JPH0569155U

JPH0569155U - 溶融金属めっき浴中ロールの軸受装置

Info

Publication number: JPH0569155U
Application number: JP1917592U
Authority: JP
Inventors: 功司安藤; 俊博森; 富男近藤; 佳宏辰己
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Osaka Fuji Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Osaka Fuji Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】軸受装置の長寿命化を図り、常に、一定の厚
みのめっきを鋼板に施すことができる溶融金属めっき浴
中ロールの軸受装置を得ること。【構成】ロールの軸部２表面に、Ｃｏ基合金の下肉盛
り層２ａを形成し、この上に、Ｃｏ基合金＋Ｃｒ₃Ｃ₂
の上肉盛り層２ｂを形成し、この上肉盛り層２ｂと接す
る軸受装置１をＳｉ₃Ｎ₄などのセラミックで構成して
いる。【効果】ロールの軸部および軸受部材の摩耗を大幅に
軽減でき、めっき浴浸漬後、長期間にわたって、浸漬前
のロールの取付精度を維持し、軸受装置の長寿命化を図
ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、たとえば、連続式溶融金属めっき鋼板の製造設備における溶融金属めっき浴中に浸漬配置されるロールを回転自在に支承する軸受装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、溶融亜鉛めっき鋼板に代表される溶融金属めっき鋼板は、鋼板の表面を清浄、活性化したのち、これを溶融金属めっき浴中に浸漬し、浴中に浸漬配置したシンクロールにより、進行方向を変えて上方に引き上げ、ガスワイピング法等により、鋼板上のめっき厚みが所定の厚さとなるように、上記鋼板表面上の金属付着量を制御することによって製造されている。

【０００３】ここで、この溶融金属めっき鋼板を製造するための製造設備において、溶融金属めっき浴中には、たとえば、図３で示すように、溶融金属めっき浴１１中に送給されてきた鋼板１２の進行方向を変えるための非駆動のシンクロール１３と、このシンクロール１３を通過した際に生じる鋼板１２の反りを矯正し、かつガスワイピングノズル１５での鋼板１２の振動を防止する目的で、駆動のサポートロール１４が浸漬配置されている。

【０００４】ところで、従来、溶融金属めっき浴中に浸漬配置された上記ロールを回転自在に支承する軸受装置は、たとえば、図２の（ａ），（ｂ）に示すように、正面視が円弧状の内周面を有する耐熱鋼等で構成された軸受部材１６をハウジング１７で保持し、上記軸受部材１６の円弧状部１６ａで、ロールＡの軸部ａを支承する構造となっている。

【０００５】そして、上記構成の軸受装置は、通常、溶融金属めっき浴１１中に浸漬する前に組み立てられ、ロールＡの軸部ａと軸受部材１６の円弧状部１６ａの接触する位置は、その組立時に決定される。

【０００６】なお、図２（ａ）において、ロールＡの軸部ａの半径ｒに比べて、上記軸受部材１６の円弧状部１６ａの半径Ｒを大きくなるように設定しているのは、溶融金属めっき浴槽内での熱変形により、ロールＡの軸部ａとこれを支承する軸受部材１６の接する位置に「ずれ」が発生しても、ロールＡを回転自在に支承することができるようにとの配慮からである。

【０００７】

【考案が解決しよう課題】

しかしながら、上記構成にかかる軸受装置においては、高温状態の溶融金属めっき浴中では、熱変形により、浸漬前と比べて、上記ロールＡの軸部ａと軸受部材１６との接触位置に「ずれ」が発生しても、ロールＡは回転可能であるものの、図３で示すような配置関係にあるシンクロール１３とサポートロール１４との相対位置関係に微妙な狂いを生じ、したがって、このような状態で、ロールＡを回転させても、良好な回転は得られず、鋼板を安定状態で浴中を走行させることができない。

