(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続焼鈍炉用ハースロールのロール周面に対してブラスト材を前記ロール周面の接線に対して４５°以下の投射角度で投射することにより、前記ロール周面の周方向の表面粗度がＲｓｋで０未満になるように前記ロール周面を平滑化することを特徴とする、連続焼鈍炉用ハースロールの製造方法。
【請求項２】
前記ブラスト材の噴射圧力は０．３ＭＰａ以上、１．０ＭＰａ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の連続焼鈍炉用ハースロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通板時のロール表面への異物付着を抑制可能な連続焼鈍炉用ハースロールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板材の製造設備、特に製鉄プロセスラインにおいて、搬送ロールを高速回転させて鋼板を通板する際には、鋼板のスリップ、蛇行、搬送ロール表面へのゴミ付き、ビルドアップ等の現象が発生する。特に、連続焼鈍炉用ハースロールでは、鋼板を高温状態で搬送するため、ハースロール表面にビルドアップが発生し易い。このビルドアップは、鋼板表面の鉄、マンガン酸化物等の異物がハースロール表面に付着して成長する現象である。このビルドアップが進行すると、ハースロール表面に付着した異物が徐々に成長して、例えば１００μｍ程度の径となってしまう。この結果、ハースロール表面に付着した異物の凸形状が鋼板表面に転写されて、凹状の疵（転写疵又はピックアップ疵と称する。）が発生するので、鋼板の品質が低下するだけでなく、定期修繕の際にロール表面に付着した異物を除去する作業が必要となり、生産性が低下する要因となっていた。
【０００３】
このため、上記ハースロール表面への異物付着を抑制する対策として、従来から種々の提案がなされているが、特に、ハースロール表面の溶射皮膜の材質改良に関するものが多い。例えば、特許文献１には、ビルドアップ源である鉄、マンガン酸化物等とハースロール表面との反応を抑制する、又は反応生成物を除去し易くするために、Ｍｏを６〜３０質量％、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｂ、Ｔａのうち１種又は２種以上を２５質量％以上含有し、残部がＮｉ及び不可避的不純物からなるハースロールの溶射皮膜が提案されている。
【０００４】
また、ハースロール表面への異物付着を抑制する対策として、ハースロールの表面粗度を規定する技術は従来ではあまり提案されていないが、例えば次のようにいくつかの提案がある。例えば、特許文献２には、溶射ロール表面の被覆層をダル加工することで、Ｒａ０．６μｍ以上の表面粗度とし、さらに、その表面凸部のピークを研削して台形化することが提案されている。また、特許文献３には、高速通板時のスリップを防止するために、鋼板の搬送用ロールの周面に溝加工を施し、かつ、ロール表面凸部の表面粗度をＲａ２〜１０μｍに調整することが提案されている。さらに、特許文献４には、鋼板の搬送用ロールの素地の表面粗度をＲａ０．５μｍ以上、凸部の平均傾斜角βを６°以上とし、その表面にＣｒめっき層を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４０１２４号公報
【特許文献２】特開平７−３９９１８号公報
【特許文献３】特開平６−１４２７４４号公報
【特許文献４】特開平１１−４７８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献２〜４記載の従来技術ではいずれも、ハースロールの表面粗度の評価指標として、算術平均粗さＲａを用いていた。しかしながら、ハースロール周面に対する異物付着（ビルドアップ）を防止する観点からは、上記Ｒａは、ハースロール周面の表面粗度の最適な評価指標ではなかった。従って、上記従来技術のようにＲａを基準としてロール周面の表面粗度を調整したとしても、当該表面粗度を最適な粗度に調整することができないため、依然として鉄粉等の異物がロール周面に付着してしまうという問題があった。このようにハースロール周面に異物が付着及び成長すると、当該異物により鋼板に転写疵（ピックアップ疵）が発生するため、鋼板品質が低下し、ロール寿命が短縮してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、連続焼鈍炉用ハースロール周面の表面粗度の評価指標として適切な指標を用いることで、ロール周面に対する異物の付着を抑制することが可能な、新規かつ改良された連続焼鈍炉用ハースロールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明者は鋭意努力して、連続焼鈍炉用ハースロールの周面の表面粗度を表す最適な評価指標として、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが適切であり、当該ロール周面の周方向の表面粗度を、Ｒｓｋを基準として適性範囲に調整すれば、当該ロール表面への異物付着（ビルドアップ）を好適に抑制できることを見出し、以下の発明に想到した。
【００１５】
また、本発明の別の観点によれば、連続焼鈍炉用ハースロールのロール周面に対してブラスト材を前記ロール周面の接線に対して４５°以下の投射角度で投射することにより、前記ロール周面の周方向の表面粗度がＲｓｋで０未満になるように前記ロール周面を平滑化することを特徴とする、連続焼鈍炉用ハースロールの製造方法が提供される。
【００１６】
前記ブラスト材の噴射圧力は０．３ＭＰａ以上、１．０ＭＰａ以下であるようにしてもよい。
【００１７】
上記構成により、連続焼鈍炉用ハースロールのロール周面の表面粗度の評価指標としてＲｓｋを用い、ロール周面の周方向の表面粗度をＲｓｋで０未満として、適切な粗度に調整できる。これにより、ロール周面に対する異物の付着を低減して、ビルドアップの発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、連続焼鈍炉用ハースロール周面の表面粗度の評価指標として、Ｒｓｋという適切な指標を用いることで、ロール周面に対する異物の付着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る連続焼鈍炉を示す模式図である。
【図２】同実施形態に係る連続焼鈍炉用ハースロールを示す斜視図及び部分拡大断面図である。
【図３】同実施形態に係るハースロールのロール周面の表面性状を例示する拡大断面図である。
