WO2006080368A1 - ハースロール用カーボン材料、ハースロール、及びハースロールの使用方法 - Google Patents

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Ichiro Tanokuchi
Yukihiko Uchiyama
Kouichi Akiyama
Kazuyuki Shiraishi
Yoshio Ihara
Susumu Kamiishi
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Definitions

  • the present invention relates to a carbon material suitable for a hearth roll for use in a heat treatment furnace for steel, a hearth nozzle using the carbon material, and a hearth roll. It is about usage.
  • hearth rolls are installed in the furnace to transport these steel materials (especially steel strips) (including loading and unloading).
  • the hearth roll is continuously used for a long time in a high-temperature atmosphere, and is in contact with the steel material that is a material to be heat treated. For this reason, oxides, iron powders, etc. generated on the steel surface react with the hearth roll surface and adhere to the roll surface, and this accumulates to form a so-called pickup.
  • pick-up occurs in the heart roll in this way, surface flaws are generated in the steel sheet, which is the heat-treated material, leading to a significant deterioration in the quality of the steel material.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 5 7-1 4 0 3 7 7 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5 7-1 3 7 4 1 9 disclose a so-called carbon roll using a graphitic carbon material. Yes.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-0 9 2 4 27 discloses a hearth roll obtained by impregnating a carbon-based material with silica or the like. .
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2 00 0-4 5 0 37 discloses a roll body (roll body) in which a carbon-carbon-carbon composite layer is formed on a carbon base material by applying slurry coating and heat treatment.
  • a heat-treating hearth roll having a shell) is disclosed.
  • This carbon roll also has the oxidation resistance and wear resistance of carbon carbide while maintaining the above-mentioned characteristics and lubricity unique to carbon materials. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a carbon material for hearth rolls, which can dramatically improve pick-up resistance and can improve the roll life as compared with conventional carbon rolls. It is an object to provide a heart roll using the carbon material. It is another object of the present invention to provide a method for using a hearth mouth which performs heat treatment that does not generate a pickup for a long time.
  • the conventional carbon roll is soft, even if the carbon layer of the roll is worn, foreign matters such as oxides that have infiltrated the surface of the mouth remain buried in the carbon roll. As a result, the foreign material continues to grow while buried in the carbon roll.
  • the present inventors have reduced the maximum diameter of the pores in the carbon material used as the hearth roll material, and further set the hardness of the carbon material within an appropriate range, thereby generating pickup. It was discovered that this can be prevented.
  • the carbon starting material contains Si carbide, B carbide, B nitride, Si nitride, Ti boride, Zr boride, A1 oxide, and Si oxide.
  • carbon materials that contain one or more of Ti oxides and are sequentially cast, burned, and graphitized (graphitizat ion) have dramatically improved pick-up resistance. And excellent acid resistance It has been found that it has chemical properties.
  • the present invention has been completed based on the above-described findings, and the gist thereof is as follows.
  • a carbon material that has been subjected to a calcined opigraphitization process that is, produced at least after calcining a optographitization process after forming the raw material.
  • the maximum pore diameter is 0.2 mni or less
  • the bulk specific gravity is 1.5 5 to 2.00 g / cm 3
  • the graphitization degree is 0.5 or more
  • the Shore hardness is 40 or more
  • a carbon material for hearth rolls having less than 70, 6 as an inevitable impurity (incidental impurity) of 0.010 mass% or less, and alkali metal element of 0.010 mass% or less.
  • the roll body does not have to be made of the carbon material, and it is sufficient that the carbon material is on the surface.
  • FIG. 1 is a structure photograph of the carbon roll of the present invention by SEM observation.
  • Figure 2 is a micrograph of a conventional carbon roll by SEM observation.
  • the carbon material of the present invention is usually produced by the following procedure.
  • Carbon materials such as natural graphite, carbon black, anthracite, and coatas are pulverized and used as starting materials.
  • This starting material is mixed with a binder such as tar, pitch, or resin, and molded by a method such as molding compaction or extrusion. Thereafter, a carbon material (firing / graphitized carbon material) is obtained through a calcination step, a graphitization treatment step, or in some cases, a high-purification step.
  • a binder such as tar, pitch, or resin
  • Firing may be performed in a known temperature range, for example, about 700 to 1300 ° C.
  • the graphitization treatment may be performed in a known temperature range, for example, about 2500 to 3000 ° C.
  • Si carbide, B carbide, B nitride, Si nitride, Ti boride, boride, A1 oxide, Si oxide, and one or more of Ti oxide A total of 3 to 50% by mass may be added and mixed.
  • the balance is C and inevitable impurities. Important impurities will be described later.
  • the characteristics of the carbon material of the present invention are that after the final step (graphitization treatment step or purification step), the maximum diameter of pores present in the carbon material is 0.2 mm or less, and the bulk specific gravity is 1. 5 to 2.0 gcm 3 , degree of graphitization is 0.5 or more, Shore hardness is 40 or more and less than 70, and Fe as an inevitable impurity is 0.010% by mass or less, alkali The metal element is 0.010 mass% or less. The reasons for limiting each requirement will be described below.
  • the maximum diameter of the pores in the carbon material is an important requirement in the present invention. spirit When the maximum hole diameter exceeds 0.2 mm, the probability that the pores are the starting point of the pickup becomes very high. Therefore, the maximum pore diameter is 0.2 mm or less.
  • n or less is more preferable, and more preferably 0.05 mm or less.
  • the pore diameter means the longest diameter of pores that can observe the cross section of the carbon material using a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • the pore diameter is measured by the following method. Using a SEM, observe at least 5 fields of 2.5 mm x 3 mm, and measure the longest diameter of all the observed pores. The distribution of the pore diameter is obtained, and the maximum diameter is 3 times the standard deviation (3 ⁇ ) higher than the average value.
  • Fig. 1 shows a structural photograph of the carbon material used in the carbon roll of the present invention by S ⁇ observation
  • Fig. 2 shows a structural photograph of the carbon material used in a conventional hearth mouth by SEM observation.
  • the maximum pore diameter in Fig. 1 was 0.19mm, and in Fig. 2, it was 0.46mm.
  • the maximum particle diameter of the starting material described above may be 0.5 mm or less. The maximum particle size of the starting material can be adjusted by sieving after pulverization.
  • the particle diameter of additives such as Si carbide which will be described later, is also preferably 0.5 mm or less.
  • the maximum particle diameter of the starting material is 0.1 mm or less, and the maximum pore diameter is 0.05 mm or less.
  • the maximum particle size of the starting material is preferably set to 0.05 mm or less.
  • setting the maximum particle size of the starting material to less than 0.02 mm (corresponding to a maximum pore size of about 0.01 mm) is undesirable because it increases raw material preparation and management costs for the manufacturing process. .
  • the maximum particle size of the starting material may be 0.05 mm or more. • Bulk specific gravity: 1.5 5 to 2. 0 0 g / cm 3
  • the bulk specific gravity is set to 1.55 g / cm 3 or more in order to reduce the number of pores that are the starting points of the pickup by densifying carbon.
  • the bulk specific gravity is less than 1.5 5 g cm 3 , the porous body becomes porous, and the number of pores as the starting point of the pickup increases.
  • the bulk specific gravity exceeds 2.0 gcm 3 , the impact value decreases and the carbon material may be damaged when used as a hearth roll. Therefore, the bulk specific gravity of the carbon material is set to 1.5 5 to '2. OO gZ cm 3 .
  • the bulk specific gravity can be controlled to a predetermined value by controlling the molding pressure at the time of molding according to, for example, the particle diameter of the starting material, firing conditions, and the like.
  • the carbon material of the present invention is a graphitic carbon material, and the degree of graphitization after graphitization must be 0.5 or more. Preferably it is 0.7 or more. If the degree of graphitization is less than 0.5, the material softens and the wear resistance of the carbon material deteriorates, so that a sufficient life as a hearth roll cannot be secured. Not only that, but when the origin of pick-up occurs in the pores, the surrounding carbon material wears, pick-up growth rate increases, and pick-up resistance deteriorates. Furthermore, there is a problem that oxidation wear tends to occur unless the degree of graphitization is sufficiently large.
