JPH06128652A - 熱クラウン防止ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷延鋼板の搬送ロール、冷却ロール、通電ロ
ール、押さえロール等に使用するロール表面に不均一な
温度分布が生じることを防止し、熱クラウンの発生を防
止する。 【構成】 ロール軸１に熱伝導性の高いロールシェル２
を外嵌する。ロール軸１とロールシェル２とは、両端部
のみで接触・固定する。中央部では、ロール軸１とロー
ルシェル２との間に空隙３または断熱層を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷延鋼板の搬送ロー
ル、冷却ロール、通電ロール、押さえロール等に用いる
熱クラウン防止ロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板の搬送ロール等は、高温の搬送
物と接触することによりロール中央部表面のみが高温に
なる。たとえば、冷延鋼板の熱処理炉の冷却帯において
は、高温の鋼板が雰囲気により冷却されている搬送ロー
ルと接触し、鋼板と接触する部分のロール表面だけが高
温となり、鋼板と接触しない部分は低温のままである。
この状態で、幅狭材から幅広材への通板切換えが行われ
ると、幅広材の中央部はロールの高温部分と接触する
が、端部はロールの低温部分と接触することになり、通
板切換え当初は鋼板の端部のみが急冷されてヒートバッ
クル（縦じわ状の絞り込み）が発生する問題がある。

【０００３】また、このようにロール中央部表面だけが
高温になると、高温のロール中央部のみが膨張する熱ク
ラウンという現象が生じる。そうすると、特に幅広材に
切換えた場合に鋼板とロールとの接触が不十分になり、
たとえば通電ロールやその押さえロールとして使用する
場合には通電ロールと鋼板との間にスパークが発生して
鋼板表面および通電ロール表面の双方に溶損疵が付き、
製品品質を低下させるという問題が生じる。

【０００４】このように、ロール表面温度が不均一にな
ると種々の不都合が生じる原因となる。そこで、ロール
表面温度を均一にするため、特開昭５７−１３６７９３
号公報には、ロール表面に磁束密度が高くなる部分の抵
抗値が大きくなるよう導電性磁性体膜を形成することが
記載されている。これにより、ロールを誘導加熱した場
合に、一様な温度分布を得ることができるとされてい
る。また、特開昭６１−７９７３３号公報には、ロール
胴部表面を導電性セラミックスで構成し、通電加熱可能
に構成した搬送ロールが記載されている。このロール
は、導電性セラミックスに通電し、抵抗加熱によりロー
ルの幅方向の温度分布を均一化することができるとされ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の技術はロール表面温度が不均一となり、またこれ
により熱クラウンが発生するのを防止する手段として十
分なものではない。まず、これらはロール加熱のために
通電が必要であり、そのための設備が複雑で高価なもの
にならざるを得ない。また、ロール表面の温度を均一に
しても、ロール表面の温度と異なる温度の物質とロール
が接触すればやはりロール表面の温度分布が不均一とな
り、これが原因でロール内部の温度分布も不均一となる
ので、熱クラウンの発生を完全には防止できないのであ
る。

【０００６】本発明はロール表面に不均一な温度分布が
生じず、したがって熱クラウンの発生を防止できる熱ク
ラウン防止ロールを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ロール
軸に熱伝導性の高いロールシェルを外嵌し、ロール軸と
ロールシェルを両端部のみで接触・固定し、中央部では
ロール軸とロールシェルとの間に空隙または断熱層を設
けたことを特徴とする熱クラウン防止ロールである。

【０００８】

【作用】本発明においては、ロールが鋼板等の搬送物と
接触し、部分的に高温になって熱クラウン発生に至るの
を防止するため、図１に示すように、熱伝導性の高いロ
ールシェル２をロール軸１に空隙３または断熱層を介し
て外嵌することとした。この空隙３または断熱層の幅
は、金属帯等の搬送物６の通過範囲よりは広くする。こ
のような構成とすれば、ロールシェル２の一部が搬送物
６と接触して高温になると、ロールシェル２は熱伝導性
の高い材質であるため、熱が他の部分へ伝達される。と
ころが、ロールシェル２とロール軸１との間には空隙３
または断熱層が存在するため、熱流束はロール軸中心方
向へ向かうのではなく、ロール幅方向へ向かうものとな
る。この結果、ロールシェル２表面の温度は幅方向で均
一化され、幅広材に切換えた場合にヒートバックルが発
生することやロールシェル２に熱クラウンが発生するこ
とを防止できる。また、ロール軸１についても、両端の
ロールシェル２との接触部４を介してのみ熱が伝達され
るので、ロール軸１の一部のみが高温になるのが避けら
れ、結局、ロール軸１に熱クラウンが発生することも防
止できる。逆に、冷却のためロール軸１内に冷却水を通
す場合にも、空隙３または断熱層のため、搬送物６が通
過する範囲のロールシェル２の温度を下げすぎることも
防止できる。

