JP2007253218A - 連続鋳造機用従動ロール - Google Patents

Abstract

【課題】ロールの撓みが起こりにくく、かつ、中央付近に位置する軸受が損傷しにくくて、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】中央の少なくとも２個の第１ジャーナル部と、両端の第２および第３ジャーナル部とを有する軸と、上記第１,２,３ジャーナル部の間に位置すると共に、上記軸の外径よりも大きな外径を有する少なくとも３個のロール本体２８とを有する一体型のロール２１を用いる。第１ジャーナル部の外周上に二分割軸受を配置し、第２ジャーナル部の外周上に略ラジアル荷重のみを負荷する第１軸受を配置する。第３ジャーナル部の外周上に略ラジアル荷重のみを負荷する第２軸受を配置し、第２軸受の上記軸方向の外方の端部を直接的または部材を介して支持してアキシアル荷重を受ける第３軸受を配置する。第３軸受を付勢部材によって軸方向の内側に付勢する。
【選択図】図２

Description

本発明は、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、図６に示すようなものがある。

この連続鋳造機用従動ロールは、３つのロール１０１,１０２,１０３を有する。上記各ロール１０１,１０２,１０３は、軸方向の略中央に位置する大径部１０７,１０８,１０９と、その大径部１０７,１０８,１０９の軸方向の両側に位置する小径部（図示しない）とからなる。上記各ロール１０１,１０２,１０３の一方の小径部の外周面には、ラジアル荷重とアキシアル荷重を受ける固定側軸受１１１,１１２,１１３が配置されており、各ロール１０１,１０２,１０３の他方の小径部の外周面には、ラジアル荷重のみを受ける自由側軸受１１４,１１５,１１６が配置されている。各軸受１１１〜１１６は、図示しない軸箱（ハウジング）によって覆われている。上記各ロール１０１,１０２,１０３の一方の小径部を、固定することによって、各ロール１０１,１０２,１０３を、位置決めするようになっている。また、各ロール１０１,１０２,１０３の他方の小径部は、固定されておらず、各ロール１０１,１０２,１０３の他方の小径部は、各ロール１０１,１０２,１０３の熱膨張によって伸縮できるようになっている。

上記３つのロール１０１,１０２,１０３は、上記ロール１０１,１０２,１０３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、かつ、隣接している２つのロール１０１,１０２,１０３のうちの一方のロール１０１,１０２,１０３の固定側の小径部が他方のロール１０１,１０２,１０３の自由側の小径部に対向するように、一直線上に配置されている。

上記従来の連続鋳造機用従動ロールは、一体型の一本のロールでなくて、一直線上に配置された３つのロール１０１,１０２,１０３を使用することによって、３つのロール１０１,１０２,１０３からなるロール部分の配置位置の変動の自由度を増大させて、ロール部分の撓みを抑制して、ロール部分で搬送されるスラブの品質が、ロール部分の撓みに起因して悪化しないようにしている。

しかしながら、上記従来の連続鋳造機用従動ロールでは、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に位置する固定側軸受１１２,１１３に、上記大きなラジアル荷重に加えてロール１０１,１０２,１０３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が作用するので、上記中央付近の固定側軸受１１２,１１３が、損傷し易い。したがって、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、ロールの撓みが起こりにくく、かつ、中央付近に位置する軸受が損傷しにくくて、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、
中央の少なくとも２個の第１ジャーナル部と、両端の第２および第３ジャーナル部とを有する軸と、上記第１,２,３ジャーナル部の間に位置すると共に、上記軸の外径よりも大きな外径を有する少なくとも３個のロール本体とを有する一体型のロールと、
上記第１ジャーナル部の外周上に配置されると共に、略樋形状の二つの部材を締結ボルトで締結して形成された環状の内輪と、調心機能を有する外輪と、上記内輪と上記外輪との間に配置された円筒ころとを有する二分割軸受と、
上記第２ジャーナル部の外周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ロールの軸方向に摺動可能な転動体とを有する第１軸受と、
上記第３ジャーナル部の外周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２軸受と、
上記第２軸受の上記軸方向の外方の端部を直接的または部材を介して支持してアキシアル荷重を受ける第３軸受と、
上記第３軸受を上記軸方向の内側に付勢する付勢部材と
を備えることを特徴としている。