【図４】同実施形態に係るハースロールの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態に係るロール周面に対するブラスト処理を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
［１．用語の定義］
まず、本明細書で使用する用語を定義する。表面粗さのＪＩＳ規格「ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１」及び「ＪＩＳ  Ｂ  ０６３３：２００１」では、輪郭曲線方式による表面性状（粗さ曲線、うねり曲線及び断面曲線）を表すための用語について、以下のように定義されている。
【００２２】
（Ａ）輪郭曲線パラメータの定義
「輪郭曲線の最大山高さ（ｍａｘｉｍｕｍ  ｐｒｏｆｉｌｅ  ｐｅａｋ  ｈｉｇｈｔ）Ｐｐ、Ｒｐ、Ｗｐ」は、基準長さ（輪郭曲線の特性を求めるために用いる輪郭曲線のＸ軸方向長さ）ｌｐ、ｌｒ、ｌｗにおける輪郭曲線の山高さＺｐの最大値である。粗さ曲線の最大山高さＲｐは、基準長さｌｒにおける粗さ曲線の山高さＺｐの最大値である。
「輪郭曲線の最大谷深さ（ｍａｘｉｍｕｍ  ｐｒｏｆｉｌｅ  ｖａｌｌｅｙ  ｄｅｐｔｈ）Ｐｖ、Ｒｖ、Ｗｖ」は、基準長さｌｐ、ｌｒ、ｌｗにおける輪郭曲線の谷深さＺｖの最大値である。粗さ曲線の最大谷深さＲｖは、基準長さｌｒにおける粗さ曲線の谷深さＺｖの最大値である。
「輪郭曲線の最大高さ（ｍａｘｉｍｕｍ  ｈｉｇｈｔ  ｏｆ  ｐｒｏｆｉｌｅ）Ｐｚ、Ｒｚ、Ｗｚ」は、基準長さｌｐ、ｌｒ、ｌｗにおける輪郭曲線の山高さＺｐの最大値と谷深さＺｖの最大値との和である。例えば、輪郭曲線が粗さ曲線である場合、後述するように「粗さ曲線の最大高さ」を「最大高さ粗さＲｚ」と称する。
「輪郭曲線の算術平均高さ（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃａｌ  ｍｅａｎ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｓｓｅｓｓｅｄ  ｐｒｏｆｉｌｅ）Ｐａ、Ｒａ、Ｗａ」は、基準長さｌｐ、ｌｒ、ｌｗにおけるＺ（ｘ）の絶対値の平均である。例えば、輪郭曲線が粗さ曲線である場合、後述するように「粗さ曲線の算術平均高さ」を「算術平均粗さＲａ」と称する。
「輪郭曲線の二乗平均平方根高さ（ｒｏｏｔ  ｍｅｅｎ  ｓｑｕａｒｅ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｓｓｅｓｓｅｄ  ｐｒｏｆｉｌｅ）Ｐｑ、Ｒｑ、Ｗｑ」は、基準長さｌｐ、ｌｒ、ｌｗにおけるＺ（ｘ）の二乗平均平方根である。例えば、輪郭曲線が粗さ曲線である場合、後述するように「粗さ曲線の二乗平均平方根高さ」を「二乗平均平方根粗さＲｑ」と称する。
「輪郭曲線のスキューネス（ｓｋｅｗｎｅｓｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｓｓｅｓｓｅｄ  ｐｒｏｆｉｌｅ）Ｐｓｋ、Ｒｓｋ、Ｗｓｋ」は、それぞれＰｑ、Ｒｑ、Ｗｑの三乗によって無次元化した、基準長さｌｐ、ｌｒ、ｌｗにおけるＺ（ｘ）の三乗平均である。例えば、輪郭曲線が粗さ曲線である場合、後述するように「粗さ曲線のスキューネス」は記号Ｒｓｋを用いて表される。
「輪郭曲線のクルトシス（ｋｕｒｔｏｓｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｓｓｅｓｓｅｄ  ｐｒｏｆｉｌｅ）Ｐｋｕ、Ｒｋｕ、Ｗｋｕ」は、それぞれＰｑ、Ｒｑ、Ｗｑの四乗によって無次元化した、基準長さｌｐ、ｌｒ、ｌｗにおけるＺ（ｘ）の四乗平均である。例えば、輪郭曲線が粗さ曲線である場合、後述するように「粗さ曲線のクルトシス」は記号Ｒｋｕを用いて表される。
【００２３】
（Ｂ）粗さパラメータの定義
（ａ）最大高さ粗さＲｚ
「最大高さ粗さＲｚ」は、基準長さｌｒにおける粗さ曲線Ｚ（ｘ）の山高さＺｐの最大値と谷深さＺｖの最大値との和である（Ｒｚ＝Ｚｐ＿ｍａｘ＋Ｚｖ＿ｍａｘ）。過去のＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９８２）では、「最大高さ粗さ」は記号「Ｒｍａｘ」で表されていたが、本明細書では、新たなＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１０）に従い、記号「Ｒｚ」を用いて「最大高さ粗さ」を表すこととする。なお、「十点平均粗さ」は記号「Ｒｚｊｉｓ」を用いて表す。
【００２４】
（ｂ）算術平均粗さＲａ
「算術平均粗さ（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃａｌ  ｍｅａｎ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  ｐｒｏｆｉｌｅ）Ｒａ」は、基準長さｌｒにおける粗さ曲線Ｚ（ｘ）の絶対値の平均である。Ｒａは、以下の式（１）で表される。
【００２５】
【数１】
0005868133.tif 000002
【００２６】
（ｃ）二乗平均平方根粗さＲｑ
「二乗平均平方根粗さＲｑ（ｒｏｏｔ  ｍｅｅｎ  ｓｑｕａｒｅ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  ｐｒｏｆｉｌｅ）Ｒｑ」は、基準長さｌｒにおける粗さ曲線Ｚ（ｘ）の二乗平均平方根である。Ｒｑは、以下の式（２）で表される。
【００２７】
【数２】
0005868133.tif 000003
【００２８】
（ｄ）粗さ曲線のスキューネスＲｓｋ
「粗さ曲線のスキューネス（ｓｋｅｗｎｅｓｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  ｐｒｏｆｉｌｅ）Ｒｓｋ」は、上記Ｒｑの三乗によって無次元化した、基準長さｌｒにおける粗さ曲線Ｚ（ｘ）の三乗平均である。Ｒｓｋは、以下の式（３）で表される。このＲｓｋは、偏り度（高さ方向の確率密度関数の非対称性の尺度）であり、突出した山又は谷の影響を強く受ける。
【００２９】
【数３】
0005868133.tif 000004
【００３０】
（ｅ）粗さ曲線のクルトシスＲｋｕ
「粗さ曲線のクルトシス（ｋｕｒｔｓｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  ｐｒｏｆｉｌｅ）Ｒｋｕ」は、上記Ｒｑの四乗によって無次元化した、基準長さｌｒにおける粗さ曲線Ｚ（ｘ）の四乗平均である。Ｒｋｕは、以下の式（４）で表される。このＲｋｕは、尖り度（確率密度関数の高さ方向の鋭さの尺度）であり、突出した山又は谷の影響を強く受ける。
【００３１】
【数４】
0005868133.tif 000005
