KR20200116907A - 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재 및 연속 소둔로 - Google Patents

연속 소둔로의 롤축부 단열 부재 및 연속 소둔로 Download PDF

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KR20200116907A
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마사쿠니 다구치
미츠오 스즈키
아키히로 야노
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미쯔비시 케미컬 주식회사
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Abstract

연속 소둔로의 롤 삽통공과 롤 사이를 통과하여 베어링에 전달되는 열을 감소시키기 위한 롤축부 단열 부재로서, 롤 외주면에 접하거나 또는 근접하는, 45 ㎛ 이상의 샷 함유율이 3% 이하인 무기 섬유 블랭킷을 갖는 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재. 이 롤축부 단열 부재를 구비한 연속 소둔로.

Description

연속 소둔로의 롤축부 단열 부재 및 연속 소둔로
본 발명은, 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재에 관한 것으로, 특히 롤의 단부측의 롤축부와 롤 삽통공(揷通孔) 사이로부터 베어링으로 열이 전달되는 것 및/또는 롤베어링으로부터 누출되는 윤활재가 롤축을 따라 노(爐) 내에 도달하는 것을 방지하기 위한 롤축부 단열 부재에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 이 롤축부 단열 부재를 갖는 연속 소둔로에 관한 것이다.
연속 소둔로는, 환원 분위기로 한 노 내부에 코일형의 강판을 순차 받아들여, 반송롤(허스롤)에 의해 반송하면서, 연속하여 소둔하는 노이다. 특허문헌 1과 같이, 강판을 반송하는 롤의 길이 방향(롤 축심 방향)의 양단부는, 각각 노벽에 설치된 롤 삽통공을 통과하여 노 밖으로 연장되고, 베어링에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 노체(爐體)와 베어링 사이에는, 노내(爐內) 가스의 유출을 방지하기 위한 통형 부재가 롤 단부를 둘러싸도록 설치되어 있다. 베어링에 대하여 그리스 등의 윤활재가 공급된다.
종래, 연속 소둔 처리 설비 등의 노내 라이닝에는, 경량의 내화재, 단열재로서 우수한 특성을 갖는 세라믹 파이버가 이용되고 있다(예컨대, 특허문헌 2). 세라믹 파이버는, 원심력을 이용한 스피닝법이나 고속 압축 공기로 불어 날려 버리는 블로잉법에 의해, 고온 용융 상태의 세라믹 재료를 섬유화시킴으로써 제조된다. 이 세라믹 파이버에는, 섬유가 될 수 없는 입자상인 채로 남는 비섬유상 입자, 즉 샷이 포함되어 있고, 이 샷은, 분진의 원인이 된다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2006-170254호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2006-10107호 공보
연속 소둔로는, 고온(예컨대 1000℃)까지 승온되기 때문에, 고온의 노내 가스가 허스롤 단부와 롤 삽통공과의 간극을 통과하여 베어링까지 침입하고, 이 열에 의해 그리스가 증발하거나 탄화하거나, 또는 고온의 노내 가스에 의해 그리스가 롤베어링으로부터 누출되어, 롤축을 따라 노내에 도달한 결과, 노내에서 탄화한다. 이것에 의해, 노내에 그을음이 비산되어 반송되는 강판에 부착되고, 후공정의 도금 공정에서 비도금 등의 표면 결함이 발생하였다(특허문헌 1의 0005 단락). 또한, 원래 강판을 따뜻하게 하기 위한 에너지를 그을음에 빼앗겨, 가열 효율이 악화되는 등의 문제가 있었다.
특허문헌 1에는, 노내 가스가 베어링까지 침입하는 것을 방지하기 위해 시일 원반을 설치하는 것이 기재되어 있지만, 이 시일 원반의 구성 재료의 상세에 대해서는 기재되어 있지 않다.
본 발명은, 연속 소둔로의 노내의 고온 가스의 열이 베어링에 전달되는 것 및/또는 롤베어링으로부터 누출되는 윤활재가 롤축을 따라 노내에 도달하는 것을 막기 위한 롤축부 단열 부재와, 이 롤축부 단열 부재를 구비한 연속 소둔로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 요지는 다음과 같다.
[1] 연속 소둔로의 롤 삽통공과 롤베어링 사이에 설치되는 롤축부 단열 부재로서,
롤 외주면에 접하거나 근접하는, 45 ㎛ 이상의 샷 함유율이 3% 이하인 무기 섬유 블랭킷을 가지며, 상기 무기 섬유 블랭킷의 1000℃의 사이클 시험 후의 잔존 두께가 70% 이상인 것을 특징으로 하는 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
[2] 상기 무기 블랭킷에 있어서, 이하의 측정 조건에서의 최대 하중이 5.0 kgf 이상인 [1]에 기재된 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
[측정 조건]
무기 블랭킷 샘플(세로 210 ㎜, 가로 80 ㎜)에 대하여, 가로 방향의 중앙부, 선단으로부터 40 ㎜의 위치에 코르크 볼러(내경 14 ㎜)를 이용하여 관통부를 작성하고, 상기 관통부에 내경 12 ㎜의 막대를 통과시켜, 상기 관통부로부터 더 떨어진 횡단면을 고정한 후에, 상기 막대를 수평하게 유지하면서, 샘플의 세로 방향으로 상승시켜, 파단하는 하중(최대 하중)을 측정한다.