【０００８】また、図２に示すように、ロールＡの軸部ａと軸受部材１６との径の差による隙間が大きく、しかも、溶融金属めっき浴中でのロールＡの軸部ａの熱変形等に軸受部材１６が対応できないため、ロールＡの軸部ａと軸受部材１６間に発生する面圧が高くなり、さらに、溶融金属めっき浴中という腐食環境下において使用されるため、著しい摩耗が生じ、軸受自体の寿命は短いものとなっていた。

【０００９】このように、従来のすべり軸受構造では、軸受装置の、溶融金属めっき浴槽中への浸漬の前後で、ロールＡの軸部ａと軸受部材１６の取付精度の維持が困難で、ロールＡの軸部ａと軸受部材１６との間の摩耗が著しいため、他のロールとの相対位置関係に微妙な狂いが発生し、図３で示す鋼板１２は非常に不安定な状態で走行させられることになり、かかる状態において、溶融金属めっき鋼板が製造されると、製品のめっき厚も不均一となって、商品価値が著しく低下するという不都合がある。

【００１０】また、ロールＡの軸部ａと軸受部材１６の円弧状部１６ａ間の摩擦抵抗が大きくなるので、軸受部材１６が摩耗しやすく、したがって、軸受自体の寿命が短く、交換サイクルがはやくなるため、この軸受装置の交換に要する手間が上記めっき鋼板の生産能率を著しく低下させるという不都合がある。

【００１１】さらに、上記不都合を解消するため、たとえば、実開昭６１−９０８５２号公報の中には、セラミック材製の転がり軸受が提案されているが、たとえ、軸受自体をセラミック材製としても、これを支持するハウジングが金属製であるため、熱膨張率差に起因する割れの問題や、瞬間的に集中して生じる過荷重に対して非常に脆く、しかも構造が複雑となるという不都合がある。

【００１２】この考案は上記の課題にかんがみてなされたもので、長期にわたって安定した状態で使用できる溶融金属めっき浴中ロールの軸受装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するため手段】

上記の目的を達成するため、この考案では、溶融金属めっき浴中に配置されるロールを回転自在に支持する軸受装置において、上記ロールの軸部表面にＣｏ基合金をベースとする炭化物の肉盛り層を形成するとともに、上記ロールの軸部表面と接する軸受部材をセラミックで形成したことを特徴としている。

【００１４】上記構成において、望ましくは、ロールの軸部表面にＣｏ基合金をベースとする炭化物の肉盛り層を粉体プラズマ溶接法により形成し、上記Ｃｏ基合金をベースとする炭化物としては、Ｃｏ基合金にＣｒ₃Ｃ₂またはＷ₂Ｃを含有させたものを用い、軸受部材を構成するセラミックとしては、Ｓｉ₃Ｎ₄を主成分としたものを用いる。

【００１５】また、上記構成において、ロールの軸部表面に形成する肉盛り層は、１層または２層からなる肉盛り層で構成し、１層の場合には、上記したように、Ｃｏ基合金をベースとする炭化物を肉盛りし、また、２層の場合には、下肉盛り層を１〜５ｍｍ厚のＣｏ基合金で、上肉盛り層を２〜１０ｍｍ厚のＣｏ基合金にＣｒ₃Ｃ₂またはＷ₂Ｃを含有させたもので形成する。

【００１６】

【作用】

この考案による溶融金属めっき浴中ロールの軸受装置によれば、ロールの軸部表面にＣｏ基合金をベースとする炭化物の肉盛り層を形成するとともに、軸受部材をセラミックで形成したので、ロールの軸部表面および軸受部材側の摩耗を大幅に軽減できるから、軸受装置の長寿命化を図ることができ、また、ロールの軸部と軸受部材の取付精度が低下しないので、鋼板を安定走行させることができ、製品のめっき厚も均一にできる。

