JPH0280508A - 加熱炉用ハースロール - Google Patents

加熱炉用ハースロール

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JPH0280508A
JPH0280508A JP23308588A JP23308588A JPH0280508A JP H0280508 A JPH0280508 A JP H0280508A JP 23308588 A JP23308588 A JP 23308588A JP 23308588 A JP23308588 A JP 23308588A JP H0280508 A JPH0280508 A JP H0280508A
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cooling water
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temperature
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Ryohei Okura
大倉 良平
Kanji Kasahara
笠原 完治
Tsutomu Fukumura
福村 勉
Kazuo Kawaguchi
和男 川口
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Nippon Stainless Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、低温から高温までの何れの加熱雰囲気であ
っても好適状態で使用することができ、しかもロールの
冷却に伴う多大な熱損失や加熱温度ムラを懸念すること
もない加熱炉用ハースロールに関するものである。
〈従来技術とその課°題〉 一般に、金属の加熱処理に使用されるローラハースタイ
プの連続加熱処理炉では、被処理材を搬送するために第
3図で示すようなハースロールを使用するのが背進であ
る。即ち、第3図は、耐熱鋼製の円筒状ロール本体部が
テーパー管部を介し°Cシャフト部に°接続した形式の
ものを示しており、そQシャフト部を加熱炉の炉壁に支
持させて被処理材を搬送するようになっている。
そして、このハースロールの“ロールピッチ”。
“ロール径”並びに“ロール肉厚”等は被加熱材料の高
温撓み量、ロール開口比或いは各ロールにかかる荷重等
を考慮して設定されており、またハースロールに適用さ
れる耐熱鋼品種は採用される加熱温度により選定されて
いる。
ところが、現在開発され使用されている上記タイプのハ
ースロールでは、最高使用温度が素材たる耐熱鋼の性能
(高温強度、高温耐酸化性)に制約されて高々1150
℃程度に過ぎず、1150℃を超える加熱下で使用する
と極めて短時間のうちに破損してしまうと言う不都合が
あった。つまり、鋼材は一般に高温となるに従って軟化
し、かつ表面が酸化してスケールを発生するが、耐熱鋼
も例外ではなく、その値が9通鋼に比べれば少ないもの
の同様な現象が発生するからである。
例えば、第4図を参照されたい、第4図は、現在実用さ
れている代表的な耐熱鋼(0,5%C−25%Cr −
35%Ni−0,6%Mo−0,8%W鋼、及びJIS
SCH24相当綱)の加熱温度と高温強度との関係を示
したグラフであるが、この第4図からも、耐熱鋼であっ
ても加熱温度が高くなるに伴い機械的強度が大幅に低下
し、1100℃近くになると既に強度がハースローラと
して安定使用できる限界付近にまで低下することが分か
る。
しかしながら、近年著しい重要増を示している高合金鋼
(Nl −Cr合金+ Nt−Cr  Mo合金)は、
熱間加工性が悪くて変形抵抗が大きいために1180〜
1220℃程度にまで加熱して圧延しないと熱間圧延時
に加工割れが発生すると言う問題を有したものであり、
それ故、該高合金鋼部材の製造に当っては高温加熱用の
炉が不可欠となっている。
また、これら高合金鋼部材の使用に当っては鋼中の金属
間化合物を拡散せしめるための熱処理を施すのが昔通で
あるが、この場合の熱処理温度としては1170〜12
20℃の高温が必要であるため、この観点からも高温加
熱用の炉を必要としていた。
このため、従来、上記高温加熱を必要とする場合には固
定炉床式断続炉が使用されており、能率面や設備費用の
面で大きな不利を余儀無くされていた。
そこで、1150℃を超える温度に加熱することが要求
される金属材料の連続加熱処理用に、内部から水冷する
ことによってロールの耐酸化性や熱間強度を補償しよう
と言う、第5図に示す如き“水冷ハースロール”の適用
が試みられるようになってきた。
ところが、この水冷ハースロールは、炉内温度が115
0℃を超える場合でも表面温度を200℃程度に維持す
ることができるので材料強度や耐酸化性の点では何ら問
題のないものであったが、冷却水を大量に要する上に(
10ton/hr程度)、水冷m失熱が多く (18X
