用于热浸渍涂布生产线中的辊制造技术

本发明专利技术涉及一种连续涂布生产线，其包括暴露于熔融金属中的辊组合件。所述辊组合件包括能够相对于轴承座旋转的辊。所述辊包括辊部分和从所述辊部分的每个端部突出的轴颈。所述辊由耐火陶瓷材料制成，所述耐火陶瓷材料在所述辊暴露于熔融金属中时对磨损、磨蚀和腐蚀具有耐性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热浸渍涂布生产线中的辊本申请要求在2017年12月21日提交的名称为“用于热浸渍涂布生产线的由耐火材料/陶瓷制造的利用单件式实心或空心管设计的锅辊/沉没辊稳定器/校正辊(Pot/SinkStabilizer/CorrectingRollsforHotDipCoatingLinesManufacturedfromRefractory/CeramicUtilizingEitheraOne-PieceSolidorHollowTubeDesign)”的美国临时专利申请第62/609,040号的优先权，所述美国临时专利申请的公开内容以引入的方式并入本文中。
技术介绍
涂布是在钢制造中使用的一种常见工艺，其用以在钢基材(如细长薄钢板或钢带)的表面上提供薄金属涂层(例如，铝、锌等)。应理解，在本文中使用细长薄钢板或钢带，并且将其理解为可互换的。涂布工艺通常可以并入到连续涂布生产线中，其中使细长薄钢板穿过一系列辊组合件以对所述薄钢板进行各种处理工艺。在此工艺的涂布部分(coatingportion)期间，操控薄钢板穿过熔融金属浴液以涂布所述薄钢板的表面。参考图1，展示钢加工生产线2，如连续钢加工生产线的涂布部分10的说明性示意图。如可见，涂布部分10包括热浸渍槽20、鼻状部30、一或多个辊组合件40、50、70和空气刀35。涂布部分10通常被配置成接收细长薄钢板60以用于涂布薄钢板60。热浸渍槽20由实心壁限定，被配置成接收熔融金属22，如铝、锌和/或其合金。鼻状部30被配置为部分地浸没在熔融金属22内。因此，鼻状部30通常在进入熔融金属22中期间提供围绕薄钢板60的气密密封。在一些例子中，鼻状部30填充有非反应性或还原性气体，如氢气和/或氮气，以限制在薄钢板60进入熔融金属22中期间可能发生的化学氧化反应。一或多个辊组合件40、50、70相对于热浸渍槽20定位，以支撑穿过涂布部分10的薄钢板60。举例来说，可以将锅辊(potroll)或沉没辊(sinkroll)组合件70浸没在熔融金属22内，以使得锅辊组合件70通常被配置成旋转并且借此将薄钢板60重新定向离开热浸渍槽20。一或多个稳定器和校正辊组合件40可以接着相对于热浸渍槽20定位，以在薄钢板60离开熔融金属22时使薄钢板60稳定。举例来说，稳定器和校正辊组合件40可以用于在薄钢板60进入空气刀35时对薄钢板60进行定位。稳定器和校正辊组合件40还可以用于改进薄钢板60的形状。偏转辊组合件50可以接着通常被配置成在薄钢板60已经得到涂布之后，将薄钢板60重新定向到钢加工生产线2的其它部分。虽然示出本专利技术实例的涂布部分10仅具有锅辊组合件70、稳定器和校正辊组合件40和偏转辊组合件50中的每一个各一个，但在一些其它型式中，可以使用任何合适数目个辊组合件40、50、70。图1A示出了涂布部分10的替代性配置，其中忽略之稳定器和校正辊组合件40。代替或替代稳定器和校正辊组合件40，图1A中所示的替代性配置包括完全安置于热浸渍槽20内的两个沉没辊组合件42。沉没辊组合件42通常以与本文所描述的其它辊组合件类似的方式作业(operate)。举例来说，沉没辊组合件42通常被配置成操控薄钢板60穿过涂布工艺的各种部分。在本专利技术实例中，沉没辊组合件42在熔融金属22内操控薄钢板60，以促进薄钢板60的完全涂布。沉没辊组合件42另外提供增加的穿过熔融金属22的行进路径量。此特征通常增加薄钢板60安置于熔融金属22内的时间。一旦薄钢板60传送穿过沉没辊组合件42，则薄钢板60可以接着由稳定辊组合件70和偏转辊组合件50在期望方向上重新定向。还应理解，尽管图1和1A两者示出了涂布部分10的分散式配置，但在其它实例中，涂布部分10包括对来自图1和1A中所示的配置的各种元件进行组合的其它替代性配置。如上文实例中所描述，为了辅助操控薄钢板，可以将各种辊组合件安置于熔融金属中和/或暴露于熔融金属中以作为涂布部分10的一部分。通常，每个辊组合件包含可与薄钢板一起旋转的辊。图2示出了典型先前技术辊80的实例，其包含辊部分82以及从辊部分82的每个端部向外延伸的一对轴颈84。这些辊通常由钢制成，如不锈钢和/或碳钢和合金钢。这些辊可以由单个整体式组件形成，或如图2中所示，由每个端部上焊接有轴颈轮毂的空心管制造。在一些型式中，辊可以被配置成用于稳定器应用，并且重量可以达到约750磅。由于辊组合件的连续移动和/或由熔融金属造成的严苛环境，这些辊可能经受化学侵蚀、腐蚀、磨蚀和/或磨损。举例来说，薄钢板与辊之间的摩擦和接触应力的组合、钢辊在熔融金属中的溶解、熔融金属的高温以及空蚀可能引起辊表面的相对快速劣化。为了延迟此类问题，在一些型式中，辊的外表面覆盖有一个薄层(如约0.030英寸)的陶瓷或通过热喷雾工艺施用的陶瓷和金属性屏障涂层。此类保护涂层可以延迟和/或最小化对辊的冶金和机械侵蚀以及辊外表面上的金属间渣滓积聚。保护涂层在工作环境中的成功可以取决于涂层的粘合强度、硬度和/或孔隙度。如图3中所示，即使具有此类涂层，辊仍可能经历劣化。当辊轴颈或辊部分上的磨损或劣化达到不可接受的水平时，关闭连续涂布生产线并且对其中的组件进行二次加工和/或置换。此程序通常引起成本增加和不合期望的制造延迟。然而，这些成本和延迟可以通过增加辊组合件暴露于熔融金属中时的使用寿命来减少。因此，可以期望在涂布生产线内包括各种特征以提升经受磨损和/或劣化的组件的总体使用寿命。为了克服这些挑战，辊组合件由耐火材料制成，以减少对辊组合件的磨损、磨蚀和/或腐蚀量。
技术实现思路
当在用于涂布工艺的涂布浴液内使用时，定位于涂布生产线内的辊组合件会遇到至少一些磨蚀和化学侵蚀。在一些情形下，此磨蚀和/或化学侵蚀可能导致此类辊组合件的占空比(dutycycle)减小。因此，期望减少在涂布工艺中使用的辊组合件所遇到的磨蚀和/或化学侵蚀。耐火材料(如陶瓷)提供针对在由熔融金属环绕的环境中所遇到的磨蚀和化学侵蚀的优越耐性。然而，将耐火材料整合到暴露于熔融金属中的辊组合件中已经遇到了挑战。因此，本申请涉及用于将耐火材料并入到辊组合件中的结构和/或方法。附图说明并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图说明了实施例，并且连同上文给出的一般描述和下文给出的详细描述一起用来解释本专利技术的原理。图1描绘连续钢加工生产线中的涂布部分配置的示意图。图1A描绘图1涂布部分的替代性配置的示意图。图2描绘用于可在图1涂布部分中使用的辊组合件的现有技术辊的部分横截面前视图。图3描绘图2现有技术辊的照片，其示出了所述辊在浸没在熔融金属内之后的劣化。图4描绘与图1的涂布部分一起使用的包含耐火陶瓷材料的辊组合件的透视图。图5描绘图4辊组合件的轴承座的透视图。图6描绘图4辊组合件的辊的透视图。图7描绘图6辊的前视图。图8描绘图6辊的端视图。图9描绘图4辊组合件的辊的替代性实施例的前视图。图10描绘图9辊的端部部分的部分横截面视图。图11描绘图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于连续涂布生产线中的辊，其中所述辊包含沿着纵向轴线延伸的大体上圆柱形的辊部分，其中所述辊包含至少约90％的耐火陶瓷材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171221 US 62/609,0401.一种用于连续涂布生产线中的辊，其中所述辊包含沿着纵向轴线延伸的大体上圆柱形的辊部分，其中所述辊包含至少约90％的耐火陶瓷材料。


