JPH06277808A - 内部水冷型ロール - Google Patents
内部水冷型ロールInfo
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- JPH06277808A JPH06277808A JP6679593A JP6679593A JPH06277808A JP H06277808 A JPH06277808 A JP H06277808A JP 6679593 A JP6679593 A JP 6679593A JP 6679593 A JP6679593 A JP 6679593A JP H06277808 A JPH06277808 A JP H06277808A
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- roll
- roll shaft
- water supply
- cooling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロール表面に及ぶ熱変形による悪影響を回避
し得る、ロールの冷却構造、特に急冷薄帯製造用ロール
に要求される小さい熱膨張および小さいヒートクラウン
を達成する構造について提案する。 【構成】 ロール軸１と、その周面を覆って、かつロー
ル軸との間で冷却水の流路を形成するスリーブ２とをそ
なえる内部水冷型ロールであって、該スリーブの内周面
に、ロールの全周に沿って延びる多数の冷却溝３をロー
ル軸方向に並列して形成し、上記ロール軸の周面に、ロ
ール軸の径方向に延びる給水路5a，5bを介して、ロール
軸の一端に開口した給水口と連通し、ロール軸の周面に
沿って、その軸方向に延びる２本の給水溝6a，6bをロー
ル軸心に関して対称となる位置にそれぞれ形成するとと
もに、ロール軸の径方向に延びる排水路8a，8bを介し
て、ロール軸の他端に開口した排水口と連通し、ロール
軸の周面に沿って、その軸方向に延びる２本の排水溝7
a，7bを上記給水溝からロール軸の周方向に90゜離れた
位置にそれぞれ形成する。
し得る、ロールの冷却構造、特に急冷薄帯製造用ロール
に要求される小さい熱膨張および小さいヒートクラウン
を達成する構造について提案する。 【構成】 ロール軸１と、その周面を覆って、かつロー
ル軸との間で冷却水の流路を形成するスリーブ２とをそ
なえる内部水冷型ロールであって、該スリーブの内周面
に、ロールの全周に沿って延びる多数の冷却溝３をロー
ル軸方向に並列して形成し、上記ロール軸の周面に、ロ
ール軸の径方向に延びる給水路5a，5bを介して、ロール
軸の一端に開口した給水口と連通し、ロール軸の周面に
沿って、その軸方向に延びる２本の給水溝6a，6bをロー
ル軸心に関して対称となる位置にそれぞれ形成するとと
もに、ロール軸の径方向に延びる排水路8a，8bを介し
て、ロール軸の他端に開口した排水口と連通し、ロール
軸の周面に沿って、その軸方向に延びる２本の排水溝7
a，7bを上記給水溝からロール軸の周方向に90゜離れた
位置にそれぞれ形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、急冷プロセスによる
薄帯製造や連続鋳造等に用いる内部水冷型ロールに関す
る。
薄帯製造や連続鋳造等に用いる内部水冷型ロールに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】内部水冷型ロールは、連続鋳造用等に見
られるように、冷却水がロール軸に沿って一方向に流れ
る方式や、ロール胴長の中央部に給水して両端方向に分
配する方式等、それぞれの水路や分配率などを考慮し、
その使用目的に応じた効果を得るように工夫されてい
る。すなわち、ロール表面からの熱流を水によって抜熱
すること以外に、ロール強度を維持することや、ヒート
クラウンによるロール変形防止を狙ったものである。こ
の種のロールは強い熱負荷を受けるために、その膨張量
は数百μm からmm単位にまで及ぶのが一般的である。
られるように、冷却水がロール軸に沿って一方向に流れ
る方式や、ロール胴長の中央部に給水して両端方向に分
配する方式等、それぞれの水路や分配率などを考慮し、
その使用目的に応じた効果を得るように工夫されてい
る。すなわち、ロール表面からの熱流を水によって抜熱
すること以外に、ロール強度を維持することや、ヒート
クラウンによるロール変形防止を狙ったものである。こ
の種のロールは強い熱負荷を受けるために、その膨張量
は数百μm からmm単位にまで及ぶのが一般的である。
【０００３】これに対して、急冷薄帯の製造に用いるロ
ールは、比較的熱負荷が小さくて、曲げや衝撃力を受け
ないため、ロール表面の熱膨張量は数μm から数十μm
である。例えば、単ロール法等で製造されるアモルファ
ス合金は融点も低く、またロールと溶鋼が接する距離も
数mm以内であるが、製造する薄帯の板厚が数十μm と薄
いため、このような急冷された薄帯の幅方向厚みの不均
一化を最小とするには、ロール表面のヒートクラウンを
