JPH0621330B2 - 連続溶融金属めっき装置及びその使用方法 - Google Patents
連続溶融金属めっき装置及びその使用方法Info
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- JPH0621330B2 JPH0621330B2 JP63145754A JP14575488A JPH0621330B2 JP H0621330 B2 JPH0621330 B2 JP H0621330B2 JP 63145754 A JP63145754 A JP 63145754A JP 14575488 A JP14575488 A JP 14575488A JP H0621330 B2 JPH0621330 B2 JP H0621330B2
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- ceramic
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/003—Apparatus
- C23C2/0034—Details related to elements immersed in bath
- C23C2/00342—Moving elements, e.g. pumps or mixers
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続溶融金属めつき設備に係り、特に溶融金
属による侵食,ロール軸からの荷重による摩耗に対して
優れた連続溶融金属めつき浴用ロール軸受に関する。
属による侵食,ロール軸からの荷重による摩耗に対して
優れた連続溶融金属めつき浴用ロール軸受に関する。
ロール用軸受の材料は金属が一般的であり、溶融金属め
つき浴中で使用されるロール軸受についても例外ではな
かつた。従つて、連続溶融金属めつき浴用ロール軸受と
しては耐食性に優れたステンレス鋼や高クロム鋼などが
肉盛溶接やスリーブの形で用いられて来た。しかし、こ
れらの材料も長期間使用すると溶融金属の侵食作用とロ
ール軸からの荷重により摩耗損傷し、ロール軸と軸受の
間にがたが生ずる。
つき浴中で使用されるロール軸受についても例外ではな
かつた。従つて、連続溶融金属めつき浴用ロール軸受と
しては耐食性に優れたステンレス鋼や高クロム鋼などが
肉盛溶接やスリーブの形で用いられて来た。しかし、こ
れらの材料も長期間使用すると溶融金属の侵食作用とロ
ール軸からの荷重により摩耗損傷し、ロール軸と軸受の
間にがたが生ずる。
従つて、防食や耐摩耗性の向上を図るために種種の手段
が講じられてきた。(例えば特開昭62−205254号,特開
昭62−205255号)また、セラミツクスが乗算的に有して
いる耐食性や耐摩耗性を利用して連続溶融金属めつき浴
中ロール軸受の摺動面をセラミツクス化することが知ら
れている。
が講じられてきた。(例えば特開昭62−205254号,特開
昭62−205255号)また、セラミツクスが乗算的に有して
いる耐食性や耐摩耗性を利用して連続溶融金属めつき浴
中ロール軸受の摺動面をセラミツクス化することが知ら
れている。
例えば特開昭60−208626 号及び特開昭61- 92320 号に
高温、腐食等の特殊環境で使用するコロ軸受において内
外輪と転動体の表面をセラミツクスで形成することが記
載されている。
高温、腐食等の特殊環境で使用するコロ軸受において内
外輪と転動体の表面をセラミツクスで形成することが記
載されている。
しかし、これらの先行技術にはセラミツク被覆のやり
方、セラミツクス材料の選定理由、適用製品の寸法、評
価結果については記載されておらずセラミツクスを用い
たロール軸受をどのようにして作るかということについ
ては、明らかでなかつた。
方、セラミツクス材料の選定理由、適用製品の寸法、評
価結果については記載されておらずセラミツクスを用い
たロール軸受をどのようにして作るかということについ
ては、明らかでなかつた。
従来の金属材料と用いたロール軸受は摩耗損傷が大きい
ため、アルミニウム溶融めつき浴中では4日、亜鉛溶融
めつき浴中では7日ほど連続使用するとロール軸受及び
ロール軸の摩耗によりロール軸受とロール軸の間のがた
が大きくなり、振動により均一なめつき鋼板(ストリツ
プ)が得られなくなる。従つて一且めつき作業を中止し
て、ロール及び軸受は交換される。このため生産性は低
下し、ライン停止による不良鋼板の増加や交換費用など
コスト高の原因となつていた。
ため、アルミニウム溶融めつき浴中では4日、亜鉛溶融
めつき浴中では7日ほど連続使用するとロール軸受及び
ロール軸の摩耗によりロール軸受とロール軸の間のがた
が大きくなり、振動により均一なめつき鋼板(ストリツ
プ)が得られなくなる。従つて一且めつき作業を中止し
て、ロール及び軸受は交換される。このため生産性は低
下し、ライン停止による不良鋼板の増加や交換費用など
コスト高の原因となつていた。
また、特開昭60−208626号及び特開昭62- 92320 号の
コロ軸受では部品点数が多く更にコロ軸受であるその各
部品の寸法精度が要求されるのでコスト高となる。更に
被覆によりセラミツクを表面につける方法では、その厚
みに制限があり、セラミツクスといえども摩耗が生ずる
ので数ミクロンや十数ミクロンの摩耗は容易におこり、
ロール軸受の寿命を大幅に延することは期待できない。
コロ軸受では部品点数が多く更にコロ軸受であるその各
部品の寸法精度が要求されるのでコスト高となる。更に
被覆によりセラミツクを表面につける方法では、その厚
みに制限があり、セラミツクスといえども摩耗が生ずる
ので数ミクロンや十数ミクロンの摩耗は容易におこり、
ロール軸受の寿命を大幅に延することは期待できない。
本発明の目的は、すべり軸受の摺動部材としてセラミツ
クスを用いるものであり、これにより、耐食・耐摩耗性
を向上させ長寿命化を図り、ダウンタイムの削減による
生産性の向上、鋼板の不良低減,組替費用の削減などに
より、製品のトータルコストを低減する溶融金属めつき
装置及びその使用方向を提供するにある。
クスを用いるものであり、これにより、耐食・耐摩耗性
を向上させ長寿命化を図り、ダウンタイムの削減による
生産性の向上、鋼板の不良低減,組替費用の削減などに
