JP5779880B2

JP5779880B2 - 連続焼鈍炉

Info

Publication number: JP5779880B2
Application number: JP2010289507A
Authority: JP
Inventors: 正樹平井; 聡渋谷
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: JP2012136732A

Description

本発明は、鋼帯の連続焼鈍ラインに用いられる連続焼鈍炉に関するものである。

一般に、鋼帯の連続焼鈍ラインに用いられる連続焼鈍炉は、鋼帯を連続焼鈍するための焼鈍炉本体と、この焼鈍炉本体の内部で鋼帯を搬送する複数のハースロールと、これらハースロールの両端部を焼鈍炉本体の外部で回転自在に支承する複数の軸受ユニットとを備えた構成となっている。そして、このような連続焼鈍炉に用いられる軸受ユニットとして、図５及び図６に示すものが知られている（特許文献１参照）。

図５及び図６中符号１１は焼鈍炉本体、１２はハースロールを示し、このハースロール１２の一端部に形成された小径軸部１２１は、焼鈍炉本体１１の外部に設けられた軸受ユニット１３によって回転自在に支承されている。
軸受ユニット１３は円筒状の軸受ハウジング１４を有し、この軸受ハウジング１４は焼鈍炉本体１１に固定されている。また、軸受ユニット１３はハースロール１２の小径軸部１２１を回転自在に支承する玉軸受１５を有し、この玉軸受１５は軸受ハウジング１４の中に収容されている。さらに、軸受ユニット１３は玉軸受１５の内輪内周面に止めネジ１６によって固定されたスライドキー１７を有し、このスライドキー１７はハースロール１２の軸方向に沿って小径軸部１２１の周面部に形成されたキー溝１８と摺動自在に嵌合している。

このような軸受ユニットによると、連続焼鈍炉の炉内熱によってハースロール１２が軸方向に伸長すると、スライドキー１７がハースロール１２の軸方向伸び量に応じてハースロール１２の軸方向に変位する。従って、ハースロール１２の一端部に形成された小径軸部１２１を焼鈍炉本体１１の外部で回転自在に且つハースロール１２の軸方向に移動可能に支承することができる。

実開昭５６−２０１３２号公報

しかし、上述した軸受ユニットでは、ロール回転時のトルクがスライドキー１７により軸受内輪に伝達されるが、キー溝１８に対してスライドキー１７が摺動可能に設けてあるため、スライドキー１７とキー溝１８との間の隙間を大きくとらざるを得ず、ロール回転のトルク変動が発生した際にはスライドキー１７がキー溝１８に叩かれてしまう。このような状態で長期間使用すると、スライドキー１７が変形してしまい、ひいては軸受損傷のトラブルを発生させるといった問題がある。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、ハースロールの一端部を焼鈍炉本体の外部で回転自在に且つハースロールの軸方向に移動可能に支承する軸受ユニットの軸受損傷のトラブルを防止するとともに、軸受交換作業を容易に行うことのできる連続焼鈍炉を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明は、鋼帯を連続焼鈍するための焼鈍炉本体と、該焼鈍炉本体の内部で前記鋼帯を搬送する複数のハースロールと、該ハースロールの両端部を前記焼鈍炉本体の外部で回転自在に支承する複数の軸受ユニットとを備えた連続焼鈍炉において、前記複数の軸受ユニットのうち前記ハースロールの一端部を当該ハースロールの軸方向に移動可能に支承する軸受ユニットを、前記焼鈍炉本体に固定された軸受ハウジングと、該軸受ハウジングに収容された自動調心軸受と、該自動調心軸受の外輪外周面に固設されたスリーブと、前記ハースロールの回転トルクを前記自動調心軸受の内輪に伝えるトルク伝達キーとから構成し、前記スリーブの外周面を前記軸受ハウジングの内周面に摺動自在に接触させるとともに、前記トルク伝達キーと隙間なく嵌合するキー溝を前記ハースロールの軸方向に沿って前記ハースロールの周面部と前記自動調心軸受の内輪内周面にそれぞれ形成したことを特徴とする。

請求項２に係る本発明は、請求項１に記載の連続焼鈍炉において、前記スリーブの前記焼鈍炉本体側の先端部を前記自動調心軸受から前記ハースロールの中央部に向かって突出させるとともに、前記ハースロールの周面部と全周にわたって接触するシール部材を前記スリーブの先端部に設けたことを特徴とする。

