JPH0254716A - 搬送用ロール - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は高温のステンレス鋼板等を連続的に加熱する熱
処理ライン（アニーリング・ライン、またはアニーリン
グ・ピンクリングライン）に使用される搬送用ロールの
うち特に熱処理炉に使用される搬送用のロールに関する
ものである。

（従来の技術及びその問題点） ステンレス鋼板等の熱処理を連続的に行う熱処理ライン
には、鋼板の搬入、搬出用に多数のロールがその進行方
向に直角に配置されている。

ところで、前記ロールのうち特に高温状態の鋼板に接触
するロールは、耐熱性、耐摩耗性、平滑性、鋼板への非
付着性、並びに鋼板に対する非対面攻撃性が要求されて
おり、従来この種のロールは、天然のアスベスト繊維の
持つ特性を生かして、アスベスト繊維をゴム状バインダ
ーを用いてシート状に成形し、このシートをドーナツ状
に切断加工して、金属製のシャフトに圧縮積層して表面
仕上げを行なったアスベスト・ディスクロールとして使
用していた。

ところがアスベスト繊維は、天然の珪酸マグネシウム鉱
物繊維であり、繊維長、繊維径、化学組成等のバラツキ
が大きく、また結晶水を含んでいるため、１０００°Ｃ
を越える高温域で使用した場合、前記繊維自体の組織の
バラツキや結晶水の離脱により体積収縮をおこすため、
ロール表面にクランクが発生し、このクラックにより、
搬送される鋼板の表面が傷つけられたり、使用中に前記
クランクの拡大が進行し、ロールが金属軸から脱落する
という問題点があった。

さらに従来のアスベスト・ディスクロールはアスベスト
繊維を使用しているため、そのロールを製造する工程ば
かりでなく使用設備からもアスベスト繊維が飛散し健康
障害の恐れがあった。

すなわち、日本において昭和４９年国際ガン条約に調印
し国内においてもこれまでに種々の省令でアスベストの
取り扱いを規制してきたが、昭和５１年４月１日より「
特定化学物質等障害予防規則」を実施し、さらに昭和５
３年３月３０日労働基準法施行規則を一部改正し、ガン
温性物質、若しくはガン理性因子又は、ガン源性工程に
おける業務による疾病中に「アスベストにさらされる業
務による肺ガンまたは中皮腫」を指定している。

この省令により、我国においてもアスベスト公害の問題
が大きくクローズアップされてきている。

これに対し、アスベスト・ディスクロールに代えて人工
耐熱繊維であるシリカ・アルミナ繊維等の無機質繊維と
無機充填材と必要に応じて添加される無機結合材及び有
機結合材によってシート状に形成されたものを、金属製
のシャフトに圧縮積層して表面仕上げを行なった搬送用
ロールが提案されている。前記搬送用ロールは、人工耐
熱繊維を使用しているため、アスベストに比較し繊維長
や繊維径のバラツキが小さく、化学組成は不純物が掻め
て少なく非常に安定しているし、結晶水を持たないため
、１０００°Ｃをこえる高温下で使用した場合でも収縮
が小さく安定操業可能なロールである。

しかしながら、シリカ・アルミナ繊維等の無機質繊維は
非晶質であるため、９８０°Ｃ付近の温度下においてム
ライト再結晶を起こし、わずかであるが熱収縮を起こす
。さらに、非晶質であるため、高温下においては鋼板上
に発生した酸化鉄が付着しやすい。

したがって、鋼板の熱処理ラインにおいて前記搬送用ロ
ールは、熱処理炉の出口側および入口側、または分割式
熱処理炉の炉間ロール等、比較的温度条件の低い場所に
おいては前記ロールの金属シャフトを水冷することによ
って問題なく使用できるが、雰囲気温度が１２００°Ｃ
前後に達する前記熱処理炉の均熱帯または加熱帯に用い
られる炉内ロールは、金属シャフトを水冷しているにも
かかわらず、ロール表面の温度は雰囲気温度とほぼ等し
くなってしまうため、ロール表面に微細なりランクが発
生することがある。

前記微細なりランクは、幅が非常に小さいためクランク
自身が搬送されてくる鋼板の表面に疵を残したりするこ
とはないが、アスベスト・ディスクロールと同様に使用
中に前記微細なりランクがロール内部へ徐々に拡大し金
属軸まで到達し、ロールが金属軸から脱落して使用不能
となってしまうという問題点があった。

（問題点を解決する為の手段及び作用）本発明は、前記
従来技術の欠点を除去解決することを目的とし、この目
的を達成するための手段として、特許請求の範囲に記載
した搬送用ロールを提供するものである。

すなわち、本発明は、主としてセビオライトからなるド
ーナツ状の成形体が金属軸に多数積層されてなるディス
クロールにおいて、前記積層された成形体の任意の眉間
にドーナツ状の金属板が挟設されてなることを特徴とす
る搬送用ロールである。

