JPH1180924A - ロール，部品及びその製造方法並びに連続溶融金属めっき装置及びその運転方法 - Google Patents
ロール，部品及びその製造方法並びに連続溶融金属めっき装置及びその運転方法Info
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- JPH1180924A JPH1180924A JP10190090A JP19009098A JPH1180924A JP H1180924 A JPH1180924 A JP H1180924A JP 10190090 A JP10190090 A JP 10190090A JP 19009098 A JP19009098 A JP 19009098A JP H1180924 A JPH1180924 A JP H1180924A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】不必要に大きなめっき浴槽を用いないポットレ
スめっき装置を実現するために溶損や摩耗損傷が少な
く、しかも溶融金属と濡れる表面を有する新しいロール
及び部品とそれを用いた新しい連続溶融金属めっき装置
を提供する。 【解決手段】溶融金属めっき装置で、浴中部品は一般に
鉄鋼系の金属であり、耐食／耐摩耗性が劣るためピンホ
ールがなく密着性の良いセラミックス被膜を形成し、更
にその表面に溶融金属と反応する組成となるように新し
い化合物を生成させた少なくとも二重の層とすることに
より浴中部品の耐食，耐摩耗性及び溶融金属との濡れ性
を有する構造とした。
スめっき装置を実現するために溶損や摩耗損傷が少な
く、しかも溶融金属と濡れる表面を有する新しいロール
及び部品とそれを用いた新しい連続溶融金属めっき装置
を提供する。 【解決手段】溶融金属めっき装置で、浴中部品は一般に
鉄鋼系の金属であり、耐食／耐摩耗性が劣るためピンホ
ールがなく密着性の良いセラミックス被膜を形成し、更
にその表面に溶融金属と反応する組成となるように新し
い化合物を生成させた少なくとも二重の層とすることに
より浴中部品の耐食，耐摩耗性及び溶融金属との濡れ性
を有する構造とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロール，部品及び
その製造方法並びに連続溶融金属めっき装置及びその運
転方法に係り、特に溶融金属を鋼板と接触させて、鋼板
表面にめっきを施す溶融金属めっき装置用のロール及び
部品とそれを用いた溶融金属めっき装置に関する。
その製造方法並びに連続溶融金属めっき装置及びその運
転方法に係り、特に溶融金属を鋼板と接触させて、鋼板
表面にめっきを施す溶融金属めっき装置用のロール及び
部品とそれを用いた溶融金属めっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の連続溶融金属めっき装置は、めっ
きしようとする鋼板を連続的に溶融金属からなるめっき
浴中を通過させ、鋼板の表面にめっき浴構成元素との化
合物を生成させると共にめっき浴構成元素そのものを堆
積させる方法が採られていた。浴中で使用されるロール
及び部品としては、金属材料が用いられ、一般に耐食性
に優れた鋳鉄，ステンレス鋼，高クロム鋼などの鉄鋼材
料が用いられて来たが、これらの材料も長期間使用する
と溶融金属による腐食作用と摩擦による摩耗が生じる。
すなわち、金属では溶融金属に対して腐食を皆無にする
ことは難しく、そのため金属浴中に浸漬して使用される
金属部品は稼働中に溶融金属による腐食損耗が生じ、浴
中部品の摩耗は急速に進む。従って、種々の耐食性金
属，サーメット，セラミックス等を溶射法，化学蒸着法
や物理蒸着法を利用して金属の表面を被覆して耐食性や
耐摩耗性を向上させることが試みられている。例えば、
特開昭61−37955 号公報に見られる如くセラミックスを
水プラズマ溶射することにより、耐食性，耐熱性，耐摩
耗性等に優れた金属浴用ロールを製造する技術、また、
特開昭62−127457号公報には金属母材の表面に形成され
たセラミックスやサーメットの被膜をレーザ光線で照射
して部分溶融させることにより、金属母材の高温耐食性
を向上させる試みがなされている。
きしようとする鋼板を連続的に溶融金属からなるめっき
浴中を通過させ、鋼板の表面にめっき浴構成元素との化
合物を生成させると共にめっき浴構成元素そのものを堆
積させる方法が採られていた。浴中で使用されるロール
及び部品としては、金属材料が用いられ、一般に耐食性
に優れた鋳鉄，ステンレス鋼，高クロム鋼などの鉄鋼材
料が用いられて来たが、これらの材料も長期間使用する
と溶融金属による腐食作用と摩擦による摩耗が生じる。
すなわち、金属では溶融金属に対して腐食を皆無にする
ことは難しく、そのため金属浴中に浸漬して使用される
金属部品は稼働中に溶融金属による腐食損耗が生じ、浴
中部品の摩耗は急速に進む。従って、種々の耐食性金
属，サーメット，セラミックス等を溶射法，化学蒸着法
や物理蒸着法を利用して金属の表面を被覆して耐食性や
耐摩耗性を向上させることが試みられている。例えば、
特開昭61−37955 号公報に見られる如くセラミックスを
水プラズマ溶射することにより、耐食性，耐熱性，耐摩
耗性等に優れた金属浴用ロールを製造する技術、また、
特開昭62−127457号公報には金属母材の表面に形成され
たセラミックスやサーメットの被膜をレーザ光線で照射
して部分溶融させることにより、金属母材の高温耐食性
を向上させる試みがなされている。
【０００３】上記の連続溶融金属めっき装置は、大型の
めっき浴槽を必要とし、めっき浴の組成を変更する場合
には大量のめっき浴を交換しなければならないため単品
種大量生産に適しているが、多様化した鋼板のニーズに
応えるには経済的に不適であった。
めっき浴槽を必要とし、めっき浴の組成を変更する場合
には大量のめっき浴を交換しなければならないため単品
種大量生産に適しているが、多様化した鋼板のニーズに
応えるには経済的に不適であった。
【０００４】そこで特開平4−247857 号公報に記載され
ているようなめっき浴槽を用いないロールコーティング
方式や、小さなめっき浴槽を用いた空中ポット方式が提
案されてきている。ロールコーティング方式は、鋼板を
めっき浴槽を通過させることなく、コーティングロール
の表面についている溶融金属が鋼板に付けられることに
よりめっきがなされる。余った溶融金属は浅い溶融金属
回収用受け皿により回収され再利用される。ロールコー
ティング方式においてロールは、従来のシンクロールや
ガイドロールの如く、めっき浴中に浸漬されて用いられ
るものではなく、ロール表面の一部が浴に漬かる程度で
ある。従来の金属材料を用いたロールでは溶損や摩耗損
傷が大きいため、ロールとめっき鋼板の隙間を一定に保
つことが不可能となるので、より溶損や摩耗損傷の少な
い材質を選ぶ必要があり、セラミックスを鉄鋼材料の表
面に形成させたロール及び部品の適用が考えられてい
る。鉄鋼材料の表面にセラミックス膜を形成する方法と
しては、ＣＶＤ，ＰＶＤや溶射法等、多くの方法が開発
されている。しかし、これらの表面処理被膜には小さな
ピンホールが存在するため、ピンホールを通して溶融金
属が浸入し、母材を腐食するばかりでなく、表面被膜の
剥離が生じ、非常に不安定で信頼性に乏しい。
ているようなめっき浴槽を用いないロールコーティング
方式や、小さなめっき浴槽を用いた空中ポット方式が提
案されてきている。ロールコーティング方式は、鋼板を
めっき浴槽を通過させることなく、コーティングロール
の表面についている溶融金属が鋼板に付けられることに
よりめっきがなされる。余った溶融金属は浅い溶融金属
回収用受け皿により回収され再利用される。ロールコー
ティング方式においてロールは、従来のシンクロールや
ガイドロールの如く、めっき浴中に浸漬されて用いられ
るものではなく、ロール表面の一部が浴に漬かる程度で
ある。従来の金属材料を用いたロールでは溶損や摩耗損
傷が大きいため、ロールとめっき鋼板の隙間を一定に保
つことが不可能となるので、より溶損や摩耗損傷の少な
い材質を選ぶ必要があり、セラミックスを鉄鋼材料の表
面に形成させたロール及び部品の適用が考えられてい
る。鉄鋼材料の表面にセラミックス膜を形成する方法と
しては、ＣＶＤ，ＰＶＤや溶射法等、多くの方法が開発
されている。しかし、これらの表面処理被膜には小さな
ピンホールが存在するため、ピンホールを通して溶融金
属が浸入し、母材を腐食するばかりでなく、表面被膜の
剥離が生じ、非常に不安定で信頼性に乏しい。
【０００５】従って、緻密で密着性の良い表面被膜を形
成する必要がある。そのためには母材と表面被膜が化学
的反応で結合されていることが望ましい。緻密なセラミ
ックス膜（窒化物，硼化物や炭化物層）を形成するには
次のような方法がある。窒化物層を形成する方法として
はタフトライド処理やイオン窒化処理が一般的である。
更に、硼化物層を形成する方法としては粉末法浸ボロン
処理（例えば、日本金属学会講演概要 １９７１−１
０）及び溶融塩法浸ボロン処理（例えば、日本金属学会
講演概要 １９７２−４）等がある。また、炭化物層を
形成する方法としてはハロゲン化物を含む気体中で加熱
してチタン炭化物を被覆する方法［例えば、アイニヘ・
アイゲンシャフテン・デル・ベルクスストフコンビナシ
オン・スタール・ミットチタンカルビドベルツク，メタ
ロベルフラッチェ １４ (１９６０)２２９頁（Einige E
igenschaften der Werkstoffkombination Stahl mit Ti
tankarbiduberzug，Metalloberflache １４(１９６０）
２２９）］や溶融浴に炭化物を形成する金属を溶かし、
それに鉄鋼材料を浸漬し、鉄鋼材料から炭素が拡散して
金属と結合し、炭化物を形成する方法｛例えば、新井
透：金属材料，１３，３（１９７３）９８｝等がある。
これらの技術は、実機めっきラインの浴中ロールに適用
されている（特開平7−188884号公報）。
成する必要がある。そのためには母材と表面被膜が化学
的反応で結合されていることが望ましい。緻密なセラミ
ックス膜（窒化物，硼化物や炭化物層）を形成するには
次のような方法がある。窒化物層を形成する方法として
はタフトライド処理やイオン窒化処理が一般的である。
更に、硼化物層を形成する方法としては粉末法浸ボロン
処理（例えば、日本金属学会講演概要 １９７１−１
０）及び溶融塩法浸ボロン処理（例えば、日本金属学会
講演概要 １９７２−４）等がある。また、炭化物層を
形成する方法としてはハロゲン化物を含む気体中で加熱
してチタン炭化物を被覆する方法［例えば、アイニヘ・
アイゲンシャフテン・デル・ベルクスストフコンビナシ
オン・スタール・ミットチタンカルビドベルツク，メタ
ロベルフラッチェ １４ (１９６０)２２９頁（Einige E
igenschaften der Werkstoffkombination Stahl mit Ti
tankarbiduberzug，Metalloberflache １４(１９６０）
２２９）］や溶融浴に炭化物を形成する金属を溶かし、
それに鉄鋼材料を浸漬し、鉄鋼材料から炭素が拡散して
金属と結合し、炭化物を形成する方法｛例えば、新井
透：金属材料，１３，３（１９７３）９８｝等がある。
これらの技術は、実機めっきラインの浴中ロールに適用
されている（特開平7−188884号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ロールコーティング方
式の溶融金属めっき装置では、ロールの表面が溶融金属
で十分に濡れていないと、めっき付着の不均一等が生じ
る。従って、ロールコーティング方式を実用化するため
には、ロール表面が溶融金属と濡れ易いことが必要とさ
れる。
式の溶融金属めっき装置では、ロールの表面が溶融金属
で十分に濡れていないと、めっき付着の不均一等が生じ
る。従って、ロールコーティング方式を実用化するため
には、ロール表面が溶融金属と濡れ易いことが必要とさ
れる。
【０００７】従来の溶融金属めっき槽にロールが浸漬さ
れている方式では、ロール表面が溶融金属に侵されない
ように、ロール表面が溶融金属と濡れないようなものが
要求され、そのようなものが研究開発されてきた。しか
し、ロールコーティング方式のめっき装置では、逆に溶
融金属との濡れ性が要求されることとなったので、従来
の溶融金属めっき装置用のロールをそのまま適用するこ
とは困難である。
れている方式では、ロール表面が溶融金属に侵されない