より、製品のトータルコストを低減する溶融金属めつき
装置及びその使用方向を提供するにある。
上記目的は金属製軸受シエルに備えられるリング状のセ
ラミツクス摺動部材を軸受シエルにロール軸に対して平
行に装着したすべり軸受によつて達成される。
ラミツクス摺動部材を軸受シエルにロール軸に対して平
行に装着したすべり軸受によつて達成される。
軸受シエルは一般に鉄及び鋼系の材料が用いられている
耐食性に優れたステンレス鋼または高クロム鋼などの方
が望ましい。
耐食性に優れたステンレス鋼または高クロム鋼などの方
が望ましい。
また、摺動部材であるセラミツクスとしては溶融金属と
濡れ難く、耐食性に優れ、高温での摩耗の少ない材質を
選ぶ必要がある。更に大型のリングを作るための成形性
や焼結性にも優れていなければならない。溶融アルミニ
ウムとの濡れについてみると一般に知られているセラミ
ツクスでは、接触角が炭化ケイ素,アルミナ,窒化ケイ
素,窒化ホウ素の順で大きくなり窒化ケイ素や窒化ホウ
素セラミツクスが適していると云える。しかし、強度や
耐摩耗性、更には前述の製造上の問題についても検討す
ると共に用途や使用条件により適切な材質を選ぶ必要が
ある。
濡れ難く、耐食性に優れ、高温での摩耗の少ない材質を
選ぶ必要がある。更に大型のリングを作るための成形性
や焼結性にも優れていなければならない。溶融アルミニ
ウムとの濡れについてみると一般に知られているセラミ
ツクスでは、接触角が炭化ケイ素,アルミナ,窒化ケイ
素,窒化ホウ素の順で大きくなり窒化ケイ素や窒化ホウ
素セラミツクスが適していると云える。しかし、強度や
耐摩耗性、更には前述の製造上の問題についても検討す
ると共に用途や使用条件により適切な材質を選ぶ必要が
ある。
また、本発明の目的は、これらの問題を解決するため
に、ロール軸受で耐摩耗性の要求される部位のみにブロ
ツク状に加工したセラミツクスを装着して、摺動面をセ
ラミツクリングとした場合と同様の効果を得ることにあ
る。
に、ロール軸受で耐摩耗性の要求される部位のみにブロ
ツク状に加工したセラミツクスを装着して、摺動面をセ
ラミツクリングとした場合と同様の効果を得ることにあ
る。
第1図においてロール軸受の摩耗は矢印で示した方向、
すなわち、ストリツプ2がシンクロール4によつて曲げ
られた際に発生する力のベクトル方向に進行することが
従来のシンクロール軸受の摩耗状況を観察することによ
りわかつた。従つてロール軸受の摩耗を防止するために
は前述のベクトル方向に耐摩耗性に優れた材料を装着す
ることが必要である。しかし、ロール軸の摩耗やロール
軸受の侵食によりロール軸と軸受の間のがたが増すとベ
クトルの方向が変るのでこれを防止するために少なくと
も、そのほかに2箇所に耐食,耐摩耗性にすぐれた材料
を装着しておくことが必要となる。すなわち、ブロツク
状のセラミツクスは力のベクトル方向とそのほかに少な
くとも2箇所に装着することにより本発明の目的は達成
される。
すなわち、ストリツプ2がシンクロール4によつて曲げ
られた際に発生する力のベクトル方向に進行することが
従来のシンクロール軸受の摩耗状況を観察することによ
りわかつた。従つてロール軸受の摩耗を防止するために
は前述のベクトル方向に耐摩耗性に優れた材料を装着す
ることが必要である。しかし、ロール軸の摩耗やロール
軸受の侵食によりロール軸と軸受の間のがたが増すとベ
クトルの方向が変るのでこれを防止するために少なくと
も、そのほかに2箇所に耐食,耐摩耗性にすぐれた材料
を装着しておくことが必要となる。すなわち、ブロツク
状のセラミツクスは力のベクトル方向とそのほかに少な
くとも2箇所に装着することにより本発明の目的は達成
される。
第1図は溶融金属に接する製品及び部品の概略を示す。
すなわち、ストリツプに溶融金属めつきを連続的に施す
設備においてはスナウト1を経て供給されるストリツプ
2はめつき槽3の中でシンクロール4により方向を変え
られ、サポートロール5によりストリツプの動きが安定
させられる。更にめつき浴6から引き出されたストリツ
プはワイビングノズル7によりめつき厚みが調整され
る。
すなわち、ストリツプに溶融金属めつきを連続的に施す
設備においてはスナウト1を経て供給されるストリツプ
2はめつき槽3の中でシンクロール4により方向を変え
られ、サポートロール5によりストリツプの動きが安定
させられる。更にめつき浴6から引き出されたストリツ
プはワイビングノズル7によりめつき厚みが調整され
る。
溶融金属めつき浴中で使用されるサポートロール及びシ
ンクロールのロール軸8及びロール軸受9は溶融金属に
より潤滑されるのでロール軸受はすべり軸受が最も普及
した構造となつている。
ンクロールのロール軸8及びロール軸受9は溶融金属に
より潤滑されるのでロール軸受はすべり軸受が最も普及
した構造となつている。
一般にこれらのロールは長時間、連続運転させるのでロ
ール軸やロール軸受は溶融金属による侵食とストリツプ
に張力が与えられているための荷重による摩耗が生ず
る。侵食や摩耗が進むとロール軸とロール軸受間のがた
が大きくなり、ストリツプ走行中に振動が起り、安定し
た作業ができなくなる。従つてロール軸及びロール軸受
間のがたを防止することは連続的にめつき作業を行うた
めの重要な課題である。
ール軸やロール軸受は溶融金属による侵食とストリツプ
に張力が与えられているための荷重による摩耗が生ず
る。侵食や摩耗が進むとロール軸とロール軸受間のがた
が大きくなり、ストリツプ走行中に振動が起り、安定し
た作業ができなくなる。従つてロール軸及びロール軸受
間のがたを防止することは連続的にめつき作業を行うた
めの重要な課題である。
本発明においてロール軸の材料は金属やセラミツクスい
ずれであつても良く、ロール軸の材料により本発明の効
果を削減するものではない。しかし、ロール軸が摩耗す
れば、それを交換するためにラインを停止する必要があ
るのでロール軸にもセラミツクスを用いることが望まし
い。
ずれであつても良く、ロール軸の材料により本発明の効
果を削減するものではない。しかし、ロール軸が摩耗す
れば、それを交換するためにラインを停止する必要があ
るのでロール軸にもセラミツクスを用いることが望まし
い。
めつき金属として、Al,Znが一般に用いられ、本発