尚、上記樋形状の部材とは、略円筒面の一部からなると共に、周面でない内面部分を有する部材のことをいう。

本発明によれは、スラブの搬送中に最も大きな力がかかる中央付近の第１ジャーナル部の外周上に、上記調心機能を有して、スラブからの不均一な力を受けても上記第１ジャーナル部に径方向に不均一な力を作用させにくい二分割軸受を配置しているので、この二分割軸受によって、上記ロールが、上記スラブからの力によって変形して撓むことを抑制できる。したがって、ロールで搬送されて冷却されるスラブの品質が、ロールの撓みに起因して悪化することを略完全に防止できる。

また、本発明によれば、第１軸受および第２軸受は、転動体が軌道輪に対して軸方向に摺動可能で、ラジアル荷重のみを受けてアキシアル荷重を受けないようになっている一方、ロールの軸方向の一方の最外方に位置する第３軸受は、ラジアル荷重を受けずアキシアル荷重のみを受けるようになっているので、第１乃至第３軸受のいずれもラジアル荷重とアキシアル荷重の両方を受けることがなくて、第１乃至第３軸受が過酷な環境下で使用されることがない。したがって、二分割軸受は高性能で壊れにくいことから、連続鋳造機用従動ロールの軸受部（二分割軸受、第１乃至第３軸受）の寿命を格段に長くすることができて、連続鋳造機用従動ロールの寿命を格段に長くすることができる。

また、本発明によれば、一体型のロールを採用しているので、スラブの荷重を受ける部分の表面積を大きくすることができて、スラブを円滑に搬送することができると共に、複数のロールを一直線に配置してロール部を形成している場合と比して連続鋳造機を整備するときの作業性を格段に向上させることができる。

本発明の連続鋳造機用従動ロールによれば、スラブの搬送中に最も大きな力がかかる中央付近の第１ジャーナル部の外周上に、上記調心機能を有して上記第１ジャーナル部に径方向に不均一な力を生成しにくい二分割軸受を配置しているので、上記ロールが、上記スラブからの力によって変形して撓むことを抑制することができる。したがって、ロールで搬送されて冷却されるスラブの品質が、ロールの撓みに起因して悪化することがない。

また、本発明の連続鋳造機用従動ロールによれば、第１軸受および第２軸受は、転動体が軌道輪に対して軸方向に摺動可能で、ラジアル荷重のみを受けてアキシアル荷重を受けないようになっている一方、ロールの軸方向の一方の最外方に位置する第３軸受は、ラジアル荷重を受けずアキシアル荷重のみを受けるようになっているので、第１乃至第３軸受が過酷な環境下で使用されることがなくて、連続鋳造機用従動ロールの寿命を格段に長くすることができる。

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の外観を表す外観図である。

この従動ロール５は、一体型のロール２１と、三つの第１軸箱２３と、第２軸箱２４と、第３軸箱２５と、第４軸箱２６とを備える。

上記一体型のロール２１は、中央の少なくとも２個の第１ジャーナル部（図示せず）と、両端の第２および第３ジャーナル部（図示せず）とを有する軸と、上記第１,２,３ジャーナル部の間に位置すると共に、上記軸の外径よりも大きな外径を有する少なくとも３個のロール本体２７とを有する。正確に言うと、上記ロール２１は、三つの第１ジャーナル部と、各第１ジャーナル部の両側に位置すると共に、第１ジャーナル部２７の外径よりも大きい外径を有するロール本体２７と、第１ジャーナル部の軸方向の一方の最外方に位置するロール本体２８の上記軸方向の一方の外方に位置すると共に、ロール本体２７の外径よりも小さい外径を有する第２ジャーナル部（図示せず）と、上記軸方向の他方の最外方に位置するロール本体２９の上記軸方向の他方の外方に位置すると共に、ロール本体２７の外径よりも小さい外径を有する第３ジャーナル部とを有する。

