KR20130122772A

KR20130122772A - 가이드 롤 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20130122772A
Application number: KR1020137019744A
Authority: KR
Inventors: 유우지 후쿠모토; 유우타 사토; 데츠오 다나카; 히로후미 슈토; 야스히로 마츠다
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2013-11-08
Also published as: WO2013129237A1; JP5435177B1; CN103402662B; CN103402662A; KR101462822B1; JPWO2013129237A1

Abstract

표면 거칠기가 존재하는 롤 동체부를 구비하는 가이드 롤이며, 상기 롤 동체부의 표면 거칠기를 나타내는 거칠기 곡선과 그 평균선의 교점 중, 상기 거칠기 곡선의 마루의 시점과 종점에 상당하는 교점간의 거리의 평균값이 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위에 포함되고; 상기 거칠기 곡선의 최대 골 깊이(Rv) 및 최대 높이(Ry)를 포함하는 하기 수학식 1로 정의되는 형상 계수 K가 0.7 이상이다.
[수학식 1]

Description

가이드 롤 및 그 제조 방법{GUIDE ROLL AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 예를 들어 압연기에 사용하는 가이드 롤 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 2012년 3월 2일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-046758호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

일반적으로, 어닐링된 금속 스트립은, 2차 가공시의 버클링이나 스트레처 스트레인 등의 표면 결함의 발생 방지, 항복점 신장 해소 등의 기계적 성질의 개선, 형상 개선과 표면의 평탄화 및 용도에 적합한 표면 조도의 조성 등의 목적으로, 도 7에 도시하는 압연기(80)에 의해 조질 압연된다. 이 압연기(80)는, 조질 압연하는 금속 스트립(81)의 두께 방향 양측에 간격을 두고 대향 배치되는 한 쌍의 워크 롤(82, 83)과, 이 워크 롤(82, 83)을 끼워 넣도록 배치되는 백업 롤(84, 85)을 갖고 있다. 페이 오프 릴(86)에 의해 되감아진 금속 스트립(81)은, 입구측 디플렉터 롤(가이드 롤)(87)에 의해 그 반송 방향이 전환되어, 워크 롤(82, 83) 사이로 보내진다. 이들 워크 롤(82, 83)에 의해 압연된 금속 스트립(81)은, 출구측 디플렉터 롤(가이드 롤)(88)에 의해 그 반송 방향이 다시 전환되어, 텐션 릴(89)에 권취된다.

이 압연기(80)의 사용에 의해, 출구측 디플렉터 롤(88)이 손모된 경우, 이것을 신품의 디플렉터 롤로 교환할 필요가 있다. 종래에는, 이 신품의 디플렉터 롤의 사용에 의해, 금속 스트립(81)의 표면에 미소한 긁힘 흠집이 발생할 가능성이 있었다.

구체적으로는, 금속 스트립(81)의 가감속시에 있어서, 통판 속도와 출구측 디플렉터 롤(88)의 주속(周速)의 불일치가 발생함으로써, 금속 스트립(81)보다도 경질의 출구측 디플렉터 롤(88)에 의해 금속 스트립(81)의 표면이 깎여 긁힘 흠집이 발생한다고 생각된다.

예를 들어, 출구측 디플렉터 롤(88)의 주속보다도 통판 속도가 빠른 경우에는, 금속 스트립(81)이 출구측 디플렉터 롤(88)에 마찰됨으로써, 금속 스트립(81)의 표면이 깎여 긁힘 흠집이 발생한다고 생각된다. 또한, 통판 속도보다도 출구측 디플렉터 롤(88)의 주속이 빠른 경우에는, 출구측 디플렉터 롤(88)이 금속 스트립(81) 상에서 회전함으로써, 금속 스트립(81)의 표면이 깎여 긁힘 흠집이 발생한다고 생각된다.

따라서 이 긁힘 흠집을 방지하는 방법으로서, 종래는, 신품의 디플렉터 롤을 입구측 디플렉터 롤(87)로서 일정 기간 사용하고, 그 표면 조도를 저하시킨 후, 출구측 디플렉터 롤(88)로서 사용하고 있었지만, 이 방법으로는, 긴급시의 대응이 어려웠다. 즉, 출구측 디플렉터 롤(88)의 확보에는 장기간의 준비 기간이 필요한 한편, 교체의 필요시에는 사전에 준비가 완성되어 있어야 한다. 따라서 갑작스런 출구측 디플렉터 롤(88)의 파손도 예측하여 장기간에 걸쳐 준비하고, 일정수의 출구측 디플렉터 롤(88)을 보관해 두는 것이 필요하였다.