本発明によると、ハースロールの一端部と軸受内輪の内周面との間に設けられるキーおよびキー溝は、専らハースロールと軸受内輪とを固定するための機能を有し、一方、軸受ハウジングの内周面とスリーブの外周面とを摺動自在に嵌合することにより、ハースロールの一端部をハースロールの軸方向に移動可能に支承したため、スライドキーを有する場合に懸念される軸受損傷のトラブルを防止することができる。

また、ハースロールの一端部を焼鈍炉本体の外部で回転自在に且つハースロールの軸方向に移動可能に支承する軸受ユニットの自動調心軸受を交換するときに軸受ハウジングを焼鈍炉本体から取り外す必要がないので、軸受ユニットの軸受交換作業を容易に行うことができる。また、連続焼鈍炉の炉内熱が軸受ハウジングの内周面と自動調心軸受の外輪外周面との間隙やハースロールの周面部と自動調心軸受の内輪内周面との間隙から焼鈍炉本体の外部に放出されることをスリーブとシール部材によって防止できるので、焼鈍炉本体の内部を高温状態に保った状態で鋼帯を連続焼鈍することができる。

本発明の一実施形態に係る連続焼鈍炉の要部を示す図である。図１のＡ−Ａ断面を示す図である。本発明の一実施形態に係る連続焼鈍炉の作用効果を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る連続焼鈍炉の他の作用効果を説明するための図である。連続焼鈍炉に用いられる軸受ユニットの従来例を示す図である。図５のＢ−Ｂ断面を示す図である。

図１は本発明の一実施形態に係る連続焼鈍炉の要部を示す図、図２は図１のＡ−Ａ断面を示す図であり、本発明の一実施形態に係る連続焼鈍炉は、図５に示したものと同様に、焼鈍炉本体１１及びハースロール１２を備えているとともに、複数の軸受ユニット２２（図では１つの軸受ユニットを示している。）を備えている。
軸受ユニット２２はハースロール１２の一端部に形成された小径軸部１２１を焼鈍炉本体１１の外部で回転自在に且つハースロール１２の軸方向に移動可能に支承するものであって、軸受ハウジング２３、自動調心ころ軸受２４、トルク伝達キー２５、エンドプレート２８、スリーブ３０、外輪固定用リング３１及びシール部材３３を有している。

軸受ハウジング２３は自動調心軸受としての自動調心ころ軸受２４を収納するものであって、焼鈍炉本体１１に固定されている。また、軸受ハウジング２３は焼鈍炉本体１１から水平に突出する円筒部２３１と、この円筒部２３１の先端部に形成されたフランジ部２３２と、このフランジ部２３２に装着された端板部２３３とを有し、端板部２３３をフランジ部２３２から取り外すことによって軸受ハウジング２３の内部が開放されるようになっている。

自動調心ころ軸受２４はハースロール１２の小径軸部１２１を回転自在に支承するものであって、この自動調心ころ軸受２４の内輪２４１は小径軸部１２１の周面部と隙間を持って嵌合している。また、自動調心ころ軸受２４は内輪２４１の外周側に外輪２４２を有し、この外輪２４２の外径は軸受ハウジング２３の内径より小さい外径となっている。
トルク伝達キー２５はハースロール１２の回転トルクを自動調心ころ軸受２４の内輪２４１に伝えるものであって、小径軸部１２１の周面部と自動調心ころ軸受２４の内輪内周面には、トルク伝達キー２５と隙間なく嵌合するキー溝２６，２７がハースロール１２の軸方向に沿って形成されている。

エンドプレート２８はトルク伝達キー２５がハースロール１２の軸方向に移動してキー溝２６，２７から抜け出るのを防止するためのものであって、エンドプレート固定用ビス２９により小径軸部１２１の端面に固定されている。
スリーブ３０は連続焼鈍炉の炉内熱が軸受ハウジング２３の内周面と自動調心ころ軸受２４の外輪外周面との間に生じる隙間から焼鈍炉本体１１の外部に放出されるのを防止するとともに、ハースロール１２の一端部を自動調心ころ軸受２４と共にハースロール１２の軸方向に移動可能にするためのものであって、軸受ハウジング２３の内周面と摺動自在に嵌合する外周面３０１を有している（図２参照）。また、スリーブ３０は内周面３０２を有し、この内周面３０２は自動調心ころ軸受２４の外輪外周面に固定されている。

