열)로 나누고, 유리재료의 용사에 필요한 때에 필요한 부분만 필요한 온도로의 가열을 하는 것이다. 이것에 의해서 롤 기재(10)에 대한 유리재료의 용사를 위한 가열을 효과적이고 또한 효율적으로 행할 수 있다. 이것에 의해서 금속 롤 기재(10)를 장시간 고온에 방치되는 것이 회피되어 기재의 열화나 열팽창계수의 변화로부터 보호할 수 있다. 또한, 용사에 의해 형성된 유리피막을 재결정에 의한 변질로부터 보호할 수가 있다.As described above, the invention of claim 1 is to divide the heating of the roll substrate 10 into total heating (preheating) and partial heating (main heating), and to heat only the necessary portions when necessary for thermal spraying of the glass material to the required temperature. . Thereby, heating for the thermal spraying of the glass material with respect to the roll base material 10 can be performed effectively and efficiently. This avoids leaving the metal roll base material 10 at a high temperature for a long time and can protect it from deterioration of the base material and change of the thermal expansion coefficient. In addition, the glass coating formed by thermal spraying can be protected from deterioration due to recrystallization.
또한, 청구항 2의 발명은 원주방향으로 회전이 유지된 금속 롤 기재(10)를 전체가열장치(30)에 의해서 전체 가열한다. 그와 동시에 이 롤 기재(10)의 축선방향에 따라 이동하는 부분가열장치(40)에 의하여 이 롤 기재(10)를 국부적으로 또한 연속적으로 추가 가열하면서, 이 추가 가열된 롤 기재(10) 표면에 이동용사장치(50)에 의해 차례로 유리재료를 용사하여 유리피막을 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the invention of claim 2 heats the metal roll substrate 10 whose rotation is maintained in the circumferential direction by the whole heating device 30. At the same time, the surface of this additionally heated roll substrate 10 is further heated locally and continuously by the partial heating device 40 moving along the axial direction of the roll substrate 10. It is characterized in that to form a glass film by thermally spraying the glass material by the moving spray device (50).
이 청구항 2의 발명에 의하면, 롤 기재(10)의 축선방향에 따라 이동하는 부분가열장치(40)를 이용하여 추가 가열을 행하고, 또한 이동용사장치(50)에 의하여 이 추가 가열된 롤 기재(10) 표면에 차례로 유리재료를 용사하기 때문에 유리피막의 형성을 연속적으로 또한 효율적으로 행할 수 있다.According to the invention of claim 2, further heating is performed using the partial heating device 40 moving along the axial direction of the roll base material 10, and the roll base material further heated by the moving spray device 50 ( 10) Since the glass material is thermally sprayed on the surface one by one, the glass film can be formed continuously and efficiently.
청구항 3의 발명은 상기 청구항 2의 발명에 있어서, 상기 금속 롤 기재(10)가 전체가열장치(30)에 의해서 200∼500℃로 가열되고, 부분가열장치(40)에 의해서 국부적으로 600∼900℃로 추가 가열되는 금속 롤의 유리 용사방법이다.In the invention of claim 3, in the invention of claim 2, the metal roll base material 10 is heated to 200 to 500 ° C by the whole heating device 30, and is locally to 600 to 900 by the partial heating device 40. It is a glass spraying method of the metal roll which is further heated at ° C.
청구항 4에 기재한 용사장치는 상기 유리 용사방법을 실용적이고도 효과적으로 실시하는 장치에 관한 것이다. 이하, 청구항 4의 용사장치를 설명하면서, 상기 방법을 더욱 자세히 설명한다.The thermal spraying value of Claim 4 relates to the apparatus which implements the said glass spraying method practically and effectively. Hereinafter, the method will be described in more detail while explaining the thermal spraying value of claim 4.
