JP5197622B2

JP5197622B2 - 連続鋳造装置のための非回転式シャフト

Info

Publication number: JP5197622B2
Application number: JP2009539203A
Authority: JP
Inventors: マグナス・アクセルソン; パトリック・コスタ
Original assignee: アクティエボラゲット・エスコーエッフ
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: JP2010511515A; BRPI0622173A2; US20110023653A1; EP2100046A1; CN101542140B; EP2100046A4; CN101542140A; US9168583B2; EP2100046B1; WO2008066420A1

Description

本発明は、第１の態様によれば、連続鋳造機におけるロールセグメントの機械要素を支持するための非回転式シャフトに関する。本発明は、第２の態様によれば、非回転式シャフトを有する連続鋳造機のためのセグメントロールに関する。

軸受は過酷な環境で使用される場合に、軸受寿命がより短くなることがよく知られている。これは、連続鋳造機で使用される軸受にも当てはまる。連続鋳造工程は、スラブ、ビレット、ブルーム、又はビームブランクがその上を流れるセグメントロールのローラの上への高い荷重を特徴とする。さらに、工程は、高温、高湿、汚染などを特徴とする。いくつかのセグメントロール設計が提唱されている。そのようなセグメントロールの一例が特許文献１に紹介され、それには、いくつかのロールセグメントを支持する非回転式シャフトを有するセグメントロールの構成が記載されている。特許文献１は、セグメントロールの輸送を容易にする解決策を提供する。さらに、その特許によって各ロールセグメントの密封効果が確実になり、ロールセグメントを支持する軸受が組立て中に引っかき傷又はその他の損傷を受けないことも確実になる。

さらに、軸受の内輪とシャフトの間の良好な接触が確実になり、セグメントロール内のロールセグメントの点検及び交換を容易にすることが求められている。

欧州特許第１５３７９２７号明細書

本発明の目的は、連続鋳造機におけるロールセグメントの機械要素と非回転式シャフトとを確実且つ良好に接触させること、及びセグメントロールにおけるロールセグメントの点検及び交換を容易にすることである。より具体的には、本発明の目的は、非回転式シャフトと軸受の内輪との接触を改善すること、及びセグメントロールにおけるロールセグメントの点検及び交換を容易にすることである。

第１の態様によれば、目的は連続鋳造機におけるロールセグメントの機械要素を支持する非回転式シャフトによって達成され、非回転式シャフトは基本的に円状の断面を有する。円状の断面は、円滑な周囲部を有する部分を示し、その部分の任意の点と円状の断面の中心との間の距離は円状の断面の半径よりも短くなっている。円滑な周囲部は、湾曲又は任意の同様な凹凸のある表面などの粗く、又は起伏に富む周囲部ではない。したがって、接触する場合に、シャフトと内輪の間により大きな接触領域がある。一の実施例では、点は、部分の開いた角度区間内の全ての角度にある、部分の任意の点であることができる。そのような角度区間は、円状の断面の中心に基づいている。さらに、部分を示す円状の断面は軸方向に延在し、それは機械要素を少なくとも部分的に受けるように意図されたシャフトの区分を画成し、シャフトのその区分は、その部分で荷重を少なくとも部分的に受けるように意図される。

一の実施例では、機械要素はスリーブ又は軸受の内輪である。

一の実施例では、機械要素の内周面は基本的に円状のである。

一の実施例では、非回転式シャフトと機械要素の間に間隙が採り入れられ、すなわち、非回転式シャフトの円状の断面の直径は機械要素の内径よりも小さい。これによって、ロールセグメントの非回転式シャフトへの装着及び脱着がさらに容易になる。