【００３２】
［２．連続焼鈍炉の構成］
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る連続焼鈍炉用ハースロールが適用される連続焼鈍炉について説明する。図１は、本実施形態に係る連続焼鈍炉１を示す模式図である。
【００３３】
図１に示すように、連続焼鈍炉１は、冷延工程で製造された帯状の鋼板２の機械的性質（硬さ等）を調整するために、該鋼板２を連続的に焼鈍する設備である。この連続焼鈍炉１は、炉内に配置した複数のロール間を鋼板２が通過する際に、加熱、均熱、冷却などの熱サイクルを付与して、連続的に鋼板２を連続焼鈍する。ここで、鋼板２は、焼鈍対象となる金属帯の一例であり、例えば、不図示の連続冷延設備により冷延された薄板（例えば板厚０．１４ｍｍ〜３．２ｍｍの帯状の冷延鋼板）である。なお、金属帯は、焼鈍対象となる帯状の金属材料（金属ストリップ）であれば、その材質は問わない。
【００３４】
連続焼鈍炉１は、図１に示すように、入側から順に、加熱炉３、均熱炉４、一次冷却炉５、過時効炉６及び二次冷却炉７等を備えており、各炉内に設けられた複数の連続焼鈍炉用ハースロール１０を用いて鋼板２を搬送しながら、当該鋼板２を連続焼鈍する。なお、図示はしないが、加熱炉３の前段には、例えば、ペイオフリール、シャー、入側洗浄装置、入側ルーパー等が設けられ、二次冷却炉７の後段には、例えば、水冷槽、スキンパスロール、出側ルーパー、トリマー、巻取機等が設けられる。
【００３５】
加熱炉３は、直火型無酸化加熱、輻射管加熱等の加熱方式により、鋼板２を例えば７００〜９００℃の高温まで加熱する。均熱炉４は、輻射管加熱、間接電気加熱、等の加熱方式により、鋼板２を所定温度に保持する熱処理を行う。また、一次冷却炉５は、ロール接触冷却、ガスジェット冷却、ミスト冷却等の冷却方式により、鋼板２を急速冷却する。過時効炉６は、電気ヒータ等を用いて、鋼板２を所定温度で所定時間（例えば３００〜４００℃で３分間）保持する過時効処理を行う。さらに、二次冷却炉７は、上記各種の冷却方式により、過時効処理後の鋼板２を冷却する。
【００３６】
以上のように、連続焼鈍炉１は、上記複数の炉に鋼板２を連続的に通過させて、所定の熱サイクルを鋼板２に与えることによって、鋼板２の機械的性質を調整する。この際、製造対象の鋼板（例えば、高張力鋼板、一般冷延鋼板、ブリキ鋼板、絞り用鋼板等）の品質に応じた焼鈍条件を満足するように、上記熱サイクルが決定される。
【００３７】
［３．ハースロールの構成］
次に、図２を参照して、本実施形態に係る連続焼鈍炉用ハースロールについて説明する。図２は、本実施形態に係る連続焼鈍炉用ハースロール１０を示す斜視図及び部分拡大断面図である。
【００３８】
図２に示すように、連続焼鈍炉用ハースロール１０（以下、単に「ハースロール１０」という。）は、ロール軸１２と、当該ロール軸１２に装着されたロール胴部１４とからなる。ハースロール１０は、連続焼鈍炉１に導入される鋼板２の幅よりも広いロール幅を有しており、例えば、ロール胴部１４のロール幅は１０００〜２５００ｍｍ、ロール径φは６００〜１０００ｍｍである。かかるハースロール１０は、駆動式ロールであり、上記連続焼鈍炉１内において鋼板２を搬送する鋼板搬送用ロールとして機能する。つまり、ハースロール１０は、ロール軸１２を中心として回転しながら、ロール胴部１４の周面（以下、ロール周面と称する場合もある。）を鋼板２に接触させることで、ロール胴部１４に所定の巻付角度で巻き付けられた鋼板２の進行方向を方向転換させながら搬送する。
【００３９】
さらに図２に示すように、ハースロール１０のロール胴部１４は、ロール基材２０と、ロール基材２０の表面に形成された溶射皮膜２１と、当該溶射皮膜２１の表面に形成された封孔皮膜２２（最上層皮膜）とからなる。
【００４０】
ロール基材２０は、例えば鋼等の金属で形成され、ハースロール１０の基本形状を形成する。このロール基材２０としては、例えば、ステンレス鋼系耐熱鋳鋼が用いられ、特にＳＣＨ２２が最適である。かかるロール基材２０に対して、溶射処理等の被覆処理が施される。本実施形態では、ロール基材２０の表面に溶射皮膜２１が形成され、さらに、当該溶射皮膜２１の表面に封孔皮膜２２が形成される。
【００４１】
溶射皮膜２１は、セラミックスと耐熱合金を複合させた材質（サーメット）からなる溶射材料を、ロール基材２０の表面に溶射することにより形成される。この溶射皮膜２１の材質については後述する。また、溶射皮膜２１の厚さは、例えば２０〜２００μｍである。
【００４２】
また、溶射皮膜２１の硬さは、「ＪＩＳ  Ｚ  ２２５２」で規定される高温ビッカース硬さＨＶ（８００℃）で、２００以上であることが好ましい。溶射皮膜２１の高温ビッカース硬さＨＶが２００未満であると、ビルドアップ源である鉄等の異物が溶射皮膜２１に噛み込みやすいためビルドアップが発生し易い。これに対し、溶射皮膜２１の高温ビッカース硬さＨＶが２００以上であれば、硬質の溶射皮膜２１に対して鉄等の異物が噛み込まないので、ビルドアップの発生を抑制することができる。なお、高温ビッカース硬さＨＶは、「ＪＩＳ  Ｚ  ２２５２」に規定された試験方法で測定され、高温ビッカース硬さＨＶ（８００℃）は、試験温度８００℃で測定された値である。
【００４３】
封孔皮膜２２は、上記溶射皮膜２１の表面に封孔材料を塗布及び焼成することにより形成される。例えば、封孔皮膜２２は、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２等を含むゾルゲル溶液又はスラリーを、溶射皮膜２１の表面に塗布した後に焼成して成るセラミック薄膜からなる。上記溶射皮膜２１の表面および内部には多数の空隙が生じており、当該溶射皮膜２１の空隙を封止するために、封孔皮膜２２が形成される。封孔皮膜２２の厚さは例えば１〜５０μｍである。かかる封孔皮膜２２を設けることにより、溶射皮膜２１の空隙を封止して、ロールの耐ビルドアップ性を向上させる効果がある。
【００４４】
［４．溶射皮膜の材質］
次に、上記ハースロール１０を被覆する溶射皮膜２１の材質について詳述する。本願発明者らは、種々の溶射皮膜を試作して、当該試作した溶射皮膜のビルドアップ発生状況および高温特性を調査した。その結果、以下に示すセラミックスと耐熱合金からなるサーメット皮膜は、ビルドアップ抑制効果が大きく、かつ連続焼鈍炉内で長時間使用しても皮膜が劣化し難いことを知見した。
【００４５】
本実施形態に係る溶射皮膜２１は、セラミックスと耐熱合金からなるサーメット皮膜であることが好ましい。ここで、セラミックスは、Ｃｒ３Ｃ２を５０〜９０ｖｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を１〜４０ｖｏｌ％、Ｙ２Ｏ３を０〜３ｖｏｌ％、ＺｒＢ２を０〜４０ｖｏｌ％含有し、残部が不可避的不純物及び気孔からなる。なお、Ｙ２Ｏ３とＺｒＢ２は必要に応じて添加する任意成分（選択的成分）である。
