JP6322465B2 - Internal cooling roll and high temperature material transport method - Google Patents
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Description
本発明は、内部冷却型ロール及びこれを用いた高温材の搬送方法に関する。 The present invention relates to an internal cooling type roll and a method for conveying a high temperature material using the roll.
連続鋳造設備や熱間圧延設備には、ガイドロール、ピンチロール、圧下ロール等の各種ロールが設けられている。これらのロールは、使用の際、外周面が高温の鋼材等と接触して高温となる。そのため、熱負荷の軽減のために内部冷却型のロールが用いられる。内部冷却型ロールとしては、複数の冷却水通路が設けられたスリーブを軸本体に嵌合して用いる構造のものがある(特許文献1、2参照)。
Various rolls such as a guide roll, a pinch roll, and a reduction roll are provided in the continuous casting facility and the hot rolling facility. When these rolls are used, their outer peripheral surfaces come into contact with high-temperature steel and the like and become high temperature. Therefore, an internal cooling type roll is used to reduce the heat load. As an internal cooling type roll, there is one having a structure in which a sleeve provided with a plurality of cooling water passages is fitted to a shaft body (see
従来の内部冷却型ロールにおいては、外周面の内側に設けられた複数の冷却水通路に水を流すことで、温度上昇が抑えられる。しかし、回転方向位相に関係なく、常にロールの外周面全周が均一に冷やされることとなる。すなわち、高温材と接触する位置から離れた部分にも冷却水が流されているため、高温材から離れた位置の温度低下が大きい。すなわち、ロール外周面において、高温材との接触位置とその他位置との温度差が大きくなる。このように、ロール外周面において温度差が大きいと、ロール曲がりが生じやすくなる。また、ロールの軸中心に大口径冷却水通路を設けることや、ロールを多重構造とすることは、強度低下の面から好ましくない。 In the conventional internal cooling roll, the temperature rise is suppressed by flowing water through a plurality of cooling water passages provided inside the outer peripheral surface. However, the entire outer peripheral surface of the roll is always cooled uniformly regardless of the rotational direction phase. That is, since the cooling water is flowing also in the part away from the position in contact with the high temperature material, the temperature drop at the position away from the high temperature material is large. That is, on the outer peripheral surface of the roll, the temperature difference between the contact position with the high temperature material and the other position becomes large. Thus, if the temperature difference is large on the outer peripheral surface of the roll, roll bending tends to occur. In addition, it is not preferable from the viewpoint of strength reduction to provide a large-diameter cooling water passage at the axial center of the roll or to make the roll have a multiple structure.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、ロール外周面における高温材との接触位置とその他位置との温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる内部冷却型ロール及び高温材の搬送方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, an internal cooling type roll that can reduce the temperature difference between the contact position with the high-temperature material on the outer peripheral surface of the roll and other positions, and suppress the occurrence of roll bending, and It aims at providing the conveyance method of a high temperature material.
前記目的に沿う第1の発明に係る内部冷却型ロールは、複数の冷却通路を内部に有するロール本体、及び該ロール本体を回転可能に支持する一対の軸受体を備える内部冷却型ロールにおいて、前記複数の冷却通路は前記ロール本体の軸方向に沿って、かつ環状に配置され、各前記冷却通路が流体の入口及び出口を有し、前記ロール本体の軸を基準とした所定方向に位置する領域Aに存在する前記冷却通路のみに、各前記冷却通路の入口から前記流体として冷却用の流体aを供給する流体供給手段を備え、しかも、前記流体供給手段が、前記領域Aとは異なる領域Bに存在する前記冷却通路に、各前記冷却通路の入口から前記流体として前記流体aとは異なる流体bを供給する。 The internal cooling type roll according to the first invention that meets the above-mentioned object is an internal cooling type roll comprising a roll body having a plurality of cooling passages therein and a pair of bearing bodies that rotatably support the roll body. The plurality of cooling passages are arranged annularly along the axial direction of the roll body, and each cooling passage has an inlet and an outlet for fluid and is located in a predetermined direction with respect to the axis of the roll body. A fluid supply means for supplying a cooling fluid a as the fluid from the inlet of each cooling passage is provided only in the cooling passage existing in A, and the fluid supply means is a region B different from the region A. A fluid b different from the fluid a is supplied from the inlet of each cooling passage to the cooling passage existing in
