JPH0762507A - 溶融メッキ装置用筒状体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の溶射法における再生時の問題（被覆層
の肉厚が薄くて再研摩による再生が不可であるという問
題）及び外周面形状の問題（被覆層が外周面形状に沿い
難いという問題）を低コストにて解消し得る溶融メッキ
装置用筒状体の製造方法を提供する。 【構成】 本体１１ｂに両端部を残して耐食金属板１を
円筒状に巻付け、その巻付け体の外周に、前記両端部を
覆う巻付けが可能で溶接性良好な鋼板２を円筒状に巻付
けた後、鋼板２の突合せ端面同士の溶接及び鋼板２の両
端部と本体１１ｂの両端部との溶接を減圧雰囲気下で行
って、それらの組合せ体Ａを形成する。その組合せ体Ａ
に熱間静水圧圧縮処理を施すことにより、耐食金属板１
を本体１１ｂの外周面に密着させた後、前記溶接の箇所
を分離して、前記鋼板２の巻付け体を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融メッキ装置用筒状
体の製造方法に関し、更に詳しくは、筒状本体の外周に
耐食性被覆層を、前記筒状本体の外周面形状に沿わせて
形成した溶融メッキ装置用筒状体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融メッキ装置（例えば、溶融亜鉛メッ
キ装置）において使用される各種ロールの主要部を構成
する筒状体として、耐熱合金よりなる筒状本体の外周
に、メッキ浴内の溶融金属（例えば、溶融亜鉛）に対す
る耐溶食性（以下、単に耐食性という）に特に優れた被
覆層を形成した被覆層付き筒状体が使用されている。こ
のような被覆層付き筒状体を製造する従来方法として
は、例えば、筒状本体の表面に、耐食性に特に優れた材
質よりなる溶射材を溶射する方法（以下、溶射法とい
う）があった。ところで、前記溶射法にて製造された被
覆層付き筒状体においては、次に述べるような問題があ
った。即ち、前記溶射材が筒状本体の外周に溶射されて
前記被覆層が形成された筒状体にあっては、その被覆層
の厚さが通常、５０〜２００μｍ程度と非常に薄いもの
であった。なぜなら、前記溶射によって形成される被覆
層の厚肉化を図ろうとする場合、筒状本体と被覆層との
密着強度、被覆工程の生産性や経済性等の面から厚肉化
に限界が生じるからであった。従って、前記被覆層付き
筒状体が一定期間使用されて被覆層が目減りした状態で
は、その被覆層の厚さに、再研摩（再生のための再研
摩）後に有効な被覆層を残存させる余裕が通常は存在せ
ず、前記被覆層付き筒状体においては、前記再研摩を行
うだけの簡易な再生が不可能であった。そこで、前記被
覆層付き筒状体が一定期間使用された後、その筒状体に
一旦再研摩（平滑化のための再研摩）を施した上で、費
用が嵩むにも拘らず再溶射を施して皮膜を形成すること
により、再生を図っていた。しかし、前記被覆層付き筒
状体に対し、一定期間の使用の都度、上述のような再研
摩・再溶射を施して、前記被覆層付き筒状体の再生を図
るのでは、その再生費用が著しく嵩むという問題（以
下、再生時の問題という）があった。また、筒状本体の
外周面形状に螺旋溝等の凹凸形状が存在する場合、前記
溶射によって形成される被覆層は、前記外周面形状に正
確に沿うようには形成され難いという問題（以下、外周
面形状の問題という）があった。そこで、これらの問題
を一挙に解消し得る手段として、本発明者等は、次に述
べるような方法（以下、改良方法という）を先に開発し
た。即ち、図３に示すように、筒状本体１１ｂの外周
に、耐食性被覆層１１ａを形成するための耐食金属板１
（例えば、モリブデン、タンタル、ニオブ、タングステ
ン等の板）を円筒状に巻付けた後、その耐食金属板１の
巻付け体の突合せ端面同士の溶接、及び、その巻付け体
の両端部と筒状本体１１ｂの両端部との溶接を、電子ビ
ーム溶接による溶接ビードＥの形成によって遂行する
