JPH0942462A

JPH0942462A - シール冷却用リング

Info

Publication number: JPH0942462A
Application number: JP7211268A
Authority: JP
Inventors: Takao Hirayasu; 琢雄平安; Shuji Iida; 周次飯田; Hiroki Kusuda; 裕樹楠田
Original assignee: Nok Corp; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nok Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高熱下でのシールの寿命延長を図り得るシール
冷却用リングを提供する。【解決手段】ロール１と支持軸２の間に介在され、一側
面１１がロール１に接触し、他側面１２がシール部材７
に接触する環状のリング本体１０を有し、リング本体１
０内部にはリング本体１０を介してシール部材７を冷却
する冷却媒体を導入可能な空洞部１３が設けられている
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば連続鋳造機の
高熱の鋳片に回転接触するロールのシール等、高熱環境
下で使用されるシール部材の冷却用に用いられるシール
冷却用リングに関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造機では、図３に示すように、鋳
型部（図示せず）から連続して引き抜かれる高熱の鋳片
１００にエプロンロール等のロール１０１が回転接触し
ている。これらのロール１０１は高熱になるために、従
来からロール１０１内部に冷却水を流して冷却してお
り、冷却水を密封するために、ロール１０１両端にシー
ル部１０２が設けられている。

【０００３】すなわち、図４(ａ)，図５(ａ)に拡大して
示すように、ロール１０１は中空円筒形状で、固定され
た支持軸１０３にベアリング１０４を介して回転自在に
支持されており、ロール１０１と支持軸１０３の間の環
状空間１０５に冷却水が導入されている。そして、環状
空間１０５の両端位置に、環状空間１０５内の冷却水を
密閉するシールリング１０６あるいはリップシール１０
７，１０８が装着されていた。

【０００４】シールリング１０６としては、従来から耐
熱性を考慮して、フッ素ゴム等の耐熱ゴム製のバックア
ップリング１０６ａとフッ素樹脂等の耐熱樹脂製の樹脂
リング１０６ｂとを組み合わせた組み合わせリングが用
いられている。

【０００５】また、リップシール１０７，１０８につい
ても、フッ素ゴム等の耐熱ゴム製のものが使用されてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術の場合には、ロール１０１に直接シール部材
が接触しているので、１４５０［°Ｃ］の鋳片の高熱が
シール部材に伝達されてシールリング１０６あるいはリ
ップシール１０７，１０８が熱変形し、短期間でロール
１０１内部を通っている冷却水が外部に噴出するという
問題があった。

【０００７】たとえば、シールリング１０６について
は、図４(ｂ)，(ｃ)に示す正規の形状から、図４(ｄ)，
(ｅ)に示すように、樹脂リング１０６ｂおよびバックア
ップリング１０６ａに大きな永久歪が発生してしまう。

【０００８】また、リップシール１０７，１０８につい
ては、図５(ｂ)，(ｃ)に示す正規の形状から、図５
(ｄ)，(ｅ)に示すように、ゴムが焼けただれて熱変形
し、連続鋳造機運転開始後、１ケ月でロール１０１の内
部を通っている多量の冷却水が外部に噴出してしまう。

【０００９】冷却水が鋳片１００に多量にかかると、鋳
片１００が割れて不良品が発生し、生産を停止せざるを
得なくなる。

【００１０】また、冷却水はベアリング１０４を通じて
外部に噴出するので、ベアリング１０４を潤滑するグリ
ースが流出してしまい、いきおいベアリング１０４の寿
命も短くなる。

【００１１】したがって、従来はこのような不具合が出
る前に、シール部材やベアリング等のロールセグメント
を定期的に交換することになるが、交換時期が短期間で
あり、セグメントの整備作業時間・整備人員・整備費用
が増大するという問題があった。

【００１２】本発明は上記した従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
シールの寿命延長を図り得るシール冷却用リングを提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、互いに相対回転自在に組み付け
られる２部材間に装着されるシール部材を冷却するシー
ル冷却用リングであって、少なくとも一方の部材とシー
ル部材の間に介在され、一側面が前記一方の部材に接触
し、他側面が前記シール部材に接触する環状のリング本
体を有し、該リング本体内部には該リング本体を介して
シール部材を冷却する冷却媒体を導入可能な空洞部が設
けられていることを特徴とする。

