JPH06322437A - 炉内搬送用ハースロール - Google Patents
炉内搬送用ハースロールInfo
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- JPH06322437A JPH06322437A JP5132511A JP13251193A JPH06322437A JP H06322437 A JPH06322437 A JP H06322437A JP 5132511 A JP5132511 A JP 5132511A JP 13251193 A JP13251193 A JP 13251193A JP H06322437 A JPH06322437 A JP H06322437A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 連続焼鈍ラインのハースロールの耐ビルドア
ップ性を向上させる。 【構成】 ロール胴部の表層に安定化ジルコニアとイッ
トリアあるいはマグネシア等を事前に配合したアルミナ
を組合わせて溶射法により2相の溶射皮膜を形成させた
炉内搬送用ハースロール。
ップ性を向上させる。 【構成】 ロール胴部の表層に安定化ジルコニアとイッ
トリアあるいはマグネシア等を事前に配合したアルミナ
を組合わせて溶射法により2相の溶射皮膜を形成させた
炉内搬送用ハースロール。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鋼板の連続熱処理炉内に
配設備されているハースロールに関するものであり、詳
しくはビルドアップ(ピックアップとも呼ばれる)がハ
ースロールに発生するのを防止するために、被覆してい
る胴部表面の溶射皮膜に関するものである。
配設備されているハースロールに関するものであり、詳
しくはビルドアップ(ピックアップとも呼ばれる)がハ
ースロールに発生するのを防止するために、被覆してい
る胴部表面の溶射皮膜に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼板熱処理炉内に配設され、鋼板を焼鈍
する過程で、鋼板を支持しつつ搬送するためのハースロ
ールは800〜900℃の温度条件下で使用されるた
め、鋼板表面に微量存在する酸化鉄又は冷間圧延時の摩
耗鉄粉がロール胴部に付着することによりビルドアップ
と呼ばれる突起が鋼板との接触面に形成され、突起が成
長すると鋼板側に押疵を発生させ、製品外観をを著しく
損なう。
する過程で、鋼板を支持しつつ搬送するためのハースロ
ールは800〜900℃の温度条件下で使用されるた
め、鋼板表面に微量存在する酸化鉄又は冷間圧延時の摩
耗鉄粉がロール胴部に付着することによりビルドアップ
と呼ばれる突起が鋼板との接触面に形成され、突起が成
長すると鋼板側に押疵を発生させ、製品外観をを著しく
損なう。
【0003】金属がロール表面に付着する現象はいずれ
も高温度化で鋼板表面のFeが固相でロール胴部に拡散
して界面に極薄い化合物を形成して結合しているもの
で、これらを抑制するために従来はロールの表面に酸化
物系あるいは非酸化物系のサーメットの皮膜を溶射によ
り付与していた。
も高温度化で鋼板表面のFeが固相でロール胴部に拡散
して界面に極薄い化合物を形成して結合しているもの
で、これらを抑制するために従来はロールの表面に酸化
物系あるいは非酸化物系のサーメットの皮膜を溶射によ
り付与していた。
【0004】これらの従来技術を記すとハースロールの
皮膜としてはジルコニア系の溶射皮膜が界面の熱力学的
安定すなわち界面の自由エネルギーが低く安定なため従
来、広く用いられて来た。
皮膜としてはジルコニア系の溶射皮膜が界面の熱力学的
安定すなわち界面の自由エネルギーが低く安定なため従
来、広く用いられて来た。
【0005】例えば4〜25パーセントのY2O3と残部
がZrO2からなる溶射皮膜(特公昭63―2618
3)あるいはZrO2にSiO2を加えた溶射皮膜(特公
昭63―50428)がある。またAl2O3単体の皮膜
も使われて来た。
がZrO2からなる溶射皮膜(特公昭63―2618
3)あるいはZrO2にSiO2を加えた溶射皮膜(特公
昭63―50428)がある。またAl2O3単体の皮膜
も使われて来た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ハースロールの場合に
おいて、特公昭63―26183の溶射皮膜は耐ビルド
アップ性に優れるが靭性と熱衝撃性が不十分で、使用中
に炉休止時の昇降温や鋼板の接触部と非接触部の温度差
に起因する熱応力により皮膜が剥離する問題があった。
おいて、特公昭63―26183の溶射皮膜は耐ビルド
アップ性に優れるが靭性と熱衝撃性が不十分で、使用中
に炉休止時の昇降温や鋼板の接触部と非接触部の温度差
に起因する熱応力により皮膜が剥離する問題があった。
【0007】特公昭63―50428はSiO2が鉄と
反応し易いため、耐ビルドアップ性におとる。
反応し易いため、耐ビルドアップ性におとる。
【0008】さらにZrO2の安定化材としてCaOを
使用した場合には、SiとFeがCaと反応し易いた
め、ZrO2中のCaO濃度が希釈さて、安定化材とし
ての機能が低下するため、正方晶から単斜晶に相変態す
る。
使用した場合には、SiとFeがCaと反応し易いた
め、ZrO2中のCaO濃度が希釈さて、安定化材とし
ての機能が低下するため、正方晶から単斜晶に相変態す
る。
【0009】一般に言われるようにZrO2の相変態は
9パーセント程度の体積膨張を伴うため、膨張時に皮膜
が変形し、剥離あるいは亀裂が発生する。
9パーセント程度の体積膨張を伴うため、膨張時に皮膜
が変形し、剥離あるいは亀裂が発生する。
【0010】またAl2O3単体の皮膜は耐ビルドアップ
性が劣ると言う問題があった。
性が劣ると言う問題があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の亜鉛皮膜
の問題点に対して、ZrO2の耐ビルドアップ性に優れ
る特性を活かして皮膜の靭性向上と相変態の制御により
亀裂及び剥離等の問題を解決したハースロール用の溶射
皮膜を提供するものである。
の問題点に対して、ZrO2の耐ビルドアップ性に優れ
る特性を活かして皮膜の靭性向上と相変態の制御により
亀裂及び剥離等の問題を解決したハースロール用の溶射
皮膜を提供するものである。
【0012】具体的には 1. ハースロールの胴体表面に溶射皮膜を形成させる
際、一方は安定化材としてY2O3、MgO、CaO、C
eO2、HfO2のいずれかを加えた部分安定化ZrO2
の粉末とし、他方はAl2O3にY2O3、MgO、Ca
O、CeO2、HfO2をのいずれかのセラミックスを1
種類あるいは複数種加えた、個々のセラミックスを混合
した後、溶射法により2相の状態で混在させた溶射皮膜
を形成させる。
際、一方は安定化材としてY2O3、MgO、CaO、C
eO2、HfO2のいずれかを加えた部分安定化ZrO2
の粉末とし、他方はAl2O3にY2O3、MgO、Ca
O、CeO2、HfO2をのいずれかのセラミックスを1
種類あるいは複数種加えた、個々のセラミックスを混合