明はセラミツクス焼結体としてこれらの溶融金属に対す
る漏れ性が低いものが良い。特に、これらの金属に対し
ては窒化物が好ましく、より好ましくはSi6-zAlOzN8-Z
で示されるZ=4.2以下のもの(通称サイアロン)で
ある。
明はセラミツクス焼結体としてこれらの溶融金属に対す
る漏れ性が低いものが良い。特に、これらの金属に対し
ては窒化物が好ましく、より好ましくはSi6-zAlOzN8-Z
で示されるZ=4.2以下のもの(通称サイアロン)で
ある。
以下、本発明を実施するに当つて行つた実験及び実施例
について述べる。
について述べる。
〔実施例2〕 本発明の方法を実施するに当つて、最も重要なことは、
摺動部材としてどのようなセラミツクスを選ぶかという
ことであるので、溶融金属浴中での摺動摩耗特性を実験
により調べた。
摺動部材としてどのようなセラミツクスを選ぶかという
ことであるので、溶融金属浴中での摺動摩耗特性を実験
により調べた。
実験は溶融金属中で円板を回転し、その側面に試験片を
押し付ける摺動摩耗試験により行つた。試験条件として
は下記を選んだ。
押し付ける摺動摩耗試験により行つた。試験条件として
は下記を選んだ。
回転円板の寸法:直径100mm,厚さ5mm 試験片の寸法:縦、横30mm,厚さ5mm 面圧:50kg/cm2 摺動速度:15m/nim 溶融金属:アルミニウム 試験温度:700℃ 回転円板の材質としてはサイアロンセラミツクスを選
び、試験としては鉄系材料としてFC−25,鋼系材料
としてS50C,SUJ−2,SUS304,炭化物セ
ラミツクスとしてSiC,酸化物セラミツクスとしてA
l2O3,ZrO2,窒化物及びその複合セラミツクスと
してSi3N4,サイアロンSi3N4-BN,サイアロン−BN
を選んで摩耗試験を行つた。摩耗試験結果を第2図に示
した。第2図から明らかなごとく、いずれの材料におい
ても摺動距離が長くなるのに従つて摩耗も進んでいるこ
とがわかるが、材料により摩耗の進み方は大きく異なつ
ている。すなわち摺動距離と摩耗深さの関係から次の3
つに分類することができる。
び、試験としては鉄系材料としてFC−25,鋼系材料
としてS50C,SUJ−2,SUS304,炭化物セ
ラミツクスとしてSiC,酸化物セラミツクスとしてA
l2O3,ZrO2,窒化物及びその複合セラミツクスと
してSi3N4,サイアロンSi3N4-BN,サイアロン−BN
を選んで摩耗試験を行つた。摩耗試験結果を第2図に示
した。第2図から明らかなごとく、いずれの材料におい
ても摺動距離が長くなるのに従つて摩耗も進んでいるこ
とがわかるが、材料により摩耗の進み方は大きく異なつ
ている。すなわち摺動距離と摩耗深さの関係から次の3
つに分類することができる。
(i)鉄及び鋼系金属材料 (ii)酸化物及び炭化物セラミツクス材料 (iii)窒化物とその複合セラミツクス材料 (i)の金属材料は従来使われていたもので本発明の方法
と比較するために試験を行つたものである。いずれのセ
ラミツクスを用いても従来の金属材料より耐摩耗性は向
上しているが酸化物や炭化物セラミツクスに比較して窒
化物とその複合セラミツクスの耐摩耗性は優れているこ
とがわかる。
と比較するために試験を行つたものである。いずれのセ
ラミツクスを用いても従来の金属材料より耐摩耗性は向
上しているが酸化物や炭化物セラミツクスに比較して窒
化物とその複合セラミツクスの耐摩耗性は優れているこ
とがわかる。
窒化物とその被合セラミツクスとは窒化ケイ素系セラミ
ツクス、すなわち、窒化ケイ(Si3N4)及び窒化ケイ素
を第1成分とした複合セラミツクス(サイアロン,Si3N
4-BN,サイアロン−BN)などである。
ツクス、すなわち、窒化ケイ(Si3N4)及び窒化ケイ素
を第1成分とした複合セラミツクス(サイアロン,Si3N
4-BN,サイアロン−BN)などである。
〔実施例1〕 第1図のシンクロールのロール軸受9の摺動面に本発明
よりなる第3図のセラミツクリング10を装着し、テス
トを行つた。
よりなる第3図のセラミツクリング10を装着し、テス
トを行つた。
セラミツクスとしては第2図に示した摩耗試験結果から
窒化ケイ素系のセラミツクスを適用することにしたが、
成形性及び燃結性などにすぐれたサイアロンセラミツク
スを選んだ。サイアロンセラミツクスの化学式はSi6-zA
lzOzN8-z で表わされZは0〜4.2の間で任意のもの
が製造可能でありβサイアロンと呼ばれているものであ
る。
窒化ケイ素系のセラミツクスを適用することにしたが、
成形性及び燃結性などにすぐれたサイアロンセラミツク
スを選んだ。サイアロンセラミツクスの化学式はSi6-zA
lzOzN8-z で表わされZは0〜4.2の間で任意のもの
が製造可能でありβサイアロンと呼ばれているものであ
る。
すなわち、本実施例ではZ=0.5の組成のサイアロン
粉を用い、少量のバインダを添加したのち、メタノール
中で湿式混練し、スプレードライ法により造粒した。次
いで冷間静水圧プレスを用いて外径250mm,内径17
0mm,長さ250mmに成形した。成形体と仮焼成した後
に本焼成による寸法変化と任上げ加工代を勘案し、旋盤
により所定の寸法に加工した。本焼成は1750℃と
し、焼成温度が窒化ケイ素の分解温度に近いため、分解
してメタルシリコンとなり、更にシリコンが飛散した後
に気孔が生じやすいのでこれを防止する目的で窒素ガス
雰囲気中で行つた。
粉を用い、少量のバインダを添加したのち、メタノール
中で湿式混練し、スプレードライ法により造粒した。次
いで冷間静水圧プレスを用いて外径250mm,内径17
0mm,長さ250mmに成形した。成形体と仮焼成した後
に本焼成による寸法変化と任上げ加工代を勘案し、旋盤
により所定の寸法に加工した。本焼成は1750℃と
し、焼成温度が窒化ケイ素の分解温度に近いため、分解
してメタルシリコンとなり、更にシリコンが飛散した後
に気孔が生じやすいのでこれを防止する目的で窒素ガス
雰囲気中で行つた。
第3図は焼結体と仕上げ加工した後の外観を示す。すな
わち、仕上げ加工後の寸法は外径200mm,内径15
0.6mm,長さ200mmである。但し、セラミツクリン
グの内面について何ら加工を施すことなしに、焼結肌の
ままで使用することにした。何となれば、内面の真円度
及び円筒度はいずれも0.3mm 以下であり、また、粗
