JP2002534269A - 冷却手段を持つ支持ロールを交換するための回転自在の構造を有するストリップ案内装置 - Google Patents
冷却手段を持つ支持ロールを交換するための回転自在の構造を有するストリップ案内装置Info
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Abstract
Description
造を持つ形式のストリップ案内装置に関する。
792がある。この文献は、連続焼なまし炉の水平加熱炉室間又は該水平加熱炉
室内部の支持ロール上に高温金属ストリップを案内することを目的とするストリ
ップ案内装置を記述している。この場合、金属ストリップは加熱炉室を通るので
、2台以上のストリップ案内装置間で自由に垂れ下がる。連続焼なまし炉は普及
しており、例えば所謂焼なまし及び酸洗いラインでステンレス製ストリップの酸
化焼なましで使用される。それらの炉は高温かつ高い生産能力で動作する。DE
−C−34 01 792のストリップ案内装置は、支持枠内に回転自在に収容
されるロール形状の支持構造を有する。径方向に沿って対称的な2つの円筒状の
空洞がロール状支持構造に形成されており、該空洞内に回転自在に支持ロールが
収容されている。ロール状支持構造は、その中に延びる冷却ラインを有する固体
によって実質的に構成される。固体は、作動していない支持ロールに対して、加
熱炉室内の高温に対する断熱を提供する。作動中に上端にある支持ロールに対す
るメンテナンスは、支持構造を180°回転させることによって実施することが
できる。
て制限されることである。作動中であって、かつその上を高温金属ストリップが
案内される支持ロールの温度は、著しく上昇し、支持ロールの耐用年数に対して
悪影響をもたらす。また、高温によって所謂「ピックアップ」現象、すなわち支
持ロールの走行面上に小さな粒子が堆積し、それによりその上を案内される高温
金属ストリップの損傷をまねく。支持ロールの温度を下げるために、特に冷却手
段を支持ロールの内部に配置することが可能である。しかし、所謂繊維ロール、
すなわち繊維板で覆われた支持ロールの場合、冷却作用は繊維材料の断熱作用に
よって制限される。実際には、回転自在支持構造に収容された作動中の支持ロー
ルを内部冷却ラインからなる手段を用いて間接的に冷却しても、この支持ロール
走行面の温度上昇を十分に抑えられないことがわかっている。また、金属製外部
ケーシングを有する金属支持ロールの場合、該外部金属ケーシングの内側に沿っ
て冷却水を直接誘導することも知られている。しかし、これによりこの種の支持
ロールからかなり高い熱損失を招く。特に熱なましすべき薄い金属ストリップの
場合、支持ロールの外部ケーシング上の極地的な冷却は、金属ストリップの変形
を引き起こさせるほどに高い。
き、その一方で高い炉温度及び高い生産能力での支持ロールの実現可能な最大耐
用年数も達成される、ストリップ案内装置を提供することである。特に、本発明
の目的は、繊維板で覆われている支持ロールに対してでさえ良好な耐用年数を達
成することができるストリップ案内装置を提供することである。この種の支持ロ
ールは、好ましくは、損傷をかなり被りやすい薄い冷間圧延金属ストリップを案
内することに使用される。
て達成される。ストリップ案内装置は、支持枠に設けられ、かつ駆動手段を用い
て段階的に回転することができる支持構造を有する。少なくとも2本の回転可能
かつ交換可能な支持ロールが回転可能な支持構造に配置されている。支持ロール
は、支持構造に接続した断熱手段を用いて互いに断熱されている。各々の支持ロ
ールには外部冷却体が設けられている。冷却体は支持構造に接続されており、各
冷却体は対応付けられた支持ロールを、外側からその周囲の少なくとも4分の1
を囲む。冷却体と支持ロールとの間にはわずかな空間がある。作動中、上部支持
ロールの上を高温金属ストリップが案内されるが、該上部支持ロールは冷却体に
対する直接放射によって冷却される。このことによって、支持ロールの走行面を
過度に集中することなくかなり均一に冷却することが可能となる。結果として得
