JP2731835B2 - ローラーハース型加熱炉用搬送ロールの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐圧縮性、耐衝撃性に優れたローラーハース
型加熱炉用搬送ロールの製造方法に関する。

［従来の技術］ 珪素鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鋼板等の金属
や板ガラス等の連続加熱処理炉において、ストリップの
搬送用ハースロールとして種々の材質のものが使用され
ている、耐熱合金製ロールや鉄芯にセラミック製スリー
ブを挿入してロールとしたものや、石綿板を積層圧縮し
てなるロール等が被熱材の種類や処理条件に合わせて種
々使用されている。

従来、ストリップ鋼板や板ガラスの連続加熱において
使用されるこの種のハースロールにおいては被熱材への
疵が極度に嫌われるため、一般に石綿板をドーナツ状円
板に打ち抜き加工したシートを積層して鉄芯を挿入し、
圧縮成形した石綿ロールが使用されてきた。

石綿ロールは石綿繊維のもつ優れた耐熱性、耐久性及
び復元性を利用したもので、被熱材への適当なクッショ
ン性と耐摩耗性を有しており、ステンレス鋼板のような
1000℃以上にも達する高温下においてもハースロールと
して多数使用されているが、1200℃にもなる高温部にお
いては使用に耐えず、また、近年の石綿公害の問題から
石綿繊維を主原料とする石綿ロールは製造や使用に対し
て充分な注意が必要となってきており、石綿代替品より
なる高性能ロールの開発が為されている。

石綿代替品として特願昭62−199061号及び特願昭62−
199062号に記載されているようなセピオライトとマイカ
を主成分とするシート材やセピオライトと無機質結着材
を主成分とするシート材等のロール用シート材に関する
種々の提案が為されている。

このようなシート材をドーナツ状円板に打ち抜き加工
したシートを積層して鉄芯を挿入し、圧縮成形すること
により得られる石綿代替品よりなるロールは良好な耐摩
耗性を有し、また、クラックを生ずることもなく、被熱
材への疵もなく、種々の連続加熱処理炉の搬送用ロール
として好適に使用できるものであるが、耐圧縮性、耐摩
耗性の面では石綿製ロールに匹敵する性能を付与するこ
とが難しい。

そこで、本出願人はドーナツ状円板に打ち抜き加工し
た耐熱シート材を鉄芯に挿入し、圧縮成形してなるロー
ラーハース型加熱炉用搬送ロールにおいて、前記耐熱シ
ート材間に所定の間隔で補強用部材としてドーナツ状円
板形態の金属、金属繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維ま
たは炭素繊維よりなるシートまたは網状部材を没入させ
ることを特徴とするローラーハース型加熱炉用搬送ロー
ルを先に出願している（特願昭63−23849号）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述の特願昭63−23849号に記載されている
ローラーハース型加熱炉用搬送ロールは、鉄芯へ耐熱シ
ート材及び補強用部材を挿入し易くするために耐熱シー
ト材及び補強用部材の内径が鉄芯の直径より僅かに広い
状態で作製されている。しかし、このように耐熱シート
材及び補強用部材の内径を鉄芯より大きくした場合に
は、耐熱シート材及び補強用部材が鉄芯と密着しないた
めに、空回りしたり、ロールの強度が低下する危険性が
あり、更に、ロールに圧縮力が働くと、破壊荷重が低下
することがある。

また、該ロールは補強用部材が耐熱シート材間に圧縮
力で固定されているのみであるため、ロールに外力が働
いた場合には、補強用部材が破断する前に、耐熱シート
材と補強用部材間に滑りが生じてしまい、補強用部材本
来の補強力を充分に発揮することができない。

従って、本発明の目的は鉄心と補強用部材を密着させ
ることによりロールの空回りを防止し且つ強度的にも満
足できるハースロール型加熱炉用搬送ロールの製造方法
を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明はドーナツ状円板形状の石綿代替繊維よ
りなる耐熱シート材及びドーナツ状円板形状の補強用部
材を鉄芯に所定の枚数挿入し、圧縮成形することからな
るローラーハース型加熱炉用搬送ロールの製造方法にお
いて、前記補強用部材が、前記鉄芯の直径より僅かに大
きい内径をもち且つ該部材の挿入方向と反対側に湾曲し
た内周部をもつ金属シート材か、または前記鉄芯の直径
より僅かに小さい内径をもち且つ内周部に沿って半径方
向の所定の寸法の切り込みを有する金属シート材よりな
ることを特徴とするローラーハース型加熱炉用搬送ロー
ルの製造方法に係る。

