TW201742934A - 延長用於滲鋁產線之穩定器運轉壽命之方法 - Google Patents

Abstract

連續鋼處理產線包含浸泡盆及刺輥(stab roll)。該浸泡盆填充有一定量之熔融金屬。該刺輥之至少一部分浸沒於該量之熔融金屬中。該刺輥包含兩個軸頸。每一軸頸由藉由輥套筒界定之開口接納。每一輥套筒之內尺寸及每一各別軸頸之外尺寸界定間隙。每一輥套筒之該內尺寸及每一各別軸頸之該外尺寸經構形使得在藉由該熔融金屬加熱該刺輥及該輥套筒對時維持該間隙。或者，將插入件緊固至每一軸頸之外表面上以代替該等輥套筒。

Description

延長用於滲鋁產線之穩定器運轉壽命之方法

滲鋁係在鋼製備中用於在鋼基板之表面上提供薄鋁塗層之常用製程。滲鋁製程可通常併入連續滲鋁產線中，其中使狹長鋼片穿過一系列輥以使鋼片經受各種處理製程。在此製程之滲鋁部分中，經由熔融鋁浴來操縱鋼片以塗覆鋼片之所有表面。為幫助操縱鋼片，可將各種組件佈置於熔融鋁浴內。因組件之連續移動及/或苛刻環境(因存在熔融鋁)，故一些該等組件可經受磨損。在磨損達到不可接受之濃度時，切斷連續滲鋁產線且再加工其中之組件。此程序通常引起增加之成本及不期望製造延遲。然而，可藉由增加浸沒於鋁浴內之各種組件之使用壽命來減少該等成本及延遲。因此，可期望在滲鋁產線內包含各種特徵以改良經受磨損之組件之總使用壽命。為克服該等難題，將由陶瓷或耐火材料製得之輥套筒以機械方式鎖固至輥軸頸上，由此來防止磨損。或者，將由陶瓷或耐火材料製得之輥插入件固定至輥軸頸之外部表面上以防止磨損。

在用於滲鋁製程用熔融鋁浴內時，在熔融鋁浴內旋轉之輥之鋼軸頸至少遇到一定程度之磨蝕及化學攻擊。在一些情況下，此磨蝕及/或化學攻擊可使得該等輥之工作循環有所減少。因此，可期望減少用於滲鋁製程中之鋼軸頸所遇到之磨蝕及/或化學攻擊。陶瓷或耐火材料對在由熔融鋁環繞之環境中所遇到之磨蝕及化學攻擊提供優良抗性。然而，在將陶瓷或耐火材料整合至浸沒於熔融鋁中之輥總成中時遇到難題。