した後、溶射法により2相の状態で混在させた溶射皮膜
を形成させる。
【0013】2. 前記1項において、一方は安定化材
としてY2O3、MgO、CaO、CeO2、HfO2のい
ずれかを加えた部分安定化ZrO2とし、他方はAl2O
3にY2O3、MgO、CaO、CeO2のいずれかの1種
類あるいは複数種加え、個々のセラミックスを混合の比
率において、前者の部分安定化ZrO2を10〜75
%、後者のY2O3他を加えたAl2O3の比率を25〜9
0%とした溶射皮膜を形成させる。
としてY2O3、MgO、CaO、CeO2、HfO2のい
ずれかを加えた部分安定化ZrO2とし、他方はAl2O
3にY2O3、MgO、CaO、CeO2のいずれかの1種
類あるいは複数種加え、個々のセラミックスを混合の比
率において、前者の部分安定化ZrO2を10〜75
%、後者のY2O3他を加えたAl2O3の比率を25〜9
0%とした溶射皮膜を形成させる。
【0014】3. 前記1及び2項において、Y2O3、
MgO、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定
化ZrO2とAl2O3の比率を20〜60%、Y2O3の
比率を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3と
Y2O3にさらにMgO、CaO、CeO2のいずれかを
1種類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセ
ラミックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混
在させた溶射皮膜を形成させる。
MgO、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定
化ZrO2とAl2O3の比率を20〜60%、Y2O3の
比率を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3と
Y2O3にさらにMgO、CaO、CeO2のいずれかを
1種類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセ
ラミックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混
在させた溶射皮膜を形成させる。
【0015】4. 前記1及び2項において、Y2O3、
MgO、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定
化ZrO2とAl2O3の比率を20〜60%、MgOの
比率を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3と
MgOにさらにY2O3、CaO、CeO2のいずれかを
1種類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセ
ラミックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混
在させた溶射皮膜を形成させる。
MgO、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定
化ZrO2とAl2O3の比率を20〜60%、MgOの
比率を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3と
MgOにさらにY2O3、CaO、CeO2のいずれかを
1種類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセ
ラミックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混
在させた溶射皮膜を形成させる。
【0016】5. 前記1及び2項において、Y2O3、
MgO、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定
化ZrO2とAl2O3の比率を20〜60%、CaOの
比率を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3と
CaOにさらにY2O3、MgO、CeO2のいずれかを
1種類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセ
ラミックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混
在させた溶射皮膜を形成させる。
MgO、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定
化ZrO2とAl2O3の比率を20〜60%、CaOの
比率を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3と
CaOにさらにY2O3、MgO、CeO2のいずれかを
1種類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセ
ラミックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混
在させた溶射皮膜を形成させる。
【0017】6. 前記1及び2項において、Y2O3、
MgO、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定
化ZrO2とAl2O3の比率を20〜60%、CeO2の
比率を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3と
CeO2にさらにY2O3、MgO、CaOのいずれかを
1種類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセ
ラミックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混
在させた溶射皮膜を形成させる。
MgO、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定
化ZrO2とAl2O3の比率を20〜60%、CeO2の
比率を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3と
CeO2にさらにY2O3、MgO、CaOのいずれかを
1種類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセ
ラミックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混
在させた溶射皮膜を形成させる。
【0018】7. 以上の溶射皮膜にCoあるいはNi
あるいはNi及びCoを主成分とするが、さらに15〜
30%のCr及び5〜12%のAl並びに0.2〜0.
7%のYあるいはHfの組成とした合金を加えた合計が
100%となるようにして、溶射法により皮膜を形成さ
せる。
あるいはNi及びCoを主成分とするが、さらに15〜
30%のCr及び5〜12%のAl並びに0.2〜0.
