JP2002172452A - 特にローラ・ハース炉のための冷却可能な炉ローラ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続鋳造設備における連続鋳造材料を加熱可
能な温度−均衡−加熱炉を経て移送するための冷却可能
な炉ローラ機構を提供すること 【解決手段】 担持リング７と軸３間の可能な限り妨げ
られることのない熱推移のために最適な金属的な接触を
得るため、可能な限り高い熱伝導性および冷間変形と熱
間変形に対する適性とを備えている金属或いは金属合金
から成る少なくとも一つの締付けリング８が使用されて
おり、かつこの締付けリングが押圧の下で冷却状態にあ
って軸上を摺動可能な鋼ブッシュ９，９′の熱による縦
延びにより可塑的に変形して互いに所属している面部分
に完全に当接し、かつ軸３と耐捩れ状態で回転モーメン
トを伝達するように結合されている

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動により回転可
能であり、炉の外に支承されている軸、特に内部に存在
している冷却材案内路と被移送材料のための、軸上で収
容ピットを介して設けられていてかつ移送面を形成して
いる担持リングとを備えている様式の、連続鋳造設備に
おける連続鋳造材料を加熱可能な温度−均衡−加熱炉を
経て移送するための冷却可能な炉ローラ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造整備におけるローラ・ハース炉
においては、例えば薄スラブは圧延温度に予備加熱され
る。ローラ・ハース炉を経る薄スラブ或いは被圧延材の
移送は、色々と異となった実施の態様の炉ローラ機構に
よって行われる。ローラ・ハース炉は通常鋳造機と圧延
ライン間のライン上に存在していおり、その機能は加熱
帯域、均熱帯域および緩衝帯域のであることに特徴を有
している。炉作業の間の炉ローラ機構に加わる負荷様式
により、公知技術にあって使用されている炉ローラ機構
のタイプはその寿命の長さは異となっている。

【０００３】このような炉の三次元的な寸法とその加熱
仕事のための装置、例えばバーナは、炉出口において薄
スラブが必要とする圧延温度を備えるように構成され
る。その際、後に行われる圧延作業に関して、炉出口に
おけるスラブ内の温度分布がその長さおよび幅全体にわ
たって絶対的に均一であることが前提条件である。炉長
さは、異となった連続鋳造速度で連続鋳造が行われた
後、鋳造材から切断される多数の薄スラブの収容を許容
する。

【０００４】このような薄スラブの移送は、炉内部にお
いて駆動される炉ローラ機構を介して行われる。これら
の炉ローラ機構は、一定の炉高さにおいて或る水準に、
移送高さに、また所定の相互間隔で設けられている。ロ
ーラの寸法は、相対的に見て、担持リングと軸の直径が
ローラの長さに比較して短いのが特徴である。

【０００５】ローラ・ハース炉内の移送ローラは、水冷
却機構を備えているか或いは冷却装置を備えていない、
いわゆる乾燥ローラとして設けられている。

【０００６】水冷式のローラの通常の構造は軸方向の間
隔で水冷軸上に多数の担持リングを備えている。この軸
は担持リング間で耐火性材料で絶縁されている。この場
合、この絶縁層は担持リングの外径と殆ど同じ厚みを有
している。

【０００７】軸はローラの外部に支承されており、そこ
で軸内部冷却のための接続管を備えている。この内部冷
却は、環状の断面を備えていてかつ軸内に同心的に設け
られている管によって行われる。この管を経て冷却水が
流入し、炉の反対側まで管を貫流し、他の側において管
と軸との間の環状間隙内に流入し、この環状間隙を貫流
し、最後に流入側で軸を去る。軸と挿入された管との間
の環状間隙内において、内蔵部材が最も大きな広がり方
向で存在しており、これらの内蔵部材は、管を半径方向
の位置で固定し、環状間隙内の水の流動速度を高める働
きを行う。

【０００８】ローラ軸上に設けられる担持リングは、通
常鋳造材料から成り、耐高熱のニッケル合金或いはコバ
ルト合金から造られている。軸は特に耐熱性の鋼材から
造られている。