[3] 상기 무기 섬유 블랭킷은 알루미나 섬유 블랭킷인 [1]에 기재된 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
[4] 상기 알루미나 섬유 블랭킷을 구성하는 알루미나 섬유의 멀라이트 결정률이 85% 이하인 [2]에 기재된 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
[5] 상기 롤축부 단열 부재는, 노벽 또는 롤베어링 지지 부재와 결합되는 롤 외주면을 둘러싸는 드럼부를 갖는 케이싱을 갖고 있고, 상기 무기 섬유 블랭킷은 상기 케이싱의 드럼부의 내주면을 따라 유지되어 있는 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
[6] 상기 무기 섬유 블랭킷은 링형이며, 동축형으로 적층 배치된 복수매의 링형의 무기 섬유 블랭킷이 상기 케이싱에 부착되어 있는 [5]에 기재된 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
[7] 상기 무기 섬유 블랭킷은 판형이며, 복수매의 무기 섬유 블랭킷이, 각각의 판면을 드럼부의 축심선 방향과 평행 방향으로 하여, 드럼부 내주면을 따라 둘레 방향으로 배열 설치되어 있고,
상기 케이싱이 롤축과 롤축부 열차단 부재의 거리를 조정하기 위한 체결 기구를 갖는 [6]에 기재된 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
[8] [1]∼[7] 중 어느 하나에 기재된 롤축부 단열 부재를 구비한 연속 소둔로.
45 ㎛ 이상의 샷 함유율이 3% 이하이고, 또한 1000℃의 사이클 시험 후의 잔존 두께가 70% 이상인 무기 섬유 블랭킷을 갖는 롤축부 단열 부재를 롤 삽통공과 롤 사이에 설치함으로써, 노내의 열의 침입을 막을 수 있다. 그 결과, 베어링의 승온이 억제되어, 그리스 탄화에 의한 그을음 발생이 방지된다. 이것에 의해, 비도금 등의 표면 결함이 방지됨과 더불어, 퇴적된 그을음을 제거하기 위한 노내 청소 작업의 빈도를 감소시킬 수 있다.
또한, 롤축부 단열 부재의 재료로서 45 ㎛ 이상의 샷 함유율이 3% 이하인 무기 섬유 블랭킷을 이용하기 때문에, 노내에 무기 섬유 블랭킷 유래의 입자상 이물이 혼입되지 않아, 강판 및 롤에 상기 이물에 의한 흠집이 생기지 않는다는 점에서 바람직하고, 또한, 롤축부 열차단 부재에 롤축이 접촉한 상태에서 회전하여도 마찰될 뿐 큰 흠집이 나지 않아, 롤축을 열화시키는 일이 없다는 점에서 바람직하다. 1000℃의 사이클 시험 후의 잔존 두께가 70% 이상 무기 섬유 블랭킷을 이용함으로써, 고온 조건 하에서의 롤의 축 흔들림 등의 움직임에 대하여 치수가 쉽게 변화되지 않아, 결과적으로 롤과 단열 부재와의 간극이 쉽게 생기지 않는다는 점에서 바람직하다.
또한, 노내에 그을음이 침입하면, 원래 강판을 따뜻하게 하기 위한 에너지를 그을음에 빼앗기지만, 그을음의 침입을 막음으로써, 가열 효율의 저하도 막을 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 연속 소둔로의 롤축부 부근의 종단면도이다.
도 2는 실시형태에 따른 연속 소둔로의 롤축부 부근의 종단면도이다.
도 3은 실시형태에 따른 연속 소둔로의 롤축부 부근의 종단면도이다.
도 4는 실시형태에 따른 롤축부 단열 부재의 종단면도이다.
도 5는 도 4의 일부의 확대도이다.
도 6은 실시형태에 따른 롤축부 단열 부재의 정면도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII선 단면도이다.
도 8은 도 6, 도 7의 롤축부 단열 부재의 제작 중간을 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 6, 도 7의 롤축부 단열 부재의 제작 중간을 나타낸 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 실시형태에 관해서 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 연속 소둔로(1)의 롤축부 부근의 종단면도를 나타내고 있다.