【００１４】シール部材は相対回転する２部材間に装着
されるが、少なくとも一方の部材に対しては直接接触せ
ず、シール冷却用リングを介して間接的に接触する。他
方の部材に対して直接接触してもよいし、やはりシール
冷却用リングを介して接触するようにしてもよい。

【００１５】このシール冷却用リングに設けられた空洞
に供給される冷却媒体により熱が効率的に吸収され、一
方の部材が高熱になっても、シール部材の温度上昇を低
減することができる。

【００１６】したがって、高熱によるシール部材の永久
歪や熱変形を防止でき、シールの寿命延長を図ることが
できる。

【００１７】上記リング本体のシール部材との接触面
は、シール部材が摺動自在に密封接触する密封摺動面と
することが好適である。

【００１８】このようにすれば、摺動発熱についても吸
収することができる。

【００１９】また、相対回転自在に組み付けられる２部
材は、支持軸と、該支持軸にベアリングを介して回転自
在に支持される中空のローラであって、中空のローラを
冷却するための冷却媒体が中空のローラ内周と支持軸外
周間の環状空間に導入され、前記シール部材は前記冷却
媒体をシールするべく環状空間の両端部に設けられ、シ
ール冷却用リングのリング本体の空洞部は、前記環状空
間に臨んで開口して前記冷却媒体を空洞部に導入するこ
とが効果的である。

【００２０】このように、中空ロールを冷却する冷却媒
体をシール冷却用リングの空洞部に導入するようにすれ
ば、中空ロールとシール冷却用リングを同じ冷却媒体で
冷却することができる。

【００２１】そして、高熱下においても、長期にわたっ
てシール部材が劣化することなく冷却媒体の噴出を防止
できるので、ベアリングのグリースの流出も防止でき、
ベアリングの寿命延長が図れる。

【００２２】また、シール部材から冷却媒体が外部に噴
出しないので、当初設計通りの量の冷却媒体が各ロール
に行き渡り、ロールの冷却効果が飛躍的に向上するので
ロールの変形が無くなりロールの寿命延長が図れる。

【００２３】一方、連続鋳造機ロールの軸封部に適用し
て、中空ローラを連続鋳造機用の高熱の鋳片に回転接触
するようにすれば、シール部材から冷却水が外部に噴出
しないので、冷却水による鋳片の割れが無くなり、鋳片
の不良率が大幅に減少する。

【００２４】連続鋳造機セグメントの交換期間が飛躍的
に延びるので、セグメントの整備作業時間、整備人員、
整備費用が大幅に削減できる。

【００２５】

【実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態に基づ
いて説明する。

【００２６】図１は本発明の実施の一形態に係るシール
冷却用リングが用いられる連続鋳造機用ロールが示され
ている。

【００２７】このロール１は中空円筒状部材で、固定さ
れた支持軸２に対して、支持軸２の両端に設けられた一
対のベアリング３を介して回転自在に支持されている。
そして、この中空のロール１を冷却するための冷却媒体
としての冷却水４が中空のローラ１内周と支持軸２外周
間の環状空間４に導入される。

【００２８】固定支持軸２の一端には環状空間４に冷却
水を供給する供給通路５が、他端には冷却水を排出する
排出通路６が設けられ、常に新しい冷却水が環状空間４
に通水されるように構成されている。

【００２９】一方、この環状空間４の冷却水をシールす
るべく環状空間４の両端部にシール部材としてのシール
リング７が装着されている。このシールリング７は、フ
ッ素樹脂等の耐熱性樹脂材料よりなる樹脂リング７１
と、フッ素ゴム等の耐熱性ゴム材料よりなるゴムリング
７２とを組み合わた組み合わせタイプのものを用いてい
る。すなわち、支持軸２の外周に設けられたリング溝８
内に、ゴムリング７２を内側、樹脂リング７１を外側に
して装着され、樹脂リング７１が摺動面となっている。

【００３０】もちろん、シール部材としてはシールリン
グ７に限らず、例えば、従来例で示したリップシールを
用いることができるし、その他公知の種々のシール部材
を適用することができる。

【００３１】そして、ロール１とシールリング７との間
にはシール冷却用リングＡが装着されており、このシー
ル冷却用リングＡに樹脂リング７１が摺動接触するよう
になっている。