本申請案主張來自2016年4月29日提出申請且標題為「Method for Extending the Campaign Life of Stabilizers for an Aluminizing Line」之臨時專利申請案第62/329,603號之優先權。申請案第62/329,603號之揭示內容以引用方式併入本文中。 圖1展示鋼處理產線(2) (例如連續鋼處理產線)之滲鋁部分(10)之示意性橫截面代表圖。如可看到，滲鋁部分(10)包含浸泡槽(20)、引入器殼體(30)、一或多個穩定器輥(40)及重導引器輥(50)。如所理解，滲鋁部分(10)通常經構形以接納用於滲鋁鋼片(60)之狹長鋼片(60)。浸泡槽(20)係由經構形以接納熔融鋁(22)之固體壁界定。浸泡槽(20)通常內襯有某些尤其適於含有熔融鋁之陶瓷耐火材料。儘管浸泡槽(20)在本文中闡述為填充有熔融鋁，但應理解，在其他實例中，浸泡槽(20)可填充有諸多替代熔融金屬(例如鋅及其合金)。因此，本文所闡述之所有實例可應用於使用其他熔融金屬之環境中，但將本文之實例闡述為用於熔融鋁背景中。刺輥總成(70)浸沒於熔融鋁(22)內。如下文更詳細所闡述，刺輥總成(70)通常經構形以旋轉且由此將鋼片(60)重導引出浸泡槽(20)。 引入器殼體(30)經構形以部分地浸沒於熔融鋁(22)內。因此，應理解，引入器殼體(30)通常在鋼片(60)進入熔融鋁(22)期間於鋼片周圍提供氣密性密封。在一些情況下，引入器殼體(30)完全經惰性氣體(例如氬或二元化碳)填充以限制可在鋼片(60)進入熔融鋁(22)中期間發生之化學反應。儘管本實例之滲鋁部分(10)包含引入器殼體(30)，應理解，引入器殼體(30)完全係可選的且在一些實例中省略。 相對於浸泡槽(20)定位一或多個穩定器輥(40)以隨著鋼片(60)離開熔融鋁(22)穩定鋼片(60)。因此，應理解，穩定器輥(40)通常經構形以促進鋼片(60)在滲鋁程序期間之各個階段之穩定性。儘管本實例之滲鋁部分(10)展示為包含一組(兩個)穩定器輥(40)，但應理解，可使用任一適宜數量及任一適宜組之穩定器輥(40)。舉例而言，在一些實例中，在鋼片(60)離開及進入熔融鋁(22)時，滲鋁部分(10)配備有一或多個穩定器輥(40)之組。另外或替代地，在一些實例中，在鋼片(60)毗鄰刺輥總成(70)時，滲鋁部分(10)配備有一或多個穩定輥(40)之組。在其他實例中，完全省略穩定器輥(40)。當然，熟習此項技術者根據本文之教示內容將明瞭用於穩定器輥(40)之各種替代構形。 重導引器輥(50)通常經構形以在鋼片(60)已滲鋁之後將鋼片(60)重導引至鋼處理產線(2)之其他部分中。儘管展示本實例之滲鋁部分(10)僅具有單一重導引器輥(50)，但應理解，在其他實例中，可使用任一適宜數量之重導引器輥(50)。舉例而言，在一些實例中，將其他重導引器輥(50)併入滲鋁部分(10)中以將鋼片(60)操縱至相對於浸泡槽(20)之任一期望角度。另外，應理解，用於滲鋁部分(10)之任一重導引器輥(50)可經驅動以驅使鋼片(60)穿過滲鋁部分(10)。當然，熟習此項技術者根據本文之教示內容將明瞭用於重導引器輥(50)之各種替代構形。 刺輥總成(70)更詳細展示於圖2中。如可看到，刺輥總成(70)包含兩個軸承座(72)、刺輥(80)及佈置於每一軸承座(72)與刺輥(80)之間之輥套筒(90)。每一軸承座(72)通常經構形以接納刺輥(80)之至少一部分以促進刺輥(80)相對於軸承座(72)之旋轉。儘管未展示，但應理解，每一軸承座(72)通常耦合至固定件或其他結構以將每一軸承座(72)固持於浸泡槽(20)內之適當位置。 闡釋性軸承座(72)在圖3中最佳可見。如可看到，軸承座(72)包含大致八角體(74)。八角體(74)之八角形形狀通常經構形以提供固定件或其他結構可藉由其附接至軸承座(72)以將軸承座(72)定位於浸泡槽(20)內之表面。儘管展示本實例之八角體(74)具有八角形結構，但應理解，在其他實例中，可使用其他適宜結構(例如正方形、六角形、三角形及/或等等)。 不論用於八角體(74)之特定形狀如何，八角體(74)皆界定穿過軸承座(72)之中心之接納孔(76)。接納孔(76)通常由由圓柱形形狀界定。如下文更詳細所闡述，接納孔(76)經構形以接納輥套筒(90)及刺輥(80)之至少一部分以允許輥套筒(90)在孔(76)內自由旋轉。 軸承座(72)包括具有高強度且在高溫下抗磨損之陶瓷材料。