JPH04131328A

JPH04131328A - 金属薄帯搬送ロール

Info

Publication number: JPH04131328A
Application number: JP25362190A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Marumoto; 清一丸元; Masatoshi Miyawaki; 雅敏宮脇
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1992-05-06

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、例えば各種の熱処理炉等において、金属薄帯
例えば鋼ストリップの搬送に用いられる搬送ロールに関
するものである。

（従来技術）従来から、例えば連続熱処理炉内において、鋼ストリッ
プの搬送に各種の搬送ロールが用いられているが、この
搬送ロールは熱変形してプロフィル変化、いわゆるサー
マルクラウンを生じ、鋼ストリップの蛇行の原因になる
ことが知られている。

鋼ストリップの蛇行は、搬送性および生産性を低下する
だけではなく、鋼ストリップがロールアウトして、損傷
することにもなるためにこの蛇行を防止するため種々な
対策が講じられている。

その代表的な対策としては、ステアリング装置の設置の
他、搬送ロールのプロフィルの改善がある。

例えば連続熱処理炉の加熱帯で使用される搬送ロール（
ハースロール）の場合には、炉内雰囲気や外周面に接す
る予熱帯からの低温のストリップ等から受ける熱的な影
響によって、常温で使用される場合とは異なるプロフィ
ル変化すなわちサーマルクラウンを生ずることが知られ
ている。

例えば第７図に示すように、加熱帯で高温に加熱された
状態にある、特にストリップ人別のハースロール１の外
周面に、予熱帯からの低温のストリップ２が接触すると
、このハースロール１の外周面（点線で示す）は温度か
低下し、この部分のロールプロフィルが２点鎖線で示す
ようにその径が減少方向に変形し、いわゆるサーマルク
ラウンが発生する。

二のサーマルクラウンは一定の変化パターンを５持って
発生するものではなく操業条件（ストリップ寸法、スト
リップ搬送速度、温度、加熱目標温度等）によって変動
し、許容プロフィルの域を超えて前述したように蛇行の
原因とすることが知られている。

このサーマルクラウン変動を許容域に抑制するために中
空部に対し冷媒や熱媒を給排してロールを均温化又は局
所的に適温に制御するようにした技術も提案されている
（参考技術：特開昭５５−１００９１９号、特開昭５７
−１３７４３１号、特開昭６１１４７８１９号公報）。

しかし、前述したように、サーマルクラウン量は、操業
条件によって微妙に変化するために、これらの技術を実
用する場合には、熱媒あるいは冷媒の供給量制御を行な
うための極めて複雑なロール構造や供給量制御手段が必
要であり、設備コストも高くなり、又制御精度を安定保
持することは至難であると共に、長期に亘って安定した
効果を維持することが困難であり、更にビルドアップの
発生によるストリップの品質低下等の問題点が残されて
いる。

本発明者等は、このような問題点を有利に解決するため
に、先に実願平１−３３８６１号明細書に示す考案を提
案した。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、前記従来技術の問題を解決するためになされ
た実願平１−３３８８１号明細書記載の考案を、さらに
効果的にするために進展させたものであり、操業条件変
動によって起るロールプロフィル変動（サーマルクラウ
ン変動）をより効果的に抑制する具体的構造を付加して
、蛇行抑制、ビルドアップ防止可能な金属薄帯搬送ロー
ルを提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、中空ロール胴部の外周に、その軸方向に連続
し中空部に貫通するスリットを周方向に多数列配設して
なる金属薄帯搬送ロールであり、第１の発明は、スリッ
トの総面積がロール胴部の外周総面積のｏ、ｏｉ〜２％
の範囲になっていることを特徴とし、第２の発明は、中
空ロール胴部のスリットのロール胴部軸方向の長さが、
このロール胴部外周面に接触し搬送される金属薄帯の幅
の１．０〜１．５倍になっていることを特徴とする。

そして、第３の発明は、スリットを配設した中空ロール
胴部の外周面にステンレス系あるいはセラミックス系の
表皮板を取付けて、この表皮層にも中空ロール胴部と同
様のスリットを配設したことを特徴とし、第４の発明は
、中空ロール胴部が内設した中間支持体で支持されてお
り、中空ロール胴部のスリットに対応する位置の中間支
持板部に切欠部を設けたことを特徴としている。

更に第５の発明は、請求項第４項において、中空ロール
胴部と中間支持板間に断熱材を介在させたことを特徴と
している。

本発明者等の検討によると、金属薄帯搬送ロールにおけ
る°熱応力によるプロフィル変動は、周方自走（以下「
ε、」という。）の影響が支配的であり、半径変動Δｒ
ｍＲ・Δε、で表わすことができる。

