(57)【要約】【課題】  ロール表面に合金層を形成させず且つメッキの濡れ性も良好にさせることにより品質や生産性の向上を図ると共に、酸洗工程を不要にしてロール寿命を長寿命化することにより製品や設備の低コスト化を図ることができる、熔融金属メッキ用浴中ロールを得る。【解決手段】  熔融金属メッキ設備で使用するシンクロールやサポートロール等のロール表層部に溶融セラミックスを熱溶射方式で溶射してセラミックス溶射層を被覆する。更に該セラミックス溶射層の表面にメッキ成分と同一成分金属を溶射し、前記ロール表層部をセラミックス溶射層と金属溶射層の二層構造とする。また、上記金属溶射層の表面をＲａ１〜６に粗面化して濡れ性の向上を図る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熔融金属メッキ設備で使用するシンクロールやサポートロール等のロール（１０）表層部に溶融セラミックスを熱溶射方式で溶射してセラミックス溶射層（１１）を被覆し、更に該セラミックス溶射層（１１）の表面にメッキ成分と同一成分金属を溶射し、前記ロール（１０）表層部をセラミックス溶射層（１１）と金属溶射層（１２）の二層構造としたことを特徴とする、熔融金属メッキ用浴中ロール。
【請求項２】
上記金属溶射層（１２）の表面をＲａ１〜６に粗面化して濡れ性の向上を図ったことを特徴とする、請求項１に記載の熔融金属メッキ用浴中ロール。
【請求項３】
熔融金属メッキ設備が熔融亜鉛の場合、熔融亜鉛メッキ設備用のシンクロールやサポートロール等のロール（１０）表層部に熔融セラミックスとしてガラスを熱溶射方式で溶射してガラス溶射層を被覆し、更に該ガラス溶射層の表面に亜鉛を溶射し、前記ロール（１０）表層部をガラス溶射層と亜鉛溶射層の二層構造としたことを特徴とする、請求項１及び請求項２に記載の熔融金属メッキ用浴中ロール。
【請求項４】
熔融金属メッキ設備がガルバニウの場合、ガルバニウムメッキ設備用のシンクロールやサポートロール等のロール（１０）表層部に熔融セラミックスとしてジルコニアを熱溶射方式で溶射してジルコニア層を被覆し、更に該ジルコニア溶射層の表面に亜鉛−アルミニウム合金（亜鉛４５％，アルミニウム５５％）を溶射し、前記ロール（１０）表層部をジルコニア溶射層と亜鉛−アルミニウ厶合金溶射層の二層構造としたことを特徴とする、請求項１及び請求項２に記載の熔融金属メッキ用浴中ロール。
【請求項５】
熔融金属メッキ設備が熔融アルミニウムの場合、熔融アルミニウムメッキ設備用のシンクロールやサポートロール等のロール（１０）表層部に熔融セラミックスとしてジルコニアを熱溶射方式で溶射してジルコニア層を被覆し、更に該ジルコニア溶射層の表面にアルミニウムを溶射し、前記ロール（１０）表層部をジルコニア溶射層とアルミニウム溶射層の二層構造としたことを特徴とする、請求項１及び請求項２に記載の熔融金属メッキ用浴中ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ストリップコイル等の鋼板に防錆，防食等を目的とした熔融金属メッキを施すためのメッキ浴槽中に用いるシンクロールやサポートロール等の熔融金属メッキ用浴中ロールに関し、特に熔融亜鉛メッキ，熔融亜鉛−アルミニウム合金メッキ，熔融アルミニウムメッキ等の熔融金属メッキ用浴中ロールの表面処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、熔融亜鉛メッキ，熔融亜鉛−アルミニウム合金メッキ，熔融アルミニウムメッキ等のメッキ皮膜は、安価でありながら優れた防錆，防食力を持つことにより各種板類，線類，器具等において広範に使用されている。特に板類や線類においては大量生産方式で生産され、品質並びに生産性の優位性から、その殆どが連続熔融メッキ方式で生産されている。【０００３】  上記連続熔融メッキ方式における熔融金属メッキ処理は、一般的に図２の従来の連続熔融メッキ装置の断面模式図に示すような装置により行われる。該連続熔融メッキ装置は、スナウト３を介して鋼板４をメッキ浴槽１内のメッキ浴２中に導入し、該メッキ浴２中に浸漬されたシンクロール５やサポートロール６，６を経由してメッキ浴２中から引き上げた後、該鋼板４に付着した過剰の熔融金属メッキ液をワイピングノズル７，７から噴射される窒素ガス等で除去し、その後ガイドロール８，８やトップロール９を経由して常温まで冷却するものである。【０００４】  このように、連続熔融メッキ装置におけるシンクロール５やサポートロール６はメッキ浴２中に浸漬され極めて過酷な条件下にて使用されるため、以下のような条件がロールに要求される。
（１）熔融金属によりロール表面が侵食され難いこと
（２）鋼板と接触しても磨耗し難いこと
（３）長寿命すなわち初期の形状精度が長期間維持できること
（４）低コストであり保守作業も容易に行えること、など【０００５】  上記のような要求に応えるため、表面コーティング処理皮膜例として、下記特許公報においてはロール表面にＣｏ基自溶性合金やＷＣ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｂｒ，Ｃ等の皮膜を溶射形成した技術が開示されている。
