JPH05287389A - ハニカム構造を持つハースロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロール表面温度と通板材との温度が速やかに
一致し、かつ、通板材の端部形状悪化及びヒートバック
ルの発生を防止し、通板スケジュールの拡大を彼可能と
すること。 【構成】 金属薄板の連続熱処理用ハースロールにおい
て、耐熱性金属の波板と平坦な仕切板とを重ねて成るハ
ニカム構造を外筒内部又は外筒内周面に構成させたハニ
カム構造を持つハースロール。 【効果】 ロール幅方向の熱伝導率が高く、通板材の形
状悪化を防ぐことが出来かつ、ロール径方向の熱伝導率
が低く、シャフト又はロール母材の材質重量面でのコス
トの低減を図ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロール径方向に比し幅方
向の熱伝導率が高いハニカム構造を持つハースロールに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属薄板の連続熱処理では、多数
のハースロールにより鋼板を保持すると同時に、搬送を
行い連続で加熱、冷却などの熱処理を行う。このような
熱処理炉のハースロールは、加熱帯においては、鋼板接
触部では鋼板に抜熱され、非接触部では雰囲気で、加熱
されてロール軸方向に温度差が生ずる。一方、冷却帯に
おいては、鋼板接触部では鋼板により加熱され、非接触
部では雰囲気で冷却されて軸方向に温度差が生ずる。特
に鋼板エッジ部に接触する部分では温度勾配が大きい。
この状態で、通板材幅を拡大する際、最大量の幅に広げ
ると、鋼板のエッジ部は温度勾配の大きいハースロール
端部に接触することになり、部分的な熱膨張量の差が生
じ、座屈が発生し易い。また、通板時に鋼板が炉内で蛇
行を起こしこれが大きくなると、炉壁に接触する問題が
ある。これを防ぐためハースロールには適正なクラウン
量を与えることで安定通板を実現している。しかし、ハ
ースロールに部分的な温度差があると、熱膨張量の差か
ら適正クラウン量が維持出来ず蛇行が発生する。

【０００３】このような問題を解決するために、特公昭
６３−３８４０９号公報ではハースロール内に粉粒体を
封入し、これを攪拌することで熱移動を行い、ロール温
度を均一化している。また、特開昭５７−１３７４３１
号公報ではハースロール内を幅方向に分割し、その中に
温度制御した液体を供給して、加熱又は冷却を行い温度
の均一化を図っている。また、特開昭６１−１４７８１
９号公報に見られるように、ハースロール内部に溶融塩
あるいは溶融金属を封入して軸方向の温度差を小さくす
ること、更には特開平２−１６３３２６号公報では、耐
熱鋼からなる中空ロールの内周面に熱伝導率の大きな金
属である、例えば銅、銅合金、金、銀などを層状に設け
るか、または、この熱伝導率の大きな金属を被熱処理材
のエッジが通過する範囲でカバーするよう層状に設ける
ことで、ロール軸方向温度を均一化することが提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにハースロー
ル軸方向温度分布は通板材の幅に応じて変化するので、
温度調整機構を付加する場合、部分的に温度調整する必
要がある。そこで従来技術に見られるような粉粒体を封
入する方法である特公昭６３−３８４０９号公報にあっ
ては、粉体を攪拌する機構が必要になり、構造が煩雑に
なり、さらには、これを動かす動力が必要となる。ま
た、温度コントロールした液体を供給する特開昭５７−
１３７４３１号公報にあっては、液体温度制御装置が必
要であり、ロール内に分割した流路を設けるため、構造
において複雑で設備費も多くなる。また、ハースロール
内部に溶融塩や溶融金属を封入する特開昭６１−１４７
８１９号公報にあっては、これらの液体が外部に漏出し
ないようにロール構造を強固なものにする必要があり、
また、溶融液体はロール下部のみでロール内面に接する
ため均温効果が低く、その効果を上げるために溶融液体
の封入量を増加すると、ロール重量が増加し駆動系の強
化が必要になる。

【０００５】更には、耐熱鋼からなる中空ロールの内周
面に熱伝導率の大きな金属を層状に設けるか、または、
被熱処理材のエッジが通過する範囲でカバーするよう層
状に設ける特開平２−１６３３２６号公報にあっては、
ロール径方向の熱伝導率も大きくなってしまうため、ロ
ール材質の厚みが大とする必要があり、加工面でコスト
高となり、ロールの重量が増加し、上記同様駆動系の強
化が必要になる等の各々の問題がある。本発明は金属薄
板の連続熱処理用ハースロールにおいて、特別な調整機
構や加熱冷却設備を付加せず、ロール内の構造をハニカ
ム構造にしたことでロール表面温度と通板材との温度が
速やかに一致し、かつ、通板材の端部形状悪化及びヒー
トバックルの発生を防止し、通板スケジールの拡大を可
能とすることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、本発明の要旨とするところは、 （１）金属薄板の連続熱処理用ハースロールにおいて、
耐熱性金属の波板と平坦な仕切板とを重ねて成るハニカ
ム構造を外筒内部又は外筒内周面に構成させてなること
を特徴とするハニカム構造を持つハースロール。 （２）ハースロールの構造部材としての内筒に軸方向ス
リットを複数本入れ、その表面にハニカム構造を積層し
て成る（１）記載のハニカム構造を持つハースロールに
ある。