小さくしなければならない。
ールは、比較的熱負荷が小さくて、曲げや衝撃力を受け
ないため、ロール表面の熱膨張量は数μm から数十μm
である。例えば、単ロール法等で製造されるアモルファ
ス合金は融点も低く、またロールと溶鋼が接する距離も
数mm以内であるが、製造する薄帯の板厚が数十μm と薄
いため、このような急冷された薄帯の幅方向厚みの不均
一化を最小とするには、ロール表面のヒートクラウンを
小さくしなければならない。
【０００４】急冷薄帯製造用のロールとして、特開昭61
-9948 号公報には、予めロールに逆クラウンを設け、溶
鋼との接触によってロール表面を平面化する手法が開示
されている。しかし、このような方法では、製造チャン
ス毎に逆クラウン加工を要するという不利がある。
-9948 号公報には、予めロールに逆クラウンを設け、溶
鋼との接触によってロール表面を平面化する手法が開示
されている。しかし、このような方法では、製造チャン
ス毎に逆クラウン加工を要するという不利がある。
【０００５】また、特開昭56-68559号、同59-54445号、
同57-112954 号および同58-135751号各公報では、スリ
ーブ幅方向中央部の冷却が端部に比べて高くなるよう
に、冷却溝の数、寸法および形状等が考慮されており、
ロール中央部と端部との冷却能力を変えることで、温度
分布を均一にしてヒートクラウンを解消する方法が提案
されている。 これらの方法は、いずれも中央部の冷却
水量や冷却面積が端部に比べて多くなるように配慮され
て、中央部での抜熱量に工夫を懲らしてある。しかしな
がら、これらの方法はロールスリーブの厚みが変化した
り、ロール表面への供給熱量が変われば、当然のことな
がら、端部と中央部の熱バランスが異なり、すべての条
件に適応できるものではない。
同57-112954 号および同58-135751号各公報では、スリ
ーブ幅方向中央部の冷却が端部に比べて高くなるよう
に、冷却溝の数、寸法および形状等が考慮されており、
ロール中央部と端部との冷却能力を変えることで、温度
分布を均一にしてヒートクラウンを解消する方法が提案
されている。 これらの方法は、いずれも中央部の冷却
水量や冷却面積が端部に比べて多くなるように配慮され
て、中央部での抜熱量に工夫を懲らしてある。しかしな
がら、これらの方法はロールスリーブの厚みが変化した
り、ロール表面への供給熱量が変われば、当然のことな
がら、端部と中央部の熱バランスが異なり、すべての条
件に適応できるものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のロ
ール表面に及ぶ熱変形による悪影響を回避し得る、ロー
ルの冷却構造、特に急冷薄帯製造用ロールに要求される
小さい熱膨張および小さいヒートクラウンを達成する構
造について提案することを目的とする。
ール表面に及ぶ熱変形による悪影響を回避し得る、ロー
ルの冷却構造、特に急冷薄帯製造用ロールに要求される
小さい熱膨張および小さいヒートクラウンを達成する構
造について提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】内部水冷型ロールで冷却
効率を高めるには、ロール表面からの熱移動を容易にす
る必要があり、そのために様々な工夫が考えられる。発
明者らは、ロール表面の温度をその軸方向に均等とする
ことについて、冷却水とロールスリーブの熱伝達を均一
化する手段として、冷却水をロールスリーブ内面に同じ
条件で流すための構造を検討したところ、ロール内面を
流れるスリット内の冷却水の圧力損失を均一とすること
で、冷却水の流速が一定となることを見出し、以下に述
べる極めて優れた均一冷却能を持つロールを発明するに
到った。
効率を高めるには、ロール表面からの熱移動を容易にす
る必要があり、そのために様々な工夫が考えられる。発
明者らは、ロール表面の温度をその軸方向に均等とする
ことについて、冷却水とロールスリーブの熱伝達を均一
化する手段として、冷却水をロールスリーブ内面に同じ
条件で流すための構造を検討したところ、ロール内面を
流れるスリット内の冷却水の圧力損失を均一とすること
で、冷却水の流速が一定となることを見出し、以下に述
べる極めて優れた均一冷却能を持つロールを発明するに
到った。
【０００８】すなわち、この発明は、ロール軸と、その
周面を覆って、かつロール軸との間で冷却水の流路を形
成するスリーブとをそなえる内部水冷型ロールであっ
て、該スリーブの内周面に、ロールの全周に沿って延び
る多数の冷却溝をロール軸方向に並列して形成し、上記
ロール軸の周面に、ロール軸の径方向に延びる給水路を
介して、ロール軸の一端に開口した給水口と連通し、ロ
ール軸の周面に沿って、その軸方向に延びる２本の給水
溝をロール軸心に関して対称となる位置にそれぞれ形成
するとともに、ロール軸の径方向に延びる排水路を介し
て、ロール軸の他端に開口した排水口と連通し、ロール
軸の周面に沿って、その軸方向に延びる２本の排水溝を