【特許文献１】特公昭５８−０１１５０７
【特許文献２】特開平０１−１０８３３４
【特許文献３】特開平０２−１２５８３３
【特許文献４】特開平０２−１８０７５５
【特許文献５】特開平０４−３４６６４０
【特許文献６】特開平０１−２２５７６１
【特許文献７】特開平０２−０４３３５２
【特許文献８】特開平０３−２１３１４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、上記公報の何れにおいてもロール表面に金属サーメットを溶射形成したものに過ぎず、金属を使用する限り熔融金属との合金化は避けることができないといった問題点があった。このため、ロール表面に合金層が形成された場合には、鋼板に押し疵等が発生し、鋼板の品質に直接悪影響を及ぼしていた。また、近年においてはＷＣ専用の炭化物サーメット溶射皮膜が多く採用されているが、鋼板へのメッキの濡れ性が悪く、欠陥起因の点状不メッキが発生するという問題点があった。【０００７】  また、ロールを再使用する場合には合金層やドロスを除去するために燐酸や塩酸浴等に浸漬して除去処理を行っているが、該過程において溶射層が燐酸や塩酸等に侵食されて剥離してしまい、ロール寿命が短縮してしまうというような問題点もあった。【０００８】  本発明は、以上のような問題点に鑑み成されたものであり、ロール表面に合金層を形成させず且つメッキの濡れ性も良好にさせることにより品質や生産性の向上を図ると共に、酸洗工程を不要にしてロール寿命を長寿命化することにより製品や設備の低コスト化を図ることができる、熔融金属メッキ用浴中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】
【０００９】  上記課題を解決するため、本発明の熔融金属メッキ用浴中ロールおいては、熔融金属メッキ設備で使用するシンクロールやサポートロール等のロール表層部に溶融セラミックスを熱溶射方式で溶射してセラミックス溶射層を被覆する。更に該セラミックス溶射層の表面にメッキ成分と同一成分金属を溶射し、前記ロール表層部をセラミックス溶射層と金属溶射層の二層構造とする。【００１０】  また、上記金属溶射層の表面をＲａ１〜６に粗面化して濡れ性の向上を図る。【００１１】  熔融金属メッキ設備が熔融亜鉛の場合、熔融亜鉛メッキ設備用のシンクロールやサポートロール等のロール表層部に熔融セラミックスとしてガラスを熱溶射方式で溶射してガラス溶射層を被覆する。更に該ガラス溶射層の表面に亜鉛を溶射し、前記ロール表層部をガラス溶射層と亜鉛溶射層の二層構造とする。【００１２】  熔融金属メッキ設備が熔融亜鉛−アルミニウム合金即ちガルバニウムの場合、ガルバニウムメッキ設備用のシンクロールやサポートロール等のロール表層部に熔融セラミックスとしてジルコニアを熱溶射方式で溶射してジルコニア溶射層を被覆する。更に該ジルコニア溶射層の表面に亜鉛−アルミニウム合金（亜鉛４５％，アルミニウム５５％）を溶射し、前記ロール表層部をジルコニア溶射層と亜鉛−アルミニウム合金溶射層の二層構造とする。【００１３】  熔融金属メッキ設備が熔融アルミニウムの場合、熔融アルミニウムメッキ設備用のシンクロールやサポートロール等のロール表層部に熔融セラミックスとしてジルコニアを熱溶射方式で溶射してジルコニア溶射層を被覆する。更に該ジルコニア溶射層の表面にアルミニウムを溶射し、前記ロール表層部をジルコニア溶射層とアルミニウム溶射層の二層構造とする。
【発明の効果】
【００１４】  本発明の熔融金属メッキ用浴中ロールを熔融亜鉛メッキ，熔融亜鉛−アルミニウム合金メッキ，熔融アルミニウムメッキ等の熔融金属メッキ用浴中ロールに使用すれば、ロール表面に合金層を形成することがなく且つロール表面へのメッキの濡れ性も良好になることから、メッキ鋼板への点状不メッキや押し疵等の発生がなく品質の向上を図ることができる。また、クリアランスが小さく回転が円滑になることから生産性の向上を図ることができる。更には酸洗工程を不要にしてロール寿命を長寿命化することができ、再使用に伴う再使用処理工程が不要なことから、製品や設備の低コスト化を図ることができるという多くの効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。図１は本発明の溶融金属メッキ用ロールの構造を示す断面模式図である。【００１６】  図示するように、熔融金属メッキ設備で使用するシンクロールやサポートロール等のロール１０の表層部に溶融セラミックスを熱溶射方式で溶射してセラミックス溶射層１１を被覆する。更に該セラミックス溶射層１１の表面にメッキ成分と同一成分金属を溶射し、前記ロール１０の表層部をセラミックス溶射層１１と金属溶射層１２の二層構造とする。【００１７】  熔融金属メッキ設備が熔融亜鉛の場合、セラミックス溶射層１１としてガラス（ＳｉＯ２）を０．