JPH03169461A - １ロールでまたは２ロール間で連続鋳造するための装置のためのロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、１ロールでまたは２ロール間での特に鋼板ま
たは帯鋼のような薄い金属製品の連続鋳造に関するもの
であり、特にそれらのロールの構造に関するものである
。

従来の技術 この型式の鋳造設備において、鋳造金属を凝固または固
化するようになされたロール外周面がロール内部の冷却
液の循環によって冷却されるようになされたロールを使
用することが知られている。

通常、それらのロールは、銅のような熱伝導素材から或
るスリーブによって囲まれた中心部分または“コア”を
含んでいる。上記した冷却液は、コアとスリーブとの境
界か、またはスリーブ自体に設けられたダクト中を循環
する。

それらのロールの使用において知られている問題は、溶
融金属との接触による加熱によってスリーブが変形する
ことから、起こる。スリーブの金属が加熱されて昇温す
ると、スリーブは半径方向にそして軸方向に膨張する。

半径方向の膨張は、ロールの直径を増加し、それは、ロ
ール間鋳造の場合、ロール間の空間の減少を起こし、従
って、鋳造製品の厚さの減少を起こす。さらに、この半
径方向の膨張は、必らずしもロールの幅全体にわたって
一様でないので、製品の幅方向に厚さのバラッキが生じ
るかもしれない。

軸方向の膨張は、ロールの軸方向においてスリーブの幅
を増加する。しかし、この軸方向の膨張は、本質的にス
リーブの外表面の領域で生じ、方、内部冷却のために、
冷却ダクトの領域では実際上全く膨張が無い。その結果
、膨張の差のために、スリーブの外表面に反りが生じ、
スリーブの直径が、その軸方向の中間部で両端即ちスリ
ーブの縁よりも一層大きくなる。このロールの反りは、
両端部分よりも中央部分が薄い鋳造製品が製造される結
果となり、その後の製品の圧延にとって許容できない使
用困難な欠陥である。

高熱状態でこの反りを補償するために、冷間状態でスリ
ーブの外表面に凹面の形状を与えることが既に提案され
ている。この方法によって、その表面が平面な、または
更に好ましくは、その後の圧延にとって望ましいごく僅
かに表面が反っている製品を獲得することが可能である
。

しかしながら、上記した構成は、大きな幅のロールの場
合には特に不十分である可能性がある。

実際、この場合には、冷間状態でスリーブの外表面に大
きな凹面を持つ必要があるだろう。しかし、それは、鋳
造の開始時において、軸方向の中間区域でロール間間隔
を過剰にする結果となる。

この問題を解決する試みとして、スリーブの軸方向中間
区域だけでスリーブをコア上にしっかりと固定する一方
、スリーブの両端は自由にすなわちロールのコアには結
合されずにロールのコアから半径方向に離れて保持する
ことにより、それ自体は膨張しないコアにスリーブの両
端がしっかりと固定されていた場合には反りを不可避的
に生じるスリーブの軸方向の膨張を防止することが、欧
州特許９８９６８号に提案されている。

この構戊は、半径方向の膨張を拘束することによって、
軸方向の中間区域でのスリーブの直径の増加を制限でき
る。しかしながら、それは、スリーブの外部の表面と冷
却路の領域との間に軸方向膨張の差によるの反りの形で
の変形の可能性を除去できない。この反りは、膨張の差
の結果として、スリーブの端がコアに接近するために生
じる。

そのうえ、そのような構成は、鋳造製品によってスリー
ブ上に半径方向に働く力（圧延力）が、鋳造空間を閉じ
ている壁付近で、従って、正確には、スリーブの端の上
で、非常に高いロール間で鋳造をする場合には、適当で
はない。実際、スリーブがその端でコアによって支えら
れいないことのために、上記の力は、スリーブの端をよ
り大きく変形し、そしてその反りを強調する。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、金属製品の後の段階での圧延にとって
満足できる寸法上の特徴を有する鋳造製品を得ることが
できる、薄い金属製品の鋳造のためのロールを提供する
ことである。更に詳述するならば、本発明は、上述した
多様な問題を解決することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記した目的のために、本発明は、ロールがコアとスリ
ーブを含み、このスリーブの中に、冷却液の循環のため
のダクトが備えられている、１ロールでまたは２ロール
間で連続鋳造するための装置のためのロールを提供する
。