上記給水溝からロール軸の周方向に90゜離れた位置にそ
れぞれ形成したことを特徴とする内部水冷型ロールであ
る。
周面を覆って、かつロール軸との間で冷却水の流路を形
成するスリーブとをそなえる内部水冷型ロールであっ
て、該スリーブの内周面に、ロールの全周に沿って延び
る多数の冷却溝をロール軸方向に並列して形成し、上記
ロール軸の周面に、ロール軸の径方向に延びる給水路を
介して、ロール軸の一端に開口した給水口と連通し、ロ
ール軸の周面に沿って、その軸方向に延びる２本の給水
溝をロール軸心に関して対称となる位置にそれぞれ形成
するとともに、ロール軸の径方向に延びる排水路を介し
て、ロール軸の他端に開口した排水口と連通し、ロール
軸の周面に沿って、その軸方向に延びる２本の排水溝を
上記給水溝からロール軸の周方向に90゜離れた位置にそ
れぞれ形成したことを特徴とする内部水冷型ロールであ
る。
【０００９】ここで、実施に当たり、冷却溝の周方向長
さを等しくすることが有利である。また、給水溝および
排水溝の各々をロールの径方向に重なる２重構造とする
ことも可能である。
さを等しくすることが有利である。また、給水溝および
排水溝の各々をロールの径方向に重なる２重構造とする
ことも可能である。
【００１０】
【作用】ロールに均一冷却能を付与するには、そのスリ
ーブの内周面に形成した冷却溝内に冷却水を均等圧力の
下に流すことが肝要である。この発明に従うロールにお
いては、該冷却溝へ冷却水を供給する給水溝および冷却
溝に流した冷却水の排出を司る排水溝を、まず、ロール
軸の周面に沿って、その軸方向に延ばして形成し、ロー
ル軸方向での給水および排水を均一に行える構造とし
た。さらに、給水溝および排水溝がロール軸の周方向に
90°離間した位置、すなわち給水溝同士および排水溝同
士のそれぞれをロール軸心に関して対称となる位置で、
給水溝および排水溝が交互に出現させることによって、
ロール軸の周方向における冷却水の給排を均等に行える
構造とした。従って、冷却溝内を流れる冷却水の圧力
は、ロール軸の軸方向および周方向のいずれにおいても
均一になり、ロール冷却能の均一化が図れる。
ーブの内周面に形成した冷却溝内に冷却水を均等圧力の
下に流すことが肝要である。この発明に従うロールにお
いては、該冷却溝へ冷却水を供給する給水溝および冷却
溝に流した冷却水の排出を司る排水溝を、まず、ロール
軸の周面に沿って、その軸方向に延ばして形成し、ロー
ル軸方向での給水および排水を均一に行える構造とし
た。さらに、給水溝および排水溝がロール軸の周方向に
90°離間した位置、すなわち給水溝同士および排水溝同
士のそれぞれをロール軸心に関して対称となる位置で、
給水溝および排水溝が交互に出現させることによって、
ロール軸の周方向における冷却水の給排を均等に行える
構造とした。従って、冷却溝内を流れる冷却水の圧力
は、ロール軸の軸方向および周方向のいずれにおいても
均一になり、ロール冷却能の均一化が図れる。
【００１１】従って、この発明に従うロールは、その表
面からの抜熱が均等となるため、このロールを用いるこ
とによって、極めてヒートクラウンの小さい急冷薄帯を
製造することが可能になり、急冷薄帯幅方向の板厚偏差
は飛躍的に改善される。
面からの抜熱が均等となるため、このロールを用いるこ
とによって、極めてヒートクラウンの小さい急冷薄帯を
製造することが可能になり、急冷薄帯幅方向の板厚偏差
は飛躍的に改善される。
【００１２】また、ロールのスリーブ内周面の全周に沿
って延びる冷却溝を並列に設け、その出・入の流路長を
いずれの溝においても等しい長さとしたことから、これ
までに例のない冷却溝内の均一流速を得ることができ
る。そして、流量均一となることから、ロール表面への
供給熱量の増減に対して、冷却水流路のプロファイルを
変えることもできる。さらに、この発明のロールは、圧
力損失の均一化の他に、給水系と排水系をロール軸心に
関して対称形としたことから、ロールの芯振れをなくす
利点をも有する。
って延びる冷却溝を並列に設け、その出・入の流路長を
いずれの溝においても等しい長さとしたことから、これ
までに例のない冷却溝内の均一流速を得ることができ
る。そして、流量均一となることから、ロール表面への
供給熱量の増減に対して、冷却水流路のプロファイルを
変えることもできる。さらに、この発明のロールは、圧
力損失の均一化の他に、給水系と排水系をロール軸心に
関して対称形としたことから、ロールの芯振れをなくす
利点をも有する。
【００１３】
【実施例】さて、この発明の内部水冷型ロールの具体例
を、図１〜４に示す。図１は、ロール軸の一端面近傍の
断面を示し、図２は図１のＡ−Ａ線断面、図３は図１の
Ｂ−Ｂ線断面および図４は図１のＣ−Ｃ線断面、をそれ
ぞれ示す。図において、符号１はロール軸であり、この
ロール軸１の周面に沿ってスリーブ２を配設し、両者間
に冷却水を流して内部水冷ロールを構成する。スリーブ
２の内周面には、ロールの周方向に延びる多数の冷却溝
３をロール軸方向に並列して形成する。一方、ロール軸
