JP2650774B2

JP2650774B2 - 高温鋼材搬送用ロール

Info

Publication number: JP2650774B2
Application number: JP2211691A
Authority: JP
Inventors: 隆岡; 聡笠井
Original assignee: TOOKARO KK; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: TOOKARO KK; JFE Steel Corp
Priority date: 1990-08-13
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JPH0499813A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高温鋼材搬送用ロールに関し、特に、ステ
ンレス鋼板の熱処理炉内に設置するロールとして好適な
搬送用ロールについての提案である。

〔従来の技術〕高温鋼材、例えば熱処理ラインで処理する高温のステ
ンレス鋼板などを搬送するためのロールとしては、表面
に耐熱性材料を被覆したロールが用いられている。

ところで、このような熱処理炉用被覆ロール，とくに
温度が1200℃を超えるような均熱帯に設置されている搬
送用被覆ロールというのは、搬送するべき材料（ステン
レス鋼板）が軟化しているため、ロール表面のわずかな
変化でも、それが原因となって、かかる搬送材（ステン
レス鋼板）に疵を発生させやすい特性があり、それゆえ
に表面の状態が長期にわたって安定していることが重要
である。

一方、ロールそれ自体に着目すると、この搬送用ロー
ルの本体部分は、高温の雰囲気下で使用されるものであ
るから、その中心部分が水冷されているのが普通であ
る。したがって、通板面となるこのロールの表面は、断
熱材料などで被覆しており、これによって搬送鋼板の温
度低下を防ぐこととしている。しかも、このような目的
の下に使用される被覆材は、上述したような疵がつきに
くい物質であることが必要である。例えば、アスベスト
とかシリカ・アルミナ繊維等が代表的な被覆材料であ
る。

上述の如き搬送用被覆ロールとしては、従来、特開平
１−290712号公報や特開平１−301818号公報に開示され
ているようなものがある。これらの従来ロールは、いわ
ゆるロール軸芯のまわりに、円板状の耐熱性断熱シート
を軸方向に積層して断熱層とし、この断熱層の構造を工
夫することにより、耐久性や耐ビルドアップ特性を改善
することとしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上掲の従来搬送用ロールは、以下に説
明するような各種の問題点を抱えていた。すなわち、水
冷ロールのロール軸芯まわりに装着する耐熱性断熱部材
の被覆層が、アスベストや耐熱性無機質繊維などを主体
とするドーナツ状のものを、水冷ロールの軸方向に嵌め
入れて積層し、かつ圧縮して所定の外径寸法に仕上げた
もので構成されている。ところが、このようなドーナツ
状シート状物をロールに嵌挿する作業は、多大の労力と
時間が必要であった。しかも、この従来搬送ロールを、
実際の熱処理炉で使用した結果によれば、ロール表面を
形造る被覆層がシート状物の積層構造であるために、被
覆構成物であるアスベストや無機質繊維の劣化や硬化が
激しく、短期間のうちにロールから脱落する現象が見ら
れ、そのため短時間で使用不能になって操業を停止しな
ければならないという問題点があった。さらに、この従
来搬送ロールについては、ステンレス鋼板の表面に発生
するスケールがロールの表面に付着し、そのロール表面
への付着スケールによって、後続の搬送材料（ステンレ
ス鋼板）の表面が傷つけられるという、いわゆるビルド
アップの弊害が、依然として解消されていないという課
題も残していた。

そこで、本発明の目的は、搬送用ロール被覆層の成形
が容易で、またその被覆層については汚染や欠損に対し
ての抵抗性が高く、しかもロール表面性状が長期間に亘
って常に安定していてビルドアップが発生しにくい搬送
用ロールを開発することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上掲の目的を実現すべく鋭意研究を重ねた結果、本発
明者らは、上記被覆層として、従来の無機質繊維を主材
とするシート材を積層していく構造のものに代え、溶射
皮膜を適用すると、従来技術の欠点が克服できるという
知見を得た。すなわち、ロールの表面を、次のような同
効の各種溶射材料を吹き付けて被覆層とした搬送用ロー
ルによれば、従来技術が抱える問題点を解消できること
が判ったのである。