【００３２】シール冷却用リングＡは円筒状のリング本
体１０を有し（図１(ａ)，図２参照）、一側面であるリ
ング本体１０の外周面１１がロール１内周に嵌着固定さ
れ、他側面である内周面１２がシールリング７外周側の
樹脂リング７１と摺動接触するようになっている。

【００３３】また、リング本体１０の内部には、冷却水
を導入する空洞部１３が設けられている。この空洞部１
３はリング本体１０の軸方向一端である第１端面１４に
軸方向に穿設された穴によって構成され、シールリング
７を取り囲むように円周方向に等配されている。この第
１端面１４はロール１内周に形成された段部１ａに軸方
向に当接し、当接面間がＯリング９によって密封されて
いる。

【００３４】一方、上記第１端面１４と反対側の第２端
面１５は段付き形状となっており、外周側が軸方向ベア
リング３側に延びており、この延長部１６の先端がベア
リング３の外輪に当接されている。ベアリング３の大気
側は止め輪１７によって軸方向に位置決めされている。

【００３５】上記構成において、シールリング７はロー
ル１と支持軸２間に装着されるが、ロール１に対しては
直接接触せず、シール冷却用リングＡを介して間接的に
接触する。したがって、ロール１外周が高熱の鋳片Ｉに
回転接触して高温となっても、熱はシール冷却用リング
Ａ内を流れる冷却水に吸収されてシールリング７に直接
伝達されない。冷却水は、支持軸２に設けられた供給
通路５を介してロール１内周の環状空間４に流入しロー
ル１の熱を吸収するものであるが、環状空間４に流入し
た冷却水の一部がリング本体１０の空洞部１３に流入
し、シールリング７に伝わる熱を吸収する。空洞部１３
によってシール冷却用リングＡの冷却面積を増大させて
いるので、熱を効率的に吸収することができる。なお、
この実施例では、リング本体１０とシールリング７間の
摺動熱についても吸収される。

【００３６】このように、ロール１が高熱になっても、
ロール１からシールリング７側に伝わる熱は低減され、
シールリング７の温度上昇を低減することができる。し
たがって、高熱によるシールリング７の永久歪や熱変形
を防止でき、シールの寿命延長を図ることができる。

【００３７】実験によれば、従来のようにロール１を冷
却するだけでは、シール部分の温度がシールリング７を
構成するフッ素ゴムやフッ素樹脂等の耐熱温度（２３０
［°Ｃ］）限界を超える場合があった。

【００３８】本発明のシール冷却用リングＡを用いるこ
とにより、１４５０［°Ｃ］の鋳片Ｉにロール１が接触
する場合でも、シール部分の温度が急激に低下し、シー
ル材料の耐熱限界温度（２３０［°Ｃ］）以下にするこ
とができた。従来はシール部材の交換が一ヶ月であった
が、本発明のシール冷却用リングＡを用いることによ
り、６ヶ月使用しても樹脂リング７１のフッ素樹脂に永
久歪が発生せず、また、ゴムリング７２のフッ素ゴムに
硬度変化（テスト前のゴム硬度８０度がテスト後も８０
度）もなく、シールリング７の寿命延長を図ることがで
きた。

【００３９】したがって、連続鋳造機セグメントの交換
期間が飛躍的に延び、セグメントの整備作業時間、整備
人員、整備費用が大幅に削減できる。

【００４０】また、長期にわたってシールリング７等の
シール部材が劣化することなく冷却水の噴出を防止でき
るので、ベアリング３のグリースの流出も防止でき、ベ
アリング３の寿命延長が図れる。

【００４１】また、シールリング７から冷却水が外部に
噴出しないので、当初設計通りの量の冷却水が各ロール
１に行き渡り、ロール１の冷却効果が飛躍的に向上する
のでロール１の変形が無くなりロール１の寿命延長が図
れる。

【００４２】さらに、冷却水が外部に噴出しないので、
冷却水による鋳片Ｉの割れが無くなり、鋳片Ｉの不良率
が大幅に減少する。

【００４３】なお、上記実施の形態では、ロール１側に
のみシール冷却用リングを装着したが、支持軸側にシー
ル冷却用リングを装着するようにしてもよい。

【００４４】また、上記実施の形態では、シールリング
が摺動接触する側にシール冷却用リングを装着したが、
固定接触する側が高熱となる場合には、固定接触側にシ
ール冷却用リングを装着してもよい。