 10’kcal/hr・本程度)、水冷設備費及びラ
ンニングコスト(エネルギーコスト等)ともに多大とな
る欠点が指摘されていた。しかも、ハースロール表面の
温度制jnが思うに任せないため、ロールピッチを大き
くとって(1000sn程度)下からの加熱バーナーを
配設しないと被加熱材料の下面が加熱不足となりがちで
あり、適正な加熱処理を行い難いとの問題もあった。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、従来のハースロールに見られる前記問題点を
解消し、冷却水の多量使用や多大な水冷損失熱を伴うこ
となく高合金鋼の高温処理にも十分に耐え、かつ被加熱
材料に加熱ムラを生じさせる懸念もなく、しかも低温(
600℃程度)から高温(1250℃程度)までの加熱
処理作業を同一ロールで実施できる連続加熱炉用ハース
ロールの提供を目的としてなされたものであり、 「加熱炉用ハースロールを“内部に冷却水通路を有する
形式のもの”とすると共に、第1図で示す如く、耐熱m
製ハースロール表層部材1と冷却水1m路2.2′との
間に断熱材層3を介在させ、かつ前記冷却水通路に連通
ずる冷却水導入路に冷却水供給路と高圧気体吹込み路と
を切替弁を介して接続した点」 に特徴を有するものである。なお、第1図において、符
号4で示すものは空気層である。
ここで、ハースロール本体(特に表層部材)を構成する
耐熱鋼や断熱材層を構成する断熱材の種別については格
別な制限はなく、これまで実用されているもの、の中か
ら使用目的に応じて適宜i!訳すれば良い。ただ、断熱
材としては高温強度や耐火度が高く(耐火度1800℃
程度)、かつ熱伝導率が比較的良好な(1,2〜1.3
kcal/mh’c程度)所謂“キャスタブル耐火物(
A120 i、 Si O□系)”を採用するのが好適
であり、設定される炉内最高温度に応じてその厚みや配
置位置(表層部材側か、冷却水通路側か、或いは両者間
を総て埋めるかの位置)を選んで水冷損失熱を制御し、
ハースロール表面温度を目的温度に合わせるようにする
のが良い。
〈作用及び効果〉 本発明に係るハースロールは内部から水冷される形式で
あるので、炉内温度が例えば1250℃と言う高温のと
きにでもハースロールの表面温度を耐熱鋼の安全使用範
囲である1150℃以内に維持できることは勿論である
が、ハースロール表層部材と冷却水通路との間に断熱材
層を介在させたためロール表面温度を過度に低下させる
ことが防止される。なお、ロール表面温度の調整は、前
記断熱材層の材質、厚み、配置位置の選定によって十分
に可能である。
従って、高温加熱下での使用によっても極度の強度低下
や酸化が防止される上、水冷損失熱が極めて少なく、し
かも被加熱材の温度ムラを引き起こすことも防げる。
更に、本発明に係るハースロールは、その主要素材たる
耐熱鋼の許容温度(1150℃以下)内での使用する際
には節単に水冷を停止して通常の非水冷ロールとするこ
とができるので、冷却水の使用量や水冷損失熱が実質的
に0となる。また、逆への切り替えも、短時間で容易に
行うことができる。
つまり、通常の水冷ロールでは、冷却水の供給を停止し
ても内部の水を短時間に取り除くことができず、そのま
ま非水冷ロールとして使用すると水蒸気爆発の危険性が
ある。ところが、本発明に係るハースロールは、冷却水
通路につながる冷却水導入路に切替弁を介して冷却水供
給路と高圧気体吹込み路とを接続しであるので、水冷状
態で使用し°ζいたハースロールを非水冷状態で使おう
とする際、そのままの状態で冷却水通路への冷却水の供
給を断つと同時に、上記切替弁の切り替えによって冷却
水通路に高圧気体(圧縮空気で十分であるが高圧の不活
性ガス等であっても良い)を吹き込むと、殆んど瞬時に
、しかも完全に内部に残留した冷却水が取り除かれてし
まい、上記危険をもたらす恐れは全くない、なお、この
水冷ロールから非水冷ロールへの切り替えは、ハースロ
ールが高温に加熱された状態のままで実施できることは
言うまでもない。
一方、非水冷ロールから水冷ロールへの切り換えも、高
温状態で実施した場合にはやはり冷却水供給の期間に水
蒸気爆発が懸念されるものであるが、本発明に係るハー
スロールにおいては冷却水通路に高圧気体を吹き込むこ
とが可能であるので、まず高圧気体を流して冷却水通路
の温度を下げ、これに続いて冷却水を送り込むことで上
記懸念を完全に払拭することができる。
続いて、本発明を実施例により更に具体的に説明する。
〈実施例〉 ハースローラ−ファーネスに第2図で示す如き構造の水
冷断熱ハースロールを適用して高合金鋼の加熱処理を実
施した。
第2図において、符号11は“0.5%C−25%Cr
 −35%Ni−0,6%Mo−0,8%W耐熱鋼”製
のハースロール本体く表層部材)であり(外径:240
mφ、肉厚:24m5)、内部に冷却水通路12.12
゛が設けられ、更に表層部材と該冷却水通路との間には
表層部材に隣接して厚さ12mのAI!zOs−3iO
□系キャスタブル耐火物層13(耐火度;1800℃、
