용융 금속 도금욕용 롤 document_id A220623030827

연속 용융(溶融) 아연 도금 장치는 전형적으로는 도 7에 나타낸 바와 같은 구조를 가진다. 이 연속 용융 아연 도금 장치는 용융 아연욕(3)을 넣은 욕조(4)와, 용융 아연욕(3)의 표층 부분에 침지되어, 용융 아연욕(3) 내에 도입되는 강판(1)의 산화를 방지하기 위한 스나웃(snout)(2)과, 용융 아연욕(3) 중에 배치된 싱크 롤(5)과, 용융 아연욕(3) 내에서 싱크 롤(5)의 상방에 위치하는 한 쌍의 서포트 롤(6, 6)과, 용융 아연욕(3)의 표면보다 약간 상방에 위치하는 가스 와이핑 노즐(gas wiping nozzle)(7)을 구비한다. 싱크 롤(5) 자체에는 외부 구동력이 부여되지 않고, 이동하는 강판(1)과의 접촉에 의해 구동된다. 또 서포트 롤(6, 6)은 한쪽이 외부의 모터(도시하지 않음)에 연결된 구동 롤이며, 다른 쪽이 비구동 롤이다. 그리고, 서포트 롤에는 외부 구동력이 부여되지 않는 무구동 타입도 있다. 싱크 롤(5) 및 한 쌍의 서포트 롤(6, 6)은 프레임(도시하지 않음)에 장착되어 있으며, 항상 일체로서 용융 아연욕(3) 내에 침지된다. 강판(1)은 스나웃(2)을 거쳐 용융 아연욕(3) 내에 진입하고, 싱크 롤(5)을 경유하여 진행 방향이 변경된다. 용융 아연욕(3) 내에서 상승하는 강판(1)은 한 쌍의 서포트 롤(6, 6)에 끼워져, 패스 라인이 유지되는 동시에, 휨이나 진동이 방지된다. 가스 와이핑 노즐(7)은 용융 아연욕(3)으로부터 나온 강판(1)에 고속 가스를 분사한다. 고속 가스의 가스압 및 분사 각도에 의해, 강판(1)에 부착한 용융 아연의 두께를 균일하게 조정한다. 이와 같이 하여, 용융 아연 도금이 실행된 강판(1'')이 얻어진다. 용융 금속 도금욕 내에서 사용되는 싱크 롤이나 서포트 롤은 용융 금속에 의한 현저한 부식 환경 하에 드러나므로, 종래부터 내식성(耐蝕性)이 우수한 스테인레스강(鋼)이나 크롬계 내열강 등의 철계(鐵系) 재료에 의해 형성되어 왔다. 그러나, 이들 롤에는, 장시간의 용융 금속욕 중에의 침지에 의해 표면이 침식되어, 마모되기 쉬워진다고 하는 결점이 있었다. 그래서, 내식성, 내열성 및 내마모성이 우수한 세라믹스에 의해, 강판이 접촉하는 롤 보디부를 구성한 용융 금속 도금욕용 롤이 제안되었다. 일본국 특개평 5(1993)-195178호는 용융 금속 도금욕 중에서 강대(鋼帶)와 접촉하여 회전하는 서포트 롤로서, 강제 중공(鋼製中空) 롤과, 상기 강제 중공 롤의 표면에 용사(溶射)한 산화물 또는 탄화물을 주성분으로 하는 세라믹 피막(皮膜)으로 이루어지고, 상기 세라믹 피막의 표면에 표면 거칠기 Ra가 1.0～30㎛인 달(dalle)을 형성한 서포트 롤을 개시하고 있다. 용사 세라믹 피막을 1.0～30㎛의 표면 거칠기 Ra로 하면, 롤과 강판 사이의 마찰력이 증대되어, 롤의 회전 불량과, 이것에 기인하는 강판의 흠집 발생을 방지할 수 있다. 그러나, 철계 재료제 롤 모재(母材)의 표면에 세라믹스를 용사하고 있기 때문에, 모재와 세라믹스 피막과의 열 팽찰률의 차에 의해 세라믹스 피막에 크랙이 생기고, 그곳으로부터 롤은 침식되어, 현저하게 마모된다고 하는 결점이 있었다. 마모가 현저해지면 롤의 진원도(眞圓度)를 유지할 수 없게 되어, 롤 및 강판에 진동이 발생하기 때문에, 균일한 도금 두께의 강판이 얻어지지 않게 된다. 이 때문에, 종래에는 1～2주간의 연속 사용 후에 도금 작업을 중지하고, 마모된 롤을 교환할 필요가 있었다. 이것은 용융 금속 도금의 생산성을 현저하게 저하시킬 뿐만 아니라, 도금 비용의 상승을 초래한다. 일본국 특개 2001-89368호는 중공형의 롤 몸체부 및 축부를 각각 질화 규소계 세라믹스로 형성하고, 롤 몸체부의 양단부에 축부를 끼워 맞춤 또는 나사 맞춤에 의해 접합한 용융 금속 도금욕용 롤을 개시하고 있다. 이 롤은 전체가 세라믹스에 의해 형성되어 있기 때문에, 내식성, 내열성 및 내마모성이 우수하다. 또, 일본국 특개 2001-89837호는 중공형의 롤 보디부 및 축부를 각각 질화 규소계 세라믹스로 형성하고, 롤 보디부의 양단부에 축부를 끼워 맞춤 또는 나사 맞춤에 의해 접합하고, 축부의 외주에 용융 금속을 배출하기 위한 구멍을 형성한 연속 용융 금속 도금용 롤을 개시하고 있다. 또한, 일본국 특개평 2003-3067562호는 중공형의 롤 보디부, 축부 및 구동 클러치부를 각각 세라믹스에 의해 형성하고, 롤 보디부의 내면과 축부의 외면 사이에 간극을 가지도록 롤 보디부의 양단부에 축부를 끼워 맞추고, 또한 구동 측 축부의 외면과 구동 클러치부의 내면 사이에 간극을 가지도록 구동 측 축부에 구동 클러치부를 끼워 맞추는 동시에, 각각의 끼워 맞춤부를 볼이나 핀 등의 부재에 의해 고정한 연속 용융 금속 도금용 롤을 개시하고 있다. 그러나, 일본국 특개 2001-89836호, 일본국 특개 2001-89837호 및 일본국 특개평 2003-306752호에서 사용된 질화 규소계 세라믹스는 모두, 예를 들면, 87중량%의 α-Si3N4과, 5중량%의 Al2O3과, 3중량%의 AIN과, 5중량%의 Y2O3로 이루어지는 사이알론(sialon)이며, 그 열 전도율은 기껏해야 17W/(mㆍK) 정도로, 내열 충격성이 불충분했다. 그러므로, 용융 금속욕에 침지하면 열 충격에 의해 파괴될 우려가 있었다. 따라서, 본 발명의 목적은 사용 시에 열 충격에 의한 파괴가 방지되도록 고내열 충격성을 가지는 동시에, 강판과의 미끄러짐을 저감하여 강판의 주행 속도 변화에 확실하게 추종할 수 있는 용융 금속 도금욕용의 질화 규소계 세라믹스 롤을 제공하는 것이다.