［作 用］ まず、本発明方法に使用する耐熱シート材の材質は特
に限定されるものではなく、ロール用シート材として使
用することができる石綿代替品であればいずれのもので
あってもよい。特に、好適な耐熱シート材は上述の特願
昭62−199061号及び同62−199062号に記載されているも
のである。耐熱シート材は慣用の方法で所定の寸法のド
ーナツ状円板に打ち抜き加工すればよい。なお、耐熱シ
ート材の厚さは通常２〜10mmである。

次に、本発明方法に使用する補強用部材はドーナツ状
円板形態の金属シート材であり、第１図及び第２図に示
すような形状をもつ。

第１図は本発明方法に使用する補強用部材すなわち金
属シートの１実施態様を示す図であり、第１図（ａ）は
金属シートの上面図であり、第１図（ｂ）は第１図
（ａ）をＡ−Ａ′に沿って切断したときの断面図であ
る。第１図に示す金属シート材（４）の内周部は第１図
（ｂ）に示すように一方に湾曲しており、その見掛け上
の内径（ａ）は鉄心（ロールシャフト）の外径より僅か
に（通常0.5〜1.5mm程度）大きい。ここで、金属シート
材（４）の見掛け上の内径（ａ）を鉄芯の直径より0.5
〜1.5mm程度大きくするのは、後述の積層作業においけ
る金属シート材の挿入のし易さを考慮したものである。
なお、湾曲前の金属シート材（４）の内径は鉄芯より僅
かに小さい。

このような形状を有する金属シート材（４）を使用し
て第３図に示すようなロールを作製することができる。

まず、鉄心（ロールシャフト）（１）の一方の端部か
ら所定の位置に固定用フランジ（２）を設置する。固定
用フランジ（２）を固定した鉄芯（１）にドーナツ状円
板形状の耐熱シート材（３）を１枚に挿入し、次に、第
１図に示す形状の金属シート材（４）を１枚挿入する。
この時に金属シート材は第１図（ｂ）の内周部が内側に
向かって湾曲している側から鉄芯に挿入する。このよう
にして所定枚数の耐熱シート材と金属シート材を挿入す
る。最後すなわち外側の部材は耐熱シート材となるよう
にし、最後に固定用フランジ（２）を設置する。次に、
得られた積層体を慣用の方法により圧縮成形すると、第
４図に示すように金属シート材の内周部の湾曲部分が圧
縮力により伸びて鉄芯に密着し、それによってロールの
空回りを防止することができ、また、強度も向上する。

次に、第２図は本発明方法に使用する金属シート材の
他の実施態様を示すものである。第２図の金属シート材
の内径（ｂ）は鉄心の直径より僅かに（１〜2mm程度）
小さくする。このような寸法をもつ金属シート材はその
ままでは鉄芯に挿入することができないので、その内周
部に沿って所定の間隔で半径方向に切り込みを入れる。
切り込みの間隔及び寸法は金属シート材を容易に鉄心に
挿入することができれば特に限定されるものではない
が、切り込みの寸法は通常２〜3mm程度である。

このような形状の金属シート材を使用する場合も、上
述と同様の操作によりロールを作製することができる。
この場合、該金属シート材を鉄芯に挿入すると、挿入方
向と反対側に切り込み部分が盛り上がるが、上述の第１
図に示す金属シート材を用いる場合と同様に圧縮成形時
の圧縮力により盛り上がった部分が直線状となり、鉄芯
に密着し、第１図に記載する金属シート材を使用する場
合と同様の効果が得られる。

なお、第３図及び第４図に記載する実施態様では耐熱
シート材と金属シート材とを交互に設置しているが、金
属シート材の設置間隔は任意のものであり、材質、用途
等を考慮して２枚毎、３枚毎等種々の間隔で設置するこ
とができることは言うまでもない。

金属シート材は第１図及び第２図に示すような形態で
あり、その幅［（外径−内径）×1/2］は耐熱シート材
の幅の15〜50％であることが好ましい。上述の幅が15％
未満であると、充分な補強効果を得ることができず、ま
た、50％を超えると、ロール使用時の摩耗により短期間
でロール表面に補強用部材が露出し、被熱材にも損傷を
与えるために好ましくない。