도 l 및 도 2에 도시하였듯이 청구항 4의 유리 용사장치는 금속 롤 기재(10)의 회전유지장치(20)와, 이 롤 기재(10) 전체를 가열하는 전체가열장치(30)와, 롤 기재(10)를 국부적으로 또한 연속적으로 추가 가열하는 부분가열장치(40)와, 유리재료를 용사하는 이동용사장치(50)의 각 부를 포함한다. 또, 도면에 있어서, 부호15는 가열챔버이고, 롤 기재(10)의 출납을 위해 개폐부(16)를 통해서 위쪽부분(15a)(도 3, 도 4)을 개폐 자유자재로 해도 좋다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the glass thermal spraying apparatus of Claim 4 rotates the holding device 20 of the metal roll base material 10, the whole heating apparatus 30 which heats the whole roll base material 10, and a roll base material. A partial heating device 40 for locally and continuously further heating (10), and each part of the moving spraying device 50 for spraying a glass material. In the drawing, reference numeral 15 denotes a heating chamber, and the upper portion 15a (FIGS. 3 and 4) may be freely opened and closed through the opening and closing portion 16 for discharging the roll base material 10.
금속 롤 기재(10)는 스테인레스 등의 금속으로 이루어지고, 롤본체(11)와 양단의 축부(12)로 이루어진다.The metal roll base material 10 consists of metals, such as stainless, and consists of the roll main body 11 and the shaft part 12 of both ends.
회전유지장치(20)는 이 금속 롤 기재(10)를 원주방향으로 회전을 유지시키는 것으로, 구동모터(21), 구동축부(22) 및 축수용부(23)를 갖는다. 도면과 같이, 롤 기재(10)는 그 양단의 축부(12,12)가 구동축부(22) 및 축수용부(23)에 의하여 유지되고 구동모터(21)에 의해서 도면의 화살표시(R) 방향으로 회전된다.The rotation holding device 20 maintains rotation of the metal roll base material 10 in the circumferential direction, and includes a drive motor 21, a drive shaft portion 22, and a shaft receiving portion 23. As shown in the drawing, the roll base material 10 has the shaft portions 12 and 12 at both ends thereof held by the drive shaft portion 22 and the shaft receiving portion 23, and the arrow marks R in the figure by the drive motor 21. Is rotated in the direction.
전체가열장치(30)는 상기 롤 기재(10)의 축선방향에 배치되어 있고, 회전하는 롤 기재(10) 전체를 가열한다. 실시예에서는 전체가열장치(30)는 금속 롤 기재(10)의 아래쪽에 배치된 복수의 가열버너(31)로 이루어진다. 각 버너(31)는 롤 기재(10)의 축선방향에 균등하게 설치되어, 롤 기재(10)의 회전에 의해서 이 롤 기재(10) 전체를 균일하게 가열한다. 전체가열장치(30)는 상기하였듯이 유리용사를 위해 예열온도정도, 약 200 내지 500℃로 가열하는 것이 바람직하다.The whole heating apparatus 30 is arrange | positioned in the axial direction of the said roll base material 10, and heats the whole roll base material 10 which rotates. In the embodiment, the entire heating device 30 is composed of a plurality of heating burners 31 disposed below the metal roll substrate 10. Each burner 31 is equally provided in the axial direction of the roll base material 10, and uniformly heats the whole roll base material 10 by the rotation of the roll base material 10. As described above, the whole heating device 30 is preferably heated to about 200 to 500 ° C. for the preheating temperature for glass spraying.
