JPH0657873B2 - 熱処理炉用ロ−ル - Google Patents
熱処理炉用ロ−ルInfo
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- JPH0657873B2 JPH0657873B2 JP58109880A JP10988083A JPH0657873B2 JP H0657873 B2 JPH0657873 B2 JP H0657873B2 JP 58109880 A JP58109880 A JP 58109880A JP 10988083 A JP10988083 A JP 10988083A JP H0657873 B2 JPH0657873 B2 JP H0657873B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
- C23C4/11—Oxides
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱処理炉用ロール、特に各種金属板、例えば珪
素鋼板、ステンレス板、アルミニウム板、その他合金
板、銅およびその合金板等の熱処理において、雰囲気温
度３００〜1200℃の範囲で好適に使用しうる熱処理炉用
ロールに関するものである。
素鋼板、ステンレス板、アルミニウム板、その他合金
板、銅およびその合金板等の熱処理において、雰囲気温
度３００〜1200℃の範囲で好適に使用しうる熱処理炉用
ロールに関するものである。
（従来技術） 従来、この種の熱処理炉用ロールとしては、 (1)高クロム、高ニッケル含有の耐熱合金製ロールを水
冷又は非水冷で直接被熱処理材を支持し、搬送に用いる
金属ロール、 (2)前記(1)の耐熱合金製ロールの寿命延長を目的とし
て、耐熱合金製ロール表面にAl2O3,ZrO2,SiO2,SiC等の
セラミックスを溶着被膜したもの、又は、セラミック
ス、セラミックファイバーをスリーブ状にして、被熱処
理材を支持し搬送に用いるセラミックロール、 (3)黒鉛又は黒鉛質繊維をスリーブ状にして被熱処理材
を支持し、搬送に用いるカーボンロール、等が考案され
使用されている。
冷又は非水冷で直接被熱処理材を支持し、搬送に用いる
金属ロール、 (2)前記(1)の耐熱合金製ロールの寿命延長を目的とし
て、耐熱合金製ロール表面にAl2O3,ZrO2,SiO2,SiC等の
セラミックスを溶着被膜したもの、又は、セラミック
ス、セラミックファイバーをスリーブ状にして、被熱処
理材を支持し搬送に用いるセラミックロール、 (3)黒鉛又は黒鉛質繊維をスリーブ状にして被熱処理材
を支持し、搬送に用いるカーボンロール、等が考案され
使用されている。
しかし、これら何れの炉内ロールにおいても、希望する
特性をすべて満足するに至っていない。即ち、水冷金属
ロールにおいてはロール表面温度の低下により、ロール
ピックアップの発生には効果があるが、水冷による熱量
損失が非常に大きくなるという欠点がある。また非水冷
金属ロールにおいては、水冷による熱量損失は解消でき
るものの炉内温度（ロール温度）が８００℃以上の高温
下においては、ロールピックアップの多発により、被熱
処理材に押疵をつける等の品質低下をまねく結果とな
る。
特性をすべて満足するに至っていない。即ち、水冷金属
ロールにおいてはロール表面温度の低下により、ロール
ピックアップの発生には効果があるが、水冷による熱量
損失が非常に大きくなるという欠点がある。また非水冷
金属ロールにおいては、水冷による熱量損失は解消でき
るものの炉内温度（ロール温度）が８００℃以上の高温
下においては、ロールピックアップの多発により、被熱
処理材に押疵をつける等の品質低下をまねく結果とな
る。
前記、耐熱合金製ロールのロールピックアップ防止を図
る手段として、耐熱合金製ロール表面に種々のセラミッ
クスの溶着被膜あるいはスリーブ状にして使用したロー
ルにおいては、セラミックスとしてSiCを用いた場合、
特に８００℃以上の高温焼鈍を必要とする珪素鋼、ステ
ンレス鋼のストリップにおいてロール表面上に鉄粉もし
くは鉄酸化物粉体が付着し、被熱処理材に疵をつけるロ
ールピックアップが発生しやすい。この傾向は、還元性
の雰囲気中において著しい発生となる。
る手段として、耐熱合金製ロール表面に種々のセラミッ
クスの溶着被膜あるいはスリーブ状にして使用したロー
ルにおいては、セラミックスとしてSiCを用いた場合、
特に８００℃以上の高温焼鈍を必要とする珪素鋼、ステ
ンレス鋼のストリップにおいてロール表面上に鉄粉もし
くは鉄酸化物粉体が付着し、被熱処理材に疵をつけるロ
