(57)【要約】    【課題】  金属帯と接触する表面を窒化珪素セラミックスで形成して、焼き付きの発生を抑えることに優れるセラミックス製マッシャーロールを提供する。    【解決手段】  トリミングした金属帯の両端部に生じたバリ部や返り部を押し潰して平坦化するのに用いられるセラミックス製マッシャーロールであって、少なくとも金属帯を押し潰す部分が窒化ケイ素を主成分とする焼結体からなり、該焼結体の常温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする。    【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリミングした金属帯の両端部に生じたバリ部や返り部を押し潰して平坦化するのに用いられるセラミックス製マッシャーロールであって、少なくとも金属帯を押し潰す部分が窒化ケイ素を主成分とする焼結体からなり、該焼結体の常温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とするセラミックス製マッシャーロール。
【請求項２】
前記窒化ケイ素を主成分とする焼結体は、相対密度が９８％以上であり、常温における４点曲げ強度が７００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス製マッシャーロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延設備、冷間圧延設備などでトリミングした金属帯の両端部に生じたバリ部や返り部を押し潰して平坦化するのに用いられるセラミックス製マッシャーロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱延鋼板、冷延鋼板など金属帯の連続処理ラインでは、圧延などによる幅端部の形状の荒れを除去したり、金属帯の幅を最終の製品寸法に切り揃えたりする目的で、金属帯の両側端部をサイドトリマーを用いて切り落とす作業が行われる。このとき、通常は、サイドトリマーで端部を完全に剪断し、剪断屑と本体の金属帯に分離する。しかし、この剪断によって金属帯の端部にバリ部や返り部が生じ、たとえばコイルに巻取る際に金属帯表面を傷つけたりする。このため、トリミング後にバリ部や返り部をマッシャーロールで押し潰して平坦化することが行われている。
【０００３】
図１は、マッシャーロールの構成を示す概略図である。図１において、金属帯１をトリミング後に、金属帯１の両端部に回転可能な上側のマッシャーロール２と下側のマッシャーロール３を配置して、マッシャーロール２、３で金属帯２の両端部を挟圧し金属帯１に生じたバリ部や返り部を平坦化する。
【０００４】
先行技術として、特許文献１には、窒化クロム（Ｃｒ2Ｎ）粒子を分散した窒化珪素を焼結した粒子分散窒化珪素質焼結体を成形加工してなるバーマッシャーロールが記載されている。
【０００５】
特許文献１のバーマッシャーロールは、従来の金属製バーマッシャーロールに比べて、耐摩耗性を高めつつ、かつチッピングや割れ等の耐欠損性を著しく改善できる。窒化珪素単体では、破壊靭性に劣るため、窒化珪素に以下の基準で選ばれた粒子を分散させることが有効である。窒化珪素と窒化クロム粒子との熱膨張差やヤング率の相違等により、分散した窒化クロム粒子の近傍に残留応力が発生し、焼結体の破壊に際して破壊エネルギーを分散させる作用を有し、靭性を著しく向上させ、かつ耐摩耗性も向上させる作用がある。
【０００６】
特許文献２には、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｂ固溶体粒子及び／又はＴｉ−Ｈｆ−Ｂ固溶体粒子を分散した炭化珪素を焼結した粒子分散炭化珪素質焼結体を成形加工してなるバーマッシャーロールが記載されている。
【０００７】
特許文献３には、トリミングした鋼帯のサイドの刃返り部を潰してエッジ処理を行うエッヂ処理装置において、エッジ処理を行うため、前記刃かえり部に押し当てるマッシヤーロールを備え、該マッシヤーロールは、その端に、テーパ形状を有する弾性体を着脱可能に構成され、かつ、テーパ部の最大幅がロール径よりも大きく形成されているエッヂ処理装置が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３４２０７２号公報
【特許文献２】特開２００１−３２２８７３号公報
【特許文献３】特開平９−２６７１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、マッシャーロールとして金属製ロールが用いられてきたが、耐熱性や耐摩耗性に劣っていた。また、金属帯との焼き付きにより、金属帯の表面に疵がつきやすいという問題があった。
【００１０】
そこで、前記のように金属製ロールに替わりセラミックス製のマッシャーロールが提案されている。セラミックス製のマッシャーロールは、金属製ロールに比べ耐熱性や耐摩耗性に格段に優れているが、マッシャーロールと金属帯間の焼き付きを抑えることは未だ十分といえない。
【００１１】