연속 소둔로(1)는, 피처리 강판을 반송하기 위한, 수평으로 배치된 다수의 롤(2)을 구비하고 있다. 롤(2)은, 등직경의 대직경부(2a)와, 상기 대직경부(2a)의 양단측의 롤축부(2b)를 갖고 있다. 롤축부(2b)는, 대직경부(2a)로부터 양단을 향해 서서히 직경이 감소되는 테이퍼형부(2c)와, 상기 테이퍼형부보다 양단측의 등직경부(2d, 2e, 2f)를 갖고 있다. 등직경부(2d, 2e, 2f)의 직경은, 이 순서로 작게 되어 있다. 등직경부(2f)가 베어링(3)을 통해 롤 지지 부재(4)에 지지되어 있다. 베어링(3)에는, 주입관(도시 생략)을 통해 그리스가 공급된다.
롤 지지 부재(4)는, 노체(1)에 대면하는 제1 플레이트(4a)와, 상기 제1 플레이트(4a)에 수직으로 교차하는 제2 플레이트(4b)와, 베어링 유지 하우징(4c)을 갖고 있다. 제1 플레이트에 롤 삽통구(4d)가 마련되어 있다.
연속 소둔로(1)의 노체 측벽(10)은, 철피(鐵皮)(11)와, 상기 철피(11)의 내측에 설치된 세라믹 파이버제 라이너(12)를 갖는다.
노체 측벽(10)에 마련된 개구(13)에 라이너 블록(20)이 장착되어 있다. 이 라이너 블록(20)은, 철피(21)와, 상기 철피(21)의 노 내측에 설치된 세라믹 파이버제 라이너(22)를 갖는다. 상기 라이너(22) 및 철피(21)를 관통하도록 롤 삽통공(23)이 형성되어 있다. 철피(21)에는, 롤 삽통공(23)의 주연부에, 환형 철판으로 된 좌판(21a)이 고착되어 있다.
롤 삽통공(23)은, 노 내측이 노 내측일수록 대직경이 되는 테이퍼형이며, 노 외측이 원통형의 등직경 구멍으로 되어 있다. 롤축부(2b)는, 이 롤 삽통공(23)을 통해 노 밖으로 연장되어 있다.
이 롤축부(2b) 중 롤 삽통공(23)으로부터 노 밖으로 연장된 부분을 둘러싸도록 통형 커버(30)가 설치되어 있다. 이 통형 커버(30)는, 통 축심 방향으로 신축 가능한 벨로우즈형이다. 통형 커버(30)의 일단측에 설치된 제1 플랜지(31)가 롤 지지 부재(4)의 제1 플레이트(4a)에 볼트 및 너트 등에 의해 부착되어 있다.
커버(30)의 타단측에 설치된 제2 플랜지(32)가, 철피(21)의 좌판(21a)에 볼트 및 너트에 의해 부착되어 있다. 이 실시형태에서는, 이 제2 플랜지(32)와 좌판(21a) 사이에, 롤축부 단열 부재(40)의 플랜지부(41b)가 협지되어 있다.
이 실시형태에서는, 롤축부 단열 부재(40)는, 도 4, 도 5와 같이, 케이싱(41)과, 상기 케이싱(41)에 유지된 무기 섬유 블랭킷(42) 등을 갖는다. 케이싱(41)은, 원통형의 드럼부(41a)와, 상기 드럼부(41a)의 일단으로부터 방사 방향(바깥쪽)으로 돌출되는 플랜지부(41b)와, 상기 드럼부(41a)의 통축 방향의 일단으로부터 안쪽으로 돌출되는 내향 플랜지부(41c)와, 드럼부(41a)의 통축 방향의 타단에 비스 등에 의해 착탈 가능하게 부착된 누름 링(43)을 갖는다.
플랜지부(41b)에 형성된 볼트 삽통공(41d)에 볼트(도시 생략)가 삽입 관통된다. 이 볼트는, 통형 커버(30)의 제2 플랜지(32) 및 철피(21)의 좌판(21a)에 각각 형성된 볼트 삽통공(도시 생략)으로도 삽입 관통되고, 너트가 나사 부착된다. 이것에 의해, 플랜지부(41b)가 제2 플랜지(32)와 좌판(21a) 사이에서 협지되고, 롤축부 단열 부재(40)가 라이너 블록(20)에 고정된다.
무기 섬유 블랭킷(42)은, 이 실시형태에서는 링형(원환형)의 반상(盤狀)이다. 복수매의 무기 섬유 블랭킷(42)이 동축형으로 중첩되고, 알루미나 섬유의 로프(47)에 의해 봉합되어 일체화되어, 무기 섬유 블랭킷 적층체(48)가 된다. 이 무기 섬유 블랭킷 적층체(48)의 적층 방향의 일단면이 플랜지부(41c)에 중첩되고, 타단면의 외주연이 누름 링(43)에 의해 눌려진다. 이것에 의해, 무기 섬유 블랭킷 적층체(48)가 케이싱(41)에 유지된다.
