JPH069708U - 熱延鋼板の無酸化搬送に用いる搬送ロール冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬送ロール上を搬送中の熱延鋼板の酸化を防
止する。 【構成】 搬送ロール１の胴部1aは、不活性ガスによ
り、また、胴部から軸受部に伝わる熱はネック部1bの冷
却水により、それぞれ冷却される。胴部1aを冷却した不
活性ガスは、そのまま図示しないチャンバー内におい
て、鋼板の酸化を抑制する。ネック部1bを冷却した水
は、排水受け桶６によってチャンバー外へ排出される。 【効果】 チャンバー内に冷却水が溜まって気化するこ
とがないので、チャンバー内に蒸気が滞留せず、蒸気に
より熱延鋼板の酸化が促進されることがない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、熱延鋼板の無酸化搬送に用いる搬送ロール冷却装置に関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

熱延鋼板の搬送ロール冷却装置として、従来から搬送ロールに冷却水を噴射す る水冷式が知られている。図４は従来の搬送ロール冷却装置の１例を示す正面図 、図５は図４のＡ−Ａ線断面図である。図面に示すように、搬送ロール１の下方 には、搬送ロール１の表面にその下方から冷却水を噴射するためのスプレーノズ ル７を有するスプレーヘッダー管９が、搬送ロール１の軸線方向と同一の方向に 設けられている。４は軸受であり、10はオイルシール、11はハウジング、12はロ ーラーベアリング、13はエンドプレートである。スプレーヘッダー管９のスプレ ーノズル７によって、回転する搬送ロール１の下部表面に冷却水14を噴射するの で、搬送ロール１の表面はほぼ全面が濡れている。熱延鋼板８は、900 〜1100℃ の温度を有しており、それを受けている搬送ロール１の温度は冷却なしでは胴部 および軸受部共に許容温度を超える。即ち、この冷却水によって搬送ロール１は ロール胴部および軸受部共に所定の許容温度以下に保たれている（以上を、「先 行技術１」という）。

【０００３】 先行技術１においては、冷却水が搬送ロール１の持つ熱で蒸発し、この蒸気が 熱延鋼板表面の酸化を促進する問題がある。

【０００４】 更に、熱延鋼板の無酸化搬送技術として、以下の技術が開示されている。 熱延鋼帯の冷却方法：特開昭59-97710号公報。 鋼帯の水冷工程、熱間仕上げ工程、巻取り工程、徐冷工程を不活性ガス雰囲気 中で実施し、更に、圧延ロール、鋼帯の冷却水として脱酸素水を使用することに より、熱延鋼帯表面にスケールが発生するのを防止する（以下、「先行技術２」 という）。

【０００５】 熱鋼片の搬送装置：実開昭62-131709 号公報 。 熱間圧延において、搬送装置を囲繞するチャンバー（ケーシング＝無酸化カバ ー）を備え、チャンバー内に不活性ガスを封入し、熱鋼片表面の酸化を防止する （以下、「先行技術３」という）。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

先行技術２および３は、チャンバーによって囲んで不活性ガス雰囲気とし、こ の不活性ガスによって鋼板の酸化を抑制するものであるが、搬送ロールの冷却方 法が水冷方式であり、冷却水が蒸発した水蒸気がチャンバー内に滞留し、この水 蒸気の絶対湿度が９％にもなる。

【０００７】 考案者らは気体が金属材料の酸化に及ぼす影響を調べた。図６はアコム鉄を10 00℃に加熱し、水蒸気、酸素、空気（大気）または二酸化炭素の各気体中で酸化 させた場合の鉄の酸化膜の厚さと酸化時間との関係を示すグラフである。図６に 示すように、水蒸気は高温下においては酸素に劣らない酸化性を示すことがわか る。従って、熱延鋼板の実ラインにおいても、先行技術２および３のように不活 性ガスをチャンバー内に満たしても、水蒸気によって著しく酸化抑制効果が滅殺 される。図７は暴露時間を一定にした場合の酸化促進効果をスケール厚によって 示したグラフである。図７において、白丸印は21％O₂（大気）、白三角印は４％ O₂（微弱酸化性雰囲気）、黒丸印は21％O₂＋９％H₂O （水冷により搬送ロールを 冷却したときの水蒸気分圧）、および黒三角印は４％O₂＋９％H₂O （水冷により 搬送ロールを冷却したときの水蒸気分圧）を示す。図７に示すように、大気また は微弱酸化性雰囲気中に比べて、水冷によるロールの冷却に起因する水蒸気によ る酸化促進効果が大きいことがわかる。

