JPH08260060A - 金属箔熱処理炉の搬送ロール - Google Patents

金属箔熱処理炉の搬送ロール

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JPH08260060A
JPH08260060A JP6240195A JP6240195A JPH08260060A JP H08260060 A JPH08260060 A JP H08260060A JP 6240195 A JP6240195 A JP 6240195A JP 6240195 A JP6240195 A JP 6240195A JP H08260060 A JPH08260060 A JP H08260060A
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JP
Japan
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metal foil
heat treatment
treatment furnace
roll
metallic foil
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Withdrawn
Application number
JP6240195A
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English (en)
Inventor
Kazuo Yoshida
和雄 吉田
Yasuhiro Yamamoto
恭裕 山本
Yoshihiro Fujii
芳弘 藤井
Yoshiaki Hirota
芳明 広田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、剛性の小さい厚みが200μm以
下の金属箔を対象として、焼鈍、酸化等を行う金属箔熱
処理炉の温度格差の大きい領域で用いて、搬送対象であ
る金属箔にシワを発生させず、耐久性に優れた金属箔熱
処理炉の搬送ロールを提供する。 【構成】 胴部表面層を、500℃以上の耐熱性があ
り、熱伝導率が10kJ/mhk以下でかつ気孔率が10〜3
0%のZrO2 を主成分とする固体材料を溶射あるいは
ファイバー状にして巻き付けて形成したことを特徴する
金属箔熱処理炉の搬送ロール。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属箔に焼鈍等の熱処
理を施す熱処理炉や金属箔へ酸化被膜を形成する酸化炉
等において用いられる搬送ロールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属箔に焼鈍等の熱処理を施す熱処理炉
において用いられる冷却帯搬送ロールとしては、ステン
レス、耐熱鋼等の金属で形成されたものが用いられてい
る。しかし、この種の金属で形成された搬送ロールの場
合には、熱伝導率が大きいために、熱処理後に高温の金
属箔を100℃の温度領域まで冷却する過程、特に冷却
帯入り側で用いた場合、金属箔から大量の熱を奪うこと
になる。その結果、金属箔が薄い場合には、この金属箔
の剛性が小さいために、局部的な熱収縮が起こり、金属
箔にシワが発生するという問題があった。
【0003】この問題を解決するために、この搬送ロー
ル表面をゴムで形成することも試みられている。表面を
ゴムで形成した搬送ロールの場合には、熱伝導率が小さ
いため、前記の金属で形成された搬送ロールを用いた場
合のようなシワの発生はない。
【0004】しかし、耐熱性が十分ではなく、150℃
以上の温度領域の金属箔に接触した場合、軟化して変形
したり、金属箔表面にゴムが付着して金属箔の品質を損
なう等の問題を生ずることがある。そのため、シワ発生
の防止を優先する場合には、ゴム製の搬送ロールを使用
し、酸化処理後の金属箔を150℃以下の領域まで徐冷
することも試みられている。
【0005】しかし、この場合には、徐冷のために搬送
速度を落したり炉長を長くする等の処置が必要であり、
熱処理の生産性の低下、設備コストの増加を余儀なくさ
れるという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、剛性の小さ
い厚みが200μm以下の金属箔を対象として、焼鈍、
酸化等を行う金属箔熱処理炉の温度格差の大きい領域で
用いて、搬送対象である金属箔にシワを発生させず、耐
久性に優れた金属箔熱処理炉の搬送ロールを提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
胴部表面層を500℃以上の耐熱性があり、熱伝導率が
10kJ/mhk以下でかつ気孔率が10〜30%の固体材料
で形成したことを特徴する金属箔熱処理炉の搬送ロー
ル。第二の発明は、第一の発明において、胴部表面を形
成する固体材料がZrO2を主成分とするものであり、
溶射されたものであることを特徴とする金属箔熱処理炉
ロール。第三の発明は、第一の発明において、胴部表面
を形成する固体材料がZrO2を主成分とするファイバ
ー状のものであり、胴部表面に巻き付けられたものであ
ることを特徴とする金属箔熱処理炉ロールである。
【0008】
【作用】本発明の搬送ロールは、熱伝導率が10kJ/mhk