ように、ロール表面が溶融金属と濡れないようなものが
要求され、そのようなものが研究開発されてきた。しか
し、ロールコーティング方式のめっき装置では、逆に溶
融金属との濡れ性が要求されることとなったので、従来
の溶融金属めっき装置用のロールをそのまま適用するこ
とは困難である。
【０００８】ロールコーティング方式の溶融金属めっき
装置では、溶融金属に侵されず、かつ溶融金属との濡れ
性が良いという相反する特性を備えたロールが要求され
る。本発明の目的は、溶融金属との濡れ性が良く、かつ
溶融金属に侵されにくい特性を兼ね備えたロール表面を
有するロールを提供することにある。
装置では、溶融金属に侵されず、かつ溶融金属との濡れ
性が良いという相反する特性を備えたロールが要求され
る。本発明の目的は、溶融金属との濡れ性が良く、かつ
溶融金属に侵されにくい特性を兼ね備えたロール表面を
有するロールを提供することにある。
【０００９】また、本発明の目的は、上記ロールを用い
た、大容量の溶融金属槽を必要としない溶融金属めっき
装置であって、さらにロールの交換無しに均一なめっき
が長時間にわたって連続して可能な溶融金属めっき装置
を提供することにある。
た、大容量の溶融金属槽を必要としない溶融金属めっき
装置であって、さらにロールの交換無しに均一なめっき
が長時間にわたって連続して可能な溶融金属めっき装置
を提供することにある。
【００１０】本願発明のロールは、上記溶融金属めっき
装置に限らず、溶融金属との濡れ性と耐食性を同時に要
求される装置の部品として適用が可能である。
装置に限らず、溶融金属との濡れ性と耐食性を同時に要
求される装置の部品として適用が可能である。
【００１１】更に本発明の目的は、溶融金属との濡れ性
が良く、かつ溶融金属に侵されにくい特性を兼ね備えた
溶融金属めっき装置の軸と軸受けの接触部や、ロールと
サイドプレートの接触部等の摺動面の部品及び溶融金属
を移送する際に溶融金属の移送抵抗を少なくすると同時
に摺動抵抗の少ない部品を提供することにある。
が良く、かつ溶融金属に侵されにくい特性を兼ね備えた
溶融金属めっき装置の軸と軸受けの接触部や、ロールと
サイドプレートの接触部等の摺動面の部品及び溶融金属
を移送する際に溶融金属の移送抵抗を少なくすると同時
に摺動抵抗の少ない部品を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の特徴は、ロール本体が金属からなる
ロールの表面に、該金属中に含まれる元素と化学的に結
合可能な第１の元素を拡散させた第１層と、第１層の表
面に、該第１の元素とは異なる第２の元素を拡散させた
第２層とを備えることである。
め、本発明の第１の特徴は、ロール本体が金属からなる
ロールの表面に、該金属中に含まれる元素と化学的に結
合可能な第１の元素を拡散させた第１層と、第１層の表
面に、該第１の元素とは異なる第２の元素を拡散させた
第２層とを備えることである。
【００１３】ロール本体の金属としては、鉄を主成分と
する材料が好ましい。具体的には構造用炭素鋼，ステン
レス鋼等の鋼が好ましい。ロール本体に第１の元素を拡
散する方法としては、拡散する元素を含む粉末中にロー
ルを埋設し加熱する方法，該粉末に有機バインダーを添
加したペーストをロール表面に塗布し加熱する方法，塩
浴中にロールを埋設し加熱する方法などの他に、イオン
打ち込み，ガス拡散，溶射等の各種の方法を用いること
ができる。第２の元素を拡散させる方法としては高温大
気中での加熱の他に、イオン打ち込み，ガス拡散などの
方法があり、それらの方法を用いて製造することができ
る。
する材料が好ましい。具体的には構造用炭素鋼，ステン
レス鋼等の鋼が好ましい。ロール本体に第１の元素を拡
散する方法としては、拡散する元素を含む粉末中にロー
ルを埋設し加熱する方法，該粉末に有機バインダーを添
加したペーストをロール表面に塗布し加熱する方法，塩
浴中にロールを埋設し加熱する方法などの他に、イオン
打ち込み，ガス拡散，溶射等の各種の方法を用いること
ができる。第２の元素を拡散させる方法としては高温大
気中での加熱の他に、イオン打ち込み，ガス拡散などの
方法があり、それらの方法を用いて製造することができ
る。
【００１４】第１と第２の層を設けるのは、それぞれの
層に異なる特性を与えるためである。特に、溶融金属め
っき装置用のロールとして、上記ロールを用いる場合
は、第１の層は溶融金属に侵されにくい層、すなわち溶
融金属と反応しない物質の層とし、第２の層は、溶融金
属と濡れ性の良い層、すなわち溶融金属と反応する物質
の層とすることが好ましい。
層に異なる特性を与えるためである。特に、溶融金属め
っき装置用のロールとして、上記ロールを用いる場合
は、第１の層は溶融金属に侵されにくい層、すなわち溶
融金属と反応しない物質の層とし、第２の層は、溶融金
属と濡れ性の良い層、すなわち溶融金属と反応する物質
の層とすることが好ましい。
【００１５】第１の層，第２の層が、それぞれ同じ金属
元素の異なる化合物、例えば第１層がホウ化鉄，第２層
が酸化鉄からなるように構成することがロールの製造プ
ロセス上もっとも簡便である。
元素の異なる化合物、例えば第１層がホウ化鉄，第２層
が酸化鉄からなるように構成することがロールの製造プ
ロセス上もっとも簡便である。
【００１６】上記構成により、第１の層，第２の層とロ
ール本体の各層間の結合強度が大きく、層の剥離などが
生じる可能性が低く、かつ例えば溶融金属めっき装置の
ロールとして用いた場合、ロール寿命が長く、かつ均一
なめっきが可能なロールが提供できる。
ール本体の各層間の結合強度が大きく、層の剥離などが
生じる可能性が低く、かつ例えば溶融金属めっき装置の
ロールとして用いた場合、ロール寿命が長く、かつ均一
なめっきが可能なロールが提供できる。
【００１７】第１の発明において、第１の元素が、ホウ
素，炭素，窒素，硫黄，珪素，リンであることが好まし
い。
素，炭素，窒素，硫黄，珪素，リンであることが好まし
い。
【００１８】これらの元素は、金属元素などに比べて容
易に拡散処理が可能であり、かつこれらの元素と鉄の化
合物は、融点も比較的高く、化学的に安定なものが多い
からである。
易に拡散処理が可能であり、かつこれらの元素と鉄の化
合物は、融点も比較的高く、化学的に安定なものが多い
からである。
【００１９】第１の発明において、第２の元素が酸素で
あることが好ましい。
あることが好ましい。
【００２０】第１の発明において、第１層が鉄とホウ素
の化合物であり、前記第２層が鉄の酸化物であることが
より望ましい。
の化合物であり、前記第２層が鉄の酸化物であることが
より望ましい。
【００２１】本発明の第２の特徴は、ロール本体が金属
からなるロールの表面に、該金属中に含まれる元素と化
学的に結合可能な第１の元素を拡散させた第１層と、第
１層の表面を酸化，酸化・還元、または還元した第２層
とを備えることである。
からなるロールの表面に、該金属中に含まれる元素と化
学的に結合可能な第１の元素を拡散させた第１層と、第
１層の表面を酸化，酸化・還元、または還元した第２層
とを備えることである。
【００２２】酸化，酸化・還元、または還元処理はガス
雰囲気中で加熱することによって、比較的容易に実施可
能である。層間が明確でなく、連続的に変化しているた
め、層間の結合力が大きい。上記はロール以外に溶融金
属めっき装置の摺動する部品、例えばロールの軸と軸受
けとの摺動部、ロールとサイドプレートとの摺動部及び
溶融金属を移送に必要な部品に適用することができる。
雰囲気中で加熱することによって、比較的容易に実施可
能である。層間が明確でなく、連続的に変化しているた
め、層間の結合力が大きい。上記はロール以外に溶融金
属めっき装置の摺動する部品、例えばロールの軸と軸受
けとの摺動部、ロールとサイドプレートとの摺動部及び
溶融金属を移送に必要な部品に適用することができる。
【００２３】本発明の第３の特徴は、連続金属鋼板を下
方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで回
転する双ロールを備え、該双ロールを回転させながら、
該双ロールの間隙に溶融金属を供給することにより、該
金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっきを施す
連続溶融金属めっき装置において、前記双ロールが、ロ
ール本体が金属からなるロールの表面に、該金属中に含
まれる元素と化学的に結合可能な第１の元素を拡散させ
た第１層と、第１層の表面に、該第１の元素とは異なる
第２の元素を拡散させた第２層とを備えることである。
上記構成のめっき装置は、溶融金属をロール表面に保持
することが、均一なめっきを施すためには必要である。
上記構成のロールを用いることによって、第２層は、溶
融金属と濡れることによって、溶融金属を保持しなが
ら、かつ第１層が溶融金属がロール本体を溶損するのを
防止する。
方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで回
転する双ロールを備え、該双ロールを回転させながら、
該双ロールの間隙に溶融金属を供給することにより、該
金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっきを施す
連続溶融金属めっき装置において、前記双ロールが、ロ
ール本体が金属からなるロールの表面に、該金属中に含
まれる元素と化学的に結合可能な第１の元素を拡散させ
た第１層と、第１層の表面に、該第１の元素とは異なる
第２の元素を拡散させた第２層とを備えることである。
上記構成のめっき装置は、溶融金属をロール表面に保持
することが、均一なめっきを施すためには必要である。
上記構成のロールを用いることによって、第２層は、溶
融金属と濡れることによって、溶融金属を保持しなが
ら、かつ第１層が溶融金属がロール本体を溶損するのを
防止する。
【００２４】これにより、長寿命かつ均一なめっきがで
きる連続溶融金属めっき装置が提供できる。
きる連続溶融金属めっき装置が提供できる。
【００２５】本発明の第４の特徴は、ロールの製造方法
において、ロール本体が金属からなるロールを、ロール
表面に拡散する第１の元素を主成分とする粉末中に埋設
して加熱し、該ロール表面に第１の元素を拡散させた第
１層を形成する工程，該第１層が形成されたロールを酸
化性雰囲気中で加熱して、該ロール表面に酸化層を形成
する工程、を含むことを特徴とすることである。
において、ロール本体が金属からなるロールを、ロール
表面に拡散する第１の元素を主成分とする粉末中に埋設
して加熱し、該ロール表面に第１の元素を拡散させた第
１層を形成する工程，該第１層が形成されたロールを酸
化性雰囲気中で加熱して、該ロール表面に酸化層を形成
する工程、を含むことを特徴とすることである。
【００２６】本発明の第５の特徴は、ロールの製造方法
において、ロール本体が金属からなるロールを、ロール
の表面に拡散する第１の元素を主成分とする粉末中に埋
設して加熱し、該ロール表面に第１の元素を拡散させた
第１層を形成する工程，該第１層が形成されたロール表
面に、前記ロール本体を構成する金属とは異なる第２の
金属を付着させる工程，該第２の金属を加熱して、該ロ
ール表面に該第２の金属と該第１層との反応層を形成す
る工程、を含むことである。
において、ロール本体が金属からなるロールを、ロール
の表面に拡散する第１の元素を主成分とする粉末中に埋
設して加熱し、該ロール表面に第１の元素を拡散させた
第１層を形成する工程，該第１層が形成されたロール表
面に、前記ロール本体を構成する金属とは異なる第２の
金属を付着させる工程，該第２の金属を加熱して、該ロ
ール表面に該第２の金属と該第１層との反応層を形成す
る工程、を含むことである。
【００２７】本発明の第６の特徴は、連続金属鋼板を下
方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで回
転する双ロールを備え、該双ロールを回転させながら、
該双ロールの間隙に溶融金属を供給することにより、該
金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっきを施す
連続溶融金属めっき装置の運転方法において、前記双ロ
ールが、ロール本体が金属からなるロールの表面に、該
金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元素
を拡散させた第１層と、第１層の表面に、該第１の元素