【０００９】本発明の熱クラウン防止ロールは、このよ
うにロール表面の温度分布を均一にして熱クラウンの発
生を防止するだけでなく、たとえば他のロールと金属帯
を挟んで圧下を加えるような場合には、ロールシェル２
のたわみにより均一な圧下を加えることも可能である。
すなわち、ロール軸１とロールシェル２との間に空隙３
が存在するので、金属帯に形状不良があったり、他方の
ロールに熱クラウンが生じたようなときにも、図１に破
線で示したようにロールシェル２がたわみ、変動を吸収
することができるので、常に均一に圧下することができ
るのである。これは空隙３でなく断熱層を採用した場合
でも、セラミックファイバーの様なやわらかい断熱層で
あれば同様である。

【００１０】ロールシェルの材質としては、熱伝導率の
高い物質、具体的には黒鉛や銅を採用することができ
る。磨耗を防止する等のため、図２に示すようにロール
シェル２表面に高炭素鋼の溶射被覆８を形成する等の表
面硬化処理を施してもよい。ロール軸の材質には特に限
定はなく、たとえばＳ４５ＣやＳ３５Ｃの構造用炭素鋼
を採用することができる。また、断熱層としては、モル
タルやセラミックファイバーを充填したものを採用する
ことができる。

【００１１】

【実施例】ロールシェルの材質を押し出し黒鉛、ロール
軸の材質をＳ３５Ｃ構造用鋼として図３に示すような熱
クラウン防止ロールを製作した。すなわち、軸長２００
０ｍｍ、軸径１６０ｍｍのロール軸１にシェル胴長１０
００ｍｍ、シェル厚２０ｍｍのロールシェル２を外嵌し
たが、この際ロール軸１の中央部から左右３００ｍｍ
（合計６００ｍｍ）の範囲を５ｍｍほど削り、セラミッ
クファイバーをつめて断熱層７とした。また、ロールシ
ェル２の表面には、磨耗防止のため高炭素鋼（０．８％
Ｃ）の溶射被覆８を１００μｍ形成した。

【００１２】この熱クラウン防止ロールを通電ロールと
して、板幅２００ｍｍ、板厚０．５ｍｍの普通鋼の鋼板
を６〜６０ｍｐｍで通板しながら７５０℃まで通電加熱
した結果、最大７５００Ａ通電してもスパークの発生は
なく、安定した通電加熱ができた。

【００１３】これに対し、ロール軸１との間に断熱層も
空隙も設けずにロールシェル２を外嵌したロールを通電
ロールとし、他の条件は同様として通電加熱したとこ
ろ、熱伝導のためロール軸が膨張して熱クラウンが生
じ、約１０分間通電加熱した時点でロール表面と鋼板と
の間にスパークが発生した。これは、ロールシェルと軸
に熱クラウンが生じてロール表面と鋼板との接触が不良
となったためである。

【００１４】

【発明の効果】本発明により、特別な加熱装置を用いな
くてもロール表面の温度分布を均一にすることが可能と
なり、ヒートバックルの発生を防止することができる。
また、温度分布の不均一のため発生する熱クラウンを防
止できるので、ロールと搬送物との接触を良好に維持で
き、通電ロールにおけるスパークの発生も防止できる。
さらに、ロールシェルのたわみにより変動を吸収するこ
とができるので、常に均一に圧下することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱クラウン防止ロールの部分断面拡大
図である。

【図２】本発明の熱クラウン防止ロールの一例を示す図
である。

【図３】本発明の熱クラウン防止ロールの他の例を示す
図である。

【符号の説明】

１ ロール軸 ２ ロールシェル ３ 空隙 ４ 接触部 ５ 固定リング ６ 搬送物 ７ 断熱層 ８ 溶射被覆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロール軸に熱伝導性の高いロールシェル
   を外嵌し、ロール軸とロールシェルを両端部のみで接触
   ・固定し、中央部ではロール軸とロールシェルとの間に
   空隙または断熱層を設けたことを特徴とする熱クラウン
   防止ロール。