부분가열장치(40)는 도 2 및 도 3에 나타내는 바와같이 상기 전체가열장치(30)에 의하여 전체 가열(예열)된 금속 롤 기재(10)를 더욱 국부적이고도 연속적으로 추가 가열하기위한 것이다. 부분가열장치(40)는 레일(60) 위를 소정속도로 주행하도록 구성되어 있고 롤 기재(10)의 축선방향으로 이동한다. 피가공재인 금속 롤 기재(10)는 상기했듯이 회전유지장치(20)에 의하여 그 원주방향으로 회전이 유지되어 있는 것이기 때문에 부분가열장치(40)가 롤 기재(10)의 축선방향으로 이동하는 것에 의하여 이 롤 기재(10)의 전주면을 차례로 가열해간다. 또, 도시하지 않았지만 로봇 등에 의해서 이동자유자재로 할 수 있다.The partial heating device 40 is for further heating the metal roll substrate 10 that is entirely heated (preheated) by the total heating device 30 as shown in FIGS. 2 and 3. The partial heating device 40 is configured to travel on the rail 60 at a predetermined speed and move in the axial direction of the roll base material 10. As the metal roll base material 10 to be processed is maintained in the circumferential direction by the rotation holding device 20 as described above, the partial heating device 40 moves in the axial direction of the roll base material 10. This heats the entire peripheral surface of this roll base material 10 in order. Although not shown in the drawing, the robot can be freely moved by a robot or the like.
이 부분가열장치(40)에 의한 추가 가열에 의해서 롤 기재(10)에 용사된 유리재료가 유리피막으로서 형성되는데 바람직한 온도까지 높여진다. 이 부분가열장치(40)에 의한 추가 가열온도는 약 600 내지 900℃이다. 부분가열장치(40)는 도시와 같이, 롤 기재(10)의 원주방향에 버너(41)를 복수배치하여, 그 가열효율을 높이도록 하는 것이 바람직하다.By further heating by this partial heating device 40, the glass material sprayed on the roll base material 10 is raised to a temperature suitable for forming as a glass film. The additional heating temperature by this partial heating device 40 is about 600 to 900 占 폚. As shown in the drawing, it is preferable that the partial heating device 40 be arranged with a plurality of burners 41 in the circumferential direction of the roll base material 10 to increase the heating efficiency thereof.
이동용사장치(50)는 상기 부분가열장치(40)에 의해서 국부적이고도 연속적으로 추가 가열된 롤 기재(10)의 표면에 차례로 유리재료를 용사하여 유리피막을 형성하는 것이다. 이 용사장치(50)는 종래 공지된 것으로, 레일(60) 위를 소정속도로 주행하고, 혹은 로봇 등에 의해서 롤 기재의 축선방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 상기하였듯이 금속 롤 기재(10)는 회전유지장치(20)에 의해서 그 원주방향으로 회전이 유지되어 있는 것이기 때문에 이 이동용사장치(50)가 롤 기재(10)의 축선방향으로 이동하는 것에 의하여 이 롤 기재(10)의 전주면에 대하여 차례로 유리재료가 용사되어간다.The mobile spraying device 50 sprays a glass material on the surface of the roll base material 10 which is locally and continuously further heated by the partial heating device 40 to form a glass coating. The thermal spraying apparatus 50 is conventionally known, and is configured to travel on the rail 60 at a predetermined speed or to move in the axial direction of the roll base material by a robot or the like. As described above, since the metal roll base material 10 is rotated in the circumferential direction by the rotation holding device 20, the moving spraying device 50 moves in the axial direction of the roll base material 10. The glass material is thermally sprayed with respect to the entire peripheral surface of the roll base material 10.
용사장치(50)에 사용되는 유리용사재료는 용사에 의해서 유리피막을 형성할 수 있는 분말재료이고, 구체적으로는 유리분말, 유리원료, 프릿 또는 프릿원료 등이다. 본 발명에 있어서, 대부분의 원료 또는 전부를 한번 용융하는 이른바 프릿이 바람직하게 쓰인다. 또한, 수용성의 원료만을 불용성의 프릿으로 만들고, 다른 원료는 그대로 쓰는 이른바 분쇄혼합물도 이용할 수 있다.The glass spray material used for the thermal spraying device 50 is a powder material which can form a glass film by thermal spraying, and specifically, is a glass powder, a glass raw material, a frit, or a frit raw material. In the present invention, a so-called frit that melts most raw materials or all once is preferably used. A so-called pulverized mixture may also be used, in which only water-soluble raw materials are made of insoluble frit and other raw materials are used as they are.