本発明による上記ロールは、スリーブの中央部分のコア
に対する半径方向及び軸方向の変位を阻止する組立体に
よって、スリーブがその軸方向の中央部において、ほぼ
その周全体にわたってコアとしっかりと結合されており
、上記スリーブが、その幅全体にわたってコアと接触し
ており、スリーブの縁部のコアに対する軸方向の変位は
可能とするが、コアに対する半径方向の変位を阻止する
半径方向保持手役によって、コアの縁邪によってコア上
に維持されていることを特徴とする。

好ましい実施例において、軸方向の中央部においてスリ
ーブをコアに結合している組立体は、蟻継手またはＴ型
溝組立体である。

本発明の１つの具体的な例によれば、スリーブは、軸方
向中央部と軸方向端部との間の軸方向中間区域において
、該軸方向中間区域のコアに対する軸方向の変位は可能
するが半径方向の変位を阻止する保持手段により、維持
される。

本発明によれば、その結果、スリーブは、少なくとも軸
方向中央部と軸方向端部とでコアに堅固に保持される。

それ故、膨張によるスリーブの半径方向の変位は阻止さ
れるが、スリーブの側面区域の軸方向の変位は可能であ
る。かかる構成により、スリーブの軸方向の膨張を阻止
するようにスリーブの縁をクラ′ンプした場合に生じる
拘束作用よってもたらされる壁の反りを避けることがで
きる。

もう１つの具体的な例によれば、上記端部保持手段は、
軸方向にはクリアランスを持つが半径方向にはクリアラ
ンスを持たずに、スリーブの端部の対応するリブが軸方
向に延在する、矩形断面の円周溝を含む側板によって形
或されている。

より特に有利な別の実施例においては、コアは、’４　
ａ横断面を有する周溝を含み、その周溝内に、スリーブ
の内側の表面の上に設けられた対応する蟻形横断面を有
するリブがクランプされている。

このコアは、その目的のために、中央部すなわちハブか
ら構成され、その周辺部が上記蟻溝の片側の側面を画成
している。そしてこのコアに嵌合される環状クランプ部
材が、上記蟻溝の反対側の側面を画成する周辺部を有し
ている。かかるハブと環状クランプ部材とが、コアの溝
の中にスリーブのリブをクランプするために軸方向に作
用するクランプ手段によって、組立てられて保持される
。

補足的な構成に置いて、上記環状クランプ部材は、矩形
断面の円周溝を画成しており、その円周溝中に、スリー
ブの端部の一方の対応するリブが延在して、保持を確保
している。側板は、同じ方法により、スリーブの他方の
端部の保持を確保している。

この構成は、以下の説明からより容易に理解されるよう
に、同じハブを変えることなく、上記したスリーブ、側
板、環状クランプ部材だけを変えることにより、異なる
幅のスリーブの使用が出来るという利点が特にある。

他の特徴及び効果は、以下の本発明の実施例の説明から
明らかになろう。以下の本発明の実施例は、厚みが数ミ
リメートルで幅が数１０センチメートルを有する帯鋼の
ような薄い鋼製品を、ロール間で連続鋳造するための設
備のためのロールである。

実施例 第１図の断面図で示されるロールは、回転駆動するシャ
フト２の上に例えば焼嵌めによってしっかりと取り付け
られたハブ１を含んでいる。シャフト２の両端は、鋳造
設備の軸受けにおいて回転できるように配置されており
、そしてシャフト２の端の一方は、シャフトを回転駆動
するための手段（図示されていない）と接続されている
。

ハブ１は、一方の側に環状クランプ部材３を支持し、反
対側に、側板４を支持しており、それらの３つの共軸の
部材は、図面には軸のみが図示されているいるタイロツ
ド５で組立てられて、ロールのコア６を構威している。

スリーブ７は、銅のような熱伝導材料で構成されており
、ロールのコアを囲んでいる。スリーブ７は、ハブ１、
クランプ部材３および側板４とに嵌合している。

内部の軸方向中央部において、スリーブは、蟻形横断面
を有する周方向リブを有している。このリブ９は、対応
する横断面の溝１０の中に嵌め込まれており、この横断
面の側面１０゜（第１図において右側の側面）はハブ１
を機械加工して形或され、そしてもう一方の側面は、環
状クランプ部材３の突出部３゛によって形或されている
。換言すれば、それは、ハブ１と環状クランプ部材３と
の組立体で形或されているユニットであり、溝１ｏを形
或しているロールのコア６を構成している。