られる走行面の均一、かつ制限された温度低下によって支持ロールの耐用年数が
改善され、ピックアップが著しく抑えられ、又はこの現象が完全に除去されるこ
とさえも行われる。従来使用された装置では支持ロールを数日で交換しなければ
ならなかったのに対して、本発明に基づくストリップ案内装置によって、たとえ
かなり高い温度であっても繊維ロールを数週間まで使用することができるという
知見が得られた。さらに別の利点は、その作動位置から外れて回転した支持ロー
ルを急激かつ均一に冷却することができ、その結果、支持ロールのメンテナンス
又は交換を素早く実施することができる。ロールからの熱の直接放射を用いて走
行面を効率的に冷却することで、不利な「ピックアップ」現象を生じたり、又は
支持ロールの材料に欠陥が生じたりすることなく、加熱炉の動作温度をよりいっ
そう高温にすることが可能となる。有利なことには約1250℃の加熱炉温度ま
でまったく可能である。実際には、作動している支持ロールの走行面の温度は、
支持ロールの周囲の90°を上回る範囲を定める冷却体を介して、十分に冷却さ
れて支持ロールが高速で回転するのを可能とし、それによって高い生産性が与え
られるという知見が得られた。
ベアリングロールを有するストリップ案内装置を開示しているという点に留意し
なければならない。各空所の下に、熱の直接放射を介してベアリングロールを冷
却するための冷却液体パイプが存在する。しかし、この構成それ自体は、支持ロ
ールを交換するための回転可能な構造を有するストリップ案内装置での使用に対
しては相対的に不安定である。空所の底部にある1本の狭い冷却液体パイプに対
する熱を取り除くことは、かなり制限されており、そのため支持ロールの円周速
度は該支持ロールにとって所望の平均温度に達するように適応させなければなら
ない。1000℃を上回る加熱炉温度で、支持ロールがたわむのを防ぐためにこ
の平均支持ロール温度を十分に低くすることのみができる。「ピックアップ」現
象及び支持ロールの表面構造に対する他の損傷は依然として存在するであろう。
特に、繊維ロールはFR−A−1,370,251に記載された構成に使用する
ことはできない。なぜなら、かなり短い時間で支持ロールが一時的に停止するこ
とでさえ、該支持ロールを交換せざるを得ない程度に支持ロールを傷つけるから
である。
ができるということである。例えば、青銅がコーティングされている金属支持ロ
ール上に酸化物スキンを有する熱間圧延金属ストリップを案内するためにそれを
使用することができる。特に、所謂繊維ロール、例えば、金属支持ロールが繊維
板で覆われている繊維ロールは、本発明に基づく冷却構造を用いることで該ロー
ルの走行面を首尾よく冷却することができる。このようにして、たとえ損傷をか
なり受けやすい薄い冷間圧延金属ストリップであっても、首尾よく案内すること
が可能である。繊維ロール内側に位置した冷却体に対して消散される熱を持つ繊
維ロールの走行面を効果的に冷やすことは繊維板の熱伝導率がかなり低いことか
ら不可能であるか、もしくは非常に困難を伴ってのみ可能であることに留意する
。
める。冷却体による支持ロールの広範囲にわたる周囲画定によって、金属ストリ
ップであっても、またその結果支持ロールが一時的に停止しても、支持ロールが
十分に冷却されることが保証される。このことは有利である。なぜなら、周知の
ストリップ案内装置では、もし高温金属ストリップが停止中ならば、加熱過剰に
よる支持ロールに対する損傷を防ぐために支持構造が90°の角度で回転しなけ
ればならない。本発明にもとづくストリップ案内装置の場合、この種の回転は冷
却体又は冷却システムに不良が生じた場合にみに必要となる。
る。各脚はベアリング手段2が設けられており、支持構造3が軸4のまわりを回
転可能となるようにして収容されている。右側に位置した支持枠1の垂直な脚は
、該支持枠1の支持構造3を段階的に回転させるための駆動手段6を有する。支
持構造3は、上部支持ロール10と底部支持ロール11とを有する。支持ロール
10、11は、ほぼ自由に回転できるようにして支持構造3に取り付けられてい
る。しかし、それらを駆動させることもできる。