ールピックアップが発生しやすい。この傾向は、還元性
の雰囲気中において著しい発生となる。
また、炭素質スリーブを用いた場合は、炉内のわずかな
酸素や水蒸気によって酸化損耗が進行し耐用性が低下す
るため、炉内を非酸化性雰囲気にしなければならず煩雑
な操作が要求されかつ装置コストが高くなると同時に炭
素質スリーブの使用範囲が非酸化性雰囲気に限定され
る。
酸素や水蒸気によって酸化損耗が進行し耐用性が低下す
るため、炉内を非酸化性雰囲気にしなければならず煩雑
な操作が要求されかつ装置コストが高くなると同時に炭
素質スリーブの使用範囲が非酸化性雰囲気に限定され
る。
さらに、Al2O3質、ZrO2質等の場合、熱膨張係数が大き
く熱処理炉の急速な昇温あるいは炉温変動を生じた場
合、スポーリング性破壊やクラックの発生による耐用性
の低下を起こす。また、特公57-8874号公報等で提案さ
れている溶融SiO2質スリーブは熱膨張係数が小さい為、
耐スポーリング抵抗は大きいが1000℃以上で長時間使用
すると、溶融SiO2質の結晶形態は、非晶質から結晶化が
進み、低膨張性を失い耐用しなくなる。
く熱処理炉の急速な昇温あるいは炉温変動を生じた場
合、スポーリング性破壊やクラックの発生による耐用性
の低下を起こす。また、特公57-8874号公報等で提案さ
れている溶融SiO2質スリーブは熱膨張係数が小さい為、
耐スポーリング抵抗は大きいが1000℃以上で長時間使用
すると、溶融SiO2質の結晶形態は、非晶質から結晶化が
進み、低膨張性を失い耐用しなくなる。
また、製造過程における焼成においても結晶形態から10
00℃以下の温度でしか焼成できないため、焼成後の溶融
SiO2質スリーブは、低強度であり研削による平滑度が出
しにくいこと、また、使用中の機械的衝撃で破壊しやす
い等の問題がある。
00℃以下の温度でしか焼成できないため、焼成後の溶融
SiO2質スリーブは、低強度であり研削による平滑度が出
しにくいこと、また、使用中の機械的衝撃で破壊しやす
い等の問題がある。
（発明の目的） このような実情に鑑み本発明は、耐ロールピックアップ
性に優れ、かつ耐スポーリング性に優れ、高強度を有す
るとともに高温雰囲気下において、高耐用性を発現する
熱処理炉用ロールを提供しようとするものである。
性に優れ、かつ耐スポーリング性に優れ、高強度を有す
るとともに高温雰囲気下において、高耐用性を発現する
熱処理炉用ロールを提供しようとするものである。
（発明の構成・作用） 本発明は、高温雰囲気の熱処理炉内で被熱処理材の金属
板を支持し、これを搬送する熱処理炉用ロールにおい
て、金属板を支持するロール表面が３０〜７０重量％
（以下重量％を単に％と記載する）のCr2O3と、残部Al2
O3の２種類の酸化物から成ることを特徴とする熱処理炉
用ロールを要旨とする。
板を支持し、これを搬送する熱処理炉用ロールにおい
て、金属板を支持するロール表面が３０〜７０重量％
（以下重量％を単に％と記載する）のCr2O3と、残部Al2
O3の２種類の酸化物から成ることを特徴とする熱処理炉
用ロールを要旨とする。
以下、本発明について詳述する。
本発明のロールの被覆層は、Cr2O3３０〜７０％、残部A
l2O3からなる。
l2O3からなる。
Cr2O3は一般に、鉄系金属との濡れ性、反応性が悪いた
めに、高温雰囲気下で焼鈍する熱処理炉の搬送ロールと
して使用する場合、材質的に耐ピックアップ性に優れた
材料である。
めに、高温雰囲気下で焼鈍する熱処理炉の搬送ロールと
して使用する場合、材質的に耐ピックアップ性に優れた
材料である。
ところが、Cr2O3単味の場合、成形体の製造上の問題か
ら制約を受ける。焼結体スリーブの場合、Cr2O3は気化
蒸発し易い傾向があり、固体反応を促進するために、高
温下で焼成を行なっても気孔等を発生して緻密で高強度
の成形体は得難い。この問題点を解決し、緻密で高強度
の成形体を得るためには、焼結反応の促進が必要とな
り、そのためにはAl2O3の添加が効果を発揮する。
ら制約を受ける。焼結体スリーブの場合、Cr2O3は気化
蒸発し易い傾向があり、固体反応を促進するために、高
温下で焼成を行なっても気孔等を発生して緻密で高強度
の成形体は得難い。この問題点を解決し、緻密で高強度
の成形体を得るためには、焼結反応の促進が必要とな
り、そのためにはAl2O3の添加が効果を発揮する。
Al2O3はCr2O3と結晶形態が似ていること、熱膨張係数が
近似していること、さらには、Al2O3自体の特性とし
て、高強度焼結体を形成し易いこと等、高強度の成形体
を得るのに極めて効果的な添加材料である。而して、搬