容易に理解できるように、コアを構成している２つの部
分から或る組立体によって溝ＩＯを形戊しているこの構
造は、所定の位置にスリーブを位置付けることが要求さ
れる。スリーブのリブ９および対応する溝の横断面が蟻
形であるということにより、コアの異なる部分の一緒に
簡単にクランプすることよって、コアに対してスリーブ
を非常に効果的に保持できるという利点が更にある。さ
らには、円周方向の蟻溝の斜めの表面により形戊される
円錐形の軸受け面は、コア上にスリーブを強力にクラン
プし、この強力なクランプは、スリーブとハブとの間で
滑りのおそれが全く無い高トルクの伝達を可能とする。

このクランプの効果は、この型締めの効果は、スリーブ
が加熱されると、組立体の円錐面間に接触圧を生じさせ
更にその接触圧を高めるスリーブの反りのために、更に
強められる。

このスリーブは更に、矩形横断面の円周溝１３及びｌ４
によって、その縁部で保持されている。それら円周溝１
３及び１４は、環状クランプ部材３および側板４に各々
形或されている。更に、それら円周溝１３及びｌ４の中
には、スリーブから軸方向に延びているリブ１１、１２
が、半径方向のクリアランス無しに、嵌め込まれている
。上記の溝１３、１４とリブ１１、１２との間には、冷
間状態では、軸方向のクリアランス゛Ｊ″があり、その
軸方向のクリアランスは、スリーブが熱せられたときに
、スリーブの軸方向の膨張で生じる溝内でのリブの軸方
向変位を可能としている。さらには、リブと溝との構造
によるスリーブの端部の保持は、スリーブの端部の半径
方向の膨張により生じるであろう、ロールのコアからの
スリーブの端部の零離を防止することができる。

できるかぎり均一なスリーブの冷却を確保するために、
冷却水は、隣接するダクト８を互いに反対方向に第１図
に矢印で示される方向へ循環するようになされている。

この目的のために、ロールは、回転ジョイント（不図示
〉に接続される水流入ダクト２０を含んでいる。それら
の流入ダク｝２０は、循環水分配路２１に通じている。

この分配路２１に達した水は、一方で、側板４の中の孔
２２およびスリーブの中の孔２３を介して、スリーブの
一方の端７′に向けられる。孔２３は、冷却水ダクト８
の総数の半分に連通しており、冷却水ダクトの半分に一
つ置きに冷却水を供給している。更に、分配路２ｌから
の水は、ハブの中に設けられた軸方向のダクト２４と、
孔２２と２３にと同様にして環状クランプ部材３および
スリーブにそれぞれ設けられた孔２５および２６とを介
して、スリーブのもう一方の端７″へ導かれる。このス
リーブの中の孔２６は、冷却水路の他の半分に冷却水を
供給している。

この冷却水は、同様な態様で、孔２３”　、２２゜　お
よび２６’　、２５’　、ダクト２４′、マニホルド２
Ｆ　および流出管２０゜　を介して排出される。

冷却水を均一に分配するために、異なるダクトおよび孔
は、半径方向に一様に離隔されており、定の距離のもと
に置かれ、そして参照番号２５で示すような様々な孔に
通じている参照番号２７、２８で示すような円周溝が、
コアを構成している異なる部分の異なる接触面の領域に
設けることができる。

上記の円周溝は、ロールを構成している様々な部分の組
立、特にコア上へのスリーブの組立における正確な周囲
方向の位置決めを必要としない効果が更にある。

様々な冷却水ダクトに冷却水を均一に分配することを確
保するために、孔２２、２３、２３’　、２２’　を含
む一方向循環路〈第１図に示すダクト８において右から
左へ向けて）における圧力降下を調整するための手段が
設けられることが好ましい。実際、この循環路は、冷却
水ダクト中を反対方向に冷却水を循環させる（左から右
へ）循環路より短く、その結果、圧力降下は低い。従っ
て、上記の手段は、上記の２つの循環路での圧力降下を
等しくする。この手段は、孔２５、２５′　　より直径
の小さい孔２２、２２′　　を設けることによってか、
または調整したオリフィスなどを設けて部材を循環路中
に挿入することによって、例えば短い循環路での流路の
最小の横断面を小さくすることからなる。

