JPS591127B2 - 圧延用組立ロ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は胴部スリーブとこれに隣接するネック部スリー
ブとを夫々ロール軸上に焼嵌めしてなる圧延用組立ロー
ルに関し、特に胴部スリーブにネック部スリーブからト
ルクを伝達させ、それによって胴部スリーブの焼嵌め代
を小さくすることが出来るようにしたものに関する。

鉄鋼圧延用ロールは直接圧延材と接する胴部とロール軸
部とは要求される性質が異なり、そのため胴部は耐摩耗
性、耐熱亀裂性に優れた材料とし。

ロール端部を強靭性に富んだ材料とするいわゆる複合ロ
ールが多く使われている。

又、胴部が廃却径まで摩耗したり、クラックが発生した
場合、ロール全体を廃却すると不経済であり、このため
胴部を取替可能なスリーブとするスリーブ組立ロールも
採用されている。

即ち、胴部表面に要求される性質に適した材料から成る
スリーブを１強靭材から成るロール軸に焼嵌めし、スリ
ーブが廃却径になれば捨ててしまい、新しいスリーブを
再組立て使用に供するのであり経済的である。

一般にロールの形状は胴部の直径が犬きく、軸受部径が
小さいのが普通であり、その比率は胴部径を１００とす
ると、軸受部径は４０〜６０係であり、このような形状
のロールでは上記のスリーブ組立方式が容易に採用でき
る。

しかしながら。例えば第１図に示す４段圧延機のワーク
ロールの場合では、胴部の両側には直接圧延材と接しな
くて、胴部径と余り差のないネック部が有り、この場合
、ネック部径は胴部径の６０〜８０係であって、胴部の
みをスリーブで形成するとスリーブは薄肉のものとなっ
て実際上スリーブ組立方式を採用することが不可能であ
る。

この問題を解決するためには、一体若しくは別体とされ
たスリーブにより、胴部、ネック部、必要な場合は軸受
部も含めてスリーブで形成すれば良く、かくすればその
胴部スリーブに比較的大きな肉厚が確保でき、これによ
りワークロール等の胴部とネック部の径の小さい形状の
ロールに於いても、焼成め等によりスリーブをロール軸
に固定するスリーブ組立方式が可能とされる。

ところで、一般に焼成めによりスリーブをロール軸に外
嵌固定する場合、焼成めによる締付力によって圧延に必
要なトルクをロール軸からスリーブに伝達するのである
が、伝達トルクを犬きくするためには焼成めによる締付
力を犬きく、つまり焼成め代を犬きくする必要がある。

又胴部スリーブは圧延時（特に熱間圧延時）の熱により
膨張するため、この温度弛緩匠よる焼成め締付力の圓下
を考慮して、その分だけ余分に焼成め代を大きくする必
要がある。

従って常時円滑にロール軸からの必要なトルクが伝達さ
れるためには胴部スリーブに要求される焼成め代は相当
大きなものとなる。

これに伴い、胴部スリーブ内面には接線方向に大きな引
張応力が発生し、スリーブ自体の強度が不足するとスリ
ーブが破壊することになり、胴部スリーブの材質の選定
には強度の制限が付加される。

一方、胴部スリーブはその使用目的から１本来耐摩耗性
に優れた。

つまり高硬度の材料であることが望ましいが、硬い材料
は強度面で劣る傾向があり、従ろて、胴部スリーブに耐
摩耗性の優れた材料を選定することには限界がある。

この対策としては、胴部スリーブを複合材で形成して、
スリーブの表面層は高硬度の耐摩耗性材とし、内層は大
きな焼成め代に耐える強靭材とすることも可能であるが
、ワークロール等では胴部径とネック部径の差が前述の
如く小さくスリーブを厚くするのに限界があわ、実際上
このような複合材の不リーブを製造することは不可能で
ある。

このような技術背景に鑑み本発明は、圧延に供する胴部
スリーブには可及的耐摩耗性重点の材料が選定出来るよ
うその組立構造を工夫すると共に胴部スリーブに必要な
トルクを圧延に供しないネック部スリーブを介して伝達
し、それにより胴部スリーブの焼成め代を小とせんとす
るものであり。

従ってその特徴とする処は、ロール軸上に、胴部スリー
ブと該胴部スリーブに隣接するネック部の少なくとも一
方にネック部スリーブな外嵌固定して組立てられるロー
ルであって、胴部スリーブはアダマイト材等の耐摩耗性
、耐熱亀裂性に優れる材質から形成されると共に、小さ
な焼成め代でロール軸上に焼成めされ、一方ネツク部ス
リーブは鋳鋼、鍛鋼等の強靭材から形成されると共に、
大きな焼成め代でロール軸上に焼成められており。