上記ロール本体２７は、スラブと接触し、回動することによって、スラブを搬送するようになっている。また、上記第１軸箱２３は、上記第１ジャーナル部を覆うように配置され、第２軸箱２４は、第２ジャーナル部を覆うように配置され、第３軸箱２５は、第３ジャーナル部を覆うように配置され、第４軸箱２６は、後述するアキシアル荷重をうけるための軸受を覆うように配置されている。

図３は、第１軸箱２３の内部を詳細に示す図である。

上記第１軸箱２３の内側には、第１ジャーナル部３１が位置している。上記第１ジャーナル部３１の両側には、ロール本体２７が位置している。上記第１ジャーナル部３１上には二分割軸受３０が配置されている。上記二分割軸受３０は、内輪３３と、外輪３５と、円筒ころ３４とからなる。上記第１ジャーナル部３１の外周面上には、内輪３３が配置されている。また、上記内輪３３の外周軌道面に配置された円筒ころ３４を介在して、外輪３５およびハウジングとしての第１軸箱２３が配置されている。

上記内輪３３は、環状の部材であり、略樋形状の二つの部材を締結ボルト３７,３８,３９,４０で締結して形成されている。また、上記外輪３５は、紙面における上方である荷重を受けない側には、設けられておらず、紙面における下方である荷重を受ける側のみに設けられている。図３に示すように、外輪３５の外周面は、ロール２１の中心軸と鉛直方向を含む断面において、鉛直方向の下方に凸の円弧状の形状を有しており、調心機能を有している。

図４は、第２軸箱２４の周辺を示す図である。

図４に示すように、第２軸箱２４は、第２ジャーナル部４１を覆うように配置されている。第２ジャーナル部４１の外周面には、第１軸受の一例としての円筒ころ軸受４２が配置されている。上記円筒ころ軸受４２は、内輪４４と、外輪４５と、内輪４４と外輪４５との間に配置された円筒ころ４６と、外輪４５と第２軸箱２４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４４は、第２ジャーナル部４１に嵌合固定されている。上記内輪４４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４４は鍔を有さない構造になっている。また、上記外輪４５の外周面は、調心面になっている。上記外輪４５の内周面には、外輪４５に対する円筒ころ４６の軸方向の移動を不可にする鍔が形成されている。上記円筒ころ軸受４２は、ロール２１が、温度変化によって伸縮すると（例えば、熱膨張して軸方向に伸長すると）、内輪４４が、円筒ころ４６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４２に、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４２は、ロール２１の軸方向の伸縮を吸収できるようになっている。上記円筒ころ軸受４２は、略ラジアル荷重のみを負荷するようになっている。

図５は、上記第３軸箱２５および第４軸箱２６の周辺を示す図である。

図５に示すように、ハウジングである第３軸箱２５は、第３ジャーナル部５１を覆うように配置されている。上記第３ジャーナル部５１の外周面と第３軸箱２５の内周面との間には、第２軸受の一例としての円筒ころ軸受５２が配置されている。

上記円筒ころ軸受５２は、内輪５４と、外輪５５と、内輪５４と外輪５５との間に配置された円筒ころ５６と、外輪５５と第３軸箱２５の内周面との間に配置された調心座５７とを有する。

上記内輪５４は、第３ジャーナル部５１に嵌合固定されている。上記内輪５４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５４は鍔を有さない構造になっている。また、上記外輪５５の外周面は、調心面になっている。上記外輪５５の内周面には、外輪５５に対する円筒ころ５６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５７は、外輪５５の外周面と第３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５２は、ロール２１が、温度変化によって伸縮すると（例えば、熱膨張して軸方向に伸長すると）、内輪５４が円筒ころ５６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５２に、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５２は、ロール２１の軸方向の伸縮を吸収できるようになっている。上記円筒ころ軸受５２は、略ラジアル荷重のみを負荷するようになっている。

上記第４軸箱２６の大部分は、第３軸箱２５の軸方向の外方に位置している。上記第４軸箱２６は、軸方向の外方に径方向に広がる環状の端面部６７を有している。上記第４軸箱２６は、第３ジャーナル部５１の軸方向の外方に位置する第４ジャーナル部６１を覆うように配置されている。上記第４ジャーナル部６１と第４軸箱２６との間には、第３軸受の一例としての円錐ころ軸受６４,６５が、軸方向に隣接されて配置されている。図５に示すように、上記円錐ころ軸受６４の内輪７４の大端面（表面積が大きい方の端面）と、円錐ころ軸受６５の内輪８５の大端面とは、軸方向に当接するように配置されている。