  • Carbon materials are classified into carbonaceous and graphite.
  • the degree of black lead in this paper means the proportion of graphite in the carbon material.
  • the degree of graphitization can be controlled to a predetermined value mainly by the conditions of the graphitization treatment process (treatment temperature, treatment time).
  • the Shore hardness H s after graphitization is 40 or more, it is assumed that oxides in the pores, Even if foreign matter such as carbon particles intrudes and the pick-up origin occurs, the surrounding carbon has sufficient hardness so that the wear of the carbon material does not progress, and the foreign matter is buried in the carbon. Therefore, the growth of foreign matter can be suppressed.
  • the Shore hardness H s should be 40 or more and less than 70.
  • the hardness of the carbon material can be controlled to a predetermined value by controlling the firing conditions (temperature, time, etc.) according to, for example, the particle diameter of the starting material.
  • the molding conditions may be further adjusted.
  • Al-rich earth metals (C a, Mg, etc.) in carbon materials are also 0.0 1
  • the carbon material of the present invention has good oxidation resistance, but in order to further improve this, the following additives may be incorporated.
  • Si carbide, B carbide, B nitride, Si nitride, Ti boride, Zr boride, A1 oxide, Si oxide and Ti oxide are all oxidation-resistant materials. By containing it in a single-bonn material, it suppresses oxidation consumption when the carbon material is used in a high-temperature atmosphere. In addition, since these substances are hard, they contribute to the hardening of the strong bonbon material. If the total of these contents is less than 3% by mass, the effect of improving oxidation resistance is insufficient. On the other hand, if the total of these contents exceeds 50% by mass, the brittleness will remarkably occur and the toughness as a carbon roll cannot be secured. Therefore, the total amount of Si carbide, B carbide, B nitride, Si nitride, Ti boride, Zr boride, A1 oxide, Si oxide and Ti oxide is added. 3 to 50 quality%.
  • B nitride, B carbide, Si carbide opi Si nitride are particularly preferable because they form a vitreous oxidation-resistant film well on the surface and pores.
  • the content of each additive can be adjusted by the amount blended with the starting material. The content can be confirmed by methods such as ICP (inductively coupled plasma) mass spectrometry, ICP emission analysis, EPA (electron probe micro-analys is) is X (energy dispersive X-ray analysis).
  • ICP inductively coupled plasma
  • ICP emission analysis ICP emission analysis
  • EPA electron probe micro-analys is
  • X energy dispersive X-ray analysis
  • the hearth roll of the present invention is a hearth roll for a heat treatment furnace having a body made of the carbon material described above.
  • the thickness is preferably 20 mm or more, depending on the application.
  • a preferred method for manufacturing a hearth roll is to cut the above-mentioned carbon material into a sleeve shape and then fit it into the iron core that forms the roll shaft, thereby forming a cylinder made of the above-mentioned carbon material.
  • the above-described hearth mouth of the present invention is suitable for use as a hearth roll in a steel plate heat treatment furnace. That is, since it is possible to suppress the oxide attached to the surface of the steel sheet from adhering to the hearth mouth and becoming a pickup for a long time, the life of the hearthrare is drastically improved.
  • the pick-up resistance is sufficiently improved even when the hearth roll is used at a high temperature of 95 ° C. or higher. It is in the temperature range of 700 to 110 ° C. that the lifetime is sufficiently improved and the effect of the present invention is particularly manifested.
  • the use temperature of the heart roll means the temperature of the surface of the hearth roll, but usually it is substantially the same as the temperature in the heat treatment furnace (furnace temperature) or the atmospheric temperature to which the hearth roll is applied.
  • the present invention is effective regardless of the use atmosphere (furnace atmosphere). Therefore, a favorable effect can be obtained even in an atmosphere usually used for heat treatment of a steel sheet, for example, an atmosphere containing H 2 and / or N 2 as a main component (or including) H 2 O.
  • Coke with a maximum particle size of 0.3 O ram as a carbon raw material is used as a starting material, CIP (Cold Isostatic Press) molding is performed, and it is calcined with opto-graphite treatment to give a degree of graphitization of 0.7 2, Shore hardness A carbon material having an H s 40, a maximum pore diameter of 0.2 O ram, and a bulk specific gravity of 1.78 g / cm 3 was obtained.
  • the Fe content was 15 ppm
  • the Al metal element content was 19 ppm (mainly Na and K, and so on).
  • drum was produced, and this carbon roll was used as a hearth roll of the annealing furnace of a thin steel plate.
  • the temperature inside the annealing furnace was set to 100 ° C., and the atmosphere in the furnace was set to N 2 .
  • This annealing furnace was used for 3 65 days, but no pick-up occurred, and no abnormal oxidation or damage occurred.
  • the Shore hardness was measured with a D-type tester conforming to JIS B 7727 ( 1993 version), and the measuring method was in accordance with JIS Z 2246 (1992 version). The same applies to the following embodiments.
  • COTUS with a maximum particle size of 0.1 mm is used as a starting raw material, CIP molding is performed, and a calcined raw graphitization treatment is performed to give a degree of graphitization of 0.76, hardness H s 5 5, A carbon material having a maximum pore diameter of 0.1 mm and a bulk specific gravity of 1 ⁇ 80 g / cm 3 was obtained. The content of Fe as an inevitable impurity was 5 ppm, and the content of alkali metal elements was 16 ppm. Then, a carbon roll using this carbon material for the mouthpiece body was produced, and the carbon roll was used as a hearth roll for an annealing furnace of a thin steel plate.
  • the annealing furnace was set to a furnace temperature of 100 ° C. and the furnace atmosphere was N 2 . This annealing furnace was used for 365 days, but there was no pick-up, and there was no abnormal oxidation consumption or breakage.
  • a carbon material with a maximum particle size of 0.05 ⁇ as the starting material is used as a starting material, CIP molding is performed, and calcined and graphitized to give a degree of graphitization of 0.80, hardness H s 55, maximum diameter 0. 0 5 mni, to obtain a bulk density 1. 8 5 g Z cm 3 carbon material.
  • the content of Fe as an inevitable impurity was 10 ppm, and the content of alkali metal was 15 ppm.
  • the carbon roll which used this carbon material for the roll body part was produced, and this carbon mouth was used as a hearth roll of the annealing furnace of a thin steel plate.
  • the in-furnace temperature of the annealing furnace is 1 00 0 0 ° C, Furnace atmosphere was N 2. This annealing furnace was used for 365 days, but there was no pick-up, and no abnormal oxidative wear or breakage occurred.
  • Coke with a maximum particle size of 0.3 Omm is used as a carbon raw material, and B 4 C (maximum particle size 0.15 mm) and Si C (maximum particle size 0.26 mm) are added to this.
  • the degree of graphitization here is the ratio of graphite in carbon excluding additives (B 4 C, S i C).
  • the B 4 C content after graphitization was 10% by mass, and the Si C content was 8% by mass.
  • the content of Fe as an inevitable impurity was 16 ppm, and the content of alkali metal elements was 13 pm.
  • a carbon ronole using this carbon material for the roll body.
  • This carbon roll was used as a steel roll annealing furnace.
  • the furnace temperature in the annealing furnace was 100 ° C. and the furnace atmosphere was N 2 .
  • This annealing furnace was used for 730 days, but there was no pick-up, and no abnormal oxidation or damage occurred.
  • the content of Fe as an unavoidable impurity was 30 ppm
  • the content of aluminum metal element was 26 ppm.
  • a carbon roll was produced using this carbon material for the roll body. This carbon nozzle is used for the steel furnace annealing furnace. Used as a roll. In the annealing furnace, as in Example 1, the furnace temperature was 100 ° C., and the furnace atmosphere was N 2 . And, was used in the annealing furnace 7 3 0 days, the generation of pick-up is none, also, abnormal oxidation loss, split loss also occurred a force s seven children.
  • CIP molding is performed using coke with a maximum particle size of 0.30 mm as a carbon raw material, and Ti B 2 (maximum particle size 0.30 mm) added to this, and then calcined and graphitized.
  • a carbon material having a graphitization degree of 0.76, a hardness of Hs 40, a maximum pore diameter of 0.20 mm, and a bulk specific gravity of 1.7′8 g / cm 3 was obtained by the treatment.