【０００９】水冷却されるローラは優先して使用される
が、このようなローラはローラ・ハース炉の加熱帯域に
おいてのみ使用されるわけではない。これらのローラ
は、移送方向において、交互に異となった数の担持リン
グを備えている。通常は軸は四つ或いは五つの担持リン
グを、大抵は交互の配列で備えている。その際、担持リ
ングは、移送方向で、四つの担持リングを有するローラ
から五つの担持リングを有するローラへと異となるライ
ン上に設けられている。、四つの担持リングを有するロ
ーラに関して言えることは、それぞれ二つの担持リング
が軸半分上に存在していることであり、これに対して五
つの担持リングを有しているローラに関して言えること
は、これらの上には一つ軸がローラ中央部に、他方の軸
はローラ上の軸に対して相対的に、四つの担持リングを
有するローラ方向で外方に位置ずれして設けられている
ことである。

【００１０】公知の技術にあっては、軸上の担持リング
は少なくとも溶接継ぎ目により軸方向での摺動が阻止さ
れている。回転モーメントは公知の軸−ボス結合、例え
ば押嵌めばねを介して、或いは溶接継ぎ目を介して伝達
される。

【００１１】加熱の際、並びに作業状態にあっての担持
リング材料の熱延びにより、軸上の担持リングの座りが
弛緩する。炉ローラ機構の曲げ繰返し荷重並びに軸内側
の冷却水と接触する担持リング表面からの意図した熱導
出により、特に加熱時相において、溶接継ぎ目における
熱応力が誘起され、この熱応力は時間と共にこの溶接継
ぎ目の破壊と炉ローラ機構の使用不能を招く。

【００１２】炉ローラ機構の欠落の本質的な理由は、ロ
ーラ絶縁部の損傷或いは破壊にある。何故なら、まさに
これらのことにより溶接継ぎ目が高い炉温度に直に曝さ
れるからである。

【００１３】担持リングと水冷された軸間の接触によ
り、担持リング表面から熱が導出され、これにより担持
リングの表面温度が著しく低下する。熱が導出されれば
されるほど、ますます担持リング表面は冷たくなる。

【００１４】担持リング表面は冷たくなればなるほど、
ますますスケールの成長の傾向が低減される。

【００１５】例えば薄スラブの製造の間、熱い鋼材は雰
囲気の酸素と接触する。これにより、鋼材表面がスケー
ルの生成の下に酸化する。このようなスケールの生成は
本質的に、周囲のガス媒体中の酸素が鋼材表面と反応す
るようなあらゆる場所にあって行われる。

【００１６】薄スラブを炉を経て移送する間、スケール
はスラブ表面から脱落し、ローラ・ハース炉の下方部分
において脱スケールフラップにより除去される。しかし
他方では、ローラ・ハース炉内での薄スラブと炉ローラ
機構との接触にあっても、担持リング上にスケールは付
着したままであり、そこで晶出成長し、薄スラブ下側内
に侵入し、侵入深さに応じてこの薄スラブから圧延され
た熱間ストリップ上に表面欠陥が現れる。次いでこのよ
うな欠陥は屑物となり、従って設備作業員に重大な品質
上の問題を提起する。

【００１７】ヨーロッパ特許第０ ６３３ ８１５号に
は冷却材を収容するための回転可能な内軸を備えてい
る、熱をこおむる材料を支持するための炉ローラ機構が
記載されているが、この公知の技術にあっては軸方向で
間隔をもって設けられている多数の担持リングがこの炉
ローラ機構上に固定されている。軸の周囲に設けられて
いる耐熱性の絶縁材は担持リング間で軸方向に延在して
おり、この場合絶縁材は外表面を備えており、この外表
面は担持リング対の半径の少なくとも著しい部分を越え
て半径方向に延在している。この絶縁材は軸内に定着手
段により固定されており、突出している閉鎖端部は絶縁
材の外表面から内方へと半径方向で設けられている。ス
ペーサは金属から造られており、この金属は鋳造可能な
絶縁材に関して、炉ローラ機構の定着材と枢着部の熱的
な延びの際の応力の低減を可能にする。