【００１７】また、ロールの軸部表面に形成されるＣｏ基合金をベースとする炭化物の肉盛り層は、粉体プラズマ溶接法により施されるので、肉盛り層とロール軸部表面との密着力が高くなり、かつ、Ｃｏ基合金をベースとしたので、肉盛り層内に炭化物を均一分散させることができ、肉盛り層の硬度を均一化できる。

【００１８】また、ロールの軸部表面に施す肉盛り層を上下２層に分け、下肉盛り層を介して上肉盛り層を形成しておけば、ロールの軸部表面と上肉盛り層の遮断をはかることができ、ロール軸部と上肉盛り層との熱膨張差を吸収することができるから、ロールの軸部表面の硬さを保つことができ、クラックの発生等を防止して、溶融金属めっき浴中への浸漬の前後における軸受装置の取付精度の維持を図ることができる。

【００１９】肉盛り層を２層とする場合、下肉盛りの厚みを、望ましくは、１〜５ｍｍとした理由は、１ｍｍ未満となると、ロールの軸部とこの軸部表面に形成した上肉盛り層との遮断には不十分で、かつ、両者の熱膨張差を吸収できないからであり、また、５ｍｍを超えても下肉盛り層の効果は変わらないからである。

【００２０】また、上肉盛り層の厚みを、望ましくは、２〜１０ｍｍとした理由は、２ｍｍ未満になると、長期的使用には不満足であり、１０ｍｍを超えると、肉盛り層でクラックか生じやすくなり、２〜１０ｍｍ厚の範囲内で好適な耐摩耗性が付与されるからである。

【００２１】さらに、望ましくは、ロールの軸部表面に肉盛りする炭化物としてクロム炭化物を用いると、マトリックス中に溶解し、均一に分散させることができ、とくに、Ｃｒ₃Ｃ₂は他の炭化物（Ｃｒ₇Ｃ₃，Ｃｒ₂₃Ｃ₆等）に比べ、炭素含有量が多く、肉盛り層中に多く分散させることができる。

【００２２】また、上肉盛り層としてタングステン炭化物（Ｗ₂Ｃ）を用いると、未溶解で肉盛り層中に存在することになり、とくに、Ｗ₂ＣはＷＣに比べ、高硬度であり、耐摩耗性に優れている。

【００２３】また、ロールの軸部表面にＣｏ基合金のＣｒ₃Ｃ₂の肉盛り層を形成し、軸受部材をＳｉ₃Ｎ₄を主成分としたセラミックで形成した場合には、それらの硬度差から、ロールの軸部表面が摩耗し、軸受部材は摩耗しないことにより、ロールの軸部表面の摩耗量を従来の１０分の１以下にすることができる。

【００２４】さらに、ロールの軸部表面にＣｏ基合金のＷ₂Ｃの肉盛り層を形成し、軸受部材をＳｉ₃Ｎ₄を主成分としたセラミックで形成した場合は、ロールの軸部表面も軸受部材も摩耗するが、軸受全体としての摩耗量を従来の１０分の１以下にすることができる。

【００２５】

【実施例】

実施例１以下、この考案の一実施例を図面により説明する。図１はこの考案にかかる溶融金属めっき浴中ロールの軸受装置の断面図を示しており、同図（ａ）はロール軸方向の断面を示し、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線断面を示している。いうまでもなく、上記構成の軸受装置の構造は、図３で示す溶融金属めっき浴中に浸漬されるシンクロール、およびサポートロールを支承するための軸受装置に適用されるものである。

【００２６】同図において、１は軸受部材で、２はロールの軸部であり、上記ロールの軸部２表面には、たとえば、Ｃｏ基合金で形成された下肉盛り層２ａと、Ｃｏ基合金＋Ｃｒ₃Ｃ₂で形成された上肉盛り層２ｂが順次、形成されており、軸受部材１を、たとえば、Ｓｉ₃Ｎ₄を主成分とするセラミックで形成している。