【００４６】
また、前記耐熱合金は、Ｃｒを５〜２０ｖｏｌ％、Ａｌを５〜２０ｖｏｌ％、及びＹ又はＳｉのいずれか１種又は２種を０．１〜６ｖｏｌ％含有し、残部がＣｏ又はＮｉのいずれか１種又は２種及び不可避的不純物からなる。
【００４７】
そして、サーメット皮膜の体積比に関しては、サーメット皮膜の５０〜９０ｖｏｌ％がセラミックスで、残部が耐熱合金である。
【００４８】
以下に、本実施形態に係るハースロールの溶射皮膜２１を成すサーメット皮膜の具体例について詳述する。サーメット皮膜においては、サーメット皮膜の５０〜９０ｖｏｌ％がセラミックスで、残部がＣｏＮｉＣｒＡｌＹ、ＣｏＣｒＡｌＹ、ＮｉＣｒＡｌＹ、ＣｏＮｉＣｒＡｌＳｉＹ等の耐熱合金である。セラミックスが５０ｖｏｌ％未満では、鉄と反応しやすい耐熱合金の量が多くなりすぎるため、ビルドアップが発生し易くなる。一方、セラミックスが９０ｖｏｌ％を超えると、セラミックスの融点が高いため、溶射施工時に皮膜が多孔質になり、気孔にビルドアップ源が噛み込んでビルドアップが発生し易くなる。さらに耐ビルドアップ性を向上させる観点からはセラミックスの割合は６０〜８０ｖｏｌ％であることがより好ましい。
【００４９】
次にセラミックスの材質について説明する。セラミックスの主成分はＣｒ３Ｃ２であり、セラミック中に５０〜９０ｖｏｌ％のＣｒ３Ｃ２が含まれる。Ｃｒ３Ｃ２は、焼鈍炉内のような高温環境下でも酸化しにくく、かつ鉄、およびマンガン酸化物と反応しにくいため、ビルドアップ発生を防止できる。Ｃｒ３Ｃ２が５０ｖｏｌ％未満である場合では、ビルドアップ抑制効果が得られず、９０ｖｏｌ％を超えると、Ｃｒ３Ｃ２中カーボンの拡散を抑制するセラミック成分が相対的に少なくなる結果、カーボン拡散により皮膜が脆化する。さらに耐ビルドアップ性を向上させる観点からは、Ｃｒ３Ｃ２の割合を６０〜８０ｖｏｌ％とすることがより好ましい。
【００５０】
ここで、Ｃｒ３Ｃ２の粒径は１〜１０μｍであることが好ましい。Ｃｒ３Ｃ２の粒径が１μｍ未満では、耐熱合金と接する表面積が大きくなり、カーボンの拡散が起き易い。一方、１０μｍを超えると、皮膜表面の粗度が大きくなり、鉄またはマンガン酸化物がビルドアップし易くなる。さらに耐ビルドアップ性を向上させる観点からは、Ｃｒ３Ｃ２の粒径を５〜８μｍとすることがより好ましい。
【００５１】
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３は、いずれも材料中でのカーボンの拡散係数が低いため、Ｃｒ３Ｃ２のカーボンが耐熱合金へ拡散することを抑制できる。
【００５２】
セラミックス中において、Ａｌ２Ｏ３は１〜４０ｖｏｌ％、Ｙ２Ｏ３は３ｖｏｌ％以下とする。なお、Ｙ２Ｏ３は、必要に応じて、特にカーボンの拡散抑制効果を得る目的で添加する任意成分（選択的成分）であるため、Ｙ２Ｏ３の量は０〜３ｖｏｌ％である。Ａｌ２Ｏ３が１ｖｏｌ％未満では、カーボンの拡散抑制効果が得られず、４０ｖｏｌ％を超えると、Ａｌ２Ｏ３がマンガン酸化物と反応し易いため、耐ビルドアップ性が低下する。同様にＹ２Ｏ３が３ｖｏｌ％を超えると、Ｙ２Ｏ３がマンガン酸化物と反応し易いため、耐ビルドアップ性が低下する。なお、カーボンの拡散抑制効果を得る目的でＹ２Ｏ３を添加する場合には、０．５ｖｏｌ％以上添加すると効果的である。また、Ａｌ２Ｏ３についてはさらに耐ビルドアップ性を向上させる観点からは１０〜３０ｖｏｌ％とするのがより好ましい。
【００５３】
Ａｌ２Ｏ３またはＹ２Ｏ３は、原料粉末に酸化物として添加することもできるが、Ｃｒ３Ｃ２からのカーボン拡散を抑制する目的から、原料段階、成膜中、または成膜後に酸化処理することにより耐熱合金に添加したＹまたはＡｌを酸化させ、耐熱合金表面にＡｌ２Ｏ３またはＹ２Ｏ３の形で生成させることが好ましい。
【００５４】
更に高温で使用する目的で、溶射皮膜の高温硬度をより高くする場合には、高温で安定かつ高硬度なＺｒＢ２を４０ｖｏｌ％以下で添加することが好ましい。４０ｖｏｌ％を超えてＺｒＢ２を添加すると、ＺｒＢ２の耐ビルドアップ性がＣｒ３Ｃ２に比べて劣るため、ビルドアップが発生し易くなる。なお、ＺｒＢ２は必要に応じて、特に高温で使用する目的で添加する任意成分（選択的成分）であるため、ＺｒＢ２の量は皮膜中に０〜４０ｖｏｌ％である。そして、高温で使用する目的でＺｒＢ２を添加する場合には、添加量が５ｖｏｌ％未満では、高温硬度を上げる効果が小さいので、ＺｒＢ２を５ｖｏｌ％以上添加するのが好ましく、さらに耐ビルドアップ性を向上させる観点からは、１５〜３０ｖｏｌ％とするのがより好ましい。
以上説明したセラミックスの残部は不可避的不純物及び気孔である。
【００５５】
次に耐熱合金の材質について説明する。耐熱合金中にはＣｒを５〜２０ｖｏｌ％含有させる。Ｃｒが５ｖｏｌ％未満では、高温での耐酸化性が劣るため、皮膜が継続酸化し剥離し易くなる。Ｃｒが２０ｖｏｌ％を超えると、炭化した場合には耐熱合金が脆化し剥離しやすくなり、また、酸化した場合にはマンガン酸化物と反応してビルドアップが発生し易くなる。
【００５６】
耐熱合金には５〜２０ｖｏｌ％のＡｌも含有させる。Ａｌが５ｖｏｌ％未満では、各種酸化処理を施しても目的とする量のＡｌ２Ｏ３が得られず、Ａｌが２０ｖｏｌ％を超えると、皮膜の高温硬度が低下するため、鉄が皮膜に突き刺さりビルドアップが発生し易くなる。
【００５７】
Ｙ、Ｓｉはいずれも酸化皮膜の安定生成、剥離防止効果があり、ＹとＳｉのいずれか１種または２種を０．１〜６ｖｏｌ％添加する。ＹまたはＳｉが６ｖｏｌ％を超えると、皮膜の高温硬度が低下するため、鉄が皮膜に突き刺さりビルドアップが発生し易くなる。また、Ｙ、Ｓｉは、いずれも０．１ｖｏｌ％以上加える必要があり０．５ｖｏｌ％以上加えると、特に効果的である。
【００５８】
また、この耐熱合金中にはＮｂが０．１〜１０ｖｏｌ％、Ｔｉが０．１〜１０ｖｏｌ％のいずれか１種または２種を添加することが好ましい。ＮｂまたはＴｉが耐熱合金中に含まれると、耐熱合金中に含まれるＣｒよりも優先的に安定な炭化物が形成されてＣｒとカーボンの反応を抑制するため、皮膜の脆化を長期間抑制できる。ＮｂまたはＴｉが０．１ｖｏｌ％未満では、Ｃｒとカーボンの反応抑制効果が得られない。１０ｖｏｌ％を超えると、酸化した場合にマンガン酸化物と反応し易くビルドアップが発生し易くなる。
以上説明した耐熱合金の残部は、ＣｏとＮｉのいずれか１種または２種および不可避的不純物である。
【００５９】
［５．ロール周面の表面粗度］
次に、本実施形態に係るハースロール１０の表面粗度について詳述する。
【００６０】