각 무기 섬유 블랭킷(42)은, 각각의 내주면(42a)이 동축형으로 가지런히 중첩되어 있고, 무기 섬유 블랭킷 적층체(48)가 원통형의 내부 구멍(48a)을 가진 것으로 되어 있다. 각 무기 섬유 블랭킷(42) 사이에, 모르타르 등의 부정형 내화물을 부착시켜, 부정형 내화물층을 형성시켜도 좋다. 각 무기 섬유 블랭킷(42) 사이에, 부정형 내화물층을 가짐으로써, 각 무기 섬유 블랭킷(42) 사이의 접착 강도를 높이는 점, 및 노 밖에서 휘발된 그리스 또는 노 밖에서 생성된 그을음의 노내로의 침입을 막는다는 점에서 바람직하다. 또한, 각 무기 섬유 블랭킷(42) 사이에 금속판 등의 차폐층을 갖고 있어도 좋다. 각 무기 섬유 블랭킷(42) 사이에 차폐층을 가짐으로써, 노 밖에서 휘발된 그리스 또는 노 밖에서 생성된 그을음의 노내로의 침입을 막는다는 점에서 바람직하다.
이 무기 섬유 블랭킷 적층체(48)의 내부 구멍(48a)에 롤축부(2b)가 삽입 관통되어 있다. 상기 내부 구멍(48a)의 내주면이 롤축부(2b)[이 실시형태에서는 소직경부(2c)]의 외주면에 탄성적으로 압착되어 있다.
이와 같이 구성된, 롤축부 단열 부재(40)를 갖는 연속 소둔로(1)에 있어서는, 노내의 고온 가스가 롤축부 삽통공(23)에 들어가게 되어도, 롤축부 단열 부재(40)에 의해 그 이상 베어링(3)측으로 침입하는 것이 방지된다. 이 때문에, 베어링(3)의 승온이 억제되어, 그리스의 기화나 탄화가 방지된다.
노내 가스의 일부가 롤축부 단열 부재(40)보다 커버(30)측으로 침입했다고 해도, 그 양은 소량임과 더불어, 커버(30)로부터의 방열에 의해 냉각되기 때문에, 베어링(3)의 승온이 억제된다.
또한, 이 롤축부 단열 부재(40)를 설치함으로써, 그리스의 증발물이 베어링(3)으로부터 커버(30) 내로 들어가게 되어도, 롤축부 단열 부재(40)에 의해 그 이상 노 내측으로 침입하는 것이 방지되기 때문에, 노내에서의 그리스 탄화물의 생성이 방지된다. 또한, 롤축부 단열 부재(40)가, 롤을 따라 침입해 오는 액화된 그리스를 흡수하기 때문에, 그리스 탄화물의 생성이 방지된다.
도 1에서는, 롤축부 단열 부재(40)의 드럼부(41a)는 플랜지부(41b)보다 노내 방향으로 배치되어 있지만, 도 2와 같이, 드럼부(41a)를 플랜지부(41b)보다 노 바깥 방향으로 배치하여도 좋다.
또한, 본 발명에서는, 도 3과 같이, 롤축부 단열 부재(40)를 롤 지지 부재(4)의 제1 플레이트(4a)에 부착하여도 좋다.
도 2, 도 3의 그 밖의 구성은 도 1과 동일하며, 동일 부호는 동일 부분을 나타내고 있다.
도 4, 도 5에서는, 무기 섬유 블랭킷(42)의 판면은 내부 구멍(48a)의 축심선과 수직 방향으로 되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명에서는, 도 6∼도 9의 롤축부 단열 부재(40')와 같이, 무기 섬유 블랭킷(42')의 판면을 드럼부(41a)의 축심선과 평행 방향으로 하여도 좋다.
도 6∼도 9에서는, 무기 섬유 블랭킷(42')은, 사각형 판형이며, 드럼부(41a)의 내주면의 둘레 방향으로 적층되어 있다. 각 무기 섬유 블랭킷(42')은, 외주측 쪽이 내주측보다 두께가 큰 것으로 되어 있다. 중첩된 무기 섬유 블랭킷(42')은, 알루미나 섬유의 로프(47)에 의해 결속되어 일체화되어, 원통형의 무기 섬유 블랭킷 적층체(48')가 된다.