第1の発明に係る内部冷却型ロールによれば、流体供給手段により、ロール本体の軸を基準とした所定方向に位置する領域A(例えば、高温材との接触位置及びその近傍)に存在する冷却通路のみに冷却用の流体aを供給する。このため、ロール本体外周面における領域A以外の領域については、冷却が積極的には行われないこととなる。従って、高温材との接触位置とその他位置との温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる。また、ロール本体中央(中心軸)に大口径冷却通路を設けない構造とすることで、強度の低下を抑制することもできる。ここで、「ロール本体の軸方向に沿って」とは、軸方向と完全に平行であることに限定されるものではなく、ロール本体の一方側から他方側へ実質的に直線状に配置されていれば良い。「ロール本体の軸」を基準とした所定方向とは、軸の上方向、下方向、横方向、各斜め方向などをいう。例えば、領域Aが軸の上方向に位置する領域であるとした場合、この軸の上方向に位置する領域Aに存在する冷却通路は、ロール本体の回転に伴い、順次変わっていくことになる。すなわち、流体供給手段は領域Aに入ってくる新たな冷却通路に順次流体aを供給することとなる。また、「所定方向に位置する領域」は幅を持った領域をいう。例えば軸の上方向に位置する領域とは、軸真上の外周面上の一直線に限定されず、その近傍(回転方向前後)を含む概念である。 According to the internal cooling roll according to the first invention, the fluid supply means exists in the region A (for example, the contact position with the high temperature material and the vicinity thereof) located in a predetermined direction with respect to the axis of the roll body. The cooling fluid a is supplied only to the cooling passage. For this reason, about area | regions other than the area | region A in a roll main body outer peripheral surface, cooling will not be actively performed. Therefore, the temperature difference between the contact position with the high temperature material and other positions can be reduced, and the occurrence of roll bending can be suppressed. Moreover, the fall of intensity | strength can also be suppressed by setting it as the structure which does not provide a large diameter cooling channel | path in the roll main body center (central axis). Here, “along the axial direction of the roll body” is not limited to being completely parallel to the axial direction, but is arranged substantially linearly from one side of the roll body to the other side. It should be. The predetermined direction based on “the axis of the roll body” refers to the upward direction, the downward direction, the lateral direction, each oblique direction, and the like of the axis. For example, assuming that the region A is a region located in the upward direction of the shaft, the cooling passage existing in the region A located in the upward direction of the shaft will change sequentially as the roll body rotates. . That is, the fluid supply means sequentially supplies the fluid a to the new cooling passage that enters the region A. In addition, “region located in a predetermined direction” refers to a region having a width. For example, the region positioned in the upward direction of the axis is not limited to a straight line on the outer peripheral surface directly above the axis, but is a concept including the vicinity thereof (before and after the rotation direction).
さらに、流体供給手段が、領域Aとは異なる領域Bに存在する冷却通路に、各冷却通路の入口から流体として流体aとは異なる流体bを供給することで、領域A以外の冷却させたくない領域に位置した冷却通路においては、流体bにより流体aを強制的に排出することができる。従って、領域A以外の領域の温度低下をより抑制することができる。なお、領域Bも、ロール本体の軸を基準とした(領域Aとは異なる)所定方向に位置する領域である。流体bの熱伝導率は、流体aの熱伝導率より小さいことが好ましい。流体bの温度は流体aの温度より高いことが好ましい。流体bの温度は、流体aの温度以下であってもよいが、この場合、流体bとして、熱伝導率が流体aの熱容量よりも小さい流体が用いられる。 Furthermore, the fluid supply means does not want to cool other than the region A by supplying the fluid b different from the fluid a as the fluid from the inlet of each cooling passage to the cooling passage existing in the region B different from the region A. In the cooling passage located in the region, the fluid a can be forcibly discharged by the fluid b. Therefore, the temperature drop in the region other than the region A can be further suppressed. Note that the region B is also a region located in a predetermined direction with respect to the axis of the roll body (different from the region A). The thermal conductivity of the fluid b is preferably smaller than the thermal conductivity of the fluid a. The temperature of the fluid b is preferably higher than the temperature of the fluid a. The temperature of the fluid b may be equal to or lower than the temperature of the fluid a. In this case, a fluid having a thermal conductivity smaller than the heat capacity of the fluid a is used as the fluid b.
第1の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記流体aが水であり、前記流体bが空気であることが好ましい。水と空気を用いることで、経済性を高めることができる。また、水と比して熱伝導率が十分に小さい空気を流体bに用いることで、領域A以外の領域の温度低下をより抑制することができる。 In the internal cooling roll according to the first invention, it is preferable that the fluid a is water and the fluid b is air. Economic efficiency can be improved by using water and air. Moreover, the temperature fall of area | regions other than the area | region A can be suppressed more by using the air whose heat conductivity is sufficiently small compared with water for the fluid b.
第1の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記流体供給手段は、前記冷却通路の各入口と摺動可能に接した状態で固定された端面αを有し、前記流体を前記冷却通路に供給する供給口が前記端面αに設けられ、前記供給口が前記領域Aに存在する前記冷却通路に前記流体aを供給する供給口Aを含むことが好ましい。流体供給手段が具体的にこのような構造となっていることで、領域Aに存在する冷却通路に効率的に流体aを供給することができる。 In the internal cooling type roll according to the first invention, the fluid supply means has an end face α fixed in a slidable contact with each inlet of the cooling passage, and supplies the fluid to the cooling passage. It is preferable that the supply port to be provided includes the supply port A for supplying the fluid a to the cooling passage in the region A. Since the fluid supply means specifically has such a structure, the fluid a can be efficiently supplied to the cooling passage existing in the region A.
