JP2009512821A - ストランドガイドリール - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つのリールジャケット（１、２、３）と、少なくとも２つの支持軸（４、５、６、７）とを含むストランドガイドリールであって、前記支持軸がリールジャケットに回転可能に連結され、各支持軸が支持軸受（８、９、１０、１１）によって回転可能に支持されるストランドガイドリールに関する。高い熱的および機械的な負荷に耐える簡単な構造を得るために、リールジャケットは、焼嵌めまたはプレス嵌め連結によって、それらリールジャケットの２つの端部を支持する支持軸に固定的に回転可能に連結される。

Description

本発明は、少なくとも１つのローラシェルと、少なくとも２つの支持軸とを備えるストランドガイディングローラであって、２つの支持軸がそれぞれローラシェルに回転的に固定される方法で連結され、各支持軸が支持軸受内に回転可能に支持されるストランドガイディングローラに関する。

このタイプのストランドガイディングローラは、特許文献１からすでに知られている。この多数部品のストランドガイディングローラの場合において、軸方向で互いに隣接するローラシェルは、ジャーナル軸受内に回転可能に支持され、かつ、隣接するローラシェルの軸方向リセス内で互いに離れる方向に向けられた軸スタブに係合する支持軸によって連結される。支持軸とそれぞれのローラシェルの間の正でない連結は、２つの構成要素間のねじ連結によって、ならびに、支持軸上およびローラシェル上の径方向の支持面と相互作用することによって起こり、それによって、プラントの動作の間、解除に対する追加の保証が達成される。しかし、構成要素を共に保持するこの方法は、冶金プラントの操業の厳しさに持ちこたえないので、この設計の解法が実際に成功するとは示されなかった。

特許文献２から、ストリップキャスティングプラント内で、１つのローラシェルおよび２つの支持軸から駆動ローラを形成することがすでに知られており、互いに対向して位置する２つの支持軸は、ローラシェル内に突き出し、ローラシェルに、それらの末端でねじ止めされる（図６）。同時に、締付ねじが、クーラントラインのクロージャ要素として使用される。

ローラシェルが、周辺溶接連結によって、２つの支持軸に取り外せないように連結される１部品のストランドガイディングローラが、特許文献３から知られている。ローラシェルは、耐摩擦性で非腐食性の保護層で覆われる。ストランドガイディングローラの個別の部品への損傷は、通常、完全な損失および高いスペア部品の費用をもたらす。

ローラシェルおよび支持軸の連結のために溶接を使用することが、多数部品のストランドガイディングローラに対して、明らかに実行可能でないのは、これらためには二つ割り軸受を必然的に使用しなくてはならないからである。支持軸受を支える支持軸が、溶接連結によって、隣接するローラシェルに連結される、そのような中央に取り付けられたストランドガイディングローラは、特許文献４から知られている。

例えば、特許文献５および、特許文献６から知られている、従来の周辺冷却ストランドガイディングローラの場合において、クーラントは、主として径方向に配置され、またはローラの中心から、ストランドガイディングローラの周辺に、ローラの回転の軸に対して傾けられたクーラントチャネルを通して導かれ、リングラインによって、そこで分配され、ローラシェルの面に近接して取られ、ローラ軸に平行に整列されたクーラントチャネルを通って、類似の方法で、再度、集められ、中心に戻される。クーラント伝導システムおよびリングラインを製造し、外部に対して、それらを密にシールすることを簡単にするために、リングまたはプラグの形状のシーリング要素が、通常、ローラシェルの端面にねじ込まれまたは溶接される。高い温度およびストランドガイディングローラの材料に関係する負荷のために、これらのシーリング方法は、複雑であり、非常に影響を受けやすく、障害にさらされやすい。

回転的に固定し取り外し可能な方法で、コア軸上に、多層のローラシェルを、例えばフェザキー連結で、固定するための連続したコア軸を備えるストランドガイディングローラの場合も知られている。ローラシェルの多層構造は、互いに対向して位置する円筒の径方向面の全面積の焼嵌め連結によって、回転的に固定された方法で連結された、個別の円筒スリーブによって得られる。簡単に製造されたクーラントチャネルは、円筒スリーブの接触面に配置される（特許文献７、特許文献２）。
独国特許出願公開第２４２３２２４号明細書 国際公開第０２／０２２５３号パンフレット 独国特許出願公開第２８４０９０２号明細書 独国特許出願公開第３２２８１９０号明細書 欧州特許出願公開第０５４３５３１号明細書 オーストリー特許第４１２１８５１号明細書 国際公開第２００５／０１６５７８号パンフレット 独国実用新案第２００２１５１４号明細書