此陶瓷材料可另外具有低熱膨脹係數、抗熱衝擊性、抗熔融金屬潤濕性、抗腐蝕性，且實質上對熔融非亞鐵金屬具有化學惰性。僅舉例而言，適宜陶瓷材料可包含稱為SiAlON陶瓷之陶瓷種類。SiAlON陶瓷係可用於處置熔融鋁之高溫耐火材料。SiAlON陶瓷通常在熔融非亞鐵金屬存在下展現良好抗熱衝擊性、高級高溫強度、罕見抗熔融鋁潤濕性及高抗腐蝕性。本實例之軸承座(72)包括由Saint-Gobain High-Performance Refractories製得之CRYSTON CN178，但可使用諸多SiAlON種類陶瓷。 刺輥(80)展示於圖4中。如可看到，刺輥(80)包含輥部分(82)及自輥部分(82)之每一側延伸之軸頸(86)。通常，輥部分(82)及軸頸(86)係藉由包括鋼或另一金屬合金之單一整合元件形成。輥部分(82)包括大致狹長之圓柱形形狀。輥部分(82)之圓柱形形狀通常經構形以接納鋼片(60)，從而允許鋼片(60)之至少一部分纏繞於輥部分(82)之至少一部分上。因此，應理解，輥部分(82)之特定寬度通常對應於鋼片(60)之寬度。 如上所述，每一軸頸(86)自輥部分(82)向外延伸。每一軸頸(86)包括大致圓柱形形狀且外徑小於由輥部分(82)界定之外徑。每一軸頸(86)經定大小以由各別軸承座(72)之孔(76)接納。然而，如下文更詳細所闡述，每一軸頸(86)通常經定大小小於軸承座(72)之孔(76)以允許用於佈置於軸承座(72)與軸頸(86)之間之輥套筒(90)之空間。 每一軸頸(86)進一步包含佈置於每一軸頸(86)之外表面上之螺紋(88)。如下文更詳細所闡述，螺紋(88)通常經構形以嚙合每一各別輥套筒(90)之相應特徵，從而使每一輥套筒(90)耦合至每一軸頸(86)。在本實例中，每一軸頸(86)上之螺紋(88)經定向以引起刺輥(80)之旋轉。舉例而言，若一個軸頸(86)包含右旋螺紋，則相對軸頸(86)包含左旋螺紋。螺紋(88)之此構形可防止每一輥套筒(90)變得鬆弛或另外在刺輥(80)藉由鋼片(60)與輥部分(82)之間之摩擦而旋轉時旋開。在一些實例中，螺紋(88)可包含圓形峰以容納輥套筒(90)之內部幾何結構之變化，如下文更詳細所闡述。 闡釋性輥套筒(90)展示於圖5及6中。輥套筒(90)通常構形以在各別軸頸(86)與各別軸承座(72)之間提供耐用非反應性障壁。如所理解，輥套筒(90)通常與軸頸(86)一起旋轉，使得輥套筒(90)在軸承座(72)內相對於軸承座(72)發生旋轉。如可看到，輥套筒(90)包括大致圓柱體(92)。圓柱體(92)之至少一側包含倒角或斜切邊緣(94)。邊緣(94)通常經構形以鄰接各別軸頸(86)與輥部分(82)之間之界面。儘管展示邊緣(94)具有大致倒角或斜切形狀，但應理解，可使用任一其他適宜形狀(例如圓角形狀、正方形形狀、j-凹槽或等等)。 圓柱體(92)界定延伸穿過輥套筒(90)之圓柱形孔(96)。孔(96)之內部包含至少部分地延伸穿過孔(96)之長度之螺紋(98)。螺紋(98)通常經構形以嚙合各別軸頸(86)之外徑上之螺紋(88)。因此應理解，孔(96)內之螺紋經構形以將輥套筒(90)以機械方式緊固至各別軸頸(86)。 孔(96)之內徑通常對應於每一軸頸(86)之外徑。然而，如在圖7中最佳可見，本實例在孔(96)之內徑與軸頸(86)之外徑之間包含預定間隙(d)。最初，在理論上，此間隙(d)可源於軸頸(86)之熱膨脹率與輥套筒(90)之熱膨脹率之間之差，使得一旦軸頸(86)及輥套筒(90)接近浸泡槽(20)之溫度，此間隙(d)將實質上消除。然而，在本實例中，出人意料地，孔(96)與軸頸(86)之間之間隙(d)並不排他性地受限於軸頸(86)及輥套筒(90)之熱膨脹率。特定而言，已發現，軸頸(86)與輥套筒(90)之間在浸泡槽(20)之溫度下之一定間隙(d)有益於在滲鋁程序期間改良輥套筒(90)之耐久性。因此，應理解，在本實例中，在整個滲鋁程序中，在孔(96)之內徑與軸頸(86)之外徑之間至少維持一定間隙(d)。在一些實例中，適宜間隙(d)可大約為0.220 in。在其他實例中，間隙(d)可介於約0.220 in與0.200 in之間。在一些實例中，螺紋(88)之寬度亦可提供一定寬度間隙。在該等實例中，此寬度間隙可在大約0.005 in.與大約0.030 in之間有所變化。 儘管將上文所提及孔(96)之內徑與軸頸(86)之外徑之間之間隙(d)闡述為有益於改良輥套筒(90)之耐久性，但應理解，此間隙(d)亦在本實例中在一定程度上受限。