또, 도시하고 또한 청구항 5에 기재한 발명과 같이, 부분가열장치(40)의 뒷부분에 이동용사장치(50)가 배치되어, 양장치가 롤 기재(10)의 축선방향에 따라 동시에 이동하도록 하면 추가 가열된 롤 기재(10)의 부분에 대하여 효과적으로 유리용사를 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5 and the invention described in claim 5, the mobile thermal spraying device 50 is arranged at the rear of the partial heating device 40 so that both devices can move simultaneously along the axial direction of the roll base material 10. Glass spraying can be effectively performed on the part of the heated roll base material 10.
실시예Example
다음에, 실시예를 구체적으로 적는다.Next, an Example is given concretely.
실시예 1Example 1
금속 롤 기재는 지름 300mm, 길이 1500mm의 마르텐사이트계 스테인레스로 이루어지고, 스틸그리드블라스트에 의해 표면블라스트처리가 실시되어 있다.The metal roll base material is made of martensitic stainless steel having a diameter of 300 mm and a length of 1500 mm, and is subjected to surface blast treatment by steel grid blasting.
상기 금속 롤 기재를 챔버안에서 회전유지장치로 유지시키고, 롤의 주속 3. 5m/분으로 회전시킨다. 이렇게 회전이 유지된 롤 기재를 LPG 가스연료의 전체가열장치에 의해서 400℃로 가열한다. 전체가열장치로 롤 기재의 온도를 400℃로 유지하면서, LPG 가스연료의 부분가열장치에 의해서 또 금속 롤 기재를 국부적으로 추가 가열하여 그 부분의 표면온도를 650℃로 높인다. 이 부분가열장치는 120mm/분의 속도로 롤 기재의 축선방향으로 전진한다.The metal roll substrate is held in a chamber by a rotation holding device and rotated at a rotational speed of 3.5 m / min. The roll base material thus maintained in rotation is heated to 400 ° C. by the LPG gas fuel heating device. While maintaining the temperature of the roll base material at 400 ° C. with the whole heating device, the metal roll base material is further heated locally by the LPG gas fuel partial heating device to raise the surface temperature of the part to 650 ° C. This partial heating device advances in the axial direction of the roll substrate at a speed of 120 mm / min.
부분가열장치에 의한 추가 가열에 의해서 표면온도가 650℃로 된 금속 롤 기재의 부분표면에 대하여, 이 부분가열장치의 뒷부분에 배치되어 있는 이동용사장치에 의해서 유리재료의 용사를 차례로 행한다. 이 예의 용사장치는 연료로서 산소 및 아세틸렌을 사용하고, 상기 부분가열장치와 같이, 120mm/분의 속도로 롤 기재의 축선방향으로 전진한다. 유리재료의 공급량은 120g/분이다. 이렇게 하여 회전이 유지된 롤 기재의 전표면에 약 1mm의 유리용사피막을 형성한다.By further heating by the partial heating device, the glass material is thermally sprayed on the partial surface of the metal roll base material whose surface temperature is 650 DEG C by the mobile thermal spraying device arranged behind the partial heating device. The thermal spraying value of this example uses oxygen and acetylene as fuel, and advances in the axial direction of the roll base material at a speed of 120 mm / min as in the above partial heating apparatus. The supply amount of glass material is 120 g / min. In this way, about 1 mm of glass sprayed coating is formed in the whole surface of the roll base material by which rotation was maintained.
이 실시예에서 사용된 유리용사재료의 성분조성(중량%)을 나타내면 다음과 같다.The composition (wt%) of the glass spray material used in this example is as follows.