第1の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記流体供給手段は、前記冷却通路の各入口と摺動可能に接した状態で固定された端面αを有し、前記流体を前記冷却通路に供給する供給口が前記端面αに設けられ、前記供給口が前記領域Aに存在する前記冷却通路に前記流体aを供給する供給口A、及び前記領域Bに存在する前記冷却通路に前記流体bを供給する供給口Bを含むことが好ましい。流体供給手段が具体的にこのような構造となっていることで、領域Aに存在する冷却通路に流体aを、領域Bに存在する冷却通路に流体bをそれぞれ効率的に供給することができる。 In the internal cooling type roll according to the first invention, the fluid supply means has an end face α fixed in a slidable contact with each inlet of the cooling passage, and supplies the fluid to the cooling passage. A supply port for supplying the fluid a to the cooling passage in the region A and the cooling passage in the region B. It is preferable that the supply port B to be supplied is included. Since the fluid supply means specifically has such a structure, the fluid a can be efficiently supplied to the cooling passage existing in the region A and the fluid b can be efficiently supplied to the cooling passage existing in the region B. .
第1の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記供給口の周囲にはシール材が設けられていることが好ましい。供給口の周囲にシール材を設けることで、流体供給手段から回転している冷却通路へ流体を供給する際の流体漏れを低減することができる。 In the internal cooling roll according to the first invention, it is preferable that a sealing material is provided around the supply port. By providing the sealing material around the supply port, it is possible to reduce fluid leakage when supplying the fluid from the fluid supply means to the rotating cooling passage.
第1の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記冷却通路の各入口は前記ロール本体の外周面端部に設けられていることが好ましい。このようにすることで、冷却通路を設けることによるロール本体の強度低下が抑えられる。また、温度が比較的低いロール端部にシール材を接触させることができるため、シール材等の劣化が抑制できる。 In the internal cooling roll according to the first invention, each inlet of the cooling passage is preferably provided at an end portion of the outer peripheral surface of the roll body. By doing in this way, the strength fall of the roll main body by providing a cooling channel | path is suppressed. Moreover, since the sealing material can be brought into contact with the roll end portion having a relatively low temperature, deterioration of the sealing material or the like can be suppressed.
第1の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記冷却通路の各入口は前記ロール本体の端面に設けられていることが好ましい。このようにすることで、外周から中心方向への穿孔が不要となるため、製造コスト(穿孔に係るコスト)が低減でき、ロール本体の強度低下もより抑えられる。また、温度が比較的低いロール端部にシール材を接触させることができるため、シール材等の劣化がより抑制できる。 In the internal cooling roll according to the first invention, each inlet of the cooling passage is preferably provided on an end surface of the roll body. By doing in this way, since the punching from the outer periphery to the center direction becomes unnecessary, the manufacturing cost (cost related to the punching) can be reduced, and the strength reduction of the roll body can be further suppressed. Moreover, since a sealing material can be made to contact the roll edge part with comparatively low temperature, deterioration of a sealing material etc. can be suppressed more.
第1の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記冷却通路の各出口と摺動可能に接する端面βを有し、前記冷却通路の各出口から排出される前記流体を回収する回収口が前記端面βに設けられている流体回収手段を備えることが好ましい。出口側にこのような流体回収手段を設けることで、冷却通路へ供給された流体の排出、回収を効率的に行うことができる。 In the internal cooling roll according to the first aspect of the present invention, the end face β slidably contacts with each outlet of the cooling passage, and a recovery port for recovering the fluid discharged from each outlet of the cooling passage is the end face. It is preferable to provide fluid recovery means provided in β. By providing such fluid recovery means on the outlet side, the fluid supplied to the cooling passage can be discharged and recovered efficiently.
第1の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記各冷却通路は、入口側から出口側にかけて外側に傾斜していることが好ましい。この場合、ロール本体における外周面から冷却通路までの距離(肉厚)が、入口側から出口側にかけて小さくなる。このようにすることで出口側に向かうほど熱伝導性が高まり、温度が出口側に向かうほど上昇するために生じる流体aの冷却能力の低下とのバランスをとり、冷却能力の均一化を図ることができる。 In the internal cooling type roll according to the first aspect of the present invention, it is preferable that each of the cooling passages is inclined outward from the inlet side to the outlet side. In this case, the distance (thickness) from the outer peripheral surface of the roll body to the cooling passage decreases from the inlet side to the outlet side. In this way, the thermal conductivity increases toward the outlet side, and balance with the decrease in the cooling capacity of the fluid a that occurs because the temperature increases toward the outlet side, and the cooling capacity is made uniform. Can do.
第1の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記ロール本体の回転により高温材を搬送し、前記領域Aは前記高温材との接触位置を含むことが好ましい。高温材を搬送する際のロール周面における温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる。 In the internal cooling roll according to the first aspect of the present invention, it is preferable that the high temperature material is conveyed by rotation of the roll body, and the region A includes a contact position with the high temperature material. It is possible to reduce the temperature difference on the roll peripheral surface when conveying the high temperature material, and to suppress the occurrence of roll bending.
