JPS5950963A - 内部冷却式支持兼移送用ロ−ルと該ロ−ルを製造する方法 - Google Patents

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】 本発明は、高温の金属材料、とくに、連続鋳造法により
作られた鋼の連鋳材を支えたりあるいは移送するために
使用される内部冷却式支持兼移送用ロールに関する。

高温の金属材料、とくに、連続鋳造法によυ作ら、れた
鋼の連鋳材を支えたりあるいは移送するために使用され
る内部冷却式ロールはすでに公知である。内部冷却式ロ
ールは、通常、コアを備えておシ、該コアの表面に１つ
または複数の通路が凹設されている。該通路は半径方向
に延在した穴に移行し、紋穴は軸方向に延在しているベ
アリング・ジャーナルに設けられた穴につながっている
。軸方向に延在した穴は冷却材を供給したりあるいは冷
却材を排流する働きをしている。ロールのコアはスリー
ブによυ包み囲まれており、該スリーブはコア上にねじ
込まれて、コアの冷却通路の外側を閉止している。

１２００℃寸での高温度に昇温している連鋳材にロール
を押圧して当接させると、ロールは非常に大きい機械的
かつ化学的な負荷をうけ、このためロールにたわみや曲
がりが生じる。ロールを使用している間、上述の負荷が
かかつている状態ではスリーブが部分的にコアから離れ
、このため冷却材を強制供給することができなくなるお
それがある。この結果、連鋳材の高負荷接触線に沿った
冷却作用が低下する。そのほか、このような状態のもと
では機械的な安定性が損われる。

本発明の目的は、従来のこの種のロールに付随する欠点
を解消し、連鋳材に与えられる冷却作用と関連して曲が
りに対する強度が改善され、しかも熱的に安定したロー
ルを提供するとともに、該ロールを製造する方法を提供
することである。ロールの一方の側に付加される熱が時
間的に増大してロールの可使用性が損われない場合も、
熱的に安定している状態と解釈することができる。

上記の目的を達成するため、特許請求の範囲第１項に記
載されている内部冷却式ロールが提案されたのである。

本発明の有利な実施態様については特許請求の範囲第２
項より第１４項までを参照されたい。この種のロールを
製造する本発明に係る方法が特許請求の範囲第１５項よ
り第１８項までに記載されている。

以下、本発明の構成を図解した添付図面を参照しながら
本発明の詳細な説明する。

第１図に示されているように、ロール１は螺線状に延在
した冷却材通路２を備えておシ、該冷却材通路２は半径
方向に延在した穴５をへてベアリング・ジャーナル４に
形成された同軸の穴３とつながっていて、冷却材を供給
したりあるいは冷却月を排流させるようになっている。

冷却材通路２の綿線はそれぞれ腹板６により分離されて
いるので、ロール１内に冷却材を強制的に導き入れるこ
とができる。第２図より第６図寸でに示されているよう
に、ロール・コア７の腹板６を該コア７上に嵌着された
スリーブ８と冷却材を漏洩させないよう接合することに
より冷却濁を強制的に貫流させることができる。

冷却利を漏洩させないようスリーブ８をコア７と接合、
固定することは、第２図に示されている実施態様におい
ては、腹板６全角ねじ状に） 形成して、スリーブ８の内壁面１０上に設けられている
腹板の輪郭に対応した形状に凹設されたへこみ９に係合
さぜることにより実施されている。腹板６の頂面１１に
溝１２が凹設されていて、断面形状が円杉を呈している
バッキング１３が前記溝１２に嵌着さＪｌ、ている。ス
リーブ８をコア７」二にねじ込むようにされているが、
綿線のピッチはひとりでにねじ戻りが生じることがない
よう設定されている。両端部でスリーブ８とコア７を溶
接するのが効果的である。

第３図に示されている実施態様においては、腹板６自身
の頂面１１に雄ねじが刻設されていて該雄ねじがスリー
ブ８の内周面１０上に刻設された対応した輪郭を有する
雌ねじとねじ接合されている。