舉例而言，若孔(96)之內徑與軸頸(86)之外徑之間之間隙(d)過於顯著，則會發生一定程度之熔融鋁(22)潤濕，由此將熔融鋁(22)傳輸至孔(96)之內徑與軸頸(86)之外徑之間之間隙(d)中。儘管此可至少部分地取決於輥套筒(90)之材料，但應理解，在本實例中，限制孔(96)之內徑與軸頸(86)之外徑之間之間隙(d)以防止熔融鋁(22)傳輸至間隙(d)中。 輥套筒(90)包括具有高強度且在高溫下抗磨損之陶瓷材料。此陶瓷材料可另外具有低熱膨脹係數、抗熱衝擊性、抗熔融金屬潤濕性、抗腐蝕性，且實質上對熔融非亞鐵金屬具有化學惰性。僅舉例而言，適宜陶瓷材料可包含稱為SiAlON陶瓷之陶瓷種類。如上所述，SiAlON陶瓷係可用於處置熔融鋁之高溫耐火材料。SiAlON陶瓷通常在熔融非亞鐵金屬存在下展現良好抗熱衝擊性、高級高溫強度、罕見抗熔融鋁潤濕性及高抗腐蝕性。本實例之輥套筒(90)包括由Saint-Gobain Ceramics製得之ADVANCER氮化物鍵結之碳化矽，但可使用諸多SiAlON種類陶瓷。 在如圖1中最佳可見之一實例性應用中，鋼片(60)經由引入器殼體(30)進入浸泡槽(20)中。儘管未展示，但應理解，在進入之前，可在鋼處理產線(2)之其他部分中對鋼片(60)實施各種其他鋼處理操作。舉例而言，可對鋼片(60)實施熱或冷壓縮軋製、各種加熱處理、酸洗及/或等等。或者，可消除其他鋼處理操作，使得在一些實例中滲鋁部分(10)經構形作為獨立滲鋁產線。 在進入浸泡槽(20)中後，將鋼薄片(60)浸沒於熔融鋁(22)內。操縱鋼薄片(60)經由刺輥總成(70)離開引入器殼體(30)。然後使鋼薄片(60)纏繞於刺輥總成(70)之刺輥(80)上。鋼片(60)與刺輥(80)之輥部分(82)之間之摩擦使得刺輥(80)隨著鋼片(60)相對於刺輥總成(70)進行移動而旋轉。刺輥(80)之旋轉引起每一軸頸(86)之相應旋轉，此亦經由螺紋(88、98)之間之嚙合來引起每一輥套筒(90)之旋轉。因每一軸頸(86)上之相反螺紋(88)，故每一輥套筒(90)保持固定至每一各別軸頸(86) (因每一軸頸(86)之旋轉)。應理解，在一些實例中，僅軸頸(86)之螺紋(88)之一部分可在給定時間接觸輥套筒(90)之螺紋(98)。舉例而言，在操作期間，鋼片(60)可在特定方向上牽引刺輥(80)。此將使得軸頸(86)因間隙而在輥套筒(90)內側向移動，使得軸頸(86)及輥套筒(90)並不精確地共軸對準。在發生此情形時，端視間隙(d)之大小，軸頸(86)之螺紋(88)之一側可與輥套筒(90)之螺紋(98)脫離。儘管會發生一定程度之脫離，但螺紋(88、98)之耦合功能仍可保留，此乃因螺紋(88、98)在軸頸(86)及輥套筒(90)之相對側完全嚙合。因此，每一軸頸(86)及每一輥套筒(90)在各別軸承座(72)內一起旋轉，而每一軸承座(72)固定刺輥(80)在浸泡槽(20)內之軸向位置。 在鋼片(60)圍繞刺輥(80)移動時，經由一或多個穩定器輥(40)及/或重導引器輥(50)將鋼片(60)向上引導。然後在鋼片(60)離開浸泡槽(20)時，每一穩定器輥(40)穩定鋼片(60)。然後經由重導引器輥(50)將鋼片(60)重導引至鋼處理產線(2)之其他部分中。儘管未展示，但應理解，在滲鋁部分(10)之後，可在鋼處理產線(2)之其他部分中對鋼片(60)實施各種其他鋼處理步驟。舉例而言，可進一步對鋼片(60)實施熱或冷壓縮軋製、各種熱處理、酸洗、熱或冷衝壓及/或等等。 圖8及9展示可易於併入上述刺輥總成(70)中之實例性替代軸頸(186)及輥套筒(190)。應理解，除非本文另有所述，否則軸頸(186)及輥套筒(190)分別實質上類似於上述軸頸(86)及輥套筒(90)。本實例之軸頸(186)包括大致正方形之側向橫截面。如下文更詳細所闡述，此大致正方形形狀允許軸頸(186)嚙合輥套筒(190)且由此誘導輥套筒(190)相對於各別軸承座(72)發生旋轉。如所理解，此構形允許自軸頸(186)省略類似於軸頸(86)之螺紋(88)之結構。 輥套筒(190)包括通常經構形以適用於軸頸(186)之圓柱體(192)。圓柱體(192)界定完全延伸穿過輥套筒(190)之孔(196)。本實例之孔(196)界定通常對應於上述軸頸(186)之形狀之正方形側向橫截面。 本實例之孔(196)通常經定大小以接納軸頸(186)。儘管本實例之孔(196)通常適於接納軸頸(186)，但應理解，在本實例中，孔(196)亦經定大小以相對於軸頸(186)之外部提供至少一定間隙，如上文針對輥套筒(90)及軸頸(86)類似地所闡述。