前記目的に沿う第2の発明に係る高温材の搬送方法は、複数の冷却通路を内部に有するロール本体、及び該ロール本体を回転可能に支持する一対の軸受体を備える内部冷却型ロールを用いた高温材の搬送方法において、前記ロール本体に前記高温材を接触させた状態で前記ロール本体を回転させることにより、前記高温材を搬送する工程を有し、前記工程において、前記高温材との接触位置を含む前記ロール本体の領域Aに存在する前記冷却通路のみに冷却用の流体aを供給し、前記領域Aとは異なる前記ロール本体の領域Bに存在する前記冷却通路に、各前記冷却通路の入口から前記流体aとは異なる流体bを供給する。第2の発明に係る高温材の搬送方法によれば、高温材を搬送する際、ロール外周における高温材との接触位置とその他位置との温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる。 The method for conveying a high temperature material according to the second aspect of the present invention uses a roll main body having a plurality of cooling passages therein and a pair of bearing bodies that rotatably support the roll main body. In the method for transporting a high temperature material, the method has a step of transporting the high temperature material by rotating the roll body in a state where the high temperature material is in contact with the roll body, and in the step, The cooling fluid a is supplied only to the cooling passage existing in the region A of the roll body including the contact position, and each cooling passage is provided in the cooling passage existing in the region B of the roll body different from the region A. supplying different fluids b is an inlet or found before Symbol fluid a passage. According to the method for conveying a high-temperature material according to the second invention, when conveying the high-temperature material, the temperature difference between the contact position with the high-temperature material on the outer periphery of the roll and other positions is reduced, and the occurrence of roll bending is suppressed. Can do.
第1の発明に係る内部冷却型ロール及び第2の発明に係る高温材の搬送方法によれば、ロール外周面における高温材との接触位置とその他位置との温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる。従って、第1の発明に係る内部冷却型ロール及び第2の発明に係る高温材の搬送方法は、例えば連続鋳造設備や熱間圧延設備に設けられるガイドロール、ピンチロール、圧下ロール等に好適に用いることができる。 According to the internal cooling type roll according to the first invention and the method for transporting the high temperature material according to the second invention, the temperature difference between the contact position with the high temperature material on the outer peripheral surface of the roll and other positions is reduced, and the roll bending is prevented. Occurrence can be suppressed. Therefore, the internal cooling type roll according to the first invention and the method for conveying the high temperature material according to the second invention are suitable for, for example, a guide roll, a pinch roll, a reduction roll provided in a continuous casting facility or a hot rolling facility. Can be used.
続いて、添付した図面を参照しながら本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図1、図2に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る内部冷却型ロール10は、ロール本体11、一対の軸受体12、流体供給手段13及び流体回収手段14を備えている。なお、高温材60の搬送は、一対の内部冷却型ロール10、110により行われる。以下、一方の内部冷却型ロール10を中心に説明し、他方の内部冷却型ロール110については、内部冷却型ロール10と異なる点について後に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the internal
ロール本体11は円柱状であり、通常、金属製である。ロール本体11は、中心軸が水平に配置されている。ロール本体11は、複数の冷却通路15を内部に有する。
The
複数の冷却通路15は、流体(液体、気体等)が流れる通路であり、流体の入口16及び出口17が設けられている。複数の冷却通路15は、ロール本体11の軸方向に沿って、環状かつ等角度間隔に配置されている。冷却通路15はロール本体11の軸と略平行である。冷却通路15の本数は、図2の16本に限定されるものではなく、例えば6〜30本、好ましく10〜20本程度である。
The plurality of
各冷却通路15の入口16は、ロール本体11の外周面端部18(図1においては左側端部)に設けられている。すなわち、各冷却通路15の入口16近傍は、外周面端部18から中心軸方向に向かって形成されている。ロール本体11の外周面端部18は、他の外周面よりも径が小さくなっている。
The
各冷却通路15の出口17は、入口16とは反対側のロール本体11の外周面端部19(図1においては右側端部)に設けられている。すなわち、各冷却通路15の出口17近傍は、外周面端部19から中心軸方向に向かって形成されている。ロール本体11の外周面端部19は、他の外周面よりも径が小さくなっている。
