JPS6322226A - 水冷ロ−ル - Google Patents

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、連続鋳造用ロー乞ホットレペラー用ロール、
炉内ローラ、分塊圧延用ローラ等、ロール表面部に赤熱
状態の鋼片が接触しわるいは高温雰囲気で使用されて高
熱負荷と比較的高荷重とを受ける種類のロール、特に水
冷ロールの改良構造に関する。

（従来の技術） 上記種類のロールとしては、ロール全体が昇温しで強度
低下をきたすのを防止するため、従来、ロール中心・部
に直径３０〜１ｏｏ−、通常５０〜８０−の孔を設けて
通水する水冷ロールが多く使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の従来技術の水冷ロールは長期間使用を継続すると
、中心水冷孔表面が腐蝕し、赤錆、スケール、水あか等
が付着して閉塞傾向となる。

例えば３ヶ月実機使用すると水冷孔表面に５〜１５−厚
さのＦｅ０１ＦｅｚＯｓ、Ｆｅ　（σ−■）ｚを主成分
とし一部Ｆｅ　Ｑ）　ｓ、Ｓｔｏｗ、ＣａＯ１Ｍｇ　ｏ
を含有する腐蝕生成物質が付着する。水冷孔表面が腐蝕
しても、放置して手入れを行なわなかった場合は、水冷
効果が低下する結果、ロール全体が昇温しで強度低下が
起シ、さらに表面亀裂が多発し亀裂の伝播が促進され、
・水もれ事故や折損事故が多発する。

従ってこの種ロールは定期的に、かなり頻繁に水冷孔の
旋削を実施して水冷機能を更新しロール寿命の延長を図
る必要がらり、その際にはロール表面の亀裂が水冷孔に
到達するか否かを検討して亀裂を溶接補修するかロール
を廃却するか否かを検討する。この水冷孔のポーリング
により、水冷孔径が次第て大きくなり、ロールは有効断
面積が減少して耐力強度不足となって折損事故が時々発
生する。このロールの水冷孔のポーリングによる保守お
よび延命策は手数と時間と周到な配慮を要する。

本発明は、従来技術のこの種水冷ロールの前記問題点を
解決し、長期にわたって水冷機能が高い水準に保持され
、高熱負荷、高荷重を主因とするロールの水もれ事故、
折損事故が起り難く、保守補修の負担の少い新規構造の
水冷ロールを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用）前記目的は、本
発明の水冷ロールにおいては、ロールの軸方向中心部に
設ける水冷孔を、ロール本体の内径ｄの中心孔の内周に
金属パイプをってはめあわせて形成することにより達成
される。ロール本体に一体化泗せる金属パイプとしては
軟質系でダクテイリテイのある材質のものが好ましい。

゛以下、本発明の水冷ロールを添は図を参照し実施例に
即して具体的に説明する。第１図は本発明のロールの代
表例の物理的構成を示す縦断側面図、第２図はその縦断
端面図を示す。

このロールは、ロール本体（１）はこの種ロールに適す
る重量％組成がＯＯ，１５−０，５５、Ｍｎ０．８〜１
．５、Ｓｉ　０．２５−０．４５、Ｏｒ　０．８５−２
．５５、Ｍｏ０．３５〜１．２０の低合金鋼を運定し、
その胴部の外周面は下盛溶接（２）を施しでらに上盛溶
接（３）を施して耐熱、耐摩耗、耐亀裂の特質を増強す
る。ロール本体（１）の軸方向中心部には径ｄが５０−
８０−程度の中心孔（４）が施削により形成される。

中心孔（４）の内周には本発明のはめあい関係を以って
金属パイプ（５）がしまりばめではめあわされて結合で
れ水冷孔（６）が形成されている。冷却水に直接接触す
る金属パイプ（５）の材質は、アルミニウム、アルミニ
ウム合金、アルマータ処理管、亜鉛メンキパイプ、溶射
被覆パイプ等張して軟質系でダクライリテイのある材質
を用いる他、耐蝕性の向上のだめキュプロニッケル、イ
ンコ不乞インコロイ、ジルカロイ、モネルメタル、ハス
テロイ、チタン、銅、銅合金等を適宜選択できる。ロー
ル本体の中心孔（４）の内周面および金属パイプ（５）
の外周面ははめあいに適合する平滑さに仕上げて置くこ
とは勿論である。