【００４５】また、上記実施の形態では、シール冷却用
リングを連続鋳造機のロールのシール部に適用する場合
を例にとって説明したが、これに限定されるものではな
く、高温条件下で使用される種々の回転シール部に広く
使用することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シール部材をシール冷却用リングを介して取り付けたの
で、シール部材の温度上昇を可及的に低減することがで
き、高熱によるシール部材の永久歪や熱変形を防止で
き、シールの寿命延長を図ることができる。

【００４７】シール冷却用リングとシール部材との接触
面を、密封摺動面とすれば、摺動発熱についても吸収す
ることができる。

【００４８】また、中空ロールを冷却する冷却媒体をシ
ール冷却用リングの空洞部に導入するようにすれば、中
空ロールとシール冷却用リングを同じ冷却媒体で冷却す
ることができる。

【００４９】そして、高熱下においても、長期にわたっ
てシール部材が劣化することなく冷却媒体の噴出を防止
できるので、ベアリング部のグリースの流出も防止で
き、ベアリングの寿命延長が図れる。

【００５０】また、シール部材から冷却媒体が外部に噴
出しないので、当初設計通りの量の冷却媒体が各ロール
に行き渡り、ロールの冷却効果が飛躍的に向上するので
ロールの変形が無くなりロールの寿命延長が図れる。

【００５１】さらに連続鋳造機ロールの軸封部に用いれ
ば、シール部材から冷却水が外部に噴出しないので、冷
却水による鋳片の割れが無くなり、鋳片の不良率が大幅
に減少する。

【００５２】さらにまた、連続鋳造機セグメントの交換
期間が飛躍的に延びるので、セグメントの整備作業時
間、整備人員、整備費用が大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の一形態に係るシール冷却
用リングが装着された連続鋳造機のロールの断面図であ
る。

【図２】図２はシール冷却用リングを示す図である。

【図３】図３は従来の連続鋳造機のロール配置構成を示
す図である。

【図４】図４(ａ)は従来の鋳造機ロールの断面図、同図
(ｂ)〜(ｅ)は同図(ａ)のロールに用いられるシール部材
の変形前と変形後の形状を示す図である。

【図５】図５(ａ)は他の従来の鋳造機ロールの断面図、
同図(ｂ)〜(ｅ)は同図(ａ)のロールに用いられるシール
部材の変形前と変形後の形状を示す図である。

【符号の説明】

１ロール２支持軸３ベアリング４冷却水５供給通路６排出通路７シールリング（シール部材）７１樹脂リング７２ゴムリング８リング溝９ＯリングＡシール冷却用リング１０リング本体１１外周面（一側面）１２内周面（他側面）１３空洞部１４第１端面１５第２端面１６延長部１７止め輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者楠田裕樹和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工業株式会社和歌山製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに相対回転自在に組み付けられる２部
材間に装着されるシール部材を冷却するシール冷却用リ
ングであって、少なくとも一方の部材とシール部材の間に介在され、一
側面が前記一方の部材に接触し、他側面が前記シール部
材に接触する環状のリング本体を有し、該リング本体内部には該リング本体を介してシール部材
を冷却する冷却媒体を導入可能な空洞部が設けられてい
ることを特徴とするシール冷却用リング。
【請求項２】リング本体のシール部材との接触面は、シ
ール部材が摺動自在に密封接触する密封摺動面である請
求項１に記載のシール冷却用リング。
【請求項３】相対回転自在に組み付けられる２部材は、
支持軸と、該支持軸にベアリングを介して回転自在に支
持される中空のローラであって、中空のローラを冷却するための冷却媒体が中空のローラ
内周と支持軸外周間の環状空間に導入され、前記シール部材は前記冷却媒体をシールするべく環状空
間の両端部に設けられ、シール冷却用リングのリング本体の空洞部は、前記環状
空間に臨んで開口して前記冷却媒体を空洞部に導入する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のシール冷却
用リング。
【請求項４】中空ローラは連続鋳造機用の高熱の鋳片に
回転接触するものである請求項３に記載のシール冷却用
リング。