さは7S以下であつたので溶融金属浴中で用いる軸受面
として問題はない。本施例では外径及び長さについては
軸受シエルの寸法に合せて仕上げ加工を行つたが、必ず
しも加工を必要とするものではなく、仕上げ加工するこ
となしに使用することも可能である。更にセラミツクリ
ングには外表面から内表面に向つて軸方向に50mm間隔
で3個の穴、円周方向には等間隔で8個の穴、すなわち
合計で24個の穴を加工した。穴は直径10mmのばか穴
11で、更に内表面から8mmまで45度のテーパーで丸
さら頭ボルトが入るように加工した。
わち、仕上げ加工後の寸法は外径200mm,内径15
0.6mm,長さ200mmである。但し、セラミツクリン
グの内面について何ら加工を施すことなしに、焼結肌の
ままで使用することにした。何となれば、内面の真円度
及び円筒度はいずれも0.3mm 以下であり、また、粗
さは7S以下であつたので溶融金属浴中で用いる軸受面
として問題はない。本施例では外径及び長さについては
軸受シエルの寸法に合せて仕上げ加工を行つたが、必ず
しも加工を必要とするものではなく、仕上げ加工するこ
となしに使用することも可能である。更にセラミツクリ
ングには外表面から内表面に向つて軸方向に50mm間隔
で3個の穴、円周方向には等間隔で8個の穴、すなわち
合計で24個の穴を加工した。穴は直径10mmのばか穴
11で、更に内表面から8mmまで45度のテーパーで丸
さら頭ボルトが入るように加工した。
第4図にセラミツクリング10を軸受シエル 12のボ
ルト穴13にボルト14を用いての取り付け状況を示
す。すなわち、全長30mm、ねじ部長さ20mm,頭部長
さ6mm,ねじ山外径8mmの丸さら頭ボルト14を用いて
セラミツクリング10を軸受シエル12に固定した。装
着作業は常温で行い、ボルトとばか穴の間には半径で1
mmの空隙がある。軸受シエル材としてはSU304を用
いたのでセラミツクリングとの熱膨張係数差は約9×1
0-7/℃であるのでアルミニウムや亜鉛のめつき温度で
はボルト締めによる過大応力が発生しない締め付け構造
となつている。
ルト穴13にボルト14を用いての取り付け状況を示
す。すなわち、全長30mm、ねじ部長さ20mm,頭部長
さ6mm,ねじ山外径8mmの丸さら頭ボルト14を用いて
セラミツクリング10を軸受シエル12に固定した。装
着作業は常温で行い、ボルトとばか穴の間には半径で1
mmの空隙がある。軸受シエル材としてはSU304を用
いたのでセラミツクリングとの熱膨張係数差は約9×1
0-7/℃であるのでアルミニウムや亜鉛のめつき温度で
はボルト締めによる過大応力が発生しない締め付け構造
となつている。
第5図は本発明による連続溶融金属めつき浴用ロール軸
とその使用時の概略を示す。
とその使用時の概略を示す。
セラミツクリングに穿けた軸方向8列の穴のうち、4列
12個のばか穴を利用してセラミツクリングをロール軸
に対して平行に軸受シエルに装着した。セラミツクリン
グの内面摺動部とロール軸8との間には半径で1mmの間
隙があるようにロール軸を加工した。従つて使用効期に
ロール軸とロール軸受の間には最大2mmの間隙があり、
この間隙には溶融金属めつき浴6が入りこみ潤滑作用を
する。ロール軸としてはSUJ−2の鋼製のものを用い
てテストを行つた。
12個のばか穴を利用してセラミツクリングをロール軸
に対して平行に軸受シエルに装着した。セラミツクリン
グの内面摺動部とロール軸8との間には半径で1mmの間
隙があるようにロール軸を加工した。従つて使用効期に
ロール軸とロール軸受の間には最大2mmの間隙があり、
この間隙には溶融金属めつき浴6が入りこみ潤滑作用を
する。ロール軸としてはSUJ−2の鋼製のものを用い
てテストを行つた。
以下、本発明の効果を確認するためのテスト結果につい
て述べる。本発明のロール軸受を有するシンクロールを
680℃の溶融アルミニウム中で連続めつき作業に使用
した結果、従来の鋼製ロール軸受の摩耗深さは4日間で
15mm程度であつたのに対して、本発明のロール軸受で
は約0.6mmであり摩耗は従来品の25分の1と少な
い。更に本発明のロール軸受を交換することなしに12
日間使用したが摩耗深さは1mm以下であり、その効果が
確認できた。
て述べる。本発明のロール軸受を有するシンクロールを
680℃の溶融アルミニウム中で連続めつき作業に使用
した結果、従来の鋼製ロール軸受の摩耗深さは4日間で
15mm程度であつたのに対して、本発明のロール軸受で
は約0.6mmであり摩耗は従来品の25分の1と少な
い。更に本発明のロール軸受を交換することなしに12
日間使用したが摩耗深さは1mm以下であり、その効果が
確認できた。
更に本発明のもうひとつの効果を確認するために12日
間使用したのち、ロール軸受を取り出し、セラミツクリ
ングを8分の1周円周方向に回転移動させて使用するこ
とを試みたが特に異常摩耗は見られず、12日間使用し
た後の摩耗量は初回の使用と同様に摩耗深さは1mm以下
であつた。このようにして使用すれば同一摩耗状態で1
つのセラミツクリングで8回繰返し使用が可能であり、
その時点でセラミツクリングの内面を研削すれば引続き
使用でき、高価なセラミツクスを有効に使えることがわ
かつた。
間使用したのち、ロール軸受を取り出し、セラミツクリ
ングを8分の1周円周方向に回転移動させて使用するこ
とを試みたが特に異常摩耗は見られず、12日間使用し
た後の摩耗量は初回の使用と同様に摩耗深さは1mm以下
であつた。このようにして使用すれば同一摩耗状態で1
つのセラミツクリングで8回繰返し使用が可能であり、
その時点でセラミツクリングの内面を研削すれば引続き
使用でき、高価なセラミツクスを有効に使えることがわ
かつた。
しかし、ロール軸には鋼を用いているためロール軸の交
換が6日毎に必要であり、ダウンタイムを大幅に削減さ
せることはできなかつた。
換が6日毎に必要であり、ダウンタイムを大幅に削減さ
せることはできなかつた。
〔実施例2〕 実施例1においてはロール軸に鋼を用いたためロール軸
受の長寿命化は確認できたにも拘らず、ダウンタイムの
大幅削減には到らなかつた。そこでロール軸受について
は実施例1と全く同様の方法で作り、ロール軸にセラミ
ツクスを使うことを検討した。セラミツクスをロール軸
