JPH02187206A

JPH02187206A - ブライドルロール

Info

Publication number: JPH02187206A
Application number: JP828289A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Harada; 良夫原田; Atsushi Nishida; 西田　敦司; Mitsuhiko Koyasu; 子安　三彦; Shunsuke Matsuura; 俊輔松浦
Original assignee: Tocalo Co Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Tocalo Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1990-07-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分舒）本発明は、熱間圧延鋼板の精製工程において用いるブラ
イドルロールに関する。

（従来の技術）熱間圧延鋼板の精製工程である熱間圧延工程、調質圧延
工程、酸洗工程および表面処理工程等において用いられ
るブライドルロール（以下単にｒロールｊともいう）に
は次に示すような機能が要求されている。

＜ｉ）通板材に対して適度のＦＪ擦係数を有し、いわゆ
るグリップ性があること、すなわち０通板材をスリップ
させないこと ■予め設定した張力を６育実に通板材に付与することが
できること０通板材の蛇行を防止する機能を有すること■加工が容
易であって、長間間にわたって変形、減耗、局部摩耗等
の発生が少ないこと（１１）通板材に対して、発錆、すり傷、圧痕等の表面
疵を発生させないこと（ｉｉｉ　）表面に異物（油、鉄錆その他のダスト類）
が付着しにくいこと（ｉｖ）上記機能が長１す１間にねたつ”ζ維持できる
ことそこで従来からこのような機能を有するロールとしてゴ
ムライニングロールが使用されてきたが、近年になって
ブライドルロールに対する耐久性、耐摩耗性、高張力性
に対する要求の高まりにつれて鉄製ロールが使用される
ようになってきた。そこで上記の機能を満足させるため
、（ａ）ロール材を焼入れしてその表面を研９１１ｔ、シ
ョット加工を行って５〜ｌＯ−の表面粗さに調整する山
）ロール表面に硬質Ｃｒめっきを施すといった処理・加
工がなされていた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら前記のｉａｌの方法によるロールは、通板
時にスリップが発生し易いうえ、焼き付現象があるため
、頻繁に生産ラインを停止させてロル表面の手入れをす
る必要があり、生産性の低下が大きいという問題がある
。

また山）の方法によるロールは、通板材に表面疵を発生
させない点においては優れているが、■耐摩耗性が不十
分であり、寿命が短い■高温の熱履歴（３００℃以上）
を受けると、Ｃｒめっき層の硬さが低下し耐摩耗性が極
端に低下する■耐摩耗性を向上させるには、硬度を上昇
させる必要があるが、現行のＣｒめっき方法では限界が
あり、現在の硬さ（Ｉｌｖ：８５０〜１０００）以上の
ものを得ることは困難である。また仮に高硬度のものが
得られたとしても、今度はＣｒめっき層は非常に脆くな
り、剥離したＣｒめっき層の小塊によって通板材に疵が
発生するとともにめっき層全体の寿命が逆に短くなるという問題がある。

このように、従来のブライドルロールはその機能を発揮
することができる寿命が短かったとともに、通板材の品
質や生産性の向上という要求を充分満足させることが出
来ないという問題を有しており、その解決が望まれてい
た。

ここに、本発明の目的は、充分な長さの機能維持寿命を
有し、通板材の品質や生産性の向上環の要求を満足させ
ることができる熱間圧延鋼板用ブライドルロールを提供
することにある。

（ｉ！ｌ！題を解決するための手段）本発明者らは上記の課題を解決するため種々検討を重ね
た結果、ブライドルロールの表面に、ある特定した範囲
の気孔率と表面粗さとを有するサーメット溶射被膜、例
えば−Ｃサーメット溶射被膜を付与することにより、ブ
ライドルロールの機能維持寿命を延長することが可能に
なるとともに通板材の表面品質や生産性を向上させるこ
とが可能になることを知り、本発明を完成した。