３〜１ｍｍ程度に溶射し、金属溶射層１２として亜鉛を５０μ以上好ましくは１００〜２００μ程度に溶射する。また、熔融金属メッキ設備がガルバニウムの場合、セラミックス溶射層１１としてジルコニア（ＺｒＯ２）を８０〜３００μ程度に溶射し、金属溶射層１２として亜鉛−アルミニウム合金（亜鉛４５％，アルミニウム５５％）を５０μ以上好ましくは１００〜２００μ程度に溶射する。また、熔融金属メッキ設備が熔融アルミニウムの場合、セラミックス溶射層１１としてジルコニア（ＺｒＯ２）を８０〜３００μ程度に溶射し、金属溶射層１２としてアルミニウムを５０μ以上好ましくは１００〜２００μ程度に溶射する。【００１８】  熔融金属メッキ設備が熔融亜鉛でセラミックス溶射層１１がガラスの場合、ガラス溶射はセラミックスの中で唯一の溶融型であり毛管気孔がない。このため、封孔処理を不要として熔融金属のロール１０内への侵食を遮断することができる。また、熔融金属メッキ設備がガルバニウム又は熔融アルミニウムでセラミック溶射層１１がジルコニアの場合、毛管気孔はあるもののセラミックス溶射層１１の表面にメッキ成分と同一成分金属である金属溶射層１２を被覆することにより、熔融金属のロール１０内への侵食はなくなる。【００１９】  なお、熔融金属メッキ設備の浴温によるロール１０表面の熱膨張率とセラミックス溶射層１１との熱膨張率を近づけるため、熔融金属メッキ設備が熔融亜鉛の場合はセラミックス溶射層１１としてガラス溶射層とし、ガルバニウム又は熔融アルミニウムの場合はジルコニア溶射層とした。これにより、ロール１０表面の熱衝撃抵抗を低減させることができ、急熱に耐えることができる。【００２０】  また、金属溶射層１２の表面をＲａ１〜６に粗面化すると濡れ性が良好となる。このため、メッキ処理する鋼板とのクリアランスが小さくなり、長期間安定した振動抑制効果を維持することができる。更にはメッキムラ防止や耐摩擦力向上を果たすことができる。
【実施例１】
【００２１】  本発明の実施例を説明する。【００２２】  試験材料として、大同特殊鋼社製の型式ＴＲ−８３４Ｍ（直径２５０ｍｍ×胴長２１００ｍｍ）を母材ロールとする。次に、熔融金属メッキ設備が熔融亜鉛の場合、セラミックス溶射層１１としてガラス（ＳｉＯ２）を約０．５ｍｍ溶射し、金属溶射層１２として亜鉛を約１００μ溶射した。また、熔融金属メッキ設備がガルバニウムの場合、セラミックス溶射層１１としてジルコニア（ＺｒＯ２）を約２００μ溶射し、金属溶射層１２として亜鉛−アルミニウム合金（亜鉛４５％，アルミニウム５５％）を約１００μ溶射した。また、熔融金属メッキ設備が熔融アルミニウムの場合、セラミックス溶射層１１としてジルコニア（ＺｒＯ２）を約２００μ溶射し、金属溶射層１２としてアルミニウムを約１００μ溶射した。更に、全ての試験ロールの金属溶射層１２の表面をＲａ１〜６に粗面化した。【００２３】  そして、上記各試験ロールを各々のメッキ設備におけるサポートロールとして稼動させたところ、熔融亜鉛メッキ設備の場合、従来ロールが２０日間しか稼動できなかったのに対し本発明ロールは８０日間稼動することができた。また、ガルバニウムメッキ設備の場合、従来ロールが１０日間しか稼動できなかったのに対し本発明ロールは３０日間稼動することができた。また、熔融アルミニウムメッキ設備の場合、従来ロールが５日間しか稼動できなかったのに対し本発明ロールは３０日間稼動することができた。【００２４】  以上にように、本発明の熔融金属メッキ用浴中ロールを使用することにより、従来ロールより３〜６倍程度長寿命化したことになる。これは、ロール表面に合金層が形成されることがなく且つロール表面へのメッキの濡れ性も良好となったことによるものである。また、メッキ鋼板への点状不メッキや押し疵等の発生も見られなかった。【００２５】    下記の表１に、本発明の熔融金属メッキ用浴中ロールと従来ロールとの連続稼動試験結果をまとめた。【００２６】
【表１】
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【００２７】  また、下記の表２に本発明の熔融金属メッキ用浴中ロールと従来ロールとの特徴比較をまとめた。【００２８】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の溶融金属メッキ用ロールの構造を示す断面模式図である。
【図２】従来の連続熔融メッキ装置の断面模式図である。
【符号の説明】
【００３０】    １  メッキ浴槽
２  メッキ浴
３  スナウト
４  鋼鈑
５  シンクロール
６  サポートロール
７  ワイピングノズル
８  ガイドロール
９  トップロール
１０  ロール
１１  セラミックス溶射層
１２  金属溶射層
【図１】
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【図２】
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