또한, 예를 들어 하기 특허문헌 1에는, 디플렉터 롤의 둘레 방향으로, 0.1 내지 50㎜의 피치로, 깊이 및 폭이 0.05 내지 10㎜의 홈을 연속적 혹은 비연속적으로 형성하는 기술이 개시되어 있지만, 이 기술은, 반송 대상물(강판)의 반송 속도의 제어성 향상을 목적으로 한 것이며, 상기한 바와 같은 긁힘 흠집의 발생을 방지하는 것은 아니다.

일본 특허 출원 공개 평7-16636호 공보

본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 신품의 상태(미사용의 상태)에서, 반송 대상물의 표면에 미소한 긁힘 흠집이 발생하는 것이 방지 가능하고, 그 사용이 제한되는 일 없이, 긴급시에도 대응 가능한 가이드 롤 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하여 이러한 목적을 달성하기 위해 이하의 수단을 채용한다. 즉,

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 가이드 롤은, 표면 거칠기가 존재하는 롤 동체부를 구비하는 가이드 롤이며, 상기 롤 동체부의 표면 거칠기를 나타내는 거칠기 곡선과 그 평균선의 교점 중, 상기 거칠기 곡선의 마루의 시점과 종점에 상당하는 교점간의 거리의 평균값이 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위에 포함되고; 상기 거칠기 곡선의 최대 골 깊이(Rv) 및 최대 높이(Ry)를 포함하는 하기 수학식 1로 정의되는 형상 계수 K가 0.7 이상인; 것을 특징으로 한다.

[수학식 1]

(2) 상기 (1)에 기재된 가이드 롤에 있어서, 상기 롤 동체부의 표면의 산술 평균 거칠기 Ra가 2.5㎛ 이상 4㎛ 이하이어도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 가이드 롤이, 압연기의 입구측 및 출구측 중 적어도 한쪽에 사용되는 디플렉터 롤이어도 된다.

또한,

(4) 본 발명의 일 형태에 관한 가이드 롤의 제조 방법은, 표면 거칠기가 존재하는 롤 동체부를 구비하는 가이드 롤의 제조 방법이며, 상기 롤 동체부의 소재 표면에 조면화 가공을 실시하는 제1 공정과; 상기 조면화 가공 후의 상기 소재 표면에 1차 연마를 실시하는 제2 공정과; 상기 1차 연마 후의 상기 소재 표면에 도금층을 형성하는 제3 공정과; 상기 도금층이 형성된 상기 소재 표면에 마무리 연마를 실시하는 제4 공정;을 갖고, 최종적으로, 상기 롤 동체부의 표면 거칠기를 나타내는 거칠기 곡선과 그 평균선의 교점 중, 상기 거칠기 곡선의 마루의 시점과 종점에 상당하는 교점간의 거리의 평균값이 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위에 포함되는 동시에, 상기 거칠기 곡선의 최대 골 깊이(Rv) 및 최대 높이(Ry)를 포함하는 하기 수학식 1로 정의되는 형상 계수 K가 0.7 이상으로 되는 상기 롤 동체부를 얻는 것을 특징으로 한다.

[수학식 1]

(5) 상기 (4)에 기재된 가이드 롤의 제조 방법에 있어서, 상기 도금층은, Cr 도금층이어도 된다.

상기 (1)에 기재된 가이드 롤에 따르면, 롤 동체부의 표면 거칠기를 나타내는 거칠기 곡선과 그 평균선의 교점 중, 상기 거칠기 곡선의 마루의 시점과 종점에 상당하는 교점간의 거리(이하, 이 거리를 마루 폭이라 호칭함)의 평균값이 0.2㎜ 이상의 범위에 포함되므로, 상기 롤 동체부의 표면에 존재하는 미소한 마루의 형상을, 종래보다도 완만하게 할 수 있다. 이에 의해, 신품의 상태에서, 반송 대상물(예를 들어, 금속 스트립)에 발생하는 미소한 긁힘 흠집을 방지할 수 있고, 또한 사용이 제한되는 일 없이, 긴급시에도 대응 가능한 가이드 롤을 제공할 수 있다. 또한, 상기 마루 폭의 평균값은, 1㎜ 이하의 범위에 포함되므로, 롤 동체부에서 반송 대상물이 미끄러져 마찰 흠집이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 형상 계수 K(＝Rv／Ry, Rv:최대 골 깊이, Ry:최대 높이)가 0.7 이상인 경우, 마루 폭의 평균값을 규정하는 것에 더하여, 형상 계수 K도 규정되므로, 롤 동체부의 표면에 존재하는 미소한 마루의 형상을, 더욱 엄밀한 기준하에서, 완만하게 할 수 있다.