とは異なる第２の元素を拡散させた第２層とを備え、か
つ該ロールに前記溶融金属を接触させる直前に、該ロー
ル表面を加熱により還元することである。
方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで回
転する双ロールを備え、該双ロールを回転させながら、
該双ロールの間隙に溶融金属を供給することにより、該
金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっきを施す
連続溶融金属めっき装置の運転方法において、前記双ロ
ールが、ロール本体が金属からなるロールの表面に、該
金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元素
を拡散させた第１層と、第１層の表面に、該第１の元素
とは異なる第２の元素を拡散させた第２層とを備え、か
つ該ロールに前記溶融金属を接触させる直前に、該ロー
ル表面を加熱により還元することである。
【００２８】ロールに前記溶融金属を接触させる直前に
加熱するのは、一旦還元しても、そのまま長時間放置す
ると、酸化されて元に戻ってしまう可能性があるからで
ある。
加熱するのは、一旦還元しても、そのまま長時間放置す
ると、酸化されて元に戻ってしまう可能性があるからで
ある。
【００２９】酸化されにくい第１層成分の場合は、ロー
ル製造時に還元し、そのまま保管することもできる。直
前とは、酸化され元に戻ってしまう時間以内にという意
味である。
ル製造時に還元し、そのまま保管することもできる。直
前とは、酸化され元に戻ってしまう時間以内にという意
味である。
【００３０】本発明の第７の特徴は、連続金属鋼板を下
方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで回
転する双ロールを備え、該双ロールを回転させながら、
該双ロールの間隙に溶融金属を供給することにより、該
金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっきを施す
連続溶融金属めっき装置の運転方法において、前記双ロ
ールが、ロール本体が金属からなるロールの表面に、該
金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元素
を拡散させた第１層と、第１層の表面に、該第１の元素
とは異なる第２の元素を拡散させた第２層とを備え、か
つ該ロールに前記溶融金属を接触させる直前に、該ロー
ル表面に還元性の薬剤を付着させることである。
方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで回
転する双ロールを備え、該双ロールを回転させながら、
該双ロールの間隙に溶融金属を供給することにより、該
金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっきを施す
連続溶融金属めっき装置の運転方法において、前記双ロ
ールが、ロール本体が金属からなるロールの表面に、該
金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元素
を拡散させた第１層と、第１層の表面に、該第１の元素
とは異なる第２の元素を拡散させた第２層とを備え、か
つ該ロールに前記溶融金属を接触させる直前に、該ロー
ル表面に還元性の薬剤を付着させることである。
【００３１】本発明の第８の特徴は、溶融金属めっき装
置の軸と軸受の接触部や、ロールとサイドプレートの接
触部等の摺動面の部品及び溶融金属を移送する際に溶融
金属が接触する部品本体が金属からなる部品の製造方法
において、該部品の表面に拡散する第１の元素を主成分
とする粉末中に埋設して加熱し、該部品の表面に第１の
元素を拡散させた第１層を形成する工程，該第１層が形
成された部品の表面に、前記部品本体を構成する金属と
は異なる第２の金属を付着させる工程，該第２の金属を
加熱して、該部品の表面に該第２の金属と該第１層との
反応層を形成する工程、を含むことである。
置の軸と軸受の接触部や、ロールとサイドプレートの接
触部等の摺動面の部品及び溶融金属を移送する際に溶融
金属が接触する部品本体が金属からなる部品の製造方法
において、該部品の表面に拡散する第１の元素を主成分
とする粉末中に埋設して加熱し、該部品の表面に第１の
元素を拡散させた第１層を形成する工程，該第１層が形
成された部品の表面に、前記部品本体を構成する金属と
は異なる第２の金属を付着させる工程，該第２の金属を
加熱して、該部品の表面に該第２の金属と該第１層との
反応層を形成する工程、を含むことである。
【００３２】本発明の第９の特徴は、連続金属鋼板を下
方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで回
転する双ロールを備え、該双ロールを回転させながら、
該双ロールの間隙に溶融金属を供給することにより、該
金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっきを施す
連続溶融金属めっき装置の運転方法において、溶融金属
めっき装置の軸と軸受の接触部や、ロールとサイドプレ
ートの接触部等の摺動面の部品及び溶融金属を移送する
際に溶融金属が接触する部品の表面に、該金属中に含ま
れる元素と化学的に結合可能な第１の元素を拡散させた
第１層と、第１層の表面に、該第１の元素とは異なる第
２の元素を拡散させた第２層とを備え、かつ該部品に前
記溶融金属を接触させる直前に、該部品の表面を加熱に
より還元することである。
方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで回
転する双ロールを備え、該双ロールを回転させながら、
該双ロールの間隙に溶融金属を供給することにより、該
金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっきを施す
連続溶融金属めっき装置の運転方法において、溶融金属
めっき装置の軸と軸受の接触部や、ロールとサイドプレ
ートの接触部等の摺動面の部品及び溶融金属を移送する
際に溶融金属が接触する部品の表面に、該金属中に含ま
れる元素と化学的に結合可能な第１の元素を拡散させた
第１層と、第１層の表面に、該第１の元素とは異なる第
２の元素を拡散させた第２層とを備え、かつ該部品に前
記溶融金属を接触させる直前に、該部品の表面を加熱に
より還元することである。
【００３３】本発明の第１０の特徴は、連続金属鋼板を
下方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで
回転する双ロールを備え、該双ロールを回転させなが
ら、該双ロールの間隙に溶融金属を供給することによ
り、該金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっき
を施す連続溶融金属めっき装置の運転方法において、溶
融金属めっき装置の軸と軸受の接触部や、ロールとサイ
ドプレートの接触部等の摺動面の部品及び溶融金属を移
送する際に溶融金属が接触する部品の表面に、該金属中
に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元素を拡散
させた第１層と、第１層の表面に、該第１の元素とは異
なる第２の元素を拡散させた第２層とを備え、かつ該部
品に前記溶融金属を接触させる直前に、該部品の表面に
還元性の薬剤を付着させることである。
下方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで
回転する双ロールを備え、該双ロールを回転させなが
ら、該双ロールの間隙に溶融金属を供給することによ
り、該金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっき
を施す連続溶融金属めっき装置の運転方法において、溶
融金属めっき装置の軸と軸受の接触部や、ロールとサイ
ドプレートの接触部等の摺動面の部品及び溶融金属を移
送する際に溶融金属が接触する部品の表面に、該金属中
に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元素を拡散
させた第１層と、第１層の表面に、該第１の元素とは異
なる第２の元素を拡散させた第２層とを備え、かつ該部
品に前記溶融金属を接触させる直前に、該部品の表面に
還元性の薬剤を付着させることである。
【００３４】本発明の第１１の特徴は、連続金属鋼板を
下方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで
回転する双ロールを備え、該双ロールを回転させなが
ら、該双ロールの間隙に溶融金属を供給することによ
り、該金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっき
を施す連続溶融金属めっき装置において、溶融金属めっ
き装置の軸と軸受の接触部や、ロールとサイドプレート
の接触部等の摺動面の部品の表面の少なくとも一方を炭
素、または炭素と炭素繊維の焼結体としたことである。
下方から上方に向け連続的に通過させる通板路を挟んで
回転する双ロールを備え、該双ロールを回転させなが
ら、該双ロールの間隙に溶融金属を供給することによ
り、該金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっき
を施す連続溶融金属めっき装置において、溶融金属めっ
き装置の軸と軸受の接触部や、ロールとサイドプレート
の接触部等の摺動面の部品の表面の少なくとも一方を炭
素、または炭素と炭素繊維の焼結体としたことである。
【００３５】また、本発明の部品は、連続的に鋼帯表面
に溶融金属めっきを施すめっき装置において、鋼帯の進
行方向に対して垂直方向に該鋼帯を介して対向するロー
ル対を有し、前記ロール対と前記鋼帯間の空間に溶融金
属を連続的に供給することで該空間の溶融金属溜りを形
成し、鋼帯を該溶融金属溜りを通過させることにより、
鋼帯表面に連続的にめっきを施すめっき装置に使用す
る、溶融金属との接触界面で溶融金属の移送または、部
品同士の摺動を伴った部品において部品の表面を摩擦係
数が低く、しかも溶融金属によって溶損されない材料で
構成したことを特徴とする連続溶融金属めっき装置用部
品である。
に溶融金属めっきを施すめっき装置において、鋼帯の進
行方向に対して垂直方向に該鋼帯を介して対向するロー
ル対を有し、前記ロール対と前記鋼帯間の空間に溶融金
属を連続的に供給することで該空間の溶融金属溜りを形
成し、鋼帯を該溶融金属溜りを通過させることにより、
鋼帯表面に連続的にめっきを施すめっき装置に使用す
る、溶融金属との接触界面で溶融金属の移送または、部
品同士の摺動を伴った部品において部品の表面を摩擦係
数が低く、しかも溶融金属によって溶損されない材料で
構成したことを特徴とする連続溶融金属めっき装置用部
品である。
【００３６】この連続溶融金属めっき装置用部品は、溶
融金属との接触する部品の表面をほう化鉄に転化しても
よい。
融金属との接触する部品の表面をほう化鉄に転化しても
よい。
【００３７】さらに、連続溶融金属めっき装置用部品と
しては、少なくとも内面をほう化鉄に転化した溶融金属
移送用パイプも含む。
しては、少なくとも内面をほう化鉄に転化した溶融金属
移送用パイプも含む。
【００３８】さらに、この連続溶融金属めっき装置用部
品は、溶融金属に接触し摺動する部分の表面層は、母材
の上には溶融金属と反応しない材質で構成された第１層
と、該第１層の表面に溶融金属と反応する組成を有する
第２層が存在する構成でもよい。
品は、溶融金属に接触し摺動する部分の表面層は、母材
の上には溶融金属と反応しない材質で構成された第１層
と、該第１層の表面に溶融金属と反応する組成を有する
第２層が存在する構成でもよい。
【００３９】さらに、この連続溶融金属めっき装置用部
品は、第１層はほう化鉄であり、第２層は第１層を酸
化，酸化・還元，還元した層、または溶融金属中に存在
する金属元素との化合物であってもよい。また、この場
合、少なくとも片方の部品の表面が、処理されていても
よい。この場合、部品がロールまたはサイドプレートの
摺動面を構成する部品であってもよい。また、部品とし
て、溶融金属に接触し摺動する部分の表面層が溶融金属
と反応せず、しかも固体潤滑性を有する材料で構成され
ていてもよい。具体的には、表層部が炭素または、炭素
