JP2007083272A - 連続鋳造機用従動ロール - Google Patents

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Abstract

【課題】 ロール上に配置される軸受が破損しにくくて寿命が長い連続鋳造機用従動ロールを提供すること。
【解決手段】 ロール23を含む複数のロールを、略一直線上に配置する。各ロールの軸方向の両端部の外周面上に、各端部に対して円筒ころ軸受54を一つずつ配置する。円筒ころ軸受54の円筒ころ53は、鍔を有さない内輪50に対して軸方向に摺動可能になっている。軸方向の外端に位置するロール23の軸方向の外方に、アキシアル荷重を受けるスラスト自動調心ころ軸受66を配置する。スラスト自動調心ころ軸受66の軸方向の外方に、スラスト自動調心ころ軸受66に軸方向に力を付与するコイルバネ59を配置する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、連続鋳造機においてスラブを鋳造するのに使用する連続鋳造機用従動ロールに関する。
従来、連続鋳造機用従動ロールとしては、特開平8−238549号公報(特許文献1)に記載されているものがある。この連続鋳造機用従動ロールは、2つのロールを有する。上記各ロールは、軸方向の略中央に位置する大径部と、その大径部の軸方向の両側に位置する小径部とからなる。上記ロールの小径部が、スラブの移動方向に略垂直な方向に所定間隔をもって対向するように、上記2つのロールを一直線上に配置している。
連続鋳造機用従動ロールの軸方向外側に位置する上記各ロールの小径部は、例えば自動調心ころ軸受により、また、連続鋳造機用従動ロールの軸方向内側に位置する各ロールの小径部は、例えば円筒ころ軸受により、ロールにおけるスラブ鋳造側と反対側に位置するハウジングに対して回転自在に支持されている。上記円筒ころ軸受は、つばなし内輪と、外周面が調心された外輪と、調心座とを有しており、ころと内輪との軸方向の相対移動によって、ロールの軸方向の膨張を吸収できるようになっている。また、上記自動調心ころ軸受は、つば付内輪及び外輪並びにころを備え、ころと外輪との間で調心性を有しており、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を受けるようになっている。上記自動調心ころ軸受は、一般的にはロールの位置決めを行う固定側軸受として用いられる。
上記従来の連続鋳造機用従動ロールは、各ロールの軸方向内側の小径部が、軸方向に伸縮可能な自由端になるようにして、すなわち、各ロールの軸方向内側の小径部側の軸受がアキシアル荷重を受けないような構造にすることによって、大きなラジアル荷重が作用して使用条件が厳しい連続鋳造機用従動ロールの軸方向の中央付近の軸受に、上記大きなラジアル荷重に加えてアキシアル荷重が作用することを防止して、上記中央付近の軸受の損傷を抑制するようにしている。
しかしながら、上記従来の連続鋳造機用従動ロールでは、各ロールの軸方向外側の小径部が軸方向に移動不可能な固定端になっている、すなわち、各ロールの軸方向外側に設置された上記自動調心ころ軸受がアキシアル荷重を受けてロールの位置決めを行うようになっているので、ロールの軸方向外側の上記自動調心ころ軸受が、大きなラジアル荷重を受けた上に、更に、ロールの熱膨張に起因するアキシアル荷重及びスラブからのアキシアル荷重を受けて、頻繁に破損するという問題がある。このことから、連続鋳造機用従動ロールの寿命が短いという問題がある。
特開平8−238549号公報
そこで、本発明の課題は、ロール上に配置される軸受が破損しにくくて寿命が長い連続鋳造機用従動ロールを提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の連続鋳造機用従動ロールは、
略一直線上に配置された複数のロールと、
上記各ロールの軸方向の両端部の外周面上に配置されると共に、内輪と、外輪と、上記内輪と上記外輪とのうちの少なくとも一方に対して上記軸方向に摺動可能な転動体とを有する第1軸受と、