또한, 상기 (2)에 기재된 가이드 롤에 따르면, 롤 동체부의 표면의 산술 평균 거칠기 Ra가 2.5㎛ 이상 4㎛ 이하이므로, 반송 대상물에 발생하는 미소한 긁힘 흠집을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 롤 동체부가 접촉하는 반송 대상물과의 마찰 저항도 충분히 확보할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 반송 대상물이 롤 동체부의 표면과 접촉할 때에, 반송 대상물이 롤 동체부의 표면을 미끄러져 이동하는 현상을 억제, 또한 방지할 수 있으므로, 마찰 흠집 등의 발생도 방지할 수 있다.

또한, 상기 (3)에 기재된 가이드 롤에 따르면, 압연기의 입구측 및 출구측 중 적어도 한쪽의 디플렉터 롤로서 사용되므로, 특히, 종래에 있어서, 출구측 디플렉터 롤을 신품으로 교환한 후에 발생하기 쉬웠던 긁힘 흠집을 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 (4)에 기재된 가이드 롤의 제조 방법에 따르면, 전술한 제1 공정 내지 제4 공정을 실시함으로써, 마루 폭의 평균값이 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위에 포함되는 동시에, 형상 계수 K가 0.7 이상으로 되는 상기 롤 동체부를 간단한 방법으로 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 가이드 롤(10)의 구성 개략도이다.
도 2a는 본 실시 형태에 있어서의 롤 동체부(11)의 폭 방향의 표면 거칠기를 측정하여 얻어진 거칠기 곡선을 나타내는 도면이다.
도 2b는 본 실시 형태에 있어서의 롤 동체부(11)의 표면 거칠기의 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 실시 형태에 있어서의 롤 동체부(11)의 표면의 마루 폭 L의 평균값과, 긁힘 흠집의 발생 빈도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4a는 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 미만인 경우에 있어서의 롤 동체부(11)의 거칠기 곡선을 나타내는 도면이다.
도 4b는 도 4a에 나타낸 거칠기 곡선[즉, 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 미만인 경우의 롤 동체부(11)의 표면 상태]을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 마루 폭 L의 평균값과 형상 계수 K가 긁힘 흠집의 발생에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 가이드 롤 제조 방법의 각 공정을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 일반적인 압연기(80)의 구성을 도시하는 설명도이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

〔1. 가이드 롤〕

우선, 본 발명에 관한 가이드 롤의 일 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 가이드 롤(10)(반송 롤)은, 판 형상의 반송 대상물(예를 들어, 금속 스트립 등의 강재)을 반송하기 위해 사용되는 롤이고, 표면에 미세한 무수한 요철(즉, 표면 거칠기)이 존재하는 롤 동체부(11)와, 회전축(12)을 구비하고 있다. 이 가이드 롤(10)은, 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같은 압연기(80)의 입구측 디플렉터 롤(87) 및 출구측 디플렉터 롤(88) 중 적어도 한쪽으로서 사용 가능하다.

롤 동체부(11)는, 중공 혹은 중실(속이 채워진)의 원통 형상 부재이며, 그 중심 축선이 회전축(12)과 일치한 상태에서, 용접 혹은 볼트 체결 등의 결합 수단에 의해 회전축(12)에 고정되어 있다. 이 롤 동체부(11)의 표면에는, 경질화 도금층(예를 들어, Cr 도금층 등)이 형성되어 있다. 회전축(12)은, 원형의 단면을 갖는 막대 형상 부재이며, 그 양단부가 도시하지 않은 회전 지지 기구에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 롤 동체부(11)가 반송 대상물과 접촉한 상태에서, 회전축(12)이 회전함으로써[즉, 롤 동체부(11)가 회전함으로써], 소정의 반송 방향으로 반송 대상물이 반송된다.