熱伝導度:L、29kcal/m2h・1000℃)が
設けられテイル。また、符号14は空気層であり、空気
抜き孔15(加熱・冷却による空気膨張・収縮の不都合
を防止するためのもの)を介してハースロール外気と連
通している。
そして、冷却水通路12に連通ずる冷却水導入路16に
は、切替弁17を介して冷却水供給路18と高圧気体吹
込み路19が接続されている。
なお、第2図の符号20.20は炉壁を、21.21は
シールを示している。
高合金鋼の加熱処理は、熱間圧延に供する高合金鋼スラ
ブを1250℃に均熱することを目的として上記水冷断
熱ハースロールに冷却水を通じながら実施されたが、こ
の際のハースロール表面温度は全熱処理時間を通じて1
150℃に維持され、ハースロールの損壊や高合金鋼ス
ラブの加熱ムラを引き起こすこともなく良好な作業性の
下で所望温度・\の加熱作業を続けることができた。
また、ハースロールが高温状態(1150℃)のままで
冷却水の供給を停止すると同時に、冷却水通路に圧縮空
気(パージエアー)を吹き込んだところ、内部の残留水
は殆んど瞬時にロール外に駆逐されてしまい、何の不都
合もなく非水冷ロールに切り替えることができた。
一方、非水冷ロールとして使用していた上記ハースロー
ルについて、800℃の高温度状態のままでその冷却水
通路に圧縮空気吹き込んで該通路の温度を降下させ、引
き続いて冷却水を供給したところ、炉温を下げることな
く、しかも格別なトラブルもなく水冷ロールに切り替え
ることもできた。
〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、多大な水冷損
失熱や加熱ムラを引き起こすことなく、低温から高温ま
での種々加熱温度に同一ロールで的確に対応できる連続
加熱炉用ハースロールを提供することができ、良好な作
業性の下で低コストの加熱処理を行うことが可能となる
など、産業上極めて有用な効果がもたらされるのである
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る加熱炉用ハースロールの要部を
示す概略模式図であり、第1図(alは直径方向の断面
図を、第1図Tb)は軸線方向の断面図をそれぞれ示し
ている。 第2図は、実施例で使用した加熱炉用ハースロールの要
部を示す概略模式図である。 第3図は、従来の加熱炉用ハースロールの概略模式図で
あり、第3図(a)はその軸方向断面図を、第3図(b
)は第3図(alでのA−A断面図を示している。 第4図は、耐熱鋼の加熱温度と高温強度との関係を示す
グラフである。 第5図は、従来の加熱炉用ハースロールの別の例(水冷
タイプ)を示す概略模式図であり、第5図(alはその
軸方向断面図を、第5図(blは第5図(a)でのB−
B断面図を示している。 図面において、 l・・・表層部材、    2.2′・・・冷却水通路
。 3・・・断熱材層、   4・・・空気層。 11・・・ハースロール本体(表層部材)。 12、12 ’・・・冷却水通路。 13・・・キャスタブル耐火物層、  14・・・空気
層。 15・・・空気抜き孔、    16・・・冷却水導入
路。 17・・・切替弁、      1B・・・冷却水供給
路。 19・・・高圧気体供給路、  20・・・炉壁。 21・・・シール。 第1図 (a) (b) 出願人 日本ステンレス株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  内部に冷却水通路を有する耐熱鋼製ハースロールにお
    いて、耐熱鋼製ハースロール表層部材と冷却水通路との
    間に断熱材層を介在させると共に、冷却水導入路に冷却
    水供給路と高圧気体吹込み路とを切替弁を介して接続し
    たことを特徴とする、加熱炉用ハースロール。
JP23308588A 1988-09-17 1988-09-17 加熱炉用ハースロール Expired - Lifetime JPH0747767B2 (ja)

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JPH0280508A true JPH0280508A (ja) 1990-03-20
JPH0747767B2 JPH0747767B2 (ja) 1995-05-24

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109652629A (zh) * 2019-01-28 2019-04-19 山东钢铁股份有限公司 一种用于合金钢大圆坯的退火装置及退火方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109652629A (zh) * 2019-01-28 2019-04-19 山东钢铁股份有限公司 一种用于合金钢大圆坯的退火装置及退火方法

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