本発明の効果は、非回転式シャフトのこの構成によって、機械要素と非回転式シャフトの間の接触点が改善されることである。これは、非回転式シャフトと機械要素の間の接触領域を増加させる、部分の構成によって達成される。したがって、非回転式シャフトが軸受装置を支持する場合に、本発明は軸受寿命を延長し、非回転式シャフトの上に軸受装置を装着及び脱着する優れた能力を可能にする。別の利点は、本発明が軸受装置の荷重容量を増加させ、非回転式シャフトの上に軸受装置を装着及び脱着する優れた能力を可能にすることである。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分の任意の点と円状の断面の中心との間の距離は、円状の断面の半径よりも最大で１０パーセント短くなっている。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分の任意の点と円状の断面の中心との間の距離は、円状の断面の半径よりも最大で８パーセント短くなっている。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分の任意の点と円状の断面の中心との間の距離は、円状の断面の半径よりも最大で６パーセント短くなっている。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分の任意の点と円状の断面の中心との間の距離は、円状の断面の半径よりも最大で４パーセント短くなっている。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分の任意の点と円状の断面の中心との間の距離は、円状の断面の半径よりも最大で２パーセント短くなっている。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分の任意の点と円状の断面の中心との間の距離は、円状の断面の半径よりも最大で１パーセント短くなっている。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は、区間が１°〜１８０°での中心角（circumferential angle）を有する。そのような角度は、円状の断面の中心に基づいている。これらの区間に限定されずに、より多くの区間があり、それは本発明の範囲内にある。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は１０°〜１８０°の範囲内の所定の角度を有している。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は３０°〜１８０°の範囲内の所定の角度を有している。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は５０°〜１８０°の範囲内の所定の角度を有している。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は７０°〜１８０°の範囲内の所定の角度を有している。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は９０°〜１８０°の範囲内の所定の角度を有している。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は１１０°〜１８０°の範囲内の所定の角度を有している。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は１２０°〜１８０°の範囲内の所定の角度を有している。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は１４０°〜１８０°の範囲内の所定の角度を有している。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は、凸形の弧である。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は、円状の断面の半径と基本的に同じ半径を有する円弧である。しかし、この円弧の中心点は、円状の断面の中心から幾分偏心している。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は、円状の断面の半径よりも大きな半径を有する円弧である。その結果、接触点がさらに改善できる。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は、楕円弧である。その結果、接触点がさらに改善できる。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は、直線又は複数の相互連結された直線のうちの１つによって構成される。その結果、接触点がさらに改善できる。

一の実施例では、非回転式シャフトは、軸方向に間隔を置いて離れた少なくとも２つの部分を有する。

非回転式シャフトの一の実施例では、各部分は、円状の断面における中心角の同じ位置に配置される。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は、基本的に同一である。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分は、異なっている。これは、シャフトにかかる荷重が不均等に分布する場合に有利である。

非回転式シャフトの一の実施例では、３つ以上の部分を有し、各部分の隣接する端部が基本的に等しい距離で間隔を置いて離れている。

非回転式シャフトの一の実施例では、３つ以上の部分を有し、各部分の隣接する端部が異なる距離で間隔を置いて離れている。これは、シャフトにかかる荷重が不均等に分布する場合に有利である。

非回転式シャフトの複数の実施例では、部分の複数の隣接する端部の間の距離は、３０ミリメートル〜３００ミリメートル、５０ミリメートル〜２８０ミリメートル、７０ミリメートル〜２６０ミリメートル、９０ミリメートル〜２４０ミリメートル、１１０ミリメートル〜２４０ミリメートル、１３０ミリメートル〜２２０ミリメートル、又は１５０ミリメートル〜２００ミリメートルである。

非回転式シャフトの複数の実施例では、シャフトの長さは、ビレット、ブルーム、又はビームブランクを考慮して、０．３メートル〜０．９メートル、０．４メートル〜０．８メートル、又は０．５メートル〜０．７メートルである。

非回転式シャフトの複数の実施例では、シャフトの長さは、スラブを考慮して、０．３メートル〜４メートル、０．５メートル〜３．８メートル、０．７メートル〜３．６メートル、０．９メートル〜３．４メートル、１．１メートル〜３．２メートル、１．３メートル〜３メートル、１．５メートル〜２．８メートル、１．７メートル〜２．６メートル、又は１．９メートル〜２．４メートルである。

非回転式シャフトの複数の実施例では、部分を呈している非回転式シャフトの区分は、ビレット、ブルーム、又はビームブランクを考慮して、少なくとも１００ミリメートル、１５０ミリメートル、２００ミリメートル、２５０ミリメートル、３００ミリメートル、３５０ミリメートル、４００ミリメートル、４５０ミリメートル、５００ミリメートル、５５０ミリメートル、又は６００ミリメートルの長さで軸方向に延在している。

