炉底辊及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种炉底辊，其具有：辊基材；喷镀皮膜，其形成于所述辊基材上；以及改性皮膜，其形成于所述喷镀皮膜上，是通过对所述喷镀皮膜的表面的一部分或者整个表面照射能量束、使所述喷镀皮膜熔融并凝固而对所述喷镀皮膜部分地或者全部地改性而成的；其中，所述改性皮膜的厚度为2～20μm，所述改性皮膜的维氏硬度HV为所述喷镀皮膜的维氏硬度HV的1.2～1.4倍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本说明书涉及炉底辊(hearth roll)及其制造方法。
技术介绍
在金属板材的制造设备、特别是炼铁工艺生产线中，当使输送辊高速旋转而让钢板通行时，将产生钢板的滑动、蜿蜒行走、灰尘在输送辊表面的附着或结渣(build-up)等现象。特别在连续退火炉用炉底辊中，由于在高温状态下输送钢板，因而容易在炉底辊表面发生结渣。该结渣是钢板表面的铁、锰氧化物等异物附着于炉底辊表面而生长的现象。如果该结渣得以进行，则附着于炉底辊表面的异物慢慢生长，从而形成直径例如为100μm左右的突起。其结果是，附着于炉底辊表面的异物的凸形状被转印到钢板表面而产生凹状的缺陷(称为转印缺陷或者辊印缺陷(picked-up defect))，因而不仅使钢板的品质降低，而且在定期修理时，需要进行将附着于辊表面的异物除去的作业，从而可能导致生产率的降低。因此，作为抑制在上述炉底辊表面上的异物附着的对策，一直以来提出了各种方案，但特别地，大多涉及炉底辊表面的喷镀皮膜的材质改良。例如在日本专利第3234209号中，公开了一种滑动构件的制造方法，其采用点状、线状等图案向设置于基材上的喷镀覆盖膜照射激光，部分地进行加热而产生组织变化，从而对覆盖膜进行部分改性，主要通过精加工时或者滑动时的选择性磨损，使激光照射部或者激光非照射部凹陷，使其成为油池(oil pool)而形成耐烧接性优良的滑动面。另外，在日本特开2013-95974号公报中，公开了一种喷镀皮膜的致密化层的形成方法，其向喷镀皮膜的表面照射高能束流，使喷镀皮膜的表层的皮膜组合物再熔融且再凝固，从而使表层致密化。然而，即使利用日本专利第3234209号以及日本特开2013-95974号公报中记载的技术，也难以充分地抑制炉底辊表面的结渣的发生，希求耐结渣性的进一步提高。
技术实现思路
本说明书的实施方式的主要目的在于：提供在钢板通行时能够抑制在辊表面上的异物附着的炉底辊及其制造方法。根据本说明书的一方式，本专利技术提供一种炉底辊，其具有：辊基材；喷镀皮膜，其形成于所述辊基材上；以及改性皮膜，其形成于所述喷镀皮膜上，是通过对所述喷镀皮膜的表面的一部分或者整个表面照射能量束、使所述喷镀皮膜熔融并凝固而对所述喷镀皮膜部分地或者全部地改性而成的；其中，所述改性皮膜的厚度为2～20μm，所述改性皮膜的维氏硬度HV为所述喷镀皮膜的维氏硬度HV的1.2～1.4倍。根据本说明书的其它方式，本专利技术提供一种炉底辊的制造方法，其具有以下工序：通过对形成于辊基材上的喷镀皮膜的表面的一部分或者整个表面照射能量束，使所述喷镀皮膜熔融并凝固而对所述喷镀皮膜部分地或者全部地改性，从而形成厚度为2～20μm、且维氏硬度HV为所述喷镀皮膜的维氏硬度HV的1.2～1.4倍的改性皮膜。附图说明图1是表示本说明书的第1实施方式的连续退火炉的一个例子的示意图。图2A是表示第1实施方式的连续退火炉用炉底辊的立体图以及局部放大剖视图。图2B是表示第1实施方式的连续退火炉用炉底辊的立体图以及局部放大剖视图。图3A是第1实施方式的连续退火炉用炉底辊的局部放大剖视图。图3B是第1实施方式的连续退火炉用炉底辊的局部放大剖视图。图4是第1实施方式的连续退火炉用炉底辊中的喷镀皮膜和改性皮膜的扫描型电子显微镜(Scanning Electron Microscope：SEM)照片的一个例子。图5是表示第1实施方式的连续退火炉用炉底辊的制造方法的流程的一个例子的流程图。图6是用于说明第1实施方式的连续退火炉用炉底辊的制造方法的示意图。具体实施方式根据本说明书的一方式，(1)本专利技术提供一种炉底辊，其具有：辊基材；喷镀皮膜，其形成于所述辊基材上；以及改性皮膜，其形成于所述喷镀皮膜上，是通过对所述喷镀皮膜的表面的一部分或者整个表面照射能量束、使所述喷镀皮膜熔融并凝固而对所述喷镀皮膜部分地或者全部地改性而成的；其中，所述改性皮膜的厚度为2～20μm，所述改性皮膜的维氏硬度HV为所述喷镀皮膜的维氏硬度HV的1.2～1.4倍。(2)根据上述(1)所述的炉底辊，其中，优选的是在所述改性皮膜的表面存在裂纹，在将所述炉底辊沿厚度方向切断所得到的断面中，相邻的所述裂纹的平均间隔为10～100μm，所述裂纹的开口宽度低于5μm。(3)根据上述(1)或(2)所述的炉底辊，其中，优选的是所述改性皮膜含有0.5～2质量％的氧。(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的炉底辊，其中，优选的是在所述改性皮膜的表面分散存在着Al2O3，所述改性皮膜的表面的Al2O3的面积率为5～40％。