に使用する場合、ロール軸が鋼であり、熱膨張係数がセ
ラミツクスより3〜4倍大きいのでセラミツクリングを
ロール軸の外周部に装着することが難かしく、本発明の
如く、鋼製軸受シエルにセラミツク製リングを装着した
ような方法は採用できない。そこで本実施例では外径1
48mm,内径120mm,長さ200mm,幅50mmのセグ
メント状に加工したサイアロンセラミツクス6枚が等間
隔で装着できるよう、あらかじめスプライン状に加工し
た外径 142mmのロール軸に本発明の装着技術により
取り付けテストを行つた。
受の長寿命化は確認できたにも拘らず、ダウンタイムの
大幅削減には到らなかつた。そこでロール軸受について
は実施例1と全く同様の方法で作り、ロール軸にセラミ
ツクスを使うことを検討した。セラミツクスをロール軸
に使用する場合、ロール軸が鋼であり、熱膨張係数がセ
ラミツクスより3〜4倍大きいのでセラミツクリングを
ロール軸の外周部に装着することが難かしく、本発明の
如く、鋼製軸受シエルにセラミツク製リングを装着した
ような方法は採用できない。そこで本実施例では外径1
48mm,内径120mm,長さ200mm,幅50mmのセグ
メント状に加工したサイアロンセラミツクス6枚が等間
隔で装着できるよう、あらかじめスプライン状に加工し
た外径 142mmのロール軸に本発明の装着技術により
取り付けテストを行つた。
テスト条件は実施例1と同じである。テスト結果は12
日間の連続使用でロール軸受,ロール軸とも約1mmの摩
耗が見られたにすぎず、引き続き12日間使用したが摩
耗は24日間使用の合計で1.6mm 程度であり、ロー
ル軸受及びロール軸の摺動面にセラミツクスを使用する
ことの効果が確認できた。
日間の連続使用でロール軸受,ロール軸とも約1mmの摩
耗が見られたにすぎず、引き続き12日間使用したが摩
耗は24日間使用の合計で1.6mm 程度であり、ロー
ル軸受及びロール軸の摺動面にセラミツクスを使用する
ことの効果が確認できた。
〔実施例3〕 実施例1及び実施例2では本発明の方法をシンクロール
に適用した場合について述べたが、次いで本発明の方法
を連続溶融金属めつき浴中で使用されるサポートロール
に適用した結果について述べる。
に適用した場合について述べたが、次いで本発明の方法
を連続溶融金属めつき浴中で使用されるサポートロール
に適用した結果について述べる。
セラミツクスの材質や製法は実験例1及び実施例1と全
く同様である。ロール軸受側のセラミツクリングは外径
120mm,内径92mm,長さ100mmであり、ロール軸側
には外径90mm,内径70mm長さ100mm,幅25mmの
セグメント状に加工したセラミツクスを装着してテスト
を行つた。テスト条件としては680℃の溶融アルミめ
つき浴中でルーチン作業で行い、12日間使用後にロー
ル及び軸受を抽出してセラミツク摺動部の摩耗を測定し
たが0.3mm 以下であり、本発明の方法の効果が確認
できた。
く同様である。ロール軸受側のセラミツクリングは外径
120mm,内径92mm,長さ100mmであり、ロール軸側
には外径90mm,内径70mm長さ100mm,幅25mmの
セグメント状に加工したセラミツクスを装着してテスト
を行つた。テスト条件としては680℃の溶融アルミめ
つき浴中でルーチン作業で行い、12日間使用後にロー
ル及び軸受を抽出してセラミツク摺動部の摩耗を測定し
たが0.3mm 以下であり、本発明の方法の効果が確認
できた。
〔実施例4〕 実施例1〜3においてはセラミツクリングを軸受シエル
に固定するためにボルトを用いて行つたが、ボルトを用
いないで固定する方法についても実施したのでその結果
について述べる。
に固定するためにボルトを用いて行つたが、ボルトを用
いないで固定する方法についても実施したのでその結果
について述べる。
本実施例ではシンクロールに適用した結果について説明
する。セラミツクリングの寸法は、外径200mm,内径
150.6mm,長さ210mm であり、端面の一方に深
さ10mm,幅15mmの溝15を円周方向に等間隔に刻ん
だ、軸受シエルは第6図に示したごとくセラミツクリン
グと装着できるよう中央に空洞を有するものとし、その
直径は 200.5mm とした。従つて、セラミツクリ
ングと軸受シエルの間には隙間があり、簡単に着脱で
き、或る期間使用したのち、セラミツクリングを円周方
向に回転移動させて使用することが容易である。
する。セラミツクリングの寸法は、外径200mm,内径
150.6mm,長さ210mm であり、端面の一方に深
さ10mm,幅15mmの溝15を円周方向に等間隔に刻ん
だ、軸受シエルは第6図に示したごとくセラミツクリン
グと装着できるよう中央に空洞を有するものとし、その
直径は 200.5mm とした。従つて、セラミツクリ
ングと軸受シエルの間には隙間があり、簡単に着脱で
き、或る期間使用したのち、セラミツクリングを円周方
向に回転移動させて使用することが容易である。
リングに溝を切つた側は幅13mm,高さ8mm,長さ25
mmの鋼製ブロツク16を円周方向に90゜間隔で軸受シエ
ルに溶接に取り付け、リングを反対側が嵌め込み固定し
た。ブロツクは溝の幅寸法に比較して、使用温度でも緩
みがあるように作られているので過大な応力は作用しな
い。溝を切つてない方の固定は第7図に示したごとく2
ケのブロツクによつて行つたが、円板などで止めてもこ
の目的は達成される。
mmの鋼製ブロツク16を円周方向に90゜間隔で軸受シエ
ルに溶接に取り付け、リングを反対側が嵌め込み固定し
た。ブロツクは溝の幅寸法に比較して、使用温度でも緩
みがあるように作られているので過大な応力は作用しな
い。溝を切つてない方の固定は第7図に示したごとく2
ケのブロツクによつて行つたが、円板などで止めてもこ
の目的は達成される。
テスト条件は実施例2と同じであり、結果も全く同じで
あり、装着法のいかんにかゝわらず、本発明の効果が確
認できた。
あり、装着法のいかんにかゝわらず、本発明の効果が確
認できた。
〔実施例5〕 第1図においてシンクロールのロール軸受9の摺動部に
第8図に示したセラミツクブロツク10を第10図に示
した如く装着し、テストを行つた。
第8図に示したセラミツクブロツク10を第10図に示
した如く装着し、テストを行つた。