就上述間隙(d)而言，與輥套筒(90)及軸頸(86)有關之間隙通常經構形以維持於整個滲鋁程序中，不論輥套筒(190)及/或軸頸(86)由在浸泡槽(20)內遇到之熱所致之膨脹。亦如上所述，與輥套筒(190)及軸頸(186)有關之間隙亦經定大小以防止熔融鋁(22)傳輸至間隙界定之空腔中。 如上所述，由軸頸(186)及輥套筒(190)之孔(196)界定之相應正方形形狀通常經構形以允許軸頸(186)將旋轉運動傳遞至輥套筒(190)。儘管在本文中展示相應正方形形狀，但應理解，可使用諸多替代橫截面形狀。舉例而言，在一些實例中，軸頸(186)及輥套筒(190)之孔(196)界定相應三角形、卵狀或矩形形狀。在其他實例中，軸頸(186)及輥套筒(190)之孔(196)界定大致圓柱形形狀，但亦可經調解以仍允許將來自軸頸(186)之旋轉傳遞至輥套筒(190)。當然，熟習此項技術者根據本文之教示內容將明瞭用於軸頸(186)及輥套筒(190)之孔(196)之諸多替代幾何結構。 圖10展示可易於併入上述刺輥總成(70)中之替代軸頸(286)。不同於上述軸頸(86)，本實例之軸頸(286)並不經構形以與類似於輥套筒(90)之結構一起使用。而是，軸頸(86)整合一系列縱向定向於軸頸(286)之外表面周圍之圓柱形陶瓷插入件(290)。為接納插入件(290)，軸頸(286)經加工以包含複數個經構形以接納插入件(290)之通道(未展示)。然而，軸頸(286)之外表面中之通道經定大小以僅容納每一插入件(290)之一部分，使得每一插入件(290)之一部分自軸頸(286)之外表面突出。因此，應理解，每一插入件(290)經構形以嚙合軸承座(72)之內部，由此使軸頸(286)之外表面與軸承座(72)之內部分隔開。 可藉由任一適宜方式來耦合軸頸(286)與插入件(290)。舉例而言，在本實例中，藉由超音波焊接、摩擦焊接、銲合及/或其他用於焊接或結合 不同材料之製程將適宜插入件(290)焊接或結合於軸頸(286)上。或者，在一些實例中，藉由機械緊固件將插入件(290)固定至軸頸(286)上。在其他實例中，軸頸(286)中之通道及插入件(290)可包含互補耦合特徵以提供滑入配合或扣合。當然，在其他實例中，插入件(290)可藉由熟習此項技術者根據本文之教示內容將明瞭之任一其他適宜方式耦合至軸頸(286)。 在一些情況下，可期望將插入件(290)完全併入軸頸(286)中。舉例而言，替代軸頸(386)可易於併入刺輥(80)中。代替包含類似於上述插入件(290)之結構作為單獨組件，軸頸(386)本身包括與上文關於輥套筒(90)所闡述之性質一致之陶瓷材料。在本實例中，軸頸(386)以可拆卸方式耦合至刺輥(80)之輥部分(82)而非與輥部分(82)整合至一起。因此，本實例之軸頸(386)包含經構形以配合於可開孔於刺輥(80)之輥部分(82)內之相應開口內之輥塞(388)。儘管未展示，但應理解，在本實例中，軸頸(386)藉由一系列銷或其他機械緊固件以機械方式鎖固至刺輥(80)上。 在其他實例中，整個刺輥(80)可包括陶瓷材料，由此無需使軸頸(386)與輥部分(82)分隔開。當然，熟習此項技術者根據本文之教示內容可明瞭用於軸頸(286)之各種替代構形。(元件(386)及(388)未展示於圖中)。 應理解，可對本發明作出各種修改，此並不背離本發明之精神及範圍。因此，應依據隨附申請專利範圍來判定本發明之極限。 實施一系列測試以評估上述軸頸(86)及輥套筒(90)，從而鑑別期望間隙(d)。此系列測試詳述於下文之下列實例中。應理解，下列實例僅用於闡釋性目的且在其他情況下，可使用各種替代特性，如由熟習此項技術者根據本文之教示內容所理解。實例 1 在初始測試中，測試類似於上述軸頸(86)之結構以確立軸頸之所量測熱膨脹係數。將所測試軸頸製備為刺輥之實物模型部分，使得軸頸係由附接至對應於刺輥一端之轂之軸頸組成。在軸頸處於室溫下(例如大約70℉)時，自所有表面(例如軸頸外徑、螺紋峰及螺紋根)獲取量測。隨後將軸頸加熱至1,350℉之溫度。在加熱之後，立即在軸頸處於加熱條件中時獲取相同量測。將在室溫下所獲取之量測與在軸頸處於加熱條件中時所獲取之量測進行比較。然後使用此對比來計算基於實驗之軸頸之熱膨脹係數。因此，基於實驗之熱膨脹係數經計算為9.1 × 10^-6 in/in/℉。基於此計算，可假設軸頸(86)與輥套筒(90)之間之期望間隙(d)大約為0.020 in。