ここに本発明は、最も広義には、気孔率２．２％以下、
表面粗さＲａ：３〜２０−に調整したサーメット溶射被
膜を備えた熱間圧延鋼板用ブライドルロールである。

より具体的には本発明の要旨とするところは、表面にＷ
Ｃサーメット溶射被膜を有する熱間圧延鋼板用ブライド
ルロールであって、前記被膜の気孔率は２．２％以下で
あるとともに被膜の表面粗さはＲａ：３〜２０−である
ことを特徴とする熱間圧延鋼板用ブライドルロールであ
る。

また本発明の好適態様として、前記−Ｃサーメット溶射
被膜は、賀ＣとＣｏまたは旧、Ｃｒ合金との混合物から
なるＷＣのサーメットを溶射してなる被膜である。

（作用）以下本発明をその作用効果とともに詳述する。

本発明において、ロール表面に溶射・形成するサーメッ
ト溶射被膜、例えばＫＣサーメット溶射被膜は、クロム
めっき層の硬さ（Ｉｌｖ　８５０〜１０００）より硬＜
ＩＩν１１００〜１３００程度であり、当然のことなが
ら耐摩耗性にも優れている。しかも−Ｃサーメット溶射
被膜の場合表面をミクロ的に観察すると鋭角な先端部を
有するＷＣの微粒子が林立した状態を呈しているため、
前記溶射被膜は高い摩擦係数を有し、通板材に大きな張
力を与えることが可能となりスリップ現象が発生しない
という優れた特性を有している。

しかし、溶射したままの被膜では表面粗さが大き過ぎる
ため、通板材にスリ傷や圧痕を発生させてしまう。一方
あまりにも平滑に仕上げると摩擦系数が低下し、ロール
として要求される性能を発揮させることができない。そ
のうえ、硬質のＷＣサーメット溶射被膜を平滑に研磨す
るには多大の労力と経費とを必要とし極めて不経済であ
る。

またこのサーメット溶射材料は通常セラミック大粒子、
例えば硬質のＷＣ粒子と金属との混合体であり、これを
溶射形成させた被膜をミクロ的に観察すると−Ｃ粒子の
周囲を金属粒子が包囲した組織となっている。−Ｃ粒子
は硬く塑性変形しないため、溶射時の衝突によって破壊
したりその衝突エネルギーによって既成被膜に亀裂が発
生するため、溶射被膜中に必ず気孔が形成されることと
なる。このようにして生成する気孔が多く存在すると、
被膜を構成する粒子間の結合力が相対的に弱くなり通板
材に高い張力を付加すると被膜が崩壊する原因となるの
で、気孔はなるべく少ない方がよいことはいうまでもな
い、しかし、溶射被膜の形成機構上気孔の無い被膜を形
成させることはできない。

かくして、本発明にあって、目的とするロール用溶射被
膜においては適度な表面粗さと、溶射粒子の結合力を損
なわない範囲の気孔率とを保持することが有効である。

そこで本発明者らは、）ＩＣのサーメット被膜の表面粗
さおよび気孔率の適正な範囲を求めるために実験を行い
、気孔率は２．２％以下であること、さらに表面粗さは
Ｒａ：３〜２０／ｍｌであることが望ましいことを知見
したのである。すなわち気孔率が２．２％を越えると、
前述したように溶射粒子の結合力が低下するために３ケ
月程度の使用により被膜の剥離が発生してしまうのであ
る。また表面粗さが２０／ｊｌＮを越えると通板材の表
面に疵を発生し、一方３−未満ではスリップを発生しブ
ライドルロールとして使用することができない。

溶射方法は、後述するように、公知のガス燃焼炎溶射法
でもプラズマ溶射法でもよく、特に制限を要するもので
はない。

さらにＷＣサーメントの組成も特に制限するものではな
く、後述する実施例で示した札−ＣＯおよびＷＣ−Ｃｒ
−Ｎｉ系材料等が例示される。

ところで、−０粒子は２８００℃前後の高融点を有し、
同時にはなはだしく酸化され易い性質を有しているため
、それ単独では溶射被膜化することは容易ではない。そ
のため、訂粒子にＣ０５Ｃｒ−Ｎｉ合金を混在させるこ
とによって、これらの金属がＷＣ粒子問および−Ｃ粒子
−母材間のバインダーとなって結合力を発揮し、本発明
に示す特性を備えた被膜を形成するのである。