したがって、本発明は金属帯と接触する表面を窒化珪素セラミックスで形成して、焼き付きの発生を抑えることに優れるセラミックス製マッシャーロールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明のセラミックス製マッシャーロールは、トリミングした金属帯の両端部に生じたバリ部や返り部を押し潰して平坦化するのに用いられるセラミックス製マッシャーロールであって、少なくとも金属帯を押し潰す部分が窒化ケイ素を主成分とする焼結体からなり、該焼結体の常温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする。
【００１３】
また前記本発明において、マッシャーロールを形成する窒化ケイ素を主成分とする焼結体は、相対密度が９８％以上であり、常温における４点曲げ強度が７００ＭＰａ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
マッシャーロールと金属帯との間で押し潰し接触すると摩擦熱が著しく高くなり、焼き付きが助長されやすい。本発明は窒化ケイ素を主成分とする焼結体の常温における熱伝導率を５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上に高めることにより、従来の窒化ケイ素に比べ熱を十分に放散できるので焼き付きをいっそう防止できる。通常の窒化ケイ素焼結体は、常温における熱伝導率が高々１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であるが、本発明における窒化ケイ素を主成分とする焼結体は、焼結体中に不純物として存在するアルミニウムおよび酸素の含有量を低減することにより、好ましくは焼結体中のアルミニウムの含有量が０．２重量％以下、酸素の含有量が５．０重量％以下とすることにより、常温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上を達成することができる。さらに、窒化ケイ素を主成分とする焼結体の相対密度が９８%以上、常温における４点曲げ強度が７００ＭＰａ以上であるのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示すように、金属帯１の両端部に配置されるマッシャーロール２、３を本発明の窒化ケイ素を主成分とする焼結体で作製した。マッシャーロール２、３は中空スリーブ状であり、実施例では外径１２０ｍｍ×内径６０ｍｍ×長さ１００ｍｍである。マッシャーロール２の中空部には金属製の回転軸４、マッシャーロール３の中空部には金属製の回転軸５をそれぞれ固定した。図１では、上下１対の２個のマッシャーロールでバリ部や返り部を押し潰す構成になっているが、上側のマッシャーロールのみなど１個のマッシャーロールで押し潰す構成にしてもよい。
【００１６】
次に本発明のマッシャーロールの製造方法について説明する。平均粒径０．５μｍの窒化ケイ素粉末に、焼結助剤として、平均粒径０．２μｍの酸化マグネシウム粉末を３．０重量％、平均粒径２．０μｍの酸化イットリウム粉末を３．０重量％添加し、適量の分散剤を加えエタノール中で粉砕、混合した。ついで、噴霧乾燥後、篩を通して造粒した後、ゴム型に充填し、静水圧により冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）を行い、所定形状の中空スリーブロールとなる成形体を作製した。この成形体を１７００℃、９気圧の窒素ガス雰囲気中で５時間焼成し、窒化ケイ素を主成分とする焼結体からなるスリーブを得た。
【００１７】
また別に、得られた窒化ケイ素を主成分とする焼結体から、直径１０ｍｍ×厚さ３ｍｍの熱伝導率および密度測定用の試験片、縦３ｍｍ×横４ｍｍ×長さ４０ｍｍの４点曲げ試験片を採取した。密度はＪＩＳ  Ｒ２２０５に基づいてアルキメデス法から求めた。相対密度はＪＩＳ  Ｒ２２０５に準拠したアルキメデス法により実測密度を求めこれを計算により算出した理論密度で除した値とした。熱伝導率はレーザーフラッシュ法ＪＩＳ  Ｒ１６１１に準拠して常温での比熱および熱拡散率を測定し熱伝導率を算出した。４点曲げ強度は常温にてＪＩＳ  Ｒ１６０１に準拠して測定を行った。
【００１８】
その結果、窒化ケイ素を主成分とする焼結体からなるセラミックス製マッシャーロールは、相対密度が９９．１％、常温における熱伝導率が５４Ｗ／（ｍ・Ｋ）、常温における４点曲げ強度が８９２ＭＰａであった。
【００１９】
そして、この本発明のセラミックス製マッシャーロールを熱間圧延の金属帯の連続処理ラインに設けて長期間適用した結果、マッシャーロールおよび金属帯の表面に焼き付きによる疵は見られないことを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明のマッシャーロールによれば、金属帯と接触する表面を高熱伝導性を有する窒化ケイ素セラミックスで形成して、焼き付きの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明実施例のセラミックス製マッシャーロールの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  金属帯、  ２  マッシャーロール、  ３  マッシャーロール、
４  回転軸、
【図１】
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