The
各冷却通路15は、入口16側から出口17側にかけて(流れ方向に沿って)外側に若干傾斜している。この結果、ロール本体11の冷却通路15配設部分における外周面から冷却通路15までの距離(肉厚)が、入口側から出口側にかけて小さくなっている。
Each
一対の軸受体12は、ロール本体11を回転可能に、ロール本体11左右の軸受20で支持している。軸受体12は、公知のベアリング等から構成される。
The pair of bearing
流体供給手段13(流体供給装置)は、ロール本体11の軸を基準とした所定方向に位置する領域Aに存在する冷却通路15のみに、各冷却通路15の入口16から冷却用の流体aを供給し、領域Aとは異なる領域Bに存在する冷却通路15に、各冷却通路15の入口16から流体aとは異なる流体bを供給するように構成されている。流体供給手段13は、入口側の軸受体12に対して固定されており、ロール本体11と共に回転しないように構成されている。
The fluid supply means 13 (fluid supply device) supplies the cooling fluid a from the
ここで、図2(a)、(b)を参照しつつ、ロール本体11、流体供給手段13及び流体回収手段14における領域A、領域B、領域Cについて定義する。ロール本体11の軸に垂直な断面でロール本体11を三分割した3領域のうち、領域Aはロール本体11の軸を基準とした下方(高温材60と接触する側)に位置する領域であり、領域Bは図2においてロール本体11の軸を基準とした右上方(領域Aの回転方向下流)に位置する領域であり、領域Cは図2においてロール本体11の軸を基準とした左上方(領域Bの回転方向下流)に位置する領域である。なお、領域A〜Cは三等分されている必要はない。例えば、ロール本体11の軸に垂直な断面における領域A外周面の円弧の円周角としては、1°以上180°未満とすることができる。
Here, the area A, the area B, and the area C in the roll
流体供給手段13は、環状体21(環状管)と、環状体21に連結される2つのパイプ22、23とを備えている。また、流体供給手段13は、2つのパイプ22、23を介して、環状体21に2種の流体を供給するポンプ(図示しない)を有する。
The fluid supply means 13 includes an annular body 21 (annular tube) and two
環状体21は、ロール本体11の入口16側の外周面端部18に嵌めこまれて、固定されている。環状体21が、ロール本体11の外周面端部18(各冷却通路15の入口16)と接する環状(円筒状)の面が端面α24となる。端面α24は、冷却通路15の各入口16(外周面端部18)と摺動可能に接した状態で固定されている(回転しない)。
The
環状体21には分離された2つの中空部25、26を有している。中空部25は、環状体21を軸方向視にて三分割した部分のうちの、下方に位置した部分(領域Aに対応する位置)に設けられる。中空部25は、環状体21の外側でパイプ22と連結している。中空部26は、環状体21を軸方向視にて三分割した部分のうちの、中空部25の下流(ロール本体11の回転方向下流)に位置した部分(領域Bに対応する位置)に設けられる。中空部26は、環状体21の外側でパイプ23と連結している。なお、環状体21の領域Cに対応する部分は中実である。
The
中空部25、26の内側はそれぞれ開口しており、この開口が供給口A28、供給口B29となっている。すなわち、環状体21の内側(端面α24)には、流体を冷却通路15に供給する2つの供給口27(供給口A28、供給口B29)が設けられている。供給口A28は領域Aに存在する冷却通路15に流体aを供給し、供給口B29は領域Bに存在する冷却通路15に流体bを供給する。すなわち、流体aは、パイプ22、中空部25、供給口A28、及び領域Aに存在する冷却通路15の入口16の順に流れる。流体bは、パイプ23、中空部26、供給口B29、及び領域Bに存在する冷却通路15の入口16の順に流れる。
The insides of the
端面α24における各供給口27の周囲(ロール本体11と環状体21との間)にはシール材30が設けられている。具体的には、環状の端面α24における両端部分に環状にそれぞれシール材30が設けられている。シール材30には公知のUパッキン、Oリング等のパッキンなどを用いることができる。
A sealing
流体回収手段14(流体回収装置)は、出口側の軸受体12に対して固定されており、ロール本体11と共に回転しないように構成されている。流体回収手段14は、環状体31(環状管)と、環状体31に連結される2つのパイプ32、33とを備えている。パイプ32、33は、流体を強制的に排出する吸引装置などと連結されていてもよい。
The fluid recovery means 14 (fluid recovery device) is fixed to the bearing
環状体31は、ロール本体11の出口17側の外周面端部19に嵌めこまれて、固定されている。環状体31が、ロール本体11の外周面端部19(各冷却通路15の出口17)と接する環状(円筒状)の面が端面β34となる。端面β34は、冷却通路15の各出口17(外周面端部19)と摺動可能に接した状態で固定されている(回転しない)。
The
環状体31には1つの中空部35を有している。中空部35は、領域A及び領域Bに対応する位置に設けられている。すなわち、流体供給手段13の環状体21においては、2つの中空部25、26が区切られているが、流体回収手段14の環状体31においては、一体となっている。中空部35は、環状体31の外側下方(領域Aに対応する位置)でパイプ32と連結しており、図2における環状体31の右上方(領域Bに対応する位置)でパイプ33と連結している。なお、環状体31の領域Cに対応する部分は中実である。
The
環状体31の内側(端面β34)には、冷却通路15の各出口17から排出される流体(流体a、流体b)を回収する回収口36が設けられている。すなわち、中空部35の内側は開口しており、この開口が回収口36となっている。回収口36から回収された流体のうちの一方である流体a(例えば水)は、下側のパイプ32から回収され、流体b(例えば空気)は、上側のパイプ33から回収される。端面β34における各回収口36の周囲(ロール本体11と環状体31との間)には、供給口27側と同様にシール材37が設けられている。
A
他方の内部冷却型ロール110は、以下の点を除き、内部冷却型ロール10を上下反転させた構造である。内部冷却型ロール110の流体回収手段114の環状体131は、領域Aに対応する位置に設けられた中空部135aと、領域Bに対応する位置に設けられた中空部135bとを有する。環状体131においては、区切られた2つの中空部135a、135bとを有する。なお、内部冷却型ロール110における領域A、B、Cの位置も、内部領域型ロール10を上下反転させた位置である。
The other internal
次いで、内部冷却型ロール10の使用方法(高温材の搬送方法)を説明する。内部冷却型ロール10の使用方法(高温材の搬送方法)は、図1、図2に示すように、ロール本体11に高温材60を接触させた状態でロール本体11を回転させることにより、高温材60を搬送する搬送工程を有する。高温材60としては、連続鋳造や熱間圧延に供される鋼材等が挙げられる。