さらに本発明にかかる熱間圧延鋼板用ブライドルロール
を実施例によって詳細に説明する。なお、以下に示す実
施例は本発明の例示であり、これにより本発明が不当に
制限されるものではない。

（実施例）本実施例では、通板材として一般構造用鋼板ＪＩＳ　Ｇ
　３］０１（１９７６）ＳＳ４１を用い、種々の気孔率
、表面粗さに圃整したＷＣサーメット溶射被膜を形成し
たロールにより通板を行い、この時の通板材表面に発生
するキズ、スリップ現象の有無及び摩耗、剥離などによ
る損傷発生の有無等について調査した。

本例にあって、溶射被膜の表面粗さは通常の研磨方法、
すなわち人造ダイヤモンド砥石による研削とラップ仕上
方法によって調整した。また被膜中の気孔率は次のよう
な実験によって制御できることを確認し、溶射被膜を形
成させた。

＋１１燃焼ガス炎を熱源とする溶射法の場合例えば、ア
セチレンガスと酸素との燃焼ガスを用いて形成さ一已る
溶射被膜中の気孔率は、溶射ガスへ供給する燃料ガスと
酸素ガスとの圧力を変化させることによって変化させた
。すなわち燃料ガスの圧力を増すほど燃焼ガス圧力が増
加し、その中へ投入された溶射材ｒ（粒子はガス流によ
って加速され、被処理体への強い衝撃力を伴って被膜を
形成する。この溶射粒子の加速、衝突力が被膜の気孔率
とある程度比例関係にあることを利用したものである。

第１図は本例における一連の実験で得られた燃料ガス圧
力と被膜中の気孔率との関係を示すグラフであり、燃料
ガスの供給圧力が高いほど気孔率の低い緻密な被膜が得
られていることが分かる。

（２）プラズマジェットを熱源とする溶射法の場合プラ
ズマジェットを熱源とする溶射法によって得られる被膜
中の気孔率は、溶射ガンの電気出力を変化させることに
よっても制御できるが、本例では出力を一定とし、溶射
ガンと被処理体との距離を変化さゼることによって制御
した。この場合には、−Ｓに最適距離（１００〜１５０
１１！１）より長くなるほど被膜中の気孔率が大きくな
った。なお、本例における被膜中の気孔率は、被膜の断
面を光学顕微鏡により観察記録し、気孔部の面積を求め
ることにより求めた。

第２図は、この実施例で用いた圧延ラインの概要を示し
たものである。即ち、ラインに供される鋼板は図外に設
けられているりコイルから、ミル入側に設けられたテン
ションブライドルロール１．２．３．４を経て、ミルの
ワークロール５によって所定の厚さに圧延された後、出
側のテンションブライドルロール６．７．８．９を経て
図外に設けられている巻取機で巻取られる。なお、符号
１０はバックアップロールを示す。

本実施例では、ミル出入口のテンションブライドルロー
ル８本に前記条件の札す−メッｔ−ｉ射被膜を１５０ｐ
の厚さで形成して得たブライドルロールを使用した。

札サーメット材料として次の組成のものを使用した。な
お、第１表におけるサーメット組成の欄中の数字は下記
内容である。

■−Ｃ（８８％）−Ｃｏ　　（１２％）■ＷＣ（８３％
）　−Ｃｏ　　（１７％）■−Ｃ（７３％）　−Ｃｒ　
　（２０％）　−Ｎｉ　　（７％）また、比較例として
、 ■ロール表面を平滑に加工後、ショツトブラストにより
５〜１０５に処理したもの。