7%のYあるいはHfの組成とした合金を加えた合計が
100%となるようにして、溶射法により皮膜を形成さ
せる。
【0019】8. 同様の溶射皮膜にZrの混在させた
組成の合計が100%となるようにして、溶射法により
皮膜を形成させる。
組成の合計が100%となるようにして、溶射法により
皮膜を形成させる。
【0020】尚、一方を部分安定化ZrO2とし、他方
のAl2O3にHfO2を加えても解決手段の1〜8項と
同様の効果を得ることが出来る。
のAl2O3にHfO2を加えても解決手段の1〜8項と
同様の効果を得ることが出来る。
【0021】
【作用】前述の解決手段の1項において、ハースロール
の胴体表面に皮膜を形成させる際、一方は安定化材とし
てY2O3、MgO、CaO、CeO2、HfO2のいずれ
かを加えた部分安定化ZrO2の粉末とし、他方はAl2
O3にY2O3、MgO、CaO、CeO2、HfO2のい
ずれかのセラミックスを1種類あるいは複数種加えた、
個々のセラミックスを混合した後、溶射法により2相の
状態で混在させた皮膜を形成させるのは、ZrO2やA
l2O3他のセラミックスの粉末粒が加熱されてロール表
面に衝突して溶射層を形成する凝固過程において、少量
のZrO2がAl2O3のマトリックスに拡散して分散す
る過程でAl2O3の耐用を高める効果を活用するもので
ある。
の胴体表面に皮膜を形成させる際、一方は安定化材とし
てY2O3、MgO、CaO、CeO2、HfO2のいずれ
かを加えた部分安定化ZrO2の粉末とし、他方はAl2
O3にY2O3、MgO、CaO、CeO2、HfO2のい
ずれかのセラミックスを1種類あるいは複数種加えた、
個々のセラミックスを混合した後、溶射法により2相の
状態で混在させた皮膜を形成させるのは、ZrO2やA
l2O3他のセラミックスの粉末粒が加熱されてロール表
面に衝突して溶射層を形成する凝固過程において、少量
のZrO2がAl2O3のマトリックスに拡散して分散す
る過程でAl2O3の耐用を高める効果を活用するもので
ある。
【0022】分散したZrO2の凝固後の結晶構造は正
方晶であるがハースロールの使用温度域(800〜90
0℃)で使用される過程で単斜晶に結晶変態する。
方晶であるがハースロールの使用温度域(800〜90
0℃)で使用される過程で単斜晶に結晶変態する。
【0023】前述したようにZrO2の結晶変態は9%
の体積膨張を伴うため、膨張時にZrO2のマトリック
ス部に微細な亀裂が発生する。
の体積膨張を伴うため、膨張時にZrO2のマトリック
ス部に微細な亀裂が発生する。
【0024】この微細な亀裂はロール外部から溶射皮膜
に過大な力が作用して皮膜が変形しても、これらの力を
亀裂で吸収されるのと、割れの伝播が微細な亀裂により
分散されるため、伝播速度が極めて遅くなる。
に過大な力が作用して皮膜が変形しても、これらの力を
亀裂で吸収されるのと、割れの伝播が微細な亀裂により
分散されるため、伝播速度が極めて遅くなる。
【0025】更にこれらの微細な亀裂は応力集中を防ぐ
効果があり、被覆の耐久性を高める。
効果があり、被覆の耐久性を高める。
【0026】これらの効果は熱応力によって皮膜に生じ
る変形、あるいは割れに対しても同様の効果があるため
熱衝撃性の向上にも寄与する。
る変形、あるいは割れに対しても同様の効果があるため
熱衝撃性の向上にも寄与する。
【0027】また分散したZrO2で強化されたAl2O
3が皮膜中で部分安定化ZrO2と混在した形で層状に積
層されるため皮膜自身の耐摩耗性をも高めることが出来
る。
3が皮膜中で部分安定化ZrO2と混在した形で層状に積
層されるため皮膜自身の耐摩耗性をも高めることが出来
る。
【0028】その際にAl2O3側にもY2O3、MgO、
CaO、CeO2のいずれかのセラミックスを1種類あ
るいは複数種加えるえるのは溶射時にAl2O3側に拡散
したZrO2の過度の相変態を抑制するためである。
CaO、CeO2のいずれかのセラミックスを1種類あ
るいは複数種加えるえるのは溶射時にAl2O3側に拡散
したZrO2の過度の相変態を抑制するためである。
【0029】また、ZrO2の線膨張率は7×10-6/
℃であるがAl2O3は4〜5×10-6/℃で線膨張率が
大きいためZrO2とAl2O3が共存した溶射皮膜中で
は高温度域で内部応力が発生して、亀裂や剥離に進展す
る。
℃であるがAl2O3は4〜5×10-6/℃で線膨張率が
大きいためZrO2とAl2O3が共存した溶射皮膜中で
は高温度域で内部応力が発生して、亀裂や剥離に進展す
る。
【0030】線膨張率の大きいY2O3(7×10-6/
℃)、MgO(11×10-6/℃)、CaO(11×1
0-6/℃)、CeO2(11〜12×10-6/℃)を加
えることによりAl2O3の線膨張率が5〜6×10-6/
℃(配合比率により差がある)に増大、ZrO2の線膨
張率値に近ずくため、前述のZrO2とAl2O3の熱応
力を緩和することが出来る。
℃)、MgO(11×10-6/℃)、CaO(11×1
0-6/℃)、CeO2(11〜12×10-6/℃)を加
えることによりAl2O3の線膨張率が5〜6×10-6/
℃(配合比率により差がある)に増大、ZrO2の線膨
張率値に近ずくため、前述のZrO2とAl2O3の熱応
力を緩和することが出来る。
【0031】前述の解決手段の2項において安定化材と
してY2O3、MgO、CaO、CeO2のいずれかを加
えた部分安定化ZrO2の粉末と、混合の比率30〜7
0%としているのは、図1のFe反応性評価のラボ試験
結果が示すようにZrO2の比率が30%未満になる
と、Feの付着が急激に進むためである。
してY2O3、MgO、CaO、CeO2のいずれかを加
えた部分安定化ZrO2の粉末と、混合の比率30〜7
0%としているのは、図1のFe反応性評価のラボ試験
結果が示すようにZrO2の比率が30%未満になる