ユニてＲ：ロール半径、Δε、二周方向歪自走である。

本発明の骨子は、このε、を吸収する中空ロール構造と
するところにある。

具体的にはΔε、を吸収できるスリットを中空ロール周
方向に効果的に設けて、中空ロールの半径変動Δｒを極
小にするものである。

以下に本発明の実施例を図を用いて具体的に説明する。

第１図（ａ）、　（ｂ）は鋼ストリップの連続熱処理炉
の加熱帯に配設する本発明におけるハースロールの基本
形態を示す説明図である。

すなわち、ここに示されるハースロール］は、鋼ストリ
ップ２か接触する外周面１゜に、その軸方向に連続し外
周面１゜から中空部３に貫通するスリット４を円周方向
に多数列（例えば１４例）配設して、このスリット効果
によって、第７図に示したようなロールプロフィル変形
の要因となる熱応力を吸収するものでありこれは本出願
人が先に出願した実願平１．−３３６６１号明ｗＪ書記
載の考案の基本形と言えるものである。

本発明は、先ずこのスリットの配設条件を最適条件（範
囲）に特定するものである。

第２図は、第１図（ａ）、　（ｂ）に示すような／％−
スロール１において、スリット幅、スリット長を変えず
、スリット４の円周方向の配設角度θ（配設間隔）とサ
ーマルクラウン変化量との関係を実炉実験結果から求め
たものを示したものであり、ニーにはスリット配設角度
θを小さくした場合、すなわちスリット配設間隔を狭く
すればサーマルクラウン変動量を小さくできることが傾
向的に示されている。

しかし、実用上はロール強度の確保、製作の容易性、金
属薄帯の品質確保（疵発生防止）等を考慮すれば、スリ
ット４は同寸法にして等距離で配設することが好ましく
、ロール胴厚みが１０〜３０１１１１　ｓロール胴外径
が３００〜１．５００＋ａｍ、ロール胴長しが１０００
〜２５００ｍｍレベルのハースロールの場合においては
、スリット幅は０．３〜５■、スリット長Ωは搬送する
ストリップ幅Ｃ以上つまり、ストリップに接触する範囲
は、スリットで区切られた独立した梁となるようにする
ことが望ましい。

そして、このストリップ接触範囲におけるロール外周全
面積に対してスリット全面積は０．０１〜２％の範囲に
設定することが望ましい。

又、ロール胴板厚が１０ｍ１程度の場合ロール胴長しか
１４００ｍｍを超えた場合には、ストリップとの接触あ
るいは自重によるロールプロフィル変形量が無視てきな
くなるので、第３図（ａ）、　（ｂ）に示すように中間
支持板５の配設によってロール胴部１゜の内方への変形
量を抑制する必要がある。

この場合、中間支持板５がロール胴部１□と直接接触す
るとこの中間支持板５により熱影響を受け、プロフィル
変形量の抑制効果が損われるので、この熱影響を軽減す
るために、中間支持板５とロール胴部１、間に断熱材６
を介在させることが好ましい。

さらに、スリット効果を良好にするためにロール胴部１
１のスリット４をこの中間支持板５により遮断しないよ
うにロール胴部スリット４に対応する位置の中間支持板
５部に切欠を設けることが好ましい。

第４図はこの切欠の深さと（対半径比）と熱応力比（切
欠無しの場合の熱応力との比）との関係を示すもので、
切欠の深さ（対半径比）を０．１〜０．３５の範囲にす
ることにより熱応力を大幅に軽減し、ロールプロフィル
変形を更に顕著に抑制することができる。

なおスリットは同寸法にして等距離で配設することが好
ましいと前述したがロール形状との組合せによっては、
この条件は不可欠ではない。例えばスリットの長さを変
えたり、スリットの幅を変えたりすることも考慮する。

又、スリットは軸方向に平行ではなく、軸方向に対して
傾斜して配設することを考慮してもよい。

第５図（ａ）、　（ｂ）は本発明の他の実施例を示すも
のであり、例えばバイブをカッターあるいは放電加工で
軸方向に裁断しであるいは短冊の板をプレス成形して曲
面板を複数枚作製して、これを両端支持板１０にスリッ
ト４を形成するように配設、固定してなるものであり、
スリット４の長さはハースロール胴１．の長さと同じに
したところにある。

第６図（ａ）、　（ｂ）は更に他の実施例を示すもので
あり、第３図に示すようなハースロール１において、そ
の外周に、疵対策、ストリップ接触部の低熱慣性化によ
る迅速安定、ストリップ偏熱の減少、耐摩耗、ストリッ
プ金属のロールへの凝着等を防止するため、ステンレス
製の曲面板による表皮板８をスリット９を形成するよう
に配設、固定したところに特徴がある。

なお、この例におけるハースロール胴１□と表皮板８と
の間は全面固着せず、複数箇所で例えばネジ、又は嵌合
、あるいは溶接等により固定して、表皮板８とロール胴
表面ｌｏ間において熱膨張差を生じた場合に相互に滑り
台えるようにすることが好ましい。

また、この実施例は本発明を連続熱処理炉の加熱帯のハ
ースロールに適用したものであるが、これに限定するも
のではなく特に高温状態で低温のものに接してサーマル
クラウンが生ずるような連続処理プロセスにおいて用い
られる搬送ロールに適用して効果の大きいものである。

低温状態で高温のものに接して、サーマルクラウンを生
するような連続処理プロセスにおいて用いられる搬送ロ
ールに適用しても、ある程度の効果は期待できるもので
ある。