  • the Ti B 2 content after graphitization was 15% by mass.
  • the content of Fe as an inevitable impurity was 6 O ppm, and the content of alkali metal elements was 30 ppm.
  • a carbon roll was produced using this carbon material for the roll body.
  • This carbon roll was used as a heart roll for an annealing furnace for thin steel sheets.
  • Furnace temperature of the annealing furnace is set to 1 00 0 ° C, the furnace Kiri ⁇ gas was N 2. Although 7 30 B was used in this annealing furnace, there was no pick-up, and no abnormal oxidation or damage occurred.
  • CIP is used as a raw material for carbon, with a coat having a maximum particle size of 0.30 mm as the raw material, and added with Zr B 2 (maximum particle size 0.18 mni).
  • a graphitization treatment was performed to obtain a carbon material having a degree of graphitization of 0.74, a hardness of H s 40, a maximum pore diameter of 0.20 mm, and a bulk specific gravity of 1.80 gcm 3 .
  • the content of Z r B 2 after graphitization was 20% by mass.
  • the content of Fe as an unavoidable impurity was 45 ppm
  • the content of aluminum metal element was 16 ppm.
  • a carbon roll was produced using this carbon material for the roll body.
  • This carbon roll was used as a heart roll for an annealing furnace for thin steel sheets.
  • the furnace temperature in the annealing furnace was 1 000 ° C, and the furnace atmosphere was N 2 .
  • This annealing furnace was used for 7 30 days, but there was no pick-up, and no abnormal oxidation or damage occurred. (Example 8)
  • CIP molding is carried out using a carbon material with a coat material having a maximum particle size of 0.3 Omm as a starting material and added with A 1 2 0 3 (maximum particle size 0.20 mrQ).
  • a graphitization treatment was performed to obtain a carbon material having a degree of graphitization of 0.72, hardness H s 40, maximum pore diameter of 0.20 mm, and bulk specific gravity of 1.8 2 gZ c: m 3 .
  • the content of A 1 2 0 3 after graphitization treatment was set to 35 mass%.
  • the content of Fe as an inevitable impurity was 35 ppm, and the content of alkali metal elements was 60 ppm.
  • a carbon roll was produced using this carbon material for the roll body.
  • This carbon roll was used as a hearth mouth for an annealing furnace for thin steel sheets.
  • the furnace temperature in the annealing furnace was 100 ° C. and the furnace atmosphere was N 2 .
  • This annealing furnace was used for 7 30 days, but no pick-up occurred, and no abnormal oxidation consumption or breakage occurred.
  • the maximum particle size of 0. 3 Omm coke as a starting material as carbon material to which by using a material obtained by adding S i ⁇ 2 (maximum particle diameter 0. 1 0 mm), perform Katakomi Me molding, firing and Graphitization was performed to obtain a carbon material having a degree of graphitization of 0.81, hardness H s 40, maximum pore diameter of 0.20 mm, and bulk specific gravity of 1.86 6 gcm 3 .
  • the content of Si 0 2 after the lead conversion treatment was 40% by mass.
  • the content of Fe as an inevitable impurity was 50 pp tQ
  • the content of the Al metal element was 15 ppm.
  • a carbon roll was produced using this carbon material for the roll body.
  • This carbon roll was used as a heart roll for an annealing furnace for thin steel sheets.
  • the temperature inside the annealing furnace was set to 100 ° C., and the atmosphere in the furnace was set to N 2 .
  • This annealing furnace was used for 7 30 days, but there was no pick-up, and no abnormal oxidation or damage occurred.
  • a coatas with a maximum particle size of 0.6 mm as the starting material, GIP molding is performed, and the calcined glass is graphitized to a degree of graphitization of 0.7, hardness H s 55, Give maximum diameter 0. 2 5 mm holes, the bulk specific gravity 1. 7 0 g Z cm 3 of carbon materials.
  • the content of Fe as an inevitable impurity was 13 ppm, and the content of alkali metal was 13 ppm.
  • a single bon roll was produced using this carbon material for the roll body, and the carbon roll was used as a hearth roll for an annealing furnace of a thin steel plate.
  • the annealing furnace was set at a furnace temperature of 100 ° C. and the furnace atmosphere was N 2 . Then, after 90 days of use in this annealing furnace, it became difficult to continue further use due to the occurrence of pick-up.
  • the starting material is coated using a coata with a maximum particle size of 1.0 mm, extruded, calcined, and graphitized to a degree of graphitization of 0.68, hardness Hs20, maximum pore size
  • a carbon material of 0.5 0 mm and bulk specific gravity of 1.6 2 g Z cm 3 was obtained.
  • the content of Fe as an inevitable impurity was 13 ppm, and the content of Al strength metal was 18 ppm.
  • a single bon roll was produced using this carbon material for the roll body, and the carbon roll was used as a hearth mouth for an annealing furnace of a thin steel plate.
  • the furnace temperature was set to 100 ° C. and the furnace atmosphere was N 2 as in Example 1. And after 30 days of use in this annealing furnace, it became difficult to continue using it any more because of pick-up. (Comparative Example 4)
  • the furnace temperature was 100 ° C.
  • the furnace atmosphere was N 2 .
  • Carbon rolls using each carbon material in the mouth barrel were produced, and the carbon rolls were used as hearth rolls for thin steel sheet annealing furnaces.
  • a sleeve of 25 mm thickness was made and fitted into the mouthpiece shaft made of heat-resistant steel, but for No. 18, it was a force. processed.
  • a normal atmosphere was used in the annealing furnace, and the furnace temperature was set to 100 ° C.
  • the pick-up resistance and oxidation resistance of each hearth roll were evaluated as follows.
  • the falling carbon particles and the oxide from the steel sheet are prevented from entering the carbon material, thereby forming the starting point of the pickup. Suppress. Furthermore, even if the pick-up origin is formed by increasing the hardness of the power-on-bonn material, the power-on-bonn material itself does not wear, so it is possible to prevent the pick-up point from growing and being buried in the carbon material. Accordingly, the pick-up resistance is dramatically improved. Furthermore, by including an oxidation resistance additive in the carbon material, sufficient oxidation resistance can be ensured.
  • the hearth roll of the present invention does not cause pick-up defects over a long period of time, and can also suppress the consumption of the roll due to oxidation, so that the life of the hearth roll can be significantly improved.
