JP2006239767A - スラブ連続鋳造機用ロール装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸方向に3本のロール体Rが並べられており、これらロール体Rのうちの中央に配置されている中央ロール体Rが、その両端部において軸方向に変位可能とされて自由転がり軸受Aにより支持されている。前記中央ロール体Rの端面は、凸状の球面部11を有しており、この中央ロール体Rに軸方向隣り合う他のロール体Rの端面は、前記凸状の球面部11と接触可能とされた凹状の球面部12を有している。
【選択図】 図2
Description
近年スラブの連続鋳造において、スラブの内部亀裂、偏析等のスラブ品質問題の対策として、このロール装置のロールのピッチ寸法を小さくする傾向にある。つまり、ロール径を小さくすることでロールピッチを小さくしている。しかし、ロール径を小さくするとロールの強度が低下してしまう。
そこで、従来では1本のロールを両端でのみ軸受により支持していたが、図5のロール装置が有する1つのセグメントの平面図に示すように、ロールの途中部においても支持する構成が提案されている。つまり、従来では1本であったロールを軸方向に分割した複数のロール体から構成し、各ロール体の間に転がり軸受を設けている。なお、図5において、Rがロール体を示し、A及びBが転がり軸受を示している。
特許文献1に記載されている転がり軸受は、ロール体が撓んでその端部が撓み角を有しても転がり軸受のハウジングの凹球面部を外輪が滑動変位して、ロール体の撓みを許容させる構成である。また、スラブ連続鋳造機用ロール装置は高温の環境下で使用されるため、特許文献2では、転がり軸受においてロール体の熱膨張による軸方向変位を許容させた構成とされている。
固定転がり軸受Bは、図4(b)に示すように、ロール体Rの端部に外嵌させた内輪31と、内輪31の径方向外方側の外輪34と、内輪31と外輪34との間に転動自在とされた複数の円筒ころ35と、外輪34に外嵌しかつベース部材36に装着された調心輪33とを有している。そして、外輪34と内輪31に鍔部32a,32bが形成され、内輪31を外嵌させたロール体Rはこの鍔部32a,32bにより外輪34(調心輪33)に対して軸方向の変位が拘束されている。
そして、セグメントに組み込まれている転がり軸受がたとえ1つでも破損するとスラブ品質の低下につながるため、破損が生ずると製造ラインを停止させる必要があり、スラブの減産となってしまう。また、転がり軸受の破損等の不具合が生ずると、製造ライン停止時間をできるだけ短くするために、セグメントごと交換して作業の迅速化を図っている。これにより、予備セグメントが必要であり多大な費用が発生する。
そこで、この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、耐久性が高く不具合により製造ラインが停止してしまうのを防ぐことのできるスラブ連続鋳造機用ロール装置を提供することを目的とする。
そして、中央ロール体は両端が自由転がり軸受により支持されているため、全体として軸方向の移動が自在となって、その軸方向に隣りのロール体と端部(端面)同士で接触する。しかし、これらロール体の対向する両端面は凸状の球面部と凹状の球面部とされているため、両ロール体の端面が相傾いても円滑に相対滑りして無理な偏荷重等が作用しない。さらに接触面積の増加により接触面圧が低下する。よって、ロール端面の損傷を防止できる。
さらに、このネジ孔をグリース溜りとさせることができる。つまり、このネジ孔は座金部材の球面部に開口するよう形成されているため、ネジ孔にグリースを充填させることで、接触する凸・凹状の両球面部間において長期にわたってグリースによる潤滑状態が得られ、装置の寿命を長くさせることができる。
この構成によれば、スラブから負荷される荷重はロール体列の軸方向中央部が大きくなるため、その中央部付近に配置される転がり軸受に不具合が生ずる確率が高くなるが、中央ロール体以外のロール体を支持する転がり軸受のうち、中央部寄りのものを自由転がり軸受とすることにより、装置の不具合を抑えることができる。