非回転式シャフトの複数の実施例では、スラブが考慮される場合、部分を示す非回転式シャフトの区分は、少なくとも２００ミリメートル、２５０ミリメートル、３００ミリメートル、３５０ミリメートル、４００ミリメートル、４５０ミリメートル、５００ミリメートル、５５０ミリメートル、６００ミリメートル、６５０ミリメートル、７００ミリメートル、７５０ミリメートル、８００ミリメートル、８５０ミリメートル、９００ミリメートル、９５０ミリメートル、１０００ミリメートル、１０５０ミリメートル、１１００ミリメートル、１１５０ミリメートル、１２００ミリメートル、１２５０ミリメートル、又は１３００ミリメートルの長さで軸方向に延在している。

非回転式シャフトの一の実施例では、部分を示す非回転式シャフトの区分はシャフト全体に沿って軸方向に延在する。

第２の態様によれば、非回転式シャフトを備える連続鋳造機用のセグメントロールを提供することも本発明の範囲内にあり、機械要素が非回転式シャフトの上に装着された内側スリーブを備える。第１の態様による全ての特徴及び実施例が、本発明の第２の態様に適用可能であり、その逆の場合も同様であることに留意されたい。少なくとも２つの軸受が軸方向に距離を置いて内側スリーブに装着され、外側スリーブ状マントルが少なくとも２つの軸受に装着される。部分を有する非回転式シャフトの区分が、基本的に内側スリーブを支持する。

一の実施例では、内側スリーブの内周面は基本的に円状のである。

一の実施例では、非回転式シャフトと内側スリーブの間に間隙が採り入れられ、すなわち、非回転式シャフトの円状の断面の直径は内側スリーブの内径よりも小さい。これによって、ロールセグメントの非回転式シャフトへの装着及び脱着がさらに容易になる。

この構成の１つの効果は、軸受とシャフトの間の接触点が、非回転式シャフトの構成によって改善することである。したがって、本発明は軸受寿命を増加し、機械要素を非回転式シャフトの上に装着及び脱着する優れた能力を可能にする。別の利点は、非回転式シャフトに機械要素を装着及び脱着する優れた能力を有しながら、本発明が軸受の荷重容量の増加を可能にすることである。

一の実施例では、セグメントロールは少なくとも２つの機械要素を備える。

一の実施例では、機械要素はロールセグメントである。

一の実施例では、セグメントロールは少なくとも２つのロールセグメントを備える。

本発明による部分の例を示す非回転式シャフトの断面図である。本発明による部分の例を示す非回転式シャフトの断面図である。部分が凸形円弧である本発明による非回転式シャフトの断面図である。本発明による楕円弧形部分を有する非回転式シャフトの断面図である。部分を示す１つの区分を有する本発明による非回転式シャフトの図である。部分を示す２つ以上の区分を有する本発明による非回転式シャフトの図である。本発明による非回転式シャフトを有する連続鋳造設備用のセグメントロールの図である。図６のセグメントロールの区分の拡大図である。機械要素を受ける本発明による非回転式シャフトの断面図である。

図のいくつかの特徴は本発明の着想を明確にするために誇張されていることを理解されたい。

図１ａ及び１ｂは、本発明における非回転式シャフト１の２つの実施例を表わす。当該図面では、非回転式シャフト１が部分２の区間において異なる角度を有するように構成されている。図１ａの実施例では、部分２の区間は１８０°である。図１ｂの実施例では、部分２の区間は１°である。好ましい実施例では、角度は１８０°である。特許請求の範囲に記載された本発明は、区間が１°〜１８０°の任意の他の角度を有することができることを理解されたい。

図２は、本発明における非回転式シャフト１の他の実施例の断面図である。当該実施例は、円状の断面の半径３及び部分２の半径４から成る。この実施例では、部分２は、円状の断面の半径３よりも大きな半径４を有する円弧状とされる。運転中には、荷重Ｑが部分２に少なくとも部分的に分布している。部分２の任意の点と円状の断面の中心との距離５が、円状の断面の半径３よりも短くなっている。さらに、部分２は中心角α（circumferential angle）を有している。