도 2a는 롤 동체부(11)의 폭 방향(축 방향)의 표면 거칠기를 측정하여 얻어진 거칠기 곡선을 나타내는 도면이다. 도 2b는 도 2a에 나타낸 거칠기 곡선, 즉 롤 동체부(11)의 표면 거칠기의 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다. 주지하는 바와 같이, 거칠기 곡선이라 함은, 측정 대상면[본 실시 형태에서는 롤 동체부(11)의 표면]에 존재하는 미세한 요철을, 예를 들어 촉침식의 표면 거칠기 측정기를 사용하여 측정한 단면 곡선으로부터 저주파 성분(굴곡 성분)을 제거함으로써 얻어지는 곡선이다. 촉침식의 표면 거칠기 측정기로서는, 예를 들어 「Mitutoyo」의 「Surftest SJ301」등을 사용할 수 있다.

도 2a는, 예를 들어 롤 동체부(11)의 표면을 폭 방향을 따라 5개의 측정 구간(예를 들어, 길이 12.5㎜의 구간)으로 등분할하고, 각 측정 구간에 대해 표면 거칠기 측정기를 사용하여 측정한 거칠기 곡선 중에서, 하나의 측정 구간의 거칠기 곡선을 발췌한 것이다. 또한, 상기한 측정 조건은 일례이며, 측정 구간의 분할수나 길이(측정 길이)는, 롤 동체부(11)의 폭이나 측정기의 사양에 따라 적절하게 설정하면 된다. 예를 들어, 측정 구간의 분할수는 5 내지 20개의 범위에서 설정해도 되고, 측정 구간의 길이는 10㎜ 이상 15㎜ 이하의 범위에서 설정해도 된다.

또한, 이하에서는, 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, 거칠기 곡선에 있어서 그 평균선(Av)보다 높은 부분을 「마루」(도면 중의 부호 13 참조)로 호칭하고, 거칠기 곡선에 있어서 그 평균선(Av)보다 낮은 부분을 「골」(도면 중의 부호 14 참조)로 호칭한다. 또한, 평균선(Av)이라 함은, 거칠기 곡선까지의 종축 방향의 거리(편차)의 제곱 합이 최소로 되는 선이다.

본 실시 형태의 가이드 롤(10)은, 롤 동체부(11)의 표면 거칠기를 나타내는 거칠기 곡선과 그 평균선(Av)의 교점 중, 거칠기 곡선의 마루(13)의 시점(도 2b 중의 부호 P1 참조)과 종점(도 2b 중의 부호 P2 참조)에 상당하는 교점간의 거리 L(이하, 이 거리 L을 마루 폭 L로 호칭함)의 평균값이 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하고 있다.

여기서, 각 측정 구간의 각각에 대해 개별로 산출된 마루 폭 L의 평균값이, 상기 범위에 포함되어 있으면 된다. 혹은, 전체 측정 구간에 대해 종합적으로 산출된 마루 폭 L의 평균값이, 상기 범위에 포함되어 있으면 된다. 또한, 이 마루 폭 L의 평균값은, 돌출된 값(예를 들어, 최대값 및 최소값)의 마루 폭 L을 제외하여 산출된 것이어도 된다.

전술한 바와 같이, 금속 스트립 등의 반송 대상물의 가감속시에 있어서, 통판 속도(반송 속도)와 가이드 롤(10)의 주속의 불일치가 발생함으로써, 반송 대상물보다도 경질의 가이드 롤(10)[즉, 롤 동체부(11)]에 의해 반송 대상물의 표면이 깎여 긁힘 흠집이 발생할 가능성이 있다.

본 발명의 발명자는, 롤 동체부(11)의 표면의 마루 폭 L의 평균값과, 상기 긁힘 흠집의 발생 빈도의 관계를 예의 조사한 결과, 상기한 바와 같이 마루 폭 L의 평균값을 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위에 들어가게 함으로써, 상기 긁힘 흠집의 발생을 대폭으로 저감시킬 수 있는 것을 발견하였다.

도 3에 롤 동체부(11)의 표면의 마루 폭 L의 평균값과, 상기 긁힘 흠집의 발생 빈도(1일당 발생 횟수)의 관계를 나타낸다. 이 도 3은 가이드 롤(10)을 압연기(80)의 출구측 디플렉터 롤(88)로서 사용하고, 롤 동체부(11)의 마루 폭 L의 평균값을, 0.05㎜, 0.1㎜, 0.15㎜, 0.2㎜로 변화시켰을 때의, 마루 폭 L의 평균값과 긁힘 흠집의 발생 빈도의 관계를 나타내는 도면이다.