實例 2 在第二試驗中，測試基於實驗之熱膨脹係數及軸頸(86)與輥套筒(90)之間之相應假設期望間隙(d) (鑑別於實例1中)以用於在操作溫度下進行驗證。藉由St. Gobain Ceramics提供類似於上述輥套筒(90)之輥套筒。然而，輥套筒背離說明書。特定而言，輥套筒之內徑呈錐形且包含一些毛邊。另外，輥套筒略微不圓。然而，繼續進行測試。 在測試之前，由Narrow Way Technologies對軸頸實施加工。加工軸頸以將輥套筒之內徑與軸頸之外徑之間之間隙調節至至少0.042 in。設置此間隙以在高溫下(例如1,150℉)於軸頸與輥套筒之間提供近似大小對大小配合。 在加工之後，輥套筒及軸頸配接。在配接之後，據觀察，因輥套筒之不圓特徵，故在圍繞軸頸外徑之一些局部區域中存在無間隙之限制。為改良間隙且提供整體鬆弛配合，使輥套筒自軸頸旋開大約¼圈。在此構形中，然後對輥套筒及軸頸實施基於爐之熱處理。 熱處理包含將配接之輥套筒及軸頸以150℉/小時間隔加熱至1,150℉。在500℉及900℉下自爐取出輥套筒及軸頸之總成以觀察間隙。在500℉下，據觀察，在以4英吋×4英吋狹長木塊敲擊總成之後，仍存在「充足間隙」。在900℉下，據觀察，不可目測檢測到間隙。另外，據觀察，輥套筒已碎裂且形成可見破裂。在此階段，假設可藉由自軸頸外徑再縮減0.030 in.至0.040 in.來避免碎裂及破裂。 在完成熱處理之後，觀察輥套筒中之其他碎裂。此測試表明，需要間隙以幫助安裝且避免在操作期間輥套筒發生斷裂之任何可能性。另外，另外假設，可藉由加工輥套筒或軸頸之螺紋以用於嚙合僅½之螺紋深度來改良輥套筒之耐久性。在測試時，螺紋深度為0.200''。因此，在應用所假設螺紋深度縮減時，可因僅0.100''之螺紋彼此嚙合而達成輥套筒之額外耐久性。基於此可表明，可自輥套筒及軸頸之螺紋去除最多0.060''之材料以提供期望配合。實例 3 在實例2中之上述第二試驗之後，實施第一原位試驗。對於此第一原位試驗而言，製備類似於上述刺輥總成(70)之刺輥總成。如同刺輥總成(70)，刺輥總成包含兩個軸頸。然而，製備兩個軸頸，使得一個軸頸經構形作為對照軸頸且另一軸頸經構形作為測試軸頸。根據標準實踐來製備對照軸頸，使得經由對照軸頸形成金屬軸頸至軸承座之構形。類似於上文針對軸頸(86)所闡述來製備測試軸頸且包含類似於上述輥套筒(90)之輥套筒。 測試軸頸及相應輥套筒經構形以提供0.220 in之最大間隙。相對於實例2中所測試之軸頸及輥套筒組合，此實質上增加了間隙。引起此間隙之一個因素係提供大於計及軸頸及/或輥套筒之熱膨脹所需間隙之間隙。換言之，假設無需在操作期間於一定溫度下軸頸與輥套筒之間具有大小對大小配合。而是，假設在操作期間施加於刺輥上之力僅需要軸頸之單側螺紋嚙合輥套筒之螺紋。換言之，總共僅需要螺紋之½嚙合，此乃因完全嚙合可發生於軸頸之一側且受限嚙合可發生於軸頸之另一側。然而，仍期望一定間隙限制以支持存在於刺輥總成之操作期間之負載。另外，仍期望一定間隙限制以避免熔融鋁滲透於軸頸與輥套筒之間。因此，測試軸頸及相應輥套筒經構形以提供0.220 in之最大間隙。在開始測試之前，輥套筒之一部分發生碎裂。因此，輥套筒在整個測試中僅部分地覆蓋測試軸頸。 然後將刺輥總成插入用於滲鋁鋼片之熔融鋁浴中。在服務中，使用刺輥總成處理總共583,521 ft.鋼片。在取出刺輥總成時，在軸承座之外部具有可見斷裂。在自刺輥固定件取下軸承座時，軸承座分成4個單獨部件。在分離後，每一斷裂表面完全經鋁金屬塗覆。此塗層圖案表明，軸承座斷裂經由熱衝擊發生於服務期間而非冷卻期間。在兩個配接斷裂表面中存在較大空隙。 輥套筒展現有限之可見磨損，如由無凹槽及通常有限之損失厚度所指示。輥套筒中在測試之前碎裂之部分展現一些程度之區域增加。然而，碎裂並不沿輥套筒之長度擴散且不影響輥套筒之可服務性。與對照軸頸相比，輥套筒通常展現較小磨損，而對照軸頸展現較典型磨損。在定量意義上，與對照軸頸之磨損速率相比，經量測，輥套筒之磨損速率降低20倍。實例 4 進行用於第二原位測試之製備且製備類似於上述軸頸(86)之另一軸頸。製備在耦合至類似於上述輥套筒(90)之輥套筒時提供0.220 in. +0 in./0.005 in.之間隙之軸頸。加工軸頸上之螺紋以提供圓形峰以較佳地容納由輥套筒提供之不規則內徑幾何結構。量測軸頸與輥套筒之間之側向移動。此量測得到0.020 in.至0.040 in.側向移動，且最多0.060 in.至0.155 in.視為可接受。

