JPH04131362A - 溶融金属めっき浴中ロール - 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、調帯の連続溶融金属めっきに使用されるめっ
き浴中に浸漬されるロール、つまり浴中ロールに関する
。特に、ロール表面から異物（以下「ドロス」と称する
）が銅帯に付着することを防止する構造を備えた浴中ロ
ールに関する。

（従来の技術） 溶融金属めっきは、被めっき材、例えば鋼板を溶融亜鉛
のような溶融金属浴中へ浸漬し、鉄と溶融亜鉛との反応
によって鋼板など被処理物の表面に被覆層を生成させる
金属表面処理技術の一つである。

第５図はこのような従来の溶融金属めっき設備の溶融金
属浴槽の構成の一例を示す概略説明図で、めっき前に熱
処理等の前処理を施された鋼帯５２ばスナウト５４を通
過して浴槽５５に満たされた溶融金属浴５６中に導かれ
る。鋼帯５２はジンクロール５７によって進行方向を垂
直上向きに変更され、サポートロール５８を介して溶融
金属浴５６から大気中に出ていく。その際、鋼帯に付着
した余剰の溶融金属はスリット状のワイピングノズル５
９から噴出するガスによって除去され、所望の付着量が
得られる。

サポートロール５８は第６図に示すようにモータ６２に
よってドライブソヤフト６３とユニバーサルジヨイント
６４を介して駆動される場合が多いが、ジンクロール５
７は浴槽５５の比較的深部に位置するためそのような機
構をとることができず、モータ等によって駆動されるケ
ースはほとんどない。図中、符号６５．６６はそれぞれ
アームおよび軸受である。

このため、ジンクロール５７は鋼帯５２の張力によって
駆動されることとなり、鋼帯５２の速度が比較的速い時
には第７図（ａ）に示すように鋼帯５２とジンクロール
５７の間（図中の（イ）部）に溶融金属の巻き込みが生
じ、スリップを起こすことがある。

従来、このスリップを防止するためには、ジンクロール
５７には溝加工が行われている。溝加工によりジンクロ
ール５７の表面に多数の溝をつけ、鋼帯５２とジンクロ
ール５７に巻き込まれた溶融金属（前記（イ）部にある
溶融金属）は溝部に速やかに逃げるので、第７図［有］
）に示すようにジンクロール５７の凸部と綱帯５２とは
密着し、スリップは生しない。

溝の形状には第８図に示すように種々のものがあり、ら
せん型（（ａ）図）、両らせん型（伽）図）あるいはス
トレート型（（Ｃ）図）の溝８３をつけたジンクロール
５７が主に使用されている。

第９図は、溝８３の断面形状の一例を示す概略説明図で
、通常、溝ピンチＩ；２０〜５０１、溝幅１１：５〜２
抛ｍ、凸部幅Ｌ：１５〜３０ｍｍ、溝深さｈ：３〜１０
１、Ｒ１、Ｒ２：１〜５１ｗ１１１程度の溝加工を行っ
たロールが使用されている。

ところで、一方、従来よりこの溝に異物が詰まり、詰ま
った異物が鋼帯に押し付けられて剥離再付着するという
現象があった。

この過程を第１０図（ａ）〜（ｄ）に模式的に示すが、
この異物（以下「ドロス」と称する）は、第１Ｏ図（ａ
）に示すように溝８３にドロス１０２が詰まると、第１
０図（ｂ）に示すように鋼帯５２が通過する際に銅帯か
ら押し付けられるため、ドロス表面が剥離して鋼帯表面
に付着しく第１０図（Ｃ）参照）、この付着したドロス
１０４の周囲を溶融めっき層が覆う状態となる（第１０
図（ｄ））。ところで、例えば溶融亜鉛めっきの場合、
このドロスはＦｅ−Ｚｎ合金であって、亜鉛よりも硬質
であるため付着したドロス１０４の近傍がプレス加工を
受ける際に押し込み状欠陥になって表われる。

このようにドロス１０２が溝８３に詰まるのは、めっき
浴中に浮遊しているドロス１０２が鋼帯５２とジンクロ
ール５７の間に巻き込まれ、逃げ場を失って付着するた
めである。そこでドロスを逃がす方法として、特開昭５
６−５１５６２号に開示されているように、溝の底にロ
ール胴内申空部にまで貫通する孔を設けてやる方法が考
えられている。

第１１図と第１２図に上記公開公報が開示する実施例を
示す。第１１図に示すように、ロール胴部には両らせん
状の溝１１０とその間の凸部１１２とが設けられており
溝１１０の底部にはところどころに孔１１４が設けられ
ている。第１２図は第１１図の溝の部分拡大断面図であ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この方式には２つの問題点がある。１つ
は、孔のおいていない溝の部分へのドロス付着が防止で
きないことであり、これはこの方式の有効性に関わる本
質的な問題であり、もう１つは、孔の内壁に溶射などの
処理ができないため、孔自身がドロスで詰まりやすいと
いう点である。