이 도 3에 나타내는 바와 같이, 롤 동체부(11)의 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜인 경우에, 긁힘 흠집의 발생 빈도가 제로로 되므로, 적어도 마루 폭 L의 평균값을 0.2㎜ 이상으로 함으로써, 긁힘 흠집의 발생을 완전하게 방지할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 미만인 경우에는, 마루 폭 L의 평균값이 작아짐에 따라, 긁힘 흠집의 발생 빈도가 커지는 것을 알 수 있다. 이 이유는, 예를 들어 도 4a 및 도 4b에 나타내는 바와 같이, 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 미만인 경우에는, 마루(13)의 형상이 급준해지기 때문으로 생각된다. 또한, 도 4a는 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 미만인 경우에 있어서의 롤 동체부(11)의 거칠기 곡선을 나타내는 도면이고, 도 4b는 도 4a에 나타내는 거칠기 곡선[즉, 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 미만인 경우의 롤 동체부(11)의 표면 상태]을 모식적으로 나타내는 도면이다.

한편, 본 발명의 발명자는, 롤 동체부(11)의 마루 폭 L의 평균값이 1㎜를 초과하는 경우, 긁힘 흠집과는 다른 마찰 흠집이 반송 대상물에 발생한다고 하는 조사 결과를 얻었다. 마루 폭 L의 평균값이 1㎜를 초과하는 경우에는, 롤 동체부(11)의 표면에 존재하는 요철이 작아지므로, 롤 동체부(11)의 접촉 저항이 작아진다. 이에 의해, 반송 대상물(금속 스트립)이 롤 동체부(11)의 표면에서 미끄러져, 긁힘 흠집과는 다른 마찰 흠집이 반송 대상물에 발생한다고 생각된다.

본 실시 형태의 가이드 롤(10)은, 상기한 바와 같은 조사 결과에 기초하여, 롤 동체부(11)의 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위 내로 설정되어 있다. 이와 같은 본 실시 형태의 가이드 롤(10)에 따르면, 신품의 상태에서 반송 롤[예를 들어, 출구측 디플렉터 롤(88)]로서 사용된 경우이어도, 반송 대상물(예를 들어, 금속 스트립)에 긁힘 흠집이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 예를 들어 종래와 같이, 신품의 가이드 롤을, 일정 기간, 입구측 디플렉터 롤(87)로서 사용하여 조도를 저하시킨 후에, 출구측 디플렉터 롤(88)로서 사용할 필요도 없어지므로, 사용이 제한되는 일 없이, 또한 매우 많은 준비 기간과 롤 보관의 필요성도 없어, 긴급시에도 대응할 수 있다.

또한, 보다 확실하게 긁힘 흠집 및 마찰 흠집의 발생을 방지하기 위해서는, 마루 폭 L의 평균값의 하한값을 0.3㎜로 하고, 마루 폭 L의 평균값의 상한값을 0.7㎜로 하는 것이 바람직하다. 또한, 롤 동체부(11)의 폭 방향으로 이웃하는 마루(13)의 피치는, 예를 들어 0.3 내지 0.4㎜ 정도이다.

또한, 본 실시 형태의 가이드 롤(10)은, 상술한 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위에 포함되는 것에 더하여, 롤 동체부(11)의 표면 거칠기를 나타내는 거칠기 곡선의 최대 골 깊이(Rv) 및 최대 높이(Ry)를 포함하는 하기 수학식 1로 정의되는 형상 계수 K가 0.7 이상인 것이 바람직하다.

[수학식 1]

여기서, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 최대 골 깊이(Rv)는, 골(14)의 골 바닥으로부터 평균선(Av)까지의 최대 거리이며, 최대 높이(Ry)는, 골(14)의 골 바닥으로부터 마루(13)의 정상까지의 최대 거리이다. 또한, 각 측정 구간의 각각에 대해 개별로 산출된 형상 계수 K가 0.7 이상이면 된다. 혹은, 전체 측정 구간에 대해 종합적으로 산출된 형상 계수 K가 0.7 이상이면 된다.

