JPH05172133A - Disc roll - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a high temperature resistance disc roll having a high function which is excellent in heat resistance and wear resistance, and which has no risk of damaging the surface of a material to be processed. CONSTITUTION:A disc roll is formed of a disc material containing wollastonite and sepiolite as main components and is formed in a thin plate-like shape by an extraction molding process. In this arrangement, the wollastonite has an excellent function such that it does not contract and lower its fibrous strength even in a high temperature atmosphere. Further, the sepiolite has a heat resistance, a durability and a flexibility. That is, in this disc roll having the above- mentioned components, the wollastonite exhibits a heat-resistance, and the sepiolite exhibits a sheet strength during the extracting process, and a processability and a mechanical characteristic for the extraction-molded plate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼板、板ガ
ラス等の連続熱処理工程等で使用されるディスクロール
の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a disk roll used in a continuous heat treatment process of stainless steel plate, plate glass and the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】この種のディスクロールは、厚さ６mm程
度の石綿板をディスク状に打ち抜いたのち、回転軸とな
る鋼などの金属軸に所定の厚さになるまで重ねて嵌挿
し、これを軸方向に圧縮して緻密組織化してから、その
表面を旋盤などで研削してロール状に仕上げたものであ
って、これが一般的にはディスクロールと呼ばれる型式
のロールである。上記用途におけるディスクロールは、
常時、数百度から１０００℃以上に加熱されるという過
酷な温度条件下に置かれるため、高度の耐熱性が要求さ
れる。2. Description of the Related Art A disc roll of this type is formed by punching out an asbestos plate having a thickness of about 6 mm into a disc shape, and then inserting it into a metal shaft such as steel as a rotary shaft so as to have a predetermined thickness. Is compressed in the axial direction to form a dense structure, and then the surface thereof is ground by a lathe or the like to be finished into a roll shape. This is a roll generally called a disc roll. Disc rolls for the above applications are
Since it is always under severe temperature conditions of being heated from several hundred degrees to 1000 ° C. or higher, a high degree of heat resistance is required.

【０００３】この点で、一般に使われている石綿ロール
は決して満足できるものではない。その原因は、ディス
クを構成する石綿の熱的特性が悪いことにある。すなわ
ち、石綿は４００〜８００℃またはそれ以上に加熱する
と結晶水を放出して収縮を起こすことから、中心部の回
転軸が熱膨張することもあって、石綿ロールには軸方向
の軸状亀裂が発生しやすい。そして、これらの亀裂がい
ちど発生すると、高温の炉内ガスが亀裂内部に侵入する
ため、亀裂は加速度的に成長し、ついには石綿板が剥離
し、脱落するに至る。また石綿板と軸との間に隙間が生
じて一部の石綿板の位置が径方向にずれる結果、段違い
と呼ばれる凹凸がロール表面に発生する。このような亀
裂、脱落および段違いは、製品たとえば板ガラスの品質
低下を招き、またガラス板を不均一に押圧して、しばし
ばガラス破損の原因となり、金属薄板の熱処理において
は、亀裂や段違いを生じたロール表面が被処理材の軟化
した表面にプリントされて、製品の表面性状を著しく悪
化させる。また、石綿の粉塵は人体に有害であるから、
石綿ロールはその製造工程および使用に特別の注意を要
するという欠点がある。In this respect, the asbestos rolls commonly used are by no means satisfactory. The cause is that the thermal properties of the asbestos composing the disk are poor. That is, when asbestos is heated to 400 to 800 ° C. or higher, it releases crystal water to cause shrinkage, so that the rotating shaft at the center part may thermally expand, and the asbestos roll may have axial cracks in the axial direction. Is likely to occur. Then, once these cracks are generated, the high-temperature furnace gas penetrates into the cracks, so that the cracks grow at an accelerated rate, and eventually the asbestos plate peels off and falls off. In addition, as a result of a gap being formed between the asbestos plate and the shaft and the positions of some of the asbestos plates being displaced in the radial direction, irregularities called step differences are generated on the roll surface. Such cracks, dropouts and step differences lead to deterioration of the quality of products such as plate glass, and also unevenly press the glass plate, often causing glass breakage. The roll surface is printed on the softened surface of the material to be treated, and the surface quality of the product is significantly deteriorated. Also, asbestos dust is harmful to the human body,
Asbestos rolls have the drawback of requiring special attention to their manufacturing process and use.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した石綿ロールの
問題点を解消するため、石綿繊維の代替品の開発が盛ん
に進められている。その代表的なものとして、石綿の代
りにセラミック繊維を用いたディスクロールが提案され
ている。しかしながら、セラミック繊維は石綿よりも剛
直で脆いから、ディスクを強く圧縮してロール密度を大
きくすることができず、したがってこの繊維を使用した
ロールは摩耗し易いという欠点を持つ。しかも、セラミ
ック繊維は一般にショットと呼ばれる粒状物を含んでお
り、これがロール表面に現われて被処理材表面を傷つけ
るという問題がある。In order to solve the above-mentioned problems of asbestos rolls, the development of substitutes for asbestos fibers has been actively pursued. As a typical example thereof, a disk roll using ceramic fibers instead of asbestos has been proposed. However, because ceramic fibers are stiffer and more brittle than asbestos, it is not possible to compress the disc harder to increase the roll density, and therefore rolls using this fiber have the drawback of being prone to wear. Moreover, the ceramic fibers generally contain particles called shots, which appear on the roll surface and damage the surface of the material to be treated.