  • suitable annealing conditions in a high-temperature atmosphere of H 2 Oyopi 1 ⁇ 2 main component was 7 0 0 ° C or more comprising of H 2 O traces the heat treatment of the steel sheet (especially 9 5 0 ° or C) ' Can be used for

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Abstract

成形・焼成および黒鉛化処理が施されたカーボン材料であって、該カーボン材料中に存在する気孔の最大径を０．２ｍｍ以下、嵩比重が１．５５～２．００ｇ／ｃｍ３、黒鉛化度を０．５以上、硬度がHs４０以上、７０未満とし、さらに、不可避的不純物としてのＦｅを０．０１０質量％以下、アルカリ金属元素を０．０１０質量％以下としたハースロール用カーボン材料により、耐ピックアップ性を飛躍的に向上させる。

Description

明 細 書 ハース口ール用カーボン材料、 ハース口ール、及ぴハース口ールの使用方法 技術分野
本発明は、 鋼材の熱処理炉に使用するハースロール （hearth rol l ) 用と して適したカーボン材料 （carbon material)、 該カーボン材料を用いたハー ス口一ノレ及ぴ、 ハース口ールの使用方法に関するものである。 背景技術
鋼材の熟処理を行う熱処理炉では、これら鋼材（とくに鋼帯： steel strip) の搬送 （搬入、 搬出も含む） を行うためのハースロールが炉内に設置されて いる。該ハースロールは高温雰囲気で長時間にわたり連続使用され、その間 被熱処理材である鋼材と接触している。 このため、 ロール表面には、 鋼材表 面に生じた酸化物や鉄粉等がハースロール表面と反応して凝着し、さらにこ れが堆積して、 いわゆるピックアップ （pickup) を形成する。 このようにハ ースロールにピックアップが発生すると、 被熱処理材である鋼板に表面疵 ( surface f law) を発生させるため、 鋼材の著しい品質低下を招いていた。 また、 このような品質低下を回避するために、 ピックアップが発生すると、 操業を中止して、ハースロールを取り替えていたの.で生産性を損なう原因と なっていた。 この問題を解決するために、炭素系の材料すなわちカーボン材料をロール 表面に用いた技術が提案されている。
例えば、特開昭 5 7 - 1 4 0 3 7 7号公報おょぴ特開昭 5 7 - 1 3 7 4 1 9号公報には、黒鉛質炭素材料を用いたいわゆるカーボンロールが開示され ている。
これらのカーボンロールは、鋼製のロールや、表面にセラミック層を形成 させたロールに比べて耐ピックアップ性が良好とされる。 すなわち、鋼板表 面の酸化物と反応しにく く、 また、 ロール表面が鋼板との接触により磨耗す るため、異物が付着し難いのみならず、仮に付着したとしても離脱し易いと いう利点がある。
—方、 カーボン材料を熱処理炉のハース口ールとして用いる場合には、耐 酸化'性 (oxidation resistance) の確保も重要な事項である。
耐酸化性を改善する手段として、 特開昭 6 0- 9 2 4 2 7号公報等には、 炭素系材料に、 シリカ等で含浸処理 （impregnated treatment) を施したハ ースロールが開示されている。
さらに、 特開 2 0 0 0— 4 5 0 3 7号公報には、炭素基材上にスラリ一塗 布および熱処理を施すことにより炭化ケィ素一炭素複合層を形成したロー ル胴部 （roll shell) を有する熱処理用ハースロールが開示されている。
このカーボンロールは、 炭素材料特有の上記特性や潤滑性を維持しつつ、 炭化ケィ素のもつ耐酸化性、 耐磨耗性をも兼備している。 発明の開示
〔発明が解決しょうとする課題〕 '
しかしながら、上記のカーボンロールにおいても、長時間使用するとピッ クアップ疵 （pickup flaw) が発生するので、 ロール寿命を向上させるには 改良の余地が残されている。 にもかかわらず、 カーボンロールが開発されて 以降、 耐ピックアップ性を著しく改善させる改良は成功していない。
また、 特開 2 0 0 0— 4 5 0 3 7号公報や特開昭 6 0-9 2 4 2 7号に開 示されているカーボンロールの耐酸化性、耐磨耗性改善効果も持続性が限ら れていた。
本発明は、 上述した問題点に鑑みて、耐ピックアップ性を飛躍的に向上さ せて、従来のカーボンロールに比較してロール寿命を向上させることが可能 なハースロール用カーボン材料、およぴ該カーボン材料を用いたハースロー ルを提供することを目的とする。 さらには、 ピックアップを長時間発生させ ない熱処理を行うハース口ールの使用方法を提供することをも目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、カーボンロールにピックアップが発生する現象について鋭 意調査した結果、 以下の機構を解明した。 従来のカーボン材料には大径の気孔 （stomateまたは pore) が多いため、 熱処理中に鋼板表面に形成された酸化物やカーボンロール表面から脱落し たカーボン粒子が、 当該気孔に異物として侵入する。 この異物は熱処理中の 鋼板と接触して、鋼板表面の酸化物を巻き込んで、異物はさらに成長してい <。
さらに、従来のカーボンロールは軟質であるため、 ロールのカーボン層が 摩耗しても、口ール表面に侵入した酸化物等の異物はカーボンロール中に埋 没し続ける。 その結果として、異物がカーボンロールに埋没したまま成長を 続けるのである。
以上の知見に基づき、本発明者らは、ハースロール用材料として用いられ るカーボン材料中の気孔の最大径を小さく し、さらにカーボン材料の硬度を 適正な範囲に設定することによって、ピックアップの発生を防止できること を発見した。
—方、 耐酸化性を確保するには、 特開昭 6 0 - 9 2 4 2 7号に開示された 技術のように、カーボンロールの表面から気孔中に耐酸化性を有する物質を 含浸処理させる方法が考えられるが、気孔の最大径を小さくすると、 カーボ ン材料が緻密となるために、ハースロールの表層部の浅い領域にしか含浸層 が形成されないことがわかった。従って、ロール寿命の長期化を目的として、 表層から十分深い位置まで含浸処理したハースロールを製造することは困 難である。 また、特開 2 0 0 0— 4 5 0 3 7号公報に開示された技術は通常 の含浸に比べれば耐酸化物層の增深が得られるが、 今だ不充分である。 そこで、 更に検討を進めた結果、 カーボンの出発原料中に S i炭化物、 B 炭化物、 B窒化物、 S i窒化物、 T i硼化物、 Z r硼化物、 A 1酸化物、 S i酸化物および T i酸化物の一種または二種以上を含有させて、 順次成形 ( cast) , 焼成 （burning) および黒鉛化処理 （graphitizat ion) を施された カーボン材料は、耐ピックアップ性が飛躍的に向上すると共に、優れた耐酸 化性を有することを知見した。 本発明は上述した知見に基づき完成されたものであり、その要旨は以下の とおりである。
( 1) 焼成おょぴ黒鉛化処理を施してなる （すなわち原料を成形した後、 少 なく とも焼成おょぴ黒鉛化処理を施して製造された）カーボン材料であって、 該カーボン材料中に存在する気孔の最大径を 0. 2mni以下、 嵩比重を 1. 5 5〜 2. 00 g / c m3,黒鉛化度を 0. 5以上、ショァ硬度を 40以上、
7 0未満とし、 さらに、 不可避的不純物 (incidental impurity) と しての 6を0. 0 1 0質量％以下、 アルカリ金属元素を 0. 0 1 0質量％以下と した、 ハースロール用カーボン材料。
(2) さらに、 S i炭化物、 B炭化物、 B窒化物、 S i窒化物、 T i硼化物、 Z r硼化物、 A 1酸化物、 S i酸化物おょぴ T i酸化物の一種または二種以 上を合計で 3〜 5 0質量％含有する、 上記 （ 1) に記載のハースロール用力 一ボン材料。
(3) 上記 （ 1) または （2) に記載のカーボン材料からなる胴部を有する 熱処理炉用のハース口ール。
なお、 ロールの胴部が全て当該カーボン材料である必要は無く、 当該カー ボン材料を少なく とも表面に有すれば足りる。
(4 ) 上記 （3) に記載のハースロールで、 7 00°C以上の高温で鋼板を搬 送することを特徴とする、 ハースロールの使用方法。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明のカーボンロールの S EM観察による組織写真である。 図 2は、 従来のカーボンロールの S EM観察による組織写真である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を具体的に説明する。 くカーボン材料 >
本発明のカーボン材料は、 通常、 以下の手順で製造される。
炭素系原料、 例えば天然黒鉛、 カーボンブラック、 無煙炭、 コータス等を 粉砕して、 これを出発原料とする。
この出発原料を、結合材であるタール、ピッチあるいは樹脂等と混合して、 型込め圧密や押出し等の方法で成形する。 その後、 焼成工程、 黒鉛化処理工 程、 るいは場合によってはさらに、 高純度化工程を経てカーボン材料 （焼 成 ·黒鉛化カーボン材料） となる。
焼成は公知の温度範囲、 例えば約 700〜1300°Cで行えばよい。 黒鉛化処理 も公知の温度範囲、 例えば約 2500~ 3000°Cで行えばよい。 なお、成形に先立ち、 さらに S i炭化物、 B炭化物、 B窒化物、 S i窒化物、 Ti硼化物、 硼化物、 A1酸化物、 S i酸化物おょぴ Ti酸化物の一種または二種 以上を合計で 3 〜 5 0質量％添加し混合してもよい。
得られたカーボン材料において、 残部は Cおよぴ不可避的不純物である。 重要な不純物については後述する。 本発明のカーボン材料の特徴は、最終工程（黒鉛化処理工程あるいは高純 度化工程） を経た後に、 該カーボン材料中に存在する気孔の最大径が 0 . 2 m m以下、 嵩比重が 1 . 5 5 ~ 2 . 0 0 g c m 3、黒鉛化度が 0 . 5以上、 ショァ硬度 が 4 0以上、 7 0未満とし、 さらに不可避的不純物としての F eが 0 . 0 1 0質量％以下、 アルカリ金属元素が 0 . 0 1 0質量％以下であ ることである。 以下に各要件の限定理由について説明する。
'気孔の最大径： 0 . 2 m m以下
カーボン材料中の気孔の最大径は、本発明において重要な要件である。気 孔の最大径が 0. 2 mm超えとなると、気孔がピックアップの起点となる確 率が非常に高くなる。よって、気孔の最大径は 0. 2 mm以下とするが、 0.