かかる溶射被覆層としては、耐熱性と断熱特性に優れ
被削性を有するサーメット溶射被覆層が好適であり、そ
のようなサーメット溶射被覆層としては、BNを４〜10wt
％含み残部がNi,Cr,Fe,Alを含む各種の耐熱合金よりな
る溶射材料、あるいは焼成ベントナイトを15〜30wt％含
み残部が同じく耐熱合金からなる溶射材料が好適であ
り、そしてそのサーメット溶射被覆層の厚さは0.5〜5mm
の層厚にすることが好適であると言える。

以下にこの発明の詳細を説明する。

本発明にかかるステンレス鋼搬送用（炉内）ロールの
構成の特徴は、中空水冷構造とした耐熱鋼製ロールの外
側に、耐熱性と断熱性とに優れると共に、被削性に具え
るサーメット材料を溶射被覆して被削性に優れた溶射被
覆層を設けたことである。

ここでいう被削性とは、被覆した前記溶射皮膜が、接
触する相手材（搬送材）によって容易に摩減していく性
質を具えていることを意味する。従って、このような特
性を具える溶射皮膜を搬送用ロールの外周面に付与する
と、次のような効果を発揮する。すなわち、搬送するス
テンレス鋼板の表面に発生する酸化物（スケール）が、
ロール表面に転写されることによって生じるビルドアッ
プ現象が、次第に摩現する皮膜表面の作用によって順次
に削減し、その結果、軟化状態にあるステンレス鋼板が
このロールに接しても、従来のようなビルドアップが存
在しないから、押し疵を発生させるという現象もなくな
る。

上述した耐熱性と断熱性とに優れかつ被削性を具える
サーメット材料として、本発明者らは、種々の実験結果
から、BNとNi,Cr,FeあるいはAlなどの合金とのサーメッ
ト、または焼成ベントナイトと前記耐熱性合金とのサー
メットが有効であることを見い出した。

BNと前記耐熱合金とのサーメットは、BNの含有量が４
〜10wt％で所期の目的が達成される。このBN含有量が4w
t％よりも少ないと、被削性が低下するために、発生し
たビルドアップの除去が困難となる。一方、このBN含有
量が10wt％を超えると、摩耗が早期に起こるために、ロ
ールの交換が頻繁になってしまう。

また、本発明者らの研究によると、上記サーメット材
料として、焼成ベントナイトと前記耐熱合金とからなる
ものが有効であるとの知見を得た。このサーメットにお
いて、前記焼成ベントナイトの含有量は15〜30wt％とす
ることが有効である。この焼成ベントナイトの含有量が
15％より少ないと、被削性が悪くなり、ロール表面に発
生したビルドアップの除去を困難にする。一方、この焼
成ベントナイトの含有量が30wt％を超えると、摩耗が早
期に進行してロールの交換を頻繁に行なわねばならず、
不経済である。

なお、サーメットを構成する耐熱合金としては、例え
ばNi−Cr−Fe−Al合金やNi−Cr−Al合金、あるいはNiや
Crなどを含むその他の鉄，非鉄系耐熱合金が用いられ
る。

つぎに、水冷中空ロール基材の表面に形成する上記サ
ーメット溶射被覆層の厚さは、ロール本体が、その軸芯
中空部に導入する水によって水冷されているため、搬送
するステンレス鋼板の温度を低下させないように断熱効
果を大きくしなければならない。そのために被覆層の層
厚は、少なくとも0.5mmは必要である。また、この層厚
は厚くなるほど断熱効果は大きいが、逆に密着性が低下
すると共に剥離のおそれも生ずるので、5mmを超えてま
で被覆することは避けなければならない。従って、この
溶射被覆層の層厚は0.5〜5mmが好適である。