【０００５】[0005]

【発明の目的】本発明は、上述した現状を背景になされ
たものであって、耐熱性および耐摩耗性に優れ、しかも
被処理材表面を傷つけるおそれのない高性能のディスク
ロールを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned current situation, and provides a high-performance disc roll which is excellent in heat resistance and wear resistance and which does not damage the surface of a material to be treated. With the goal.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、石綿材を
使用しないディスクロールの研究開発を進めた結果、石
綿繊維の代替品としてウオラストナイトとセピオライト
に着目し、両者をロールの主成分として使用することに
より、上述した目的のディスクロールが得られることを
知見し、この知見に基づいて本発明を完成したものであ
る。すなわち、本発明は、ウオラストナイトとセピオラ
イトを主成分とする抄造法による薄板状成形物をディス
ク素材とすることを要旨としている。As a result of the research and development of a disc roll that does not use asbestos material, the present inventors have focused on wollastonite and sepiolite as alternatives to asbestos fiber, and have used both as main rolls. It was found that the above-mentioned objective disc roll can be obtained by using it as a component, and the present invention has been completed based on this finding. That is, the gist of the present invention is to use a thin plate-shaped molded product containing wollastonite and sepiolite as main components by a papermaking method as a disk material.

【０００７】上記ウオラストナイトは天然の無機質繊維
で、結晶水や一酸化鉄（ＦｅＯ）を含まないＣａＳｉＯ
₃の安定した結晶から成るため、１０００℃以上になっ
ても石綿繊維のように脱水、酸化、結晶化などの構造変
化を起こすことがなく、高温雰囲気においても収縮を起
こしたり繊維強度を失ったりすることはない優れた特性
をもっている。しかしながら、この繊維は繊維というも
のの、非常に短く（２〜３mm以下）、また柔軟性がない
から、単なる集合物は粉末に近い性状を持つ。The above wollastonite is a natural inorganic fiber, CaSiO containing neither crystal water nor iron monoxide (FeO).
_{As it} consists of ₃ stable crystals, it does not undergo structural changes such as dehydration, oxidation, and crystallization even at temperatures above 1000 ° C like asbestos fibers, and it does not shrink or lose fiber strength even in high temperature atmosphere. It has excellent characteristics that it never does. However, although this fiber is a fiber, it is very short (2 to 3 mm or less) and has no flexibility, and thus a simple aggregate has properties close to powder.

【０００８】本発明で用いられるウオラストナイト繊維
としては、なるべく繊維長の大なもの（具体的には沈降
法による粒度分布測定で５０％粒度中央値が１９μ以上
であるもの）が好ましく、例えば米国インターペース社
のナイヤードＧのものが適当である。The wollastonite fibers used in the present invention are preferably those having a long fiber length (specifically, those having a median value of 50% particle size of 19 μm or more as measured by particle size distribution by sedimentation method). Nyyard G from Interpace, USA is suitable.