送用ロールに適した成形体を得るためには、３０％以上
のAl2O3量が不可欠である。しかし、耐ピックアップ性
の問題からCr2O3量が３０％以上必要となるので、おの
ずからAl2O3量は７０％が添加量の上限となってくる。
近似していること、さらには、Al2O3自体の特性とし
て、高強度焼結体を形成し易いこと等、高強度の成形体
を得るのに極めて効果的な添加材料である。而して、搬
送用ロールに適した成形体を得るためには、３０％以上
のAl2O3量が不可欠である。しかし、耐ピックアップ性
の問題からCr2O3量が３０％以上必要となるので、おの
ずからAl2O3量は７０％が添加量の上限となってくる。
また、無機材料スリーブ表面、耐熱合金製ロール表面に
溶着被膜により包囲してなるロールを得るための溶射法
においても、Cr2O3単体では、高強度化、緻密化はし難
く、無機材料スリーブ、耐熱合金製ロール等母体との接
着強度が充分でなく母材と溶着被膜との間で剥離し易
く、使用に耐えない。
溶着被膜により包囲してなるロールを得るための溶射法
においても、Cr2O3単体では、高強度化、緻密化はし難
く、無機材料スリーブ、耐熱合金製ロール等母体との接
着強度が充分でなく母材と溶着被膜との間で剥離し易
く、使用に耐えない。
この問題の解決を図るためにもAl2O3を３０％以上加え
ることにより、溶着被膜の緻密化、強度の向上が可能と
なり、使用に供することができる。Al2O3はCr2O3と溶融
温度が近く、また固溶体を形成し易いので、溶射の場合
の添加材料としても優れている。この場合においてもCr
2O3量は耐ピックアップ性と被膜の緻密性および強度の
面から決定され、Cr2O3量３０〜７０％が必要でありAl2
O3量においてもCr2O3の残部すなわち７０〜３０％が必
要となることは焼成体スリーブの場合と同様である。
ることにより、溶着被膜の緻密化、強度の向上が可能と
なり、使用に供することができる。Al2O3はCr2O3と溶融
温度が近く、また固溶体を形成し易いので、溶射の場合
の添加材料としても優れている。この場合においてもCr
2O3量は耐ピックアップ性と被膜の緻密性および強度の
面から決定され、Cr2O3量３０〜７０％が必要でありAl2
O3量においてもCr2O3の残部すなわち７０〜３０％が必
要となることは焼成体スリーブの場合と同様である。
次に、ロールピックアップ性について、調査を行なった
結果について述べる。
結果について述べる。
ロールピックアップ性試験に用いた試料は、表−１に示
すような粉末の焼結により製造したCr2O3−Al2O3系焼成
体、Cr2O3−Al2O3系溶射物および比較品としての耐熱鋳
鋼であり、之等についてロールピックアップ性を調査し
た。
すような粉末の焼結により製造したCr2O3−Al2O3系焼成
体、Cr2O3−Al2O3系溶射物および比較品としての耐熱鋳
鋼であり、之等についてロールピックアップ性を調査し
た。
試験片は50×50mmの厚み１０mmの平板状であり、表−１
に示すようにNO.１〜NO.１１までの試料を用意した平板
２枚の50×50mmの面間にピックアップ原料である鉄酸化
物粉末をのせて重ね合わせ、その上に１kg／cm2の荷重
を加え、更にピックアップ原料と２枚の平板がこすり合
わされるような動きを与える。この様な試験装置を雰囲
気制御可能な電気炉中に設置するものである。
に示すようにNO.１〜NO.１１までの試料を用意した平板
２枚の50×50mmの面間にピックアップ原料である鉄酸化
物粉末をのせて重ね合わせ、その上に１kg／cm2の荷重
を加え、更にピックアップ原料と２枚の平板がこすり合
わされるような動きを与える。この様な試験装置を雰囲
気制御可能な電気炉中に設置するものである。
ロールピックアップ性の試験は、雰囲気温度1000℃H2(1
0％）−Ｈ2(90％）雰囲気で５時間行ない試験後試料を
取出して、ピックアップを発生している部分の面積を画
像解析装置を用いて測定する。この値を２枚の試験片面
積（50×50mm）で割算したピックアップ面積の割合をも
ってピックアップ発生率とした。ピックアップ発生率を
第１図に、また試験後の表面性状観察結果を表−２に示
した。
0％）−Ｈ2(90％）雰囲気で５時間行ない試験後試料を
取出して、ピックアップを発生している部分の面積を画
像解析装置を用いて測定する。この値を２枚の試験片面
積（50×50mm）で割算したピックアップ面積の割合をも
ってピックアップ発生率とした。ピックアップ発生率を
第１図に、また試験後の表面性状観察結果を表−２に示
した。