第４図に示されている別の実施態様においては、圧接に
よシ腹板６の頂面がスリーブ８の内周面と冷却材を漏洩
させないよう固定的に接合されている。

第５図に示されている実施態様においては、適轟な帯材
を巻きつけることにより冷却材通路２をふさぎ、腹板の
頂面１１のほうに借料をひつばシ寄せた状態で帯材のエ
ツジ１４を溶接するようにされている。

本発明の上述の実施態様においては、スリーブ８を形成
している冷却材通路２を溶接によりふさぐようにされた
帯材は所要のスリーブにあわせて寸法ぎめされたパイプ
から作られていて、切断エツジ１４を腹板６と接合する
溶接シームのためのギャップを残した状態で切断エツジ
１４が腹板６をおおうよう前記パイプから切シ出し加工
されるかあるいは腹板の綿線の進行に合致したストリッ
プ材をパイプから切り取るようにされている。

本発明の別の実施態様によれば、スリーブ８ならびにロ
ー、Ｑ／　１上における冷却利の冷却作用を高めるため
、スリーブ８は断面積が小さく設定されているにもかか
わらず、大きい外表面積をもつよう寸法ぎめされており
、たとえば、（第６図に示されているように）冷却材通
路２の断面形状が横長の矩形を呈するよう設計するかあ
るいは、第７図に示されているように、冷却利通路２の
断面形状が台形を呈するよう設計することによってスリ
ーブ８の内壁面１０を軸方向にできるだけひろげること
が効果的である８たとえば、第２図よシ第５図までと第
７図に示されているように断面半円形のへこみ１９を設
けることによりスリーブ８と腹板６との接合個所の近傍
でノツチ作用が現われることがなく、応力が低くしかも
接触表面積の大きい形状をスリーブの内壁面１０に与え
るようにすることが効果的である。このように冷却利通
路２の内部形状を設定することにより冷却作用を大幅に
改善することが可能である。コアの半径γ対冷却材通路
２のため径が小さくなった部分の半径ａの比を１：０．
９に設定することがロールにフレキシビリティをもたせ
るうえで重要なことである。

スリーブ８を形成しているパイプが腹板６の径路に対応
した部分で完全に切シ離されておらず、第６図に示され
ているように、パイプ８の外表面に溝１５を加工するが
、該溝１５が腹板の頂面１１の突起のごとく薄肉の円筒
体１６を残すよう構成することが非常に有利である。こ
の薄肉の円筒体１６はパイプ８をコア７に嵌めこんで溶
接する間、パイプ８をコア７上に保持する働きをするも
のである。薄肉の円筒体１６は最初の溶接層１７を溶着
したとき溶失し、これにより腹板６の頂面１１をスリー
ブ８を形成しているパイプ壁部分と接合することができ
る。必要な場合、溝１５に第２の溶接層１８を盛金する
。

本発明に係る方法は内部冷却式ロールを製造する上述の
実施例に限定されるものでないことはいう寸でもない、
たとえば、装置や容器の場合のように、溶接可能な金属
部利の表面の部分領域でしか接合を行なわない場合にも
本発明方法を適用することができる。フラットな材料の
うち比較的大きい表面部分がオーバーラツプしているが
、部分的な領域でしか接触していないような場合は溶接
可能な金属部材の表面の部分領域の箱鳴にはいるものと
解釈することができよう。たとえば、第８図と第９図に
概念的に示されているように同じ金属部材また幻同じ厚
肉の金属板がエツジに沿って互に隣接しているような場
合がこれに当たる。

第８図に示されている実施態様においては、突起ｎなら
びに溝２４を限定している材料部分５の形をしたごくわ
ずかな肉厚部分が残るよう切削加工によシ鋼板２１と２
２のエツジ領域が加工されている。溶接工程のさい金属
材料部分５は部分的に溶けて、電極制料とまざりあって
第１の溶接層金形成し、この溶接層により突起％を介し
て鋼板２】と２２が互に接合される。容器を外側か゛ら
溶接する場合、突起おは溶接の溶湯が容器の内部に流入
することを阻止する働きをする。

