JPH0567701B2 - - Google Patents

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JPH0567701B2
JPH0567701B2 JP13023288A JP13023288A JPH0567701B2 JP H0567701 B2 JPH0567701 B2 JP H0567701B2 JP 13023288 A JP13023288 A JP 13023288A JP 13023288 A JP13023288 A JP 13023288A JP H0567701 B2 JPH0567701 B2 JP H0567701B2
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JP
Japan
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roll
outer cylinder
cylinder
current
balance
Prior art date
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JP13023288A
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JPH01301841A (ja
Inventor
Akira Tsuyuki
Hironori Kuroki
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は鋼帯などの金属ストリツプを連続的に
電気メツキする装置の陰極用として用いられる通
電ロールとその製造法に関するものである。 [従来の技術] 通常の電気メツキラインは、第2図に示すよう
に陰極用電極1を通板する鋼帯の上下に配置して
ノズル2よりメツキ液を供給するもので、図中の
3が鋼帯と接触して回転する通電ロールである。
4は通電ロール3を支持する補助ロールであり、
5はメツキ液を受けるタンクである。 この通電ロール3の構造は第3図に示すように
ステンレス製の内筒6の表面に高Ni合金製の外
筒7が装入されており、この2重の円筒シエルに
軸8を挿入した後、溶接して固定している。図中
の9はロール冷却用の冷却水管を示す。 第3図の構造の通電ロールは通常、水素イオン
濃度が1.0〜1.2のメツキ液に接触して使用される
ため腐食による肌荒れ、及び摩耗によりその消耗
が激しく、本発明者の従事する設備においても、
1回のロール外周の研磨周期の期間中にオンライ
ン設備で使用出来る日数はその使用条件にもよる
が10〜25日と極めて短く、材料自体が高価なため
整備費を増加させる大きな要因になつている。 従来、第3図に示す通電ロールの製造方法は図
中の外筒7を遠心鋳造法等により円筒に成形し、
内面を機械加工にて高精度に仕上げた後、ステン
レス製の高精度外面の内筒6に挿入し、焼ばめに
て接合面9を密に固定する方法が採用されてい
た。 また特開昭56−87608号にある様に、おらかじ
め通電ロールの化学組成に調合した合金粉末を高
温高圧装置を用いて焼結成形する方法も提案され
ている。 [発明が解決しようとする課題] 遠心鋳造によつて外筒7を成形した場合に、わ
ずかではあるが鋳造欠陥または気孔等が内部に存
在し、これがメツキ液の浸透拡散を助けるため、
その部分が局部的に腐食してピント状または“あ
ばた状”の疵となり、本発明者等の従事する電気
亜鉛メツキラインにおいても主たる取替原因とな
つている。 また金属組織そのものが鋳造特有の粗いものに
なり、結晶が大きくなる。これを若干でも緩和す
る手段として、一般には熱処理により結晶粒の微
細化を図つているが、これによる効果も圧延や鍛
造成形にくらべるとその機械的性質等の性能面で
劣る。また鋳造の場合、モリブデン等の偏析が顕
著である。本発明者等はこの偏析部にメツキ液が
浸透し、それが電解液となつて存在した場合に、
その部分で局部電池を形成して腐食を促進すると