と炭素繊維の複合焼結体で構成されることが望ましい。
また、表層部の炭素または、炭素と炭素繊維の複合焼結
体は分割構造であってもよい。
品は、第１層はほう化鉄であり、第２層は第１層を酸
化，酸化・還元，還元した層、または溶融金属中に存在
する金属元素との化合物であってもよい。また、この場
合、少なくとも片方の部品の表面が、処理されていても
よい。この場合、部品がロールまたはサイドプレートの
摺動面を構成する部品であってもよい。また、部品とし
て、溶融金属に接触し摺動する部分の表面層が溶融金属
と反応せず、しかも固体潤滑性を有する材料で構成され
ていてもよい。具体的には、表層部が炭素または、炭素
と炭素繊維の複合焼結体で構成されることが望ましい。
また、表層部の炭素または、炭素と炭素繊維の複合焼結
体は分割構造であってもよい。
【００４０】
【発明の実施の形態】図１に、ロールコーティングめっ
き法及びそれに用いられる連続溶融金属めっき装置の概
要を示す。鋼板１の進行方向に対して垂直方向に対向す
る一対のめっきロール３と溶融金属バス１６から溢れた
溶融金属をめっきロール３の上面を経由して回収する溶
融金属受け皿５とから構成され、溶融金属循環ポット１
４で溶解した溶融金属を溶融金属供給用ポンプ１５で溶
融金属供給用配管２０を介してめっきロール３と鋼板１
の空間に連続的に溶融金属を供給し、本空間に形成した
溶融金属バス１６により鋼板１の表面に溶融金属めっき
を行うものである。連続した金属鋼板１（図１では、一
部省略してある。）を下方から上方に向け連続的に通過
させる通板路を挟んで回転する双ロール（一対のめっき
ロール３ともいう。）を備え、該双ロールを回転させな
がら、該双ロールの間隙に溶融金属を供給することによ
り、該金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっき
を施す。連続した金属鋼板を鋼帯ともいう。鋼帯の進行
方向に対して垂直方向に該鋼帯を介して対向する一対の
めっきロール３を有し、前記ロール対と前記鋼帯間の空
間に溶融金属を連続的に供給することで該空間の溶融金
属溜りを形成し、鋼帯を該溶融金属溜りを通過させるこ
とにより、めっきが施される。鋼板１は、めっきロール
３の胴端部には溶融金属がロールの両側からもれないよ
うに上サイドプレート６が設けられ、溶融金属バス１６
から溢れた溶融金属はめっきロール３の上面を経由して
溶融金属受け皿５で回収される。溶融金属受け皿５上の
回収溶融金属１７の液面レベルがめっきロール３の下部
の一部と鋼板１の板幅外でめっきロール３の下部に設置
した下サイドプレート７の一部が回収溶融金属１７に浸
漬するように制御することで、めっきロール３の上部空
間と雰囲気を遮断し、無酸化雰囲気としている。また、
不活性ガス噴射ノズル９でアルゴンガスまたは窒素ガス
を噴射し、サイド溶融金属受け皿８で回収することで、
めっきロール３と鋼板１の板幅外からの溶融金属の漏れ
を防止している。更に、溶融金属受け皿５の下部には無
酸化雰囲気のスナウト１３から続くチャンバー１２を設
置し、チャンバー１２内には鋼板１の進行方向を垂直上
向きに変えるデフレクターロール１１が設置されてい
る。ここでデフレクターロール１１の上部には鋼板１の
曲げ矯正を行うホットレベラー１０を配置したが、これ
は必ずしも必要なものではない。また、図中の矢印の方
向への流れで示されるように、溶融金属受け皿５及びサ
イド溶融金属受け皿８で回収した溶融金属は溶融金属回
収用配管１８を介して溶融金属循環ポット１４へ戻され
る。ここで溶融金属回収用配管１８の途中に酸化ドロス
等のドロスを分解するドロス回収装置１９を設置した。
ドロス回収装置１９を通過した溶融金属２１は溶融金属
循環ポット１４に入り、溶融金属供給用ポンプ１５によ
り溶融金属供給用配管２０を通って溶融金属バス１６に
供給される。また、鋼板１のめっき厚みは、めっき厚み
調整用スプレー２で調整される。
き法及びそれに用いられる連続溶融金属めっき装置の概
要を示す。鋼板１の進行方向に対して垂直方向に対向す
る一対のめっきロール３と溶融金属バス１６から溢れた
溶融金属をめっきロール３の上面を経由して回収する溶
融金属受け皿５とから構成され、溶融金属循環ポット１
４で溶解した溶融金属を溶融金属供給用ポンプ１５で溶
融金属供給用配管２０を介してめっきロール３と鋼板１
の空間に連続的に溶融金属を供給し、本空間に形成した
溶融金属バス１６により鋼板１の表面に溶融金属めっき
を行うものである。連続した金属鋼板１（図１では、一
部省略してある。）を下方から上方に向け連続的に通過
させる通板路を挟んで回転する双ロール（一対のめっき
ロール３ともいう。）を備え、該双ロールを回転させな
がら、該双ロールの間隙に溶融金属を供給することによ
り、該金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっき
を施す。連続した金属鋼板を鋼帯ともいう。鋼帯の進行
方向に対して垂直方向に該鋼帯を介して対向する一対の
めっきロール３を有し、前記ロール対と前記鋼帯間の空
間に溶融金属を連続的に供給することで該空間の溶融金
属溜りを形成し、鋼帯を該溶融金属溜りを通過させるこ
とにより、めっきが施される。鋼板１は、めっきロール
３の胴端部には溶融金属がロールの両側からもれないよ
うに上サイドプレート６が設けられ、溶融金属バス１６
から溢れた溶融金属はめっきロール３の上面を経由して
溶融金属受け皿５で回収される。溶融金属受け皿５上の
回収溶融金属１７の液面レベルがめっきロール３の下部
の一部と鋼板１の板幅外でめっきロール３の下部に設置
した下サイドプレート７の一部が回収溶融金属１７に浸
漬するように制御することで、めっきロール３の上部空
間と雰囲気を遮断し、無酸化雰囲気としている。また、
不活性ガス噴射ノズル９でアルゴンガスまたは窒素ガス
を噴射し、サイド溶融金属受け皿８で回収することで、
めっきロール３と鋼板１の板幅外からの溶融金属の漏れ
を防止している。更に、溶融金属受け皿５の下部には無
酸化雰囲気のスナウト１３から続くチャンバー１２を設
置し、チャンバー１２内には鋼板１の進行方向を垂直上
向きに変えるデフレクターロール１１が設置されてい
る。ここでデフレクターロール１１の上部には鋼板１の
曲げ矯正を行うホットレベラー１０を配置したが、これ
は必ずしも必要なものではない。また、図中の矢印の方
向への流れで示されるように、溶融金属受け皿５及びサ
イド溶融金属受け皿８で回収した溶融金属は溶融金属回
収用配管１８を介して溶融金属循環ポット１４へ戻され
る。ここで溶融金属回収用配管１８の途中に酸化ドロス
等のドロスを分解するドロス回収装置１９を設置した。
ドロス回収装置１９を通過した溶融金属２１は溶融金属
循環ポット１４に入り、溶融金属供給用ポンプ１５によ
り溶融金属供給用配管２０を通って溶融金属バス１６に
供給される。また、鋼板１のめっき厚みは、めっき厚み
調整用スプレー２で調整される。
【００４１】溶融金属めっき装置に用いられる部品のう
ちでめっき浴と鋼板に接触しながら回転しているめっき
ロールの胴部では溶損及び摩耗が多い。溶損や摩耗が進
むと鋼板の走行中にロールと鋼板の間隙が定まらず安定
した作業ができなくなる。従って、浴中部品の溶損や摩
耗を防止することは連続的にめっき作業を行うための重
要な課題であり、セラミックスの如く溶融金属と濡れな
い材料が適している。一方、ロールコーティング方式で
は、めっき作業を従来のめっき浴中で行うのと異なり、
めっき浴をロール表面が移送することにより行うのでロ
ールと溶融金属は濡れることが必要であり、溶融金属に
対する溶損性に優れ、しかも濡れるという相反する性質
を兼ね備えたロールが必要になる。めっきロールは、一
般に大型でありロール全体をセラミックスで作ることは
経済的でないので表面の必要な部分のみをセラミックス
化することでこの目的は達成される。本発明の方法を適
用するに当たってロールの母材の材質を限定するもので
はなく表面処理が可能な範囲であれば一般に用いられて
いる鉄鋼材料で良い。またセラミックスの材質について
も溶融金属に対する溶損性に優れ、しかも濡れる材質で
あれば特に限定する必要はない。
ちでめっき浴と鋼板に接触しながら回転しているめっき
ロールの胴部では溶損及び摩耗が多い。溶損や摩耗が進
むと鋼板の走行中にロールと鋼板の間隙が定まらず安定
した作業ができなくなる。従って、浴中部品の溶損や摩
耗を防止することは連続的にめっき作業を行うための重
要な課題であり、セラミックスの如く溶融金属と濡れな
い材料が適している。一方、ロールコーティング方式で
は、めっき作業を従来のめっき浴中で行うのと異なり、
めっき浴をロール表面が移送することにより行うのでロ
ールと溶融金属は濡れることが必要であり、溶融金属に
対する溶損性に優れ、しかも濡れるという相反する性質
を兼ね備えたロールが必要になる。めっきロールは、一
般に大型でありロール全体をセラミックスで作ることは
経済的でないので表面の必要な部分のみをセラミックス
化することでこの目的は達成される。本発明の方法を適
用するに当たってロールの母材の材質を限定するもので
はなく表面処理が可能な範囲であれば一般に用いられて
いる鉄鋼材料で良い。またセラミックスの材質について
も溶融金属に対する溶損性に優れ、しかも濡れる材質で
あれば特に限定する必要はない。
【００４２】以下に本発明の実施例を記載する。
【００４３】（実施例１）本実施例では、効果を確認す
るために、ロールに相当するものとして、構造用炭素鋼
（Ｓ４５Ｃ）を外直径６０mm，内直径４２mm，幅２０mm
の円筒状に加工した後、炭化硼素を主成分とした硼化処
理粉末に埋没し、アルゴンガス雰囲気中で９００℃の温
度に１０時間保持してガス化した硼素を鉄鋼中に拡散さ
せ、表面に硼化鉄セラミックス膜を生成した試験片を製
作した。
るために、ロールに相当するものとして、構造用炭素鋼
（Ｓ４５Ｃ）を外直径６０mm，内直径４２mm，幅２０mm
の円筒状に加工した後、炭化硼素を主成分とした硼化処
理粉末に埋没し、アルゴンガス雰囲気中で９００℃の温
度に１０時間保持してガス化した硼素を鉄鋼中に拡散さ
せ、表面に硼化鉄セラミックス膜を生成した試験片を製
作した。
【００４４】図２にロール表面近傍の硬さを調べた結果
を示す。図２の縦軸は、マイクロビッカース硬さを示
す。図２の横軸はロール表面からの距離を示す。図２よ
り硬さは表面で最も硬く、内部に進むにつれて低下し表
面から約１５０μｍでは母材の硬さになっていることが
わかる。これは、硼素が拡散浸入した深さが表面から約
１５０μｍでありこの部分に母材と異なる新しい組成の
化合物が生成されたものと考えられる。Ｘ線回折により
化合物層を調べた結果、鉄と硼素の化合物ができている
ことが分かった。すなわち、表面にはＦｅＢとＦｅ2Ｂ
が混在し、内部に進むにつれてＦｅＢは少なくなりＦｅ
2Ｂ のみになった。また、表面から１５０μｍ内部では
母材のα−Ｆｅのみとなっていた。
を示す。図２の縦軸は、マイクロビッカース硬さを示
す。図２の横軸はロール表面からの距離を示す。図２よ
り硬さは表面で最も硬く、内部に進むにつれて低下し表
面から約１５０μｍでは母材の硬さになっていることが
わかる。これは、硼素が拡散浸入した深さが表面から約
１５０μｍでありこの部分に母材と異なる新しい組成の
化合物が生成されたものと考えられる。Ｘ線回折により
化合物層を調べた結果、鉄と硼素の化合物ができている
ことが分かった。すなわち、表面にはＦｅＢとＦｅ2Ｂ
が混在し、内部に進むにつれてＦｅＢは少なくなりＦｅ
2Ｂ のみになった。また、表面から１５０μｍ内部では
母材のα−Ｆｅのみとなっていた。
【００４５】（実施例２）実施例１で用いた表面に硼化
鉄セラミックス膜を形成した試験片を、４７０℃に保持
した亜鉛めっき浴中で周速２０ｍ／min で回転し、１０
０時間保持した後の亜鉛めっき浴による表面の濡れと溶
損を調べた。その結果、試験後の試験片の表面には亜鉛
めっき浴の付着，溶損共に観察されなかった。
鉄セラミックス膜を形成した試験片を、４７０℃に保持
した亜鉛めっき浴中で周速２０ｍ／min で回転し、１０
０時間保持した後の亜鉛めっき浴による表面の濡れと溶
損を調べた。その結果、試験後の試験片の表面には亜鉛
めっき浴の付着，溶損共に観察されなかった。
【００４６】また、比較例として表面に硼化鉄セラミッ
クス膜を形成する前の試験片を用いて同様の試験をした
結果、試験片の直径は２５時間で０.６４mm ，５０時間
で０.９０mm，７５時間で１.１４mm，１００時間で１.