また、金属シート材としては鉄系あるいはステンレス
系の材質の各種薄板をロールの使用温度及び雰囲気に応
じて適宜使用することができる。

［実 施 例］ 以下に実施例を挙げて本発明方法によるハースロール
型加熱炉搬送ロールを更に説明する。

実施例１ セピオライト［商品名ミルコンSS:昭和鉱業（株）
製］60重量部、マイカ粉10重量部、セラミックファイバ
ー10重量部、粉末珪石18重量部及びパルプ２重量部より
なる配合スラリーを使用して丸網式抄造し、乾燥後、外
径115mm、内径49mmのドーナツ状円板に打ち抜き加工
し、耐熱シート材を作製した。

また、厚さ0.1mmのSUS304薄板を打ち抜き加工して外
径70mm、見掛け上の内径49mmの内周部が湾曲した金属シ
ート材を得た。なお、金属シート材の内径は47mmであっ
た。

次に、直径48mm、長さ550mmの鉄芯（ロールシャフ
ト）に前記耐熱シャフト材を１枚挿入し、更に、前記金
属シート材を１枚挿入し、この操作を反復して耐熱シー
ト材130枚及び金属シート材129枚を鉄芯に挿入して150k
g/cm²の圧力で圧締を行なって長さ400mmのロールを作製
した。

次に、得られたロールを電気炉中1150〜1250℃で８時
間加熱を行なった。加熱試験は鉄芯に毎分５の水を流
しながら40rpmでロールを回転させて行なった。

加熱試験終了後、供試ロールに、鉄芯に対して垂直の
方向から荷重をかけ、ロールの圧縮破壊強度を測定し
た。

また、上述と同様の方法で作製され、同様に加熱試験
を行なったロールの中央部の50mmを残して解体し、残っ
た耐熱シート材を手で回転させることにより鉄芯との密
着性を観察した。

得られた結果を以下の第１表に記載する。

実施例２ 実施例１と同じ材質及び寸法の耐熱シート材及び金属
シート材を作用し、耐熱シート材３枚毎に金属シート材
を挿入して長さ400mmのロールを作製し、実施例１と同
様に圧縮破壊強度を測定し、耐熱シート材と鉄芯との密
着性を観察した。

得られた結果を以下の第１表に記載する。

実施例３ 金属シート材として外径70mm、内径47mmで、内周部に
3mmの切り込みを20箇所設けたものを使用する以外は実
施例２と同様にして長さ400mmのロールを作製し、実施
例１と同様に圧縮破壊強度を測定し、耐熱シート材と鉄
心との密着性を観察した。

得られた結果を以下の第１表に記載する。

比較例１ 金属シート材を使用しない以外は実施例１と同様の方
法により長さ400mmのロールを作製し、実施例１と同様
に圧縮破壊強度を測定し、耐熱シート材と鉄心との密着
性を観察した。

得られた結果を以下の第１表に記載する。

比較例２ 金属シート材として外径70mm、内径49mmのものを使用
した以外は実施例１と同様の方法により長さ400mmのロ
ールを作製し、実施例１と同様に圧縮破壊強度を測定
し、耐熱シート材と鉄心との密着性を観察した。

得られた結果を以下の第１表に記載する。

［発明の効果］ 本発明方法により得られたローラーハース型加熱炉用
搬送ロールは鉄芯と補強用部材を密着させることにより
ロールの空回りを防止することができ且つ強度的にも満
足できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は金属シート材形状の１実施態
様を示す図であり、第１図（ａ）は上面図であり、第１
図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ′断面図であり、第２
図は金属シート材形状の他の実施態様を示す図であり、
第３図は本発明方法により得られたローラーハース型加
熱炉用搬送ロールの軸方向の断面図である。図中、１…
…鉄芯（ロールシャフト）、２……固定用フランジ、３
……耐熱シート材、４……金属シート材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドーナツ状円板形状の石綿代替繊維よりな
   る耐熱シート材及びドーナツ状円板形状の補強用部材を
   鉄芯に所定の枚数挿入し、圧縮成形することからなるロ
   ーラーハース型加熱炉用搬送ロールの製造方法におい
   て、前記補強用部材が、前記鉄芯の直径より僅かに大き
   い内径をもち且つ該部材の挿入方向と反対側に湾曲した
   内周部をもつ金属シート材か、または前記鉄芯の直径よ
   り僅かに小さい内径をもち且つ内周部に沿って半径方向
   の所定の寸法の切り込みを有する金属シート材よりなる
   ことを特徴とするローラーハース型加熱炉用搬送ロール
   の製造方法。