以下で固体材料で形成したことにより、金属箔熱処理炉
において金属箔を搬送する場合に適度の熱伝導率を有し
ており、金属箔にシワを発生させる懸念はない。また、
500℃以上の温度領域で十分な耐久性を有しており、
長期間にわたってその機能を維持することができる。
【0009】本発明者等は、例えば、金属箔を熱処理炉
に導入して500〜1200℃の温度領域で加熱処理し
て、冷却帯で100℃領域まで冷却して炉外に搬出する
場合において、冷却帯の入り側にステンレス製の搬送ロ
ールを使用した場合には、前記したように金属箔にシワ
が発生し、またゴム製の搬送ロールを使用した場合に
は、金属箔へのゴムの焼き付き、変形等が発生するとい
う認識にたち、これらの問題を同時に解決できる搬送ロ
ールを得るため、種々実験を重ね、本発明に到達した。
【0010】本発明者等は実験を通じて、ステンレス製
の搬送ロールを用いた場合に金属箔にシワが発生するの
は、ステンレスの熱伝導率が大きいために、金属箔を冷
却する過程で金属箔から大量の熱を奪う結果、剛性の小
さい金属箔に局部的な熱収縮が起るからであるという知
見を得た。本発明は、この知見に基づいて着想され完成
されたものである。
【0011】本発明では、特に500〜1200℃の温
度領域から100℃の温度領域に冷却する過程で、冷却
帯入り側の搬送ロールに接触する金属箔の温度が150
〜500℃の際に、金属箔にシワが発生しないように
し、併せてこれらの温度領域での耐久性を向上すること
を要点としている。
【0012】そのために、搬送ロールの表面層を、以下
の条件を満たす固形材料で形成する(狙い:耐熱金属並
み耐熱性とゴム並みの熱伝導率を兼備するもの)。 500℃以上の温度領域で変形、変質しない(耐熱性
の確保) 熱伝導率を小さくする(急激な熱収縮の抑制)熱伝導
率はゴム程度にすることが好ましいが、耐熱性、耐久性
を確保できるセラミックスが適しているので、現状では
3kJ/mhk程度である。金属箔にシワが発生させないため
には、10kJ/mhk以下にする必要がある。 金属箔との接触面積を低減できる(表面気孔率を高め
急激な熱収縮の抑制)気孔率は、10〜30%にするこ
とが好ましい。10%以下では、熱伝導率低減効果が十
分でない。30%以上では摩耗しやすくなる。 溶射あるいはファイバー化して巻き付けにより、形成
が比較的容易である(形成加工が容易)ファイバー状に
すれば、気孔率の確保が容易である。
【0013】上記の条件を満足する固形材料としては、
ZrO2 を主成分とするものが適性がある。これらは、
耐熱性があり、他のセラミックスに比較して、熱サイク
ルに対して強く、気孔率を10〜30%にして接触面積
を低減でき、熱伝導率を10kJ/mhk以下(最適領域の3
〜6kJ/mhk)にすることが容易であり、また溶射あるい
は、ファイバー化して巻き付け形成が比較的容易であ
る。
【0014】このような固形材料を搬送ロールの胴部表
面層に形成する方法としては、前記したように、溶射に
よる方法、ファイバー状にして胴部表面に巻き付ける方
法が用いられる。この他の一般的な方法も考えられる
が、加工性、施工性等の観点で、十分に適性があるとは
言い難い。
【0015】この搬送ロールには、軸部を形成するのに
適している金属あるいは、セラミック等の心材が用いら
れ、本発明の固形材料は心材以外の全領域に形成しても
よいが、少なくとも表面から200〜500μmの領域
に形成すれば、それ以外の領域に他の金属あるいはセラ
ミックスを用いても、目的を達成することができる。
【0016】本発明においては、固体材料で搬送ロール
の胴部表面層を形成する方法としては、前記したよう
に、溶射あるいは、ファイバー状にして巻き付ける方法
を採用するが、これらの方法はいずれも公知の一般的方
法でよい。
【0017】
【実施例】
(実施例1)以下に本発明を図1〜図2に示す実施例に
基づいて説明する。この実施例は、金属箔を還元雰囲気
で熱処理する際に、本発明の搬送ロールを適用した場合
のものである。
【0018】図1(a)は本発明の搬送ロール例で、心
材(軸部)1に嵌合されたステンレス製の母材2の胴部
表面に、溶射により図2(b)に示すように気孔5を有
するZrO2 の表面層3を形成し、熱処理を施した後に
表面を研磨して得られたものである。
【0019】また、図2は本発明の他の搬送ロール例
で、心材(軸部)1に嵌合されたステンレス製の母材2
の胴部表面に、ZrO2 のファイバーをFW装置を用い
て巻き付けて得られたものである。
【0020】このように構成された搬送ロール例におい
て、胴部表面層の気孔率、熱伝導率を変化させたもの
を、実際の金属箔熱処理炉の冷却帯入り側から1番目の
搬送ロールとして用いた場合の結果について、比較例の
場合の結果とともに表1に比較して示す。なお、ここで
は約5時間の連続操業を行った。
【0021】[熱処理炉の操業条件] 加熱帯 加熱領域:1500mm 加熱温度:1000℃ 加熱雰囲気:N2 25%、H2 75% 冷却帯 冷却領域:2000mm 冷却速度:120℃/sec 出口温度:300℃ 金属箔(SUS304) 厚さ:50μm、幅:400mm 搬送速度:20m/min (一定)、張力:0.07kgf/mm