上記第４軸箱２６は、第３軸箱２５側に径方向の内方に延びる環状の突出部６８を有し、突出部６８の径方向の下端は、軸方向に広がっている。この軸方向に広がっている部分の軸方向の一端は、円筒ころ軸受５２の調心座５７の軸方向の外方の端面に当接し、この軸方向に広がっている部分の軸方向の他端は、二つの円錐ころ軸受６４,６５のうちで軸方向の内方に位置している円錐ころ軸受６４の外輪７６の大端面（表面積が大きい方の端面）に当接している。また、ロール２１の外周面における円筒ころ軸受５２と円錐ころ軸受６４の間には、環状のスペーサ６０が配置されている。この環状のスペーサ６０の軸方向の一端は、円筒ころ軸受５２の内輪５４の軸方向の外方の端面に当接し、スペーサ６０の軸方向の他端は、円錐ころ軸受６４の内輪７４の小端面に当接している。また、二つの円錐ころ軸受６４,６５のうちの軸方向の外方に位置する円錐ころ軸受６５の内輪８５の軸方向の外方の端面は、その内輪８５の外方に位置する環状のスペーサ８７を介してロール２１に螺合した軸受ナット８８により、ロール２１に対して位置決めされている。

図５において、参照番号９０および９１は、付勢部材の一例としてのスプリングである。スプリング９０は、第４軸箱２６に対して円錐ころ軸受６４の外輪７６の大端面を軸方向の外側に付勢しており、スプリング９１は、第４軸箱２６の端面部６７に対して円錐ころ軸受６５の外輪の大端面を軸方向の内側に付勢している。スプリング９０とスプリング９１で、内輪７４,８５の大端面同士が当接している円錐ころ軸受６４と円錐ころ軸受６５とを、軸方向に挟み込むことによって、円錐ころ軸受６４と円錐ころ軸受６５に、所定の軸方向の初期予圧を付与している。上記円錐ころ軸受６４,６５のそれぞれの外輪７６,８６の外輪外径面は、軸箱２６の内周面９３に所定のすきまをもって嵌合しており、上記円錐ころ軸受６４,６５は、スラブからのラジアル荷重を負荷せず、ロール２１の温度変化に起因するロール２１の伸長に起因するアキシアル荷重とスラブから発生するアキシアル荷重とを負荷するようになっている。

上記実施形態の従動ロール５によれば、スラブの搬送中に最も大きな力がかかる中央付近の第１ジャーナル部３１の外周上に、調心機能を有して、スラブからの不均一な力を受けても第１ジャーナル部３１に径方向に不均一な力を作用されにくい二分割軸受３０を配置しているので、この二分割軸受３０によって、ロール２１が、スラブからの力によって変形して撓むことを抑制することができる。したがって、ロール２１で搬送されて冷却されるスラブの品質が、ロール２１の撓みに起因して悪化することを防止できる。

また、上記実施形態の従動ロール５によれば、第１軸受である円筒ころ軸受４２と、第２軸受である円筒ころ軸受５２が、内輪４４,５４が円筒ころ４６,５６に対して軸方向に摺動可能で、ラジアル荷重のみを受けてアキシアル荷重を受けないようになっている一方、ロール２１の軸方向の一方の最外方に位置する第３軸受である円錐ころ軸受６４,６５は、ラジアル荷重を受けずアキシアル荷重のみを受けるようになっているので、第１乃至第３軸受のうちでラジアル荷重とアキシアル荷重の両方を受ける軸受が存在せず、軸受が過酷な環境下で使用されることがない。したがって、二分割軸受３０は高性能で壊れにくいことから、連続鋳造機用従動ロール５の軸受部（二分割軸受３０、第１乃至第３軸受４２,５２,６４,６５）の寿命を格段に長くすることができて、従来と比して連続鋳造機用従動ロール５の寿命を格段に長くすることができる。