SiO2: 50% B203: 16%SiO 2 : 50% B 2 0 3 : 16%
A1203: 4% Li20 : 8%A1 2 0 3 : 4% Li 2 0: 8%
CaO : 2% ZrO2: 10%CaO: 2% ZrO 2 : 10%
SrO : 10%SrO: 10%
실시예 2Example 2
금속 롤 기재로서 지름 400mm, 길이 1800mm의 오스테나이트계 스테인레스를 사용하고 추가 가열까지는 상기 실시예 1과 같은 방법에 의한다.An austenitic stainless steel having a diameter of 400 mm and a length of 1800 mm was used as the metal roll substrate, and further heating was based on the same method as in Example 1 above.
실시예 2에서는 다음 성분조성(중량%)으로 이루어지는 유리재료를 사용하였다.In Example 2, the glass material which consists of the following component composition (weight%) was used.
SiO2: 64% B203: 9%SiO 2 : 64% B 2 0 3 : 9%
A1203: 3% Li2O : 22%A1 2 0 3 : 3% Li 2 O: 22%
SrO : 1%SrO: 1%
용사에는 플라즈마 용사장치(F4-MB 플라즈마다인사 제)를 사용하고, 특히 유리피막을 두껍게 하기 위해서 이 용사장치를 2개 병설하였다. 이 플라즈마 용사장치의 용사조건은 플라즈마 가스로서 아르곤 40L/분, 수소 10L/분이 쓰이고, 플라즈마전류 650A, 전압 65V이다. 유리재료의 공급량은 110g/분, 롤 기재의 주속(회전속도)은 4m/분이다. 또, 이 경우의 부분가열장치와 이동용사장치의 이동속도는 10mm/분으로 하였다. 이 예의 유리용사에 의해서 형성된 유리피막의 두께는 1.8mm이었다.Plasma spraying equipment (manufactured by F4-MB Plasma Dyne) was used for spraying, and in order to thicken the glass film in particular, two of these spraying values were provided together. The thermal spraying conditions of this plasma spraying apparatus were 40 L / min argon and 10 L / min hydrogen as plasma gas, and the plasma current was 650 A and the voltage was 65 V. The supply amount of glass material is 110 g / min, and the circumferential speed (rotational speed) of a roll base material is 4 m / min. In this case, the moving speeds of the partial heating device and the moving spray device were 10 mm / minute. The thickness of the glass film formed by the glass spraying of this example was 1.8 mm.
상술의 양 실시예는 모두 유리재료의 용사후, 냉각이 이루어진다. 냉각은 자연냉각도 가능하지만 서냉을 하는 것이 바람직하다. 서냉은 공지의 서냉화로등에서 1시간당 약 50℃의 비율로 냉각된다.In both of the above embodiments, cooling is performed after the thermal spraying of the glass material. Cooling may be naturally cooled, but slow cooling is preferred. Slow cooling is cooled by the well-known slow cooling furnace etc. at the rate of about 50 degreeC per hour.
냉각후, 금속 롤 기재표면을 평활하게 하기 위해서 마무리 연마를 행한다. 연마는 공지의 다이아몬드연마 등에 의해서 소정 두께가 되도록 한다.After cooling, finish polishing is performed to smooth the surface of the metal roll base material. Polishing is made to a predetermined thickness by known diamond polishing or the like.
금속 롤 기재에 대한 유리재료의 용사는 그 전면 또는 부분적으로 행해진다. 제품의 용도에 따라 예컨대 통전부분이 필요할 때에는 절연체인 유리피막의 형성을 부분적으로 행하지 않는 부분용사를 행한다. 또, 이 경우 롤 기재의 전면에 용사를 행한 후에 소정부분의 유리피막을 깎아도 좋다.The spraying of the glass material on the metal roll substrate is carried out in whole or in part. Depending on the intended use of the product, for example, when a current-carrying part is required, partial spraying that does not partially form a glass coating as an insulator is performed. In this case, after spraying on the whole surface of a roll base material, you may shave a glass film of a predetermined part.