上記ロールのうちの上記軸方向の外端に位置する2つの端部ロールのうちの一方の端部ロールの上記軸方向の外方の上記第1軸受の軸方向の外方の端部に直接的または部材を介して間接的に接触してアキシアル荷重を受けると共に、軸方向に移動可能な第2軸受と、
上記第2軸受を上記軸方向の内側に付勢する付勢部材と、
上記ロールのうちの上記軸方向の外端に位置する2つの端部ロールのうちの他方の端部ロールの上記軸方向の外方の上記第1軸受の軸方向の外方の端部に直接的または部材を介して間接的に接触してアキシアル荷重を受ける第3軸受と
を備えることを特徴としている。
本発明によれば、上記各ロールの軸方向の両端部の外周面上に配置される第1軸受は、上記転動体が上記内輪と上記外輪のうちの一方に対して上記軸方向に摺動可能であるので、温度変動に起因して上記ロールが上記軸方向に伸縮しても、転動体が上記内輪と上記外輪とのうちの少なくとも一方に対して上記軸方向に摺動して上記伸縮を吸収することができ、上記第1軸受に殆どアキシアル荷重がかかることがない。したがって、上記第1軸受にかかる荷重を、略ラジアル荷重のみに制限できるので、上記第1軸受の損傷を抑制できる。
また、本発明によれば、アキシアル荷重を受ける第2軸受および第3軸受によって、上記ロールの上記軸方向の伸長に起因するアキシアル荷重を支持することができる。また、上記付勢部材によって、上記第2軸受を上記軸方向の内方に付勢することができるので、第2軸受および第3軸受に所望の性能を発揮させることができる。例えば、第2軸受および第3軸受が転がり軸受である場合、転動体と、軌道面とのすべりを防止できて、この転がり軸受に所望の性能を発揮させることができる。また、例えば、付勢部材を、バネ等の伸縮可能な部材によって構成した場合、上記ロールの上記伸長を上記付勢部材で吸収できて上記第2軸受および上記第3軸受に過度なアキシアル荷重がかかることがないことから、第2軸受および第3軸受の破損を確実に防止できる。また、この場合、上記ロールの上記伸長を上記付勢部材で吸収できるので、軸方向に隣接するロール間の負隙間(圧縮量)が過大になることがなくて、上記ロールの上記軸方向の端部の破損を防止することができる。
また、この発明の連続鋳造機用従動ロールは、
略一直線上に配置された複数のロールと、
上記各ロールの軸方向の両端部の外周面上に配置されると共に、内輪と、外輪と、上記内輪と上記外輪とのうちの少なくとも一方に対して上記軸方向に摺動可能な転動体とを有する第1軸受と、
上記ロールのうちの上記軸方向の外端に位置する2つの端部ロールのうちの一方の端部ロールの上記軸方向の外方の上記第1軸受の軸方向の外方の端部に直接的または部材を介して間接的に接触してアキシアル荷重を受けると共に、軸方向に移動可能な第2軸受と、
上記第2軸受を上記軸方向の内側に付勢する第1付勢部材と、
上記ロールのうちの上記軸方向の外端に位置する2つの端部ロールのうちの他方の端部ロールの上記軸方向の外方の上記第1軸受の軸方向の外方の端部に直接的または部材を介して間接的に接触してアキシアル荷重を受けると共に、軸方向に移動可能な第3軸受と、
上記第3軸受を上記軸方向の内側に付勢する第2付勢部材と
を備えることを特徴としている。
本発明によれば、第1付勢部材と第2付勢部材とで上記ロールの上記伸長を吸収できるため、上記伸長の許容量を大きくできる上、第1軸受の軸方向の摺動距離を小さくできる。
本発明の連続鋳造機用従動ロールによれば、各ロールの軸方向の両端部の外周面上に配置される第1軸受は、その転動体が内輪と外輪のうちの一方に対して上記軸方向に摺動可能であるので、温度上昇に起因して上記ロールが上記軸方向に伸長しても、上記第1軸受に殆どアキシアル荷重がかかることがなくて、上記第1軸受にかかる荷重を略ラジアル荷重だけにすることができ、上記第1軸受の損傷を抑制できる。
また、本発明の連続鋳造機用従動ロールによれば、アキシアル荷重を受ける第2軸受および第3軸受によって、上記ロールの上記軸方向の伸長に起因するアキシアル荷重を支持することができる。また、上記付勢部材によって、上記第2軸受および第3軸受に上記軸方向に力を付与できるので、第2軸受および第3軸受に所望の性能を発揮させることができる。
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
図1は、連続鋳造機のスラブ鋳造部分を示す拡大模式図である。
この連続鋳造機は、レードルおよびタレット(図示せず)と、タンディシュ1と、モールド2と、モータ等を有して自ら回動できる駆動ロール4と、自ら回動できない本発明の一実施形態の連続鋳造機用従動ロール(以下、従動ロールという)5とを有する。駆動ロール4は、所定数従動ロール5の代わりに配設される。
上記レードルは、タレットにより支持されるようになっている。溶鋼は、レードルからノズル8を通してタンディシュ1に注がれるようになっており、その後、モールド2において所定形状(帯状)のスラブに成形されるとともに表面を冷却されるようになっている。その後、スラブは、スラブの両側にその軸線がスラブの表面と平行となるように隔設された駆動ロール4および従動ロール5によって鋳造、案内及び搬送され、徐々に冷却されるようになっている。
図2は、上記従動ロール5の配置構造を示す部分平面図である。
図2において、上記従動ロール5は、スラブが鋳造される方向に対して7列に配置されている。上記従動ロール5は、3つのロール21,22,23と、4つの第1軸箱25,25,25,25と、第2軸箱26と、第3軸箱27とを有する。上記3つのロール21,22,23は、略一直線上に配置されている。正確には、上記3つのロール21,22,23の夫々の中心軸は、略同一直線上に配置されている。上記3つのロール21,22,23は、全て長さが異なっている。長さが中間のMロール22は、長さが最も短いSロール21と長さが最も長いLロール23との間に配置されている。上記3つのロール21,22,23の夫々は、軸方向の略中央に位置する大径部と、大径部の軸方向の一方の側に位置する小径端部と、大径部の軸方向の他方の側に位置する小径端部とからなっている。
上記第1軸箱25は、軸方向に隣接している2つのロール21,22または軸方向に隣接している2つのロール22,23の隣接する2つの小径端部をそれぞれ覆うように配置されている。すなわち、上記4つある第1軸箱25の一方側の2つは、Sロール21の小径端部、およびそのSロール21に隣接するMロール22の小径端部をそれぞれ覆うように配置されており、第1軸箱25の他方側の2つは、Mロール22の小径端部、およびそのMロール22に隣接するLロール23の小径端部をそれぞれ覆うように配置されている。
また、上記第2軸箱26は、軸方向の外端の一方に位置するロール21または23の軸方向の外方の小径端部を覆うように配置されており、第3軸箱27は、軸方向の外端の他方に位置するロール23または21の軸方向の外方の小径端部を覆うように配置されている。
図3は、Mロール22の小径端部とLロール23の小径端部を覆っている第1軸箱25の内部を詳細に示す図である。尚、説明しないが、Sロール21の小径端部とMロール22の小径端部を覆っている第1軸箱25の内部構造も図3に示す構造と同一の構造を有している。
図3に示すように、Mロール22の小径端部31の軸方向の端面は、Lロール23の小径端部32の軸方向の端面と当接している。Mロール22の小径端部31と第1軸箱25との間、および、Lロール23の小径端部32と第1軸箱25との間には、第1軸受の一例としての円筒ころ軸受35,35が配置されている。各円筒ころ軸受35は、内輪40と、外輪42と、内輪40と外輪42との間に配置された円筒ころ43と、外輪42と第1軸箱25の内周面との間に配置された調心座47とを有する。