(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的炉底辊，其中，优选的是进一步具有形成于所述改性皮膜上、或者所述改性皮膜和所述喷镀皮膜上的氧化铬层。(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的炉底辊，其中，优选的是所述喷镀皮膜为由陶瓷和耐热合金构成的金属陶瓷皮膜；所述陶瓷以体积％计，含有Cr3C2：50～90％、Al2O3：1～40％、Y2O3：0～3％、以及ZrB2：0～40％，剩余部分由杂质和气孔构成；所述耐热合金以质量％计，含有Cr：5～20％、Al：5～20％、以及Y或Si之中的至少任一种：0.1～6％，剩余部分由Co或Ni之中的至少任一种以及杂质构成；所述金属陶瓷皮膜的50～90体积％为所述陶瓷，剩余部分为所述耐热合金。(7)根据上述(6)所述的炉底辊，其中，优选的是所述耐热合金以质量％计，进一步含有Nb：0.1～10％、和Ti：0.1～10％之中的至少任一种。根据本说明书的其它方式，(8)本专利技术提供一种炉底辊的制造方法，其具有以下工序：通过对形成于辊基材上的喷镀皮膜的表面的一部分或者整个表面照射能量束，使所述喷镀皮膜熔融并凝固而对所述喷镀皮膜部分地或者全部地改性，从而形成厚度为2～20μm、且维氏硬度HV为所述喷镀皮膜的维氏硬度HV的1.2～1.4倍的改性皮膜。(9)根据上述(8)所述的炉底辊的制造方法，其中，优选的是在大气中照射所述能量束。(10)根据上述(8)或(9)所述的炉底辊的制造方法，其中，优选的是在形成所述改性皮膜之后，实施铬酸盐处理。下面参照附图，就本说明书优选的实施方式进行详细的说明。此外，在本说明书以及附图中，对于具有实质上相同的功能构成的构成要素，通过标注相同的符号而省略其重复说明。(关于连续退火炉的构成)首先，一边参照图1，一边就可以适用本说明书的第1实施方式的连续退火炉用炉底辊的连续退火炉进行说明。如图1所示，连续退火炉1是为了调整在冷轧工序中制造的带状钢板2的机械性质(硬度等)而对该钢板2连续地进行退火的设备。该连续退火炉1在使钢板2通过配置于炉内的多个辊间时，赋予加热、均热、冷却等热循环而连续地对钢板2进行连续退火。在此，钢板2是成为退火对象的金属带的一个例子，例如是采用未图示的连续冷轧设备冷轧而成的薄板(例如板厚为0.14mm～3.2mm的带状冷轧钢板)。此外，金属带只要是成为退火对象的带状金属材料(金属带钢)，就不管其材质如何。连续退火炉1如图1所示，从入口侧开始依次具有加热炉3、均热炉4、一次冷却炉5、过时效炉6以及二次冷却炉7等，使用设置于各炉内的多个连续退火炉用炉底辊10而输送钢板2，同时对该钢板2进行连续退火。此外，虽然没有图示，但在加热炉3的前段，例如设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炉底辊，其具有：辊基材；喷镀皮膜，其形成于所述辊基材上；以及改性皮膜，其形成于所述喷镀皮膜上，是通过对所述喷镀皮膜的表面的一部分或者整个表面照射能量束、使所述喷镀皮膜熔融并凝固而对所述喷镀皮膜部分地或者全部地改性而成的；其中，所述改性皮膜的厚度为2～20μm，所述改性皮膜的维氏硬度HV为所述喷镀皮膜的维氏硬度HV的1.2～1.4倍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.02 JP 2014-2041081.一种炉底辊，其具有：辊基材；喷镀皮膜，其形成于所述辊基材上；以及改性皮膜，其形成于所述喷镀皮膜上，是通过对所述喷镀皮膜的表面的一部分或者整个表面照射能量束、使所述喷镀皮膜熔融并凝固而对所述喷镀皮膜部分地或者全部地改性而成的；其中，所述改性皮膜的厚度为2～20μm，所述改性皮膜的维氏硬度HV为所述喷镀皮膜的维氏硬度HV的1.2～1.4倍。2.根据权利要求1所述的炉底辊，其中，在所述改性皮膜的表面存在裂纹，在将所述炉底辊沿厚度方向切断所得到的断面中，相邻的所述裂纹的平均间隔为10～100μm，所述裂纹的开口宽度低于5μm。3.根据权利要求1或2所述的炉底辊，其中，所述改性皮膜含有0.5～2质量％的氧。4.根据权利要求1～3中任一项所述的炉底辊，其中，在所述改性皮膜的表面分散存在着Al2O3，所述改性皮膜的表面的Al2O3的面积率为5～40％。5.根据权利要求1～4中任一项所述的炉底辊，其中，进一步具有形成于所述改性皮膜上、或者所述改性皮膜和所述喷镀皮膜上的氧化铬层。6.根据权利要求1～5中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗栖泰，水津龙夫，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，托卡洛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP