JPH05253649A - 双ロール式薄板連続鋳造機の冷却ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コア軸の胴部上にスリーブを嵌装すると共
に、スリーブの両側のコア軸上に固定リングを嵌装して
なり、スリーブとコア軸の胴部との間に設けた流路内に
冷却水を導入して冷却する双ロール式薄板連続鋳造機の
冷却ロールについて、スリーブの軸方向の熱膨張を許容
して熱応力を軽減でき、かつ、スリーブ両端面の内径側
に空間が広くとれて、サイドダムの幅を広くできるもの
とする。 【構成】 スリーブ(1) の両端の外周側にコア軸(2) の
胴部(2a)端から側方に向けて突出する環状凸部(1b)を設
ける一方、このスリーブ(1) の環状凸部(1b)とコア軸
(2) との間に形成される環状空間内に、固定リング(3)
を軸方向に移動可能に嵌入させると共に、この固定リン
グ(3) を、皿バネ(4a)を介装した複数の締付ボルト(4)
によって軸方向内側に向けて一定の力で付勢し、その外
周側の内側面をスリーブ(1) の環状凸部(1b)内方の側端
面に当接させた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属から直接的に
金属薄板を製造する双ロール式薄板連続鋳造機の冷却ロ
ールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転するロールの外周面に溶融金属を供
給し、この溶融金属を急冷凝固させて一挙に薄肉の金属
板を製造する薄板連続鋳造機は、その構造が簡単で経済
的な金属薄板の製造装置とされている。そして、これら
薄板連続鋳造機には種々の構成のものがあるが、その概
要構成の説明斜視図である〔図６〕に示すように、対の
冷却ロール(61)と、その両側に配したサイドダム(62)と
の間に形成された溶鋼プール(63)内の溶融金属Ｍを冷却
凝固させて下方に引き抜く双ロール式薄板連続鋳造機
が、薄板製品Ｓの厚さ制御が容易なことより最も広く用
いられている。

【０００３】そして、これら双ロール式薄板連続鋳造機
の冷却ロールとしては、ロール胴部の外周をスリーブで
構成して、その内部から冷却する内部冷却方式を採るも
のが多く、また、その冷却効率を高めるためにスリーブ
を薄肉化してもその構造強度の確保が比較的に容易なこ
とより、両側にジャーナル軸を有するコア軸の胴部にス
リーブに嵌着すると共に、これらコア軸の胴部とスリー
ブとの間に流路を設け、その流路内に冷却水を導入して
冷却する構成のものが多く用いられている。

【０００４】また、これらの冷却ロールでは、スリーブ
の軸方向の移動を規制すると共に、その両端部における
コア軸の胴部との間を液封することが必要であり、従来
では、例えば〔図４〕に示すように、スリーブ(41)の両
内端部をコア軸(42)の胴部をなす内筒(42a) の両端に被
せるようにして固着させて、軸方向の移動を規制すると
共に両端部を液封するもの（特開昭62-38743号公報）、
〔図５〕示すように、スリーブ(51)の両側に位置するコ
ア軸(52)上に固定リング(53)を嵌装すると共に、これら
を取付ボルト(54)によってコア軸(52)の胴部(52a) の端
面に連結させ、この両側の固定リング(53)でスリーブ(5
1)を挟持して固定する一方で、スリーブ(51)とコア軸(5
2)の胴部(52a) の両端部にシールリング(55)を介装して
液封するもの等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、スリーブの両
側を固定する従来の冷却ロールでは、スリーブの軸方向
の熱膨張をも拘束するので、操業時においてスリーブに
過大な熱応力が発生し、その熱応力の振幅が大きくな
り、これに起因する熱疲労によって耐用寿命が著しく低
下する。また、熱応力よりスリーブに大きな変形が生じ
てコア軸との間の液封が損なわれたり、過大な熱応力や
熱疲労によりスリーブに割れや破壊が生じたりした場
合、その内部の冷却水が噴出し、溶融金属に接触して水
蒸気爆発を起こす危険性があるので、これを防ぐために
厳重な保守点検と早期のスリーブ交換を強いられること
になる。更に、スリーブが軸方向の熱膨張を拘束されて
いるため外径方向に変形し、製品としての金属薄板の幅
方向の厚さ分布を悪化させ易い。