1 m:n以下がより好ましく、 更には、 0. 0 5 mm以下とするのがより好ま しい。
ここで、 気孔の径は、 カーボン材料の断面を走査型電子顕微鏡 （S EM) を用いて観察できる気孔について、その最も長い差し渡し径を意味するもの とする。そして、本発明では、気孔の径を以下の方法で測定するものとする。 S EMを用いて、 2. 5 mmX 3 mmの視野を 5視野以上観察し、 観察され る全ての気孔についてそれぞれ最も長い差し渡し径を測定する。その気孔の 径の分布を求め、 平均値より標準偏差の 3倍 （ 3 σ ) だけ高い値を最大径と する。
図 1は、本発明のカーボンロールに用いたカーボン材料の S ΕΜ観察によ る組織写真を、図 2は従来のハース口ールに用いられていたカーボン材料の S EM観察による組織写真を示す。従来のカーボン材料では、大きな気孔（写 真中の黒い部分） が存在しているのに対し、 本発明のカーボン材料では、 気 孔が微細となっていることがわかる。 なお、 図 1における気孔の最大径は 0.19mmで、 図 2おいては 0.46m mであった。 なお、 気孔の最大径を 0. 2 mm以下とするには、 上述した出発原料の最 大粒子径を 0. 5 0 mm以下とすれば良い。出発原料の最大粒子径の調整は、 粉砕その後の篩い分けにより行うことができる。
さらに、 後述する S i炭化物等の添加物の粒子径についても同様に、 0. 5 mm以下とすることが良い。
また、 気孔の最大径を 0. 1 mm以下とするためには、 出発原料の最大粒 子径は 0. 1 0 mm以下と、 また気孔の最大径を 0. 0 5 mm以下とするた めには、 出発原料の最大粒子径は 0. 0 5 mm以下とすることが好ましい。' 他方、 出発原料の最大粒子径を 0. 0 2mm未満 （気孔の最大径で 0. 0 1 mm程度に対応） とすることは原料の準備、製造工程の管理コストが増大 することから好ましくない。 コス トをさらに重視するのであれば、 出発原料 の最大粒子径を 0. 0 5 mm以上としてもよい。 • 嵩比重： 1. 5 5〜 2. 0 0 g / c m3
本発明において、 嵩比重を 1. 5 5 g / c m3以上としたのは、 カーボン を緻密化してピックアップの起点となる気孔の数を減少させるためである。 嵩比重が 1. 5 5 gノ c m 3未満では、 多孔質となり、 ピックアップの起点 となる気孔の数が増大する。 又、 嵩比重が 2. 0 0 g c m3超になると、 衝撃値が低下し、カーボン材料をハースロールとして用いたときに、割損す ることがある。 そのため、 カーボン材料の嵩比重は 1. 5 5〜'2. O O gZ c m3とする。
嵩比重は、例えば出発原料の粒子径、焼成条件等に応じて成形の際の成形 圧を制御することにより、 所定の値に制御することができる。
•黒鉛化度： 0. 5以上
本発明のカーボン材料は、黒鉛質炭素材料であり、黒鉛化処理後の黒鉛化 度が 0. 5以上である必要がある。 好ましくは 0. 7以上とする。 黒鉛化度 が 0. 5未満では、材料が軟化してカーボン材料の耐摩耗性が劣化し、 ハー スロールとしての寿命を十分確保できない。 それだけでなく、気孔にピック アップの起点が生じると、 その周辺のカーボン材料が摩耗して、 ピックアツ プの成長速度が大きくなり、耐ピックアップ性が劣化する。 さらには黒鉛化 度が十分大きくないと酸化摩耗が生じ易くなるという問題もある。
なお、 カーボン材料は、 炭素質と黒鉛質に分類されるが、 本尧明でいう黒 鉛化度とは、 カーボン材料中の黒鉛質の占める比率のことを意味する。 本発 明では、 X線回祈によって （0 0 2) 面の層間隔 d ( 0 0 2) を測定し、 d ( 0 0 2) = 3. 3 5 4 g + 3. 44 ( 1一 g ) となる gの値を黒鉛化度と する。
黒鉛化度は、 主に黒鉛化処理工程の条件 （処理温度、 処理時間） で所定の 値に制御することができる。
• ショァ硬度： 4 0以上、 7 0未満
黒鉛化処理後のショァ硬度 H sが 4 0以上であれば、 仮に気孔に酸化物、 カーボン粒子等の異物が侵入して、 ピックァップの起点が生じたとしても、 その周囲のカーボンが十分な硬度を有しているためにカーボン材料の摩耗 が進まず、 またカーボン中に異物が埋没して行かないため、 異物の成長を抑 制できる。
他方、 ショァ硬度 H sが 7 0以上と硬すぎる場合には、 一度、 気孔中に異 物が侵入してカーボン材料中に異物が食い込んでしまうと、この異物がカー ボン材料から脱落することなく、カーボン材料中に存在しつづけることにな り、 かえって耐ピックアップ性が劣化する。 従って、 ショァ硬度 Hsは 4 0以 上、 7 0未満とする。
カーボン材料の硬度は、例えば出発原料の粒子径等に応じて焼成条件 （温 度、 時間等） を制御することにより、 所定の値に制御することができる。 な お、 成形条件 （成形方法や圧力等） をさらに調整してもよい。
• F e ： 0 . 0 1 0質量％以下、 アル力リ金属元素： 0 . 0 1 0質量％以下 カーボン材料中に F eや、 アル力リ金属元素 （N a等） が不純物として存 在していると、これらが触媒となり酸化が促進されるので耐酸化性が低下す る。 したがって、 各々の許容値を 0 . 0 1 0質量％以下に低減するものとす る。 これらの元素の含有量を低減するには、純度の高い出発原料を用いれば よい。 なお、後述する S i炭化物等の添加物についても純度を管理すること が好ましい。
この他、 カーボン材料中のアル力リ土類金属 （C a、 M g等） も 0 . 0 1
0質量％以下とすることが好ましい。 '. 本発明のカーボン材料は耐酸化性も良好であるが、これをさらに改善する ために下記の添加物を含有させてもよい。
• S i炭化物、 B炭化物、 B窒化物、 S i窒化物、 T i硼化物、 Z r硼化物、 A 1酸化物、 S i酸化物および T i酸化.物の一種または二種以上の合計添加 量： 3〜5 0質量％ (オプション）
Si炭化物、 B炭化物、 B窒化物、 Si窒化物、 Ti硼化物、 Zr硼化物、 A1酸化 物、 Si酸化物おょぴ Ti酸化物は、 いずれも耐酸化性を有する物質であり、 力 一ボン材料中に含有されることで、カーボン材料を高温雰囲気下で使用した ときの酸化消耗を抑制する。 さらに、 これらの物質は、 硬質であるため、 力 一ボン材料の硬質化にも寄与する。これらの含有量の合計が 3質量％未満で は、 耐酸化性向上効果が不十分となる。 一方、 これらの含有量の合計が 5 0 質量％超えでは、著しく脆化してカーボンロールとしての靱性が確保できな くなる。 従って、 S i炭化物、 B炭化物、 B窒化物、 S i窒化物、 Ti硼化物、 Zr硼化物、 A1酸化物、 S i酸化物おょぴ Ti酸化物の一種または二種以上の合計 添加量を 3〜 5 0質 %とする。
なお、 上記の中でも B窒化物、 B炭化物、 Si炭化物おょぴ S i窒化物はと くに、ガラス質の耐酸化被膜を表面及び気孔によく形成するので、効果が高 く好ましい。 - 各添加物の含有量は、 出発原料に配合する量で調整できる。 含有量の確認 は、 I C P ( induct ively coupled plasma) 質量分析、 I C P発光分析、 E P A ( el ectron probe micro-analys is) is X ( energy dispersive X-ray analysis) などの方法に依ればよい。 なお、従来の含浸技術等においては、耐酸化性物質を有する領域が表面付 近に限定されるており、高温の炉内での使用で耐酸化性物質が昇華してしま うとその効果が失われるために、耐酸化性の持続性に問題があった。本発明 においてはそのような問題が無く、極めて長時間、耐酸化性を維持すること ができる。 .