スリーブの両端を、参照番号４で示すような側板で保持
してもよいことは理解できよう。その場合、環状クラン
プ部材は、スリーブを支持し且つスリーブを蟻溝組立体
によってクランプする機能を有し、環状クランプ部材に
隣接して側板が配置され、側板は、スリーブの対応する
端部を保持するだけの機能を果たす。換言すれば、この
場合には、環状クランプ部材３は、２つの部材に置き換
えられる。それら２つの部材のうちのｌつは、スリーブ
の反対側に配置された側板４と同一の側板であり、コア
の様々な構成部品は、前述したようにタイロッド５によ
って組立てられる。

環状クランプ部材３のようなクランプ部材は、勿論スリ
ーブの両側に使用することができる。換言すれば、この
場合、スリーブは、溝１０の底を構成している表面でス
リーブの中央部だけがハブ１に直接接触し、更に、両側
のクランプ部材に接触する。

好ましくは、蟻溝の幅は、スリーブの幅の少なくとも約
半分である。実際、蟻溝の幅が、鋳造過程におけるスリ
ーブの外面の変形を決定していることがわかった。例え
ば、冷間状態において、その外面が、直線の母線を有す
る円筒状である幅８６５ｍｍのスリーブの場合、スリー
ブの幅に沿ったその外径の熱間状態での最大変化は、も
し溝の幅が約３００ｍｍなら、０．　１２〜０．　２５
ｍｍ，溝の幅が約３５０ｍｍなら、０．　１１〜０．　
１７ｍｒｎ，溝の幅が約４３０＋ｙｕｎならすなわちス
リーブの幅の半分ならば、０．０５〜０．　１４ｍｍで
ある。

最後に述べた場合において、スリーブの母線は、蟻溝の
両側とスリーブの端部この間の軸方向中間区域すなわち
コア上に保持されていない領域と、中央部とで僅かな反
りを有する。熱間状態でのそれらの変形は、勿論、鋳造
時に達戊される作業条件において、直線の母線または非
常に僅か凹んだ母線が得られるように、冷間状態におい
て実施される付加的な機械加工によって補償することが
できる。それらの変形は、従来技術でのスリーブーコア
結合システムで見られるｌｍｍ程度の変形よりも明らか
に少ない。

この変形をさらに制限するために、組立体は、第３図の
簡略化して表わした構戒に従って構成することができる
。この場合、スリーブ７は、前述の実施例のように、軸
方向の中央部においてコア６上に保持され、その両端部
上で保持されている。

さらに、スリーブ７は、軸方向の中央部と両端部との間
の軸方向中間部において、溝３０および対応するリブ３
１によって保持されている。それら溝３０およびリブ３
１は、上述した端部保持溝−リブ構造と同様であり、そ
れら溝及びリブの領域においてスリーブの半径方向の変
位、従ってスリーブの反りを阻止する一方、冷間状態に
おいて溝とリブとの間に軸方向のクリアランスを設けて
、軸方向の相対変位を可能にしている。

第１図を参照して説明したロールの様々な部材の組立体
の形状のもう１つの利点は、幅の広いスリーブを有する
ロールを図示している第２図からわかろう。このロール
は、上述したロールと同様な態様で構戊されており、特
にハブ１および蟻溝組立体は同一である。

スリーブ７の幅だけが異なり、環状クランプ部材３″お
よび側板４”が、スリーブの新しい幅に適合したものと
なる。

それ故、異なる幅の製品の鋳造にあたって、それらの３
つの部材（スリーブ、クランプ部材、および側板）の取
り替えしか必要でなく、ハブ１はスリーブの幅に関係な
く同じであることが、容易に理解できよう。

第４図は、本発明のもう１つの変形例の図である。この
場合、蟻溝組立体は、逆転され、すなわち、コアは、軸
方向中央部にリブ３９を有し、そのリブ３９は、スリー
ブの対応する溝４０の中にクランプされる。同様に、ス
リーブのその端部でのそして更に中間部での保持は、ス
リーブ７゛の半径方向の変位を阻止する一方、ロールの
コア６′に対する軸方向変位を可能とする溝−リブシス
テム４１によって確保される。所定の位置にスリーブを
置くよう、スリーブは、軸方向の中央の面に対して対称
的でタイロッド４２によって組立てられている２つの部
分で構成することができる。コア自体も、上記の中央の
面の領域で分離された２つの部分で構成することもでき
る。その場合、それらの２つの部分を互いに離すように
移動して、それによって蟻溝組立体のクランプを確保す
るための手段が設けられる。