と、Feの付着が急激に進むためである。
【0032】また、Al2O3比率が70%超になって
も、前述の場合と同様にFeの付着が急激に進む。
も、前述の場合と同様にFeの付着が急激に進む。
【0033】尚、ビルドアップは固相拡散を伴う反応に
よりFeがロール表面に付着するもので、皮膜のFeと
の反応性を評価すれば耐ビルドアップを評価できる。
よりFeがロール表面に付着するもので、皮膜のFeと
の反応性を評価すれば耐ビルドアップを評価できる。
【0034】Fe反応ラボ試験を図2に示すが、10m
m角、厚み10mmの反応試験サンプル3の溶射皮膜1
上にFeの粉末2を敷きつめた後、同一寸法の普通鋼の
角片4を角を揃えて置き、2%水素の窒素雰囲気の90
0℃の電気炉内で面圧力0.1kg/mm2で1時間押
付け圧接した後、溶射皮膜部分に剪断力が働く様、側面
から加重する。
m角、厚み10mmの反応試験サンプル3の溶射皮膜1
上にFeの粉末2を敷きつめた後、同一寸法の普通鋼の
角片4を角を揃えて置き、2%水素の窒素雰囲気の90
0℃の電気炉内で面圧力0.1kg/mm2で1時間押
付け圧接した後、溶射皮膜部分に剪断力が働く様、側面
から加重する。
【0035】評価はその際の剪断反力値で行い、値が大
きい程、Feと反応し易いことを示す。
きい程、Feと反応し易いことを示す。
【0036】同じく解決手段の2項において安定化材と
してY2O3、MgO、CaO、CeO2のいずれかを加
えた部分安定化ZrO2の粉末と、混合の比率70%超
になると、図3の摩耗量測定試験の結果が示すように耐
摩耗性能が急激に低下する。
してY2O3、MgO、CaO、CeO2のいずれかを加
えた部分安定化ZrO2の粉末と、混合の比率70%超
になると、図3の摩耗量測定試験の結果が示すように耐
摩耗性能が急激に低下する。
【0037】また、Al2O3比率が20%未満になって
も、前述の場合と同様に溶射皮膜の耐摩耗性能が急激に
低下する。
も、前述の場合と同様に溶射皮膜の耐摩耗性能が急激に
低下する。
【0038】耐摩耗性能のラボ試験方法は図4に示す通
り、予め溶射皮膜を形成した、形状が50mm正方角
で、厚みが10mmの試験片5の溶射皮膜1に外形4m
mの普通鋼のピン6を荷重5Kgで押しつけ、50mm
径の円軌道の摺動軌跡7を描いて摺動させた際の溶射皮
膜の摩耗量で評価したものである。
り、予め溶射皮膜を形成した、形状が50mm正方角
で、厚みが10mmの試験片5の溶射皮膜1に外形4m
mの普通鋼のピン6を荷重5Kgで押しつけ、50mm
径の円軌道の摺動軌跡7を描いて摺動させた際の溶射皮
膜の摩耗量で評価したものである。
【0039】評価指標は摺動試験前後の試験片の重量測
定の差である。
定の差である。
【0040】解決手段の3〜7項において、一方は安定
化材としてY2O3、MgO、CaO、CeO2のいずれ
かを加えた部分安定化ZrO2とし、他方はAl2O3の
比率を20〜70%、Y2O3、MgO、CaO、CeO
2の比率を5〜30%とするか、更にY2O3、MgO、
CaO、CeO2のいずれかを1種類以上の複数種加え
て100%とするのは、Al2O3が20%未満では、ハ
ースロールの使用温度域にて耐摩耗性能が不足するため
である。
化材としてY2O3、MgO、CaO、CeO2のいずれ
かを加えた部分安定化ZrO2とし、他方はAl2O3の
比率を20〜70%、Y2O3、MgO、CaO、CeO
2の比率を5〜30%とするか、更にY2O3、MgO、
CaO、CeO2のいずれかを1種類以上の複数種加え
て100%とするのは、Al2O3が20%未満では、ハ
ースロールの使用温度域にて耐摩耗性能が不足するため
である。
【0041】Al2O3比率が95%超になるとY2O3及
びMgO、CaO、CeO2の配合量が不足して前述の
Al2O3側に拡散したZrO2の過度の変態を抑制する
効果が不足する。
びMgO、CaO、CeO2の配合量が不足して前述の
Al2O3側に拡散したZrO2の過度の変態を抑制する
効果が不足する。
【0042】Y2O3、MgO、CaO、CeO2も同様
に30%超になると耐摩耗性能が不足し、5%未満では
変態の抑制効果が不十分となる。
に30%超になると耐摩耗性能が不足し、5%未満では
変態の抑制効果が不十分となる。
【0043】解決手段の8項において、解決手段の1〜
7項の溶射皮膜にCoあるいはNiあるいはNi及びC
oを主成分とするが、さらに15〜35%のCr及び5
〜12%のA|並びに0.2〜0.7%のYあるいはH
fの組成とした合金を加えた合計が100%となるサー
メットにして皮膜を形成させるのは図6に示すように溶
射皮膜の靭性を向上させて、耐熱衝撃性能を高めるため
のもので、CoあるいはNiあるいはNi及びCoを主
成分とする合金とするのは、Ni及びCoが溶射過程あ
るいは高温度化で炭化物及び窒化物に変質することがな
く、金属組織を維持した状態で溶射組織のセラミックス
間に存在して、助結材として働くためである。
7項の溶射皮膜にCoあるいはNiあるいはNi及びC
oを主成分とするが、さらに15〜35%のCr及び5
〜12%のA|並びに0.2〜0.7%のYあるいはH
fの組成とした合金を加えた合計が100%となるサー
メットにして皮膜を形成させるのは図6に示すように溶
射皮膜の靭性を向上させて、耐熱衝撃性能を高めるため
のもので、CoあるいはNiあるいはNi及びCoを主
成分とする合金とするのは、Ni及びCoが溶射過程あ
るいは高温度化で炭化物及び窒化物に変質することがな
く、金属組織を維持した状態で溶射組織のセラミックス
間に存在して、助結材として働くためである。
【0044】Alを加えるのはAl表面にAl2O3自己
形成させて、セラミックスと共存する合金部分の耐ビル
ドアップを向上させるためである。
形成させて、セラミックスと共存する合金部分の耐ビル
