JP2004195517A

JP2004195517A - Roll for continuous casting

Info

Publication number: JP2004195517A
Application number: JP2002367896A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujii; 彰藤井; Yuichi Ishimori; 裕一石森
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: JP3745735B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a roll for continuous casting with which exchanging frequency can be lowered by allowing longer service life than that of conventional rolls. <P>SOLUTION: Many slits 3 having high aspect ratio (depth/width) and curved surface state hollow parts 4, are formed on the outer peripheral surface of a barrel part of the roll for continuous casting. The aspect ratio is desirable to be ≥10 and the diameter of the hollow part 4 is desirable to be larger than the slit width. Partially thermal expansion developed on the surface in contact with the slit, is absorbed with the slits 3 having high aspect ratio, and a buckling is prevented. Therefore, even in the case of rotating and cooling the roll in the reverse side, the intensive stress is not caused and crack can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鋼からスラブを連続鋳造するために使用される連続鋳造用ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平４−７１７６２号公報
【０００３】
スラブを連続鋳造するために使用される連続鋳造ロール（ＣＣロール）１は、図５に示すようにスラブ８との接触面が熱膨張するため、接触面に▲１▼に示す圧縮応力が発生する。また、連続鋳造ロール１はその軸部２、２に▲２▼に示す圧下力が加えられてスラブ８に対して押し付けられているため、▲３▼に示す曲げ応力による圧縮応力が▲１▼の応力に加わる。そして、これらの圧縮応力がロール材料の降伏応力を上回ると、スラブ８との接触面側において座屈が発生する。
【０００４】
また、ロールの回転につれて座屈の発生した部分がスラブ８から離れると温度が降下し収縮することになるが、座屈が発生しているため収縮が拘束されて強い引張応力▲４▼が発生する。さらにその部分がスラブ８の反対側にまで回転すると、前記曲げ応力▲３▼による引張応力が発生して▲４▼の応力に加わる。この引張応力によって連続鋳造ロール１の表面に亀裂が発生し、また、すでに存在する亀裂はさらに進展することになる。このような繰り返しにより亀裂が進展し、最終的には連続鋳造ロール１が折損する。
【０００５】
そこで従来から連続鋳造ロールの長寿命化のために連続鋳造ロールの材質について検討され種々提案されているが未だ満足できるものではなく、１０ヶ月程度で交換せざるを得ないのが現状である。なお前記の特許文献１には、スラブとの接触によるロール表面の初期亀裂の発生を防止するために、ロール表面に多数の浅いスリット溝を形成した鋳片端部加熱用搬送ロールが開示されている。しかしこのような搬送ロールに比較して連続鋳造ロールにはより高温で強い圧下力が加えられるため、このようなスリット溝を形成しても寿命延長の効果はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、寿命が長く交換頻度を下げることができる連続鋳造用ロールを提供するためになされたものである。
【０００７】
【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なされた本発明の連続鋳造用ロールは、ロール胴部の外周面に、アスペクト比（深さ／幅）が高く先端に曲面状の空洞部を持つスリットを、多数形成したことを特徴とするものである。なおスリットのアスペクト比を１０以上とすることが好ましく、空洞部の径をスリット幅よりも大きくすることが好ましい。
【０００８】
本発明の連続鋳造用ロールは、外周面に高アスペクト比のスリットを多数形成したものであるから、高温のスラブとの接触により発生する熱膨張をスリットにより吸収し、座屈を避けることができる。このためスラブの反対側に回転し冷却された際にも強い引張応力が発生することはない。更にスリットの先端に断面曲面状の空洞部を形成したので、スリット先端部の応力集中を避けることができ、使用寿命を大幅に伸ばすことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図を参照しながら説明する。
図１は本発明の連続鋳造用ロールの正面図、図２は外周面近傍部分の拡大断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図示のように、ロール胴部の外周面には高アスペクト比のスリット３が多数平行に設けてある。スリット３のアスペクト比はその深さ／幅として定義される値であり、熱膨張を吸収させるためにはアスペクト比を１０以上とすることが好ましい。スリット３の幅は０．３〜１．０ｍｍ、深さは１０〜２０ｍｍとすることが好ましく、スリット３のピッチは例えば２０ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００１０】
各スリット３の先端にはそれぞれ曲面状の空洞部４が形成されている。この実施形態では空洞部４の断面形状は円形であるが、楕円などの曲面状であっても差し支えない。また空洞部４の径をスリット幅よりも大きくし、その曲率半径を２〜３ｍｍとすることが好ましい。曲率半径がこれより小さいと、応力集中を緩和する効果が薄れるからである。
【００１１】
このようなスリット３及び空洞部４は、ロールを電解加工することにより形成することができる。図４はその加工方法の一例を示すもので、連続鋳造用ロール１を図示しない回転保持機構に回転自在に保持する。連続鋳造用ロール１の中心軸２と平行な軸５を中心に回転自在とした円盤状の加工電極６が連続鋳造用ロール１の中心軸に垂直な面内で連続鋳造用ロール１に接近、離脱自在に設けられている。連続鋳造用ロール１と加工電極６はそれぞれ直流電源７のプラス極とマイナス極に接続されており、加工電極６と連続鋳造用ロール１の間に電解液を供給する図示しない電解液供給装置が設けられている。電解液としては例えば２５％程度の塩化ナトリウム水溶液を使用することができる。
【００１２】
連続鋳造用ロール１と加工電極６を回転させ、連続鋳造用ロール１と加工電極６の間に電解液を供給しながら加工電極６を連続鋳造用ロール１に接近させれば、電解液を通して連続鋳造用ロール１から加工電極６に電流が流れ、連続鋳造用ロール１はイオン化して溶解されるので、連続鋳造用ロール１の溶解に合わせて加工電極６を送り込んで行けばスリット３が形成される。加工電極６は外周先端部のみに電極機能を有するものとするのが好ましい。それにより、スリット３の外周側が多めに溶解されるのを避けることができる。所定の深さまでスリット３が形成されたところで加工電極６の送り込みを止め、さらに電解を続ければ、スリット３の底部の空洞部４が形成される。連続鋳造用ロール１あるいは加工電極６をピッチ分だけ連続鋳造用ロール１の軸方向にずらして同様に加工を繰り返せば、スリット３を多数平行に形成することができる。
【００１３】
このように構成された連続鋳造用ロール１は、従来の連続鋳造用ロールと同様にスラブ８と接触した面が高温となって部分的な熱膨張が生じるが、この部分的な熱膨張は高アスペクト比のスリット３により吸収され、座屈を生ずることはない。座屈が発生した部分がないので反対側に回転して冷えたときにも強い引張応力が発生することがなく、連続鋳造ロール１の表面に亀裂が発生することが防止できる。また、スリット３の先端に空洞部４が形成されているので、応力が集中することがなくなり、亀裂の発生を防止することができる。この結果、従来は１０ヶ月程度で亀裂が３０ｍｍ程度進展して交換を余儀なくされていたのに対し、本発明によれば使用寿命を１５０ヶ月程度まで延ばすことができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の連続鋳造用ロールは幅が狭く深いスリットをロール表面に多数平行に設けたので、スラブとの接触による部分的な熱膨張がスリットにより吸収されて座屈が防止され、反対側に回転したときにも引張応力が発生しない。またスリットの先端に曲面状の空洞部を形成したことにより、応力集中を防止することができる。このため亀裂が発生したり進展することがなく、使用寿命を大幅に伸ばすことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続鋳造用ロールの外観を示す正面図である。
【図２】連続鋳造用ロールの外周面近傍部分の拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】スリットの加工方法の例を示す斜視図である。
【図５】連続鋳造用ロールに作用する力の説明図である。
【符号の説明】
１連続鋳造用ロール
２軸部
３スリット
４空洞部
５軸
６加工電極
７直流電源
８スラブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous casting roll used for continuously casting a slab from molten steel.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] JP-A-4-71762
In the continuous casting roll (CC roll) 1 used for continuous casting of the slab, the contact surface with the slab 8 is thermally expanded as shown in FIG. To do. Further, since the continuous casting roll 1 is pressed against the slab 8 by applying the rolling force shown in (2) to the shaft portions 2 and 2, the compressive stress due to the bending stress shown in (3) is (1). Added to the stress. When these compressive stresses exceed the yield stress of the roll material, buckling occurs on the contact surface side with the slab 8.
[0004]
In addition, when the part where buckling occurs is separated from the slab 8 as the roll rotates, the temperature drops and shrinks. However, since buckling occurs, the shrinkage is restricted and a strong tensile stress (4) is generated. To do. When the portion further rotates to the opposite side of the slab 8, a tensile stress due to the bending stress (3) is generated and added to the stress (4). This tensile stress causes a crack on the surface of the continuous casting roll 1, and the already existing crack further develops. Cracks develop due to such repetition, and the continuous casting roll 1 is eventually broken.
[0005]
Therefore, various materials have been studied and proposed in order to extend the service life of continuous casting rolls. However, they are not yet satisfactory, and the current situation is that they must be replaced in about 10 months. In addition, the above-mentioned Patent Document 1 discloses a slab end heating conveyance roll in which a large number of shallow slit grooves are formed on the roll surface in order to prevent the occurrence of initial cracks on the roll surface due to contact with the slab. . However, since a strong rolling force is applied to a continuous casting roll at a higher temperature than such a transport roll, even if such a slit groove is formed, there is no effect of extending the life.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems and to provide a continuous casting roll that has a long life and can reduce the replacement frequency.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The continuous casting roll of the present invention made to solve the above problems has a large number of slits having a high aspect ratio (depth / width) and a curved cavity at the tip on the outer peripheral surface of the roll body. It is formed. The slit aspect ratio is preferably 10 or more, and the diameter of the cavity is preferably larger than the slit width.
[0008]
Since the continuous casting roll of the present invention has a large number of slits with a high aspect ratio formed on the outer peripheral surface, thermal expansion generated by contact with a high-temperature slab is absorbed by the slits, and buckling can be avoided. . For this reason, a strong tensile stress is not generated even when the slab is rotated to the opposite side and cooled. Furthermore, since the cavity having a curved cross section is formed at the tip of the slit, stress concentration at the tip of the slit can be avoided, and the service life can be greatly extended.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of a continuous casting roll according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the outer peripheral surface, and FIG. 3 is a cross-sectional view along AA in FIG. As shown in the figure, a large number of high aspect ratio slits 3 are provided in parallel on the outer peripheral surface of the roll body. The aspect ratio of the slit 3 is a value defined as the depth / width, and the aspect ratio is preferably 10 or more in order to absorb thermal expansion. The width of the slit 3 is preferably 0.3 to 1.0 mm, the depth is preferably 10 to 20 mm, and the pitch of the slit 3 is preferably about 20 mm, for example.
[0010]
A curved cavity 4 is formed at the tip of each slit 3. In this embodiment, the cavity 4 has a circular cross-sectional shape, but may be a curved surface such as an ellipse. Moreover, it is preferable that the diameter of the cavity 4 is larger than the slit width and the radius of curvature is 2 to 3 mm. This is because if the radius of curvature is smaller than this, the effect of relaxing the stress concentration is reduced.
[0011]