ここで後者の問題について詳細に説明すると、近年、ロ
ールの摩耗防止やドロス付着防止を目的として、表面に
Ｗ等の硬質で溶融金属と反応しにくい元素を含有した溶
射層を施すケースが増えているが、この加工は被溶射材
の吹き付けによって行われるために、表面に対し垂直な
部分には溶射ができない。このため溝底部に孔加工の施
されたロールには、孔内部にドロスが付着しやすい。

すなわち、このときの様子は第１３図に示すように、図
面向かって上方向から矢印方向に被溶射材の吹き付けが
行われ、凸部１３０および溝１３２の周囲には溶射層１
３４が設けられるが、孔１３５の部分には溶射材が届か
ず、そのため使用に際してこの部分にドロスが詰まり易
くなるのである。

本発明は、溝詰まりをなくすことによって、ドロスがロ
ール表面から鋼帯に付着することを防止することのでき
る溶融金属めっき浴中ロールを提供することを目的とし
ている。

（課題を解決するだめの手段） 本発明者は、溝の底部に孔を設けるという方式の有利性
に着目し、その欠点を解消すべく種々検討を重ねたとこ
ろ、■溝の底部が全てロール胴内の中心部にまで延設さ
れた、つまり溝の底部がロール胴内の中心部にまで伸び
ている構造を取ること、および■ロールを分割型とし、
各要素に予め溶射処理を行ってからロールに組み立てる
ことによって、ドロス詰まりを完全に防止できることを
知り、本発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、溶融金属めっき
浴中に浸漬するロールであって、胴表面に設けられた溝
が実質上ロール胴内の中心部にまで延設された構造であ
ることを特徴とする溶融金属めっき浴中ロールである。

別の面からは、本発明は、少なくともロール表面を構成
する部分が長手方向に複数に分割されたリング要素から
成り、隣接するリング要素を離間設置して前記ロール表
面に溝を形成したことを特徴とする溶融金属めっき浴中
ロールである。

また、別の好適態様によれば、上記リング要素とこれを
支持する軸とが複数の羽根で接続されている構造とする
ことができる。

このように、本発明の一つの特徴によれば、銅帯とジン
クロールの間に巻き込まれたドロスはすみやかにロール
溝内部を経て外部に排出され、溝が詰まるということが
ない。

また、本発明の別の特徴によれば、ロール表面を構成す
るロール凸部のひとつひとつが独立したリングから成り
、ロール全体はそれらの組み合わせである構造とする場
合には、各部品ごとに別々に溶射を行えば、溝の内部ま
で溶射を施すことができ、溝の両側面にドロスが付着す
るということはない。さらに本発明のロールは、中空ロ
ールであるとドロスの排出がより効果的である。

（作用） 以下、本発明の作用について実施例を用いて詳述する。

第１図（ａ）は、本発明にかかる浴中ロールのロール表
面の少なくとも一部を構成する凸部を成すリング要素１
０を略式断面図で示すもので、各リング要素１０の周囲
は溶射層１２で被われている。実際の浴中ロールは、第
１図［有］）に示すように、かかるリング要素１０を複
数並べて構成するのである。溝幅はリング要素１０の中
心段部１４の高さによって決定される。

図示例では、リング要素１０は円板状であるが、中心軸
孔を限りなく拡大することによって得られるような構造
をも包含するものである。一般には中心軸孔の直径をリ
ング要素の半径までにすれば十分である。

各リングにはドロス排出用孔が貫通して設けてあり、溝
から導入されたドロスはこの孔を通じてロール端面のリ
ングから浴中へ排出される。

第２図（ａ）、Φ）は、本発明による別の実施例のロー
ルを構成するリング要素２０と中心支持管２２とその間
を接続するアーム部２４とから構成されるロール要素の
断面図および側面図であり、第３図はそれを組み合わせ
て構成したロールの部分断面図である。

本例において、直接鋼帯に接触しない部分は、ロール重
量を減らし運搬作業を容易にする目的で薄くしである。

第４図（ａ）、［有］）、（Ｃ）は、第２図および第３
図に示すアーム部に代えて羽根２８を設けた例であって
、羽根２８の構造の詳細説明図である。

特に図示例では外周のリング要素２０を支持するアーム
部２４は、４枚のプロペラ状の羽根２８から構成される
ようにした。こうすることで、ロール回転に伴い軸方向
の溶融金属流れが作り出され、溝２９から巻き込まれた
ドロス（図示せず）は速やかにロール端面から排出され
る。従って、羽根２８の向きはロール中央部を中心に対
称にし両ロール端面から均等に排出されるようにするの
がよい。

図示のように、軸方向から見た場合に羽根の占める面積
は大きすぎると重くなりコストの点で不利となる。小さ
すぎると溶融金属流れが有効に作り出されない、一般に
は面積で１７４〜１／３、中心角で９０°〜１２０°を
占める程度が適当である。