溶けこみの程度は、たとえば、使用される電流の強さを
変えることにより調節することができる。

第９図は、エツジ領域がオーバーラツプした２枚の鋼板
２６と２７を溶接する場合を図解したものである。この
場合には外側に位置している鋼板２６に溝路が加工され
ている。残った薄い肉厚部分２９が最初の溶接層といっ
しょに溶け、鋼板２７と接合される。しかるのち、鋼板
力、２７のエツジ３０と３１が他方の鋼板と溶接される
。前記エツジ３０と３１の溶接層は参照数字３２と３３
により表示されている。

本発明に係る方法によれば、所定の外径においてスリー
ブの厚さが非常に薄いがコアの直径をできるだけ大きく
寸法ぎめされたロールを得ることかできる。したがって
、このロールの抵−１抗モーメントは太きい。ロールの
熱負荷は小さい部分、すなわち、外１］１１ケーシング
まわりに作用するにとどめることができる。仁の結果、
ロールの機能、すなわち、支持機能と玲却機能が分割さ
れることになる。スリーブを包有した本発明に係るロー
ルの抵抗モーメントｉｑ１大きいので、スリーブの表面
の一方の側が長時間加熱されたときでも、ロールに曲が
りが生じることはない。スリーブの肉厚は薄＜、１〜か
も水の導入を制御することが可能であり、冷却“材の速
度が速く、冷却面積が太きい等機能−１二有利な特長を
もった本発明に係るロールを使用することにより効率の
よい冷却システムが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内部冷却式ロールを部分的に破
断し′た状態で図解した斜視図。第２図より第６図まで
は、コアとスリーブの間の接合個所を軸方向に切断した
部分拡大断面図。第７図は、冷却材通路を台形に広げた
状態を図解するため、ロールを軸方向に切断した部分拡
大断面図。第８図と第９図は、鋼板を溶接するさい本発
明に係る方法を使用した実例を図解した部分拡大断面図
。 １・・・・・・ロール、　　　２・・・・・・冷却材通
路、３・・・・・・同軸の穴、 ４・・・・・・ベアリング・ジャーナル、５・・・・・
・半径方向に延在した穴、６・・・・・・腹板、　　　
　７・・・・・・コア、８・・・・・・スリーブ、　　
９・・・・・・へこみ、１０・・・・・・スリ・−ブの
内壁面、ｌ】・・・・・・腹板の頂面、１２・・・・・
・溝、１３・・・・・・バッキング、１４・・・・・・
帯材のエツジ、１５・・・・・・溝、１６・・・・・・
薄肉の円筒体、１７・・・・・・第１の溶接層、１８・
・・・・・第２の溶接層、１９・・・・・・断面半円形
のへこみ、２１．２２・・・・・・鋼板、　　　刀・・
・・・・突起、Ｕ・・・・・・溝、 ５・・・・・・溝を限定している材料部分、２６．２７
・・・・・・鋼板、　　　あ・・・・・・溝、２９・・
・・・・残った薄い肉厚部分、３０　、３１・・・・・
・鋼板のエツジ、３２．３３・・・・・溶接層。 ３ Ｆｉｇ、４ ヒ１９．５ Ｆ’＋ｇ、８ Ｆｉｇ、９ 第１頁の続き ＠ｌ！−間者　　マンフレート・マルカンドイッ連邦共
和国デーー１５６ヴ イリツヒ２コルネリウス・ファ イエン（番地なし） ３２４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１半径方向に延在した穴を介して冷却材を供給しあ
   るいは排流させるベアリング・ジャーナルの中を軸方向
   に延在した穴とつながっている冷却材通路を表面に形成
   したコアと、該コアを包み囲んでいるスリーブとよシ成
   る内部冷却式支持兼移送用ロールにおいて、該ロールの
   一方の側で圧力と高熱の影響をうけながら冷却材の漏洩
   が生じないようまたコア７０腹板６とスリーブ８の間で
   ずれ動きが生じないようコア７とスリーブ８が接合され
   ていることを特徴とするロール。 （２）　　コア７の冷却材通路２が、断面積が小さいに
   もかかわらず周面積が大きくなるよう寸法ぎめされてい
   て、冷却材通路の断面のうち長さ方向にもつとも長く延
   在している側かがスリーブ８の内壁面ＩＩＣより形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ロール。 （３）測面寸法比が少なくとも５：１、好適には８：１