また、上記実施形態の従動ロール５によれば、一体型のロール２１を採用しているので、複数のロールを一直線上に配置してロール部を形成している場合と比較して、スラブと接触する部分の表面積を大きくすることができて、スラブを円滑に搬送することができる。また、複数のロールからなるロール部を用いている場合と比して、連続鋳造機を整備するときの作業性を格段に向上させることができる。

尚、上記実施形態の従動ロール５では、アキシアル荷重を負荷する第３軸受として二つの円錐ころ軸受６４,６５を採用したが、この発明では、アキシアル荷重を負荷する第３軸受として、二つのスラスト自動調心ころ軸受を採用しても良い。また、アキシアル荷重を負荷する第３軸受として、玉軸受、スラストころ軸受、スラスト玉軸受、スラスト円錐ころ軸受等を採用しても良い。また、この発明では、第１軸受および第２軸受のうちの少なくとも一方は、調心座を有さない円筒ころ軸受であっても良い。

また、上記実施形態の従動ロール５は、第１ジャーナル部２３を３つ有していたが、第１ジャーナル部の数は、３つに限らず、第１ジャーナル部の数は、二つまたは４つ以上でも良い。

また、上記実施形態の従動ロール５では、二分割軸受３０は、環状でない外輪３５を有していたが、この発明では、二分割軸受は、軸方向に二分割した外輪を有していても良く、略樋形状の二つの部材を締結ボルトで締結して形成された環状の外輪を有していても良い。

また、上記実施形態の従動ロール５では、第１軸受である円筒ころ軸受４２と、第２軸受である円筒ころ軸受５２は、内輪４４,５４が円筒ころ４６,５６に対して軸方向に摺動可能で、ラジアル荷重のみを受けてアキシアル荷重を受けないようになっていたが、この発明では、第１軸受と第２軸受とのうちの少なくとも一方の軸受は、転動体が外輪に対して軸方向に摺動可能で、ラジアル荷重のみを受けてアキシアル荷重を受けないようになっていても良い。

また、上記実施形態の従動ロールでは、円錐ころ軸受６４は、円筒ころ軸受５２の軸方向の外方の端部を、スペーサ６０を介して支持してキシアル荷重を受けるようになっていたが、この発明では、第３軸受は、第２軸受の上記軸方向の外方の端部を、直接支持してアキシアル荷重を受けるようになっていても良い。

また、上記実施形態の従動ロール５では、第３軸受に初期予圧を付与する付勢部材としてスプリングを採用したが、スプリングの種類としては、板ばねや、コイルバネ等がある。尚、付勢部材として、スプリング以外の付勢部材を使用しても良いことは勿論である。

連続鋳造機のスラブ鋳造部分を示す拡大模式図である。 本発明の一実施形態の連続鋳造機用従動ロールの外観を表す外観図である。 第１軸箱の内部を詳細に示す図である。 第２軸箱の周辺を示す図である。 上記第３軸箱および第４軸箱の周辺を示す図である。 従来の連続鋳造機用従動ロールを示す図である。

符号の説明

５ 連続鋳造機用従動ロール
２１ ロール
２７ ロール本体
３０ 二分割軸受
３１ 第１ジャーナル部
４１ 第２ジャーナル部
４２ 円筒ころ軸受
５１ 第３ジャーナル部
５２ 円筒ころ軸受
６４,６５ 円錐ころ軸受
９０,９１ スプリング

Claims (1)

1. 中央の少なくとも２個の第１ジャーナル部と、両端の第２および第３ジャーナル部とを有する軸と、上記第１,２,３ジャーナル部の間に位置すると共に、上記軸の外径よりも大きな外径を有する少なくとも３個のロール本体とを有する一体型のロールと、
   上記第１ジャーナル部の外周上に配置されると共に、略樋形状の二つの部材を締結ボルトで締結して形成された環状の内輪と、調心機能を有する外輪と、上記内輪と上記外輪との間に配置された円筒ころとを有する二分割軸受と、
   上記第２ジャーナル部の外周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ロールの軸方向に摺動可能な転動体とを有する第１軸受と、
   上記第３ジャーナル部の外周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２軸受と、
   上記第２軸受の上記軸方向の外方の端部を直接的または部材を介して支持してアキシアル荷重を受ける第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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