2‧‧‧鋼處理產線
10‧‧‧滲鋁部分
20‧‧‧浸泡槽
22‧‧‧熔融鋁
30‧‧‧引入器殼體
40‧‧‧穩定器輥
50‧‧‧重導引器輥
60‧‧‧滲鋁鋼片/狹長鋼片
70‧‧‧刺輥總成
72‧‧‧軸承座
74‧‧‧八角體
76‧‧‧接納孔
80‧‧‧刺輥
82‧‧‧輥部分
86‧‧‧軸頸
88‧‧‧螺紋
90‧‧‧輥套筒
92‧‧‧圓柱體
94‧‧‧倒角或斜切邊緣
96‧‧‧圓柱形孔
98‧‧‧螺紋
186‧‧‧軸頸
190‧‧‧輥套筒
192‧‧‧圓柱體
196‧‧‧孔
286‧‧‧軸頸
290‧‧‧圓柱形陶瓷插入件
386‧‧‧軸頸
388‧‧‧輥塞
d‧‧‧間隙

併入此說明書並構成此說明書之一部分之附圖圖解說明實施例，並與上文所給出之一般闡述及上文所給出之實施例之詳細闡述一起用於解釋本發明之原理。 圖1繪示連續鋼處理產線之滲鋁部分之示意性視圖。 圖2繪示可易於併入圖1之滲鋁部分中之刺輥總成之透視圖。 圖3繪示圖2之刺輥總成之軸承座之透視圖。 圖4繪示圖2之刺輥總成之刺輥之前視圖。 圖5繪示圖2之刺輥總成之輥套筒之透視圖。 圖6繪示圖5之輥套筒之另一透視圖。 圖7繪示圖4之刺輥與圖5之輥套筒之間之耦合的部分前剖面圖。 圖8繪示可易於併入圖4之刺輥中之替代軸頸及輥套筒之側剖面圖。 圖9繪示圖8之軸頸及輥套筒之透視圖。 圖10繪示可易於併入圖4之刺輥中之另一替代軸頸之透視圖。