【０００９】一方、セピオライトは理想化学構造式Ｍｇ
₈Ｓｉ₁₂Ｏ₃₀（ＯＨ）₄・（ＯＨ₂）₄・８Ｈ₂Ｏで示され
る含水マグネシウム珪酸塩に分類される粘土鉱物で、繊
維状を有しており、石綿と類似した耐熱性、耐久性、柔
軟性がある。このセピオライトは抄造時のシートや抄造
成形板の取り扱い性や加工性、更には最終的に得られる
繊維板の機械的性質を向上させるために最小限度使用さ
れる。この繊維もなるべく繊維長の大なるものが好まし
い。On the other hand, sepiolite is an ideal chemical structural formula Mg
₈ Si ₁₂ O ₃₀ (OH) ₄ · (OH ₂ ) ₄ · 8H ₂ O is a clay mineral classified as hydrous magnesium silicate, which has a fibrous shape and has heat resistance and durability similar to that of asbestos. There is sex and flexibility. This sepiolite is used in a minimum amount in order to improve the handleability and workability of the sheet during the papermaking and the papermaking molded board, and further improve the mechanical properties of the fiber board finally obtained. This fiber also preferably has a long fiber length.

【００１０】上記ウオラストナイトおよびセピオライト
を配合する場合、ウオラストナイトの添加量は１５〜８
０wt％、好ましくは３０〜７５wt％である。ウオラスト
ナイトの添加量が１５wt％未満であると、上述の耐熱性
を有する繊維板ができない。また、８０wt％を越えると
セピオライトの添加量が少なくなり、抄造成形板の機械
的特性がなくなるので、好ましくない。When the above wollastonite and sepiolite are blended, the addition amount of wollastonite is 15 to 8
It is 0 wt%, preferably 30 to 75 wt%. If the amount of wollastonite added is less than 15 wt%, the above fiberboard having heat resistance cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 80% by weight, the amount of sepiolite added becomes small, and the mechanical properties of the papermaking molded plate are lost, which is not preferable.

【００１１】セピオライトの添加量は１５〜５０wt％、
好ましくは３０〜４５wt％である。セピオライトの添加
量が１５wt％未満であると、上述の機械的特性がなくな
り、５０wt％を越えると耐熱性がなくなるので、好まし
くない。The amount of sepiolite added is 15 to 50 wt%,
It is preferably 30 to 45 wt%. If the amount of sepiolite added is less than 15 wt%, the above mechanical properties will be lost, and if it exceeds 50 wt%, heat resistance will be lost, which is not preferable.

【００１２】上記のように本発明ではウオラストナイト
およびセピオライトが主成分とされるが、これに充填材
としてシリカ、アルミナ、カオリン、ケイソウ土、ベン
トナイト、マイカ等が、また補強繊維としてパルプ、セ
ラミックファイバー、ガラスアルミナ繊維、岩綿、ナイ
ロン、ポリプロピレン繊維等が、有機結合材として澱
粉、ゴムラテックス、酢酸ビニル、アクリル樹脂ラテッ
クス等が添加される。それらの添加量の好ましい範囲を
ウオラストナイトおよびセピオライトと共に下記に示
す。As described above, wollastonite and sepiolite are the main components in the present invention, and silica, alumina, kaolin, diatomaceous earth, bentonite, mica, etc. are used as fillers, and pulp, ceramics are used as reinforcing fibers. Fiber, glass alumina fiber, rock wool, nylon, polypropylene fiber and the like are added as organic binders such as starch, rubber latex, vinyl acetate and acrylic resin latex. The preferable ranges of the addition amounts thereof are shown below together with wollastonite and sepiolite.

【００１３】ウオラストナイト……１５〜８０wt％ セピオライト ……１５〜５０wt％ 充填材 …… ３〜４０wt％ 補強繊維 …… １〜２０wt％ 有機結合材 …… １〜１０wt％Wollastonite: 15-80 wt% Sepiolite: 15-50 wt% Filler: 3-40 wt% Reinforcing fiber: 1-20 wt% Organic binder: 1-10 wt%

【００１４】[0014]

【作用】上記構成のディスクロールにおいては、耐熱性
はウオラストナイトで発揮され、抄造時のシート強度や
抄造成形板の加工性、機械的性質はセピオライトで発揮
される。In the disk roll having the above-mentioned constitution, the heat resistance is exhibited by wollastonite, and the sheet strength at the time of papermaking, the workability of the papermaking molded plate, and the mechanical properties are exhibited by sepiolite.