第１図に示したピックアップ発生率の幅は１０回の試験
におけるバラツキを示している。第１図に示したピック
アップ発生率の小さい順から挙げると、NO.８：Cr2O3７
０％−Al2O3３０％溶射物、NO.６：Cr2O3５０％−Al2O3
５０％溶射物、NO.７： Cr2O3７０％−Al2O3３０％焼結体、NO.５： Cr2O3５０％−Al2O3５０％焼結体、NO.４： Cr2O3３０％−Al2O3７０％溶射物、NO.３： Cr2O3３０％−Al2O3７０％焼結体、NO.１０： Cr2O3８５％−Al2O3１５％溶射物、NO.９： Cr2O3８５％−Al2O3１５％焼結体、NO.２： Cr2O3２０％−Al2O3８０％溶射物、NO.１： Cr2O3２０％−Al2O3８０％焼結体、NO.１１：耐熱鋳鋼
である。
におけるバラツキを示している。第１図に示したピック
アップ発生率の小さい順から挙げると、NO.８：Cr2O3７
０％−Al2O3３０％溶射物、NO.６：Cr2O3５０％−Al2O3
５０％溶射物、NO.７： Cr2O3７０％−Al2O3３０％焼結体、NO.５： Cr2O3５０％−Al2O3５０％焼結体、NO.４： Cr2O3３０％−Al2O3７０％溶射物、NO.３： Cr2O3３０％−Al2O3７０％焼結体、NO.１０： Cr2O3８５％−Al2O3１５％溶射物、NO.９： Cr2O3８５％−Al2O3１５％焼結体、NO.２： Cr2O3２０％−Al2O3８０％溶射物、NO.１： Cr2O3２０％−Al2O3８０％焼結体、NO.１１：耐熱鋳鋼
である。
以上の結果からCr2O3を３０％以上含有しないと、ピッ
クアップの発生が極めて多くなり、当初の目的、即ち耐
ピックアップ性の良い材料としての条件を満足しない。
Cr2O3量３０％以上では耐ピックアップ性に優れるがCr2
O3量が７０％を越えると緻密で高強度の成形体を得るこ
とが困難となり、制約を受ける。即ち、粉体から製造し
た焼結体では、強度が不十分であることから、脆く機械
的な摩擦、衝撃により、表面に凹凸が発生し、そこを起
点として、ピックアップが多発する。他方、溶射物の場
合においてもCr2O3量が７０％を越えると溶射被膜の強
度不足に伴なう剥離の発生あるいは表面に微細な亀裂を
発生し、そのくぼみを起点として、ピックアップが発生
する。
クアップの発生が極めて多くなり、当初の目的、即ち耐
ピックアップ性の良い材料としての条件を満足しない。
Cr2O3量３０％以上では耐ピックアップ性に優れるがCr2
O3量が７０％を越えると緻密で高強度の成形体を得るこ
とが困難となり、制約を受ける。即ち、粉体から製造し
た焼結体では、強度が不十分であることから、脆く機械
的な摩擦、衝撃により、表面に凹凸が発生し、そこを起
点として、ピックアップが多発する。他方、溶射物の場
合においてもCr2O3量が７０％を越えると溶射被膜の強
度不足に伴なう剥離の発生あるいは表面に微細な亀裂を
発生し、そのくぼみを起点として、ピックアップが発生
する。
この様にCr2O3量を３０〜７０％（好ましくは４０〜７
０％）含有し、残部Al2O3からなる被膜層をロールに構
成することにより、ピックアップ原料との反応性に乏し
く、かつ使用中の亀裂発生に伴なうピックアップ発生率
の低い熱処理炉用ロールの提供が可能となる。
０％）含有し、残部Al2O3からなる被膜層をロールに構
成することにより、ピックアップ原料との反応性に乏し
く、かつ使用中の亀裂発生に伴なうピックアップ発生率
の低い熱処理炉用ロールの提供が可能となる。
以下、実施例について説明する。
実施例 耐熱鋳鋼製ロール表面にCr2O3(30％）−Al2O3(70％）、
Cr2O3(50％）−Al2O3(50％）、Cr2O3(85％）−Al2O3(15
％）の夫々から成る溶射被膜を形成し、表面平滑度が１
００μｍ以下になるように研削し熱処理炉用ロールとし
た。
Cr2O3(50％）−Al2O3(50％）、Cr2O3(85％）−Al2O3(15
％）の夫々から成る溶射被膜を形成し、表面平滑度が１
００μｍ以下になるように研削し熱処理炉用ロールとし
た。
また、粉末の焼結により製造したCr2O3(50％）−Al2O
3(50％）およびCr2O3(20％）−Al2O3(80％）の各焼結体
を、表面平滑度が１００μｍ以下になるように研削し、
焼結体スリーブを製作した。
3(50％）およびCr2O3(20％）−Al2O3(80％）の各焼結体
を、表面平滑度が１００μｍ以下になるように研削し、
焼結体スリーブを製作した。
さらに、従来品として、耐熱鋳鋼製ロールを用意した。
上記６種類の熱処理炉用ロールを実際の鋼板熱処理炉