（後者箇所の電子ビーム溶接は、図３では溶込み方向を
スラスト方向に設定して実施したものであるが、溶込み
方向をラジアル方向に設定し、溶接ビードＥが耐食性被
覆層１１ａを貫通し筒状本体１１ｂに届くようにして実
施してもよい）ことにより、筒状本体１１ｂと耐食金属
板１の巻付け体とが、外部に対して減圧シールされた内
部隙間と共に一体化されてなる組合せ体Ａを形成し、更
に、その組合せ体Ａに対して熱間静水圧圧縮処理を施す
ことにより、前記耐食金属板１の巻付け体を筒状本体１
１ｂの外周面形状に沿わせて密着させるという改良方法
を先に開発した。尚、前記巻付け体の両端部と筒状本体
１１ｂの両端部との溶接を行うのに電子ビーム溶接を採
用することとしたのは、電子ビーム溶接を採用した場
合、前記内部隙間を外部に対して減圧シールされた状態
に形成すること（内部隙間を減圧シール状態にすること
は、熱間静水圧圧縮処理時に、被覆層付き筒状体におけ
る微小空隙等の欠陥の発生原因となるガス閉じこもり等
を起こさないようにする上で必要である）が確実に行え
る点、前記モリブデン、タンタル、ニオブ、タングステ
ン等の板よりなる耐食金属板１の溶接は他の一般的な溶
接法では通常困難である点等を考慮した結果である。こ
の改良方法によれば、前記溶射法によって形成される被
覆層よりも肉厚大の耐食金属板１よりなる被覆層１１ａ
を筒状本体１１ｂの外周に形成することができるので、
前記溶射法における再生時の問題が解消されるようにな
る。しかも、被覆層１１ａを熱間静水圧圧縮処理を施し
て筒状本体１１ｂの外周に沿わせて密着させることがで
きるので、筒状本体１１ｂの外周面形状に螺旋溝等の凹
凸形状が存在する場合であっても、前記外周面形状に正
確に沿うような被覆層１１ａが形成されるようになり、
前記溶射法における外周面形状の問題も解消されるよう
になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等が先に開発した上記改良方法においても、次に述べ
るような解消すべき問題がないではない。即ち、前記巻
付け体の両端部と前記本体の両端部との溶接を行うのに
採用した電子ビーム溶接は、溶接箇所を極めて高真空の
雰囲気下におくことが必要な点や極めて高電圧の電源が
必要な点等に基づいて、通常の溶接法に比して極めて高
いコストがかかるという問題（以下、経済性の問題とい
う）があった。本発明は、このような実情に着目してな
されたものであり、前記溶射法における再生時の問題及
び外周面形状の問題を解消しつつ、前記改良方法におけ
る経済性の問題も解消し得る溶融メッキ装置用筒状体の
製造方法を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶融メッキ
装置用筒状体の製造方法は、筒状本体の外周に耐食性被
覆層を、前記筒状本体の外周面形状に沿わせて形成した
溶融メッキ装置用筒状体の製造方法であって、前記筒状
本体の外周に、前記耐食性被覆層を形成するための耐食
金属板を、前記筒状本体の両端部を残しつつ、円筒状に
巻付けた上で、前記耐食金属板の巻付け体の外周に、前
記筒状本体の両端部を覆う巻付けが可能な寸法を有し且
つ溶接性が良好な鋼板を円筒状に巻付けた後、前記鋼板
の巻付け体の突合せ端面同士の溶接、及び、前記鋼板の
巻付け体の両端部と前記筒状本体の両端部との溶接を減
圧雰囲気下で行うことにより、前記筒状本体と前記耐食
金属板の巻付け体と前記鋼板の巻付け体とが、外部に対
して減圧シールされた内部隙間と共に一体化されてなる
組合せ体を形成し、更に、前記組合せ体に対して熱間静
水圧圧縮処理を施すことにより、前記耐食金属板の巻付
け体を前記筒状本体の外周面形状に沿わせて密着させた
後、前記鋼板の巻付け体の突合せ端面同士の溶接状態、
及び、前記鋼板の巻付け体の両端部と前記筒状本体の両
端部との溶接状態を解除して、前記鋼板の巻付け体を、
前記筒状本体及び前記耐食金属板の巻付け体から分離さ
せることを特徴として備えている。