【００１５】[0015]

【実施例】表１に示した原料配合により、通常の丸網式
抄造機で厚さ６mmのシートを製造する。得られたシート
の特性（残存収縮率）を表２に示す。次に、このシート
を外径１３０mm、内径６０mmのリング状に打ち抜いてデ
ィスクを製作し、得られたディスクを用いて、締付け圧
２００kgf/cm²で長さ１５０mmのディスクロールを製作
し、これを種々の温度で設定した電気炉で１００時間加
熱する。この熱処理後のロールについて、亀裂の発生状
況および耐摩耗を調べた結果は表３に示す通りであっ
た。Example A sheet having a thickness of 6 mm is manufactured by a conventional gauze type paper making machine by blending the raw materials shown in Table 1. Table 2 shows the characteristics (residual shrinkage ratio) of the obtained sheet. Next, this sheet was punched into a ring shape with an outer diameter of 130 mm and an inner diameter of 60 mm to produce a disc, and using the obtained disc, a disc roll having a length of 150 mm was produced at a tightening pressure of 200 kgf / cm ² , and this was produced. Heat in an electric furnace set at various temperatures for 100 hours. Table 3 shows the results of examining the state of crack generation and wear resistance of the rolls after the heat treatment.

【００１６】なお、上記実施例で行った試験の方法は次
の通りである。 （ａ）亀裂 肉眼による外観検査を行い、次のような判定基準で評価
した。 ◎……全く異常がない。 ○……亀裂は僅かで実用上問題がない。 ×……大きな亀裂が発生し、使用できない。The test method used in the above-mentioned embodiment is as follows. (A) Crack The appearance was visually inspected and evaluated according to the following criteria. ◎ …… No abnormality. ○: There are few cracks and there is no practical problem. ×: A large crack was generated and it cannot be used.

【００１７】（ｂ）耐摩耗性 ディスクロールを１０rpmで回転させながら、ロール表
面にステンレス鋼板で線圧８kgf/cm²の荷重を１時間加
えたあと、ロールの摩耗度を肉眼で観察し、次のような
判定基準で評価した。 ◎……非常に良好。 ○……良好で実用上問題がない。 ×……悪く、使用できない。 なお、「−」は大きな亀裂が発生いていたため、耐摩耗
性試験を実施しなかったことを意味する。(B) Abrasion resistance While a disc roll was rotated at 10 rpm, a load of a linear pressure of 8 kgf / cm ² was applied to the roll surface with a stainless steel plate for 1 hour, and the degree of wear of the roll was visually observed. The evaluation criteria are as follows. ◎ …… Very good. ○: Good and no problem in practical use. ×: It is bad and cannot be used. In addition, "-" means that a large amount of cracks were generated, and thus the abrasion resistance test was not performed.

【００１８】[0018]

【表１】 [Table 1]

【００１９】[0019]

【表２】 [Table 2]

【００２０】[0020]

【表３】 [Table 3]

【００２１】[0021]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
ウオラストナイトとセピオライトを主成分とし、抄造法
によって薄板状に成形したものをディスク素材としてい
るので、このディスク素材は充分な強度、耐衝撃性、耐
摩耗性等の機械的性能を有し、かつ繊維板でありがら１
０００〜１２００℃の高温でも長時間使用可能という高
度の耐熱性が得られる。またディスク素材は石綿を使用
していないので、石綿公害の問題もない。As described above, according to the present invention,
Wollastonite and sepiolite are the main components, and the thin plate-shaped material formed by the papermaking method is used as the disc material, so this disc material has sufficient mechanical properties such as strength, impact resistance, and abrasion resistance. And fiberboard 1
A high degree of heat resistance is obtained such that it can be used for a long time even at a high temperature of 000 to 1200 ° C. In addition, since the disc material does not use asbestos, there is no problem of asbestos pollution.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ウオラストナイトとセピオライトを主成
分とする抄造法による薄板状成形物がディスク素材とさ
れていることを特徴とするディスクロール。1. A disc roll characterized in that a thin plate-shaped molded product containing wollastonite and sepiolite as main components by a papermaking method is used as a disc material.