３２mm 減少し、表面には鉄−亜鉛の反応層が見られ、
表面に硼化鉄セラミックス膜を形成した試験片が亜鉛め
っき浴に対して安定であることが確認された。
クス膜を形成する前の試験片を用いて同様の試験をした
結果、試験片の直径は２５時間で０.６４mm ，５０時間
で０.９０mm，７５時間で１.１４mm，１００時間で１.
３２mm 減少し、表面には鉄−亜鉛の反応層が見られ、
表面に硼化鉄セラミックス膜を形成した試験片が亜鉛め
っき浴に対して安定であることが確認された。
【００４７】図３（ａ）に比較例の試験片の表面の断面
の走査型電子顕微鏡写真を示す。セラミック層と亜鉛の
間には明瞭な界面が存在し、濡れ性が悪いことがわか
る。亜鉛の上方の樹脂は、観察用の試験片を埋め込んだ
樹脂である。図３（ｂ）に実施例の試験片の表面の断面
の走査型電子顕微鏡写真を示す。セラミック層と亜鉛の
間には明瞭な界面が見えず、良好な濡れ性を有すること
がわかる。
の走査型電子顕微鏡写真を示す。セラミック層と亜鉛の
間には明瞭な界面が存在し、濡れ性が悪いことがわか
る。亜鉛の上方の樹脂は、観察用の試験片を埋め込んだ
樹脂である。図３（ｂ）に実施例の試験片の表面の断面
の走査型電子顕微鏡写真を示す。セラミック層と亜鉛の
間には明瞭な界面が見えず、良好な濡れ性を有すること
がわかる。
【００４８】（実施例３）実施例１で表面に硼化鉄セラ
ミックス膜を形成した試験片を３５０℃の大気雰囲気炉
に入れ５時間保持し表面層を酸化した。酸化処理した試
験片を４７０℃に保持した亜鉛めっき浴中で周速２０ｍ
／min で回転し、１００時間保持した後の亜鉛めっき浴
による表面の濡れと溶損を調べた。その結果、試験片の
表面には亜鉛めっき浴の付着が認められるが、溶損は観
察されなかった。酸化処理した試験片の表面層を試験前
にＸ線回折により調べた結果、表面から約５０μｍまで
のＦｅＢの割合の多い比較的ポーラスな部分ではＦｅ3
Ｏ4とＢ2Ｏ3が観察されたが、それより内部ではＦｅ2Ｂ
でＦｅ3Ｏ4やＢ2Ｏ3は検出されなかった。試験後に亜
鉛めっき浴を除去した試験片の表面をＸ線回折により調
べた結果、ＺnＦe2Ｏ4なる化合物が存在することが分か
った。すなわち、試験前に表面を酸化することにより生
成したＦｅ3Ｏ4が試験中に亜鉛と反応してＺｎＦｅ2Ｏ4
化合物を生成することにより濡れが起こった。しかし、
表面層はここに述べた反応が起こるが、これはごく表面
のみに起こっており、内部にはＦｅ2Ｂ が骨格として存
在するので、それ以上は反応が進行せず溶損は進まなか
った。試験後における試験片表面近傍のＳＥＭ及びＥＤ
Ｘによる亜鉛の面分析結果、亜鉛は表面から約２０μｍ
までは高濃度に浸入していた。また、それより更に内部
の５０μｍまでは局部的に浸入が見られた。しかし、５
０μｍより内部への亜鉛の浸入はなかった。このよう
に、表面には亜鉛めっき浴が付着することにより、めっ
き浴の移送が可能となる。また、表面がポーラスとなっ
ているためにここに浸入した溶融金属は楔効果により定
着し易いのでめっき浴の移送には好都合に作用した。
ミックス膜を形成した試験片を３５０℃の大気雰囲気炉
に入れ５時間保持し表面層を酸化した。酸化処理した試
験片を４７０℃に保持した亜鉛めっき浴中で周速２０ｍ
／min で回転し、１００時間保持した後の亜鉛めっき浴
による表面の濡れと溶損を調べた。その結果、試験片の
表面には亜鉛めっき浴の付着が認められるが、溶損は観
察されなかった。酸化処理した試験片の表面層を試験前
にＸ線回折により調べた結果、表面から約５０μｍまで
のＦｅＢの割合の多い比較的ポーラスな部分ではＦｅ3
Ｏ4とＢ2Ｏ3が観察されたが、それより内部ではＦｅ2Ｂ
でＦｅ3Ｏ4やＢ2Ｏ3は検出されなかった。試験後に亜
鉛めっき浴を除去した試験片の表面をＸ線回折により調
べた結果、ＺnＦe2Ｏ4なる化合物が存在することが分か
った。すなわち、試験前に表面を酸化することにより生
成したＦｅ3Ｏ4が試験中に亜鉛と反応してＺｎＦｅ2Ｏ4
化合物を生成することにより濡れが起こった。しかし、
表面層はここに述べた反応が起こるが、これはごく表面
のみに起こっており、内部にはＦｅ2Ｂ が骨格として存
在するので、それ以上は反応が進行せず溶損は進まなか
った。試験後における試験片表面近傍のＳＥＭ及びＥＤ
Ｘによる亜鉛の面分析結果、亜鉛は表面から約２０μｍ
までは高濃度に浸入していた。また、それより更に内部
の５０μｍまでは局部的に浸入が見られた。しかし、５
０μｍより内部への亜鉛の浸入はなかった。このよう
に、表面には亜鉛めっき浴が付着することにより、めっ
き浴の移送が可能となる。また、表面がポーラスとなっ
ているためにここに浸入した溶融金属は楔効果により定
着し易いのでめっき浴の移送には好都合に作用した。
【００４９】（実施例４）実施例３と同様の方法で製作
した直径１００mm，長さ２００mmの模擬ロールを用いて
亜鉛めっき浴の移送実験を行った結果、安定した移送量
を確保するには２〜３時間の慣らし運転が必要であるこ
とが分かった。これは、Ｆｅ3Ｏ4とＺｎが反応してＺｎ
Ｆｅ2Ｏ4を生成し、表面のポーラスな部分が亜鉛めっき
浴で満たされ、その楔効果で十分な亜鉛めっき浴を移送
できるまでには慣らし運転時間が必要であった。しか
し、工業的にはより短時間で定常作業に移行できること
が要求される。そこでより反応速度を速めるためには表
面に生成したＦｅ3Ｏ4を還元し、Ｆｅとすることにより
Ｚｎとの反応を促進することができる。以下、その実施
例について述べる。
した直径１００mm，長さ２００mmの模擬ロールを用いて
亜鉛めっき浴の移送実験を行った結果、安定した移送量
を確保するには２〜３時間の慣らし運転が必要であるこ
とが分かった。これは、Ｆｅ3Ｏ4とＺｎが反応してＺｎ
Ｆｅ2Ｏ4を生成し、表面のポーラスな部分が亜鉛めっき
浴で満たされ、その楔効果で十分な亜鉛めっき浴を移送
できるまでには慣らし運転時間が必要であった。しか
し、工業的にはより短時間で定常作業に移行できること
が要求される。そこでより反応速度を速めるためには表
面に生成したＦｅ3Ｏ4を還元し、Ｆｅとすることにより
Ｚｎとの反応を促進することができる。以下、その実施
例について述べる。
【００５０】実施例３と同様の方法で製作した直径１０
０mm，長さ２００mmの模擬ロールを旋盤に回転可能なよ
うに取り付け、刃物台に幅２００mmのブタンガスバーナ
ーを取り付けた。ロールを回転しながら表面が約４５０
℃になるまで予熱した後、ロールの一部が４７０℃の溶
融亜鉛浴に接触するように溶融亜鉛の入ったパンをセッ
トし、ロールを２rpm で回転し、バーナーの還元炎部を
溶融亜鉛の表面に近いロールの表面に当たるように近づ
けてロール表面を還元処理した。還元処理されたロール
表面が酸化されないうちに溶融亜鉛中に浸漬した。この
ようにして処理したロールを用いて亜鉛めっき浴の移送
テストを行った結果、ロールの温度が浴温になると同時
に試験を開始したが、試験開始後直ちにめっき浴の移送
厚みは一定となり安定しており、その効果が確認でき
た。また、バーナーの還元炎を用いる替わりにＦｅ3Ｏ4
膜の表面に還元性の強いフラックスを塗布して同様の試
験を行ったが還元炎を用いたと同様の結果が得られた。
０mm，長さ２００mmの模擬ロールを旋盤に回転可能なよ
うに取り付け、刃物台に幅２００mmのブタンガスバーナ
ーを取り付けた。ロールを回転しながら表面が約４５０
℃になるまで予熱した後、ロールの一部が４７０℃の溶
融亜鉛浴に接触するように溶融亜鉛の入ったパンをセッ
トし、ロールを２rpm で回転し、バーナーの還元炎部を
溶融亜鉛の表面に近いロールの表面に当たるように近づ
けてロール表面を還元処理した。還元処理されたロール
表面が酸化されないうちに溶融亜鉛中に浸漬した。この
ようにして処理したロールを用いて亜鉛めっき浴の移送
テストを行った結果、ロールの温度が浴温になると同時
に試験を開始したが、試験開始後直ちにめっき浴の移送
厚みは一定となり安定しており、その効果が確認でき
た。また、バーナーの還元炎を用いる替わりにＦｅ3Ｏ4
膜の表面に還元性の強いフラックスを塗布して同様の試
験を行ったが還元炎を用いたと同様の結果が得られた。
【００５１】これにより、連続溶融金属めっき装置の部
品に溶融金属を接触させる直前に、該部品の表面を加熱
により還元することが望ましいことがわかる。また、溶
融金属めっき装置の部品に溶融金属を接触させる直前
に、該部品の表面に還元性の薬剤を付着させることが望
ましいことがわかる。
品に溶融金属を接触させる直前に、該部品の表面を加熱
により還元することが望ましいことがわかる。また、溶
融金属めっき装置の部品に溶融金属を接触させる直前
に、該部品の表面に還元性の薬剤を付着させることが望
ましいことがわかる。
【００５２】（実施例５）硼化鉄は熱力学的に溶融アル
ミと反応することが予測されたので実施例１で硼化鉄セ
ラミックス膜を形成した試料の表面に減圧プラズマ溶射
法により約１００μｍのアルミニウム膜を付け、ブタン
ガスバーナーの還元炎用いて加熱し、表面のアルミニウ
ムを溶融して硼化鉄と反応させ、硼化アルミニウムと鉄
に分解して試料を４７０℃に保持した亜鉛めっき浴中で
周速２０ｍ／min で回転し、１００時間保持した後の亜
鉛めっき浴による表面の濡れと溶損を調べた。その結
果、試験後の試験片の表面には亜鉛めっき浴の付着が認
められたが、溶損は観察されなかった。また、硼化鉄セ
ラミックス膜の表面を酸化した後、表面に亜鉛を溶射し
たものと同じ効果を示すことが分かった。
ミと反応することが予測されたので実施例１で硼化鉄セ
ラミックス膜を形成した試料の表面に減圧プラズマ溶射
法により約１００μｍのアルミニウム膜を付け、ブタン
ガスバーナーの還元炎用いて加熱し、表面のアルミニウ
ムを溶融して硼化鉄と反応させ、硼化アルミニウムと鉄
に分解して試料を４７０℃に保持した亜鉛めっき浴中で
周速２０ｍ／min で回転し、１００時間保持した後の亜
鉛めっき浴による表面の濡れと溶損を調べた。その結
果、試験後の試験片の表面には亜鉛めっき浴の付着が認
められたが、溶損は観察されなかった。また、硼化鉄セ
ラミックス膜の表面を酸化した後、表面に亜鉛を溶射し
たものと同じ効果を示すことが分かった。
【００５３】（実施例６）実施例３と同様の方法で直径
２００mm，胴長２３０mm，全長６５０mmのコーティング
ロールを製作した。次に、実施例４で説明したバーナー
の還元炎処理を行って、図１に示したロール構成のロー
ルコーティング方式の亜鉛めっきシミュレータを用いて
厚さ０.８mm ，幅２００mmの鋼板をライン速度３０ｍ／
min でめっきした。その結果、従来の大きなめっき浴槽
を用いたものと変わらない品質の亜鉛めっき鋼板が得ら
れた。また、この亜鉛めっきシミュレータを用いて１０
時間の間欠運転と９０時間の無負荷運転を行ったがロー