室内部に案内することを目的とする。図2において、金属ストリップが概略的に
描かれており、参照番号20によって示されている。作動中、金属ストリップ2
0は、支持ロール10上を案内される。もし必要ならば、支持構造3を180°
回転させることで支持ロール10に対するメンテナンスを簡単に行うことができ
る。このようにして、支持ロール10は底部へ動く。メンテナンスが支持ロール
10に対して実行されている間、金属ストリップ20は支持ロール11上を案内
される。
冷却及び断熱手段は、支持ロール10及び11間に配置され、支持ロール10、
11の全長にわたって延びている。
する(図2参照)。各冷却体25、26は対応付けられた支持ロール10、11
の側面に、該支持ロール10、11と冷却体25、26との間に小さな隙間を残
すようにして配置されている。冷却体25、26は、支持ロール10、11の外
周の大部分、特にその外周の半分の範囲を定める。冷却体25は、永続的に冷却
されており、作動中の支持ロール10からの熱、すなわち高温金属ストリップ及
び加熱炉から出てくる熱の一部が該熱の直接放射の結果として冷却体25に放散
しうる。また、冷却体26も永続的に冷却されている。もし支持ロール11がち
ょうどその作動位置から外れて回転したところであるとすると、その熱の直接放
射の結果として熱が冷却体26に放散しうる。これにより、支持ロール11のメ
ンテナンス作業を素早く実行することが可能となる。
に接続された液体冷却体によって構成される(図1参照)。冷却媒体、例えば水
又はオイルは、冷却媒体導入口27を経由してパイプ14の一端に入り、マニホ
ールド29を経由して上部及び下部冷却体25、26の中に移動する。冷却媒体
が冷却体25、26の中を流れた後、マニホールド30、パイプ14の端部を経
て、さらにそこから冷却媒体排出口28へと排出される。軸4に沿う冷却媒体の
中央供給及び排出は、支持構造3の回転中、特に有利である。
各々が冷却媒体導入口27及び冷却媒体排出口28に接続された複数のパイプ3
2の形態であってもよい。冷却体25、26を蛇行するかたちで延びる1本以上
のパイプを用いることも可能である。この選択肢の利点は、冷却媒体導入口及び
排出口に対する接続が一カ所のみで十分であるということである。
熱用外殻34が存在する。断熱用外殻34の積み重ねられた組が耐熱板35によ
って覆われている。断熱用外殻34及び耐熱板35の組は、固定ピン36を用い
て維持されている。
グメント化された構造からなるもので、支持構造3のパイプ14に別々に取り付
けられている。これによって、支持構造体3全体を取り外すことなく分離セグメ
ントを取り除くことが可能である。セグメント化構造は図3及び図4ではっきり
と見ることができる。図3の冷却手段セグメント及び図4の断熱手段セグメント
の両方ともそれぞれ支持用リブ40及び41が設けられており、それによってセ
グメントが互いに嵌合し、かつパイプ14に嵌合することができる。断熱手段は
、有利には最も遠方に位置した冷却手段の縁部が加熱炉から直接放射される熱か
ら保護されるようにして設計されている。このことは過度の伝熱を防ぐ。
心軸4からの半径がより小さいところに位置する。支持構造3が回転している間
、断熱を損なうことなく金属ストリップ20を耐熱板35上で支えることができ
る。作動中、ストリップ案内装置の一部分が水平焼なまし加熱炉の底壁部の開口
部を通って内側方向に突き出て、さらに/又は該加熱炉の側壁部のストリップ搬
送又はストリップ除去開口部に隣接する。支持構造の回転を可能とするために、
加熱炉壁の開口部の縁とストリップ案内装置との間に隙間がはっきりと残ってい
る。この場合、耐熱板35が支持ロール10、11の最も外側の部分よりも中心
軸4からより小さい半径の位置にあることが有利である。開口部の縁の場所に蓄
積されるいっさいの汚染物、例えば燃え滓は、必然的に板35と開口部の縁との
間に詰まることなく下方へ自由に落下する。支持構造3が回転している間、案内
されるべきストリップが板35上に支えられるまで数センチメートル下がる。加
熱炉からの煙道ガスの損失を防ぐために、部分的に、半径が小さいところに板3