<ノヽースローノレ >
上述したカーボン材料を、熱処理炉のハース口ールとして用いた場合には. ピックアップの発生が極端に減少し、 ハースロールの寿命が延長する。
本発明のハースロールは、上述したカーボン材料からなる胴部を有する熱 処理炉のハースロールである。 ここで、胴部の軸まで当該カーボンロールと する必要は無く、 ある程度の厚みで胴部の表面を覆っていれば充分である。 厚みとしては用途にもよるが 2 0 m m以上とする事が好ましい。 作業性の観点から好適なハースロールの製造方法としては、上述したカー ボン材料をスリーブ形状 （s l eeve shape) に削りだし、 ロール軸となる鉄芯 にはめ込むことで、上述のカーボン材料からなる胴部を有するハースロール とすることができる。 あるいは、 カーボン材料を加工することにより、 軸付 ロール形状としたハースロールとしてもよい。製造方法はこれらに限定され ない。
<ハース口ールの使用方法〉
上述した本発明のハース口ールは、鋼板の熱処理炉のハースロールとして 用いるのに好適である。すなわち、鋼板の表面に付着した酸化物がハース口 ールに付着してピックアップとなることを長時間に渡り抑制できるため、ハ ースロ一レの寿命が飛躍的に向上する。
なお、ハースロールの使用温度としては、 9 5 0 °C以上の高温でも十分に 耐ピックアップ性は向上する。 寿命が十分に向上して、本発明の効果が特に 発現するのは、 7 0 0〜 1 1 0 0 °Cの温度範囲である。 ここで、 ハースロー ルの使用温度とは、 ハースロール表面の温度を意味するが、 通常は、 ハース ロールを適用する熱処理炉内の温度 （炉内温度） あるいは雰囲気温度と実質 的に同一である。
本発明は使用雰囲気 （炉内雰囲気） に関わり無く効果を発揮する。 したが つて、 鋼板の熱処理に通常用いられる雰囲気、 例えば H 2及び/または N 2を 主成分とし （あるいは含み）、 これに H 2 Oを含む雰囲気等においても、 良 好な効果が得られる。
〔実施例〕
(実施例 1 )
カーボン原料として最大粒子径が 0 . 3 O ra mのコークスを出発原料とし、 C I P (Cold Isostatic Press) 成形を行い、 焼成おょぴ黒鉛化処理を施し て黒鉛化度 0 . 7 2、 ショァ硬度 H s 4 0、 気孔の最大径 0 . 2 O ra m、 嵩 比重 1 . 7 8 g / c m 3のカーボン材料を得た。 尚、 不可避的不純物として の F eの含有量は 1 5 p p m、 アル力リ金属元素の含有量は 1 9 p p m (主 に Naおよび K、 以下同様） であった。 そして、 このカーボン材料をロール胴 部に用いたカーボンロールを制作し、該カーボンロールを薄鋼板の焼鈍炉の ハースロールとして使用した。 焼鈍炉の炉内温度は 1 0 0 0°Cとし、炉内雰 囲気は N 2とした。 そして、 この焼鈍炉で 3 6 5 日使用したが、 ピックアツ プの発生は皆無であり、 また、 異常な酸化消耗、 割損も発生しなかった。 なお、 ショァ硬度は JIS B 7727 (1993年版） に準拠した D形試験機で測定 し、 測定方法は JIS Z 2246 (1992年版） に従った。 以下の実施例においても 同様である。
(実施例 2 )
カーボン原料として最大粒子径が 0. 1 0 mmのコータスを出発原料とし 用いて、 C I P成形を行い、 焼成おょぴ黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 7 6、 硬度 H s 5 5、 気孔の最大径 0. 1 0 mm、 嵩比重 1 · 8 0 g / c m 3 のカーボン材料を得た。 また、不可避的不純物としての F eの含有量は 5 p p m、 アルカリ金属元素の含有量は 1 6 p p mであった。 そして、 このカー ボン材料を口ール胴部に用いたカーボンロールを制作し、該カーボンロール を薄鋼板の焼鈍炉のハースロールとして使用した。焼鈍炉は実施例 1 と同様、 炉内温度は 1 0 0 0°Cとし、 炉内雰囲気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉 で 3 6 5 日使用したが、 ピックァップの発生は皆無であり、 また、 異常な酸 化消耗、 割損も発生しなかった。
(実施例 3 )
カーボン原料として最大粒子径が 0. 0 5 πιπιのコータスを出発原料とし て用い、 C I P成形を行い、 焼成および黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 8 0、 硬度 H s 5 5、 気孔の最大径 0. 0 5 mni、 嵩比重 1. 8 5 g Z c m 3 のカーボン材料を得た。不可避的不純物としての F eの含有量は 1 0 p p m、 アル力リ金属の含有量は 1 5 p p mであった。 そして、 このカーボン材料を ロール胴部に用いたカーボンロールを制作し、該カーボン口一ルを薄鋼板の 焼鈍炉のハースロールとして使用した。焼鈍炉の炉内温度は 1 0 0 0°Cとし、 炉内雰囲気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で 3 6 5日使用したが、 ピッ クアップの発生は皆無であり、 また、 異常な酸化消耗、 割損も発生しなかつ た。
(実施例 4)
カーボン原料として最大粒子径が 0. 3 Ommのコークスを出発原料とし、 これに B 4C (最大粒子径 0. 1 5mm)、 S i C (最大粒子径 0. 2 6 m m) を添加して、 C I P成形を行い、 焼成おょぴ黒鉛化処理を施して黒鉛化 度 0. 7 3、 硬度 H s 40、 気孔の最大径 0. 2 Omm、 嵩比重 1. 8 2 g c m3のカーボン材料を得た。 ここでいう黒鉛化度とは添加物 （B 4 C， S i C) を除くカーボン中の黒鉛質の比率である。 黒鉛化処理後の B 4 Cの 含有量は、 10質量％、 S i Cの含有量は 8質量％とした。 また、 不可避的 不純物としての F eの含有量は 1 6 p p m、アルカリ金属元素の含有量は 1 3 p mであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に用いたカーボ ンローノレを制作した。このカーボンローノレを薄鋼板の焼鈍炉のハー ローノレ として用いた。 焼鈍炉の炉内温度は 1 0 0 0 °Cとし、 炉内雰囲気は N 2とし た。 そして、 この焼鈍炉で 7 30 日使用したが、 ピックアップの発生は皆無 であり、 また、 異常な酸化消耗、 割損も発生しなかった。
(実施例 5)
カーボン原料として最大粒子径が 0. 1 Ommのコータスを出発原料とし、 これに Z r B2 (最大粒子径 0. 3 pmm)、 S i C (最大粒子径 0. 1 5 mm) を添加して、 C I P成形を行い、 焼成おょぴ黒鉛化処理を施して黒鉛 化度 0. 70、 硬度 H s 5 5、 気孔の最大径 0. 1 Omm、 嵩比重 1. 8 6 gZ c m3のカーボン材料を得た。 ここでいう黒鉛化度とは添加物 （Z r B 2、 S i C) を除くカーボン中の黒鉛質の比率である。 黒鉛化処理後の Z r B 2の含有量は、 1 0質量％、 S i Cの含有量は 3 0質量％とした。 また、 不可避的不純物としての F eの含有量は 3 0 p p m、アル力リ金属元素の含 有量は 2 6 p p mであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に用い たカーボンロールを制作した。このカーボン口一ルを薄鋼板の焼鈍炉のハー スロールとして用いた。 焼鈍炉は実施例 1 と同様、炉内温度は 1 0 0 0°Cと し、 炉内雰囲気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で 7 3 0 日使用したが、 ピックアップの発生は皆無であり、 また、 異常な酸化消耗、 割損も発生しな 力 sつ 7こ。
(実施例 6)
カーボン原料として最大粒子径が 0. 3 0 mmのコークスを出発原料とし、 これに T i B 2 (最大粒子径 0. 30mm) を添加したものを用いて、 C I P成形を行い、 焼成および黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 7 6、 硬度 H s 40、 気孔の最大径 0. 20mm、 嵩比重 1. 7 '8 g / c m 3のカーボン材 料を得た。 黒鉛化処理後の T i B 2の含有量は、 1 5質量％と.した。 また、 不可避的不純物としての F eの含有量は 6 O p p m、アルカリ金属元素の含 有量は 30 p p mであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に用い たカーボンロールを制作した。 このカーボンロールを薄鋼板の焼鈍炉のハ ースロールとして用いた。 焼鈍炉の炉内温度は 1 00 0°Cとし、炉内雰囲 気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で 7 3 0 B使用したが、 ピックアップ の発生は皆無であり、 また、 異常な酸化消耗、 割損も発生しなかった。
(実施例 7)