セラミツクスとしてはサイアロンを用いた。サイアロン
セラミツクスの化方式は Si6-zAl zOzN8-Z で表わされ、Zは0〜4.2 の間で
任意のものが製造可能であり、βはサイアロンと呼ばれ
ているものである。本発明を実施するためにはZ=0.
5 の組成のサイアロン粉を用い、少量のバインダーを
添加したのち、メタノール中で湿式混練し、スプレード
ライ法により造粒した。次いで冷間静水圧プレスを用い
て縦25mm,横 62mm,長さ250mmのブロツクに成
形した。焼成は1750℃で5bとし、焼成温度が窒化
ケイ素の分解温解に近いため、分解してメタルシリコン
となり、更にシリコンが飛散した後に気孔が生じやすい
ので、これを防止する目的で窒素ガス雰囲気中で行つ
た。
セラミツクスの化方式は Si6-zAl zOzN8-Z で表わされ、Zは0〜4.2 の間で
任意のものが製造可能であり、βはサイアロンと呼ばれ
ているものである。本発明を実施するためにはZ=0.
5 の組成のサイアロン粉を用い、少量のバインダーを
添加したのち、メタノール中で湿式混練し、スプレード
ライ法により造粒した。次いで冷間静水圧プレスを用い
て縦25mm,横 62mm,長さ250mmのブロツクに成
形した。焼成は1750℃で5bとし、焼成温度が窒化
ケイ素の分解温解に近いため、分解してメタルシリコン
となり、更にシリコンが飛散した後に気孔が生じやすい
ので、これを防止する目的で窒素ガス雰囲気中で行つ
た。
第8図は焼結体を仕上げ加工した後の外観を示す。すな
わち、仕上げ加工後の寸法は縦20mm,横50mm,長さ
200mmとした。更にセラミツクブロツクに長手方向に
50mm間隔で3個の穴を縦方向に穿けた。穴は長手方向
に10mm,横方向に8.5mmの楕円形をしたばか穴11
である。また、穴の一方向から8mmまで45度のテーパ
ーで丸さら頭ボルトが入るように加工した。
わち、仕上げ加工後の寸法は縦20mm,横50mm,長さ
200mmとした。更にセラミツクブロツクに長手方向に
50mm間隔で3個の穴を縦方向に穿けた。穴は長手方向
に10mm,横方向に8.5mmの楕円形をしたばか穴11
である。また、穴の一方向から8mmまで45度のテーパ
ーで丸さら頭ボルトが入るように加工した。
第9図にセラミツクブロツク10を軸受シエル12のボ
ルト穴13にボルト14を用いて取付けた状況を示す。
すなわち、全長30mm,ねじ部長さ20mm,頭部長さ6
mm,ねじ山外径8mmの丸さら頭ボルト14を用いてセラ
ミツクブロツク10を軸受シエル12に装着した。装着
作業は常温で行い、ボルトとばか穴の間には長手方向に
は各1mmの空隙がある。軸受シエル材としてはSUS
304を用いたのでセラミツクリングとの熱膨張係数差
が約9×10-7/℃ある。アルミニウムや亜鉛めつき温
度でボルト間隔50mmの場合の最大変位は30μm程度
であるのでボルト締めによる過大応力が発生しない締め
付構造となつている。
ルト穴13にボルト14を用いて取付けた状況を示す。
すなわち、全長30mm,ねじ部長さ20mm,頭部長さ6
mm,ねじ山外径8mmの丸さら頭ボルト14を用いてセラ
ミツクブロツク10を軸受シエル12に装着した。装着
作業は常温で行い、ボルトとばか穴の間には長手方向に
は各1mmの空隙がある。軸受シエル材としてはSUS
304を用いたのでセラミツクリングとの熱膨張係数差
が約9×10-7/℃ある。アルミニウムや亜鉛めつき温
度でボルト間隔50mmの場合の最大変位は30μm程度
であるのでボルト締めによる過大応力が発生しない締め
付構造となつている。
第10図は本発明の方法を実施するためにセラミツクブ
ロツク10を軸受シエル12に装着した状況を示す。す
なわち、軸受シエルの摺動面の中央,重直軸に対して1
8度傾いた位置に本発明のセラミツクブロツク10を軸
受シエル12にあらかじめ加工しておいた溝及びボルト
穴を利用してボルト締めることにより装着した。更に軸
受シエルの底面から20mmはなれた内部摺動面にセラミ
ツクブロツクを各1個取り付けた。3個のセラミツクブ
ロツクで作られる内接内の直径は150mmとなるように
した。ロール軸はSUJ−2鋼であり、直径148mmに
加工した。
ロツク10を軸受シエル12に装着した状況を示す。す
なわち、軸受シエルの摺動面の中央,重直軸に対して1
8度傾いた位置に本発明のセラミツクブロツク10を軸
受シエル12にあらかじめ加工しておいた溝及びボルト
穴を利用してボルト締めることにより装着した。更に軸
受シエルの底面から20mmはなれた内部摺動面にセラミ
ツクブロツクを各1個取り付けた。3個のセラミツクブ
ロツクで作られる内接内の直径は150mmとなるように
した。ロール軸はSUJ−2鋼であり、直径148mmに
加工した。
以下、本発明の効果を確認するためのテスト結果につい
て述べる。本発明のロール軸受を有するシンクロールを
680℃の溶融アルミニウム浴中で連続めつき作業に使
用した結果、従来の鋼製ロール軸受の摩耗深さは4日間
の使用で約15mmであつたのに対して、本発明のロール
軸受では約1mmであり摩耗は従来品の15分の1と少な
い。更に本発明のロール軸受は交換せず、ロール軸は4
日間使用する毎に交換を行つて、12日間使用したが摩
耗深さは約1.5mm であり、大幅なロール軸受の寿命
向上が達成できた。
て述べる。本発明のロール軸受を有するシンクロールを
680℃の溶融アルミニウム浴中で連続めつき作業に使
用した結果、従来の鋼製ロール軸受の摩耗深さは4日間
の使用で約15mmであつたのに対して、本発明のロール
軸受では約1mmであり摩耗は従来品の15分の1と少な
い。更に本発明のロール軸受は交換せず、ロール軸は4
日間使用する毎に交換を行つて、12日間使用したが摩
耗深さは約1.5mm であり、大幅なロール軸受の寿命
向上が達成できた。
本発明によればセラミツク焼結体を軸受シエルに装着し
たロール軸受は溶融金属めつき浴中で長寿命を示し、長
時間の連続使用に耐え、ロール軸受の組替頻度の減少,
連続運転による生産性の向上,不良の低減などに効果が
ある。
たロール軸受は溶融金属めつき浴中で長寿命を示し、長
時間の連続使用に耐え、ロール軸受の組替頻度の減少,
連続運転による生産性の向上,不良の低減などに効果が
ある。