（温度800〜1050℃、N2-H2-H2O雰囲気）で１８００時間
使用した結果を表−３に示す。
（温度800〜1050℃、N2-H2-H2O雰囲気）で１８００時間
使用した結果を表−３に示す。
（発明の効果） 上記、実施例の結果からも明らかな如く本発明のロール
は、耐ロールピックアップ性に著しく優れておりロール
寿命延長に大きく貢献するので産業上稗益するころが極
めて大である。
は、耐ロールピックアップ性に著しく優れておりロール
寿命延長に大きく貢献するので産業上稗益するころが極
めて大である。
第１図は各種試料のピックアップ発生率を示したもので
ある。
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】高温雰囲気の熱処理炉内で被熱処理材の金
属板を支持し、これを搬送する熱処理炉用ロールにおい
て、金属板を支持するロール表面が３０〜７０重量％の
Ｃｒ２Ｏ３と、残部Ａｌ２Ｏ３の２種類の酸化物から成
ることを特徴とする熱処理炉用ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58109880A JPH0657873B2 (ja) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | 熱処理炉用ロ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58109880A JPH0657873B2 (ja) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | 熱処理炉用ロ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS602661A JPS602661A (ja) | 1985-01-08 |
| JPH0657873B2 true JPH0657873B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=14521506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58109880A Expired - Lifetime JPH0657873B2 (ja) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | 熱処理炉用ロ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0657873B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0184568B1 (fr) * | 1984-11-14 | 1989-11-02 | CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif | Procédé de marquage superficiel d'un cylindre de laminoir |
| JPS6414154U (ja) * | 1987-07-13 | 1989-01-25 | ||
| JPH0396342U (ja) * | 1990-01-19 | 1991-10-02 | ||
| JPH049424A (ja) * | 1990-02-22 | 1992-01-14 | Kubota Corp | 鋼材熱処理炉用ハースロール |
| JP7027624B1 (ja) * | 2020-09-08 | 2022-03-01 | トーカロ株式会社 | ハースロール |
| CN112553565B (zh) * | 2020-11-13 | 2023-04-21 | 厦门金鹭特种合金有限公司 | 一种硬质合金压制品烧结用隔层 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS512284A (ja) * | 1974-06-26 | 1976-01-09 | Yaesu Rehabili Co Ltd | Nyuyokusochi |
-
1983
- 1983-06-18 JP JP58109880A patent/JPH0657873B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS602661A (ja) | 1985-01-08 |
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