カーボン原料として最大粒子径が 0. 3 0 mmのコータスを出癸原料とし、 これに Z r B 2 (最大粒子径 0. 1 8mni) を添加したものを用いて、 C I P成形を行い、 焼成および黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 74、硬度 H s 40、 気孔の最大径 0. 20mm、 嵩比重 1. 80 g c m 3のカーボン材 料を得た。 黒鉛化処理後の Z r B 2の含有量は、 20質量％とした。 また、 不可避的不純物としての F eの含有量は 4 5 p p m、アル力リ金属元素の含 有量は 16 p p mであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に用い たカーボンロールを制作した。 このカーボンロールを薄鋼板の焼鈍炉のハ ースロールとして用いた。 焼鈍炉の炉内温度は 1 000 °Cとし、炉内雰囲 気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で 7 3 0 日使用したが、 ピックアップ の発生は皆無であり、 また、 異常な酸化消耗、 割損も発生しなかった。 (実施例 8 )
カーボン原料として最大粒子径が 0. 3 Ommのコータスを出発原料とし、 これに A 1 203 (最大粒子径 0. 2 0 mrQ) を添加したものを用いて、 C I P成形を行い、 焼成および黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 7 2、 硬度 H s 4 0、 気孔の最大径 0. 2 0 mm、 嵩比重 1. 8 2 gZ c :m3のカーボン 材料を得た。 黒鉛化処理後の A 1 203の含有量は、 3 5質量％とした。 ま た、不可避的不純物としての F eの含有量は 3 5 p p m、 アルカリ金属元素 の含有量は 6 0 p p mであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に 用いたカーボンロールを制作した。 このカーボンロールを薄鋼板の焼鈍炉 のハース口ールとして用いた。 焼鈍炉の炉内温度は 1 0 0 0 °Cとし、炉内 雰囲気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で 7 3 0 日使用したが、 ピックァ ップの発生は皆無であり、 また、 異常な酸化消耗、 割損も発生しなかった。
(実施例 9 )
カーボン原料として最大粒子径が 0. 3 Ommのコークスを出発原料とし、 これに S i 〇2 (最大粒子径 0. 1 0mm) を添加したものを用いて、 型込 め成形を行い、 焼成および黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 8 1、 硬度 H s 4 0、 気孔の最大径 0. 2 0 mm、 嵩比重 1. 8 6 g c m 3のカーボン材 料を得た。 惠鉛化処理後の S i 02の含有量は、 4 0質量％とした。 また、 不可避的不純物としての F eの含有量は 5 0 p p tQ、アル力リ金属元素の含 有量は 1 5 p p mであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に用い たカーボンロールを制作した。 このカーボンロールを薄鋼板の焼鈍炉のハ ースロールとして用いた。 焼鈍炉の炉内温度は 1 0 0 0°Cとし、炉内雰囲 気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で 7 3 0日使用したが、 ピックアップ の発生は皆無であり、 また、 異常な酸化消耗、 割損も発生しなかった。
(比較例 1 )
出発原料として最大粒子径が 0. 6 mmのコータスを用いて、 G I P成形 を行い、 焼成おょぴ黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 7、 硬度 H s 5 5、 気 孔の最大径 0. 2 5 mm,嵩比重 1. 7 0 g Z c m 3のカーボン材料を得た。 不可避的不純物としての F eの含有量は 1 3 p p m、アルカリ金属の含有量 は 1 3 p p mであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に用いた力 一ボンロールを制作し、該カーボンロールを薄鋼板の焼鈍炉のハースロール として用いた。 焼鈍炉は実施例 1と同様、 炉内温度は 1 0 0 0°Cとし、 炉内 雰囲気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で 9 0 日使用したところ、 ピック ァップの発生により、 これ以上の連続使用が困難な状態となった。
(比較例 2 )
出発原料として最大粒子径が 0. 1 3 mmのコータスを用いて、 C I P成 形を行い、焼成および黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 7 8、硬度 H s 7 5、 気孔の最大径 0. 1 0 mm、 嵩比重 1. 7 9 g c m 3のカーボン材料を得 た。 不可避的不純物としての F eの含有量は 1 4 p p m、 アル力リ金属の含 有量は 1 8 p p mであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に用い たカーボンロールを制作し、該カーボンロールを薄鋼板の焼鈍炉のハース口 ールとして用いた。 焼鈍炉は実施例 1.と同様、 炉内温度は 1 0 0 0°Cとし、 炉内雰囲気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で 9 0日使用したところ、 ピ ックアップの発生により、 これ以上の連続使用が困難な状態となった。
(比較例 3 )
出発原料として最大粒子径が 1. 0mmのコータスを用いて、押出成形を 行い、 焼成おょぴ黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 6 8、 硬度 H s 2 0、 気 孔の最大径 0. 5 0 mm、嵩比重 1. 6 2 g Z c m 3のカーボン材料を得た。 不可避的不純物としての F eの含有量は 1 3 p p m、アル力リ金属の含有量 は 1 8 p p mであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に用いた力 一ボンロールを制作し、該カーボンロールを薄鋼板の焼鈍炉のハース口ール として用いた。 焼鈍炉は実施例 1 と同様、 炉内温度は 1 0 0 0°Cとし、 炉内 雰囲気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で 3 0 日使用したところ、 ピック アップの発生により、 これ以上の連続使用が困難な状態となった。 (比較例 4)
出発原料として最大粒子径 1. O mmのコータスを用いて、押出成形を行 い、 焼成おょぴ黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 7 3、 硬度 H s 2 0、 気孔 の最大径 0. 5 O mm、 嵩比重 1. 6 8 g c m 3のカーボン材料を得た。 不可避的不純物としての F eの含有量は 5 2 p p. m、アル力リ金属元素の含 有量は 3 0 p ρ πιであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に用い たカーボンロールを制作した。このカーボンロールを薄鋼板の焼鈍炉のハー スロールとして用いた。焼鈍炉は実施例 1 と同様、炉内温度は 1 0 0 0°Cと し、 炉内雰囲気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で使用したところ、 3 0 日目にはピックアップが発生し、 5 8 0 日目には酸化消耗による減肉おょぴ ピックアップ発生が激しく、 これ以上の連続使用が困難な状態となった。
(比較例 5 )
出発原料として最大粒子径 0. 1 Ommのコークスを用いて、型込め成形 を行い、 焼成おょぴ黒鉛化処理を施して黒鉛化度 0. 7 6、 硬度 H s' 5 5、 気孔の最大径 0. 1 0mm、 嵩比重 1. 7 8 g / c m 3のカーボン材料を得 た。不可避的不純物としての F eの含有量は 5 1 p p m、 アル力リ金属元素 の含有量は 3 1 p p mであった。 そして、 このカーボン材料をロール胴部に 用いたカーボン口ールを制作した。このカーボン口一ルを薄鋼板の焼鈍炉の ハースロールと して用いた。 焼鈍炉は実施例 1と同様、 炉内温度は 1 0 0 0°Cとし、 炉内雰囲気は N2とした。 そして、 この焼鈍炉で 5 8 0日使用し たところ、酸化消耗による減肉が激しく、 これ以上の連続使用が困難な状態 となった。
(実施例 1 0)
表 1に記載の出発原料（最大粒子径は 0.025〜0.70mniの間で適宜調整した） に、 必要に応じて耐酸化性添加物 （最大粒子径は 0.050~0· 50mniの間で適 宜調整した） を添付し、 C I P成形を行った後、 焼成および黒鉛化処理を施 してカーボン材料を得た。得られたカーボン材料の気孔の最大径、ショァ硬 度 H s、 黒鉛化度、 嵩比重、 F e ·アルカリ金属元素 （主に Naおよび K) お ょぴ耐酸化性添加物の含有量をそれぞれ表 1に示す。 なお、 試料 No. 20につ いては成形を押出し成形で行った。
各カーボン材料を口ール胴部に用いたカーボンロールを制作し、該カーボ ンロールを薄鋼板の焼鈍炉のハースロールとして使用した。 なお、 カーボン 口ールの制作にあたっては、厚み 2 5 m mのスリーブを作成して耐熱鋼製の 口ール軸にはめ込んだが、 No. 18については力.一ボン材料そのものを口ール 型に加工した。