5が位置していることによって、エアカーテンが支持構造3の全長に沿って、ま
たその端部に配置されており、該カーテンは開口部の縁とストリップ案内装置と
の間にはっきりと残る隙間の位置で加熱炉筐体を密閉する。
らの蒸気を防ぐために、冷却媒体は所定の初期温度で供給される。初期温度は、
冷却体25の表面及び他の水冷部材上の露点よりも温度が低くならないようにし
たものである。冷却媒体の初期温度は特に40〜45°付近である。
に形成される。この場合、各支持ロールは実質的に複数のディスク51が嵌めら
れた金属内管50(図2参照)を有し、それらの外縁部は共に支持ロールの走行
面を形成する。この場合、各ディスク51は繊維材料から作られる。本発明に基
づくストリップ案内装置の設計は、この種の繊維ロールの使用を可能とする。な
ぜなら、繊維ロールの真下に置かれた冷却体へ直接放熱されるため繊維ロールの
走行面の温度を許容範囲内に保つことができるからである。
トリップ案内装置を提供するもので、該支持ロールの耐用年数は非常に長く、作
動中の支持ロールの温度を過度にすることなく実用温度が高い焼なまし加熱炉を
使用することができる。
Claims (10)
- 【請求項1】 支持枠(1)と、 軸(4)を中心に回転ができるようにして前記支持枠(1)に収容された支持
構造(3)と、 前記支持枠(1)内の前記支持構造(3)を段階的に回転させる駆動手段(6
)と、 前記支持構造(3)に回転自在かつ取り外し自在に配置された少なくとも2本
の支持ロール(10、11)と、 前記支持構造(3)に接続され、かつ前記支持ロール(10、11)間に位置
した断熱手段と、 各支持ロール(10、11)を冷却するための冷却手段とを有する、高温金属
ストリップ(20)を案内するためのストリップ案内装置であって、 各支持ロール(10、11)の冷却手段は、前記支持構造(3)に接続された
冷却体(25、26)を有し、各冷却体(25、26)は対応付けられた支持ロ
ール(10、11)の長手方向に沿って延び、外側からこのローラを円周の90
°を上回る範囲に定め、かつ該支持ロール(10、11)と離間し、各冷却体(
25、26)が対応付けられた支持ロール(10、11)を直接放射によって冷
却することを特徴とするストリップ案内装置。 - 【請求項2】 前記冷却体(25、26)は前記対応付けられた支持ロール
(10、11)の円周の140°を上回る範囲を定める請求項1によるストリッ
プ案内装置。 - 【請求項3】 前記冷却体(25、26)は冷却媒体導入口(27)及び冷
却媒体排出口(28)を備えた液体冷却体を有する請求項1又は請求項2による
ストリップ案内装置。 - 【請求項4】 前記冷却体(25、26)は少なくとも1本の蛇行パイプ(
21)を有する請求項3によるストリップ装置。 - 【請求項5】 前記断熱手段は前記分離した支持ロール(10、11)の前
記冷却体(25、26)の間に延びる断熱外殻(34)を有する先行する請求項
の1つによるストリップ案内装置。 - 【請求項6】 前記断熱外殻(34)は耐熱板(35)で覆われている請求
項5によるストリップ案内装置。 - 【請求項7】 前記断熱板(35)は、最も外側に置かれた前記支持ロール
(10、11)の部分よりも前記支持構造(3)の中心軸(4)からより小さい
半径の位置に実質的に位置する請求項6によるストリップ案内装置。 - 【請求項8】 前記断熱手段はセグメント化された構造からなるもので、前
記断熱手段を別個に取り外すことができるようにして前記支持構造(3)に取り
付けられている先行する請求項の1つによるストリップ案内装置。 - 【請求項9】 前記冷却体(25、26)を別々に取り外すことができるよ
うにして、前記冷却体(25、26)が支持構造(3)に取り付けられている先
行する請求項の1つによるストリップ案内装置。 - 【請求項10】 前記支持ロール(10、11)は繊維板(51)によって
覆われたコアを有する先行する請求項の1つによるストリップ案内装置。
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