図1はこの発明の実施の一形態に係るスラブ連続鋳造機用ロール装置の一部を示す平面図であり、このロール装置は、多数のロール体列Lが鋳造方向(以下、スラブ移動方向ともいう:矢印e)に並べられた構成であり、複数のロール体列Lが1組のセグメントを構成し、複数組のセグメントによりロール装置が構成されている。
1つのロール体列Lは、同心状として軸方向に並べて設けられた3本以上のロール体Rから構成されている。図1のロール装置は、主として3本のロール体Rと、各ロール体Rの両端部を夫々支持している転がり軸受A,Bとを備えている。
図1はこの1つのセグメントを示したものであり、ロール体Rの配置、転がり軸受A,Bの配置を示している。
さらに、上流側から2列目のロール体列L2について説明すると、ロール体列Lは軸方向一方側(左側)から、長さが順に長くなる短ロール体Ra、中ロール体Rb、長ロール体Rcと並んでいる。これにスラブ移動方向eに隣設されたロール体列L3においては、この短ロール体Ra、中ロール体Rb、長ロール体Rcの軸方向配置の順番が逆となる。つまり、3列目(L3)においては軸方向一方側(左側)から長ロール体Rc、中ロール体Rb、短ロール体Raとなるよう配置されている。このように左右交互に入れ替えて配置することで、スラブを全面においてロール体Rと接触させることができる。そして、2列目以降全てのロール体列(従動ロール体列)Lにおいて、中ロール体Rbが、ロール体列Lの軸方向中央寄りに配置されている中央ロール体となる。
一方、固定転がり軸受Bは、支持するロール体Rの軸方向の変位を拘束している。つまり、図4(a)に示すように、固定転がり軸受Bは、外輪34の内周面(軌道)が球面とされ、外輪34と内輪31との間に樽型のころ35が複列設けられている自動調心ころ軸受とされている。
また、自由転がり軸受Aと固定転がり軸受Bにおいて、内輪1(31)が外嵌しているロール体Rの端部は、スラブが接触して通過する本体部よりも直径が小さくされている。
短ロール体Raは中ロール体Rb側が固定転がり軸受Bとされその反対側(軸方向外側)が自由転がり軸受Aとされている。また、長ロール体Rcは中ロール体Rb側が自由転がり軸受Aとされその反対側(軸方向外側)が固定転がり軸受Bとされている。
従って、ロール体Rb,Rcの端面は環状とされており、この環状の端面が凸状の球面、凹状の球面とされた球面部11,12となる。
このように、座金部材7a,7bを介在させることにより、長期にわたる使用によりその球面部11,12が摩耗等して取替えが必要となっても、ロール体Rb,Rc全体を取り換えるのではなく、座金部材7a,7bのみを取り換えることで再生が可能となる。
このネジ孔8a,8bは、座金部材7a,7bをロール体Rb,Rcから取り外す際に、例えばアイボルトのような取手部材(図示せず)をこのネジ孔8a,8bに螺合させ、取手部材を引っ張ることで圧入させた座金部材7a,7bをロール体Rb,Rcから容易に取り外すことができる。さらに、このネジ孔8a,8bは座金部材7a,7bの球面部11,12に開口するよう形成されているため、ネジ孔8a,8bにグリースを充填させることにより、接触する両凸・凹状の球面部11,12間において長期にわたってグリースによる潤滑状態が得られる。
また、座金部材7a,7bの外周面は転がり軸受内部への異物の侵入を防止するためのシール部材14の摺接面とされている。ロール体Rb(Rc)が座金部材7a(7b)と共に回転して、ベース部材5の端部に嵌合させた円板部材15の内周面に取り付けられたシール部材14が座金部材7a(7b)の外周面を摺動することにより、ロール体Rb(Rc)本体の端部外周面がシール部材14により摩耗するのを防止できる。
さらに、図2と図3において、凸状の球面部11、凹状の球面部12が形成されている面は、焼き入れ・焼き戻し等の熱処理を施した熱処理部が形成されているのが好ましく、これにより耐摩耗性を向上させている。つまり、図3においては、座金部材7a,7bに熱処理を施している。