（実　施　例）幅１０００ｍｍの鋼ストリップの連続熱処理炉の加熱帯
において、サーマルクラウンを生じ易い入側に、第３図
に示すような中間支持板を有するハースロール３個を配
設（その後方には従来の中空のフラットロールを配設）
し、通常操業を行なった。

このハースロールの仕様はつぎのとおり、Ｃ本発明ロー
ル〕　　　　　　　〔従来ロールクロール胴　長　１４
［）Ｏｍｍ　　　　　　　同　左〃　　外径ｇｏｏ關φ
　　　　　同　左〃　　板厚　２５ｍＩＩ　　　　　　
　同　左ロール胴　材質　ステンレス鋳物　同　左スリ
ット　幅　　５■ スリット　長　１２Ｃ１Ｏ＋ｕスリット　数　　１２条中間支持　板厚　２０ｍｍ　　　　　　　同　左〃　　
切欠深さ（対半径比）０．３断熱材（アルミナシリカ系セラミックス）〃厚　２＋ａｍその結果、従来板幅変更にともなう不安定化のために制
約を受けていた板幅変更許容値が１００〜２００■１こ
向上した。

略１０時間の連続操業中、加熱帯入側〜加熱帯出側にお
けるストリップの蛇行は軽微で、ストリップはハースロ
ール胴長内に、全て止まる程度に抑制されており、安定
的搬送ができた。又、ビルドアップは全く認められなか
った。

これに対して、従来の中空のハースロールのみを配設し
た場合は、加熱帯入側〜加熱帯出側におけるストリップ
の蛇行は軽微とは言い難く、ストリップの側端がハース
ロール胴部からはみ出す状況が見られ、加熱帯から均熱
帯への移行に円滑さを欠き、度々ストリップ損傷の危険
にさらされた。

又、ビルドアップも明らかに認められた。

（発明の効果）本発明によればロールのサーマルクラウン変化を効果的
に抑制しストリップの蛇行を防止できるので、特にスト
リップの連続熱処理プロセスにおいて操業条件変化に対
しても極めて安定したロールプロフィルを維持すること
ができ長期に亘って安定的な搬送ができてストリップを
損傷する心配もない。そして、ストリップ幅の変更、速
度変更の制約が大幅に緩和できるので生産スケジュール
の弾力性を高め、今後ますます必要とされる多品種少量
生産対策としてストリップサイズ変更制約が大幅に緩和
され総合生産性の増大に寄与するところ大である。

又、ビルドアップ発生も殆んどなく、ストリップの品質
低下の必要も解消することができる等の多大な効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における基本形態を示す説明図で、（
ａ）図は側面図、（ｂ）図は（ａ）図Ａ　−Ａ’矢視断
面図である。第２図は、本発明におけるスリット効果を示す説明図で
、スリット配設角度とロールクラウン変化量の関係を示
す図である。第３図は、本発明の実施例を示す説明図で、（ａ）図は
側面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ’矢視図である。第４図は、発明における中間支持板の切欠効果を示す説
明図で、切欠深さと熱応力比との関係を示す図である。第５図は、本発明の実施例を示す説明図で、（ａ）図は
側面図、（ｂ）図は（ａ）図のｃ−ｃ’矢視図である。第６図は、本発明の実施例を示す説明図で、（ａ）図は
側面図、（ｂ）図は（ａ）図Ｄ−Ｄ’矢視断面図である
。第７図は従来例を示す側面図である。１・・・ハースロー／ｌ／　　　　　１　、・・・ロー
ル胴部１ｏ・・・ロール胴部表面　　２・・・ストリッ
プ３・・・中空部　　　　　　　４・・・スリット５・
・・中間支持板７・・・切　欠９・・・スリットＳ・・・ロール軸６・・・断熱材８・・・ステンレス薄板１０・・・両端支持板

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属薄帯と接する中空ロールの胴部外周に、その
軸方向に連続し中空部に貫通するスリットを周方向に多
数列配設してなり、該スリットの総面積がロール胴部の
外周総面積の０．０１〜２％の範囲になっていることを
特徴とする金属薄帯搬送ロール。
（２）中空ロール胴部におけるスリットのロール軸方向
長さがこのロール胴部外周面に接触し搬送される金属薄
帯の幅の１．０〜１．５倍になっていることを特徴とす
る請求項１記載の金属薄帯搬送ロール。
（３）中空ロール胴部の外周面にステンレス系板又はセ
ラミックス製の表皮板を取付け、該表皮板およびまたは
表皮板間にロール胴部軸方向に連続し、該ロール胴部外
周面に達するスリットが周方向に多数列配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の金属薄帯搬送ロール。
（４）中空ロール胴部を中間支持板で支持すると共に、
該中間支持板のロール胴部におけるスリット対応位置に
切欠を形成したことを特徴とする請求項１記載の金属薄
帯搬送ロール。
（５）請求項第４項において中空ロール胴部と中間支持
板間に断熱材を介在させたことを特徴とする請求項４記
載の金属薄帯搬送ロール。