【０００８】 搬送ロールの冷却を中止した場合、実ラインにおいては、図８からわかるよう に、ロール胴部の温度は容易に500 ℃を超える。図８は搬送ロールの水冷を中止 した場合のロール胴部の表面温度と搬送作業経過時間との関係を示すグラフであ る。また、図９からわかるように、ネック部の温度は130 ℃に達する。図９は搬 送ロールの水冷を中止した場合のネック部の表面温度と搬送作業経過時間との関 係を示すグラフである。図９において、白丸印は狭幅材、鎖線は広幅材が通過し た場合を示す。このように、ロールの水冷を中止すると、胴部およびネック部の 温度から推定される軸受部も共に許容温度を超える。

【０００９】 なお、搬送ロールの許容温度は、通常、搬送ロールには中・低炭素鋼が使われ ていることから、以下の通りである。即ち、胴部については、図10の中・低炭素 鋼の高温強度を示すグラフからわかるように、温度が400 ℃を超える辺りから急 激に強度が低下することから、400 ℃が許容温度といえる。

【００１０】 軸受部については、転がり軸受の残留オーステナイト変態→膨脹の危険性から 、許容温度は110 ℃とする。この温度は、オイルシールのゴムの耐熱温度でもあ る。

【００１１】 従ってこの考案の目的は、鋼板を酸化させずに所定の許容温度以下まで搬送ロ ールの冷却を行なうことができる、熱延鋼板の無酸化搬送に用いる搬送ロール冷 却装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

この考案は、熱延鋼板搬送ロールと、前記搬送ロールを冷却するための搬送ロ ール冷却装置と、前記搬送ロールおよび前記冷却装置を囲むチャンバーとによっ て行なわれる熱延鋼板の無酸化搬送に用いる搬送ロール冷却装置において、 前記搬送ロール冷却装置は、前記搬送ロールの下方に前記搬送ロールの軸線方 向と同一の方向に設けられた、前記搬送ロールの胴部にその下方から不活性ガス を噴射するための不活性ガス噴射機構と、前記搬送ロールのネック部に水を流す ための冷水供給機構と、前記搬送ロールのネック部に流した水を前記チャンバー 外に排出するための排水受け桶とからなることに特徴を有するものである。

【００１３】 次に、この考案を図面を参照しながら説明する。図１はこの考案の１実施態様 を示す正面図である。図１において、１は搬送ロールを示す。搬送ロール１の下 方には、搬送ロール１の胴部1aにその下方から不活性ガス15を噴射するための噴 射ノズル２を有する不活性ガスヘッダー管３が設けられている。不活性ガス噴射 機構としての不活性ガスヘッダー管３は、搬送ロール１の軸線方向と同一の方向 に設けられている。不活性ガスヘッダー管３の噴射ノズル２から、不活性ガス15 が搬送ロール１の胴部1aの下表面上に噴射される。噴射ガスとして微弱酸化性ガ スを使用してもよい。胴部1aを冷却した不活性ガスは、そのままチャンバー内に おいて、鋼板の酸化を抑制する。

【００１４】 搬送ロール１の両端の軸受４には、ネック部水冷用のパイプ５が設けられてい る。パイプ５の先端は、搬送ロール１の両端のネック部1bの上方に位置し、該先 端から搬送ロール１の両端のネック部1bの上面に冷却水14が流下するようになっ ている。ネック部に冷却水を流すための冷水供給機構としてのパイプ５と、不活 性ガス噴射機構としての不活性ガスヘッダー管３は、チャンバーによって囲まれ ている。なお、図１においてチャンバーは図示されていない。

【００１５】 更に、搬送ロール１の両端のネック部1bの下方には、ネック部1bを冷却した水 をチャンバー（図示せず) 外へ排出するための排水受け樋６が設けられている。