なお、本発明の主としてセビオライトからなるドーナツ
状の成形体は、セビオライト、有機結合材および必要に
応じて添加される無機結合材からなるものである。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明の搬送用ロールは、前記積層された成形体の任意
の眉間にドーナツ状の金属板が挟設されてなることが必
要である。その理由は成形体の任意の眉間に挟設せしめ
た金属板によって金属軸の水冷効果を金属軸近傍だけで
なく、ディスクロールの表面層近くまで到達せしめるこ
とができるため、１２００℃前後の雰囲気温度に達する
熱処理炉の均熱帯や加熱帯でも、ロール表面ににおける
クラックの発生や金属軸からの脱落を防止することがで
き、耐久性に極めて優れた効果を有するからである。

本発明によればドーナツ状の成形体としては、金属軸に
嵌装するときの耐圧縮強度が強いこと及び低コストであ
ることがらセピオライトが望ましい。

その理由は、セピオライトは天然の含水ケイ酸マグネシ
ウムの結晶質であり、結晶水の離脱や、熱間に於ける鉱
物転移等による熱収縮はあるものの、結晶質である為、
熱間において酸化鉄の付着が著るしく少ないからである
。さらに、セピオライトは、アスベストと異なり発ガン
性がない。

また、前記有機結合材としては、ＮＢＲ，５ＢＲ１アク
リル酸エステル系等のエマルジゴンラテックスや、ポリ
アクリルアマイドに代表される紙力増強剤等が使用でき
る。これらのうちでも、望ましくは、前記ドーナツ状の
成形体を製造する際のウェット強度を持たせる為の変成
アクリル酸エステル系エマルジッンラテックスと、乾燥
後の強度をもたせる為のポリアクリルアマイドの併用が
より効果的である。

本発明によれば、前記金属板の内径は、本来、金属軸の
水冷をより効果的とするための冷却フィンとして作用さ
せるため、金属軸に密接していることが望ましいが、金
属軸に嵌装する際の作業性の面から前記金属軸と若干の
クリアランスが必要であり、クリアランスが５０１１１
以下であれば必要上の冷却効果に及ぼす影響は少ない、
望ましくはＩＩＩＩｌ以下がより好適である。

前記金属板の外径は、本来金属軸の冷却効果をより効果
的にする為には前記ディスクロールの外径に等しくする
ことが望ま０いが、本発明によれば、金属板の外径はデ
ィスクロールの仕上げ径より５１以上小さくすることが
必要である。その理由は、金属板がロール表面に露出す
ると、搬送される鋼板に疵をつけるばかりでなく、金属
板自体が酸化物となり、この酸化物上に鋼板表面に発生
する酸化物が積層し、ビルドアップ（またはピンクアッ
プ）とよばれる現象が発生し、搬送される鋼板表面に押
し込み疵をつけてしまう為である。

また、前記金属板の内径と金属軸に前記の如く若干のク
リアランスがある為金属軸に嵌装後ロール表面を所定の
寸法に加工する際に、金属板の偏芯により金属板がディ
スクロール表面に露出しないようにする為である。

さらに、搬送する鋼板の材質、厚み等により熱処理温度
、搬送スピード等が異なる為、ロール表面およびロール
表層部に金属または金属酸化物が存在しなくてもロール
の物理的な空隙または、アルカリ金属等の不純物の存在
により搬送される鋼板表面に発生する酸化物が搬送され
る鋼板の自重によりロール表層部に逐次的に押し込まれ
堆積し、ビルドアップ（またはピックアップ）とよばれ
る現象が発生し、搬送される鋼板表面に押し込み疵をつ
けることがある。この対策として、ロール自身に一定の
摩耗率を持たせたロールを使用してロール表層部に押し
込まれた鋼の酸化物を除去するのであるが、この際前記
金属板がロール表面に露出してしまうと、前記の理由で
ビルドアップ（またはピックアンプ）を助長させてしま
うことになる。

すなわち、前記金属軸にドーナツ状の成形板お。

よび金属板を圧縮積層時の金属板のロール表面への露出
によるビルドアップ（またはピックアップ）と使用時の
ロール表面の摩耗による金属板のロール表面への露出を
防止するために、金属板の外径をディスクロールの仕上
げ径より少な（とも５１以上小さくしなければならない
のである。

本発明によれば、前記金属板の厚みは１ｍｍより薄くす
る必要がある。前記金属板の厚みを１１より薄（する理
由は、１ｍｍ以上であるとロールの重量が著しく増加し
アイドル回転に支障をきたすこと、さらにドーナツ状の
セビオライトからなる成形板の眉間に金属板を挟設させ
金属軸に圧縮嵌装する際に前記金属板のないロール表層
部と金属板が隣接するロール内部に於いて前記ドーナツ
状セビオライトからなる成形板の嵩密度に著しい差が発
生し、金属板外周辺部にあたる界面に於いて著しい強度
差が生じてしまう為である。