かつ該ネック部スリーブと胴部スリーブとの対接部分に
は、前者に凸部を後者匠凹部を設け、凸部を凹部に嵌合
して軸径方向に拘束しない状態で両者を係合し、胴部ス
リーブにネック部スリーブを介してロール軸からトルク
を伝達するように構成した点にある。

却下図示の実施例に基づいて説明すると、第１図は一例
として４段圧延機のワークロールを示し。

これら胴部径ａとネック部径すの差の小さい形状のロー
ルに於いては、スリーブ組立方式を採用可能とするため
には、つまり胴部のスリーブ厚さを充分確保するために
は、胴部及びネック部を一体若しくは別体スリーブと形
成する必要がある。

即ち１図に於いて１は片側のネック部を一体としたロー
ル軸であり、２は直接圧延材に供される胴部スリーブ、
３は該胴部スリーブに隣接し圧延に供されないネック部
スリーブであり、胴部スリーブ２の内径ｄ、ネック部ス
スリーブの内径ｅはロール軸１の軸受部径Ｃよりも少し
大きい程度であり。

夫々のスリーブ２，３はロール軸１に焼成め固定されて
いる。

上記の場合６片側のネック部をロール軸１と一体に形成
したものを例示したが、勿論両側のネック部を共にスリ
ーブで形成することも出来る。

ただ経済性や作業性の面からは上記の如く片側のネック
部をロール軸１と一体とする方が有利である。

上記胴部スリーブ２の焼成め代はネック部スリーブの焼
成め代よりも小さく設定しである。

つまり胴部スリーブ２は圧延に必要なトルクの全部を胴
部スリーブ２自体の焼成め締付力によって伝達されるの
ではなく、隣接するネック部スリーブ３から圧延に要す
るトルクの一部又は全部が伝達されるようネック部スリ
ーブ３と胴部スリーブ２とがその対接部分で相互に係合
されているのである。

これを詳述すると、第２図の拡大図に於いて、ネック部
スリーブ３は胴部スリーブ２の端面に密接されていると
共に、第３図に示すようにネック部スリーブ３の胴部ス
リーブ２側の端面には半周凸部５が設けられており、こ
の凸部５と対応して胴部スリーブ２の端面には凹部６が
設けられており。

凸部５が凹部６に嵌め込まれて、ネック部スリーブ３か
ら胴部スリーブ２Ｖｃ：）ルクが伝達出来るよう両者の
スリーブ２，３が係合されているのである。

尚、ネック部スリーブ３と胴部スリーブ２とを係合させ
る手段としては、上記の場合に限らず。

例えば第４図に示すよう凸部５を複数個を設けて。

これに対応する凹部６も複数個とすることも出来る。

このさい上記凹凸嵌合は胴部スリーブ２とネック部スリ
ーブ３とが軸径方向に拘束しないよう工夫しておく必要
がある。

すなわちスリーブ２，３は夫々焼成めされるのであるか
ら、凹部６及び凸部５はスリーブ２，３が軸径方向に収
縮しても支障のない形状とする必要がある。

また凸部５の高さ乃至凹部６の深さはトルクを円滑に伝
達するのに充分な保合面積と成るよう設定する必要があ
る。

そして又、後述するようにネック部スリーブ３は強靭材
とし、胴部スリーブ２は耐摩耗性材とするのであるから
、凸部５はあくまでもネック部スリーブ３に設ける事が
強度的に必要である。

更に、ネック部スリーブ３と胴部スリーブ２との保合に
おいては、トルクの伝達を一層向上させるために１例え
ば第５図に示すように、ネック部スリーブ３と胴部スリ
ーブ２との接合面に接着剤７を添加することも出来、シ
ョク）Ｋよる凹凸の付与や金属粉の添加等の手段も適宜
使用可能である。

このように胴部スリーブ２とネック部スリーブ３とが相
互に係合されて、圧延時に胴部スリーブ２に要するトル
クの一部又は全部がネック部スリーブ３を介して伝達出
来るようにしたものでは。

胴部スリーブ２の焼成め締付力を軽減すること。

換言すれば焼成め代を小さくすることができる。

従って胴部スリーブ２の内面に発生する引張応力が小さ
くなり１組立構造の工夫によるスリーブ２の厚肉化と相
俟って胴部スリーブ２の材質に付加されていた強度の制
限が緩和され１例えばアダマイト材等の耐摩耗性、耐熱
亀裂性に優れた材料を選定することが可能である。

一方、ネック部スリーブ３は胴部スリーブ２にトルクを
伝達するために、 又胴部スリーブ２のスラスト防止効
果を得るためにも強くロール軸ｉＶｃ焼成めする必要が
あり。