図３は、本発明における非回転式シャフト１の別の実施例の断面図である。当該実施例は、円状の断面の半径３及び部分２の半径４から成る。この実施例では、部分２は楕円弧状になっている。運転中には、荷重Ｑが部分２に少なくとも部分的に分布している。距離５は、部分２の任意の点と円状の断面の中心との拒距離であり、円状の断面の半径３よりも短くなっている。さらに、部分２は中心角αを有している。

図４は、本発明における非回転式シャフト１の別の実施例を表わす。当該実施例は、部分２を呈するシャフトに沿って軸方向に延在している、シャフトの区分Ｌ１を備えている。シャフトに形成された区分Ｌ１は、非回転式シャフト１全体に沿って延在している場合がある。

図５は、本発明における非回転式シャフト１の別の実施例を表わす。当該実施例は、非回転式シャフト１に沿って軸方向に延在している、シャフトの区分Ｌ２、Ｌ３を備えている。２つの区分Ｌ２、Ｌ３は、それぞれ一の部分２を呈している。この実施例では、部分２は、一の角度位置に位置合わせされている。すなわち、非回転式シャフト１の円状の断面における前記部分の角度位置は略同一である。非回転式シャフトに形成された部分２の構成が同一であっても良い。しかしながら、部分２の構成が異なっても良い。３つ以上の部分２が非回転式シャフト１に沿って形成されている場合があることも理解されたい。

図６は、本発明における非回転式シャフト１が設けられた連続鋳造機のためのセグメントロール６の実施例である。当該セグメントロールは、少なくとも１つのロールセグメント９が設けられ、ブロック７、８によって支持された非回転式シャフト１を備えている。各ロールセグメント９は、内側スリーブ１０と、内側スリーブ１０上に装着された軸受１１、１２とを備えている。軸受１１、１２は、位置決め軸受であっても非位置決め軸受であっても良い。この実施例では、軸受１１、１２はＳＲＢ（球面ころ軸受：Sperical Roller Bearing）、及びトロイダルころ軸受（toroidal bearing）（例えばＳＫＦ社のＣＡＲＢ（登録商標））である。

さらに、外側スリーブ状のマントル１３が、セグメントロール６に荷重を作用させるスラブ、ビレット、ブルーム、又はビームブランクを受容することを意図された軸受１１、１２上に装着されている。各ロールセグメント９は、例えば密封カセットのような密封装置をロールセグメント９の両側に含んでいる場合がある。非回転式シャフト１は、内側スリーブ１０に沿って延在している本発明における部分２を有している。部分２は、本発明の技術的範囲に属していれば任意の形状とすることができる。好ましい実施例では、部分２は、非回転式シャフト１の円状の断面の半径よりも大きな半径を有する凸状の円弧になっている。さらに、好ましい実施例では、非回転式シャフト１の円状の断面と内側スリーブ１０の間には図示されない間隙が存在しているので、ロールセグメント９の着脱をさらに容易にする。部分２は、ロールセグメント９と非回転式シャフト１との接触を改善するので、軸受１１、１２の荷重容量が改善される。同時に、軸受の寿命も改善される。

図７は、図６のセグメントロール６の区分の拡大図である。この実施例では、部分２は内側スリーブ１０に沿って延在している。

図８は、本発明における非回転式シャフト１の別の実施例の断面図である。当該実施例は、円状の断面の半径３と部分２とを備えている。非回転式シャフト１は、当該実施例ではスリーブとされる機械要素１４を受容する。間隙１５が、非回転式シャフト１の円状の断面と機械要素１４との間に存在している。該間隙が設けられていることによって、機械要素１４の脱着がさらに改善される。さらに、部分２は、荷重Ｑが機械要素１４に加えられた場合における、機械要素１４と非回転式シャフト１との接触を改善する。好ましい実施例では、軸受は機械要素１４上に装着されている。部分２が非回転式シャフト１と機械要素１４との接触面積を増加させるので、軸受の荷重が作用する領域１６が増加し、軸受の荷重容量が改善される。好ましい実施例では、機械要素１４と非回転式シャフト１との接触領域は１２０°の範囲に亘っている。さらに、軸受の寿命が改善される。

１非回転式シャフト
２部分
３半径
４半径
５距離
６セグメントロール
７ブロック
８ブロック
９ロールセグメント
１０内側スリーブ
１１軸受
１２軸受
１３外側スリーブ
１４機械要素
１５間隙
１６領域
Ｌ１区分
Ｌ２区分
Ｌ３区分