도 9와 같이, 이 원통형 무기 섬유 블랭킷 적층체(48')의 외주에 무기 섬유 시트(49)가 감기고, 그 외주에 체결 밴드(50)가 감긴다. 이 체결 밴드(50)의 양단은, 체결 로드(51)의 슬롯(긴 구멍)에 삽입 관통된다. 체결 로드(51)를 화살표 R과 같이 그 로드 축심 주위로 회전시킴으로써, 체결 밴드(50)의 양단이 상기 로드(51)에 권취되고, 무기 섬유 블랭킷 적층체(48')가 체결 밴드(50)에 의해 체결된다. 이것에 의해, 허스롤이 팽창·수축으로 변위했을 때, 체결에 따라 추종할 수 있어, 롤축과 롤축부 열차단 부재의 간극을 아주 작게 할 수 있다. 체결 밴드(50)의 외주측에 무기 섬유 시트(49)가 되접어 꺾여 중첩된다.
이 무기 섬유 블랭킷 적층체(48')도, 도 6, 도 7과 같이, 무기 섬유 블랭킷 적층체(48)와 마찬가지로 케이싱(41)에 유지된다. 도 7과 같이, 체결 로드(51)는, 케이싱(41)의 플랜지부(41c)와 누름 링(43) 사이에 걸쳐진다.
도 6∼도 9의 그 밖의 구성은 도 4, 도 5와 동일하며, 동일 부호는 동일 부분을 나타내고 있다.
상기 설명에서는, 무기 섬유 블랭킷 적층체(48, 48')의 내부 구멍(48a)의 내주면이 롤축부(2b)의 외주면에 접촉하는 것으로 하고 있지만, 내부 구멍(48a)의 내주면과 롤축부(2b)의 외주면 사이에 약간(바람직하게는 10 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 5 ㎜ 이하, 특히 바람직하게는 3 ㎜ 이하)의 클리어런스가 존재하여도 좋다.
본 발명에서는, 무기 섬유 블랭킷은 알루미나 섬유 블랭킷인 것이 바람직하다. 다음에, 본 발명에서 이용하는 데 적합한 45 ㎛ 이하의 샷 함유율이 3% 이하이고 무기 섬유 블랭킷의 1000℃의 사이클 시험 후의 잔존 두께가 70% 이상인 알루미나 섬유 블랭킷에 관해서 설명한다.
연속 소둔로 내에서, 강판 흠집에 영향을 미치는 45 ㎛ 이상의 입자상 이물이 없는 것이 바람직하기 때문에, 알루미나 섬유 블랭킷은, 45 ㎛ 이상의 샷 함유율이 3% 이하 특히 2% 이하인 것이 바람직하다. 알루미나 섬유 블랭킷에 포함되는 45 ㎛ 이상의 샷 함유율의 측정은, JIS R3311의 세라믹 파이버 블랭킷에 포함되는 샷 함유율의 측정(체 JIS Z 8801의 호칭 치수 212 ㎛)에 준거하여, 325 메쉬의 45 ㎛의 체를 이용하여, 측정한다.
본 발명에서 이용하는 알루미나 섬유 블랭킷은, 실질적으로 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유를 포함하지 않고, 또한 니들링 처리가 행해진 것이 바람직하다. 또한, 이 니들 블랭킷을 이용함으로써, 내하중의 점에서도, 바람직하다. 여기서, 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유를 실질적으로 포함하지 않는다는 것은, 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유가, 전체 섬유 중량의 0.1 wt% 이하인 것을 나타낸다.
본 발명에서 이용하는 알루미나 섬유 블랭킷을 구성하는 알루미나 섬유의 평균 섬유 직경은, 5∼7 ㎛인 것이 바람직하다. 알루미나 섬유의 평균 섬유 직경이 지나치게 크면, 블랭킷의 반발력, 인성(靭性)이 없어지고, 지나치게 작으면, 공기 중에 부유하는 발진량이 많아져, 섬유 직경 3 ㎛ 이하의 섬유가 함유될 확률이 높아진다.
본 발명에서 이용하는 알루미나 섬유 블랭킷을 구성하는 알루미나 섬유의 알루미나/실리카의 조성비(wt%)가, 65∼98/35∼2의 범위에 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 68∼85/32∼15의 범위이며, 더욱 바람직하게는 70∼80/30∼20이고, 특히 바람직하게는 70∼76/30∼24의 범위이다. 또한, 본 발명에서 이용하는 알루미나 섬유 블랭킷을 구성하는 알루미나 섬유의 멀라이트 결정률[알루미나 섬유 중의 멀라이트(3Al2O3·2SiO2)의 비율]은, 특별한 제한은 없지만, 통상 85% 이하, 바람직하게는 75% 이하, 보다 바람직하게는 60% 이하, 더욱 바람직하게는 30% 이하, 더욱 더 바람직하게는 20% 이하, 특히 바람직하게는 10% 이하이다. 멀라이트 결정률은, 이하와 같이 측정된다. 측정 샘플을 유발로 분쇄하고, X선 회절 장치(예컨대 RIGAKU사 제조)로 감전압 30 kv, 감전류 40 mA, 4°/분의 속도로 측정하며, 멀라이트의 피크인 2θ=26.3°의 피크 높이(h)를 판독한다. 또한, 동일한 조건으로 표준품[예컨대 멀라이트 표준 물질(일본 세라믹스 협회 인증 표준 물질 JCRM-R041) 또는 알루미나 섬유(알루미나:실리카=72:28, 멀라이트 결정률 65∼75%)를 1500℃에서 8시간에 걸쳐 가열 처리한 섬유 등]을 측정하고, 2θ=26.3°의 피크 높이(h0)를 판독한다. 이 때의 멀라이트 결정률은 이하의 식으로 나타내는 값이 된다.