本発明は、これらの困難および不利な点を回避することを目的とし、連結が、キャスティング動作の間の強い熱的および機械的負荷に耐えるように、互いに連結された複数の簡単に製造される構成要素を含み、かつ簡単に製造され、好ましくはローラシェルおよび軸受ハウジングなどの高値な構成要素が分解され、おそらく再使用できる構成要素を含むストランドガイディングローラを提案することを試みる。

この目的は、本発明によれば、焼嵌め連結またはプレス嵌め連結によって、それを両端で支える支持軸に、回転的に固定される方法で連結されるローラシェルによって達成される。

中間支持タイプの支承は、原則として、ローラ内の狭窄で起こり、それはローラシェル内に焼嵌めされた、より小さい直径の支持軸によって起こる。

焼嵌めまたはプレス嵌め連結は、定常および非定常ローラ負荷ならびに駆動ストランドガイディングローラの場合に起こる駆動トルクを、信頼性高く伝達でき、クーラント循環のためのシーリング機能が信頼性高く保証されるように設計される。焼嵌めまたはプレス嵌め連結の設計は、以下の特別の、動作的に通常の負荷の場合を考慮に入れる。
・回転ストランドガイディングローラによる連続したストランドのテイクオフ
・定常ストランドガイディングローラよって停止されたストランド
・外側および内側のローラ冷却
・外側のみまたは内側のみのローラ冷却
・障害によって起こされた完全なローラ冷却の故障

焼嵌め連結またはプレス嵌め連結が、熱的影響の結果、負荷支持能力を失う一番悪い場合でも、適切な曲げおよび横揺れモーメントの伝達ならびにシーリング機能は、なお保証されなければならない。１５０ｍｍから２００ｍｍのローラ直径をもつストランドガイディングローラの場合、これは０．２から０．５ｍｍの収縮分増を意味し、２００ｍｍから２５０ｍｍより大きいローラ直径の場合には、０．２５から０．４ｍｍの収縮分増を意味する。焼嵌めの長さを決める大体のガイドは、焼嵌めの長さ対軸スタブの直径の比が１より大きい。

穿孔された中実のローラと比較して、焼嵌め連結は、より低い切欠き応力をもたらし、それによって、ストランドガイディングローラの破裂のリスクを低減する。より軽い支持軸に対してより高い強度の材料を使用することも可能であり、非常に特定の、したがって経済的な強度における増加を達成することを可能にする。

焼嵌めまたはプレス嵌め連結を備える説明されたサブアセンブリの配置は、全体として以下の利点を生み出す。
・簡単なプラグインタイプの構造は、長いストランドガイディングローラの容易な組み立てと個々の部品の低コストの製造を可能にする。
・多数部品のストランドガイディングローラの場合、分割中間支持軸受が必要でない。
特に対コスト効果のよい製造は、高くない、使い捨てローラとして適するストランドガイディングローラにする。
・しかし、あるいは、ストランドガイディングローラの部分的な再利用も可能であり、特に、周辺冷却システムを備えるローラシェルおよび軸受ハウジングを再利用することもできる。これは、単純な破壊的分解、例えば、支持軸の軸スタブを通る分離切断によって行われる。
・クーラント通路のシーリングを、主に、影響を受けやすい、合成シーリング要素なしで、また溶接なしで、行うことができる。

各支持軸は、少なくとも１つの軸スタブを含み、軸スタブの外側の径方向面は、ローラシェル内のリセスの内側の径方向面と焼嵌め連結またはプレス嵌め連結を形成する。

ストランドガイディングローラの端部領域と、隣接するローラシェルの間の領域との両方において焼嵌め連結またはプレス嵌め連結を形成する構成要素の基本的な構造は、便宜的には同じである。したがって、複数のローラシェルが軸方向に一列に配置された状態で、２つの隣接するローラシェルは、支持軸受によって中央で支えられた支持軸によって、回転的に固定された方法で、それぞれ連結される。