使用される実施例が何であれ、スリーブの外面は、熱間
状態で生じるであろう変形を考慮して、鋳造のために達
或される動作条件において完全な円筒面または僅かに凹
んだ面を作り出して、後の段階での圧延に望ましい平坦
なまたは微かな反りある表面を有する鋳造製品を製造で
きるような外径を冷間状態において有するように機械加
工することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるロールの軸方向の半分の断面図
である。 第２図は、幅広の鋳造製品に適したロールの軸方向の半
分の断面図である。 第３図は、本発明の変形例の簡易化した部分的な軸方向
断面図である。 第４図は、上記の実施例とは反対方向に面する役付溝を
用いてスリーブーコア組立体が実現されているもう１つ
の変形例の図である。 （主な参照番号） ｌ・・ハブ　　　　　　２・・シャフト３・・環状クラ
ンプ部材 ４・・側板５、４２　・−タイロッド ６・・コア　　　　　　７・・スリーブ８・・ダクト ９、１１、１２、３１、３９・　・リブ１０、１３、１
４、３０、４０・・溝 ２０・・流入ダクト２１・・循環水分配路２Ｆ　　・・
マニホールド ２２、２３、２５、２６・・孔

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロールがコアとスリーブを含み、このスリーブの
   中に、冷却液の循環のためのダクトが備えられている、
   １ロールでまたは２ロール間で連続鋳造するための装置
   のためのロールにおいて、上記スリーブの中央部分のコ
   アに対する半径方向及び軸方向の変位を阻止する組立体
   によって、スリーブがその軸方向の中央部において、ほ
   ぼその周全体にわたってコアとしっかりと結合されてお
   り、上記スリーブが、その幅全体にわたってコアと接触
   しており、スリーブの縁部のコアに対する軸方向の変位
   は可能とするが、コアに対する半径方向の変位を阻止す
   る半径方向保持手段によって、コアの縁部によってコア
   上に維持されていることを特徴とするロール。
2. （２）上記スリーブは、軸方向中央部と軸方向端部との
   間の軸方向中間区域において、該軸方向中間区域のコア
   に対する軸方向の変位は可能するが半径方向の変位を阻
   止する保持手段により、維持されていることを特徴とす
   る請求項１に記載のロール。
3. （３）上記端部保持手段は、軸方向にはクリアランスを
   持つが半径方向にはクリアランスを持たずに、スリーブ
   の端部の対応するリブが軸方向に延在する、矩形断面の
   円周溝を含む側板を有することを特徴とする請求項１に
   記載のロール。
4. （４）軸方向の中央部においてスリーブをコアに結合し
   ている上記組立体は、蟻継手またはＴ型溝組立体である
   ことを特徴とする請求項１に記載のロール。
5. （５）上記コアは、蟻溝横断面を有する周溝を含み、該
   周溝内に、上記スリーブの内面の上に設けられた対応す
   る蟻形横断面を有するリブがクランプされており、上記
   コアは、その目的のために、中央部すなわちハブから構
   成され、その周辺部が上記蟻溝の片側の側面を画成して
   おり、上記コアに嵌合される環状クランプ部材が、上記
   蟻溝の反対側の側面を画成する周辺部を有しており、か
   かるハブと環状クランプ部材とが、コアの溝の中にスリ
   ーブのリブをクランプするために軸方向に作用するクラ
   ンプ手段によって、組立てられて保持されていることを
   特徴とする請求項４に記載のロール。
6. （６）上記環状クランプ部材は、矩形断面の円周溝を画
   成しており、該円周溝中に、上記スリーブの端部の一方
   の対応するリブが延在して、保持を確保しており、上記
   側板は、同じ方法により、上記スリーブの他方の端部の
   保持を確保していることを特徴とする請求項５に記載の
   ロール。
7. （７）上記蟻溝の幅が、上記スリーブの幅の少なくとも
   約半分であることを特徴とする請求項４から６のいずれ
   か１項に記載のロール。
8. （８）上記コア上への上記スリーブの上記蟻溝組立体は
   、上記コア上のリブが、上記スリーブに設けられた対応
   する横断面の溝にクランプされて構成されていることを
   特徴とする請求項４に記載のロール。
9. （９）上記スリーブが、上記ロールの軸と平行な冷却ダ
   クトを有し、該ダクトの両端が、上記スリーブの同じ端
   部に隣接して配置されて、冷却水の入口と出口とに交互
   に接続されて、２つの隣接するダクトでは反対方向に上
   記冷却水が循環するようになされていることを特徴とす
   る請求項１から８のいずれか１項に記載のロール。
10. （１０）上記スリーブの外面が、冷間状態において、凹
    面であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１
    項に記載のロール。