ル損傷は観察されなかった。 （実施例７）実施例３と同様の方法で製作した直径２０
０mm，胴長２３０mm，全長６５０mmのコーティングロー
ルと該ロールの胴端面で接触し、該ロールの回転に伴っ
て擦れ合うサイドプレートについても実施例３と同様の
方法で表面処理を行った。該ロール及び該サイドプレー
トを実施例６で用いたシミュレータに組み込み試験をし
た結果、ロールとサイドプレートの接触摺動部に摩耗は
見られず、振動などの異状現象もなかったことから低摩
擦で円滑な回転がなされたものと判断できる。また、サ
イドプレートに実施例４と同様に還元処理及び還元性の
フラックス塗布したものについても評価したが、同様の
結果が得られ、その効果が確認できた。更に、サイドプ
レートは、実施例１の処理のみとしての評価を行った
が、低摩擦・低摩耗性が得られた。しかしロール，サイ
ドプレート共に実施例１の処理のみとした場合には、ロ
ールとサイドプレートの接触摺動部に摩耗が見られ、振
動も発生し円滑な回転がなされなかった。
２００mm，胴長２３０mm，全長６５０mmのコーティング
ロールを製作した。次に、実施例４で説明したバーナー
の還元炎処理を行って、図１に示したロール構成のロー
ルコーティング方式の亜鉛めっきシミュレータを用いて
厚さ０.８mm ，幅２００mmの鋼板をライン速度３０ｍ／
min でめっきした。その結果、従来の大きなめっき浴槽
を用いたものと変わらない品質の亜鉛めっき鋼板が得ら
れた。また、この亜鉛めっきシミュレータを用いて１０
時間の間欠運転と９０時間の無負荷運転を行ったがロー
ル損傷は観察されなかった。 （実施例７）実施例３と同様の方法で製作した直径２０
０mm，胴長２３０mm，全長６５０mmのコーティングロー
ルと該ロールの胴端面で接触し、該ロールの回転に伴っ
て擦れ合うサイドプレートについても実施例３と同様の
方法で表面処理を行った。該ロール及び該サイドプレー
トを実施例６で用いたシミュレータに組み込み試験をし
た結果、ロールとサイドプレートの接触摺動部に摩耗は
見られず、振動などの異状現象もなかったことから低摩
擦で円滑な回転がなされたものと判断できる。また、サ
イドプレートに実施例４と同様に還元処理及び還元性の
フラックス塗布したものについても評価したが、同様の
結果が得られ、その効果が確認できた。更に、サイドプ
レートは、実施例１の処理のみとしての評価を行った
が、低摩擦・低摩耗性が得られた。しかしロール，サイ
ドプレート共に実施例１の処理のみとした場合には、ロ
ールとサイドプレートの接触摺動部に摩耗が見られ、振
動も発生し円滑な回転がなされなかった。
【００５４】（実施例８）実施例１と同様の方法で製作
した直径２００mm，胴長２３０mm，全長６５０mmのコー
ティングロールと該ロールの胴端面で接触し、該ロール
の回転に伴って擦れ合うサイドプレートの表面に固体潤
滑性を有する等方性炭素焼結体をダブテイルを有するセ
グメント状に分割加工し、サイドプレートの表面に機械
的に接合した。実施例６と同じ実験をし、摺動特性を評
価したがロールとサイドプレートの接触摺動部に摩耗は
見られず、振動などの異状現象もなかったことから低摩
擦で円滑な回転がなされたものと判断できる。また、等
方性炭素焼結体の代わりに、炭素繊維／炭素の複合焼結
体を用いた組合せについても評価したが等方性炭素焼結
体の場合と同様の摺動特性が得られた。
した直径２００mm，胴長２３０mm，全長６５０mmのコー
ティングロールと該ロールの胴端面で接触し、該ロール
の回転に伴って擦れ合うサイドプレートの表面に固体潤
滑性を有する等方性炭素焼結体をダブテイルを有するセ
グメント状に分割加工し、サイドプレートの表面に機械
的に接合した。実施例６と同じ実験をし、摺動特性を評
価したがロールとサイドプレートの接触摺動部に摩耗は
見られず、振動などの異状現象もなかったことから低摩
擦で円滑な回転がなされたものと判断できる。また、等
方性炭素焼結体の代わりに、炭素繊維／炭素の複合焼結
体を用いた組合せについても評価したが等方性炭素焼結
体の場合と同様の摺動特性が得られた。
【００５５】（実施例９）図１において溶融金属が循環
する際に溶融金属と接触する部品及び接触摺動する部品
には、溶損及び摺動摩耗が発生する。長さが最も長いも
ので２ｍ、内径が最大で６０mmの溶融金属移送パイプ
（図１の溶融金属回収用配管１８に相当）、及びそのシ
ステムで使用されるポンプ(図１の溶融金属供給用ポン
プ１５に相当)の部品やバルブにも実施例３と同様の表
面処理を行い、実施例６の実験に使用した。その結果、
溶融亜鉛と接触する部分の摩耗は見られず、また擦れ合
う部分でも低摩擦・低摩耗であった。更に、単に溶融亜
鉛を循環させるパイプでは実施例１の処理のみでも効果
があることが確認できた。
する際に溶融金属と接触する部品及び接触摺動する部品
には、溶損及び摺動摩耗が発生する。長さが最も長いも
ので２ｍ、内径が最大で６０mmの溶融金属移送パイプ
（図１の溶融金属回収用配管１８に相当）、及びそのシ
ステムで使用されるポンプ(図１の溶融金属供給用ポン
プ１５に相当)の部品やバルブにも実施例３と同様の表
面処理を行い、実施例６の実験に使用した。その結果、
溶融亜鉛と接触する部分の摩耗は見られず、また擦れ合
う部分でも低摩擦・低摩耗であった。更に、単に溶融亜
鉛を循環させるパイプでは実施例１の処理のみでも効果
があることが確認できた。
【００５６】以上のように、溶融金属めっき装置で、浴
中部品は一般に鉄鋼系の金属であり、耐食／耐摩耗性が
劣るため、本実施例では、例えば、ピンホールがなく密
着性の良いセラミックス被膜を形成し、更にその表面に
溶融金属と反応する組成となるように新しい化合物を生
成させた少なくとも二重の層とすることにより浴中部品
の耐食，耐摩耗性及び溶融金属との濡れ性を有する構造
とした。
中部品は一般に鉄鋼系の金属であり、耐食／耐摩耗性が
劣るため、本実施例では、例えば、ピンホールがなく密
着性の良いセラミックス被膜を形成し、更にその表面に
溶融金属と反応する組成となるように新しい化合物を生
成させた少なくとも二重の層とすることにより浴中部品
の耐食，耐摩耗性及び溶融金属との濡れ性を有する構造
とした。
【００５７】実施例によれば、不必要に大きなめっき浴
槽を用いないポットレスめっき装置である連続溶融金属
めっき装置において、溶融金属めっき浴中で使用される
ロール等の浴中部品の表面に耐食性を有するセラミック
ス皮膜を形成すると共に溶融金属とロール表面の皮膜が
濡れるため溶融金属をロール表面につけて移送すること
が可能である。また、実施例において得られた皮膜は非
常に緻密であり、且つ、ロール又は部品の母材である鉄
鋼材料との密着性が良いので高信頼性の長寿命浴中部品
が得られる。更に、実施例によるめっきロール又は部品
を用いることによりロールコーティングめっき装置の安
定な稼動を可能にし、ロール又は部品の交換頻度の減
少，生産性の向上，不良の低減効果がある。
槽を用いないポットレスめっき装置である連続溶融金属
めっき装置において、溶融金属めっき浴中で使用される
ロール等の浴中部品の表面に耐食性を有するセラミック
ス皮膜を形成すると共に溶融金属とロール表面の皮膜が
濡れるため溶融金属をロール表面につけて移送すること
が可能である。また、実施例において得られた皮膜は非
常に緻密であり、且つ、ロール又は部品の母材である鉄
鋼材料との密着性が良いので高信頼性の長寿命浴中部品
が得られる。更に、実施例によるめっきロール又は部品
を用いることによりロールコーティングめっき装置の安
定な稼動を可能にし、ロール又は部品の交換頻度の減
少，生産性の向上，不良の低減効果がある。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、溶損や摩耗損傷が少な
く、しかも溶融金属と濡れる表面を有する新しいロール
及び部品とその製造方法、さらには、それを用いた新規
な連続溶融金属めっき装置またはその運転方法を提供で
きる。
く、しかも溶融金属と濡れる表面を有する新しいロール
及び部品とその製造方法、さらには、それを用いた新規
な連続溶融金属めっき装置またはその運転方法を提供で
きる。
【図１】本発明の実施例における溶融金属に接する製品
及び部品の概略図。
及び部品の概略図。
【図２】本発明の実施例におけるロール表面近傍の硬さ
を示す図。
を示す図。
【図３】本発明の実施例と比較例との部品表面近傍での
亜鉛との濡れ性の違いを示すための組織写真。
亜鉛との濡れ性の違いを示すための組織写真。
１…鋼板、２…めっき厚み調整用スプレー、３…めっき
ロール、５…溶融金属受け皿、６…上サイドプレート、
７…下サイドプレート、８…サイド溶融金属受け皿、９
…不活性ガス噴射ノズル、１０…ホットレベラー、１１
…デフレクターロール、１２…チャンバー、１３…スナ
ウト、１４…溶融金属循環ポット、１５…溶融金属供給
用ポンプ、１６…溶融金属バス、１７…回収溶融金属、
１８…溶融金属回収用配管、１９…ドロス回収装置、２
０…溶融金属供給用配管、２１…溶融金属。
ロール、５…溶融金属受け皿、６…上サイドプレート、
７…下サイドプレート、８…サイド溶融金属受け皿、９
…不活性ガス噴射ノズル、１０…ホットレベラー、１１
…デフレクターロール、１２…チャンバー、１３…スナ
ウト、１４…溶融金属循環ポット、１５…溶融金属供給
用ポンプ、１６…溶融金属バス、１７…回収溶融金属、
１８…溶融金属回収用配管、１９…ドロス回収装置、２
０…溶融金属供給用配管、２１…溶融金属。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年８月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】従来の連続溶融金属めっき装置は、めっ
きしようとする鋼板を連続的に溶融金属からなるめっき
浴中を通過させ、鋼板の表面にめっき浴構成元素との化
合物を生成させると共にめっき浴構成元素そのものを堆
積させる方法が採られていた。浴中で使用されるロール
及び部品としては、金属材料が用いられ、一般に耐食性
に優れた鋳鉄，ステンレス鋼，高クロム鋼などの鉄鋼材
料が用いられて来たが、これらの材料も長期間使用する
と溶融金属による腐食作用と摩擦による摩耗が生じる。
すなわち、金属では溶融金属に対して腐食を皆無にする
ことは難しく、そのため金属浴中に浸漬して使用される
金属部品は稼働中に溶融金属による腐食損耗が生じ、浴
中部品の摩耗は急速に進む。従って、種々の耐食性金
属，サーメット，セラミックス等を溶射法，化学蒸着法
や物理蒸着法を利用して金属の表面を被覆して耐食性や
耐摩耗性を向上させることが試みられている。例えば、
特開昭61−37955 号公報に見られる如くセラミックスを
プラズマ溶射することにより、耐食性，耐熱性，耐摩耗