본 발명의 발명자는, 형상 계수 K가 0.7 미만인 경우에, 긁힘 흠집의 발생이 증가하는 경향에 있다고 하는 조사 결과를 얻었다. 이 이유는, 형상 계수 K가 0.7 미만인 경우, Ry값에 대한 Rv값이 작아져, 마루(13)의 형상이 급준해지기 때문으로 생각된다(도 4b 참조). 또한, 본 실시 형태에서는, 형상 계수 K를 0.7 이상으로 하였지만, 보다 확실하게 긁힘 흠집의 발생을 방지하기 위해서는, 형상 계수 K를 0.75 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 형상 계수 K의 상한값은, 상기 수학식 1의 정의로부터 1 미만인 것은 명백하지만, 실제로 얻어지는 효과를 고려하면 0.9 이하가 바람직하다.

도 5는 마루 폭 L의 평균값과 형상 계수 K를, 다양하게 변경한 가이드 롤(10)을 제조하고, 이것을 압연기(80)의 출구측 디플렉터 롤(88)로서 사용하여, 금속 스트립(81)에 긁힘 흠집이 발생하는지의 여부를 조사한 결과이다. 이 도 5에 있어서, 횡축은 마루 폭 L의 평균값을 나타내고, 종축은 형상 계수 K를 나타내고 있다. 이 도 5에 나타내는 바와 같이, 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 미만이면, 형상 계수 K를 0.7 이상으로 설정해도, 긁힘 흠집이 발생하는 것이 확인되었다. 또한, 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 이상이고, 또한 형상 계수 K가 0.7 이상인 경우에는, 긁힘 흠집이 발생하지 않는 것도 확인되었다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 롤 동체부(11)의 표면의 산술 평균 거칠기(이하, 단순히 평균 거칠기라고도 함) Ra를, 2.5㎛ 이상 4㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 산술 평균 거칠기 Ra라 함은, 「JIS B0601:2001년」에 규정된 것이다(이하 동일함).

여기서, 평균 거칠기 Ra가 2.5㎛ 미만인 경우, 반송 대상물과의 마찰 저항이 작아져, 반송 대상물에 마찰 흠집 등이 발생하기 쉬워진다. 한편, 평균 거칠기 Ra가 4㎛를 초과하는 경우, 롤 동체부(11)의 표면에 존재하는 요철이 반송 대상물에 전사될 가능성이 있다.

따라서 보다 확실하게 마찰 흠집이나 요철의 전사를 방지하기 위해서는, 롤 동체부(11)의 표면의 산술 평균 거칠기 Ra의 하한값을 3㎛로 하고, 상한값을 3.5㎛로 하는 것이 바람직하다.

〔2. 가이드 롤 제조 방법〕

다음에, 본 발명에 관한 가이드 롤 제조 방법의 일 실시 형태에 대해, 도 6을 참조하면서 설명한다.

본 실시 형태의 가이드 롤 제조 방법은, 상술한 가이드 롤(10)[특히, 롤 동체부(11)]의 제조에 사용되는 제조 방법이며, 조면화 가공 공정(제1 공정)과, 1차 연마 공정(제2 공정)과, 도금 공정(제3 공정)과, 마무리 연마 공정(제4 공정)의 4개의 공정을 갖고 있다.

우선, 조면화 가공 공정에서는, 롤 동체부(11)의 소재 표면에 조면화 가공(소위, 덜 가공)을 실시한다. 구체적으로는, 제조해야 하는 가이드 롤(10)의 사양에 따라, 재질 및 형상(폭이나 직경)을 조정한 롤 동체부(11)의 소재[이하, 동체부 소재(20)라고 호칭함]를 준비한다. 또한, 동체부 소재(20)의 재질은, 예를 들어 탄소강 등이다. 그리고 이 동체부 소재(20)의 표면에, 쇼트 블라스트 가공 혹은 방전 가공을 실시함으로써, 소정의 조도로 설정된 요철(표면 거칠기)을 동체부 소재(20)의 표면에 형성한다(도 6의 「조면화 가공 공정」 참조).

계속해서, 1차 연마 공정에서는, 조면화 가공 후의 동체부 소재(20)의 표면에 1차 연마(소위, 피크 컷트 가공)를 실시한다. 구체적으로는, 예를 들어 그라인더 등의 연마 수단에 의해 동체부 소재(20)의 표면을 연마함으로써, 동체부 소재(20)의 표면에 존재하는 요철의 선단[마루(13)의 선단에 상당하는 부분]을 평탄하게 한다(도 6의 「1차 연마 공정」 참조).