멀라이트 결정률 = h/h0
멀라이트 결정률을 상기한 범위로 함으로써, 단열성과 가공성, 쿠션성을 양립시킬 수 있다는 점에서 바람직하다.
이러한 알루미나 섬유 블랭킷의 일례로서, 미쯔비시 케미컬 가부시키가이샤 제조 마프텍(등록상표)을 들 수 있다.
본 발명에서 이용하는 알루미나 섬유 블랭킷의 두께는, 바람직하게는, 6∼25 ㎜, 더욱 바람직하게는 7∼13 ㎜이다. 이 알루미나 섬유 블랭킷은, 5℃/분으로 승온하고, 1500℃에서 8시간 유지한 조건에서의 수축률(측정 방법은 JIS R3311에 준거)이 1% 미만인 것이 바람직하다.
본 발명에서 이용하는 알루미나 섬유 블랭킷의 평량은, 바람직하게는, 1000∼3000 g/㎡, 보다 바람직하게는, 1200∼2800 g/㎡이며, 특히 바람직하게는, 1400∼2500 g/㎡이다.
본 발명에서는, 알루미나 섬유 블랭킷 등의 무기 섬유 블랭킷은, 이하에 기재하는 측정 방법에 있어서의 1000℃의 사이클 시험 후의 잔존 두께가 70% 이상이고, 바람직하게는 75% 이상이며, 보다 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 85% 이상, 더욱 더 바람직하게는 90% 이상, 특히 바람직하게는 96% 이상이다.
측정 방법: 무기 블랭킷을 세로 10 ㎜ 가로 50 ㎜로 복수매 절단한 샘플을 조정하고, 상기 샘플의 절단 단면을 드러내도록 나란히 배열하고, 상기 샘플을 알루미나실로 봉합하여, 일체화시킨 샘플(세로 45 ㎜×가로 50 ㎜×높이 10 ㎜)을 제작한다. 상기 샘플의 높이가 8.25 ㎜에서 30분간 압축한 후, 상하의 플레이트를 1000℃까지 승온하고, 높이 9.5 ㎜(개방측)에서부터 높이 7 ㎜(압축측)까지 압축하는 것을 800회 반복한다. 그 측정 전후의 잔존 두께를, 측정 전의 무기 섬유 블랭킷 두께에 대한 측정 후의 무기 섬유 블랭킷 두께의 비율(%)을 산출한다.
상기 잔존 두께가 상기 범위에 있음으로써, 노의 조업시에 발생하는 진동이 가해져도 무기 섬유 블랭킷의 반발력이 유지되고, 무기 섬유 블랭킷 적층체(48, 48')의 내부 구멍(48a)의 내주면과 롤축부 외주면 사이에 간극이 발생하지 않아, 노내 가스의 유출이 충분히 방지된다.
본 발명에서 이용하는 알루미나 섬유 블랭킷으로서는, 알루미나 섬유 니들 블랭킷이 바람직하고, 알루미나 섬유 블랭킷의 박리가 쉽게 발생하지 않는다는 점에서 바람직하다.
본 발명에서 이용하는 알루미나 섬유 니들 블랭킷에 있어서의 니들 자국 밀도, 즉 매트면의 단위 면적(1 ㎠)당의 니들 자국의 수는 매트면 전체의 평균치로서 1.0∼50.0개/㎠, 바람직하게는 15.0∼40.0개/㎠이며, 특히 바람직하게는 20.0∼35.0개/㎠인 것이 바람직하다. 니들 자국의 산출 방법은, 50×50 ㎜의 정방형으로 절단하여 샘플로 하고, 샘플의 한쪽 면으로부터 가시광을 쬐어, 다른 쪽 면에 투영되는 니들 자국의 그림자에 매직펜으로 점묘한다. 이 점의 수를 카운트하여 니들 자국 밀도를 산출한다.
본 발명에서 이용하는, 알루미나 섬유 블랭킷 등의 무기 섬유 블랭킷은, 이하의 측정 조건에서의 최대 하중이 5.0 kgf 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6.5 kgf 이상, 더욱 바람직하게는 8.0 kgf 이상, 특히 바람직하게는 8.5 kgf 이상이다. 무기 섬유 블랭킷의 최대 하중이 전술한 범위에 있음으로써, 롤의 축 흔들림 등의 외력에 대하여 내구성을 가지며, 결과적으로 롤과 롤축부 단열 부재의 간극이 쉽게 생기지 않게 된다는 점에서 바람직하다.