考えている。 これらの鋳造成形の問題点を解決する方法とし
て、圧延材を用いる方法と鍛造成形した材料を用
いる方法があるが、圧延材を外筒7に使用した場
合に曲げ加工により円筒成形した後、溶接により
端部を接合する必要がある。この場合圧延母材と
溶接金属部分の腐食速度が異なるため、溶接した
部分に沿つて線状の模様がロールの巾方向に発生
し、それが鋼帯に転写される。また鍛造成形によ
り製造する場合は、一般に鋼塊またはきわめて厚
肉の円筒塊を鍛造後ロール寸法まで削り出すため
歩留が悪く、そのコストが高い。 特開昭56−87608号の様な焼結成形法で製造す
る場合には合金粉末が高価なうえ、成形時にキヤ
ニングと称する密封加工を用いて行うが、これに
よると工程が複雑になり加工コストが増加する。 さらに内筒6と外筒7の接合方法として焼バメ
法を採用した場合には、それぞれの内外面を研磨
に近い仕上げ精度に加工するため、その機械加工
コストが極めて高いものとなつている。もしもこ
の接合面9の密着が充分でないと、通電時の電気
抵抗が増加したり、または冷却水管10を通過し
た冷却水が外筒7を冷却する際の伝熱効率を下げ
る等の問題を誘発する。 そこで本発明者等は従来の通電ロールに比べて
通電時の電気抵抗を損なうことなく、通電ロール
としての耐久性、特に強度と耐食性の優れたもの
を提供するものである。しかも特に、本発明法は
通電ロール(内筒)と外筒との密着性を高める方
法として優れたもので、金属ストリツプの高速、
連続処理に適するものである。 [課題を解決するための手段] 本発明の要旨は、次の通りである。 1 重量%で、Cr:15〜26%、Mo:1〜4%、
Ni:8〜18%、残部Fe及び不可避的不純物か
らなるステンレス鋼製の内筒と、 重量%で、Cr:15〜25%、Mo:5〜20%、
残部Ni及び不可避的不純物からなるNi合金製
の外筒と、 から構成され、前記内筒の外周に前記外筒を挿
入して一体的に密着成形したことを特徴とする
金属ストリツプの連続電気亜鉛メツキ用通電ロ
ール。 2 通電ロールの表面に、金属ストリツプと接す
る外筒を挿入して、これを一体的に成形する電
気亜鉛メツキ用通電ロールの製造方法におい
て、 通電ロールの化学組成を重量%でCr:15〜
26%、Mn:1〜4%、Ni:8〜18%、残部Fe
及び不可避的不純物からなるステンレス鋼とし
て、外筒は遠心鋳造によつて円筒成形されたも
ので化学組成を重量%でCr:15〜25%、Mo:
5〜20%、残部Ni及び不可避的不純物からな
るNi合金として、該通電ロールを加圧容器内
に装入して、不活性ガスを充填した後、内部圧
力500〜2000Kgf/cm2で700〜1200℃に加熱し
て、その後加速冷却することを特徴とする金属
ストリツプの連続電気亜鉛メツキ用通電ロール
の製造方法。 [作用] 本発明の通電ロールでは、内筒および外筒を所
定の成分範囲の組成としかつ両者を密着している
ので、内部組織が緻密になり、機械的性質が圧延
材又は鍛造材並みに向上する。また通電時の電気
抵抗も大きくならない。一方、本発明の方法によ
れば、上記通電ロールを効率良く製造でき、遠心
鋳造時の鋳造欠陥や気孔等を大幅に改善し得るこ
とができ、しかも内筒と外筒の接合面も相互拡散
により固相にて完全に密着することが可能とな
る。またモリブデン等の元素の偏析が比較的均一
に拡散し、局部分に偏在することをある程度防止
出来る。 以下に本発明に係る内筒及び外筒構成材料の成
分限定理由を述べる。 内筒について 外筒の内側に密着してはめこまれた内筒の場
合、直接メツキ液に接触していないため、外筒
ほど耐食性は要求されず、最小限の耐食性があ
ればよい。内筒の材質においてCr濃度を15〜
26%とするのは高い耐食性を有するNi合金の
オーステナイト系組織を生成するために必要な
Cr濃度であつて、Ni濃度が8%の場合はCr濃
度の下限が15%であり、Ni濃度が18%とした
場合はCr濃度が26%が上限となる。Cr濃度を
26%超とすると組織の形態がフエライト系組織
となり耐食性が低下する。Ni濃度の上限を18