焼鈍炉では通常の雰囲気を用い、 炉内温度は 1 0 0 0 °Cとした。 各ハースロールの耐ピックアップ性おょぴ耐酸化性は、下記のように評価 した。
耐ピックアップ性の指標：
1 =使用日数 9 0 日未満にてピックアップ発生、
2 =同 9 0 日以上 1 8 0日未満にてピックアップ発生、
3 =同 1 8 0 日以上 3 8 0日未満にてピックアップ発生、
4 =同 3 8 0 日以上にてピックアツプ発生。
耐酸化性の指標 ： 380日使用後重量 使用前重量で下記のように評価 (途中でピックァップが発生しても評価のため 380日まで継続使用）
1 = 8 0 %未満、
2 = 8 0 %以上 9 0 %未満、
3 = 9 0 %以上 9 5 %未満、
4 = 9 5 %以上。 各ハースロールにおける評価結果を表 1に合わせて示す。 本発明の要件 を満たすハース口ールは、極め _て優れた耐ピックァップ性およぴ耐酸化性を 示す。 含有物
気孔の 耐ピックァ 耐酸化 出発 黒鉛化 アル リ金属 耐酸化性
No. 最大径 Hs Fe ッフ。性 性 原料 度 / cm 元素（合計） 添加物
(mm) (mass%) 指標 *** 指標浦
(mass%) (mass%)
1 コ -クス 0.30 55 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 1 3
2 // 0.25 55 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 1 3
3 /, 0.20 55 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 3 3
4 11 0.15 55 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 3 3
5 11 0.10 55 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 4 3
6 11 0.05 55 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 4 3
7 0.02 55 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 4 3
8 /, 0.10 30 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 2 3
9 0.10 40 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 4 3
10 /, 0.10 70 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 4 3
11 /, 0.10 80 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 2 3
12 rr 0.10 55 0.60 1.75 0.004 0.008 ― 4 3
13 n 0.10 55 0.60 1.75 0.004 0.011 ― 4 1
14 11 0.10 55 0.60 1.60 0.004 0.004 ― 4 3
15 // 0.10 55 0.60 1.95 0.004 0.004 ― 4 3
16 /, 0.10 55 0.60 1.75 0.008 0.004 ― 4 3
17 // 0.10 55 0.55 1.75 0.004 0.004 ― 4 3
18 /£Β口 0.10 55 0.60 1.75 0.004 0.004 Si3N4:5% 4 4
BN:10%,
19 コ-クス 0.10 55 0.60 1.75 0.004 0.004 4 4
BC:10%
20* 0.20 45 0.60 1.75 0.004 0.004 ― 3 3
*) ∑形手段： 押し出し成形
**) 混合原料： 力-ホ'ンフ'ラック： 30mass%+天然黒鉛： 70mass%
***) 耐ピックアツフ'性指標： ヒ'ックアツフ'発生までの使用日数が、 1 =90日未満、
2=90日以上 180日未満、 3=180日以上 380日未満、 4=380日以上 ****)耐酸化性指標： 使用後重量/使用前重量が、 1=80%未満、 2=80%以上 90%未満、
3=90%以上 95%未満、 4=95%以上
本発明のハース口一/レ用カーボン材料あるいは本努明のハースローノレに よれば、脱落したカーボン粒子およぴ鋼板からの酸化物がカーボン材料中に 侵入することを防止し、 ピックアップの起点の形成を抑制する。 さらに、 力 一ボン材料の高硬度化により、 ピックアップの起点が形成したとしても、 力 一ボンお料自体が摩耗しないので、 ピックアップ起点が成長して、 カーボン 材料中に埋没することを防止できる。 したがって、耐ピックアップ性が飛躍 的に向上する。 さらには、耐酸化性添加物をカーボン材料中に含有させることにより、耐 酸化性も十分に確保することが可能となる。
また、本発明のハースロールの使用方法によれば、長時間に渡りピックァ ップ疵が発生することがなく、 また、必要に応じて酸化によるロールの消耗 も抑制できるので、ハースロールの寿命を格段に向上させることが可能とな る。 産業上の利用の可能性
本発明のハースロールは、長時間に渡りピックァップ疵が発生することが なく、 また、 酸化によるロールの消耗も抑制できるので、 ハースロールの寿 命を格段に向上させることが可能となる。
特に、鋼板の熱処理で H 2およぴ1^ 2を主成分とし微量の H 2 Oを含む 7 0 0 °C以上 （とりわけ 9 5 0 °C以上)'の高温雰囲気中における焼鈍条件に好適 に使用できる。

Claims

請求の範囲
1. 焼成おょぴ黒鉛化処理を施してなるカーボン材料であって、
該カーボン材料中に存在する気孔の最大径を 0. 2πιιη以下、 嵩比重を 1. 5 5〜2. 00 g/ c m3、
黒鉛化度を 0. 5以上、
ショァ硬度を 40以上、 70未満とし、 さらに、
不可避的不純物としての F eを 0. 0 1 0質量％以下、 アルカ リ金属元 素を 0. 0 1 0質量％以下とした、
ハース口一ノレ用カーボン材料。
2. さらに、 S i炭化物、 B炭化物、 B窒化物、 S i窒化物、 T i硼化物、 Z r硼化物、 A 1酸化物、 S i酸化物おょぴ T i酸化物の一種または二種以 上を合計で 3〜 5 0質量％含有する、
請求項 1に記載のハースロール用カーボン材料。
3. 請求項 1または 2に記載のカーボン材料を少なく とも表面に有する胴 部を有するハースロール。
4. 請求項 3記載のハースロールで、
700 °C以上の高温で鋼板を搬送する、 ハースロールの使用方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51121416A (en) * 1975-04-18 1976-10-23 Toshiba Ceramics Co Ltd Rolls for heat treatment
JPS57137419A (en) * 1981-02-18 1982-08-25 Kawasaki Steel Corp Hearth roll of heat treatment furnace
JPS57140377A (en) * 1981-02-25 1982-08-30 Kawasaki Steel Co Graphitic carbon material for heat treatment furnace hearth roll
JPH08188820A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Akechi Ceramics Kk 熱処理炉用ハースロール
JP2002523689A (ja) * 1998-08-21 2002-07-30 ズィンテク・ケラーミク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディートゲゼルシャフト 極微細炭素からなるピストンおよびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51121416A (en) * 1975-04-18 1976-10-23 Toshiba Ceramics Co Ltd Rolls for heat treatment
JPS57137419A (en) * 1981-02-18 1982-08-25 Kawasaki Steel Corp Hearth roll of heat treatment furnace
JPS57140377A (en) * 1981-02-25 1982-08-30 Kawasaki Steel Co Graphitic carbon material for heat treatment furnace hearth roll
JPH08188820A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Akechi Ceramics Kk 熱処理炉用ハースロール
JP2002523689A (ja) * 1998-08-21 2002-07-30 ズィンテク・ケラーミク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディートゲゼルシャフト 極微細炭素からなるピストンおよびその製造方法

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