【００１８】ドイツ連邦共和国特許第３８ ０７ ２４
０号には、炉室が長手方向に延在しているローラテーブ
ルにより形成されている、スラブ、ブロック、ビレッ
ト、薄板および類似の熱間成形材を加熱するためのロー
ラ・ハース炉が開示されている。炉は温かい上炉室と下
炉室、およびその間に凹所を備えている炉底部とを備え
ている。ローラテーブルは本質的に炉下室において炉底
部の下方に支承されており、その炉ローラ機構の小さな
部分のみで炉底部の凹所を経て炉底部の水準面から突出
している。熱処理材の移送が行われる走行面を備えてい
る、少なくとも熱間加熱帯域内に突出しているローラ部
分は、特別な耐熱性の材料から成り、セグメントからリ
ングに組立られており、周面において炉ローラ機構を被
覆している。清掃装置は炉ローラ機構の表面からスケー
ル殻を除去する。

【００１９】未だ公開されていない特許出願において
は、特に軸と接触する担持リングからの熱の導出を高
め、これと共にスケールの僅かな成長の下での担持リン
グの使用可能性を延長し、同時に確実な回転モーメント
伝達を保証するために、並びに作業経費の低減の下に軸
上での担持リングの取付けの際の自在性を達するため
に、軸に少なくとも担持リングの収容領域内において多
角形の断面の形成の下に外部支持面を形成し、かつ各々
の担持リングをこれに対して多角形の一体的な内部嵌合
面を備えるように形成することにより、担持リングと軸
間の熱推移を改善することが提案されている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記の公知の技術を基
礎として、本発明の根底をなす課題は、担持リングと軸
間の熱推移を十分に改善するための手段を提供し、これ
により軸と接触する担持リングからの熱の導出を著しく
高め、かつスケールの生成の低減の下に担持リングの使
用可能性を延長し、同時に担持リングと軸間の確実な、
そして信頼性に富む回転モーメント伝達を保証し、軸上
に担持リングを設ける際の更に僅かな費用の下で、その
軸の取付けの際の大きな自在性を達することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明による、特許請求の範囲の請求項１の上位
概念に記載の様式の、冷却可能な炉ローラ機構にあっ
て、担持リングと軸間の可能な限り支障を伴うことのな
い熱推移のための最適な金属的な接触を形成するため
に、可能な限り高い熱伝導性および冷間変形と熱間変形
に対する適性とを備えている金属或いは金属合金から成
る少なくとも一つの締付けリングが使用されており、か
つこの締付けリングが押圧の下で冷却状態にあって軸上
を摺動可能な鋼ブッシュの熱による縦延びにより可塑的
に変形して互いに所属している面部分に完全に当接し、
かつ軸と耐捩れ状態で、かつ回転モーメントを伝達する
ように結合されていることによって解決される。

【００２２】良好な熱伝達性を有しかつ成形可能な金属
或いは金属合金から成る締付けリングの間挿の下での軸
と担持リングの本発明による構成により、担持リングと
軸の互いに所属する面間の最適な金属性の接触が得ら
れ、この接触により可能な限りの熱推移が行われ、同時
に担持リングと軸間の焼きばめに匹敵しかつ捻じり安定
性の高い度合いが得られる結合品質が得られる。

【００２３】本発明による構成により、締付けリングは
ＤＩＮ １７ ６６６による銅ー可鍛合金から成る。

【００２４】締付けリングは、銅以外に高熱伝導性の、
比較的軟らかな銅／銀合金から成っていてもよい。

【００２５】本発明による他の構成により、担持リング
がそのリムに比して肉厚に形成されているボスをもって
形成されており、このボスが対の締付けリングを収容す
るための凹部を両側に備えている。これにより、担持リ
ングと軸間の接触が更に大きくなり、これに伴い担持リ
ングからの軸内への熱流動が更に改善され、同時に回転
モーメント伝達が更に確実なものとなる。