【０００５】

【作用】このような本発明方法によって、筒状本体の外
周に耐食性被覆層を形成し、溶融メッキ装置用筒状体を
製造する場合、前記耐食性被覆層は、筒状本体の外周に
円筒状に巻付けられる耐食金属板（その耐食金属板は、
巻付け・一体化後、熱間静水圧圧縮処理によって本体外
周に沿うように密着される）によって構成されるように
なるため、その耐食性被覆層の肉厚は、前記耐食金属板
の厚さを適宜設定することにより、従来の溶射法によっ
て形成される被覆層の肉厚よりも十分に厚くすることが
できる。従って、前記耐食性被覆層の厚さに、再研摩
（再生のための再研摩）後でも有効な厚さの被覆層を残
存させることができるようになる。その結果、前記再研
摩を行うだけの簡易な再生が可能となって、その再生が
容易となり、従来の溶射法における再生時の問題が解消
されるようになる。しかも、前記被覆層は、熱間静水圧
圧縮処理によって本体外周に沿うように密着されるの
で、筒状本体の外周面形状に螺旋溝等の凹凸形状が存在
する場合であっても、前記外周面形状に沿うような被覆
層が形成されるようになる。従って、従来の溶射法にお
ける外周面形状の問題も解消されるようになる。更に、
前記鋼板の巻付け体の突合せ端面同士の溶接、及び、前
記鋼板の巻付け体の両端部と前記筒状本体の両端部との
溶接は、前記改良方法において使用した電子ビーム溶接
のように高コストの溶接法を採用しなくても、通常の溶
接法を採用することで十分に可能である。なぜなら、前
記耐食金属板は通常、溶接性が著しく悪いのに対し、前
記鋼板及び前記筒状本体は、前記耐食金属板のようには
溶接性が悪いものではなく（特に、前記鋼板は溶接性が
良好なものである）、しかも、前記各溶接は、前記鋼板
同士の溶接、又は、前記鋼板と前記筒状本体との間の溶
接であるため、それらの溶接は、通常の溶接法を採用す
ることで十分に可能となるからである。従って、電子ビ
ーム溶接のような高コストの溶接法に替えて通常の溶接
を採用しつつ、前記各溶接を実行することができるよう
になり、もって、前記改良方法における経済性の問題が
解消されるようになる。

【０００６】

【発明の効果】このように、本発明方法によれば、前記
溶融メッキ装置用筒状体を製造するに際し、前記溶射法
における再生時の問題及び外周面形状の問題が解消され
ると共に、前記改良方法における経済性の問題も解消さ
れるようになり、もって、本発明の目的が達成されるよ
うになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２には、本発明方法を用いて製造される筒状体
１１を主要な構成要素とする溶融亜鉛メッキ用のシンク
ロールが示されている。

【０００８】前記筒状体１１の本体１１ｂ（以下、筒状
本体１１ｂという）は、耐熱鋼（具体的には、１３％Ｃ
ｒ−２％Ｓｉ鋼）よりなる筒体（外径：６００ｍｍ）に
て構成され、その筒状本体１１ｂの両端部には、同様の
耐熱鋼製の被軸受部１２，１３が内嵌装着され、その内
嵌状態は溶接によって固定されている。また、前記筒状
本体１１ｂの外周面には、螺旋状の溝（ピッチ：３０ｍ
ｍ、深さ：３ｍｍ）が形成されている。

【０００９】前記筒状本体１１ｂを主要構成要素とする
シンクロールは、前記被軸受部１２，１３の部分が軸受
手段（図外）にて軸支されることにより、溶融亜鉛メッ
キ装置におけるメッキ浴内に回転自在に浸漬配置され
る。そして、前記シンクロールは、メッキ処理のために
前記浴内へ連続供給される長尺素材を一定時間だけ浸漬
させた後に浴外へ導くべく、その長尺素材を巻回させて
その進行方向を転換させるのに使用される。

【００１０】前記シンクロールは、上述したようにメッ
キ浴内に浸漬されるので、その主要部（即ち、筒状本体
１１ｂ）の外周にメッキ浴との長期接触に耐える耐食性
を備える耐食性被覆層１１ａが本発明方法によって形成
される。