１には、図２に示すように、その一端の軸心に冷却水の
給水口４を形成し、この給水口４から取り入れた冷却水
を、ロール径方向に延びる給水路5aおよび5bを介して、
ロール軸の周面に沿って、その軸方向に延びる２本の給
水溝6aおよび6bに導入する。ここで、給水溝6aおよび6b
は、ロール軸心に関して対称となる位置にそれぞれ形成
する。さらに、給水溝6aおよび6bから冷却溝３内に供給
された冷却水は、給水溝6aおよび6bからロール周方向に
それぞれ90°離れた位置に形成した、ロール軸の周面に
沿って、その軸方向に延びる２本の排水溝7aおよび7bか
ら、ロール軸の径方向に延びる排水路8aおよび8bを介し
て、ロール軸１の他端に設けた排水口９から排出され
る。
を、図１〜４に示す。図１は、ロール軸の一端面近傍の
断面を示し、図２は図１のＡ−Ａ線断面、図３は図１の
Ｂ−Ｂ線断面および図４は図１のＣ−Ｃ線断面、をそれ
ぞれ示す。図において、符号１はロール軸であり、この
ロール軸１の周面に沿ってスリーブ２を配設し、両者間
に冷却水を流して内部水冷ロールを構成する。スリーブ
２の内周面には、ロールの周方向に延びる多数の冷却溝
３をロール軸方向に並列して形成する。一方、ロール軸
１には、図２に示すように、その一端の軸心に冷却水の
給水口４を形成し、この給水口４から取り入れた冷却水
を、ロール径方向に延びる給水路5aおよび5bを介して、
ロール軸の周面に沿って、その軸方向に延びる２本の給
水溝6aおよび6bに導入する。ここで、給水溝6aおよび6b
は、ロール軸心に関して対称となる位置にそれぞれ形成
する。さらに、給水溝6aおよび6bから冷却溝３内に供給
された冷却水は、給水溝6aおよび6bからロール周方向に
それぞれ90°離れた位置に形成した、ロール軸の周面に
沿って、その軸方向に延びる２本の排水溝7aおよび7bか
ら、ロール軸の径方向に延びる排水路8aおよび8bを介し
て、ロール軸１の他端に設けた排水口９から排出され
る。
【００１４】また、図５(a) および(b) に示すロール
は、給水溝6aおよび6bそして排水溝7aおよび7bにおける
冷却水圧の安定化を図るため、これら溝のロール軸心側
に、さらに給水溝6cおよび6dそして排水溝7cおよび7dを
設けて２重構造とした例であり、その他の構成は上記実
施例と同様である。
は、給水溝6aおよび6bそして排水溝7aおよび7bにおける
冷却水圧の安定化を図るため、これら溝のロール軸心側
に、さらに給水溝6cおよび6dそして排水溝7cおよび7dを
設けて２重構造とした例であり、その他の構成は上記実
施例と同様である。
【００１５】次に、図１〜４に示したところに従うロー
ルを用いて、幅：200 mmおよび厚み：21μｍのアモルフ
ァス合金薄帯（組成：Fe78B13Si9at％）を製造したとき
の、薄帯幅方向における板厚変化について調べた。な
お、ロールの仕様は、下記に示すとおりである。また比
較として、特開昭59-54445号公報に開示の構造に従い、
外形および寸法は下記仕様と同様である、ロールを用い
て同様のアモルファス合金薄帯を製造し、その薄帯幅方
向における板厚変化について調べた。これらの調査結果
を図６に示すように、この発明に従うロールは極めて均
一性に優れた冷却能を持つため、得られる薄帯の幅方向
における板厚変化が極めて小さいことがわかる。
ルを用いて、幅：200 mmおよび厚み：21μｍのアモルフ
ァス合金薄帯（組成：Fe78B13Si9at％）を製造したとき
の、薄帯幅方向における板厚変化について調べた。な
お、ロールの仕様は、下記に示すとおりである。また比
較として、特開昭59-54445号公報に開示の構造に従い、
外形および寸法は下記仕様と同様である、ロールを用い
て同様のアモルファス合金薄帯を製造し、その薄帯幅方
向における板厚変化について調べた。これらの調査結果
を図６に示すように、この発明に従うロールは極めて均
一性に優れた冷却能を持つため、得られる薄帯の幅方向
における板厚変化が極めて小さいことがわかる。
【００１６】また、この発明に従う上記のロールにおけ
る、給水口での冷却水圧を種々に変えて流入し、給水溝
と排水溝とでそれぞれ冷却水の流速を測定したところ、
いずれの部分でも流速は15％以内の範囲にあることが判
ったが、上述の従来方式のロールではその範囲は40〜60
％にも及んだ。
る、給水口での冷却水圧を種々に変えて流入し、給水溝
と排水溝とでそれぞれ冷却水の流速を測定したところ、
いずれの部分でも流速は15％以内の範囲にあることが判
ったが、上述の従来方式のロールではその範囲は40〜60
％にも及んだ。
【００１７】
【発明の効果】この発明のロールを用いることにより、
ロール表面の熱変形による急冷薄帯幅方向の板厚分布は
均等となり、これまでの急冷薄帯の製造上の問題を解決
し得る。
ロール表面の熱変形による急冷薄帯幅方向の板厚分布は
均等となり、これまでの急冷薄帯の製造上の問題を解決
し得る。
【図１】この発明に従うロールの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】この発明に従う別のロールの断面図である。