%としたのは高価なNi元素の使用を抑制した
処置で、接液しない内筒の場合はNi濃度18%
以下で充分な耐食性を有することが発明者等の
実験で確認している。 Moを1〜4%加えているのは、Moは合金
中でMo炭化物を自己形成し、これが耐食性の
向上に寄与するためである。Mo濃度を1%未
満にするとMo炭化物の析出量は微量で耐食性
向上に対して効果が不充分であり、4%超とす
るとMo炭化物が過多になり、合金の機械的強
度の内、靭性が低下する。 外筒について 外筒はメツキ液に直接的にさらされるため高
い耐食性が必要である。そのためMo濃度を高
めた合金としている。Mo濃度を高めるとMo
炭化物の析出で耐食性は高まるが靭性が低下す
るのは前述した通りである。そのため高価では
あるが炭化物を形成しないNiの濃度を高めか
つ金属質の助結作用のあるNiを含有させて合
金の靭性を保持している。その際に、Mo濃度
の下限を5%としたのは、これ未満では外筒の
厳しい接液条件では腐食に耐えられないためで
あり、上限を20%としたのは、20%超では残量
のNi濃度をいくら高めても、Mo炭化物による
靭化を抑制出来ないためである。Cr濃度の下
限を15%としたのはNi濃度とのバランスにお
いて組織上のMo炭化物以外の領域において前
述の通りオーステナイト系組織を形成する下限
値であり、25%が上限値であるためである。 尚、本発明法において、加熱温度を700〜1200
℃と限定したのは、この温度以下だとモリブデン
等の合金元素の再固溶及び拡散が円滑におこなわ
れないためであり、またこれ以上ではエネルギー
を消費するわりにその効果が小さいためである。 また、圧力を500〜2000Kgf/cm2と限定したの
は、この値以下では鋳造欠陥、気孔及び機械的性
質の改善効果が小さく、またこれ以上だと設備費
が高くなり製造コストが大巾に増加するためであ
る。 さらに、高温、高圧処理後、その温度が下降し
ないうちに加速冷却例えば(水冷法により)急冷
するのは、徐冷によりニツケル合金の結晶粒が粗
大化するのを防止するための処置である。ここで
言う加速冷却とは、当該内外筒を高温状態(700
〜1200℃)のまま、常温水を満した水槽内に挿入
して、内外筒が完全に浸漬する様にして急冷却す
る方法が望ましい。 [実施例] 第3図に示す通電ロールの内筒6及び外筒7の
化学組成を第1表の通りとした。この外筒7を遠
心鋳造法にてロールの仕上り寸法に近い円筒に成
形した後、ステンレス製の内筒6に挿入し、内外
筒の接合面の筒端の円周を溶接にてシール11
し、2重に重ねた状態で第1図に示す高圧容器1
2内に装入し、内部を不活性ガス13でもつて充
満して、圧縮機14でもつて圧力を500〜1200Kg
f/mm2の範囲で昇圧する。この際内部温度をヒー
ター15にて700〜1200℃まで加熱し、この状態
で一定時間保持する。その後冷却水に投入し急冷
した。尚、第1図において、図中の16は装入部
の蓋、17は蓋のネジ込み部、18は断熱材、1
9はロール置台、20は高圧ガスの導入管を示
す。
【表】 第2表に本発明により製造した円筒シエル7と
従来の遠心鋳造法のみの場合及び鍛造成形シエル
並びに圧延板シエルの機械的性質を測定した結果
を記す。なお従来法の製造法は、第1表の材質の
外筒を遠心鋳造法で製造したものである。 この結果、本発明の製造法により得られたもの
の引張り強度及びシヨアー硬度が従来のものに比
べて著しく向上した。
【表】 なお耐食性についても50%硫酸の沸点温度・浸
漬状態での単位日数当り・単位表面積当りの減量
テストでも、第1表の外筒材質で従来法の遠心鋳
造では0.05g/cm2:dayであるのが、本発明によ
る製造法では0.005g/cm2と大巾に改善している。 また本発明によるロールを第2表に示す実機で
実際に使用した場合の単位日数当りロール外径の
消耗量を第3表に記すが、本発明によるロール
は、従来例のロールに比べて確実にその消耗量が
減少している。尚、外径の消耗量とはロールの巾
方向中央部の使用前の外径から使用後の外径を差