2‧‧‧鋼處理產線

10‧‧‧滲鋁部分

20‧‧‧浸泡槽

22‧‧‧熔融鋁

30‧‧‧引入器殼體

40‧‧‧穩定器輥

50‧‧‧重導引器輥

60‧‧‧滲鋁鋼片/狹長鋼片

70‧‧‧刺輥總成

Claims (20)

1. 一種鋼塗覆產線，該鋼塗覆產線包括： (a) 浸泡盆，其中該浸泡盆包含填充有一定量之熔融金屬之耐火容器；及 (b) 刺輥(stab roll)總成，其中該刺輥總成之至少一部分浸沒於該量之熔融金屬中，其中該刺輥總成包含： (i) 刺輥，其包含兩個自該刺輥之相對側突出之軸頸， (ii) 一對輥套筒，其中每一輥套筒界定開口，其中每一輥套筒之該開口經構形以將相應軸頸接納於其中，其中每一輥套筒之內尺寸及每一各別軸頸之外尺寸界定間隙，其中每一輥套筒之該內尺寸及每一各別軸頸之該外尺寸經構形使得在藉由該熔融金屬加熱該刺輥及該輥套筒對時維持該間隙，其中每一輥套筒之該內尺寸及每一各別軸頸之該外尺寸經進一步構形使得該間隙防止該間隙內之熔融金屬潤濕，及 (iii) 一對軸承座，其中每一軸承座界定開口，其中每一軸承座之該開口經構形以接納相應輥套筒，相應軸頸佈置於該輥套筒內。
2. 如請求項1之鋼塗覆產線，其中每一軸頸之至少一部分包含螺紋。
3. 如請求項2之鋼塗覆產線，其中每一輥套筒之該內尺寸包含對應於各別軸頸之該螺紋之螺紋。
4. 如請求項3之鋼塗覆產線，其中該兩個軸頸之一個軸頸上之該螺紋界定第一節距方向，其中該兩個軸頸之另一軸頸上之該螺紋界定第二節距方向。
5. 如請求項4之鋼塗覆產線，其中該第一節距方向與該第二節距方向相反，使得每一輥套筒之該螺紋經構形以在該刺輥在預定方向上旋轉時保持與各別軸頸之該螺紋嚙合。
6. 如請求項4之鋼塗覆產線，其中該第一節距方向對應於右旋螺紋，其中該第二節距方向對應於左旋螺紋。
7. 如請求項1之鋼塗覆產線，其中每一軸頸界定正方形側向橫截面形狀，其中每一輥套筒之該開口界定對應於每一軸頸之該形狀之形狀。
8. 如請求項1之鋼塗覆產線，其中該每一軸頸界定圓柱形形狀，其中每一輥套筒之該開口界定對應於每一軸頸之該圓柱形形狀之圓柱形形狀。
9. 如請求項1之鋼塗覆產線，其中該輥套筒對之每一輥套筒包括陶瓷材料。
10. 如請求項9之鋼塗覆產線，其中該陶瓷材料在浸沒於該熔融金屬中時實質上為惰性。
11. 如請求項9之鋼塗覆產線，其中該陶瓷材料具有低熱膨脹係數。
12. 如請求項9之鋼塗覆產線，其中該陶瓷材料經構形以抵抗該熔融金屬之潤濕。
13. 如請求項9之鋼塗覆產線，其中該陶瓷材料包括SiAlON陶瓷。
14. 如請求項1之鋼塗覆產線，其中該刺輥係藉由該刺輥之外部與移動穿過該浸泡盆之鋼片之間的摩擦來旋轉。
15. 如請求項1之鋼塗覆產線，其中該軸承座對之每一軸承座包括陶瓷材料。
16. 一種輥總成，其中該輥總成經構形以浸沒於熔融金屬中，其中該輥總成包括： (a) 刺輥，其中該刺輥包含輥部分及至少一個自該輥部分軸向延伸之軸頸； (b) 軸承座，其中該軸承座界定其中之開口；及 (c) 輥套筒，其中該輥套筒佈置於該軸承座與該刺輥之至少一個軸頸之間由該軸承座界定之開口內，其中該輥套筒經構形以相對於該軸承座發生旋轉，從而減少該至少一個軸頸上之磨損，其中該輥套筒界定該輥套筒之內表面與該至少一個軸頸之外表面之間的間隙。
17. 如請求項16之輥總成，其中該輥套筒之該內表面與該至少一個軸頸之該外表面之間之該間隙經定大小以允許該輥套筒相對於該刺輥進行至少一定橫向移動。
18. 如請求項17之輥總成，其中該輥套筒之該內表面與該至少一個軸頸之該外表面之間之該間隙經定大小以防止熔融金屬進入該輥套筒之該內表面與該至少一個軸頸之該外表面之間。
19. 如請求項16之輥總成，其中該輥套筒及該至少一個軸頸各自包含互補耦合特徵，其中該等互補耦合特徵經構形以促進該至少一個軸頸與該輥套筒之間之相應旋轉。
20. 一種輥總成，其中該輥總成經構形以浸沒於熔融金屬中，其中該輥總成包括： (a) 圓柱形輥，其中該輥包含輥部分及自該輥部分軸向延伸之軸頸； (b) 軸承座，其經構形以接納該輥之該軸頸；及 (c) 複數個插入件，其中每一插入件佈置於該軸承座內該軸承座之內部與該刺輥之該軸頸之間，其中該插入件經構形以相對於該軸承座旋轉，同時防止該軸頸被熔融鋁腐蝕及磨損，其中將每一插入件牢固地固定至該軸頸之外表面上。