ドアップを向上させるためである。
【0045】その場合、Al比率を5%未満ではAl2
O3が不十分であり12%超では合金部分の延性が損な
われる。
O3が不十分であり12%超では合金部分の延性が損な
われる。
【0046】合金のCr比率を15〜30%とするのは
Crが合金部分の表面にAlによって自己形成されるA
l2O3の形成を促進するためで、Cr比率が15%未満
ではAlの化学組成によるが5〜12%を前提にした場
合にはAl2O3の形成が不完全になる。
Crが合金部分の表面にAlによって自己形成されるA
l2O3の形成を促進するためで、Cr比率が15%未満
ではAlの化学組成によるが5〜12%を前提にした場
合にはAl2O3の形成が不完全になる。
【0047】YあるいはHfを0.2〜0.7%加える
のは溶射皮膜の密着性の向上を目的としたもので0.2
%未満では顕著な効果が出ない。
のは溶射皮膜の密着性の向上を目的としたもので0.2
%未満では顕著な効果が出ない。
【0048】また0.7%超とした場合はYあるいはH
fが合金組織の粒界に濃化して、皮膜強度を低下させる
ためである。
fが合金組織の粒界に濃化して、皮膜強度を低下させる
ためである。
【0049】
【0050】
【実施例1】先述の溶射皮膜を5ロール型のビルドアッ
プ評価試験機のテストロールに被覆した後、ビルドアッ
プの発生比率及びラボの熱衝撃試験結果並びに耐摩耗性
評価試験結果を第1表に記す。
プ評価試験機のテストロールに被覆した後、ビルドアッ
プの発生比率及びラボの熱衝撃試験結果並びに耐摩耗性
評価試験結果を第1表に記す。
【0051】ビルドアップの発生比率は本発明者他が考
案した評価設備にて行なったものである。
案した評価設備にて行なったものである。
【0052】試験設備は直径250mm、胴長が400
mmの溶射テスト用ロール8を5本を図5に示す様に鋼
板9を巻付かせた状態で電気炉内に配設して、鋼板を走
行させる。
mmの溶射テスト用ロール8を5本を図5に示す様に鋼
板9を巻付かせた状態で電気炉内に配設して、鋼板を走
行させる。
【0053】鋼板を走行させる際に鋼板の走行速度より
評価対象ロールのみについて鋼板とテストロールにスリ
ップを付与して、ロール表面に付着するビルドアップの
発生度合いを評価するものである。
評価対象ロールのみについて鋼板とテストロールにスリ
ップを付与して、ロール表面に付着するビルドアップの
発生度合いを評価するものである。
【0054】図中10は電気ヒーター、11は耐火材で
ある。
ある。
【0055】テスト条件は鋼板が厚み0.7mm、幅が
300mmの焼鈍済冷延鋼板で雰囲気は電気炉内で鋼板
の走行開始後、800℃迄で加熱する間の1時間は大気
とし、鋼板表面に予め酸化膜を形成させる。
300mmの焼鈍済冷延鋼板で雰囲気は電気炉内で鋼板
の走行開始後、800℃迄で加熱する間の1時間は大気
とし、鋼板表面に予め酸化膜を形成させる。
【0056】その後鋼板を走行させた状態にて900℃
迄加熱する間の0.5時間に予め2%の水素を混入した
窒素を封入し電気炉内の空気を置換する。
迄加熱する間の0.5時間に予め2%の水素を混入した
窒素を封入し電気炉内の空気を置換する。
【0057】更に、水素を混入した窒素雰囲気にて温度
900℃で1時間保定する。保定の間も鋼板を連続的に
走行させており、溶射した評価ロールと鋼板のスリップ
率が1%になるようにしている。
900℃で1時間保定する。保定の間も鋼板を連続的に
走行させており、溶射した評価ロールと鋼板のスリップ
率が1%になるようにしている。
【0058】保定完了後は鋼板の走行と電熱ヒーターの
電源を停止して、水素を混入した窒素雰囲気下で自然放
冷させる。
電源を停止して、水素を混入した窒素雰囲気下で自然放
冷させる。
【0059】評価はビルドアップの発生比率、即ち、発
生したビルドアップの面積を画像処理の手法を用いて測
定した後、ビルドアップの面積をロール表面積で除した
値をビルドアップの発生比率、単位は%とし、発生比率
の値が低いほど、ビルドアップが発生しにくい溶射皮膜
と評価する。
生したビルドアップの面積を画像処理の手法を用いて測
定した後、ビルドアップの面積をロール表面積で除した
値をビルドアップの発生比率、単位は%とし、発生比率
の値が低いほど、ビルドアップが発生しにくい溶射皮膜
と評価する。
【0060】熱衝撃試験はJIS H 8666のセラ
ミックス溶射試験方法の加熱剥離試験方法に準じて行っ
た。
ミックス溶射試験方法の加熱剥離試験方法に準じて行っ
た。
【0061】形状が50mm正方角で厚みが10mmの
試験片の溶射皮膜を900℃に加熱した後、水中に投下
する工程を繰り返し、溶射皮膜の表層に亀裂あるいは剥
離が発生するまでの繰り返し回数値によって評価するも
のある。
試験片の溶射皮膜を900℃に加熱した後、水中に投下
する工程を繰り返し、溶射皮膜の表層に亀裂あるいは剥
離が発生するまでの繰り返し回数値によって評価するも
のある。
【0062】耐摩耗性能のラボ試験方法は図4に示す通
りである。
りである。
【0063】第1表の試験結果は前述の作用の項を裏付
けた結果を示しており、従来技術のZrO292%とY2
O38%あるいはZrSi4100%あるいはAl2O31
00%の各溶射皮膜に対して耐ビルドアップでは部分安
定化ZrO225%以上の皮膜が優れるが、ZrO2比率
の増加に伴い、耐熱衝撃性が低下、特に70%以上で顕
著になる。一方でAl2O3の比率の増加に伴い、耐熱衝
撃性と耐摩耗性が向上している。
けた結果を示しており、従来技術のZrO292%とY2
O38%あるいはZrSi4100%あるいはAl2O31
00%の各溶射皮膜に対して耐ビルドアップでは部分安
定化ZrO225%以上の皮膜が優れるが、ZrO2比率
の増加に伴い、耐熱衝撃性が低下、特に70%以上で顕
著になる。一方でAl2O3の比率の増加に伴い、耐熱衝