[측정 조건]
무기 블랭킷 샘플(세로 210 ㎜, 가로 80 ㎜에 대하여, 가로 방향의 중앙부, 선단으로부터 40 ㎜의 위치에 코르크 볼러(내경 14 ㎜)를 이용하여 관통부를 작성하고, 상기 관통부에 내경 12 ㎜의 막대를 통과시켜, 상기 관통부로부터 더 떨어진 횡단면을 고정한 후에, 상기 막대를 수평으로 유지하면서, 샘플의 세로 방향으로 상승시켜, 파단하는 하중(최대 하중)을 측정한다.
본 발명에서 이용하는, 알루미나 섬유 블랭킷 등의 무기 섬유 블랭킷은, 이하의 측정 조건에서의 윤활재 흡수 높이가 9.5 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8.5 ㎜ 이하, 특히 바람직하게는 8.0 ㎜ 이하이다. 무기 섬유 블랭킷의 윤활재 흡수 높이가 전술한 범위에 있음으로써, 롤베어링으로부터 누출되는 윤활재를 서서히 흡수하기 때문에, 노내에 침입하는 윤활재를 줄일 수 있다는 점에서 바람직하다.
[측정 조건]
윤활제(에이젯사 제조, 형번 ISOVG68)에 무기 섬유 블랭킷 세로 120 ㎜, 가로 20 ㎜로 한 샘플을, 샘플 단면이 액면 하 20 ㎜가 되는 상태에서 90초간 침지하고, 회수한 후, 침지한 단면으로부터 윤활제를 흡수하고 있는 위치의 최상부까지의 거리를 측정한다.
상기 실시형태는 본 발명의 일례로서, 본 발명은 상기 이외의 형태로 되어도 좋다.
실시예
<측정 방법>
[1000℃의 사이클 후의 잔존 두께]
무기 블랭킷을 세로 10 ㎜ 가로 50 ㎜로 복수매 절단한 샘플을 조정하고, 상기 샘플의 절단 단면을 드러내도록 나란히 배열하고, 상기 샘플을 알루미나실로 봉합하여, 일체화시킨 샘플(세로 45 ㎜×가로 50 ㎜×높이 10 ㎜)을 제작하였다. 상기 샘플의 높이가 8.25 ㎜에서 30분간 압축한 후, 상하의 플레이트를 1000℃까지 승온하고, 높이 9.5 ㎜(개방측)에서부터 높이 7 ㎜(압축측)까지 압축하는 것을 800회 반복하였다. 그 측정 전후의 잔존 두께를, 측정 전의 무기 섬유 블랭킷 두께에 대한 측정 후의 무기 섬유 블랭킷 두께의 비율(%)을 산출하였다.
[멀라이트 결정률의 측정]
측정 샘플을 유발로 분쇄하고, X선 회절 장치(RIGAKU사 제조)로 감전압 30 kv, 감전류 40 mA, 4°/분의 속도로 측정하고, 멀라이트의 피크인 2θ=26.3°의 피크 높이(h)를 판독하였다. 또한, 알루미나 섬유 블랭킷(알루미나:실리카=72:28, 멀라이트 결정률 68%, 마프텍(등록상표), 미쯔비시 케미컬 가부시키가이샤 제조) 유래의 알루미나 섬유를 1500℃에서 8시간에 걸쳐 가열 처리한 섬유를 표준품으로 하여, 측정 샘플과 동일한 조건으로 측정하고, 2θ=26.3°의 피크 높이(h0)를 판독하였다. 이때의 멀라이트 결정률은 이하의 식으로 나타내는 값이 된다.
멀라이트 결정률 = h/h0
[무기 섬유 블랭킷 최대 하중]
무기 블랭킷 샘플(세로 210 ㎜, 가로 80 ㎜)에 대하여, 가로 방향의 중앙부, 선단으로부터 40 ㎜의 위치에 코르크 볼러(내경 14 ㎜)를 이용하여 관통부를 작성하고, 상기 관통부에 내경 12 ㎜의 막대를 통과시켜, 상기 관통부로부터 더 떨어진 횡단면을 고정한 후에, 상기 막대를 수평으로 유지하면서, 샘플의 세로 방향으로 상승시켜, 파단하는 하중(최대 하중)을 측정하였다.
[윤활재 흡수 높이]
윤활제(에이젯사 제조, 형번 ISOVG68)에 무기 섬유 블랭킷 세로 120 ㎜, 가로 20 ㎜로 한 샘플을, 샘플 단면이 액면 하 20 ㎜가 되는 상태에서 90초간 침지하고, 회수한 후, 침지한 단면으로부터 윤활제를 흡수하고 있는 위치의 최상부까지의 거리를 측정하였다.