【００１６】

【作用】

搬送ロール１においては、その胴部1aは、不活性ガスにより、また、胴部より 軸受部に伝わる熱はネック部の冷却水により、それぞれ冷却され、保護される。 このように、胴部1aの冷却に水を用いず、そして、ネック部1bを冷却した水は、 排水受け桶６によってチャンバー（図示せず) 外へ排出されるため、チャンバー 内に冷却水が溜まって気化することがなく、チャンバー内に蒸気が滞留しない。 従って、胴部1aを冷却した後、そのままチャンバー内に滞留する不活性ガスによ る鋼板の酸化抑制作用は極めて効率良く行なわれる。

【００１７】

【実施例】

次に、この考案の実施例を図面を参照しながら説明する。 この考案の装置により、ロール胴部に150Nm³/Hr の不活性ガスを噴射し、ロー ルネック部には冷却水を流下して搬送ロールの冷却を行なった。比較のため、従 来の水冷式の冷却装置を使用して搬送ロールの冷却を行なった。そして、実施例 および比較例について、チャンバー内の水蒸気の濃度を計測した。その結果、実 施例の水蒸気の濃度は１％未満であった。一方、比較例の水蒸気の濃度は９％で あった。この結果、本考案装置によれば、水蒸気による酸化抑制への悪影響はな く不活性ガスによる鋼板の酸化抑制作用は極めて効率良く行なわれることがわか る。

【００１８】 また、この考案の装置により冷却を行ない、搬送ロールの胴部および軸受に隣 接するネック部の表面温度と搬送作業の経過時間との関係を調べた。図２および 図３にその結果を示す。比較のため、搬送ロールの冷却を行わなかった場合の結 果を図２および図３に併せて示す。図２および図３に示すように、実施例は、ロ ールの胴部およびネック部の表面温度から推定される軸受温度のいずれもが、冷 却を行わなかった比較例よりも低い温度で、且つ所定の許容温度以下に保持され ており、この結果、本考案装置によれば、ロールおよび軸受を保護するに充分な 温度に保持できることがわかる。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案の装置によれば、鋼板を酸化させずに所定の許 容温度以下で搬送ロールの冷却を行なうことができ、鋼板の品質保持および搬送 ロールの保護を達成することができる工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の１実施態様を示す正面図

【図２】搬送ロールの胴部の表面温度と搬送作業の経過
時間との関係を示すグラフ

【図３】搬送ロールのネック部の表面温度と搬送作業の
経過時間との関係を示すグラフ

【図４】従来の搬送ロール冷却装置の１例を示す正面図

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図。

【図６】アコム鉄を1000℃に加熱し、水蒸気、酸素、空
気または二酸化炭素の各気体中で酸化させた場合の、鉄
の酸化膜の厚さと酸化時間との関係を示すグラフ

【図７】暴露時間を一定にした場合の気体の酸化促進効
果をスケール厚によって示したグラフ

【図８】搬送ロールの水冷を中止した場合のロール胴部
の表面温度と搬送作業経過時間との関係を示すグラフ

【図９】搬送ロールの水冷を中止した場合のネック部の
表面温度と搬送作業経過時間との関係を示すグラフ

【図10】中・低炭素鋼の高温強度を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 搬送ロール 1a 胴部 1b ネック部 ２ 噴射ノズル ３ 不活性ガスヘッダー管 ４ 軸受 ５ パイプ ６ 排水受け樋 ７ スプレーノズル ８ 熱延鋼板 ９ スプレーヘッダー管 10 オイルシール 11 ハウジング 12 ローラーベアリング 13 エンドプレート 14 冷却水 15 不活性ガス。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱延鋼板搬送ロールと、前記搬送ロール
   を冷却するための搬送ロール冷却装置と、前記搬送ロー
   ルおよび前記冷却装置を囲むチャンバーとによって行な
   われる熱延鋼板の無酸化搬送に用いる搬送ロール冷却装
   置において、 前記搬送ロール冷却装置は、前記搬送ロールの下方に前
   記搬送ロールの軸線方向と同一の方向に設けられた、前
   記搬送ロールの胴部にその下方から不活性ガスを噴射す
   るための不活性ガス噴射機構と、前記搬送ロールのネッ
   ク部に水を流すための冷水供給機構と、前記搬送ロール
   のネック部に流した水を前記チャンバー外に排出するた
   めの排水受け桶とからなることを特徴とする熱延鋼板の
   無酸化搬送に用いる搬送ロール冷却装置。
2. 【請求項２】 前記搬送ロールの胴部に微弱酸化性ガス
   を噴射する請求項１記載の装置。