Next, a method for using the internal cooling type roll 10 (a method for conveying a high temperature material) will be described. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the method of using the internal
この搬送工程において、流体供給手段13により、パイプ22から流体aとして水を、パイプ23から流体bとして空気を供給する。このようにすることで、高温材60との接触位置を含むロール本体11の領域Aに存在する冷却通路15のみに冷却用の流体a(水)が供給される。一方、領域Aに対して回転方向下流に位置する領域Bに存在する冷却通路15には、流体b(空気)が供給される。すなわち、ロール本体11の回転により高温材60に近づき領域Aに入った冷却通路15には水が供給され、ロール本体11を冷却させる。次いで回転により領域Bに移動した冷却通路15には空気が供給されるため、水は出口17から押し出され、領域Bに移動した冷却通路15内は空気で満たされる。さらに回転により領域Cに移動した冷却通路15は流体が供給及び排出されない状態なので、空気が満たされたままである。用いる流体a(水)及び流体b(空気)の温度としては限定されず、常温でよい。また、冷却した流体a、及び加温した流体bを用いてもよい。
In this transport process, the fluid supply means 13 supplies water as the fluid a from the
このような方法により、高温材60との接触位置及びその近傍(領域A)のみを積極的に冷却させることができる。従って、高温材60との接触位置とその反対位置との温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる。なお、冷却通路15から排出される流体a、bは、流体回収手段14、114を介して回収される。ここで、上側の内部冷却型ロール10の流体回収手段14は、環状体31の中空部35が一つのみであるが、比重の大きい水は下側のパイプ32から排出(回収)され、残水と空気は上側のパイプ33から排出(回収)される。一方、下側の内部冷却型ロール110の流体回収手段114においては、水は中空部135aを介して上側のパイプ132から排出(回収)され、残水と空気は中空部135bを介して下側のパイプ133から排出(回収)される。
By such a method, only the contact position with the
図3、図4(a)、(b)に示すように、本発明の第2の実施の形態に係る内部冷却型ロール210は、ロール本体211、一対の軸受体212、流体供給手段213及び流体回収手段214を備えている。第2の実施の形態に係る内部冷却型ロール210は、第1の実施の形態に係る内部冷却型ロール10と比べて、ロール本体211が有する複数の冷却通路215の入口216及び出口217の位置並びにこれに対応する流体供給手段213の環状体221及び流体排出手段214の環状体231の構造が異なる。以下、上記の点を説明する。また、説明を省略する部分については内部冷却型ロール10を参照できる。
As shown in FIGS. 3, 4 (a) and 4 (b), the internal
各冷却通路215の入口216は、ロール本体211の端面218(図3においては左側端面)に設けられている。各冷却通路215の出口217は、ロール本体211の端面219(図3においては右側端面)に設けられている。すなわち、各冷却通路215は入口216から出口217まで一直線に形成(穿孔)されている。
The
流体供給手段213の環状体221は、ロール本体211の端面218(各冷却通路215の入口216)と接する平面的な環状の端面α224を有する。端面α224は、冷却通路215の各入口216(端面218)と摺動可能に接した状態で固定されている(回転しない)。環状体221の端面α224には、流体aを領域Aの冷却通路215に供給する供給口A228と、流体bを領域Bの冷却通路215に供給する供給口B229とが設けられている。すなわち、中空部225、226のロール本体211側(端面218側)はそれぞれ開口しており、この開口が供給口A228、供給口B229となっている。流体aは、パイプ222、中空部225、供給口A228、及び領域Aに存在する冷却通路215の入口216の順に流れる。流体bは、パイプ223、中空部226、供給口B229、及び領域Bに存在する冷却通路215の入口216の順に流れる。
The
流体回収手段214の環状体231は、ロール本体211の端面219(各冷却通路215の出口217)と接する平面的な環状の端面β234を有する。端面β234は、冷却通路215の各出口217(端面219)と摺動可能に接した状態で固定されている(回転しない)。端面β234は、平面状である。端面β234には、複数の回収口236が設けられている。流体aは、領域Aに位置する回収口236から中空部235及び下側のパイプ232を介して回収される。流体bは、領域Bに位置する回収口236から中空部235及び上側のパイプ233を介して回収される。
The
内部冷却型ロール210の対となる内部冷却型ロール310については、内部冷却ロール210を上下反転させた基本構造である。但し、第1の実施の形態と同様に、流体回収手段314の環状体331が、区切られた2つの中空部335a、335bを有することが異なる。
The
第2の実施の形態に係る内部冷却型ロール210、310の使用方法は、第1の実施の形態に係る内部冷却型ロール10、110と同様である。内部冷却型ロール210、310においては、冷却通路215が一直線に形成されているため、冷却通路215を設けたことによるロール本体211の強度低下が抑えられる。また、温度が比較的低いロール本体211の端部にシール材230を接触させることができるため、シール材230等の劣化が抑制できる。
The usage method of the internal cooling type | mold rolls 210 and 310 which concern on 2nd Embodiment is the same as that of the internal cooling type | mold rolls 10 and 110 which concern on 1st Embodiment. In the internal cooling type rolls 210 and 310, since the
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。例えば、流体aと流体bとの組み合わせとしては、水と空気に限定されず、二種の流体(液体又は気体)を適宜組み合わせて用いればよい。例えば、流体aとして冷水を、流体bとして温水を用いることもできる。また、流体回収手段には一つのパイプのみを設け、2種類の流体a、bをまとめて回収するようにしてもよい。さらには、3種以上の流体を供給する構造としてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the configuration thereof can be changed without changing the gist of the present invention. For example, the combination of the fluid a and the fluid b is not limited to water and air, and two types of fluids (liquid or gas) may be used in appropriate combination. For example, cold water can be used as the fluid a, and hot water can be used as the fluid b. Further, only one pipe may be provided in the fluid recovery means, and the two types of fluids a and b may be recovered together. Furthermore, it is good also as a structure which supplies 3 or more types of fluids.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下の比較例1、2及び実施例1、2の条件で、内部冷却型ロールを冷却しながらスラブを搬送した。ロール外周面上の各位置における温度を測定した。