【００２６】熱推移にあって、かつ回転モーメント伝達
の際における十分な改善は、ボスが軸方向で貫通してい
る収容ピットを備えており、この収容ピットが一体的に
挿入された締付けリングのための嵌合い部、例えば押嵌
め座をもって形成されている。

【００２７】本発明による更なる構成は特許請求の範囲
の請求項６に記載した。

【００２８】本発明の更なる詳細、特徴および利点を添
付した図面に図示した発明の実施の態様につき詳細に説
明する。

【００２９】

【発明の実施の態様】連続鋳造設備における連続鋳造材
料を加熱可能な温度均質／加熱炉を経て移送するために
冷却可能な炉ローラ機構１の、図１に図示した終端部分
は、炉の外部に支承されていてかつ回転駆動される軸３
を備えており、この軸内には冷却材案内路４，５が存在
している。被移送材料のための移送面ｘ−ｘを形成して
いる担持リング７が収容ピット６を介して軸３上にかつ
外部に存在するように設けられている。この担持リング
７は環円形の円板の形状を有しており、優れた実施の態
様にあってはその周面の移送面に硬質金属装甲部（上張
り）１２を備えている。担持リングは押嵌め孔６（収容
ピット）を介して軸３上に挿入されており、環状の切欠
き部１１，１１′内に締付けリング８，８′を収容して
いる。これらの締付けリングは、可能な限り高い熱伝導
性および冷間変形および熱間変形に適している銅或いは
金属合金から成る。これらの締付けリングの傍らにおい
て、軸３上に鋼ブッシュ９，９′が挿入されており、こ
れらの鋼ブッシュは先ず冷間状態にあっては、比較的小
さな軸方向圧力で末端に存在している固定ナット１３に
より締付けリング８に対して押圧され、固定されて一体
的な当接部を形成している。

【００３０】次いで強力な加熱、例えば数１００°程度
の加熱の作用下で、これらのブッシュ９，９′が熱によ
る延びを行った場合、これらのブッシは締付けリング
８，８′に対して極端に高い軸方向の圧力を及ぼし、こ
の圧力の作用の下締付けリング８が弾性的に変形し、締
付けリング８と軸３の互いに属する面との完全な接触が
行われる。これにより、炉ローラ機構１のこれらの構造
部材間の熱伝達が極端に激しくなり、また回転モーメン
ト伝達が改善される。

【００３１】図２は、本発明の対象の構成を図示してお
り、この場合担持リング７はそのリム７′に比して肉厚
にされたボス１０によって形成されている。このボス
は、図３に図示したように、締付けリング８，８′の対
を収容するための環状の凹所１１，１１′を両側で備え
ている。しかし、このボスは軸方向で貫通している収容
ピット６′を備えていてもよく、この収容ピットは一体
的に挿入可能な締付けリング８′のための押嵌め部、例
えば押嵌め座によって形成されていてもよい。

【００３２】炉ローラ機構１の更なる構成と改善におい
て、締付けリング８と収容ピット６の互いに接触してい
る金属面における熱推移を阻止する酸化層の形成を阻止
するために、これらはメッキ処理により形成される貴金
属層、特にニッケルで被覆される。

【００３３】既に述べたように、軸３上に末端において
嵌合可能なブッシュ９の鋼管片は、図１に図示したよう
に、軸３′により、ねじ結合部１３により軸方向で調節
可能に保持されている。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、炉ローラ機構の酸化層の
形成と、これに伴うスケールの形成が阻止され、炉ロー
ラ機構の構造部材間の熱伝達が極端に激しくなり、かつ
回転モーメント伝達が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】内部に冷却材案内路を備えている軸と、鋼ブッ
シュ間に外部で設けられていてかつ挿入された締付けリ
ングとを備えている担持リングを有している、冷却可能
な炉ローラ機構の終端部分の、軸の中心軸線と一致して
いる切断面の断面図である。

【図２】軸方向で貫通している収容ピットと、一体的に
挿入された締付けリングとを備えている担持リングの、
収容ピットの領域内にボスを設けらることによって拡幅
された座を備えている、炉ローラ機構の一部分の実施の
態様の、同様に軸方向の切断面での断面図である。