또한, 유리재료의 용사후, 연마 또는 블라스트를 하거나 또는 하지않고, 유리 피막의 표면에 또 다른 세라믹류 또는 금속류의 용사피막을 형성하는 것도 가능하다. 예컨대, 알루미나(산화알루미늄), 알루미나화합물·지르코니아(산화지르코늄), 지르코니아화합물·산화크롬 및 산화크롬화합물, 또는 이들의 혼합물이나 화합물의 세라믹류, 텅스텐 카바이드, 크롬 카바이드 등의 금속류가 롤의 용도, 기능에 따라 용사된다.It is also possible to form another thermal spray coating of ceramics or metals on the surface of the glass coating after or without polishing or blasting of the glass material. For example, metals such as alumina (aluminum oxide), alumina compounds, zirconia (zirconium oxide), zirconia compounds, chromium oxide and chromium oxide compounds, or mixtures or compounds thereof, ceramics such as tungsten carbide, chromium carbide, etc. Depending on the function is sprayed.
이상 도시하여 설명하였듯이 본 발명에 의하면, 유리재료의 용사시에서의 금속 롤 기재의 가열을 전체 가열(예열)과 부분가열(본가열)로 분리하여, 용사시에 용사부분만을 필요한 고온도로 하는 것이 가능하다. 이것에 의해서 롤 기재를 장시간 고온에 방치할 필요가 없어져, 롤 기재의 열화를 막고, 열팽창 계수의 변화가 원인이 되는 유리피막의 성형불량 등을 회피할 수가 있다. 또한, 유리재료의 용사후에는 고온의 부분가열에서 해방되어 전체 가열이 되므로, 용사에 의해 형성된 유리피막이 고온하에서 장시간 방치됨으로써 생기는 재결정에 의한 변질을 회피할 수 있다. 물론, 연료의 절약도 되고, 경제적으로 유리용사를 하는 것이 가능하게 된다.As described above and described, according to the present invention, the heating of the metal roll base material during the thermal spraying of the glass material is separated into total heating (preheating) and partial heating (main heating), so that only the thermal spraying portion is required at the time of thermal spraying. It is possible. Thereby, it is not necessary to leave a roll base material at high temperature for a long time, the deterioration of a roll base material can be prevented, and the shaping | molding defect of the glass film which the change of a thermal expansion coefficient causes can be avoided. In addition, since the glass material is released from the high temperature partial heating after the thermal spraying and the entire heating is performed, the deterioration due to recrystallization caused by the glass coating formed by the thermal spraying for a long time under high temperature can be avoided. Of course, fuel can also be saved and it is possible to economically spray glass.
또한 특히, 본 발명의 유리 용사장치에 의하면, 피가공재인 금속 롤 기재가 회전유지장치에 의해서 원주방향으로 회전이 유지되어 있고, 이 금속 롤 기재에 대하여, 그 축선방향으로 이동하는 부분가열장치에 의해 추가 가열하고, 이 추가 가열된 기재표면에 이동용사장치에 의해서 차례로 유리재료를 용사하는 것이기 때문에 유리재료의 피막형성을 연속적으로 또한 효율적으로 할 수 있다. 부분가열장치 및 이동가열장치는 단순한 직선적 이동만으로 끝나, 장치적으로도 공정적으로도 극히 간단하고도 용이하게 실시할 수 있다.In particular, according to the glass-spray apparatus of the present invention, the metal roll substrate, which is the workpiece, is maintained in rotation in the circumferential direction by the rotation holding device, and the partial heating apparatus that moves in the axial direction with respect to the metal roll substrate. By further heating and thermally spraying the glass material on the surface of the further heated base material by a moving spraying device, so that the film formation of the glass material can be continuously and efficiently performed. The partial heating device and the mobile heating device are only simple linear movements, and can be performed in a simple and easy manner both in terms of apparatus and process.
이와 같이, 본 발명은 이 종류의 유리재료의 용사를 효율적이고도 효과적으로 게다가 연속적으로 행하는 극히 유용하고 실용적인 기술을 제공할 수 있다.As described above, the present invention can provide an extremely useful and practical technique for spraying this kind of glass material efficiently and effectively and continuously.
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