従って鋳鋼、鍛鋼等の強靭材により形成するのである。

次に第６図は他の実施例を示し、その胴部スリーブ２を
一層厚肉のものとしスリーブ寿命を延長すへく、胴部ス
リーブ２．ネック部スリーブ３゜軸受部スリーブ４を設
ける場合を示すもので、この場合、胴部スリーブ２の内
径ｄ、ネック部ススリーブの内径ｅは、軸受部の外径Ｃ
より小さいのである。

この実施例に於いても、前記の実施例と同様にネック部
スリーブ３から胴部スリーブ２にトルクが伝達されるよ
う両者を係合（図示省略）すれば良い。

又、軸受部スリーブ４は薄肉のものであるから、ネック
部スリーブ３と同様に強靭材で形成する。

なお第１図匠於て、軸１と一体となった片側のネック部
と胴部スリーブ２との接合部にも、トルクを伝達可能と
すべく、保合部を設けることも可能であり１本発明の主
旨を倍加するものとなり得る。

次に具体例をあげて果に本発明を詳述する。

〔具体例〕

第１図の実施例に於いて 胴部径ａ ＝９７９ｍｉ ネック部径ｂ ＝７２２ｍｌｌＬ胴部スリーブ
内径ｄ ＝５４７ｍＴＬ 胴部長さ ：３００ｍｆｆ１ ネツ′し部長さく片側）：２００ｍｆｆ１とし。

胴部スリーブの材料を Ｃ％ ２．５ 特殊高硬度アダマイト材（引張強さ
５５ｋｇ／ｍ４ ） ネックスリーブの材料を ０％０．９ 鋳鋼（引張強さ ９５ ｋｇ／ｌｒｄ
）とすると必要なトルクＴは、定格４０００ＫＷで。

４３ｒｐｍ で圧延する場合、（１）式で与えられれ。

温度弛緩は胴部スリーブのみであわ、ネック部は全くな
く、その湿度弛緩の最大は片側で０．２１ｎｍであると
考えられる。

従って焼成めによって耐え得る最大トルクは となり、必要トルクの３．１倍であるため使用上全く問
題ない。

本発明を実施しない場合１本発明と同一トルクに耐え得
るようにするためには焼成め代を０．３９十０．２（温
度弛緩分）−０，５９にする必要があり。

その場合、σθ＝１４．２となり安全率は３．９となっ
て圧延圧力等を考慮すれば非常に危険である。

実際度々破損したことがある。

９上詳細に説明したように本発明は、スリーブ組立方式
の採用の困難な形状のロールに於いて。

胴部と共にネック部にもスリーブを組込んでロールを構
成するようにしたから、その胴部スリーブの肉厚を犬き
くすることができ、そのさいネック部スリーブから胴部
スリーブにトルクが伝達できるように両者を係合させた
から、胴部スリーブの焼成め代を小とすることができた
のである。

従って、圧延時にスリーブの破壊事故の虞れは少なくな
ると共に、胴部スリーブを耐摩耗性、耐熱亀裂性の優れ
た材料で形成することが可能であわ、スリーブの寿命を
大巾に改善し得る。

このように本発明を圧延用組立ロールに適用すれば、ロ
ール全体の経済性及び寿命を改善する効果があり、特匠
冒頭に述べた胴部径とネック部径の差の小さい形態のロ
ールにおいて格別の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明忙係るワークロールの側断面図であわ、
第２図Ｉは同要部拡大図、第２図■は同拡大正面図であ
り、第３図、第４図はネック部スリーブの凸部を示す斜
視図であり、第５図は胴部スリーブとネック部スリーブ
の接合面に於ける接着剤の添加を示す拡大図であり、第
６図は本発明に係る他の実施例を示す正断面図である。 １・・・ロール軸、２・・・胴部スリーブ、３・・・ネ
ック部スリーブ、４・・・軸受部スリーブ、５・・・凸
部、６・・・凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロール軸上に、胴部スリーブと該胴部スリーブに隣
   接するネック部の少なくとも一方にネック部スリーブを
   外嵌固定して組立てられるロールであって。 胴部スリーブはアダマイト材等の摩耗性、耐熱亀裂性に
   優れる材質から形成されると共に、小さな焼嵌め代でロ
   ール軸上に焼嵌めされ、一方ネツク部スリーブは鋳鋼、
   鍛鋼等の強靭材から形成されると共に、太きに焼嵌め代
   でロール軸上に焼嵌められており。 かつ該ネック部スリーブと胴部スリーブとの対接部分に
   は、前者に凸部を後者に凹部を設け、凸部を凹部に嵌合
   して軸径方向に拘束しない状態で両者を係合し、胴部ス
   リーブにネック部スリーブを介してロール軸からトルク
   を伝達するように構成したことを特徴とする圧延用組立
   ロール。