プロペラが回転した時に溶融金属を切る角度は、大きす
ぎると熔融金属による抵抗が大きくまた羽根自身にドロ
スが付着しやすく不利であり、小さすぎると溶融金属流
れが有効に作り出されない。

１０’〜２０°程度が適当である。

図示例にあっては、第４図（ｂ）、（Ｃ）に示すように
、溶融金属を切る角度は１０°、羽根１枚当り中心角度
を３０°、４板羽根構造とした。

さらに溶融金属の流れをスムーズに作り出すため、リン
グ毎に位相をずらすのが有効な手段である。第４図では
３０’づつ位相をずらしている。この場合は３リング毎
にハネの位置が元に戻るので、リングに端からＡ、Ｂ、
Ｃ，Ａ、・・・と記号を付与しである。

第３図および第４図に示す例においては、各リングを固
定するのに角柱の心棒３０を用いている。

リングを心棒に隙間なく嵌め込んだのちスト、バー３２
を心棒に溶接し、各リング要素２０が互いに動くのを防
いでいる。心棒３０の両端は回転軸となるので円柱に加
工されている。溶射は心棒３０のはめこまれる中心軸孔
の内壁を除いて全面に施されている。

次に、その実施例を参照しながら本発明を詳述する。

実施例 実際の調帯溶融亜鉛めっきラインにおいて、第４回に示
す本発明によるジンクロールと、第１１図に示す従来型
のジンクロールとをそれぞれ１週間づつ使用し、任意に
採取した銅帯サンプルのプレス試験を実施し、ドロスに
よる押し込みの数を比較した。

寸法は、第９図における１、、、１２、Ｒ，は、本発明
例、従来例ともそれぞれ１０ｎ＋ｍ、３０ｍｍ、３１１
Ｉ１１とした。また従来型におけるＲ２、ｈはそれぞれ
３１．５■とした。いずれもロール外径は６５０　ｍｍ
、胴長は２０００ｍｍであり、材質はＳ［ｌ５４０３（
ＪＴＳ　Ｇ　４３０３）相当のマルテンサイト系ステン
レスの表面にＷＣの溶射を行った。

プレス試験に際して発生した押し込み数を比較した結果
を第１表に示すが、本発明例において大幅に改善がみら
れる。また使用後溝へのドロス付着状況を観察したが、
従来例では全溝の半分値がドロス詰まりで盛り上がって
いたのに対し、本発明例ではドロスの付着が全くなかっ
た。

第１表 （発明の効果） 以上述べてきたように本発明によればめっき浴中ロール
の溝へのドロスの詰まりかないため、銅帯へのドロスの
再付着を防止することができ、プレス時のドロス押し込
み疵の発生を効果的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および山）は、それぞれ本発明にかかるロ
ールを構成するリング要素の略式断面図およびそれらを
組み合わせて構成したロールの部分断面図； 第２図（ａ）、（ｂ）と第３圀は、本発明の一実施例を
表わす概略説明図： 第４図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は、本発明の別の実施例
を表す概略説明図； 第５図は、溶融金属めっき浴槽の構成の一例を示概略説
明図： 第６図は、溶融金属めっき浴中に浸漬されるロールの駆
動方式の解説図； 第７図（ａ）、［有］）は、それぞれジンクロールにお
ける溝の有無と銅帯のスリップの関係を示す説明図；第
８図（司、（ｂ）、（Ｃ）は、それぞれらせん型、両ら
せん型、ストレート型であるジンクロール溝の型の例を
示すロール表面の概略説明図； 第９図は、ジンクロール溝の断面形状の一例を示す概略
説明図： 第１０１１１１１１１　（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ
）　ハ、ドｏ、ｌ＜ｔｉＡ帯に再付着する機構の模式的
説明図； 第１１図と第１２図は、従来技術によるジンクロールの
実施例を示す概略説明図：および 第１３図は、溶射と孔へのドロス付着の関係を説明する
概略説明図である。 １０：　リング要素　　１２：　　溶射層１４二中心段
部　　　２０：　　リング要素２４：　アーム部　　　
２８：　　羽根２９：溝　　　　　　３０：　　心棒 ３２：ストアパー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融金属めっき浴中に浸漬するロールであって、
   胴表面に設けられた溝が実質上ロール胴内の中心部にま
   で延設された構造であることを特徴とする溶融金属めっ
   き浴中ロール。
2. （２）少なくともロール表面を構成する部分が長手方向
   に複数に分割されたリング要素から成り、隣接するリン
   グ要素を離間設置して前記ロール表面に溝を形成したこ
   とを特徴とする溶融金属めっき浴中ロール。
3. （３）前記リング要素とこれを支持する中心軸とが複数
   の羽根で接続されていることを特徴とする請求項２記載
   のロール。