上記内輪40は、小径端部31(または小径端部32)に嵌合固定されている。上記内輪40の径方向外方の外面は、外径が等しい一つの円筒面で構成されており、内輪40は鍔を有さない構造になっている。また、上記外輪42の外周面は、調心面になっている。上記外輪42の内周面には、外輪42に対する円筒ころ43の軸方向の移動を不可にする鍔が形成されている。また、上記調心座47は、外輪42の外周面と第1軸箱25の内周面との間に配置されている。上記円筒ころ軸受35は、ロール21,22,23が、熱膨張して軸方向に伸長すると、円筒ころ43が、内輪40に対して軸方向に摺動する構造になっており、円筒ころ軸受35に、殆どアキシアル荷重が作用しないようになっている。すなわち、上記円筒ころ軸受35は、ロール21,22,23の軸方向の伸縮を吸収できるようになっている。Mロール22の軸方向の両側の小径端部31,31、Lロール23のMロール22側の小径端部32、および、Sロール21のMロール22側の小径端部の端は、軸方向に伸縮可能な自由端となっている。また、隣接するロールのうちの一方のロールの端面を凸面にすると共に、隣接するロールのうちの他方のロールの端面を上記凸面に対応する凹面にしている。具体的には、Mロール22のLロール23側の端面は、凸面になっており、Lロール23のMロール22側の端面は、上記凸面に対応する形状の凹面になっている(Mロール22のLロール23側の端面を凹面にすると共に、Lロール23のMロール22側の端面を凸面にしても良い)。このようにすると、ロール同士の接触に起因するロールの端面の損傷を軽減することができる。
図4は、図2に26で示すLロール23の軸方向の外方の小径端部51を覆っている第2軸箱の内部を示す図である。
図4に示すように、Lロール23の軸方向の外方の小径端部51と第2軸箱26との間には、第1軸受の一例としての円筒ころ軸受54が配置されている。円筒ころ軸受54は、内輪50と、外輪52と、内輪50と外輪52との間に配置された円筒ころ53と、外輪52と第2軸箱26の内周面との間に配置された調心座58とを有する。上記内輪50の径方向外方の外面は、外径が等しい一つの円筒面で構成されており、内輪50は鍔を有さない構造になっている。また、上記外輪52の外周面は、調心面になっている。上記外輪52の内周面には、外輪52に対する円筒ころ53の軸方向の移動を不可にする鍔が形成されている。また、上記調心座58は、外輪52の外周面と第2軸箱26の内周面との間に配置されている。上記円筒ころ軸受54は、ロール21,22,23が、温度変動によって軸方向に伸縮すると、円筒ころ53が、内輪50に対して軸方向に摺動する構造になっており、円筒ころ軸受54に、殆どアキシアル荷重が作用しないようになっている。すなわち、上記円筒ころ軸受54は、ロール21,22,23の軸方向の伸縮を吸収できるようになっている。軸方向の外端の2つのロール21,23の軸方向の外端は、軸方向に伸縮可能な自由端となっている。すなわち、Lロール23の軸方向の外方の小径端部51の端、および、Sロール21の軸方向の外方の小径端部の端は、軸方向に伸縮可能な自由端となっている。
また、小径端部51の径方向の外方の端面55の軸方向の外方には、第2軸受の一例としてのスラスト自動調心ころ軸受66が配置されている。このスラスト自動調心ころ軸受66は、内輪60と、外輪61と、たる形のころ62とを有している。このスラスト自動調心ころ軸受66は、部材56および部材57を介して小径端部51の端面55に間接的に接触しており、アキシアル荷重を受けるようになっている。
また、上記外輪61の軸方向の外方の端面よりも軸方向の外方には、付勢部材の一例としてのコイルバネ59が配置されている。このコイルバネ59は、スラスト自動調心ころ軸受66よりも軸方向の外方に周方向に所定間隔で3つ配置されている。上記コイルバネ59は、スラスト自動調心ころ軸受66を軸方向の内側に付勢し、スラスト自動調心ころ軸受66に予圧を付与するようになっている。このようにして、内輪60の軌道面ところ62との間、および、外輪61の軌道面ところ62との間で過度のすべりが生じて、スラスト自動調心ころ軸受66が所定の性能を発揮できなくなること防止している。
詳述しないが、図2に27で示すSロール21の軸方向の外方の小径端部を覆っている第3軸箱の内部構造は、第2軸箱26の構成要素と同じ(場合によっては寸法などを変えても良いが)であるが、アキシアル荷重を支持する第3軸受の一例としてのスラスト自動調心ころ軸受が、軸方向に移動不可能になっていても良い、この場合、第3軸箱27の内部構造は、第2軸箱26の内部構造と異なっている。他の構造は、第2軸箱26の構成要素と同じ(場合によっては寸法などを変えても良いが)である。具体的には、第3軸箱27は、ロールにおけるスラブ鋳造側と反対側に位置するハウジングに対して軸方向に移動不可になっており、第3軸箱27内に配置されている第3軸受の一例としてのスラスト自動調心ころ軸受は、第3軸箱27に対して軸方向に移動不可になっている。第3軸箱27の内部構造におけるスラスト自動調心ころ軸受が軸方向に移動不可能になっている構造以外の構造は、第2軸箱26の内部構造と同一である。
上記実施形態の従動ロール5によれば、ロール21,22,23の軸方向の端部の外周面に一つずつ配置される円筒ころ軸受35,54は、ころ43,53が内輪40,50に対して軸方向に摺動可能であるので、温度変動に起因してロール21,22,23が軸方向に伸縮しても、ころ43,53が内輪40,50に対して軸方向に摺動して上記伸縮を吸収することができ、円筒ころ軸受35,54に殆どアキシアル荷重がかかることがない。したがって、円筒ころ軸受35,54にかかる荷重を、略ラジアル荷重のみに制限できるので、円筒ころ軸受35,54の損傷を抑制できる。
また、上記実施形態の従動ロール5によれば、アキシアル荷重を受けるスラスト自動調心ころ軸受66および第3軸箱27内のスラスト自動調心ころ軸受によって、ロール21,22,23の軸方向の伸長に起因するアキシアル荷重を支持することができる。また、上記コイルバネ59によって、スラスト自動調心ころ軸受66および第3軸箱27内のスラスト自動調心ころ軸受に軸方向に力を付与できるので、スラスト自動調心ころ軸受66および第3軸箱27内のスラスト自動調心ころ軸受に所望の性能を発揮させることができる。すなわち、スラスト自動調心ころ軸受66の外輪61および内輪60のうちの少なくとも一方と、ころ62との過度のすべりを防止でき、また、第3軸箱27内のスラスト自動調心ころ軸受の外輪および内輪のうちの少なくとも一方と、ころとの過度のすべりを防止できる。
また、上記実施形態の従動ロール5によれば、付勢部材を、軸方向に伸縮可能な付勢部材(この実施形態ではコイルバネ59)で構成しているので、ロール21,22,23の伸長をコイルバネ59で吸収できて、スラスト自動調心ころ軸受66および第3軸箱27内のスラスト自動調心ころ軸受に過度なアキシアル荷重がかかることがないことから、スラスト自動調心ころ軸受66および第3軸箱27内のスラスト自動調心ころ軸受の損傷を防止できる。また、上記ロール21,22,23の上記伸長をコイルバネ59で吸収できるので、軸方向に隣接する2つのロール21と22、または、軸方向に隣接する2つのロール22と23の間の負隙間(圧縮量)が過大になることがなくて、ロール21,22,23の軸方向の端部の破損を防止できる。
尚、上記実施形態の従動ロール5では、付勢部材としてコイルバネ59を採用したが、この発明では、板バネ等のコイルバネ59以外の付勢部材(力を付勢する能力を有する装置)を採用しても良い。
また、上記実施形態の従動ロール5では、ロールの数が3つであったが、ロールの数は、2つまたは4つ以上であっても良い。
また、上記実施形態の従動ロール5では、コイルバネ59は、軸方向の両側の端部に3つずつ、都合、6つずつ配置されたが、付勢部材は、軸方向の片側の端部のみに配置されても良い。また、上記実施形態の従動ロール5では、コイルバネ59を端部に3つ周方向に所定間隔に配置したが、同一のバネを周方向に一定間隔に配置することが好ましい。また、3つのコイルバネに変えて第2軸受、第3軸受に同心に一つのバネを配置しても良い。
また、上記実施形態の従動ロール5では、円筒ころ35,54が、内輪40,50に対して軸方向に摺動できる構造になっていたが、この発明では、ロールの端部の外周面に配置される第1軸受の転動体は、内輪および外輪のうちの少なくとも一方に対して軸方向に摺動できるようになっていれば良い。
また、上記実施形態の従動ロール5では、ロール21,22,23の端部の外周面に配置される第1軸受が、円筒ころ軸受35,54であったが、この発明では、ロールの端部の外周面に配置される第1軸受は、玉軸受等、円筒ころ軸受以外のラジアル荷重を負荷できる転がり軸受でも良い。