■硬質クロムめっき（１００ｐｍ）後、ショツトブラス
トにより５〜１０Ｓに処理したもの。

■アンダーコートとして、Ｎｉ−Ｃｒ合金５０μ溶射後
、その上にアルミナを２００４溶射したもので、表面粗
さは５〜１０Ｓに調整したもの。

なお、上述の■、■のジョンドプラストによるロール表
面の粗さは、１０５以上に調整することは困難であった
。

第１表は実施例の結果を示した表であり、本発明にかか
るブライドルロール、すなわら被ＩＩＩの気孔率が２．
２％以下であって表面粗さがＲａ：３〜２０ｕｎのＷＣ
サーメット溶射被膜を有するロールは通板材にキズを発
生させることなく、また被膜の剥離もなく、１年以上の
使用に耐えた。

一方、単に気孔率が高いだけの被膜は、３か月で剥離現
象が認められ（試料寛１０．１１．１２）、気孔率が低
くても表面粗さの小さい被膜はスリップ現象が見られた
（試料患７）。

さらに、例えばロールにショツトブラストしたものは３
か月の使用でブラストによる凹凸が摩耗し°ζスリップ
を発生し、板への焼付現象が発生しく試料１ｋ１３）　
、硬質クロムめっき被膜は４か月の使用でめっき層が剥
乱しく試料１ｔ１４）　、アルミナを溶射したものは５
か月の使用で剥離したく試料隘】５）。

第３図は、本発明にかかるＷＣサーメット溶射被膜の気
孔率と表面粗さの関係を表わしたグラフであり、実施例
の結果を要約したものである。図中、白丸の中の番号は
第１表の試料隔を示し、斜線領域はロール寿命が１年以
上の領域を表わす。

第３図より本発明にかかるロールの被膜は気孔率　　２
８２％以下表面粗さ　］ン８３〜２０／Ｊｌの範囲内にあることが有効であることが明らかである。

気孔率が少なくても平滑であれば通板材がスリップし、
表面粗さが大であればキズを発生させる。

また、気孔率が高ければ、被膜の−６粒子の結合力が低
く剥離する欠点がある。

また、本実施例より、溶射材料の成分及び溶射熱源の種
類には本発明の作用効果は関係なく、被膜の気孔率及び
その表面粗さのみを制御すれば所望の性能を有するｔｉ
ｃの被膜が得られることが明らかである。

（発明の効果）以上詳述してきたように気孔率を２．２％以下のＷＣサ
ーメッ日容射被膜の表面をＲａ：３〜２０ｐの粗さに調
整した本発明にかかるブライドルロールによれば、熱間
圧延鋼板の精製工程において、テンションブライドルロ
ールとして鋼板をスリップさせずまたスリ疵を発生させ
ず、適度な張力を与えつつ長期間使用でき、高品質の鋼
板を効率よく生産することができるのである。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、溶射熱源用燃料ガスの溶射ガンへの供給圧力
と、その燃焼ガスによって形成された被膜中の気孔率と
の関係を示すグラフ：第２図は、実施例で用いたー最構造用鋼板の生産ライン
の概略図；および第３図は、ＷＣサーメット溶射被＋１９の気孔率と表面
仕」二げ粗さとの関係を示すグラフであり、図中の■〜
＠は第１表の試料番号に対応するものである。１．２．３．４　：　　ミル入側テンションブライドル
ロール５　　　：　ワークロール６．７，８．９　：　　ミル出側テンションブライドル
ロールｌＯ：バンクアノブロール本２国尾３凹出願人　トーカ口株式会社（外１名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面にＷＣサーメット溶射被膜を有する熱間圧延
鋼板用ブライドルロールであって、前記被膜の気孔率は
２．２％以下であるとともに被膜の表面粗さはＲａ：３
〜２０μｍであることを特徴とする熱間圧延鋼板用ブラ
イドルロール。
（２）前記ＷＣサーメット溶射被膜が、ＷＣとＣｏまた
はＮｉ、Ｃｒ合金との混合物からなるＷＣのサーメット
を溶射してなる被膜である請求項（１）記載の熱間圧延
鋼板用ブライドルロール。