【０００７】

【作用】耐熱性金属の波板と平坦な仕切板を組み合わせ
たハニカム構造をシャフトまたは、ロール母材に巻付け
外套でコートし、ロールを成形することで、ロール軸径
方向への熱伝導率が小さく、しかもロール軸方向の熱伝
導率が良くなり、熱移動量が増加し、高温部側の熱が速
やかに低温部側のロール面を移動して温度勾配が小さく
なる。そのため、高温の通板材が接触した際のロールの
熱応力による変形は中実ロールに比べて、約４割低減す
ることが出来る。この結果、特に鋼材幅を広げた場合、
幅拡張部の板温度勾配が小さくなり、エッジ部の座曲を
防止出来、かつ、温度均一化によるロール各部の熱膨張
量の差も小さくなり、鋼板の蛇行を防止出来る。

【０００８】また、より高性能のサーマルクラウンを生
じないハースロールが必要な場合には、ハースロールの
構造部材としての内筒（通常の中空ハースロール母材と
しての胴部シェル）に軸方向スリットを複数本入れ、そ
の表面にハニカムを積層した構成とする。この構成にす
ると、表層のハニカムに比べ構造部材である内筒の剛性
が高いので、ハースロールのサーマルクラウンによる変
形プロフィルは内筒の変形形状で定まるが、スリットを
持たない内筒は熱膨張をスリットで吸収し、ロール内温
度偏差に対してプロフィルの変動が殆ど生じないハース
ロールとなり、ハニカムの機能に更にこの特性が重畳さ
れて、熱的に非常に安定したハースロールとすることが
可能である。

【０００９】

【実施例】以下本発明について図面に従って実施例を説
明する。図１は本発明の実施例を示す断面図である。図
１に示すように、平坦な仕切板１上に耐熱性金属を最初
に波形形状にし、その波板２を仕切板１と共に螺旋状断
面を持つ円筒体をなす管に多重に巻き上げることによっ
て得られる。また、図２は本発明に係るハニカム構造を
持つハースロールの斜視図である。図１での平坦な仕切
板と耐熱性金属からなる波板を重ねて多重にしたものを
外筒３に焼きばめ等により一体構造とし、かつ、シャフ
ト４を中心軸に挿入、固着してハニカム構造体５をなす
ハースロールを構成するものである。

【００１０】図３は本発明に係るハニカム構造部の断面
図である。図３のように耐熱性金属の波板は、平坦な仕
切板との接着点７がそれぞれずれた断面を形成するもの
である。この波板と平坦な仕切板とを相互の接着点７を
ずらして接合すると共に、外筒に一体固着されている。
その結果、ハニカム構造５と外筒５との間に熱膨張差が
発生しても外筒との接合部を中心にして自由に膨張する
ことが可能となる。従って熱サイクルによるハニカム構
造部と平坦な仕切板との接合部の剥離を有効に防止する
ことが出来るような固着ができる。ただし、ハニカム構
造部と平坦な仕切板１及び外筒３との接合、固着につい
ては限定されるものではない。

【００１１】図４は本発明に係る他の実施例を示す断面
図である。図４に示すように、ロール母材６の外周、す
なわち、外筒３の内周面にハニカム構造５を形成させた
ハースロールであって、外筒３の内周面のみをハニカム
構造としロール内部はロール母材６にて中実されてい
る。これによってロールの強度をより大きくしている。
図５はロール中心からの距離とロール変形量との関係を
示す図であって、板接触範囲においては比較的従来ロー
ルと差は小さいが板接触範囲から離れた距離が大きくな
ればなる程従来ロールに比較して本発明ロールの場合は
ロール変形量が小さいことが明確に示されている。ま
た、さらに母材であるロール胴部シェル８にスリット９
を入れて熱変形を一層抑制した実施例を図６に示す。

【００１２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明を実施するこ
とによって、従来のものに比較して、ロール径方向の熱
伝導率に比し、ロール幅方向の熱伝導率が高く、通板材
の形状悪化を防ぐことが出来、シャフト又はロール母材
の材質重量面でのコスト減とすること等の種々の効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図

【図２】本発明に係るハニカム構造を持つハースロール
の斜視図

【図３】本発明に係るハニカム構造部の断面図

【図４】本発明に係る他の実施例を示す断面図

【図５】ロール中心からの距離とロール変形量との関係
を示す図

【図６】ロール母材としての胴部シェルにスリットを入
れその外周にハニカム構造としたロール説明図

【図７】図６のロールの断面図である。

【符号の説明】

１ 仕切板 ２ 波板 ３ 外筒 ４ シャフト ５ ハニカム構造 ６ ロール母材 ７ 接着点 ８ ロール母材胴部シェル ９ スリット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板の連続熱処理用ハースロールに
   おいて、耐熱性金属の波板と平坦な仕切板とを重ねて成
   るハニカム構造を外筒内部又は外筒内周面に構成させて
   なることを特徴とするハニカム構造を持つハースロー
   ル。
2. 【請求項２】 ハースロールの構造部材としての内筒に
   軸方向スリットを複数本入れ、その表面にハニカム構造
   を積層して成る請求項１記載のハニカム構造を持つハー
   スロール。