2.根据权利要求1所述的辊，其中所述耐火陶瓷材料包含在碳化硅、氧化铝和熔融二氧化硅中所选的一或多种。


3.根据权利要求2所述的辊，其中所述辊包含介于约5％与约100％之间的碳化硅。


4.根据权利要求2所述的辊，其中所述辊包含介于约5％与约100％之间的氧化铝。


5.根据权利要求1所述的辊，其中所述辊是能够浇注的。


6.根据权利要求1所述的辊，其中所述辊包含沿着所述纵向轴线从所述辊部分的每个端部向外延伸的轴颈，其中轴颈是大体上圆柱形，其中每个轴颈的外径小于所述辊部分的外径。


7.根据权利要求6所述的辊，其中所述辊部分和每个轴颈是实心整体式组件。


8.根据权利要求6所述的辊，其中所述辊包含定位于所述辊部分与每个轴颈之间的锥形表面。


9.根据权利要求8所述的辊，其中所述锥形表面是凸形。


10.根据权利要求6所述的辊，其中所述辊包含定位于所述辊部分与每个轴颈之间的倒圆角。


11.根据权利要求6所述的辊，其中所述辊包含从所述辊的每个端部向内...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·J·卡杜特，乔伊丝·C·涅德林高斯，
申请(专利权)人：AK钢铁产权公司，
类型：发明
国别省市：美国;US