撃性と耐摩耗性が向上している。
【0064】また、Y2O3あるいはMgOあるいはCa
OあるいはCeO2の配合比率を高めた場合も耐熱衝撃
性と耐摩耗性が向上している。
OあるいはCeO2の配合比率を高めた場合も耐熱衝撃
性と耐摩耗性が向上している。
【0065】
【実施例2】実施例1にて評価した皮膜の内、部分安定
化ZrO250%とAl2O340%とY2O3あるいはM
gOあるいはCaOあるいはCeO210%及び部分安
定化ZrO240%と40%Al2O340%とY2O3あ
るいはMgOあるいはCaOあるいはCeO230%並
びに部分安定化ZrO250%とAl2O340%とY2O
3あるいはMgOあるいはCaOあるいはCeO210%
にCo37%、Cr22%、Al8%、Y0.5%、N
i Balの合金を加えたサーメットの溶射皮膜を冷延
の連続焼鈍ラインの加熱帯及び連続亜鉛メッキラインの
加熱還元帯の各々の実機ハースロールの胴部にプラズマ
溶射にて被覆して1年間使用した。
化ZrO250%とAl2O340%とY2O3あるいはM
gOあるいはCaOあるいはCeO210%及び部分安
定化ZrO240%と40%Al2O340%とY2O3あ
るいはMgOあるいはCaOあるいはCeO230%並
びに部分安定化ZrO250%とAl2O340%とY2O
3あるいはMgOあるいはCaOあるいはCeO210%
にCo37%、Cr22%、Al8%、Y0.5%、N
i Balの合金を加えたサーメットの溶射皮膜を冷延
の連続焼鈍ラインの加熱帯及び連続亜鉛メッキラインの
加熱還元帯の各々の実機ハースロールの胴部にプラズマ
溶射にて被覆して1年間使用した。
【0066】使用環境は温度が最高900℃、雰囲気は
連続焼鈍ラインが2%水素を含ました窒素、連続亜鉛メ
ッキラインが7%水素を含む窒素で鋼板はロールに18
0度巻付いた形で走行する。
連続焼鈍ラインが2%水素を含ました窒素、連続亜鉛メ
ッキラインが7%水素を含む窒素で鋼板はロールに18
0度巻付いた形で走行する。
【0067】1年間使用した結果、ロール胴部の中央部
の幅200mmのビルドアップ発生率が従来技術のZr
O292%とY2O38%の皮膜では0.26%であった
が、剥離が発生した。
の幅200mmのビルドアップ発生率が従来技術のZr
O292%とY2O38%の皮膜では0.26%であった
が、剥離が発生した。
【0068】ZrSi4100%の皮膜ではビルドアッ
プ発生率が0.51%であった。
プ発生率が0.51%であった。
【0069】Al2O3100%の皮膜もビルドアップ発
生率が0.56%であったが、剥離が発生していた。
生率が0.56%であったが、剥離が発生していた。
【0070】本発明の溶射皮膜の部分安定化ZrO25
0%とAl2O340%とY2O3あるいはMgOあるいは
CaOあるいはCeO210%はビルドアップ発生率が
0.25%と優れ、剥離等も未発生であった。
0%とAl2O340%とY2O3あるいはMgOあるいは
CaOあるいはCeO210%はビルドアップ発生率が
0.25%と優れ、剥離等も未発生であった。
【0071】部分安定化ZrO240%とAl2O340
%とY2O3あるいはMgOあるいはCaOあるいはCe
O230%の皮膜のビルドアップ発生率も0.31%と
優れ、剥離も未発生であった。
%とY2O3あるいはMgOあるいはCaOあるいはCe
O230%の皮膜のビルドアップ発生率も0.31%と
優れ、剥離も未発生であった。
【0072】部分安定化ZrO250%とAl2O340
%とY2O3あるいはMgOあるいはCaOあるいはCe
O210%にCo37%、Cr22%、Al8%、Y
0.5%、Ni Balの合金を加えたサーメットはビ
ルドアップ発生率も0.38%で剥離や摩耗が全く無か
った。
%とY2O3あるいはMgOあるいはCaOあるいはCe
O210%にCo37%、Cr22%、Al8%、Y
0.5%、Ni Balの合金を加えたサーメットはビ
ルドアップ発生率も0.38%で剥離や摩耗が全く無か
った。
【0073】いずれも従来技術の溶射皮膜に対し、耐ビ
ルドアップ性で同等かあるいは優れ、しかも耐摩耗性と
熱衝撃性に優れることを確認した。
ルドアップ性で同等かあるいは優れ、しかも耐摩耗性と
熱衝撃性に優れることを確認した。
【0074】
【表1】
【0075】
【表の説明】第1表は従来の溶射皮膜と今回評価対象と
した各種の溶射皮膜の耐ビルドアップ評価試験(%)及
び熱衝撃試験(回)並びに摩耗量測定試験(単位kg/
mm2)の結果を示す。
した各種の溶射皮膜の耐ビルドアップ評価試験(%)及
び熱衝撃試験(回)並びに摩耗量測定試験(単位kg/
mm2)の結果を示す。
【0076】
【発明の効果】本発明の溶射ロールを冷延鋼板用連続焼
鈍ラインあるいは連続亜鉛メッキラインの炉内ハースロ
ールに適用することにより従来3〜4ケ月毎にラインを
休止して、ロール胴部に付着したビルドアップを定期的
に除去する作業が解消出来、ラインの休止日数を大幅に
削減することが出来た。
鈍ラインあるいは連続亜鉛メッキラインの炉内ハースロ
ールに適用することにより従来3〜4ケ月毎にラインを
休止して、ロール胴部に付着したビルドアップを定期的
に除去する作業が解消出来、ラインの休止日数を大幅に
削減することが出来た。
【0077】ライン休止日数の削減はライン稼働率を高
めるため、生産量の増加も可能にした。
めるため、生産量の増加も可能にした。
【0078】また高所に配設されたハースロール胴部の
ビルドアップ除去の作業は墜落災害等の危険をはらむも
のであったが今回の発明により、大幅に作業頻度を低減
出来た。更に耐ビルドアップ性と耐摩耗性と熱衝撃性の
向上はハースロールの皮膜寿命の向上にも寄与してお
り、従来2〜3年のロール交換周期が4〜5年に延長出
来た。
ビルドアップ除去の作業は墜落災害等の危険をはらむも