   よシ１０：１までであることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載のロール。 （４）冷却材通路２がコア７の表面に螺線状に延設され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項より第３
   項までのいずれか１項記載のロール。 （５）　コアの半径γ対冷却材通路ぶん小さくなった半
   径ａの比が１：０．９であることな特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のロール。 （６）冷却材通路２間のコア７の腹板６が角ねじ状に形
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項よ
   り第５項までのいずれか１項記載のロール。 （７）腹板６の頂面１１にへこみ１２が凹設されていて
   、とくに断面形状が円形を呈しているノくツキング材１
   ３が前記へこみ１２に埋めこまれていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項より第６項までのいずれか１項
   記載のロール。 （８）角ねじ状の腹板６の輪郭に対応した形状を有する
   へこみ９がスリーブ８の内壁面１０に凹設されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項より第７項までの
   いずれか１項記載のロール。 （９）腹板６の頂面１１に雄ねじが刻設されていて該雄
   ねじがスリーブ８の内壁面１１に刻設された雌ねじとね
   じ接合されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第６項記載のロール。 θ０）　ノツチ効果が現われることがなく、応力が小さ
   くしかも内表面が広がるよう、スリーブ８の内壁面１０
   がスリーブ８と腹板６との接合個所の近傍でふところを
   広げるよう形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項よシ第９項寸でのいずれか１項記載のロール
   。 ■　スリーブ８が溶接により腹板６の頂面１１と接合さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項より第
   １０項までのいずれか１項記載のロール。 （ｌｚ　　スリーブ８が圧接によシ腹板６の頂面と接合
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
   載のロール。 ０３）スリーブ８が冷却材通路２をおおう帯材の形でコ
   ア７上に巻き付けられ、電子ビーム溶接により帯材エツ
   ジ１４間のギャップを埋めながら帯材エツジ１４が腹板
   ６の頂面」１と接合されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１１項記載のロール。 ■　螺線状に延在した冷却材通路２をおおう帯材がパイ
   プから作られていて、該パイプが冷却材通路（または腹
   板）のピッチ寸法にあわせて連続的に切り離し加工され
   ていることを特徴とする特￥［請求の範囲第１１項また
   は第１３項記載のロール。 ０５）　　とくに、特許請求の範囲第１項記載のロール
   を製造するため、電子ビーム溶接法により電気的に溶接
   可能な２つの金属材料を接合する方法において、表面の
   部分領域で接合が行なわれる金属材料のうち少なくとも
   一方が接合個所で金属材料の少なくとも一部と溶けあわ
   せが生じるよう肉厚を薄くした部分を備えていることを
   特徴とする方法。 Ｑ６１　　金属材料のへシ領域を溶接するため、切削加
   工により少なくとも一方の金属材料の肉厚の一部に突起
   が突設されるかあるいはへこみが凹設されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１５項記載の方法。 （１７１表面の部分的な領域に共通の接触面を有する互
   に接面している厚肉の鋼材において、前記接触面に関し
   背中合わせに一方の鋼材の表面に溝が加工されていて、
   該溝の底にわずかな肉厚が残るよう溝の深さが寸法ぎめ
   されていることと、残存している薄い肉厚部が溶接によ
   り溶け、電極材料と混ざシあって溶接層を形成すること
   を特徴とする特徴請求の範囲第１５項記載の方法。