[실시예 1]
알루미나 섬유 블랭킷 1[상품명: 마프텍(등록상표), 미쯔비시 케미컬 가부시키가이샤 제조, 알루미나:실리카=72:28, 멀라이트 결정률 1.5%, 평량 1500 g/㎡]에 관해서, 전술한 측정 방법에 기초하여 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
알루미나 섬유 블랭킷 2[상품명: 마프텍(등록상표), 미쯔비시 케미컬 가부시키가이샤 제조, 알루미나:실리카=72:28, 멀라이트 결정률 70.8%, 평량 1600 g/㎡]에 관해서, 전술한 측정 방법에 기초하여 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
알루미나 섬유 블랭킷 3(알루미나:실리카=80:20, 멀라이트 결정률 50.0%, 평량 1600 g/㎡)에 관해서, 전술한 측정 방법에 기초하여 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
비결정 섬유 블랭킷 3(알루미나:실리카:지르코니아=35.5:49:15, 평량 2000 g/㎡)에 관해서, 전술한 측정 방법에 기초하여 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 실리카 섬유 블랭킷 3의 섬유는 비정질 섬유이기 때문에, 멀라이트 결정률을 측정할 수 없었다.
Figure pct00001
본 발명을 특정 양태를 이용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백하다. 본 출원은, 2018년 2월 6일자로 출원된 일본 특허 출원 2018-019476에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.
1 : 연속 소둔로 2 : 롤
2b : 롤축부 3 : 베어링
4 : 롤 지지 부재 10 : 노체
20 : 라이너 블록 21 : 철피
21a : 좌판 22 : 세라믹 파이버 라이너
23 : 롤 삽통공 30 : 통형 커버
31, 32 : 플랜지 40 : 롤축부 단열 부재
41 : 케이싱 41a : 드럼부
41b : 플랜지부 41c : 플랜지부
42 : 무기 섬유 블랭킷 43 : 누름 링
48, 48’ : 무기 섬유 블랭킷 적층체 50 : 체결 밴드
51 : 체결 로드

Claims (8)

  1. 연속 소둔로의 롤 삽통공과 롤베어링 사이에 설치되는 롤축부 단열 부재로서,
    롤 외주면에 접하거나 근접하는, 45 ㎛ 이상의 샷 함유율이 3% 이하인 무기 섬유 블랭킷을 가지며, 상기 무기 섬유 블랭킷의 1000℃의 사이클 시험 후의 잔존 두께가 70% 이상인 것을 특징으로 하는 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기 블랭킷에 있어서, 이하의 측정 조건에서의 최대 하중이 5.0 kgf 이상인 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
    [측정 조건]
    무기 블랭킷 샘플(세로 210 ㎜, 가로 80 ㎜)에 대하여, 가로 방향의 중앙부, 선단으로부터 40 ㎜의 위치에 코르크 볼러(내경 14 ㎜)를 이용하여 관통부를 작성하고, 상기 관통부에 내경 12 ㎜의 막대를 통과시켜, 상기 관통부로부터 더 떨어진 횡단면을 고정한 후에, 상기 막대를 수평하게 유지하면서, 샘플의 세로 방향으로 상승시켜, 파단하는 하중(최대 하중)을 측정한다.
  3. 제1항에 있어서, 상기 무기 섬유 블랭킷은 알루미나 섬유 블랭킷인 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
  4. 제2항에 있어서, 상기 알루미나 섬유 블랭킷을 구성하는 알루미나 섬유의 멀라이트 결정률이 85% 이하인 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤축부 단열 부재는, 노벽 또는 롤베어링 지지 부재와 결합되는 롤 외주면을 둘러싸는 드럼부를 갖는 케이싱을 갖고 있고, 상기 무기 섬유 블랭킷은 상기 케이싱의 드럼부의 내주면을 따라 유지되어 있는 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
  6. 제5항에 있어서, 상기 무기 섬유 블랭킷은 링형이며, 동축형으로 적층 배치된 복수매의 링형의 무기 섬유 블랭킷이 상기 케이싱에 부착되어 있는 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
  7. 제5항에 있어서, 상기 무기 섬유 블랭킷은 판형이며, 복수매의 무기 섬유 블랭킷이, 각각의 판면을 드럼부의 축심선 방향과 평행 방향으로 하여, 드럼부 내주면을 따라 둘레 방향으로 배열 설치되어 있고,
    상기 케이싱이 롤축과 롤축부 열차단 부재의 거리를 조정하기 위한 체결 기구를 갖는 연속 소둔로의 롤축부 단열 부재.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 롤축부 단열 부재를 구비한 연속 소둔로.
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