性等に優れた金属浴用ロールを製造する技術、また、特
開昭62−127457号公報には金属母材の表面に形成された
セラミックスやサーメットの被膜をレーザ光線で照射し
て部分溶融させることにより、金属母材の高温耐食性を
向上させる試みがなされている。
きしようとする鋼板を連続的に溶融金属からなるめっき
浴中を通過させ、鋼板の表面にめっき浴構成元素との化
合物を生成させると共にめっき浴構成元素そのものを堆
積させる方法が採られていた。浴中で使用されるロール
及び部品としては、金属材料が用いられ、一般に耐食性
に優れた鋳鉄，ステンレス鋼，高クロム鋼などの鉄鋼材
料が用いられて来たが、これらの材料も長期間使用する
と溶融金属による腐食作用と摩擦による摩耗が生じる。
すなわち、金属では溶融金属に対して腐食を皆無にする
ことは難しく、そのため金属浴中に浸漬して使用される
金属部品は稼働中に溶融金属による腐食損耗が生じ、浴
中部品の摩耗は急速に進む。従って、種々の耐食性金
属，サーメット，セラミックス等を溶射法，化学蒸着法
や物理蒸着法を利用して金属の表面を被覆して耐食性や
耐摩耗性を向上させることが試みられている。例えば、
特開昭61−37955 号公報に見られる如くセラミックスを
プラズマ溶射することにより、耐食性，耐熱性，耐摩耗
性等に優れた金属浴用ロールを製造する技術、また、特
開昭62−127457号公報には金属母材の表面に形成された
セラミックスやサーメットの被膜をレーザ光線で照射し
て部分溶融させることにより、金属母材の高温耐食性を
向上させる試みがなされている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】そこで特開平4−247857 号公報に記載され
ているようなめっき浴槽を用いないロールコーティング
方式や、小さなめっき浴槽を用いた空中ポット方式が提
案されてきている。ロールコーティング方式は、鋼板を
めっき浴槽を通過させることなく、コーティングロール
の表面についている溶融金属が鋼板に付けられることに
よりめっきがなされる。余った溶融金属は浅い溶融金属
回収用受け皿により回収され再利用される。ロールコー
ティング方式においてロールは、従来のシンクロールや
ガイドロールの如く、めっき浴中に浸漬されて用いられ
るものではなく、ロール表面の一部が浴に漬かる程度で
ある。従来の金属材料を用いたロールでは溶損や摩耗損
傷が大きいため、ロールとめっき鋼板の隙間を一定に保
つことが不可能となるので、より溶損や摩耗損傷の少な
い材質を選ぶ必要があり、セラミックスを鉄鋼材料の表
面に形成させたロール及び部品の適用が考えられてい
る。鉄鋼材料の表面にセラミックス膜を形成する方法と
しては、ＣＶＤ，ＰＶＤや溶射法等、多くの方法が開発
されている。しかし、溶射法の表面処理被膜には小さな
ピンホールが存在するため、ピンホールを通して溶融金
属が浸入し、母材を腐食するばかりでなく、表面被膜の
剥離が生じ、非常に不安定で信頼性に乏しい。また、Ｃ
ＶＤ，ＰＶＤの膜は薄く、摩擦摩耗に対して信頼性に乏
しい。
ているようなめっき浴槽を用いないロールコーティング
方式や、小さなめっき浴槽を用いた空中ポット方式が提
案されてきている。ロールコーティング方式は、鋼板を
めっき浴槽を通過させることなく、コーティングロール
の表面についている溶融金属が鋼板に付けられることに
よりめっきがなされる。余った溶融金属は浅い溶融金属
回収用受け皿により回収され再利用される。ロールコー
ティング方式においてロールは、従来のシンクロールや
ガイドロールの如く、めっき浴中に浸漬されて用いられ
るものではなく、ロール表面の一部が浴に漬かる程度で
ある。従来の金属材料を用いたロールでは溶損や摩耗損
傷が大きいため、ロールとめっき鋼板の隙間を一定に保
つことが不可能となるので、より溶損や摩耗損傷の少な
い材質を選ぶ必要があり、セラミックスを鉄鋼材料の表
面に形成させたロール及び部品の適用が考えられてい
る。鉄鋼材料の表面にセラミックス膜を形成する方法と
しては、ＣＶＤ，ＰＶＤや溶射法等、多くの方法が開発
されている。しかし、溶射法の表面処理被膜には小さな
ピンホールが存在するため、ピンホールを通して溶融金
属が浸入し、母材を腐食するばかりでなく、表面被膜の
剥離が生じ、非常に不安定で信頼性に乏しい。また、Ｃ
ＶＤ，ＰＶＤの膜は薄く、摩擦摩耗に対して信頼性に乏
しい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】従って、緻密で密着性の良い厚い表面被膜
を形成する必要がある。そのためには母材と表面被膜が
化学的反応で結合されていることが望ましい。緻密なセ
ラミックス膜（窒化物，硼化物や炭化物層）を形成する
には次のような方法がある。窒化物層を形成する方法と
してはタフトライド処理やイオン窒化処理が一般的であ
る。更に、硼化物層を形成する方法としては粉末法浸ボ
ロン処理（例えば、日本金属学会講演概要 １９７１−
１０）及び溶融塩法浸ボロン処理（例えば、日本金属学
会講演概要 １９７２−４）等がある。また、炭化物層
を形成する方法としてはハロゲン化物を含む気体中で加
熱してチタン炭化物を被覆する方法［例えば、アイニヘ
・アイゲンシャフテン・デル・ベルクスストフコンビナ
シオン・スタール・ミットチタンカルビドベルツク，メ
タロベルフラッチェ １４ (1960)２２９頁（Einige Eig
enschaften der Werkstoffkombination Stahl mit Tita
nkarbiduberzug，Metalloberflache １４(１９６０）２
２９）］や溶融浴に炭化物を形成する金属を溶かし、そ
れに鉄鋼材料を浸漬し、鉄鋼材料から炭素が拡散して金
属と結合し、炭化物を形成する方法｛例えば、新井
透：金属材料，１３，３（１９７３）９８｝等がある。
これらの技術は、実機めっきラインの浴中ロールに適用
されている（特開平7−188884号公報）。
を形成する必要がある。そのためには母材と表面被膜が
化学的反応で結合されていることが望ましい。緻密なセ
ラミックス膜（窒化物，硼化物や炭化物層）を形成する
には次のような方法がある。窒化物層を形成する方法と
してはタフトライド処理やイオン窒化処理が一般的であ
る。更に、硼化物層を形成する方法としては粉末法浸ボ
ロン処理（例えば、日本金属学会講演概要 １９７１−
１０）及び溶融塩法浸ボロン処理（例えば、日本金属学
会講演概要 １９７２−４）等がある。また、炭化物層
を形成する方法としてはハロゲン化物を含む気体中で加
熱してチタン炭化物を被覆する方法［例えば、アイニヘ
・アイゲンシャフテン・デル・ベルクスストフコンビナ
シオン・スタール・ミットチタンカルビドベルツク，メ
タロベルフラッチェ １４ (1960)２２９頁（Einige Eig
enschaften der Werkstoffkombination Stahl mit Tita
nkarbiduberzug，Metalloberflache １４(１９６０）２
２９）］や溶融浴に炭化物を形成する金属を溶かし、そ
れに鉄鋼材料を浸漬し、鉄鋼材料から炭素が拡散して金
属と結合し、炭化物を形成する方法｛例えば、新井
透：金属材料，１３，３（１９７３）９８｝等がある。
これらの技術は、実機めっきラインの浴中ロールに適用
されている（特開平7−188884号公報）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】酸化，酸化・還元、または還元処理はガス
雰囲気中で加熱することによって、比較的容易に実施可
能である。層間が明確でなく、連続的に変化しているた
め、層間の結合力が大きい。上記はロール以外に溶融金
属めっき装置の摺動する部品、例えばロールの軸と軸受
との摺動部、ロールとサイドプレートとの摺動部及び溶
融金属を移送に必要な部品に適用することができる。
雰囲気中で加熱することによって、比較的容易に実施可
能である。層間が明確でなく、連続的に変化しているた
め、層間の結合力が大きい。上記はロール以外に溶融金
属めっき装置の摺動する部品、例えばロールの軸と軸受
との摺動部、ロールとサイドプレートとの摺動部及び溶
融金属を移送に必要な部品に適用することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５７】実施例によれば、不必要に大きなめっき浴
槽を用いないポットレスめっき装置である連続溶融金属
めっき装置において、溶融金属めっき浴中で使用される
ロール等の浴中部品の表面に耐食性を有するセラミック
ス被膜を形成すると共に溶融金属とロール表面の被膜が
濡れるため溶融金属をロール表面につけて移送すること
が可能である。また、実施例において得られた被膜は非
常に緻密であり、且つ、ロール又は部品の母材である鉄
鋼材料との密着性が良いので高信頼性の長寿命浴中部品
が得られる。更に、実施例によるめっきロール又は部品
を用いることによりロールコーティングめっき装置の安
定な稼動を可能にし、ロール又は部品の交換頻度の減
少，生産性の向上，不良の低減効果がある。
槽を用いないポットレスめっき装置である連続溶融金属
めっき装置において、溶融金属めっき浴中で使用される
ロール等の浴中部品の表面に耐食性を有するセラミック
ス被膜を形成すると共に溶融金属とロール表面の被膜が
濡れるため溶融金属をロール表面につけて移送すること
が可能である。また、実施例において得られた被膜は非
常に緻密であり、且つ、ロール又は部品の母材である鉄
鋼材料との密着性が良いので高信頼性の長寿命浴中部品
が得られる。更に、実施例によるめっきロール又は部品
を用いることによりロールコーティングめっき装置の安
定な稼動を可能にし、ロール又は部品の交換頻度の減
少，生産性の向上，不良の低減効果がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
フロントページの続き (72)発明者 可児 保宣 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 高倉 芳生 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 下釜 宏徳 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (13)
- 【請求項１】金属からなるロール上に、 該金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元
素を拡散させた第１層と、 第１層上に第１の元素とは異なる第２の元素を拡散させ
た第２層とを備えることを特徴とするロール。 - 【請求項２】請求項１において、 第１の元素が、ホウ素，炭素，窒素，硫黄，珪素、また
はリンであるか、第２の元素が酸素であるか、第１層が