また、本発明ではセラミツクスをリング状又はブロツク
状としてブロツク状の場合、軸または円周方向に分割し
て使用することが可能である。
状としてブロツク状の場合、軸または円周方向に分割し
て使用することが可能である。
第1図は本発明を説明する溶融金属めつき装置の部分概
略図、第2図は各材質の摺動摩耗試験結果を示す線図、
第3図は本発明によるセラミツクリングの見取図、第4
図はセラミツクリングを軸受シエルに装着した場合の断
面図、第5図は本発明によるロール軸受を用いた場合の
使用時の断面図、第6図はボルトを使わないセラミツク
リングの軸受シエル〜の装着方法,第7図は第6図の断
面図、第8図は本発明のブロツク状セラミツクスの斜視
図、第9図は本発明に係るブロツク状セラミツクスの装
着方法又は第10図は軸受シエルへのセラミツクスの取
付状況を示す断面図である。 4……ロール、9……ロール軸受、10……セラミツク
リング、12……軸受シエル。
略図、第2図は各材質の摺動摩耗試験結果を示す線図、
第3図は本発明によるセラミツクリングの見取図、第4
図はセラミツクリングを軸受シエルに装着した場合の断
面図、第5図は本発明によるロール軸受を用いた場合の
使用時の断面図、第6図はボルトを使わないセラミツク
リングの軸受シエル〜の装着方法,第7図は第6図の断
面図、第8図は本発明のブロツク状セラミツクスの斜視
図、第9図は本発明に係るブロツク状セラミツクスの装
着方法又は第10図は軸受シエルへのセラミツクスの取
付状況を示す断面図である。 4……ロール、9……ロール軸受、10……セラミツク
リング、12……軸受シエル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼田 博篤 茨城県勝田市堀口832番地の2 株式会社 日立製作所勝田工場内 (72)発明者 田口 三夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 山口 輝雄 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 可児 保宣 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 鎌田 俊夫 茨城県勝田市堀口832番地の2 株式会社 日立製作所勝田工場内 (56)参考文献 実開 平1−98156(JP,U) 実公 昭52−8738(JP,Y2)
Claims (5)
- 【請求項1】金属溶湯中で軸受に支持されて回転するロ
ールを備えた溶融金属めっき装置において、前記軸受は
前記ロールとの間に金属溶湯を介して回転できるように
間隔を有し、かつ金属製軸受シエル内表面にリング状の
セラミックス焼結体が装着されており、該セラミックス
製リングは軸方向及び円周方向に夫々複数個の穴を有
し、該穴を介してボルトによって前記軸受シエルに装着
したことを特徴とする連続溶融金属めっき装置。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、該セラミ
ックス製リングの穴は前記金属製軸受シエル材とリング
の熱膨張差によって発生する応力を緩和するように装着
用ボルトの直径より大きくしたことを特徴とする連続溶
融金属めっき装置。 - 【請求項3】金属溶湯中で軸受に支持されて回転するシ
ンクロールを備えた溶融金属めっき装置において、前記
軸受は前記ロールとの間に金属溶湯を介して回転できる
ように間隔を有し、かつ金属製軸受シエル表面にブロッ
ク状のセラミックス焼結体からなる摺動部材が装着され
ており、該摺動部材を前記軸受シエルに装着する位置
は、前記シンクロールの軸に作用する力のベクトル方向
とそのほかに少なくとも2箇所とし、該摺動部材の軸受
シエルへの装着は前記摺動部材に設けられた1個以上の
孔を介してボルトにより固定されていることを特徴とす
る連続溶融金属めっき装置。 - 【請求項4】特許請求の範囲第3項において前記摺動部
材に開けた穴は軸受シエル材と摺動部材の熱膨張差によ
って発生する応力を緩和するように装着用ボルトの直径
より大きくしたことを特徴とする連続溶融金属めっき装
置。 - 【請求項5】溶融金属中で他の部材と互いに前記摺動接
着する軸受の使用方法において、前記軸受はセラミック
ス焼結体からなり、該焼結体を定期的に円周方向に移動
させて周方向の位置を変えることを特徴とする連続溶融
金属めっき装置用ロール軸受の使用方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63145754A JPH0621330B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 連続溶融金属めっき装置及びその使用方法 |
US07/365,547 US5072689A (en) | 1988-06-15 | 1989-06-13 | Continuous hot-dip plating apparatus |
EP89110729A EP0346855B1 (en) | 1988-06-15 | 1989-06-13 | Continuous hot-dip plating apparatus |
DE68920207T DE68920207T2 (de) | 1988-06-15 | 1989-06-13 | Kontinuierlich arbeitende Heisstauch-Plattierungsvorrichtung. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63145754A JPH0621330B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 連続溶融金属めっき装置及びその使用方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01316443A JPH01316443A (ja) | 1989-12-21 |