なお、前記金属板と金属板の間隔は、必ずしも等間隔で
ある必要はなくロールを実炉で使用する際のロール表面
温度分布に合わせて適宜間隔をかえても差し支えない。

しかしながら、本発明によれば冷却効果を十分に発揮で
き、しかもロール自身の重量がアップする面から考える
と金属板と金属板の間隔が１５１１Ｉ１１以下の範囲が
適切である。特に温度の高い部分においては前記間隔を
５■より小さくすることが好適である。

また、本発明に使用する金属板は、鉄板、亜鉛メンキ鋼
板、ステンレス鋼板、銅板等が考えられるが、耐熱性及
びコスト面から鉄板、硬度及び熱伝導性の面から銅板が
より望ましい。

本発明に係る搬送用ロールは、次のような作用がある。

まず搬送ロールの表層から金属板が嵌装されている部分
までは、１２００℃付近の熱間において搬送されている
鋼板あるいは鋼の酸化物等と反応したり融着することが
なく、適度な硬さを持っているため搬送される鋼板に疵
をつけることがない。さらに、無機充填材の平均粒子径
や嵩密度を適当に設定することにより、ビルドアンプ（
またはピンクアップ）による被搬送物である鋼板への押
し込み疵を防止することが可能である。

また、搬送用ロール内部に挟設された金属板により、金
属軸の水冷効果がロール表面近傍迄有効に発揮されるた
め、ロール表面に熱収縮により発生するクランクを防止
することが可能である。

本発明を実施例により説明する。

（実施例１） 市販のセビオライト９０重量％と変性アクリル酸エステ
ルエマルジョンラテックス７重量％とを水中にて撹拌混
合してスラリー状とした後、ポリアクリルアマイド系紙
力増強剤を３重量％添加した後、硫酸パン土及びポリア
クリルアマイド系高分子凝集剤にて凝集させた後、ウエ
ントマシンにて幅３０抛ｌｌ厚み１抛ｍの連続ウェット
シートを抄造した。

次いで、ウェットシートを乾燥後の嵩密度が０．８　ｇ
／ｃｒｌ、厚みが１ｍｍとなるように脱水プレスしたも
のをウェット状態のまま内径２２．０５＋ｎｍ　、外径
１１０１ｍのドーナツ状に打ち抜いた後乾燥しディスク
ロール用成形体を作成した。

次に、片面に金属製カラーを溶接した外径２２ｍｍ肉厚
２１１１１の金属軸に、前記成形板を２枚嵌装した後、
外径８０ｍｍ、内径２２．０５＋＋ｎ　、厚み０．２ｍ
ｍの銅板を１枚嵌装する。順次この作業を繰り返した後
、金属カラーを嵌装し圧縮プレスした後金属カラーを溶
接し、外径１１０ａ＋ｍ　、ロール有効面長３００１１
Ｉ１１１成形板部分の嵩密度１．４ｇ／ｃｄのロールと
した。また、金属板の間隔は約３．４＋ｕｉであった。

更に、このロールの外径を金属旋盤にて外径Ｌｏｏｍｍ
に旋盤加工し、テスト用ディスクロールを作成した。

次に金属パイプの両端にロータリージヨイントを介して
水冷パイプを接続し電気炉内にセントし、冷却水（１５
°Ｃ）を５１！、／胃ｉｎ流しながらロールを２０ｒｐ
Ｉ１１で回転させながら、３０分間で１２００°Ｃ迄昇
温し１２００°Ｃで２時間保持した後電気炉炉蓋を解放
し３０分間で室温となるよう強制冷却を行い、ロール表
面のクランク発生状況を観察したところ、クランクの発
生はまったくみられなかった。

（実施例２） 実施例１と同様な方法で厚み１ｍ＋１、外径２６５ｖｓ
、内径１５０１１１Ｉの成形体を作成した。また、厚み
０．２−一の鉄板を内径１５０．０５ｍｍ、外径２３０
ｍｍのドーナツ状に加工し金属板を作成した。

次に、片面に金属カラーを溶接した外径１５０＋＊ｍ肉
厚２５−剛の水冷金属軸に前記成形体を９枚嵌装した後
、前記ドーナツ状グラファイトシートを１枚嵌装する。

順次この作業を繰り返した後金属カラーを嵌装し圧縮プ
レスした後金属カラーをダブルナツトで固定し、成形体
部分の嵩密度１．５ｇ／ｃｄ、有効面長１８００ｍｍの
ディスクロールとした。鉄板の間隔は約　４．ｈａであ
った。更にこのロールの外径を２５０騙曙に旋盤加工し
、ステンレスカテナリー炉用ロールを作成した。