し引き、そのロールの使用日数で割つた値でN数
18本の平均値を言う。
【表】 [発明による効果] 本発明に係る通電ロールは、表面疵の発生が大
幅に削減でき、ロール寿命を大幅に向上すると共
に、機械的性能も高まり、金属ストリツプによる
摩耗が低減出来る。またモリブデン他の顕著な偏
析が解消されるため局部分的な腐食又は肌荒れが
軽減出来る。 また本発明の製造法によれば、上述したロール
を確実に製造できると共に、遠心鋳造によつて円
筒成形されたものであつても、圧延材又は鍛造材
と同等程度に鋳造欠陥及び気孔等が改善出来、ピ
ント状の疵またはあばた状の疵等の発生を防止で
きる。しかも従来研磨に近い加工精度で内筒6と
外筒7を仕上げ焼ばめしていたが、本発明の処理
を行うことによつてその接合面8が固相して完全
に接合され、使用中の回転力や熱膨張差によるゆ
るみが防止でき、さらに接合面の電気抵抗及び熱
抵抗についても皆無に近くなる。そして本発明に
よればこれらの優れた特性を得る加工が従来の鍛
造法に比べて安価に出来、しかも工程が鍛造(又
は圧延材溶接)後の熱処理の工程が簡略化される
ため製造工期も短縮出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法(実施例装置)の概略図を示
す。第2図は通電ロールの適用例を示す説明図。
第3図は従来の通電ロールの構造を示す。 1……陽極電極板、2……メツキ液ノズル、3
……通電ロール、4……補助ロール、5……タン
ク、6……ロール内筒、7……ロール外筒、8…
…軸、9……接合面、10……冷却水管、11…
…シール溶接部、12……高圧容器、13……内
部充填不活性ガス、14……圧縮機、15……ヒ
ーター、16……蓋、17……ネジ、18……断
熱材、19……ロール置台、20……高圧ガス導
入管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量%で、Cr:15〜26%、Mo:1〜4%、
    Ni:8〜18%、残部Fe及び不可避的不純物から
    なるステンレス鋼製の内筒と、 重量%で、Cr:15〜25%、Mo:5〜20%、残
    部Ni及び不可避的不純物からなるNi合金製の外
    筒と、 から構成され、前記内筒の外周に前記外筒を挿入
    して一体的に密着成形したことを特徴とする金属
    ストリツプの連続電気亜鉛メツキ用通電ロール。 2 通電ロールの表面に、金属ストリツプと接す
    る外筒を挿入して、これを一体的に成形する電気
    亜鉛メツキ用通電ロールの製造方法において、 通電ロールの化学組成を重量%でCr:15〜26
    %、Mn:1〜4%、Ni:8〜18%、残部Fe及び
    不可避的不純物からなるステンレス鋼として、外
    筒は遠心鋳造によつて円筒成形されたもので化学
    組成を重量%でCr:15〜25%、Mo:5〜20%、
    残部Ni及び不可避的不純物からなるNi合金とし
    て、該通電ロールを加圧容器内に装入して、不活
    性ガスを充填した後、内部圧力500〜2000Kgf/
    cm2で700〜1200℃に加熱して、その後加速冷却す
    ることを特徴とする金属ストリツプの連続電気亜
    鉛メツキ用通電ロールの製造方法。
JP13023288A 1988-05-30 1988-05-30 金属ストリップの連続電気亜鉛メッキ用通電ロールおよびその製造方法 Granted JPH01301841A (ja)

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JPH0499240A (ja) * 1990-08-08 1992-03-31 Kubota Corp 銅箔表面処理用給電ロール合金
JP4773773B2 (ja) 2005-08-25 2011-09-14 東京電波株式会社 超臨界アンモニア反応機器用耐食部材
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