JPH0621330B2 true JPH0621330B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=15392384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63145754A Expired - Fee Related JPH0621330B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 連続溶融金属めっき装置及びその使用方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5072689A (ja) |
EP (1) | EP0346855B1 (ja) |
JP (1) | JPH0621330B2 (ja) |
DE (1) | DE68920207T2 (ja) |
Families Citing this family (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5275660A (en) * | 1988-09-08 | 1994-01-04 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Low mass, thermally stable coating apparatus |
DE8910720U1 (de) * | 1989-09-08 | 1989-12-14 | Weik, Bernhard, 4018 Langenfeld | Lager für die Drehzapfen von Boden- oder Tauchrollen in Schmelzbädern |
US5252130A (en) * | 1989-09-20 | 1993-10-12 | Hitachi, Ltd. | Apparatus which comes in contact with molten metal and composite member and sliding structure for use in the same |
DE69221007T2 (de) * | 1991-04-25 | 1997-11-13 | Nippon Steel Corp | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von schmelzflüssigen Metallüberzügen |
FR2679571B1 (fr) * | 1991-07-26 | 1994-07-01 | Vesuvius France Sa | Procede de depot de metal ou d'alliages metalliques sur une bande metallique et pieces de guidage pour la mise en óoeuvre de ce procede. |
US5386418A (en) * | 1991-08-19 | 1995-01-31 | Fujitsu Limited | Method for synchronizing synchronous data communication network and communication device used in the synchronous data communication network |
JP2679510B2 (ja) * | 1992-02-12 | 1997-11-19 | 株式会社日立製作所 | 連続溶融金属メッキ装置 |
JP2638375B2 (ja) * | 1992-02-20 | 1997-08-06 | 株式会社日立製作所 | 連続溶融金属メッキ装置及び連続溶融金属メッキ装置用軸受 |
DE69319268T2 (de) * | 1992-03-18 | 1999-01-21 | Hitachi Ltd | Lager, Abflusspumpe und hydraulische Turbine, jede das Lager enthaltend und Herstellungsverfahren für das Lager |
US5954880A (en) * | 1993-11-05 | 1999-09-21 | Nsk Ltd. | Roller support device in molten metal plating bath |
JP3191558B2 (ja) * | 1994-04-08 | 2001-07-23 | 株式会社日立製作所 | 摺動構造物とそれを用いた連続溶融金属メッキ装置 |
TW344779B (en) * | 1994-05-30 | 1998-11-11 | Hitachi Ltd | Slide member with self-lubricating functions and production process thereof, and bearing in molten metal and molten metal electroplating device |
US5538559A (en) * | 1994-05-31 | 1996-07-23 | Ak Steel Corporation | Bearing support system for a roll submerged in a molten metal coating bath |
BR9404859A (pt) * | 1994-08-17 | 1996-05-28 | Comesi S A I C | Dispositivo de conservação de rolos submergidos no banho de liga fundida para prolongar a vida util em operação |
US5792266A (en) * | 1994-08-30 | 1998-08-11 | Comesi S.A.I.C. | Hot immersion coating of steel sheet surfaces |
JP2948108B2 (ja) * | 1994-09-20 | 1999-09-13 | 株式会社日立製作所 | 溶融金属中すべり軸受および溶融金属めっき装置 |
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