2 搬送ロール 径:100mm、幅:550mm 心材(軸部):SUS304 径:50mm 母材:SUS304 厚み:24.7mm 表面固体材料(層) 厚み:0.3mm
【0022】
【表1】
【0023】表1に示すように、本発明の実施例a〜c
の搬送ロールでは、搬送ロールに接触する温度を500
℃に設定した場合では、金属箔の表面性状は良好であ
り、搬送ロールには目視で判別できる変化は認められな
かった。
【0024】これに対して、SUS304で一体形成し
た搬送ロール(従来例a)では、搬送ロールに接触する
温度を500℃に設定した場合では、金属箔に目視で判
別できるシワが発生した。搬送ロールには目視で判別で
きるような変化は認められなかった。
【0025】また、母材の表面にゴム層を形成した搬送
ロール(従来例b)では、搬送ロールに接触する金属箔
温度を300℃に下げて設定したが、この場合瞬時にゴ
ムの表層の1部が軟化溶融し、金属箔の表面に溶融変質
したゴムの付着が目視により認められ、搬送ロールの表
面は変形して使用に耐える状態ではなかった。
【0026】なお、母材の表面にゴム層を形成した搬送
ロールを用いた場合で、搬送ロールに接触する金属箔温
度を150℃に下げて設定した場合(従来例c)には、
ゴムの表面に異常はなく、金属箔の表面性状も良好であ
った。しかし、この場合には、搬送ロールに接触する金
属箔温度を150℃に下げるため、冷却帯を長くし、搬
送速度を遅くしたので、設備費が増加し、生産性も低下
した。
【0027】溶融気孔率を本発明の範囲の下限より小さ
くした比較例aでは、金属箔に軽度のシワの発生が認め
られた。また、気孔率を本発明の範囲の上限より大きく
した比較例bでは、搬送ロールの摩耗量が5%程度増加
した。また、ZrO2 系以外のセラミックス、例えば、
Al2 3 系、MgO系のセラミックス等を用いた比較
例c、dについては、熱伝導率が大きく金属箔にシワの
発生が認められた。
【0028】なお、上記の実施例は、金属箔に焼鈍等熱
処理を施す熱処理炉の冷却帯に用いる搬送ロールを対象
としているが、本発明の搬送ロールは、例えば金属箔に
金属酸化膜を形成する酸化炉等において、温度格差の大
きい領域で用いる搬送ロールとして適用できるものであ
る。
【0029】
【発明の効果】本発明の搬送ロールは、熱伝導率が10
kJ/mhk以下で固体材料で形成したことにより、金属箔熱
処理炉において金属箔を搬送する場合に適度の熱伝導率
を有しており、金属箔にシワを発生させる懸念はなく、
一般的に行われるような建屋高さ、炉高、炉長を延長す
る必要がなく、設備費の大幅低減が可能である。500
℃以上の温度領域で十分な耐久性を有しており、長期間
にわたってその機能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)図は、本発明の搬送ロールの構造例を示
す一部切り欠き断面正面概要説明図、(b)図は、
(a)図のA部拡大概要説明図。
【図2】本発明の他の搬送ロールの構造例を示す一部切
り欠き断面正面概要説明図。
【符号の説明】
1 心材(軸部) 2 母材 3 溶射層(ZrO2 ) 4 ファイバー巻き付け層(ZrO2 ) 5 気孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F27D 3/12 F27D 3/12 Z (72)発明者 広田 芳明 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 胴部表面層を500℃以上の耐熱性があ
    り、熱伝導率が10kJ/mhk以下でかつ気孔率が1
    0〜30%の固体材料で形成したことを特徴する金属箔
    熱処理炉の搬送ロール。
  2. 【請求項2】 請求項1において、胴部表面を形成する
    固体材料がZrO2を主成分とするものであり、溶射さ
    れたものであることを特徴とする金属箔熱処理炉ロー
    ル。
  3. 【請求項3】 請求項1において、胴部表面を形成する
    固体材料がZrO2を主成分とするファイバー状のもの
    であり、胴部表面に巻き付けられたものであることを特
    徴とする金属箔熱処理炉ロール。
JP6240195A 1995-03-22 1995-03-22 金属箔熱処理炉の搬送ロール Withdrawn JPH08260060A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1239053A1 (fr) * 2001-03-06 2002-09-11 Usinor Rouleau destiné au transport d'une bande métallique dans une installation de recuit continu
JP2010222090A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Lintec Corp 加熱炉および搬送ローラ
JP2017066466A (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 ステンレス鋼箔帯の焼鈍方法

Cited By (4)

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Effective date: 20020604