ストランドガイディングローラは内部冷却を備えており、２つの実施形態が特に好都合である。

ローラ冷却の１つの可能な実施形態によれば、ローラシェルは、少なくとも１つのクーラントチャネルによって通過され、クーラントチャネルは、ローラシェルの円筒の外側面から一定の距離に配置される。この場合、クーラントチャネルは、例えば、周辺環状スペースを形成する。好ましくは、ローラシェルは、ローラシェルの円筒の外側面から一定の距離に配置された多数のクーラントチャネルによって通過される。冷却媒体用の実質的に径方向の供給および放出ラインは、支持軸とローラシェルの間の焼嵌め連結を通過する。

供給および放出ラインも、ストランドガイディングローラの回転軸に対して傾斜して配置することができる。

生産工学では簡単なクーラント循環システムの改善によれば、ローラシェルによって、クーラント分配ラインを形成するマニフォルドシーリングリングが、ローラシェルと支持軸の間に配置され、そのクーラント分配ラインの中に、実質的に径方向の供給または放出ラインならびに軸方向に平行なクーラントチャネルが走り、このマニフォルドシーリングリングが、ローラシェルによって、ならびに支持軸によって、回転的に固定された焼嵌め連結またはプレス嵌め連結を形成する。

この周辺冷却によって、ローラシェルからの熱の早期の除去の結果として、ストランドガイディングローラの長い耐用寿命が達成される。さらに、強力なシェル冷却は、連続キャスティングプラントを乾燥モードで動作することを可能にし、連続スラブ、特に薄い連続スラブをより高い温度で、連続キャスティングプラントのストランドガイダンスによって搬送することを可能にする。

ローラ冷却のさらなる可能な実施形態によれば、一定の断面で、軸方向中央向きのクーラントチャネルは、交互に連続する支持軸およびローラシェルを通過する。この軸方向冷却は、その簡単さと廉価な構成のタイプとによって、特に区別される。

ローラ冷却の両方の実施形態の場合、熱嵌めまたはプレス嵌め連結は、クーラントの漏れがないことを意味する。シーリングが熱嵌め連結によって作られるので、ストランドガイディングローラ内部の特別のシールを省略することができる。

駆動ストランドガイディングローラの場合、駆動ガイディングローラのカルダン軸連結が、焼嵌め連結またはプレス嵌め連結によって、回転的に固定された方法で、支持軸受上に中央で支えられた支持軸に連結されるから、説明された熱嵌めまたはプレス嵌め連結を、駆動要素の連結のために使用することができる。

焼嵌め連結またはプレス嵌め連結によってローラシェル内に導入されたマニフォルドシーリングリングによるクーラントチャネルおよびクーラント分配ラインのシーリングは、高感度の独立のシーリング要素および溶接連結の必要を取り除く。

特に、可動軸受として形成されたストランドガイディングローラの支持軸受が、転がり軸受によって形成され、転がり軸受の転がり要素が、動作的に引き起こされた軸方向変位および整列の偏位を補償できる（ＣＡＲＢ軸受）。例えば、特許文献８にも記載されているような環状軸受を、例えば、この目的のために使用することができる。

本発明のさらなる利点および特徴が、非限定的で説明的な実施形態の以下の説明から現れ、添付の図に対して参照がなされる。

図の表示は、例えば、スラブの断面をもった厚い厚さの、または薄いスラブの金属ストランドを製造する連続キャスティングプラントのストランドガイドにおける使用に適したものなど、本発明によるストランドガイディングローラを概略的に示す。同じまたは異なる実施形態において同じ効果をもつ構成要素は同じ記号で識別される。

図１の長手方向断面図で表される非駆動の２部品のストランドガイディングローラは、２つのローラシェル１、２と、３つの支持軸４、５、６とを含み、支持軸は、支持軸受８、９、１０内に回転可能に支持される。２つのローラシェル１、２の間に配置された支持軸５は、軸方向において互いから離れる方向に向けられ、かつ隣接するローラシェル１、２の円筒リセス１４、１５の中に突き出す２つの軸スタブ１２、１３内で終わる。軸スタブ１２、１３とローラシェル１、２の間の正でない連結は、ストランドガイドを通るスチールトスランドの搬送の間に、優勢である熱的または機械的負荷を考慮に入れた、熱嵌め連結またはプレス嵌め連結によってもたらされる。ローラシェル１、２を支える２つの支持軸４、５は、ストランドガイドローラの端部に、それぞれ１つだけ軸スタブ１６、１７をもつが、スタブは、ローラシェル１、２のリセス内に嵌合されて、熱嵌めまたはプレス嵌め連結を形成する。