Such slit 3 and cavity 4 can be formed by electrolytic processing of a roll. FIG. 4 shows an example of the processing method. The continuous casting roll 1 is rotatably held by a rotation holding mechanism (not shown). A disk-shaped machining electrode 6 that is rotatable about an axis 5 parallel to the central axis 2 of the continuous casting roll 1 approaches the continuous casting roll 1 in a plane perpendicular to the central axis of the continuous casting roll 1. It is provided detachable. The continuous casting roll 1 and the machining electrode 6 are connected to the positive electrode and the negative electrode of the DC power source 7, respectively, and an electrolytic solution supply device (not shown) that supplies an electrolytic solution between the machining electrode 6 and the continuous casting roll 1 is provided. Is provided. As the electrolytic solution, for example, a sodium chloride aqueous solution of about 25% can be used.
[0012]
When the continuous casting roll 1 and the machining electrode 6 are rotated and the electrolytic solution is supplied between the continuous casting roll 1 and the machining electrode 6, the machining electrode 6 is brought close to the continuous casting roll 1 to continuously pass through the electrolytic solution. A current flows from the casting roll 1 to the machining electrode 6 and the continuous casting roll 1 is ionized and melted. Therefore, if the machining electrode 6 is fed along with the melting of the continuous casting roll 1, the slit 3 is formed. The The processing electrode 6 preferably has an electrode function only at the outer peripheral tip. Thereby, it can avoid that the outer peripheral side of the slit 3 melt | dissolves too much. When the slit 3 is formed to a predetermined depth and the feeding of the machining electrode 6 is stopped and the electrolysis is continued, the cavity 4 at the bottom of the slit 3 is formed. If the continuous casting roll 1 or the processing electrode 6 is shifted in the axial direction of the continuous casting roll 1 by the pitch, the slits 3 can be formed in parallel in a similar manner.
[0013]
In the continuous casting roll 1 configured as described above, the surface in contact with the slab 8 becomes high temperature as in the case of the conventional continuous casting roll, and partial thermal expansion occurs. However, this partial thermal expansion is high. It is absorbed by the aspect ratio slit 3 and does not buckle. Since there is no portion where buckling has occurred, strong tensile stress does not occur even when it cools by rotating to the opposite side, and cracks can be prevented from occurring on the surface of the continuous casting roll 1. In addition, since the cavity 4 is formed at the tip of the slit 3, stress is not concentrated and the occurrence of cracks can be prevented. As a result, in the past, cracks have grown about 30 mm in about 10 months and have to be replaced, but according to the present invention, the service life can be extended to about 150 months.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, the continuous casting roll of the present invention has a large number of narrow and deep slits parallel to the roll surface, so that partial thermal expansion due to contact with the slab is absorbed by the slits and buckling occurs. It is prevented and no tensile stress is generated even when it is rotated in the opposite direction. Moreover, stress concentration can be prevented by forming a curved cavity at the tip of the slit. For this reason, there is an advantage that the service life can be greatly extended without the occurrence of cracks or progress.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an appearance of a continuous casting roll according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the outer peripheral surface of a continuous casting roll.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a slit processing method.
FIG. 5 is an explanatory diagram of forces acting on a continuous casting roll.
[Explanation of symbols]
1 Roll for Continuous Casting 2 Shaft 3 Slit 4 Cavity 5 Shaft 6 Processing Electrode 7 DC Power Supply 8 Slab

Claims

A continuous casting roll characterized in that a large number of slits having a high aspect ratio (depth / width) and a curved cavity at the tip are formed on the outer peripheral surface of the roll body.

The continuous casting roll according to claim 1, wherein the aspect ratio of the slit is 10 or more.

The continuous casting roll according to claim 1 or 2, wherein the diameter of the hollow portion is larger than the slit width.