계속해서, 도금 공정에서는, 1차 연마 후의 동체부 소재(20)의 표면에 도금층(21)을 형성한다. 구체적으로는, 동체부 소재(20)의 표면에 용사법 등을 사용하여 경질화 도금을 실시함으로써, 동체부 소재(20)의 표면에 존재하는 요철의 표면에 경질화 도금층(21)을 형성한다(도 6의 「도금 공정」 참조). 이 경질화 도금층(21)은, Cr 도금층(예를 들어, 두께가 10㎛ 정도)인 것이 바람직하지만, 가이드 롤(10)의 사양에 따라, 도금의 종류를 적절하게 변경해도 된다.

마지막으로, 마무리 연마 공정에서는, 도금층(21)이 형성된 동체부 소재(20)의 표면에 마무리 연마(소위, 피크 컷트)를 실시한다. 구체적으로는, 예를 들어 그라인더 등의 연마 수단에 의해 동체부 소재(20)의 표면을 연마함으로써, 동체부 소재(20)의 표면에 존재하는 요철의 선단[특히, 도금층(21)의 요철의 선단]을 평탄하게 한다(도 6의 「마무리 연마 공정」 참조). 이상과 같은 4개의 공정에 의해, 최종적으로, 마루 폭 L의 평균값이 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위에 포함되는 동시에, 형상 계수 K가 0.7 이상으로 되는 롤 동체부(11)가 얻어진다.

이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 실시 형태의 변경이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서는, 가이드 롤(10)이, 압연기(80)의 입구측 디플렉터 롤(87) 및 출구측 디플렉터 롤(88) 중 적어도 한쪽으로서 사용되는 경우에 대해 설명하였지만, 본 실시 형태의 가이드 롤(10)은, 반송 대상물의 반송시에 긁힘 흠집의 발생이 우려되는 반송 롤(예를 들어, 금속 스트립의 표면을 평활 마무리하는 브라이트 롤 등)로서 널리 사용할 수 있다.

10 : 가이드 롤
11 : 롤 동체부
12 : 회전축
13 : 마루
14 : 골
Av : 평균선
Rv : 최대 골 깊이
Ry : 최대 높이

Claims

표면 거칠기가 존재하는 롤 동체부를 구비하는 가이드 롤이며,
상기 롤 동체부의 표면 거칠기를 나타내는 거칠기 곡선과 그 평균선의 교점 중, 상기 거칠기 곡선의 마루의 시점과 종점에 상당하는 교점간의 거리의 평균값이 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위에 포함되고;
상기 거칠기 곡선의 최대 골 깊이(Rv) 및 최대 높이(Ry)를 포함하는 하기 수학식 1로 정의되는 형상 계수 K가 0.7 이상인; 것을 특징으로 하는, 가이드 롤.
[수학식 1]
제1항에 있어서,
상기 롤 동체부의 표면의 산술 평균 거칠기 Ra가 2.5㎛ 이상 4㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 가이드 롤.
제1항 또는 제2항에 있어서,
압연기의 입구측 및 출구측 중 적어도 한쪽에 사용되는 디플렉터 롤인 것을 특징으로 하는, 가이드 롤.
표면 거칠기가 존재하는 롤 동체부를 구비하는 가이드 롤의 제조 방법이며,
상기 롤 동체부의 소재 표면에 조면화 가공을 실시하는 제1 공정과;
상기 조면화 가공 후의 상기 소재 표면에 1차 연마를 실시하는 제2 공정과;
상기 1차 연마 후의 상기 소재 표면에 도금층을 형성하는 제3 공정과;
상기 도금층이 형성된 상기 소재 표면에 마무리 연마를 실시하는 제4 공정;을 갖고,
최종적으로, 상기 롤 동체부의 표면 거칠기를 나타내는 거칠기 곡선과 그 평균선의 교점 중, 상기 거칠기 곡선의 마루의 시점과 종점에 상당하는 교점간의 거리의 평균값이 0.2㎜ 이상 1㎜ 이하의 범위에 포함되는 동시에, 상기 거칠기 곡선의 최대 골 깊이(Rv) 및 최대 높이(Ry)를 포함하는 하기 수학식 1로 정의되는 형상 계수 K가 0.7 이상으로 되는 상기 롤 동체부를 얻는 것을 특징으로 하는, 가이드 롤의 제조 방법.
[수학식 1]
제4항에 있어서,
상기 도금층은, Cr 도금층인 것을 특징으로 하는, 가이드 롤의 제조 방법.