ハースロール１０のロール周面の表面粗度は、溶射皮膜２１の表面粗度に依存している。上記のようにハースロール１０のロール周面には溶射皮膜２１が形成されているが、当該溶射皮膜２１の表面は、完全に平坦なわけではなく、多少の凹凸が存在する（図５（ｃ）参照。）。この凹凸の大きさは、溶射条件や溶射材料の材質等により変化する。このようにハースロール１０のロール周面に凹凸が存在すると、当該凹凸に異物が付着・成長し易くなる。
【００６１】
即ち、連続焼鈍炉１内、特に、加熱炉３、均熱炉４等といった高温炉内で、ハースロール１０により鋼板２を搬送すると、高温の鋼板２に付着している異物（鉄粉、マンガン酸化物等）がロール周面に付着するビルドアップが発生する。このビルドアップは、鋼板２がロール周面に対して周方向にミクロスリップすることに起因して発生すると考えられる。鋼板２がロール周方向にスリップしてロール周面と摩擦すると、鋼板２に付着している異物が、ロール周面に凝着し、ビルドアップが生じる。かかるビルドアップが進行すると、ロール周面の異物の凸形状が鋼板２の表面に転写され、転写疵（ピックアップ疵）が生じ、鋼板２の品質が低下するという問題があった。加えて、ハースロール１０を定期修繕する際にロール表面から異物を除去する作業が必要となり、生産性が低下したり、ロール寿命が短縮したりするという問題もあった。
【００６２】
そこで、本実施形態では、粒度の小さいブラスト材を用いて、ハースロール１０のロール周面をブラスト処理し、溶射皮膜２１の表面（ロール周面）を周方向に平滑化する。この際、ハースロール１０のロール周面に形成された溶射皮膜２１の硬さよりも高い硬度を有するブラスト材を用い、ロール周面の接線に対する角度が４５°以下の浅い投射角度θで、当該ブラスト材をロール周面に対して投射する。これにより、溶射皮膜２１の表面の突起部を優先的に平滑化して、ロール周面の周方向の表面粗度を適切な粗さに平滑化できる。従って、連続焼鈍炉１内における鋼板２の通板時に、鋼板２に付着している異物がロール周面に対して付着する現象（ビルドアップ）を好適に抑制することができる。以下に、ハースロール１０の表面粗度と、その評価指標について詳述する。
【００６３】
上述したように、従来ではハースロール１０の表面粗度の評価指標（粗さパラメータ）として、算術平均粗さＲａや最大高さ粗さＲｚが用いられることが一般的であった（特許文献２〜４参照。）。
【００６４】
しかしながら、本願発明者が鋭意研究したところ、ハースロール１０に対する鉄等の異物付着を防止する観点からは、上記ＲａやＲｚは、ロール周面の表面粗度の適切な評価指標ではないことが分かった。即ち、ハースロール１０のロール周面に対する異物付着は、ＲａやＲｚ、Ｒｚｊｉｓなどで表される単純な表面粗さよりもむしろ、当該ロール周面の粗さの形状に大きく依存する。このため、ＲａやＲｚ、Ｒｚｊｉｓ等を用いてロール周面の表面粗度を調整したとしても、ロール周面の表面粗度を最適化できないので、ロール周面に対する異物の付着を十分に低減することはできないことが分かった。
【００６５】
そこで、本実施形態では、ロール周面の表面粗度の評価指標として、従来一般的なＲａやＲｚではなく、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋを用いる。Ｒｓｋは、表面粗さの偏り度（高さ方向の確率密度関数の非対称性の尺度）を表す指標であり、ロール周面の突出した凹凸（山又は谷）の影響を強く受けるため、対象面の凹凸形状の違いを良く反映することができる。従って、ロール周面への異物付着を防止する観点からは、Ｒｓｋは、ロール周面の粗さの評価指標として適切であり、当該Ｒｓｋを評価指標としてロール周面の周方向の表面粗度を調整することで、連続焼鈍炉１内での鋼板２の通板時におけるロール周面に対する異物付着を好適に低減できる。なお、Ｒｓｋは、上述した式（３）で算出される。
【００６６】
ここで、図３を参照して、ＲｓｋとＲａとの相違について説明する。図３は、本実施形態に係るハースロール１０のロール周面の表面性状を例示する拡大断面図である。なお、図３では、ロール周面の輪郭を粗さ曲線Ｚ（ｘ）で表しており、図中の水平線３０は、粗さ曲線の平均線である。
【００６７】
図３（ａ）に示すように、例えば、ロール周面の凹凸が表面側（平均線３０より上側）に向けて尖った形状が多い場合は、Ｒｓｋ＞０となる。本発明者らは種々検討の結果、Ｒｓｋ＞０の場合に、ロール周面に異物が付着・成長しやすくなることを確認した。これはＲｓｋ＞０の場合、ロール周面の尖った凸部３１に異物が付着・成長しやすいためと推察する。一方、図３（ｂ）に示すように、例えば、ロール周面の凹凸が内部側（平均線３０より下側）に向けて尖った形状が多い場合は、Ｒｓｋ＜０となる。この場合は、ロール周面に異物が付着・成長しにくいことを確認した。これはＲｓｋ＜０の場合、当該ロール周面の凸部３２は滑らかであるので異物が付着・成長しにくいためと推察する。
【００６８】
上記図３（ａ）と図３（ｂ）のように、ロール周面の凹凸形状が相違すれば、Ｒｓｋは異なる値となり、Ｒｓｋは、ロール周面の表面形状の違いを好適に反映できる。一方、図３（ａ）の平均線３０よりも上側の部分の面積Ａ１と下側の部分の面積Ｂ１の和は、図３（ｂ）の場合の面積Ａ２と面積Ｂ２の和と同一である（Ａ１＋Ｂ１＝Ａ２＋Ｂ２）。従って、上記式（１）で算出されるＲａは、図３（ａ）の場合と図３（ｂ）の場合で同一の値ａとなる。また、図３（ａ）と図３（ｂ）では、山高さＺｐと谷深さＺｖの和は同一であるので、Ｒｚも、図３（ａ）の場合と図３（ｂ）の場合で同一の値となる。
【００６９】
このように、ロール周面の表面粗度の評価指標として、ＲａやＲｚを用いた場合には、図３の例のようなロール周面の表面形状の相違を表すことができない。一方、Ｒｓｋを用いた場合には、当該ロール周面の表面形状の相違を的確に表現することができる。そして、図３（ａ）のように、Ｒｓｋ＞０である場合には、ロール周面に対して異物が付着し易い。一方、図３（ｂ）のように、Ｒｓｋ＜０である場合には、ロール周面に対して異物が付着し難い。
【００７０】
よって、ロール周面の表面粗度の評価指標としてＲｓｋを採用し、Ｒｓｋ＜０、特に、Ｒｓｋ≦−０．１０となるようにロール周面を平滑化すれば、当該ロール周面を最適な表面粗度に調整できるので、ロール周面への異物付着を好適に防止できるといえる。
【００７１】
［６．ハースロールの製造方法］
次に、図４を参照して、本実施形態に係る連続焼鈍炉用ハースロールの製造方法について説明する。図４は、本実施形態に係るハースロール１０の製造方法を示すフローチャートである。
【００７２】