鉄とホウ素の化合物であるか、第２層が鉄の酸化物であ
るかのいずれかであることを特徴とするロール。 - 【請求項３】金属からなるロール上に、 該金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元
素を拡散させた第１層と、 第１層上に第１層を酸化，酸化・還元、または還元した
第２層とを備えることを特徴とするロール。 - 【請求項４】金属からなる基材の表面上に、 該金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元
素を拡散させた第１層と、 第１層の表面上に、該第１の元素とは異なる第２の元素
を拡散させた第２層とを備えることを特徴とする部品。 - 【請求項５】金属帯板を通過させる通板路を挟んで回転
する双ロールを備え、該双ロールを回転させながら、該
双ロールの間隙に溶融金属を供給することにより、該金
属帯板表面に該溶融金属を主成分とするめっきを施す連
続溶融金属めっき装置において、 前記双ロールが、 該双ロールを構成する金属中に含まれる元素と化学的に
結合可能な第１の元素を拡散させた第１層と、 該第１の元素とは異なる第２の元素を拡散させた第２層
とを備えることを特徴とする溶融金属めっき装置。 - 【請求項６】ロール本体が金属からなるロールを、 ロール表面に拡散する第１の元素を主成分とする粉末中
に埋設して加熱し、該ロール表面に第１の元素を拡散さ
せた第１層を形成する工程、 該第１層が形成されたロールを酸化性雰囲気中で加熱し
て、該ロール表面に酸化層を形成する工程、を有するこ
とを特徴とするロールの製造方法。 - 【請求項７】ロール本体が金属からなるロールを、 ロール表面に拡散する第１の元素を主成分とする粉末中
に埋設して加熱し、該ロール表面に第１の元素を拡散さ
せた第１層を形成する工程、 該第１層が形成されたロール表面に、前記ロール本体を
構成する金属とは異なる第２の金属を付着させる工程、 該第２の金属を加熱して、該ロール表面に該第２の金属
と該第１層との反応層を形成する工程、を有することを
特徴とするロールの製造方法。 - 【請求項８】連続金属鋼板を通過させる通板路を挟んで
回転する双ロールを備え、該双ロールを回転させなが
ら、該双ロールの間隙に溶融金属を供給することによ
り、該金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっき
を施す連続溶融金属めっき装置の運転方法において、 前記双ロールが、 ロール本体が金属からなるロールの表面に、 該金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元
素を拡散させた第１層と、 第１層の表面に、該第１の元素とは異なる第２の元素を
拡散させた第２層とを備え、 かつ該ロールに前記溶融金属を接触させる直前に、該ロ
ール表面を還元雰囲気中で加熱することにより前記第２
層中の金属酸化物を還元することを特徴とする溶融金属
めっき装置の運転方法。 - 【請求項９】連続金属鋼板を通過させる通板路を挟んで
回転する双ロールを備え、該双ロールを回転させなが
ら、該双ロールの間隙に溶融金属を供給することによ
り、該金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっき
を施す連続溶融金属めっき装置の運転方法において、 前記双ロールが、 ロール本体が金属からなるロールの表面に、 該金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元
素を拡散させた第１層と、 第１層の表面に、該第１の元素とは異なる第２の元素を
拡散させた第２層とを備え、 かつ該ロールに前記溶融金属を接触させる直前に、該ロ
ール表面に還元性の薬剤を付着させることを特徴とする
溶融金属めっき装置の運転方法。 - 【請求項１０】溶融金属めっき装置の部品であって、部
品本体が金属からなる部品の製造方法において、 該部品の表面に拡散する第１の元素を主成分とする粉末
中に埋設して加熱し、該部品の表面に第１の元素を拡散
させた第１層を形成する工程、 該第１層が形成された部品の表面に、前記部品本体を構
成する金属とは異なる第２の金属を付着させる工程、 該第２の金属を加熱して、該部品の表面に該第２の金属
と該第１層との反応層を形成する工程、を有することを
特徴とする部品の製造方法。 - 【請求項１１】連続金属鋼板を通過させる通板路を挟ん
で回転する双ロールを備え、該双ロールを回転させなが
ら、該双ロールの間隙に溶融金属を供給することによ
り、該金属鋼板表面に該溶融金属を主成分とするめっき
を施す連続溶融金属めっき装置の運転方法において、 溶融金属めっき装置の一部を構成し金属からなる表面を
有し、該金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な第
１の元素を拡散させた第１層と、第１層の表面に、該第
１の元素とは異なる第２の元素を拡散させた第２層とを
有する部品に、 前記溶融金属を接触させる前に、該部品の表面を加熱に
より還元することを特徴とする溶融金属めっき装置の運
転方法。 - 【請求項１２】連続金属鋼板を下方から上方に向け連続
的に通過させる通板路を挟んで回転する双ロールを備
え、該双ロールを回転させながら、該双ロールの間隙に
溶融金属を供給することにより、該金属鋼板表面に該溶
融金属を主成分とするめっきを施す連続溶融金属めっき
装置の運転方法において、 溶融金属めっき装置の軸と軸受の接触部や、ロールとサ
イドプレートの接触部等の摺動面の部品及び溶融金属を
移送する際に溶融金属が接触する部品の表面に、該金属
中に含まれる元素と化学的に結合可能な第１の元素を拡
散させた第１層と、第１層の表面に、該第１の元素とは
異なる第２の元素を拡散させた第２層とを備え、かつ該
部品に前記溶融金属を接触させる直前に、該部品の表面
を加熱により還元するかまたは該部品の表面に還元性の
薬剤を付着させることを特徴とする溶融金属めっき装置
の運転方法。 - 【請求項１３】連続金属鋼板を下方から上方に向け連続
的に通過させる通板路を挟んで回転する双ロールを備
え、該双ロールを回転させながら、該双ロールの間隙に
溶融金属を供給することにより、該金属鋼板表面に該溶
融金属を主成分とするめっきを施す連続溶融金属めっき
装置において、 溶融金属めっき装置の軸と軸受の接触部、又はロールと
サイドプレートの接触部の摺動面の部品の表面の少なく
とも一方を炭素、または炭素と炭素繊維の焼結体とした
ことを特徴とする溶融金属めっき装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10190090A JPH1180924A (ja) | 1997-07-18 | 1998-07-06 | ロール，部品及びその製造方法並びに連続溶融金属めっき装置及びその運転方法 |
| TW087111073A TW448242B (en) | 1997-07-18 | 1998-07-08 | Roll parts, hot dip metal plating device, method for manufacturing; the roll and method for manufacturing the parts |
| KR1019980028891A KR19990013961A (ko) | 1997-07-18 | 1998-07-16 | 롤, 부품 및 그 제조 방법과 연속 용융 금속 도금 장치 및 그 운전 방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20841397 | 1997-07-18 | ||
| JP9-208413 | 1997-07-18 | ||
| JP10190090A JPH1180924A (ja) | 1997-07-18 | 1998-07-06 | ロール，部品及びその製造方法並びに連続溶融金属めっき装置及びその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1180924A true JPH1180924A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=26505862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10190090A Pending JPH1180924A (ja) | 1997-07-18 | 1998-07-06 | ロール，部品及びその製造方法並びに連続溶融金属めっき装置及びその運転方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1180924A (ja) |
| KR (1) | KR19990013961A (ja) |
| TW (1) | TW448242B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117467919A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-01-30 | 天津市源山工贸有限公司 | 一种石笼网制备用锌铝镁合金钢丝的镀覆方法及有色钢丝 |
-
1998
- 1998-07-06 JP JP10190090A patent/JPH1180924A/ja active Pending
- 1998-07-08 TW TW087111073A patent/TW448242B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-07-16 KR KR1019980028891A patent/KR19990013961A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117467919A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-01-30 | 天津市源山工贸有限公司 | 一种石笼网制备用锌铝镁合金钢丝的镀覆方法及有色钢丝 |
| CN117467919B (zh) * | 2023-12-25 | 2024-02-23 | 天津市源山工贸有限公司 | 一种石笼网制备用锌铝镁合金钢丝的镀覆方法及有色钢丝 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990013961A (ko) | 1999-02-25 |
| TW448242B (en) | 2001-08-01 |
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