前記ディスクロールをカテナリー炉の炉内搬送用ロール
、（雰囲気温度１２００°Ｃ）に使用したところ約６０
００　トンのステンレス鋼板（ＳＵＳ　３０４　）を熱
処理した時点でロールの外径は１ｍｍ程度摩耗したがロ
ール表面にクラックの発生はみられず、またビルドアッ
プ（ピックアップ）の発生による押し込み疵の発生もな
かった。

（実施例３） 実施例２と同様な方法で作成したロールをステンレスカ
テナリー炉において、冷間搬送（雰囲気温度５５０’Ｃ
）に使用したところ約３５００　）ンのステンレス鋼板
を搬送した時点で、搬送されるステンレス鋼板に対し品
質的な影響は全く見られなかった。

（比較例１） 実施例１と同様なディスクロール用成形体を作成し、次
に厚み０．３　ｍ＋ａの市販の鉄板を内径２２．０５１
、外径８０１１１１のドーナツ状に加工し鉄板を作成し
た０次に片面に金属製カラーを溶接した外径２２糟転肉
厚２＋ｕ＋の金属軸に成形体を１８枚嵌装した後金属板
を１枚嵌装する。順次この作業を繰り返した後、金属カ
ラーを嵌装し圧縮プレスした後、金属カラーを溶接し、
外径１１０＋ｗｍ　、ロール有効面長３００Ｉｌｌｌ１
１成形体部分の嵩密度１．４ｇ／ｅｊのロールとした。

鉄板の間隔は、３０．ｈｍであった。更にこのロールの
外径を１００量糟に旋盤加工し、テスト用ディスクロー
ルを作成し、実施例１と同様の電気炉にて同条件のテス
トを行い、ロール表面のクラック発生状況を観察したと
ころ、表面に微細なりランクが３本発生していた。

（比較例２） 実施例２と同様な方法で作成した成形体を使用し金属板
を全く嵌装しないステンレスカテナリー炉用ロールを作
成し、実施例２と同様の炉において同条件で炉内搬送用
ロールに使用したところ、約５００トンのステンレス鋼
板（ＳｔｌＳ　３０４　）を熱処理した時点でロール表
面に数カ所微細なりランクが発生した。このクランクは
幅は狭いが、水冷金属軸近くまで貫通しており、水冷金
属軸より脱落の不安がある為、再使用を中止した。

（比較例３） 実施例３と同様であるが、金属板として銅板を使用し、
金属板の外径を２５０　ｍｍ、内径２３０ｍ−に打ち抜
いたものを使用して、ディスクロールを作成した。実施
例３と同様の炉に使用したところ、使用開始直後に搬送
されるステンレス鋼板の表面に金属板の跡がついてしま
った。

（比較例４） 実施例２と同様であるが、金属板の厚み１．６ｍｍのち
を２枚積層し、みかけ厚み３．２ｍｍとして、ディスク
ロールを作成し、実施例２と同様の炉に使用したところ
約４００トンのステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）を熱処
理した時点でロール表面の一部が欠陥し、搬送ステンレ
ス鋼板に跡をつけたばかりでなく、部分的にビルドアッ
プ（またはピックアップ）も発生していた。

（発明の効果） 以上のように本発明に係る搬送用ロールは、従来カテナ
リー炉の炉外ロール及び分割式カテナリー炉の炉間ロー
ルに使用されているディスクロールにおいて主としてセ
ピオライトからなるディスク体層間に高熱伝導体を嵌み
込むことにより、雰囲気温度の高い炉内ロールにおいて
も、搬送する鋼板に疵をつけることなく、かつクランク
が発生せず金属軸より脱落する不安がなく、また塗物搬
送においても鋼板に疵をつけない高耐久性の搬送用ロー
ルを提供することが可能となった。

また、アスベスト繊維を全く使用していない為、ロール
の製作上または使用上「特定化学物質等障害予防規則」
に規定される石綿公害を引き起こすおそれの全くない搬
送用ロールを提供することが可能となった。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）主としてセピオライトからなるドーナツ状の成形体
   が金属軸に多数積層されてなるディスクロールにおいて
   、前記積層された成形体の任意の層間にドーナツ状の金
   属板が挟設されてなることを特徴とする搬送用ロール。 ２）前記挟設されてなる金属板の間隔は、１５ｍｍ以下
   であることを特徴とする請求項１記載の搬送用ロール。 ３）前記金属板の外径は、成形板の外径より５ｍｍ以上
   小さいことを特徴とする請求項１記載の搬送用ロール。 ４）前記金属板は厚みが１ｍｍ以下であることを特徴と
   する請求項１記載の搬送用ロール。 ５）前記搬送用ロールは、ステンレス鋼の熱処理炉の均
   熱帯あるいは加熱帯に用いられる搬送用ロールであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の搬送用ロール。