外輪固定用リング３１はスリーブ３０の内周面３０２に全周にわたって形成された段部３０３との間で自動調心ころ軸受２４の外輪２４２をスリーブ３０の内周面３０２に固定するためのものであって、外輪２４２の外径より小さい内径で環状に形成されている。また、この外輪固定用リング３１はスリーブ３０の内周面３０２に全周にわたって形成されたリング取付け溝３２に着脱可能に装着されている。

従って、上述した本発明の一実施形態では、トルク伝達キー２５は専ら、自動調心ころ軸受２４の内輪２４１とハースロール１２とを固定するために設けるとともに、軸受ハウジング２３の内周面とスリーブ３０の外周面３０１とを摺動自在に嵌合させたため、キーの変形による軸受損傷を防止しつつ、熱伸縮によるハースロール一端部の軸方向への移動を可能にすることができる。

シール部材３３は連続焼鈍炉の炉内熱が小径軸部１２１の周面部と自動調心ころ軸受２４の内輪内周面との間に生じる隙間から焼鈍炉本体１１の外部に放出されるのを防止するためのものであって、小径軸部１２１の周面部に全周にわたって接触しているとともに、自動調心ころ軸受２４からハースロール１２の中央部に向かって突出するスリーブ３０の先端部３０４に設けられている。

図３は本発明の一実施形態に係る連続焼鈍炉の作用効果を説明するための図であり、軸受ユニット２２の自動調心ころ軸受２４を交換する場合は、図３（ａ）に示すように、まず、軸受ハウジング２３の端板部２３３を軸受ハウジング２３のフランジ部２３２から取り外す。そして、小径軸部１２１の端面からエンドプレート２８を取り外し、さらに小径軸部１２１の周面部に形成されたトルク伝達キー収納溝２６からトルク伝達キー２５を引き抜いた後、図３（ｂ）に示すように、自動調心ころ軸受２４をスリーブ３０及びシール部材３３と一体に軸受ハウジング２３の内部から取り出して新しい自動調心ころ軸受と交換する。

図５および図６に示した軸受ユニットでは、玉軸受１５の中心を軸受ハウジング１４の中心に一致させるために、玉軸受１５の外輪外周面に凸球面１９が全周にわたって形成されているとともに、凸球面１９と摺動自在に接触する凹球面２０が軸受ハウジング１４の内周面に全周にわたって形成されている。このため、磨耗した玉軸受１５やスライドキー１７を交換するときには、軸受ハウジング１４を焼鈍炉本体１１から取り外す必要があり、軸受の交換作業に多くの時間や手間を要するという難点がある。

これに対し、上述した本発明の一実施形態では、ハースロール１２の一端部を焼鈍炉本体１１の外部で回転自在に且つハースロール１２の軸方向に移動可能に支承する軸受ユニット２２の自動調心ころ軸受２４を交換するときに軸受ハウジング２３を焼鈍炉本体１１から取り外す必要がないので、軸受ユニット２２の軸受交換作業を容易に行なうことができる。

また、トルク伝達キー２７と隙間なく嵌合するキー溝２６，２７をハースロール１２の軸方向に沿ってハースロール１２の周面部と自動調心ころ軸受２４の内輪内周面に形成したことで、図５および図６に示した従来例のように、玉軸受１５の内輪に設けたスライドキー１７とハースロール１２の周面部に形成したキー溝１８との間に、スライドキー１７をハースロール１２の軸方向に移動させるための隙間をハースロール１２の周方向に形成する必要がない。従って、ハースロール１２のトルク変動によって交換を要する損傷が軸受ユニット２２に生じることを防止でき、軸受ユニット２２の自動調心ころ軸受２４やトルク伝達キー２７を頻繁に交換する必要がないので、鋼帯を効率的に連続焼鈍することができる。