のであったが今回の発明により、大幅に作業頻度を低減
出来た。更に耐ビルドアップ性と耐摩耗性と熱衝撃性の
向上はハースロールの皮膜寿命の向上にも寄与してお
り、従来2〜3年のロール交換周期が4〜5年に延長出
来た。
【0079】ロール交換周期の延長は交換作業の労務費
及びロール再溶射費並びに炉壁の修復費等の整備コスト
の削減にも寄与した。
及びロール再溶射費並びに炉壁の修復費等の整備コスト
の削減にも寄与した。
【0080】またロール胴部のビルドアップあるいは溶
射皮膜の剥離は鋼板表面に疵を入れる原因となるが、本
発明の溶射ロールを使用することにより、疵の発生頻度
を低減し、製品歩留り値を向上させることが出来た。
射皮膜の剥離は鋼板表面に疵を入れる原因となるが、本
発明の溶射ロールを使用することにより、疵の発生頻度
を低減し、製品歩留り値を向上させることが出来た。
【図1】Fe反応評価試験の剪断反力値とZrO2とA
l2O3の配合比率の関係を示す図。
l2O3の配合比率の関係を示す図。
【図2】Fe反応評価の試験方法の説明図である。
【図3】摩耗量測定値とZrO2とAl2O3の配合比率
の関係を示す図。
の関係を示す図。
【図4】摩耗量測定の試験方法の説明図である。
【図5】耐ビルドアップ評価試験方法の説明図である。
1 溶射皮膜 2 Fe粉末 3 反応試験サンプル(10mm角) 4 角片(普通鋼) 5 摩耗試験片(50mm角) 6 ピン 7 摺動軌跡 8 溶射テスト用ロール 9 鋼板 10 電熱ヒーター 11 耐火材 12 電気炉
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年6月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0074
【補正方法】変更
【補正内容】
【0074】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広重 宗利 東京都中央区八重洲1―3―8 井田ビル 日鉄ハード株式会社内
Claims (8)
- 【請求項1】 ハースロールの胴体表面に溶射皮膜を形
成させる際、一方は安定化材としてY2O3、MgO、C
aO、CeO2のいずれかを加えた部分安定化ZrO2の
粉末とし、他方はAl2O3にY2O3、MgO、CaO、
CeO2、HfO2をのいずれかのセラミックスを1種類
あるいは複数種加えた、個々のセラミックスを混合した
後、溶射法により2相の状態で混在させた溶射皮膜を形
成させたことを特徴とする炉内搬送用ハースロール及び
その製造法。 - 【請求項2】 請求項1において、一方は安定化材とし
てY2O3、MgO、CaO、CeO2のいずれかを加え
た部分安定化ZrO2とし、他方はAl2O3にY2O3、
MgO、CaO、CeO2のいずれかの1種類あるいは
複数種加え、個々のセラミックスを混合の比率におい
て、前者の部分安定化ZrO2を10〜75%、後者の
Y2O3他を加えたAl2O3の比率を20〜60%とした
溶射皮膜を形成させたことを特徴とする炉内搬送用ハー
スロール及びその製造法。 - 【請求項3】 請求項1及び2において、Y2O3、Mg
O、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定化Z
rO2とAl2O3の比率を20〜60%、Y2O3の比率
を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3とY2
O3にさらにMgO、CaO、CeO2のいずれかを1種
類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセラミ
ックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混在さ
せた溶射皮膜を形成させたことを特徴とする炉内搬送用
ハースロール及びその製造法。 - 【請求項4】 請求項1及び2において、Y2O3、Mg
O、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定化Z
rO2とAl2O3の比率を20〜60%、MgOの比率
を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3とMg
OにさらにY2O3、CaO、CeO2のいずれかを1種
類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセラミ
ックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混在さ
せた溶射皮膜を形成させたことを特徴とする炉内搬送用
ハースロール及びその製造法。 - 【請求項5】 請求項1及び2において、Y2O3、Mg
O、CaO、CeO 2のいずれかを加えた部分安定化Z
rO2とAl2O3の比率を20〜60%、CaOの比率
を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3とCa
OにさらにY2O3、MgO、CeO2のいずれかを1種
類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセラミ
ックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混在さ
せた溶射皮膜を形成させたことを特徴とする炉内搬送用
ハースロール及びその製造法。 - 【請求項6】 請求項1及び2において、Y2O3、Mg
O、CaO、CeO2のいずれかを加えた部分安定化Z
rO2とAl2O3の比率を20〜60%、CeO2の比率
を5〜30%とするか、あるいは前述のAl2O3とCe
O2にさらにY2O3、MgO、CaOのいずれかを1種
類あるいは複数種加えて100%とした、個々のセラミ