[a:比較例1]
冷却通路を中心軸のみに設けた中心孔ロールをロール本体に用いた内部冷却型ロールとした(流量60L/min)。
[b:比較例2]
16本の冷却通路を環状に設けた表層冷却ロールをロール本体に用いた内部冷却型ロールとした。但し、全冷却通路に水を供給した(流量60L/min)。
[c:実施例1]
16本の冷却通路を環状に設けた表層冷却ロールをロール本体に用いた内部冷却型ロールとした。但し、高温材(スラブ)との接触位置を中心に約60°の領域Aに位置する冷却通路のみに水を供給した(流量60L/min)。他の領域には何も供給しなかった。他の領域には領域Aで供給した水が残っていることが確認できた。
[d:実施例2]
16本の冷却通路を環状に設けた表層冷却ロールをロール本体に用いた内部冷却型ロールとした。但し、高温材(スラブ)との接触位置を中心に約60°の領域Aに位置する冷却通路のみに水を供給した(流量60L/min)。他の領域には空気を供給、封入した。他の領域には残水が確認されなかった。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to a following example.
Under the conditions of the following Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2, the slab was conveyed while cooling the internal cooling roll. The temperature at each position on the outer peripheral surface of the roll was measured.
[A: Comparative Example 1]
A center hole roll provided with a cooling passage only on the center axis was used as an internal cooling roll using a roll body (flow rate 60 L / min).
[B: Comparative Example 2]
A surface layer cooling roll provided with 16 cooling passages in an annular shape was used as an internal cooling roll using a roll body. However, water was supplied to all the cooling passages (flow rate 60 L / min).
[C: Example 1]
A surface layer cooling roll provided with 16 cooling passages in an annular shape was used as an internal cooling roll using a roll body. However, water was supplied only to the cooling passage located in the region A of about 60 ° centering on the contact position with the high temperature material (slab) (flow rate 60 L / min). No other area was supplied. It was confirmed that the water supplied in area A remained in other areas.
[D: Example 2]
A surface layer cooling roll provided with 16 cooling passages in an annular shape was used as an internal cooling roll using a roll body. However, water was supplied only to the cooling passage located in the region A of about 60 ° centering on the contact position with the high temperature material (slab) (flow rate 60 L / min). Air was supplied and sealed in other areas. Residual water was not confirmed in other areas.
[結果]
測定結果を図5〜図8に示す。図5(a)〜(d)及び図6は、冷却水入側高温材端部より100mmの位置の温度分布を示すグラフ及び表である。図7(a)〜(d)及び図8は、冷却水出側高温材端部より100mmの位置の温度分布を示すグラフ及び表である。
[result]
The measurement results are shown in FIGS. FIGS. 5A to 5D and 6 are a graph and a table showing the temperature distribution at a
図5〜図8に示されるように、接触点位置における温度については、実施例1、2は全周を冷却している比較例2と同様に十分に冷却が行われている。一方、接触点位置とその反対側の位置との温度差(T0°−T180°)は、比較例1、2と比して、実施例1、2は小さく、特に実施例2においては更に小さいことがわかる。 As shown in FIGS. 5 to 8, with respect to the temperature at the contact point position, the first and second embodiments are sufficiently cooled as in the second comparative example in which the entire circumference is cooled. On the other hand, the temperature difference (T0 ° −T180 °) between the contact point position and the opposite side position is smaller in Examples 1 and 2 than in Comparative Examples 1 and 2, particularly in Example 2. I understand that.