【００２７】上記のＣｏ基合金の成分は、Ｃｒ＝２７％，Ｃ＝１％，Ｃｏ＝残分とし、上肉盛り層２ｂに使用したＣｒ₃Ｃ₂の混合割合は５０％とした。

【００２８】また、軸受部材１の半径は７０ｍｍで、ロールの軸部２の半径は５９．５ｍｍとし、両者の接触長さは１００ｍｍとした。

【００２９】上記構成の軸受装置を溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備に採用し、１０日間連続運転した結果、ロールの軸部の摩耗量は０．６ｍｍであったが、軸受部材側の摩耗量はほとんど認められず、ロールは円滑に回転するので、鋼板をめっき浴中を安定走行させて、鋼板表面に均一な厚みのめっきを施すことができた。

【００３０】実施例２上記実施例１では、ロールの軸部２表面には、たとえば、Ｃｏ基合金からなる下肉盛り層２ａと、Ｃｏ基合金＋Ｃｒ₃Ｃ₂からなる上肉盛り層２ｂを施し、軸受部材１をＳｉ₃Ｎ₄を主成分とするセラミックで構成した場合の例について説明したが、ロールの軸部表面にＣｏ基合金の下肉盛り層とＣｏ基合金＋Ｗ₂Ｃの上肉盛り層を施し、軸受部材１は実施例１の場合と同様、Ｓｉ₃Ｎ₄ を主成分とするセラミックで構成した。

【００３１】上記のＣｏ基合金の主成分は、Ｃｒ＝２７％，Ｃ＝０．２％，Ｃｏ＝残分とし、上肉盛り層２ｂに使用したＷ₂Ｃの混合割合は４０％とし、軸受部材の半径、ロールの軸部２の半径、ロールの軸部２と軸受部材１の接触長さは、実施例１と全く同様とした。

【００３２】上記構成にかかる軸受装置を溶融金属めっき鋼板の製造設備に採用し、１０日間連続運転した結果、ロールの軸部の摩耗量は０．２ｍｍ、軸受部材側の摩耗量は０．１ｍｍと、きわめて少ない摩耗しか認められず、ロールの円滑な回転に支障を来すことはなかった。

【００３３】上記実施例１および２とも、従来の軸受摩耗量の１０分の１以下であり、また、摩耗面の状況もきわめて平滑で、従来の軸受で見られた円周方向の筋状の摩耗は認められず、したがって、この軸受装置を採用した溶融金属めっき鋼板の製造設備を使ってめっきされる鋼帯には、長期間、軸受装置を交換しない状態で、常に、均一な厚みでめっきすることが可能となった。

【００３４】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案による軸受装置によれば、ロールの軸部および軸受部材側の摩耗を大幅に軽減でき、軸受装置の長寿命化を図ることができるとともに、取付精度もきわめて良好となるので、鋼板を安定した状態で走行させることができ、均一なめっき厚の製品を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案にかかる軸受装置の一実施例を示す断
面図であって、同図（ａ）はロールの軸部の軸方向に垂
直な断面を示し、同図（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面を
示している。

【図２】従来の軸受装置を示す図であって、同図（ａ）
は正面図、同図（ｂ）は一部断面した側面図である。

【図３】一般的な溶融金属めっき鋼板の製造設備を示す
概略図である。

【符号の説明】

１軸受部材２ロールの軸部２ａ下肉盛り層２ｂ上肉盛り層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者近藤富男和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工業株式会社和歌山製鉄所内 (72)考案者辰己佳宏兵庫県尼崎市常光寺１−９−１大阪富士工業株式会社内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】溶融金属めっき浴中に浸漬配置されるロ
ールを回転自在に支承する軸受装置において、上記ロー
ルの軸部表面にＣｏ基合金をベースとする炭化物の肉盛
り層を形成するとともに、上記ロールの軸部表面と接す
る軸受部材をセラミックで形成したことを特徴とする溶
融金属めっき浴中ロールの軸受装置。