【図６】板厚偏差の調査結果を示す図である。
１ ロール軸 ２ スリーブ ３ 冷却溝 ４ 給水口 5a，5b 給水路 6a，6b，6c，6d 給水溝 7a，7b 7c，7d 排水溝 8a，8b 排水路 ９ 排水口
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒川 克美 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 須原 俊 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 渋谷 清 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内
Claims (3)
- 【請求項１】ロール軸と、その周面を覆って、かつロー
ル軸との間で冷却水の流路を形成するスリーブとをそな
える内部水冷型ロールであって、 該スリーブの内周面に、ロールの全周に沿って延びる多
数の冷却溝をロール軸方向に並列して形成し、 上記ロール軸の周面に、ロール軸の径方向に延びる給水
路を介して、ロール軸の一端に開口した給水口と連通
し、ロール軸の周面に沿って、その軸方向に延びる２本
の給水溝をロール軸心に関して対称となる位置にそれぞ
れ形成するとともに、ロール軸の径方向に延びる排水路
を介して、ロール軸の他端に開口した排水口と連通し、
ロール軸の周面に沿って、その軸方向に延びる２本の排
水溝を上記給水溝からロール軸の周方向に90゜離れた位
置にそれぞれ形成したことを特徴とする内部水冷型ロー
ル。 - 【請求項２】 冷却溝の周方向長さを等しくした請求項
１に記載のロール。 - 【請求項３】 給水溝および排水溝の各々をロールの径
方向に重なる２重構造とした請求項１に記載のロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5066795A JP2912111B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 内部水冷型ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5066795A JP2912111B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 内部水冷型ロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277808A true JPH06277808A (ja) | 1994-10-04 |
| JP2912111B2 JP2912111B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=13326164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5066795A Expired - Fee Related JP2912111B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 内部水冷型ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2912111B2 (ja) |
Cited By (8)
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| CN107052287A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-08-18 | 广东合新材料研究院有限公司 | 非晶合金射流急冷装置 |
| CN111185580A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-22 | 涿神有色金属加工专用设备有限公司 | 一种分段调整冷却水流量的铸轧辊 |
| CN113020274A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-25 | 山西铄金高温材料科技有限公司 | 一种可均匀降低轧辊温度的内冷却系统 |
| CN114789239A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-07-26 | 无锡诚材科技有限公司 | 一种周向槽纳米晶结晶器 |
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-
1993
- 1993-03-25 JP JP5066795A patent/JP2912111B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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