Claims

連続鋳造機におけるセグメントロール（６）に備えられたロールセグメント（９）を支持するための、略円状の断面を有している非回転式シャフト（１）であって、前記円状の断面が、滑らかな円弧状又は楕円弧状の断面を形成する表面を有する部分（２）を呈している前記非回転式シャフト（１）において、
前記部分（２）の任意の点と前記円状の断面の中心との距離（５）が、前記円状の断面の半径（３）よりも短くなっており、前記部分（２）が、断面視において、前記円状の断面の中心を頂点とする１°〜１８０°の中心角によって画定される範囲にわたって形成されており、
前記部分（２）を呈している前記円状の断面が、軸方向に延在しており、前記ロールセグメント（９）の少なくとも一部分を支持するように意図された前記シャフト（１）の区分（Ｌ１）を形成しており、
前記区分（Ｌ１）が、前記ロールセグメント（９）に作用する荷重（Ｑ）を前記部分（２）において少なくとも部分的に受けるように意図されていることを特徴とする非回転式シャフト（１）。
前記部分（２）の任意の点と前記円状の断面の中心との前記距離（５）が、前記円状の断面の半径（３）よりも最大で１０パーセント短くなっていることを特徴とする請求項１に記載の非回転式シャフト（１）。
前記部分（２）が凸形の弧である、請求項１に記載の非回転式シャフト（１）。
前記部分（２）が前記円状の断面の半径（３）と基本的に同じ半径を有する円弧である、請求項３に記載の非回転式シャフト（１）。
前記部分（２）が、前記円状の断面の半径（３）よりも大きな半径を有している円弧であることを特徴とする請求項３に記載の非回転式シャフト（１）。
前記部分（２）が、楕円弧であることを特徴とする請求項３に記載の非回転式シャフト（１）。
前記部分（２）が、直線又は複数の相互連結された直線によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の非回転式シャフト（１）。
軸方向において離間された少なくとも２つの前記部分（２）を有していることを特徴とする請求項１に記載の非回転式シャフト（１）。
前記部分（２）が、それぞれ前記円状の断面において同一の中心角の位置に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の非回転式シャフト（１）。
前記部分（２）が略同一であることを特徴とする請求項８に記載の非回転式シャフト（１）。
前記部分（２）が相違することを特徴とする請求項８に記載の非回転式シャフト（１）。
３つ以上の前記部分（３）を有しており、
前記部分（２）それぞれの隣接する両端部が略同一距離で離隔していることを特徴とする請求項８に記載の非回転式シャフト（１）。
３つ以上の前記部分（２）を有しており、
前記部分（２）それぞれの隣接する両端部が異なる距離で離隔していることを特徴とする請求項８に記載の非回転式シャフト（１）。
前記距離（５）が、３０ミリメートル〜３００ミリメートルであることを特徴とする請求項８に記載の非回転式シャフト（１）。
前記シャフト（１）の長さが、０．３メートル〜４メートルであることを特徴とする請求項１に記載の非回転式シャフト（１）。
前記区分（Ｌ１）が、軸方向において少なくとも１００ミリメートル延在していることを特徴とする請求項１に記載の非回転式シャフト（１）。
前記区分（Ｌ１）が、軸方向において前記シャフト（１）全体に沿って延在していることを特徴とする請求項１に記載の非回転式シャフト（１）。
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の非回転式シャフト（１）を備えている連続鋳造機のためのセグメントロール（６）において、
前記ロールセグメント（９）が、前記非回転式シャフト（１）上に装着された内側スリーブ（１０）と、軸方向において所定距離で離隔した状態で前記内側スリーブ（１０）に装着された少なくとも２つの軸受（１１、１２）と、前記少なくとも２つの軸受（１１、１２）に装着された外側スリーブ状のマントル（１３）と、を備えており、
前記内側スリーブ（１０）が、前記部分（２）を有している区分によって実質的に支持されていることを特徴とする連続鋳造機用のセグメントロール（６）。
少なくとも２つのロールセグメント（９）を備えていることを特徴とする請求項１８に記載のセグメントロール（６）。