ストランドガイドローラは、周辺冷却として形成され、図１および３に表された内部冷却を備える。クーラントの支持軸４への導入は、端部に結合されたロータリリードイン２１を通して行われる。支持軸４は、中央クーラントチャネル２２、２２ａをもち、そこから多数の径方向ブランチライン２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃが軸スタブ１６の領域から離れて、ローラシェル１へ通じ、そこから、鎌形状ワイドニング２５ａ、２５ｂ、２５ｃを備える環状スペース２４に走る。これらの鎌形状ワイドニングから、クーラントライン２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃが、シェルの面の下に、それから小さい距離で、ローラシェル１の円周上に一様に分配され、ストランドガイディングローラの回転の軸に平行に通じ、方向の繰り返しの反転が提供される。支持軸５の軸スタブ１２の領域において、クーラントライン２６は、再度、環状スペースの鎌形状ワイドニングを走り、そこから、径方向ブランチラインが、支持軸５の軸スタブ１２内の中央クーラントチャネル２２ｂに通じる。軸スタブ１３の領域において、クーラントがローラシェル１を通過するのに説明された方法と似た方法で、ローラシェル２に対して、クーラントの通過が繰り返される。それらから多数部品のストランドガイドローラが形成されるローラシェルの数に従って、この配置がさらに繰り返される。中央クーラントチャネルはロータリ移行リードイン２１ａにおいて外に走り、そこを通って、ストランドガイドローラを通って流れるクーラントは再度導かれる。クーラントラインは、焼嵌め連結の領域において、支持軸からローラシェルに走り、また戻るように、迂回され、したがって、密な焼嵌め連結が同時に、クーラントの漏れに対するシールとして作用する。

図２は、３つのローラシェル１、２、３と、これらのローラシェルを支える支持軸４、５、６と、支持軸を回転可能に支持する支持軸受８、９、１０、１１とを含む３部品のストランドガイディングローラを概略的に示す。図１によるストランドガイディングローラに対してすでに説明したように、ローラシェルおよび支持軸は、熱嵌めまたはプレス嵌め連結によって、正でないように連結される。クーラントの通過は、連続する支持軸およびローラジャケットを通って軸方向に通る中央クーラントチャネル２８を通って行われる。クーラントチャネルの入力側および出力側で、クーラントの供給および放出のためのロータリリードスルー２１が提供されるが、クーラントの供給のためロータリリードスルーだけが表されている。ローラシェルと支持軸の間の熱嵌め連結は、ローラシェルと支持軸の間の中央クーラントチャネルの移行を、外部に関する漏れの損失に対してシールする。

図１は、外側の支持軸６が２つの軸スタブ１７、３０をもつ多数部品の駆動ストランドガイディングローラを示す。軸スタブ１７は、熱嵌め連結によって、ローラシェル２に連結され、軸スタブ３０は、熱嵌め連結によって軸スタブ３０に同様に連結されるカルダン駆動軸の連結要素３１内に突き出す。

図４では、周辺冷却を備えるストランドガイディングローラのさらなる実施形態が、部分断面で表され、軸方向にローラシェル１を通過して、軸スタブ１２の中央に配置されたクーラントチャネル２２ｂに入るクーラントライン２６からのクーラントの戻りが示される。周辺リングラインによって形成され、その壁がローラシェル１とマニフォルドシーリングリング３４によって形成される、平行な方向のすべてのクーラントライン２６は、クーラント分配ライン３３の中に入る。ほんの数本の径方向に整列された放出ライン２３ａが、リングライン３３をクーラントライン２２ｂに連結する。同様に、別の位置で、クーラントの供給が、類似の方法で配置されたクーラント分配ラインを通して行われる。

全体として、図４はマニフォルドシーリングリング３４、３５、３６、３７の４つの可能な設計の変形を示す。

マニフォルドシーリングリング３４は、ローラジャケット１にプレス加工され、それと共に、回転的に固定された焼嵌めまたはプレス嵌め連結を形成する。同様に、マニフォルドシーリングリング３４は、軸スタブ１２上に、ローラシェル１と共に、焼嵌めされる。