【図３】拡幅されたボスを備え、かつ締付けリング対を
収容するための環状の凹所を両側で備えている担持リン
グの同様に軸方向の断面図である。

【符号の説明】

１ 炉ローラ機構 ３ 軸 ４ 冷却材案内路 ５ 冷却材案内路 ６ 収容ピット／押嵌孔 ７ 担持リング ７′ 担持リングのリム ８ 締付けリング ８′ 締付けリング ９ 鋼ブッシュ １０ ボス １１ 凹所 １２ 硬質金属被覆部 １３ 固定ナット／ねじ結合部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F033 GA06 GB06 GB08 GC02 GD01 3J103 AA01 AA14 AA15 AA18 AA24 AA43 AA47 AA51 BA13 BA17 BA31 FA02 FA07 FA09 FA12 GA02 GA15 GA36 HA01 HA04 HA11 HA32 HA36 HA38 HA55 4K050 AA01 BA01 CG05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動により回転可能であり、炉の外に支
   承されている軸（３）、特に内部に存在している冷却材
   案内路（４，５）と被移送材料のための、軸上で収容ピ
   ット（６）を介して設けられていてかつ移送面を形成し
   ている担持リング（７）とを備えている様式の、連続鋳
   造設備における連続鋳造材料を加熱可能な温度−均衡−
   加熱炉を経て移送するための冷却可能な炉ローラ機構
   （１）において、担持リング（７）と軸（３）間の可能
   な限り妨げられることのない熱推移のために最適な金属
   的な接触を得るため、可能な限り高い熱伝導性および冷
   間変形と熱間変形に対する適性とを備えている金属或い
   は金属合金から成る少なくとも一つの締付けリング
   （８）が使用されており、かつこの締付けリングが押圧
   の下で冷却状態にあって軸（３）上を摺動可能な鋼ブッ
   シュ（９，９′）の熱による縦延びにより可塑的に変形
   して互いに所属している面部分に完全に当接し、かつ軸
   （３）と耐捩れ状態で回転モーメントを伝達するように
   結合されていることを特徴とする炉ローラ機構。
2. 【請求項２】 締付けリング（８，８′）がＤＩＮ１７
   ６６６による銅可鍛性合金から成ることを特徴とする請
   求項１に記載の炉ローラ機構。
3. 【請求項３】 締付けリング（８，８′）が銅、銅合金
   或いは類似の変形可能性を有している合金或いは高熱伝
   導性で比較的軟らかい銅／銀−合金から成ることを特徴
   とする請求項１に記載の炉ローラ機構。
4. 【請求項４】 担持リング（７）がそのリム（７′）に
   比して肉厚に形成されているボス（１０）をもって形成
   されており、このボスが対の締付けリング（８，８′）
   を収容するための環状の凹部（１１，１１′）を両側に
   備えていることを特徴とする請求項１から３までのいず
   れか一つに記載の炉ローラ機構。
5. 【請求項５】 ボス（１０）が軸方向で貫通している収
   容ピット（６′）を備えており、この収容ピットが一体
   的に挿入可能な締付けリング（８′）のための嵌合い
   部、例えば押嵌め座をもって形成されていることを特徴
   とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の炉ロ
   ーラ機構。
6. 【請求項６】 締付けリング（８）或いは収容ピット
   （６）の互いに接触している金属表面における熱推移を
   妨げる酸化層の生成を阻止するために、この層がメッキ
   処理により貴金属、特にニッケル、で被覆されているこ
   とを特徴とする１から５までのいずれか一つに記載の炉
   ローラ機構。
7. 【請求項７】 軸（３）上に末端で挿入可能なブッシュ
   （９）の鋼管片が軸端部（３′）と共にねじ結合部（１
   ３）もしくは固定ナットにより軸方向で調節可能に保持
   されていることを特徴とする請求項１から６までのいず
   れか一つに記載の炉ローラ機構。
8. 【請求項８】 担持リング（７）がその周面の移送面に
   おいて硬質金属上張り（１２）により被覆されているこ
   とを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記
   載の炉ローラ機構。