図４に示すように、まず、ハースロール１０のロール基材２０の周面に対して、溶射材料を溶射することで、溶射皮膜２１を形成する（ステップＳ１０）。なお、溶射皮膜２１の密着力を高める目的で、Ｓ１０の前に溶射前ブラスト処理を必要に応じて行ってもよい。
【００７３】
このＳ１０の溶射処理について詳述する。Ｓ１０では、５０〜９０ｖｏｌ％が上記セラミックの粉末で、残部が上記耐熱合金の粉末である原料粉末を、ロール基材２０の表面に溶射することによって、ロール基材２０の表面にサーメット皮膜を形成する。溶射する原料粉末としては、Ｃｒ３Ｃ２やＡｌ２Ｏ３などのセラミックス粉末と、ＣｒやＡｌを含有する耐熱合金粉末を混合した原料粉末を使用できる。好ましくは、セラミックス粉末と耐熱合金粉末を事前に造粒複合化した原料粉末を用いて溶射すると、均質な溶射皮膜２１を形成できる。
【００７４】
また、ロール周面への溶射皮膜２１の形成方法としては、密着性向上および粗さ付与のためグリッドブラストを行った後に、高速ガス溶射（Ｈｉｇｈ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｏｘｙｇｅｎ−Ｆｕｅｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｓｐｒａｙｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓ、ＨＶＯＦという。）により行うことが好ましい。ＨＶＯＦでは通常は、燃料ガスをケロシン、Ｃ３Ｈ８、Ｃ２Ｈ２、Ｃ３Ｈ６の何れかとし、燃料ガスの圧力を０．１〜１ＭＰａ、燃料ガスの流量を１０〜５００ｌ／ｍｉｎとし、酸素ガスの圧力を０．１〜１ＭＰａ、酸素ガスの流量を１００〜１２００ｌ／ｍｉｎとする。
【００７５】
溶射施工時にはロール基材２０を３００〜６００℃に加熱することが好ましい。溶射ガンの火炎をロール基材２０に近づけて加熱してもよいし、または別途ガスバーナーを設けて加熱してもよい。ロール基材２０を３００℃以上に加熱することで、耐熱合金中のＡｌ、Ｙを酸化し、目的とする量のＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３を得ることができる。加熱温度を６００℃よりも高くすると、皮膜の酸化が進みすぎ皮膜が多孔質になるため、ビルドアップが発生しやすくなる。さらに耐ビルドアップ性を向上させる観点からは、加熱温度の範囲を４００〜５００℃にするのがより好ましい。
【００７６】
ＨＶＯＦ溶射施工時にはＨＶＯＦ燃焼ガス成分である酸素ガスの流量を１０００〜１２００ｌ／ｍｉｎとすることが好ましい。酸素ガスの流量を１０００ｌ／ｍｉｎ以上とすることで、耐熱合金中のＡｌ、Ｙを酸化し、目的とする量のＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３を得ることができる。酸素ガスの流量を１２００ｌ／ｍｉｎよりも多くすると、溶射中に原料粉末の酸化が進みすぎ皮膜が多孔質になり、ビルドアップが発生しやすくなる。
【００７７】
また、溶射施工後に溶射皮膜２１を３００〜６００℃で１〜５時間、酸化処理することが好ましい。酸化処理は、ガスバーナーにより溶射皮膜２１の表面を加熱してもよいし、ハースロールを大気または少量の酸素を含んだ窒素またはアルゴン等の不活性ガス雰囲気の炉内に設置し、熱処理することでも可能である。３００℃以上で１時間以上加熱することで、耐熱合金中のＡｌ、Ｙを酸化し目的とする量のＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３を得ることができる。加熱温度を６００℃よりも高く、または５時間よりも長くすると、皮膜の酸化が進みすぎ皮膜が多孔質になりビルドアップが発生しやすくなる。さらに耐ビルドアップ性を向上させる観点からは、加熱温度の範囲を４００〜５００℃にするのがより好ましい。
【００７８】
原料粉末を酸化処理した後、前記溶射に供する場合は、３００〜６００℃で１〜５時間、大気中または少量の酸素を含んだ不活性ガス（窒素、アルゴン等）中で熱処理する。３００℃未満または１時間未満の加熱ではＹまたはＡｌが酸化せず、加熱温度が６００℃よりも高く、または５時間よりも長くすると、酸化しセラミックスの量が増えるため原料粉末の融点が高くなり皮膜が多孔質になる。さらに耐ビルドアップ性を向上させる観点からは、熱処理温度は４００〜５００℃の範囲にするのがより好ましい。
【００７９】
次いで、ハースロール１０のロール周面をブラスト処理することにより、ロール周面の表面粗度がＲｓｋで０未満、好ましくは−０．１０以下となるようにロール周面を平滑化する（ステップＳ１２）。このブラスト処理の詳細については後述する。
【００８０】
その後、上記ブラスト処理後の溶射皮膜２１を封孔処理（例えばクロメート処理）して、溶射皮膜２１の表面に封孔皮膜２２（最上層皮膜）を形成する（ステップＳ１４）。これにより、溶射皮膜２１に含まれる気孔が封孔皮膜２２で覆われて、封止される。
【００８１】
具体的には、上記ブラスト処理後に溶射皮膜２１の表面に対してクロメート処理を行うことにより、溶射皮膜２１内に微細気孔がある場合も、当該気孔を酸化クロムで充填でき、かつ酸化処理も同時に行うことができる。ただし、クロメート処理皮膜はマンガン酸化物と反応しやすいため、封孔皮膜２２は、１０μｍ以下の薄膜とすることが好ましい。
【００８２】
クロメート処理では、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の封孔材料を含む溶液（ゾルゲル溶液又はスラリー等）にハースロール１０の一部を浸漬する、あるいは、当該封孔材料を含む溶液を溶射皮膜２１の表面に塗布又はスプレーした後に、例えば５０〜５５０℃で加熱し、封孔皮膜２２を焼成する。これを繰り返すことによって、封孔皮膜２２の膜厚を変化させることができるが、回数を増すごとに厚くなるので、３回以内程度の処理で終了させることが好ましい。
【００８３】
なお、上記溶射皮膜２１上に封孔皮膜２２を形成する前後で表面粗度の変化は小さいが、封孔皮膜２２の形成後に、ロール周面の表面粗度がＲｓｋで０未満、好ましくは−０．１０以下であることを確認することが好ましい。
［７．ブラスト処理］
【００８４】
次に、図５を参照して、上記図４のＳ１２のブラスト処理について詳述する。図５は、ロール周面に対するブラスト処理を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）拡大図である。なお、ブラスト処理として、エアーブラスト、ショットブラストなど任意のブラスト方式を採用してよいが、以下では、エアーブラストの例について説明する。
【００８５】