２つのローラシェルおよび周辺ローラシェル冷却を備える本発明によるストランドガイディングローラを示す図である。 ３つのローラシェルおよび中央ローラシェル冷却を備える本発明によるストランドガイディングローラを示す図である。 図１の断面線Ａ−Ａに沿ったクーラントフィードを表すストランドガイディングローラを通る断面図を示す図である。 クーラントを通過させるためのマニフォルドシーリングリングを含むストランドガイディングローラの部分断面図を示す図である。

符号の説明

１、２、３ ローラシェル
４、５、６、７ 支持軸
８、９、１０、１１ 支持軸受
１４、１５ 円筒リセス
１２、１３、１６、１７、３０ 軸スタブ
２１、２１ａ ロータリリードイン
２２、２２ａ、２２ｂ、２８ クーラントチャネル
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 径方向ブランチライン
２４ 環状スペース
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 鎌形状ワイドニング
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ クーラントライン
３１ 連結要素
３３ 分配ライン
３４、３５、３６、３７ マニフォルドシーリングリング

Claims (8)

1. 少なくとも１つのローラシェル（１、２、３）と、少なくとも２つの支持軸（４、５、６、７）とを備えるストランドガイディングローラにおいて、２つの支持軸がそれぞれローラシェルに回転的に固定される方法で連結され、各支持軸が支持軸受（８、９、１０、１１）内に回転可能に支持されるストランドガイディングローラであって、前記ローラシェルが、焼嵌め連結またはプレス嵌め連結によって、それを両端で支える前記支持軸に回転的に固定される方法で連結されることを特徴とするストランドガイディングローラ。
2. 各支持軸（４、５、６、７）が少なくとも１つの軸スタブ（１２、１３、１６、１７）を含み、前記軸スタブの外側の径方向面が、ローラシェル（１、２、３）内のリセスの内側の径方向面と、焼嵌め連結またはプレス嵌め連結を形成することを特徴とする請求項１に記載のストランドガイディングローラ。
3. 多数のローラシェル（１、２、３）が軸方向に一列に配置された状態で、２つの隣接するローラシェル（１、２および２、３）が、回転的に固定された方法で、支持軸受（９、１０）によって中央で支えられた支持軸（５、６）によって、それぞれ連結されることを特徴とする請求項１または２に記載のストランドガイディングローラ。
4. 前記ローラシェル（１、２、３）が、少なくとも１つのクーラントチャネル（２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）によって通過され、この少なくとも１つのクーラントチャネルが、前記ローラシェルの前記円筒の外側面から一定の距離で配置され、冷却媒体用の実質的に径方向の供給および放出ライン（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）が、前記支持軸と前記ローラシェルの間の前記焼嵌め連結を通過することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のストランドガイディングローラ。
5. 前記ローラシェルによって、クーラント分配ライン（３３）を形成するマニフォルドシーリングリング（３４、３５、３６、３７）が前記ローラシェル（１、２、３）と前記支持軸（４、５、６、７）の間に配置され、そのクーラント分配ラインの中に、前記実質的に径方向の供給または放出ライン（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）ならびに軸方向に平行なクーラントチャネル（２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）が入り、このマニフォルドシーリングリング（３４）が、前記ローラシェル（１、２、３）によって、ならびに前記支持軸（４、５、６、７）によって、回転的に固定された焼嵌め連結またはプレス嵌め連結を形成することを特徴とする請求項４に記載のストランドガイディングローラ。
6. 一定の断面で、軸方向中央向きのクーラントチャネル（２８）が、前記交互に連続する支持軸（４、５、６、７）およびローラシェル（１、２、３）を通過することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のストランドガイディングローラ。
7. 駆動ガイディングローラのカルダン軸連結の連結要素（３１）が、焼嵌め連結またはプレス嵌め連結によって、回転的に固定された方法で、支持軸受（１０）上に中央で支持された支持軸（７）に連結されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のストランドガイディングローラ。
8. 可動軸受として形成された前記支持軸受（８、９、１０）が、転がり軸受によって形成され、前記転がり軸受（ＣＡＲＢ軸受）の転がり要素が、動作的に引き起こされた軸方向変位および整列の偏位を補償することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のストランドガイディングローラ。

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