また、軸受ハウジング２３の内周面と摺動自在に嵌合する外周面３０１を有するスリーブ３０の内周面３０２を自動調心ころ軸受２４の外輪外周面に固定するとともに、ハースロール１２の小径軸部周面部に全周にわたって接触するシール部材３３を自動調心ころ軸受２４からハースロール１２の中央部に向かって突出するスリーブ３０の先端部３０４に設けたことで、連続焼鈍炉の炉内熱が軸受ハウジング２３の内周面と自動調心ころ軸受２４の外輪外周面との間隙やハースロール１２の小径軸部周面部と自動調心ころ軸受２４の内輪内周面との間隙から焼鈍炉本体１１の外部に放出されることをスリーブ３０とシール部材３３によって防止することができる。従って、焼鈍炉本体１１の内部を高温状態に保った状態で鋼帯を連続焼鈍することができる。

さらに、上述した本発明の一実施形態では、スリーブ３０の内周面３０２に全周にわたって形成されたリング取付け溝３２に外輪固定用リング３１を着脱可能に装着したことで、軸受ユニット２２の自動調心ころ軸受２４を交換するときに、図４に示すように、スリーブ３０とシール部材３３を軸受ハウジング２３の内部に残した状態で自動調心ころ軸受２４の交換作業を行なうこともできる。従って、自動調心ころ軸受２４の交換作業時に連続焼鈍炉の炉内熱が焼鈍炉本体１１の外部に放出されることを防止することができる。

上述した本発明の一実施形態では、ハースロール１２の一端部を焼鈍炉本体１１の外部で回転自在に且つハースロール１２の軸方向に移動可能に支承する軸受ユニット２２の自動調心軸受として自動調心ころ軸受２４を用いたものを例示したが、これに限られるものではなく、例えば自動調心玉軸受を用いてもよい。
また、スリーブ３０の内周面３０２を自動調心ころ軸受２４の外輪外周面に固定するために、自動調心ころ軸受２４の外輪２４２を外輪固定用リング３１によってスリーブ３０の内周面３０２に固定したが、これに限られるものではなく、例えばネジ等によってスリーブ３０の内周面３０２を自動調心ころ軸受２４の外輪外周面に着脱可能に固定してもよい。

１１…焼鈍炉本体
１２…ハースロール
１２１…ハースロールの小径軸部
１３…軸受ユニット
１４…軸受ハウジング
１５…玉軸受
１６…止めネジ
１７…スライドキー
１８…キー溝
１９…凸球面
２０…凹球面
２２…軸受ユニット
２３…軸受ハウジング
２４…自動調心ころ軸受
２４１…自動調心ころ軸受の内輪
２４２…自動調心ころ軸受の外輪
２５…トルク伝達キー
２６，２７…キー溝
２８…エンドプレート
２９…エンドプレート固定用ビス
３０…スリーブ
３０１…スリーブの外周面
３０２…スリーブの内周面
３０４…スリーブの先端部
３１…外輪固定用リング
３２…リング取付け溝
３３…シール部材

Claims

鋼帯を連続焼鈍するための焼鈍炉本体と、該焼鈍炉本体の内部で前記鋼帯を搬送する複数のハースロールと、該ハースロールの両端部を前記焼鈍炉本体の外部で回転自在に支承する複数の軸受ユニットとを備えた連続焼鈍炉において、
前記複数の軸受ユニットのうち前記ハースロールの一端部を当該ハースロールの軸方向に移動可能に支承する軸受ユニットを、前記焼鈍炉本体に固定された軸受ハウジングと、該軸受ハウジングに収容された自動調心軸受と、該自動調心軸受の外輪外周面に固設されたスリーブと、前記ハースロールの回転トルクを前記自動調心軸受の内輪に伝えるトルク伝達キーとから構成し、前記スリーブの外周面を前記軸受ハウジングの内周面に摺動自在に接触させるとともに、前記トルク伝達キーと隙間なく嵌合するキー溝を前記ハースロールの軸方向に沿って前記ハースロールの周面部と前記自動調心軸受の内輪内周面にそれぞれ形成したことを特徴とする連続焼鈍炉。
請求項１に記載の連続焼鈍炉において、前記スリーブの前記焼鈍炉本体側の先端部を前記自動調心軸受から前記ハースロールの中央部に向かって突出させるとともに、前記ハースロールの周面部と全周にわたって接触するシール部材を前記スリーブの先端部に設けたことを特徴とする連続焼鈍炉。