【０００６】また、〔図４〕に示す前者の従来の冷却ロ
ールでは、スリーブ(41)の両側端面の内径側に軸方向へ
の突出部のない空間が広くとれ、サイドダムの形状に対
する制約が低いという利点を有するものの、スリーブ(4
1)が内筒(42a) に固着されるため、使用によって損耗し
たスリーブ(41)の交換に煩雑な手順を要するという保守
・整備上の問題点がある。また、〔図５〕に示す後者の
従来の冷却ロールでは、スリーブ(51)の交換が容易で保
守・整備の面では有利であるものの、スリーブ(51)の両
側に固定リング(53)が位置するため、その組み込み状態
の説明側面図である (b)図に示すように、これらの両側
に配置されるサイドダムＳD の中央下部の幅を狭めるこ
とが必要となり、これがためサイドダムＳD の構造強度
を確保し難いという問題点がある。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解消す
べくなされたもので、スリーブの軸方向への移動を規制
する一方で、軸方向の熱膨張を許容して熱応力を軽減で
き、しかも、スリーブの両側端面の内径側に軸方向への
突出部のない空間が広くとれ、その両側に配置されるべ
きサイドダムの幅を広くできる双ロール式薄板連続鋳造
機の冷却ロールの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成とされている。すなわち、本
発明に係る薄板連続鋳造装置の冷却ロールは、両側にジ
ャーナル軸を有するコア軸の胴部上にスリーブを嵌装す
ると共に、スリーブの軸方向の移動を規制する固定リン
グをスリーブ両側のコア軸上に嵌装してなるロール胴部
を有し、スリーブとコア軸の胴部との間に設けた流路内
に冷却液を導入して冷却する双ロール式薄板連続鋳造機
の冷却ロールにおいて、スリーブの両端の外周側にコア
軸の胴部端から側方に向けて突出する環状凸部を設ける
一方、このスリーブの環状凸部とコア軸との間に形成さ
れる環状空間内に、固定リングを軸方向に移動可能に嵌
入させると共に、この固定リングを、弾機により軸方向
内側に向けて一定の力で付勢してなることを特徴とす
る。

【０００９】また、上記固定リングとコア軸との間に、
スリーブとコア軸の胴部との間の流路に連通する分流路
を設けても良い。

【００１０】また、上記固定リングが、外周軸方向に大
径部と小径部とを有する段付リング状に形成され、その
大径部を環状空間内に嵌入させると共に、小径部を環状
空間外に位置させてコア軸上に嵌装されても良い。

【００１１】

【作用】本発明の冷却ロールでは、両側にジャーナル軸
を有するコア軸の胴部上に嵌装するスリーブの両端の外
周側に、コア軸の胴部端から側方に向けて突出する環状
凸部を設ける一方、このスリーブの環状凸部とコア軸と
の間に形成される環状空間内に固定リングを嵌入させる
ので、スリーブの両側端面の内径側に軸方向への突出部
のない空間が広くとれ、その両側に配置されるべきサイ
ドダムの形状に対する制約を低くすることができる。ま
た、その固定リングは、軸方向に移動可能にコア軸上に
嵌装されると共に、弾機により軸方向内側に向けて一定
の力で付勢されるので、スリーブを両側から一定の力の
もとで挟持して軸方向への移動を規制する一方で、この
スリーブの軸方向の熱膨張を許容して熱応力の軽減を図
ることができる。

【００１２】また、上記固定リングとコア軸との間に、
スリーブとコア軸の胴部との間の流路に連通する分流路
を設けることで、スリーブ端面に当接して受熱する固定
リングを冷却すると共に、この固定リングを介してスリ
ーブの両端部の冷却を促進させることができる。

【００１３】また、上記固定リングを、外周軸方向に大
径部と小径部とを有する段付リング状に形成され、その
大径部を環状空間内に嵌入させると共に、小径部を環状
空間外に位置させてコア軸上に嵌装することで、その小
径部上におけるスリーブ両側端面の内径方向に軸方向へ
の突出部のない空間を形成する一方で、当該固定リング
の構造強度を高めることができる。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【００１５】〔図１〕は、本発明の１実施例の冷却ロー
ルの概要を示す図面であって、 (a)図は正断面図、 (b)
図は (a)図のイ部拡大断面図、 (c)図は (a)図のＡ−Ａ
断面図である。

【００１６】〔図１〕において、(1) はスリーブであっ
て、このスリーブ(1) は、高熱伝導性の銅合金材からな
り、その内周面に複数の流路溝(1a)を螺旋状に設けたも
ので、入力側ジャーナル軸(2b)と従動側ジャーナル軸(2
c)を両側に有するコア軸(2)の胴部(2a)上に嵌着されて
いる。また、このスリーブ(1) の両端の外周側には、コ
ア軸(2) の胴部(2a)端から側方に向けて突出する環状凸
部(1b)が設けられてある。また、このスリーブ(1) の内
周面の流路溝(1a)それぞれは、その全長において１回転
する螺旋溝に形成され、互いに平行かつ等ピッチに設け
られている。