【００１１】本発明方法は、具体的には、図１に示す手
順によって実施される。先ず、前記筒状本体１１ｂの外
周に、図１（イ）に示すように、前記耐食性被覆層１１
ａを形成するための耐食金属板１（具体的には、板厚：
０．５〜２．０ｍｍで、純度：９９％以上のモリブデン
板）を、前記筒状本体１１ｂの両端部を残しつつ円筒状
に巻付ける。この巻付け状態においては、前記耐食金属
板１の巻付け体は未だ前記筒状本体１１ｂの外周面形状
に沿っていない。その後、前記筒状本体１１ｂの外周に
前記耐食金属板１を巻付けた巻付け体の外周に、図１
（ロ）に示すように、前記筒状本体１１ｂの両端部を覆
う巻付けが可能な寸法を有し且つ溶接性が良好な鋼板２
（具体的には、ステンレス鋼板）を円筒状に巻付けた
後、前記鋼板２の巻付け体の突合せ端面同士の溶接（具
体的には、ＴＩＧ溶接）、及び、前記鋼板２の巻付け体
の両端部と前記筒状本体１１ｂの両端部との溶接（具体
的には、ＴＩＧ溶接）を減圧雰囲気下で行うことによ
り、前記筒状本体１１ｂと前記耐食金属板１の巻付け体
と前記鋼板２の巻付け体とが、外部に対して減圧シール
された内部隙間と共に一体化されてなる組合せ体Ａを形
成する。尚、前記溶接を行うときの減圧雰囲気は、電子
ビーム溶接を行うときのように極めて高真空の雰囲気下
で電子ビームを飛ばすわけではないので、電子ビーム溶
接を行うときほどの高真空雰囲気にする必要はない。ま
た、前記溶接時に、電子ビーム溶接を行うときほどの高
電圧の電源も必要としない。そして、前記組合せ体Ａを
ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）処理装置内に装入し、その
組合せ体Ａに対し、熱間静水圧圧縮処理（温度：１２０
０〜１４００℃、圧力：１０００〜１２００ｋｇ／ｃｍ
²）を施すことにより、その処理時の静水圧効果に基づ
いて、前記耐食金属板１の巻付け体を前記筒状本体１１
ｂの外周面形状に沿わせて密着させる。その後、前記鋼
板２の巻付け体の突合せ端面同士の溶接状態、及び、前
記鋼板２の巻付け体の両端部と前記筒状本体１１ｂの両
端部との溶接状態を、例えば、機械加工によって解除し
て、前記鋼板２の巻付け体を前記筒状本体１１ｂ及び前
記耐食金属板１の巻付け体から分離させることにより、
図１（ハ）に示すように耐食性被覆層１１ａが前記筒状
本体１１ｂの外周面形状に沿った状態に形成された溶融
メッキ装置用筒状体が製造される。尚、図１（ハ）に
は、筒状本体１１ｂの両端部も機械加工によって除去し
たものが示されているが、その両端部が若干突出してい
てもよい条件下では、機械加工による前記両端部の除去
を省略することができるのはいうまでもない。

【００１２】このような本発明方法によって、筒状本体
１１ｂの外周に耐食性被覆層１１ａを形成する場合、前
記耐食性被覆層１１ａは、筒状本体１１ｂの外周に円筒
状に巻付けられる耐食金属板１によって構成されるた
め、その耐食性被覆層１１ａの肉厚は、前記耐食金属板
１の厚さを適宜設定することにより、従来の溶射法によ
って形成される被覆層の肉厚よりも十分に厚くすること
ができる。しかも、前記耐食性被覆層１１ａは、前記静
水圧効果によって本体外周に沿うように密着されるの
で、筒状本体１１ｂの外周面形状に本実施例のように螺
旋溝等の凹凸形状が存在する場合においても、前記外周
面形状に沿うような被覆層１１ａが形成されるようにな
る。更に、前記鋼板２の巻付け体の突合せ端面同士の溶
接、及び、前記鋼板２の巻付け体の両端部と前記筒状本
体１１ｂの両端部との溶接は、電子ビーム溶接のように
高コストの溶接法を採用しなくても、通常の溶接法（本
実施例では、ＴＩＧ溶接）を採用することで十分に可能
である。