10:内部冷却型ロール、11:ロール本体、12:軸受体、13:流体供給手段、14:流体回収手段、15:冷却通路、16:入口、17:出口、18、19:外周面端部、20:軸受、21:環状体、22、23:パイプ、24:端面α、25、26:中空部、27:供給口、28:供給口A、29:供給口B、30:シール材、31:環状体、32、33:パイプ、34:端面β、35:中空部、36:回収口、37:シール材、60:高温材、110:内部冷却型ロール、114:流体回収手段、131:環状体、132、133:パイプ、135a、135b:中空部、210:内部冷却型ロール、211:ロール本体、212:軸受体、213:流体供給手段、214:流体回収手段、215:冷却通路、216:入口、217:出口、218、219:端面、221:環状体、222、223:パイプ、224:端面α、225、226:中空部、228:供給口A、229:供給口B、230:シール材、231:環状体、232、233:パイプ、234:端面β、235:中空部、236:回収口、310:内部冷却型ロール、314:流体回収手段、331:環状体、335a、335b:中空部、A:領域A、B:領域B、C:領域C、a:流体a、b:流体b 10: Internal cooling type roll, 11: Roll body, 12: Bearing body, 13: Fluid supply means, 14: Fluid recovery means, 15: Cooling passage, 16: Inlet, 17: Outlet, 18, 19: End of outer peripheral surface , 20: bearing, 21: annular body, 22, 23: pipe, 24: end face α, 25, 26: hollow portion, 27: supply port, 28: supply port A, 29: supply port B, 30: sealing material, 31: annular body, 32, 33: pipe, 34: end face β, 35: hollow portion, 36: recovery port, 37: sealing material, 60: high temperature material, 110: internal cooling roll, 114: fluid recovery means, 131 : Annular body, 132, 133: pipe, 135a, 135b: hollow part, 210: internal cooling roll, 211: roll body, 212: bearing body, 213: fluid supply means, 214: fluid recovery means, 215: cooling passage 216: Entrance, 217 : Outlet, 218, 219: end face, 221: annular body, 222, 223: pipe, 224: end face α, 225, 226: hollow part, 228: supply port A, 229: supply port B, 230: sealant, 231 : Annular body, 232, 233: pipe, 234: end face β, 235: hollow part, 236: recovery port, 310: internal cooling roll, 314: fluid recovery means, 331: annular body, 335a, 335b: hollow part, A: Region A, B: Region B, C: Region C, a: Fluid a, b: Fluid b
Claims (11)
前記複数の冷却通路は前記ロール本体の軸方向に沿って、かつ環状に配置され、各前記冷却通路が流体の入口及び出口を有し、
前記ロール本体の軸を基準とした所定方向に位置する領域Aに存在する前記冷却通路のみに、各前記冷却通路の入口から前記流体として冷却用の流体aを供給する流体供給手段を備え、
しかも、前記流体供給手段が、前記領域Aとは異なる領域Bに存在する前記冷却通路に、各前記冷却通路の入口から前記流体として前記流体aとは異なる流体bを供給することを特徴とする内部冷却型ロール。 In an internal cooling type roll comprising a roll body having a plurality of cooling passages therein and a pair of bearing bodies that rotatably support the roll body,
The plurality of cooling passages are arranged in an annular shape along the axial direction of the roll body, and each of the cooling passages has an inlet and an outlet for fluid,
A fluid supply means for supplying a cooling fluid a as the fluid from the inlet of each cooling passage only to the cooling passage existing in a region A located in a predetermined direction with respect to the axis of the roll body;
Moreover, the fluid supply means supplies the fluid b different from the fluid a as the fluid from the inlet of each cooling passage to the cooling passage existing in the region B different from the region A. Internal cooling roll.
前記ロール本体に前記高温材を接触させた状態で前記ロール本体を回転させることにより、前記高温材を搬送する工程を有し、
前記工程において、前記高温材との接触位置を含む前記ロール本体の領域Aに存在する前記冷却通路のみに冷却用の流体aを供給し、前記領域Aとは異なる前記ロール本体の領域Bに存在する前記冷却通路に、各前記冷却通路の入口から前記流体aとは異なる流体bを供給することを特徴とする高温材の搬送方法。 In a method for transporting a high temperature material using a roll body having a plurality of cooling passages therein and an internal cooling type roll provided with a pair of bearing bodies that rotatably support the roll body,
A step of conveying the high temperature material by rotating the roll body in a state where the high temperature material is in contact with the roll body;
In the step, the cooling fluid a is supplied only to the cooling passage existing in the region A of the roll body including the position of contact with the high temperature material, and is present in the region B of the roll body different from the region A. wherein the cooling passage, the transport method of the high temperature material, which comprises supplying different fluids b is an inlet or found before Symbol fluid a of each of the cooling passages to be.
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