また、上記実施形態の従動ロール5では、軸方向の外端に位置するロール21,23の軸方向の外方に配置される第2軸受が、スラスト自動調心ころ軸受66であったが、この発明では、軸方向の外端に位置するロールの軸方向の外方に配置される第2軸受は、スラスト玉軸受等、スラスト自動調心ころ軸受以外のアキシアル荷重負荷用の転がり軸受であっても良い。
また、上記実施形態の従動ロール5では、第2軸受であるスラスト自動調心ころ軸受66、および、第3軸箱27内の第3軸受であるスラスト自動調心ころ軸受が軸方向の外端のLロール23(またはSロール21)に、部材56および部材57を介して間接的に接触していたが、この発明では、第2軸受および第3軸受は、軸方向の外端のロールにおける軸方向の外方の端面に直接的に接触していても良い。
また、上記実施形態の従動ロール5では、長さが最も長いLロール23の軸方向の外方に第2軸受が配置されると共に、長さが最も短いSロール21の軸方向の外方に第3軸受が配置されたが、この発明では、軸方向の外端に位置するロールの長さは、軸方向の外端以外のロールの長さと比較してどのような長さであっても良く、第2軸受は、軸方向の一方の外端のロールの軸方向の外方に配置されれば良く、第3軸受は、軸方向の他方の外端のロールの軸方向の外方に配置されれば良い。
連続鋳造機のスラブ鋳造部分を示す拡大模式図である。 従動ロールの配置構造を示す部分平面図である。 Mロールの小径端部とLロールの小径端部を覆っている第1軸箱の内部を詳細に示す図である。 Lロールの軸方向の外方の小径端部を覆っている第2軸箱の内部を示す図である。
符号の説明
5 従動ロール
21 Sロール
22 Mロール
23 Lロール
25 第1軸箱
26 第2軸箱
27 第3軸箱
31,32,51 小径端部
35,54 円筒ころ軸受
59 コイルバネ
66 スラスト自動調心ころ軸受

Claims (2)

  1. 略一直線上に配置された複数のロールと、
    上記各ロールの軸方向の両端部の外周面上に配置されると共に、内輪と、外輪と、上記内輪と上記外輪とのうちの少なくとも一方に対して上記軸方向に摺動可能な転動体とを有する第1軸受と、
    上記ロールのうちの上記軸方向の外端に位置する2つの端部ロールのうちの一方の端部ロールの上記軸方向の外方の上記第1軸受の軸方向の外方の端部に直接的または部材を介して間接的に接触してアキシアル荷重を受けると共に、軸方向に移動可能な第2軸受と、
    上記第2軸受を上記軸方向の内側に付勢する付勢部材と、
    上記ロールのうちの上記軸方向の外端に位置する2つの端部ロールのうちの他方の端部ロールの上記軸方向の外方の上記第1軸受の軸方向の外方の端部に直接的または部材を介して間接的に接触してアキシアル荷重を受ける第3軸受と
    を備えることを特徴とする連続鋳造機用従動ロール。
  2. 略一直線上に配置された複数のロールと、
    上記各ロールの軸方向の両端部の外周面上に配置されると共に、内輪と、外輪と、上記内輪と上記外輪とのうちの少なくとも一方に対して上記軸方向に摺動可能な転動体とを有する第1軸受と、
    上記ロールのうちの上記軸方向の外端に位置する2つの端部ロールのうちの一方の端部ロールの上記軸方向の外方の上記第1軸受の軸方向の外方の端部に直接的または部材を介して間接的に接触してアキシアル荷重を受けると共に、軸方向に移動可能な第2軸受と、
    上記第2軸受を上記軸方向の内側に付勢する第1付勢部材と、
    上記ロールのうちの上記軸方向の外端に位置する2つの端部ロールのうちの他方の端部ロールの上記軸方向の外方の上記第1軸受の軸方向の外方の端部に直接的または部材を介して間接的に接触してアキシアル荷重を受けると共に、軸方向に移動可能な第3軸受と、
    上記第3軸受を上記軸方向の内側に付勢する第2付勢部材と
    を備えることを特徴とする連続鋳造機用従動ロール。
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