ックスを混合した後、溶射法により2相の状態で混在さ
せた溶射皮膜を形成させたことを特徴とする炉内搬送用
ハースロール及びその製造法。 - 【請求項7】 以上の溶射皮膜にCoあるいはNiある
いはNi及びCoを主成分とするが、さらに15〜30
%のCr及び5〜12%のAl並びに0.2〜0.7%
のYあるいはHfの組成とした合金を加えた合計が10
0%となるようにして、溶射法により皮膜を形成させた
ことを特徴とする炉内搬送用ハースロール及びその製造
法。 - 【請求項8】 同様の溶射皮膜にZrの混在させた組成
の合計が100%となるようにして、溶射法により皮膜
を形成させたことを特徴とする炉内搬送用ハースロール
及びその製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5132511A JPH06322437A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 炉内搬送用ハースロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5132511A JPH06322437A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 炉内搬送用ハースロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06322437A true JPH06322437A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=15083057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5132511A Pending JPH06322437A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 炉内搬送用ハースロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06322437A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006070290A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Jfe Steel Kk | 鋼板の焼鈍方法及び連続焼鈍炉 |
| JP2009299133A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Jfe Steel Corp | ハースロール |
| JP2009299134A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Jfe Steel Corp | ハースロール |
| WO2018087945A1 (ja) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | 株式会社Ihi | 耐摩耗被膜を備えた摺動部品及び耐摩耗被膜の形成方法 |
-
1993
- 1993-05-11 JP JP5132511A patent/JPH06322437A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006070290A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Jfe Steel Kk | 鋼板の焼鈍方法及び連続焼鈍炉 |
| JP2009299133A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Jfe Steel Corp | ハースロール |
| JP2009299134A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Jfe Steel Corp | ハースロール |
| WO2018087945A1 (ja) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | 株式会社Ihi | 耐摩耗被膜を備えた摺動部品及び耐摩耗被膜の形成方法 |
| CN109804104A (zh) * | 2016-11-09 | 2019-05-24 | 株式会社Ihi | 具备耐磨损被膜的滑动部件和耐磨损被膜的形成方法 |
| JPWO2018087945A1 (ja) * | 2016-11-09 | 2019-08-08 | 株式会社Ihi | 耐摩耗被膜を備えた摺動部品及び耐摩耗被膜の形成方法 |
| EP3540095A4 (en) * | 2016-11-09 | 2020-03-25 | IHI Corporation | SLIDING ELEMENT WITH ABRASION RESISTANT COATING FILM AND METHOD FOR SHAPING AN ABRASION RESISTANT COATING FILM |
| CN109804104B (zh) * | 2016-11-09 | 2021-03-30 | 株式会社Ihi | 具备耐磨损被膜的滑动部件和耐磨损被膜的形成方法 |
| US11673194B2 (en) | 2016-11-09 | 2023-06-13 | Ihi Corporation | Slidable component including wear-resistant coating and method of forming wear-resistant coating |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020604 |