スラブ連続鋳造用ロール装置においてスラブから負荷される荷重は、ロール体列Lの軸方向中央部が大きくなり、その中央部寄りに配置される中ロール体Rbの転がり軸受において損傷による不具合が生ずる確率が高くなる。しかし、この中ロール体Rbの両端部が自由転がり軸受Aにより支持されているため、この自由転がり軸受Aと中ロール体Rbとの間で軸方向の無理な荷重が作用しないため、故障を低減させることができる。
さらに、凸状の球面部11と凹状の球面部12により、隣り合う両ロール体の端面が相傾いても円滑に相対滑りして無理な偏荷重等が作用しない。さらに接触面積の増加により接触面圧が低下する。よって、ロール端面の損傷を防止できる。すなわち、中ロール体Rbが長ロール体Rc側や短ロール体Ra側へ移動して、相互が端面において接触した状態となっても、相互は凸状の球面部11と凹状の球面部12とにより安定して接触し、他の部分では接触することがない。これにより、隣り合うロール体Rb,Rc(Ra,Rb)は、凸状の球面部11と凹状の球面部12において滑らかに摺動して相互独立して回転することができる。
また、例えば、5本のロール体Rからロール体列Lがなる場合、真ん中の1本のみのロール体Rの両端部を自由転がり軸受Aにより支持してもよく、または、両端を除いた中央側の3本のロール体Rの夫々両端部を自由転がり軸受Aにより支持してもよい。
また、中央のロール体の両端部の支持軸受と、両端に配置される他のロール体の両最外端部を除く全ての支持軸受を自由転がり軸受Aとし、前記両最外端部の支持軸受のみ固定転がり軸受Bとしてもよい。これによれば、寸法制約の少ない両端の固定軸受に容量の大きなものを採用できるため、ロール装置全体の負荷容量を大きくできる。
または、ロール体列Lの全てのロール体Rの夫々両端部を自由転がり軸受Aにより支持し、これらロール体Rの軸方向の移動は、ロール体列Lの両側に(軸受とは別部材として)設けたガイド部材により規制させてもよい。
つまり、少なくとも軸方向中央寄りに配置されている中央ロール体Rを、その両端部において自由転がり軸受Aにより支持させればよい。
また、自動調心軸受の型は例示したものに限らずどのような型でもよい。1つのロール装置で複数の相異なる型を、使用条件や接触条件により様々に組み合わせてもよいし、全てを同じ型としてもよい。
7b 座金部材
8a ネジ孔
8b ネジ孔
11 凸状の球面部
12 凹状の球面部
A 自由転がり軸受
B 固定転がり軸受
L ロール体列
R ロール体
Ra 短ロール体
Rb 中ロール体
Rc 長ロール体
r1 凸状の球面部の半径
r2 凹状の球面部の半径
Claims (6)
- 軸方向に並べられた3本以上のロール体を備え、これらロール体のうちの少なくとも軸方向中央寄りに配置されている中央ロール体が、その両端部において軸方向に変位可能とされて自由転がり軸受により支持されているとともに、前記中央ロール体と、この中央ロール体に軸方向隣り合う他のロール体との対向している両端面のうち、一方の端面は凸状の球面部を有し、他方の端面は前記凸状の球面部と接触可能とされた凹状の球面部を有していることを特徴とするスラブ連続鋳造機用ロール装置。
- 前記ロール体の端部に座金部材が取り付けられて、この座金部材に前記球面部が形成されている請求項1に記載のスラブ連続鋳造機用ロール装置。
- 前記座金部材は、前記球面部が形成された面に開口するネジ孔を有している請求項2に記載のスラブ連続鋳造機用ロール装置。
- 前記凸状の球面部の曲率は、前記凹状の球面部の曲率よりも大きくされている請求項1〜3のいずれか一項に記載のスラブ連続鋳造機用ロール装置。
- 前記中央ロール体に軸方向隣り合う他のロール体の端部を支持している転がり軸受のうち、軸方向に並べられたロール体からなるロール体列の軸方向中央部に配置されている転がり軸受は、ロール体を軸方向に変位可能とさせて支持している自由転がり軸受とされている請求項1〜4のいずれか一項に記載のスラブ連続鋳造機用ロール装置。
- 前記ロール体を支持している転がり軸受は自動調心軸受とされている請求項1〜5のいずれか一項に記載のスラブ連続鋳造機用ロール装置。
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