【００１７】(3) は固定リングであって、この固定リン
グ(3) は、外周軸方向に大径部(3a)と小径部(3b)を有す
る段付リング状に形成され、その大径部(3a)をスリーブ
(1)の環状凸部(1b)とコア軸(2) との間に形成される環
状空間内に嵌入させると共に、小径部(3b)を環状空間外
に位置させて、コア軸(2) 上に軸方向に移動可能に嵌装
されている。

【００１８】(4) は締付ボルトであって、この締付ボル
ト(4) は、固定リング(3) の小径部(3b)端面の周方向に
等ピッチな複数箇所において軸方向に貫通すると共に、
内端部をコア軸(2) の胴部(2a)端面に螺着させて配さ
れ、それぞれの外端部に介装した複数の皿バネ(4a)の弾
力によって固定リング(3) を軸方向内側に向けて一定の
力で押し付けている。

【００１９】一方、固定リング(3) は、これら締付ボル
ト(4) に介装された皿バネ(4a)により付勢されて、その
外周側の内側面をスリーブ(1) の環状凸部(1b)内方の側
端面に当接させられ、このスリーブ(1) を両側から一定
の力のもとで挟持して軸方向の移動を規制する。

【００２０】翻って、固定リング(3) の大径部(3a)の内
周面にはコア軸(2) の胴部(2a)端面側に向けて開口する
環状流路(3c)が周設されている。また、この固定リング
(3)の大径部(3a)のスリーブ(1) 側端面に当接する外周
部にはシールリング(5) が、その小径部(3b)の内周面に
はシールリング(6) が、その小径部(3b)端部と締付ボル
ト(4) 外周との間にはシールリング(7) がそれぞれ嵌装
されてあり、これらシールリング(5),(6),(7) によっ
て、固定リング(3) とスリーブ(1) 、コア軸(2)および
締付ボルト(4) との間を液封する。

【００２１】一方、コア軸(2) の内部には、従動側ジャ
ーナル軸(2c)の端面から入力側ジャーナル軸(2b)側の固
定リング(3) の大径部(3a)内方まで軸方向に延在し、先
端部から半径方向に向かう複数の支流孔(8a)を介して、
この固定リング(3) の環状流路(3c)に連通する冷却水流
入孔(8) と、従動側ジャーナル軸(2c)の端面からこの従
動側ジャーナル軸(2c)側の固定リング(3) の大径部(3a)
内方まで軸方向に延在し、先端部から半径方向に向かう
支流孔(9a)を介して、この固定リング(3) の環状流路(3
c)に連通する複数の冷却水流出孔(9) とが設けられてい
る。また、このコア軸(2) の胴部(2a)の両端面には、
(b)図および(c) 図に示すように、その最外周側に周設
されてスリーブ(1) の流路溝(1a)それぞれに連通する外
環状流路溝(10a) と、内周側に周設されて固定リング
(3) の環状流路(3c)に連通する内環状流路溝(10c) と、
これら外環状流路溝(10a) と内環状流路溝(10c)を結ぶ
複数の車輻状流路溝(10b) とからなる分流路溝(10)が設
けられている。

【００２２】本実施例の冷却ロールは、両側の入力側お
よび従動側ジャーナル軸(2b),(2c)に装着したベアリン
グ(11)を介して連続鋳造装置本体に対をなして回転自由
に組み込まれると共に、そのスリーブ(1) の両側にサイ
ドダムが配置される。また、それぞれの入力側ジャーナ
ル軸(2b)端部を駆動装置に、従動側ジャーナル軸(2c)端
部を冷却水給排処理設備に接続されたロータリージョイ
ントに連結される。

【００２３】そして、金属薄板の連続鋳造に際し、駆動
装置により相反する方向に回転させられる一方で、ロー
タリージョイントを介して冷却水の供給・排出を受け、
この冷却水を (a)図中の矢印で示す方向に流し、スリー
ブ(1) の各流路溝(1a)内に導いて、溶融金属から受熱す
るスリーブ(1) を内方から冷却するのであるが、本実施
例の冷却ロールでは、スリーブ(1) の各流路溝(1a)に導
入した冷却水それぞれが、その全長において１回転して
必ずスリーブ(1) の高温部を通過するので、これら冷却
水に均等に抜熱を行わせてその冷却効率を高めることが
できる。また、コア軸(2) の胴部(2a)の両端面と固定リ
ング(3) との間に冷却水を通すので、スリーブ(1) 端面
に当接して受熱する固定リング(3) を冷却すると共に、
この固定リング(3) を介してスリーブ(1) の両端部の冷
却を促進させることができる。