〔作用〕

上述の如きに構成された本発明にかかるサーメット溶
射被覆層は、つぎのような作用を有する。

かかる溶射被覆層は、従来のシート状物の積層構造と
は異なり、表面の平滑性が高く、それ故に通板時のステ
ンレス鋼板とロール表面との接触状態がソフトでスムー
スな搬送が可能となる。また、被削性を具えるサーメッ
トの溶射被覆層であるから、次第に摩減していくため、
搬送ステンレス鋼板に、ビルドアップによる製品疵をつ
けるおそれがない。しかも、このような被覆層にあって
は、ロール本体が水冷されているとしても、ロール最外
面温度は炉温を維持でき、通板面におけるステンレス鋼
板の温度低下を招くことがない。すなわち、本発明にか
かる被覆層の場合、ビルドアップが生じても被覆層のも
つ被削性により自浄作用が働き、簡単に除去できるの
で、被搬送物であるステンレス鋼板への押し込み疵を未
然に防止することが可能である。

〔実施例〕

生産能力24000トン／月のステンレス専用熱処理炉
に、本発明に基づいて形成した第１図に示すような搬送
用ロールを適用し、主として寿命についてのテストを行
なった。その結果を第１表にまとめて示す。

比較した従来アスベスト被覆ロール（No.1）は、生産
量が6000トンになると、表面を覆うアスベストが脱落し
た。また、シリカ・アルミナ繊維の被覆層を設けた搬送
用ロール（No.2）も、6000トンを処理した段階でビルド
アップが発生し、ステンレス鋼板の疵が心配されたの
で、その時に取り外した。

なお、BNと耐熱合金とのサーメットのうち、BN含有量
が2wt％の搬送用ロール（No.3）は、10,000トンを処理
した段階でビルドアップを発生し、またBN含有量が12wt
％のロール（No.4）は、20,000トン処理した段階で摩耗
してしまったので途中で取り外したが、それでも従来搬
送用ロールよりも著しく寿命の延長が達成できた。

これに対し、BNの含有量が4wt％（No.7）と10wt％（N
o.8）のロールは、それぞれ100,000トン,80,000トン大
幅な寿命の延長が達成できた。とくにBNの含有量を10％
とし、被覆層の厚みを5mmとしたもの（No.9）の場合、
さらに高い寿命延長が達成できた。

また、同様に、焼成ベントナイトと耐熱合金のサーメ
ットを溶射被覆した搬送用ロールでは、焼成ベントナイ
ト含有量が10wt％（No.5）,40wt％（No.6）の搬送用ロ
ールの寿命は、従来品を若干上廻る程度にとどまった
が、焼成ベントナイト含有量が15wt％（No.10）,30wt％
（No.11）では、大幅な寿命延長が達成できた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る高温鋼材搬送用ロ
ールは、ビルドアップが自動的に消滅する上、積層材の
ものに比べると表面性状がなめらかであるから、搬送さ
れるステンレス鋼板に疵をつけることがなく、しかも初
期状態のまま長期間安定した表面状態を維持して使用す
ることができる。その結果、ステンレス鋼板の品質の向
上とロール長寿命化が同時に実現可能となる。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の実施例のロールの断面図であり、ロ
ール表面に耐熱に優れかつ被削性を持つサーメット材料
を溶射被覆したことを模式して示している。１……ロール本体、２……溶射被覆層、３……冷却水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−141819（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−174318（ＪＰ，Ａ) 特公昭53−35885（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭51−47405（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水冷中空ロール外周面に耐熱性断熱材を被
覆してなるロールにおいて、前記耐熱性断熱材の被覆層
を、層厚が0.5〜5mmの厚さの、BNを４〜10wt％含み残部
が耐熱性合金からなる被削性を有するBNサーメット、も
しくは焼成ベントナイトを15〜30wt％含み残部が耐熱性
合金からなる被削性を有する焼成ベントナイトサーメッ
トのいずれかである単層の溶射被覆層にて構成したこと
を特徴とする高温鋼材搬送用ロール。