【００１３】次に、前記耐食性被覆層１１ａの耐食性に
ついて具体的なデータを示す。前記筒状本体１１ｂの外
周面に、上述したようにモリブデン板よりなる耐食性被
覆層１１ａを形成した被覆層付き筒状体の腐食減量と、
前記筒状本体１１ｂのみからなる筒状体の腐食減量を、
両筒状体をＺｎ−０．２％Ａｌのメッキ浴（温度：４７
０℃）に浸漬する試験にて調査・比較した結果、後者の
腐食減量が９．０００ｇ／ｍ² ｈであるのに対し、前者
の腐食減量が０．００７ｇ／ｍ² ｈと大いに減少してい
ることが分かり、前記被覆層付き筒状体の耐食性が良好
なことが確認された。

【００１４】次に、別実施例について説明する。上述の
実施例においては、耐食金属板１としてモリブデン板を
使用したが、これに替えて、タンタル、ニオブ、タング
ステン等の板を使用してもよい。

【００１５】また、上述の実施例は、本発明方法をシン
クロールを製造するのに適用したものであったが、本発
明方法は、前記シンクロール以外の被覆層付き筒状体、
例えば、前記シンクロールにて進行方向が転換された長
尺帯状材の浴外への進行を、その長尺帯状材を両側から
挟み込んで補助する一対のサポートロール等を製造する
とき等にも適用することができる。

【００１６】また、前記筒状本体１１ｂを構成する素材
としては、上述の実施例における耐熱鋼に替えて、他の
耐熱材料を採用することもできる。

【００１７】また、その他の溶融金属（即ち、鉛やスズ
等の溶融金属）に対しても優れた耐食性を示すので、そ
れらを用いた溶融メッキ装置において使用される筒状体
を製造するときにも、本発明方法の適用が可能である。

【００１８】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の手順を示す説明図

【図２】シンクロールの縦断面図

【図３】改良方法の一過程を示す説明図

【符号の説明】

１ 耐食金属板 ２ 鋼板 １１ａ 耐熱性被覆層 １１ｂ 筒状本体 Ａ 組合せ体Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状本体（１１ｂ）の外周に耐食性被覆
   層（１１ａ）を、前記筒状本体（１１ｂ）の外周面形状
   に沿わせて形成した溶融メッキ装置用筒状体の製造方法
   であって、 前記筒状本体（１１ｂ）の外周に、前記耐食性被覆層
   （１１ａ）を形成するための耐食金属板（１）を、前記
   筒状本体（１１ｂ）の両端部を残しつつ、円筒状に巻付
   けた上で、前記耐食金属板（１）の巻付け体の外周に、
   前記筒状本体（１１ｂ）の両端部を覆う巻付けが可能な
   寸法を有し且つ溶接性が良好な鋼板（２）を円筒状に巻
   付けた後、 前記鋼板（２）の巻付け体の突合せ端面同士の溶接、及
   び、前記鋼板（２）の巻付け体の両端部と前記筒状本体
   （１１ｂ）の両端部との溶接を減圧雰囲気下で行うこと
   により、前記筒状本体（１１ｂ）と前記耐食金属板
   （１）の巻付け体と前記鋼板（２）の巻付け体とが、外
   部に対して減圧シールされた内部隙間と共に一体化され
   てなる組合せ体（Ａ）を形成し、 更に、前記組合せ体（Ａ）に対して熱間静水圧圧縮処理
   を施すことにより、前記耐食金属板（１）の巻付け体を
   前記筒状本体（１１ｂ）の外周面形状に沿わせて密着さ
   せた後、 前記鋼板（２）の巻付け体の突合せ端面同士の溶接状
   態、及び、前記鋼板（２）の巻付け体の両端部と前記筒
   状本体（１１ｂ）の両端部との溶接状態を解除して、前
   記鋼板（２）の巻付け体を、前記筒状本体（１１ｂ）及
   び前記耐食金属板（１）の巻付け体から分離させる溶融
   メッキ装置用筒状体の製造方法。