図５に示すように、ハースロール１０を回転させながら、ブラストマシン４０からブラスト材４１をハースロール１０のロール周面（溶射皮膜２１の表面）に対して投射することにより、ロール周面を平滑化する。ブラスト材４１は、例えば、溶射皮膜２１の硬さよりも高い硬度を有する硬質粒子であり、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素、又はこれらの混合物などである。ブラスト材４１の粒度は、＃６０未満とすることが好ましい。このようにブラスト材４１の粒度を小さくすることで、ロール周面の表面粗度を低減する効果が高まる。
【００８６】
また、ブラスト材４１の投射方向は、ロール周面の周方向と平行な方向とすることで、ロール周面を周方向に沿って好適に平滑化できる。さらに、ブラスト材４１の投射角度θは、ハースロール１０の周面の接線４２に対して、０°より大きく、４５°以下であることが好ましい（０°＜θ≦４５°）。投射角度θが４５°を超えて垂直に近づくほど、ブラスト処理によりロール周面の表面粗度が粗くなり、Ｒｓｋ＜０に適切に平滑化することが困難となるだけでなく、バックプレッシャーによりブラスト処理効率が低下してしまう。投射角度θを４５°以下の浅い角度とすることで、溶射皮膜２１の表面の突起部４３を優先的に平滑化できる。従って、ロール周面を周方向に好適に平滑化して、表面粗度を低減することができ、ロール周面の表面粗度を所望の粗さ（Ｒｓｋ＜０）に調整することができる。
【００８７】
また、ブラストマシン４０によるブラスト材４１の噴射圧力Ｐ（ゲージ圧）は、０．３ＭＰａ以上、１．０ＭＰａ以下であることが好ましい。噴射圧力Ｐが１．０ＭＰａ超であると、ブラスト材４１が溶射皮膜２１に突き刺さったり、表面粗度が高くなったりするため、ロール周面の表面粗度を適切な粗さ（Ｒｓｋ＜０）にすることが困難となる。また、噴射圧力Ｐが０．３ＭＰａ未満であると、平滑化の効果がなく、適切な表面粗度とならないという問題がある。噴射圧力Ｐを０．３〜１．０ＭＰａの範囲とすることで、ロール周面をブラスト材４１で軽くなめるように平滑化できるため、ロール周面の表面粗度を所望の粗さ（Ｒｓｋ＜０）に制御できるとともに、ロール周面に残留圧縮応力をできるだけ付与しないようにできる。
【００８８】
上記のようなブラスト処理により、ハースロール１０のロール周面を周方向に好適に平滑化して、ロール周面の周方向の表面粗度をＲｓｋで０未満に調整することができる。かかるブラスト処理を施すことにより、連続焼鈍炉１内における鋼板２の通板時に、ロール周面に異物が付着しにくく、ビルドアップを抑制可能なハースロール１０を好適に製造できる。
【００８９】
［８．まとめ］
以上、本実施形態に係る連続焼鈍炉用ハースロール及びその製造方法について説明した。本実施形態によれば、ハースロール１０のロール周面の表面粗度の評価指標として、従来一般的なＲａやＲｚではなく、ロール周面の表面形状を適切に反映可能なＲｓｋを用いる。当該Ｒｓｋは、ロール周面に対する異物の付着性を評価する上で、ＲａやＲｚよりも適切な評価指標である。そして、ロール周面の表面粗度がＲｓｋで０未満、好ましくは−０．１０以下となるように、ブラスト処理によりロール周面を平滑化する。
【００９０】
これにより、ハースロール１０のロール周面の周方向の表面粗度を適切に低減することができるので、ロール周面に対する鉄、マンガン酸化物等の異物の付着を大幅に低減できる。従って、連続焼鈍炉１の操業中に、通板中の鋼板２に付随する異物がハースロール１０のロール周面に対して付着・成長すること（即ち、ビルドアップの発生）を抑制できる。よって、ビルドアップに伴う鋼板２の転写疵の発生を防止できるので、鋼板２の品質を向上できる。
【００９１】
さらに、連続焼鈍炉１内の高温環境下で、ハースロール１０を長時間安定して使用することができるので、ハースロール１０の寿命を大幅に延長することが可能となる。また、連続焼鈍炉１の定期修繕の際に、ハースロール１０のロール表面に付着した異物を除去する作業が不要となる、あるいは当該作業を大幅に削減できるので、連続焼鈍炉１による鋼板２の生産性を向上できる。
【００９２】
また、溶射皮膜２１を上記材質のセラミックスと耐熱合金からなるサーメット皮膜とすることで、高温において硬度が高い溶射皮膜を形成でき、例えば、溶射皮膜２１の高温ビッカース硬さＨＶ（８００℃）が、２００以上となる。従って、当該溶射皮膜２１の高温硬度が高いことと、ロール周面の表面粗度がＲｓｋで０未満であることとの相乗効果により、ビルドアップの発生をより効果的に抑制できる。なお、溶射皮膜の高温硬度が低い場合、当該溶射皮膜と鋼板との凝着が起きやすいため、ロール周面の表面粗度をＲｓｋで０未満にしたとしても、耐ビルドアップ性を向上する効果が低減する。
【実施例】
【００９３】
次に、本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施例は本発明の効果を実証するために行った試験結果を示すものであり、本発明が以下の実施例に限定される訳ではない。
【００９４】
上述したハースロールの製造方法に従って、複数種類のハースロール１０を製造し、各々のハースロール１０を連続焼鈍炉１で使用して、ハースロール１０の寿命を測定する試験を行った。ロール製造時には、ブラスト処理の条件を変えて、ハースロール１０のロール周面を平滑化し、ロール周面の表面粗度（Ｒｓｋ）が異なる複数種類のロールを製造した。また、ロール寿命に関しては、連続焼鈍炉１のオンラインにて、ハースロール１０のロール周面をポータブル蛍光Ｘ線により測定し、当該ロール周面に対する鉄（Ｆｅ）の付着量が５質量％を超えた時点で寿命であると判定した。なお、ロール径φは１０００ｍｍとし、ブラスト材の硬度は、２０００とし、溶射皮膜２１の硬度１５０〜２５５よりも高硬度とした。
【００９５】
この試験条件として、ロール周面に形成される溶射皮膜２１の組成と、エアーブラスト処理の諸条件を表１に示す。表１中のロール回転数は、ブラスト処理時のハースロール１０の回転数であり、トラバース速度は、ブラストマシン４０のロール軸方向への移動速度である。また、ロール周面の周方向の表面粗度（Ｒｓｋ）は、Ｒａの測定値からＪＩＳの規定により２．５ｍｍをカットオフ値とした。ロール周面のＲｓｋは通常の表面粗度計により測定した。また、表１には、試験結果であるロール寿命も示してある。
【００９６】
【表１】
0005868133.tif 000006
【００９７】
（ａ）Ｒｓｋ＜０であることの意義
表１に示すように、比較例１、２、１２では、ロール周面をブラスト処理しておらず、比較例３〜１１では、不適切なブラスト条件（例えば、θ＞４５°、Ｐ＜０．３ＭＰａ、Ｐ＞１．０ＭＰａ）でブラスト処理しているので、ロール周面の表面粗度がＲｓｋで０以上になっている（Ｒｓｋ≧０）。このため、比較例１〜１２のロール寿命は２．１年以下と短くなっている。