【００２４】また、本実施例の冷却ロールでは、締付ボ
ルト(4) に介装された皿バネ(4a)で付勢されている固定
リング(3) によって、スリーブ(1) を両側から一定の力
で挟持するので、このスリーブ(1) が溶融金属からの受
熱により軸方向に熱膨張し、その熱応力が固定リング
(3) に対する付勢力を超えた場合には、この固定リング
(3) が軸方向外側に向けて移動し、これによりスリーブ
(1) に付加された軸方向の熱応力の一部を開放させて軽
減することができる。

【００２５】また、固定リング(3) の大径部(3a)を、ス
リーブ(1) の環状凸部(1b)とコア軸(2) との間に形成さ
れる環状空間内に嵌入させるので、スリーブ(1) 両側端
面の内径方向に軸方向への突出部のない空間を広くと
れ、その両側に配置されるサイドダムの幅を広くできて
その構造強度を高めることができる。

【００２６】以上に述べたように、本実施例の冷却ロー
ルでは、スリーブを効率良く冷却できて生産性を高める
ことができ、また、スリーブの軸方向への移動を規制し
てなお、このスリーブの軸方向の熱膨張を許容して熱応
力を軽減でき、操業中における過大な熱応力や熱疲労に
よる割れや破壊を回避できると共に、スリーブの耐用寿
命の延長を図ることができる。また、その両端に配置さ
れるサイドダムの形状に対する制約が低く、その構造強
度の確保も容易となる。更にまた、スリーブ内周面の各
流路溝に冷却水を導く分流路をコア軸の胴部端面に溝の
形で設けるので、その加工および保守・整備が容易とな
る。

【００２７】〔図２〕は、本発明の別の実施例の冷却ロ
ールの要部断面図である。なお、本実施例の冷却ロール
は、固定リングの付勢手段の構成が異なる点以外は〔図
１〕に示した実施例のものと基本的に同様なものであ
り、ここでは、その要部のみを図示すると共に、〔図
１〕と等価な各部に同符号を付して説明を省略し、その
差異点のみを要約説明する。

【００２８】〔図２〕に示す本実施例の冷却ロールで
は、皿バネを介装した複数の取付ボルトによって固定リ
ング(3) を軸方向内側に向けて付勢する代わりに、トー
ラス状に形成され、その内部に圧縮空気を封入したゴム
製のチューブラーバネ(21)を、固定リング(3) の小径部
(3b)端部に位置するコア軸(2) 上に環装すると共に、こ
のチューブラーバネ(21)の外側に位置するコア軸(2) 上
に固定環(22)を螺着させ、このチューブラーバネ(21)の
弾力によって固定リング(3) を軸方向内側に向けて一定
の力で押し付けるものとされている。

【００２９】このように構成された本実施例の冷却ロー
ルでは、固定リング(3) に取付ボルトを通すための貫通
孔を設ける必要がなくて液封が容易となる。なお、本実
施例では、チューブラーバネ(21)によって固定リング
(3) を軸方向内側に向けて付勢するものとしたが、これ
は伸縮によって弾力が大きく変化せず一定の力で付勢で
きるものであれば、例えば、皿バネ、中実ゴムリング等
の他の弾機を用いることができる。

【００３０】〔図３〕は、本発明のまた別の実施例の冷
却ロールの概要を示す図面であって、 (a)図は正断面
図、 (b)図は (a)図のイ部拡大断面図である。なお、本
実施例の冷却ロールは、コア軸に設ける分流路の構成、
スリーブの両端の液封構成および固定リングの形状が異
なる点以外は〔図１〕に示した実施例のものと基本的に
同様なものであり、ここでは、〔図１〕と等価な各部に
同符号を付して説明を省略し、その差異点のみを要約説
明する。

【００３１】〔図３〕に示す本実施例の冷却ロールで
は、コア軸(2) 内部の軸方向に設けられた冷却水流入孔
(38)は、入力側ジャーナル軸(2b)側の胴部(2a)の端部に
位置して半径方向に設けられて胴部(2a)外周面に達する
複数の支流孔(38a) を介して、スリーブ(1) の流路溝(1
a)それぞれに連通され、また、同じく軸方向に複数設け
られた冷却水流出孔(39)は、従動側ジャーナル軸(2c)側
の胴部(2a)の端部に位置して半径方向に設けられて胴部
(2a)外周面に達する支流孔(39a) を介して、スリーブ
(1) の流路溝(1a)に連通されてある。また、スリーブ
(1) とコア軸(2) の胴部(2a)との間の両側それぞれに
は、シールリング(30)が介装されている。本実施例冷却
ロールでは、この流路構成のもとで冷却水を (a)図中の
矢印で示す方向に流し、スリーブ(1) の各流路溝(1a)内
に導いて内部から冷却する。

【００３２】また、固定リング(33)は、平板リング状に
形成され、スリーブ(1) 両端の環状凸部(1b)とコア軸
(2) との間に形成される環状空間内それぞれに、埋没す
る形で嵌入されると共に、皿バネ(4a)を介装した複数の
締付ボルト(4) によって、軸方向内側に向けて一定の力
で押し付けられている。

【００３３】このように構成された本実施例の冷却ロー
ルでは、スリーブ両側端面の内径方向に軸方向への突出
部のない空間をより広くとれ、その両側に配置されるサ
イドダムの幅をより広くすることが可能となる。

【００３４】なお、以上に述べた各実施例では、スリー
ブの内周面に冷却水の流路溝を設けたが、この流路溝は
コア軸の胴部外周面に設けられても良く、また双方に設
けられても良いことは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る双ロ
ール式薄板連続鋳造機の冷却ロールは、スリーブの軸方
向への移動を規制する一方で、軸方向の熱膨張を許容し
て熱応力を軽減でき、操業中における過大な熱応力や熱
疲労による割れや破壊を回避できると共に、スリーブの
耐用寿命の延長を図ることができる。また、その両端に
配置されるサイドダムの形状に対する制約が低く、その
構造強度の確保も容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の冷却ロールの概要を示す図
面であって、 (a)図は正断面図、 (b)図は (a)図のイ部
拡大断面図、 (c)図は (a)図のＡ−Ａ断面図である。

【図２】本発明の別の実施例の冷却ロールの要部断面図
である。

【図３】本発明のまた別の実施例の冷却ロールの概要を
示す図面であって、 (a)図は正断面図、 (b)図は (a)図
のイ部拡大断面図である。

【図４】従来の冷却ロールを示す正断面図である。

【図５】従来の冷却ロールを示す図面であって、 (a)図
は正断面図、 (b)図は組み込み状態の説明側面図であ
る。

【図６】双ロール式薄板連続鋳造機の概要構成の説明斜
視図である。

【符号の説明】

(1) --スリーブ (1a)--流路溝 (1b)--環状凸部 (2) --コア軸 (2a)--胴部 (2b)--入力側ジャーナル軸 (2c)--従動側ジャーナル軸 (3) --固定リング (3a)--大径部 (3b)--小径部 (3c)--環状流路 (4) --締付ボルト (4a)--皿バネ (5) --シールリング (6) --シールリング (7) --シールリング (8) --冷却水流入孔 (8a)--支流孔 (9) --冷却水流出孔 (9a)--支流孔 (10)--分流路溝 (10a)-- 外環状流路溝 (10b)-- 車輻状流路溝 (10c)-- 内環状流路溝 (11)--ベアリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両側にジャーナル軸を有するコア軸の胴
   部上にスリーブを嵌装すると共に、スリーブの軸方向の
   移動を規制する固定リングをスリーブ両側のコア軸上に
   嵌装してなるロール胴部を有し、スリーブとコア軸の胴
   部との間に設けた流路内に冷却液を導入して冷却する双
   ロール式薄板連続鋳造機の冷却ロールにおいて、スリー
   ブの両端の外周側にコア軸の胴部端から側方に向けて突
   出する環状凸部を設ける一方、このスリーブの環状凸部
   とコア軸との間に形成される環状空間内に、固定リング
   を軸方向に移動可能に嵌入させると共に、この固定リン
   グを、弾機により軸方向内側に向けて一定の力で付勢し
   てなることを特徴とする双ロール式薄板連続鋳造装置の
   冷却ロール。
2. 【請求項２】 固定リングとコア軸との間に、スリーブ
   とコア軸の胴部との間の流路に連通する分流路を設けて
   なる請求項１記載の双ロール式薄板連続鋳造装置の冷却
   ロール。
3. 【請求項３】 固定リングが、外周軸方向に大径部と小
   径部とを有する段付リング状に形成され、その大径部を
   環状空間内に嵌入させると共に、小径部を環状空間外に
   位置させてコア軸上に嵌装されてなる請求項２記載の双
   ロール式薄板連続鋳造装置の冷却ロール。