【００９８】
一方、本発明の実施例１〜１６では、ロール周面を適切なブラスト条件（例えば、θ≦４５°、０．３ＭＰａ≦Ｐ≦１．０ＭＰａ）でブラスト処理して平滑化しているので、ロール周面の表面粗度がＲｓｋで０未満に調整されている（Ｒｓｋ＜０）。このため、実施例１〜１６のロール寿命は少なくとも３．９年以上となっている。このように実施例１〜１６のロール寿命は、比較例１〜１２と比べて、約２倍以上に増加しており、高寿命化が図れている。
【００９９】
また、Ｒｓｋが小さくなるほど、ロール寿命が増加している。特に、実施例１、７、８、１２の場合、Ｒｓｋ≦−０．１１とすることで、ロール寿命が４．４年以上となっており、顕著に長くなっている。また、実施例２、６、９〜１１、１３〜１６の場合でも、Ｒｓｋ≦−０．１０とすることで、４．１年以上のロール寿命を確保できており、実施例３〜５のようにＲｓｋ＞−０．１０である場合よりも長寿命となっている。
【０１００】
以上の結果により、ロール周面の表面粗度を、Ｒｓｋで０未満、特に−０．１０以下とすることにより、ロール周面に対する異物の付着を低減して、ビルドアップの発生を抑制できるため、ロール寿命を大幅に増加できることが実証されたと言える。従来では、ハースロール１０の一般的な寿命は２年程度であったが、本発明の実施例によれば約４年以上の長寿命を達成できるので、連続焼鈍炉１の操業上、非常に有益である。
【０１０１】
（ｂ）溶射皮膜の高温硬度ＨＶ（８００℃）が２００以上であることの意義
比較例１、２、１２では、ブラスト処理を行っておらず、かつ、ロール周面を形成する溶射皮膜２１の高温ビッカース硬さＨＶ５０ｇ（８００℃）がそれぞれ１５０、１８０、１９０であり、いずれも閾値２００以下である。この場合には、ロール寿命は１．７年以下であり、他の比較例３〜１１と比べても短くなっている。特に、比較例１では、溶射皮膜２１の高温ビッカース硬さが１５０と小さいため、ロール寿命が１．０年と極端に短くなっている。この理由は、溶射皮膜２１の高温硬度が不足しているため、加熱炉内での通板時に、鉄等の異物が当該溶射皮膜２１に噛み込みやすく、ビルドアップが発生し易いからである。また、比較例１〜３の溶射皮膜２１の高温硬度とロール寿命の関係から、溶射皮膜２１の高温硬度が高いほど、耐ビルドアップ性が向上し、ロール寿命が延びることが分かる。
【０１０２】
一方、本発明の実施例１〜１６のように溶射皮膜２１の高温ビッカース硬さＨＶ５０ｇ（８００℃）が閾値２００以上である場合には、ロール寿命は３．５年以上であり、特に、当該硬さが２３５以上である場合には、ロール寿命は３．９年以上である。この理由は、溶射皮膜２１の高温硬度が高い場合には、加熱炉内での通板時に、硬質の溶射皮膜２１に対して鉄等の異物が噛み込まないので、耐ビルドアップ性が向上し、ビルドアップを好適に抑制できるからである。
【０１０３】
以上の結果により、溶射皮膜２１の高温ビッカース硬さＨＶ（８００℃）を２００以上とすることで、連続焼鈍炉１の操業中にハースロール１０に対するビルドアップの発生を抑制して、ハースロール１０を高寿命化できることが実証されたと言える。
【０１０４】
（ｃ）投射角度θが４５°以下であることの意義
比較例３〜６では、ブラスト処理時のブラスト材４１の投射角度θが、それぞれ５０°、５５°、６０°、９０°であり、４５°より大きい。この場合、ブラスト処理後のロール周面の表面粗度がＲｓｋで少なくとも０．０２以上となっている。この理由は、投射角度θが４５°を超えると、ブラスト処理によりブラスト材４１が溶射皮膜に突き刺さり、ロール周面の表面粗度が粗くなるからである。
【０１０５】
一方、本発明の実施例１〜１６のように投射角度θが４５°以下である場合には、ロール周面の表面粗度がＲｓｋで−０．０２以下となっている。この理由は、ブラスト材４１がロール周面をなめるようにして衝突して、溶射皮膜２１の突起部を優先的に除去できるので、適正な表面性状に平滑化できるからである。
【０１０６】
以上の結果により、ブラスト処理時にθ≦４５°とすれば、ロール周面を適切な粗度（Ｒｓｋ＜０）に平滑化できるが、θ＞４５°とすると、ロール周面を適切に平滑化できず、Ｒｓｋ≧０になってしまうことが実証されたと言える。
【０１０７】
（ｄ）噴射圧力Ｐが０．３ＭＰａ以上、１．０ＭＰａ以下であることの意義
比較例７、８では、ブラスト処理時のブラスト材４１の噴射圧力Ｐが、それぞれ０．１、０．２ＭＰａであり、Ｐ＜０．３ＭＰａである。この場合、ブラスト処理後のロール周面の表面粗度が、Ｒｓｋで少なくとも０．０２以上となっている。この理由は、噴射圧力Ｐが０．３ＭＰａ未満となると、ブラスト材４１の衝突力が弱くなるため、平滑化効果が低減するからである。また、比較例９、１０、１１では、噴射圧力Ｐが、それぞれ１．１、１．２、１．３ＭＰａである、Ｐ＞１．０ＭＰａである。この場合、ブラスト処理後のロール周面の表面粗度が、Ｒｓｋで少なくとも０．０２以上となっている。この理由は、噴射圧力Ｐが１．０ＭＰａを超えると、ブラスト材４１がロール周面に突き刺さり、表面粗度が粗くなるからである。
【０１０８】
一方、本発明の実施例１〜１６のように、ブラスト材４１の噴射圧力Ｐを０．３ＭＰａ以上、１．０ＭＰａ以下に制御した場合には、ブラスト処理後のロール周面の表面粗度がＲｓｋで−０．０２以下となっている。この理由は、ブラスト材４１をロール周面に対して、適切な圧力で衝突させて、適正な表面性状に平滑化できるからである。
【０１０９】
以上の結果により、ブラスト処理時に、０．３ＭＰａ≦Ｐ≦１．０ＭＰａなる適正範囲内に制御すれば、ロール周面の表面粗度を適切な粗さ（Ｒｓｋ＜０）に平滑化できるが、この適正範囲を外れると、ロール周面を適切に平滑化できず、Ｒｓｋ≧０になってしまうことが実証されたと言える。
【０１１０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１１１】
１    連続焼鈍炉
２    鋼板
３    加熱炉
４    均熱炉
５    一次冷却炉
６    過時効炉
７    二次冷却炉
１０    連続焼鈍炉用ハースロール
１２    ロール軸
１４    ロール胴部
２０    ロール基材
２１    溶射皮膜
２２    封孔皮膜
３０    平均線
３１、３２    凸部
４０    ブラストマシン
４１    ブラスト材
４２    接線
４３    突起部
θ    投射角度
Ｐ    噴射圧力
【図１】
0005868133.tif 000007
【図２】
0005868133.tif 000008
【図３】
0005868133.tif 000009
【図４】
0005868133.tif 000010
【図５】
0005868133.tif 000011