（７）は水冷孔（６）の中心を通る給水パイプで、それ
と反対のロール端部にはエンドプレート（８）がボルト
（９）によりシールを施して結合され水冷孔（６）の他
端が閉塞されている。冷却水は給水パイプＬ７）　ｔ　
通り　、エンドプレート（８）のある端部で折返して給
水パイプ（７）外面と金属パイプ（５）との間の環状断
面の通路を通りその間にロール本体を冷却して給水と同
じ端部から排出される。給水パイプ（５）　、エンドプ
レー）　［８）を用いス、ロールの一端から他人に冷却
水が水冷孔（６）を貫流するようにしてもよいことは勿
論である０ 本発明においては、金属パイプ（５）は単にロール本体
（１）の内面腐蝕の防止のだめその中心孔（４）に密結
させるだけのものではなく、一種の伝熱障壁としてロー
ル本体（１）の高熱影響を受ける外面から冷却水に奪熱
される水冷孔（６）にわたる熱伝導の過程を制御し、そ
れにより急な温度勾配が生じないようにして、ロール表
面の亀裂の発生およびその伝播を極力制御する役割を受
持たせることが重要で島る。そのため最初から緩冷却が
実現されるような結合状態となるようにする。

この作用効果を実現するため、ロール本体（１）の中心
孔（４）と金属パイプ（５）とのはめあいは、水の静合
はめおいとなるよってする。

次の第１表は上記締めしろとそれがもらす結果との関係
を示す試験データでラシ、その試験番号３〜８は本発明
の範囲である。

第１表　締めしろと結果との試験データ例すなわち、締
めじろを有しないはめめいの場合、金属パイプの固着不
充分で、使用中の条件により抜けることがある。それだ
けでなく、この種の熱負荷の大きい内部水冷ロールでは
ロール本体の熱拡散が極端に阻害され、ロール自体に曲
り変形が生じたり、亀裂深さの進展速度が早くなるため
、本発明のように締めじろを有するはめあい開運とする
ことが要件となる。そし越える過大なものとする場合は
、水冷効果が犬に過ぎて緩冷却とならないため発明目的
は達成されない。すなわち過大締めしるによシ内部水冷
が強化過大となる場合は、表面部と中心部との温度勾配
が急となり皮下数ｍｍ〜士数Ｕの部分に急激な温度不連
続部が生ずるようである。本発明のように、ロール本体
の中心孔に金属パイプを適正範囲の締めしるの静合はめ
めいを以ってはめあわせて結合することにより、冷却永
世および／または流速を低下させたりしないでも、緩冷
却作用が発揮され、前記の表面と中心部との急な温度差
および皮下温度不連続部を解消して、望ましい冷却効果
およびロール寿命を保全することができる。

（実施例） Ｑ、９　　　　２．１ 本発明による締めしろ−ｄ　−−ｄ　、焼ばめ温度１７
０〜２５０“Ｃで肉厚４厘嘗のＳＵＳ　３０４オーステ
ナイト系ステンレス鋼の金属ノくイブ（５）をはめあわ
せた水冷ロールは、従来技術の水冷ロールと同程度の１
．５〜２．５ｍ／分の流速で水冷を施して、６ケ月使用
後の水冷孔のけ着物は厚さ０．２〜０．３ｆｌの程度で
あり、従来技術の水冷ロールに比べて格段に少仁実機使
用開始の初期力１ら末期にわたって安定した熱拡散冷却
特性を発揮できた。またロール表面と中心部との温度差
カニ少く温度不連続部分が生じにくいこと力・ら、亀裂
の発生、伝播に対抗する性能はすぐれている。

ロール本体と金属ノくイブとの材質の間に生ずるガルバ
ニック作用により、付着物はさらに減じられる可能性が
ある。

本発明では、温度の高いロール本体ｇｌｌｌに線膨張係
数（１０〜１２　）　Ｘ　１０”−’　　の低合金鋼を
使用するのに対し、金属ノ（イブに線膨張系数（１５〜
ＩＢ　）　ｘ　１０　　の材質を用いると、金属、＜イ
ブのゆるみや抜は出しの問題は全くなく、また通常スリ
ーブを外周にはめあわせたロールに多発する局部突出（
ふくれ）欠陥や亀裂幅５〜１５−ｎの大欠陥など全く生
じない。

本発明では、ロールの中心孔全長にわたり所定の締めし
ろとする必要なく、部分的であってもよい。特に局部的
なしき９ばめとする場合は、ロール新作や取替補修が極
めて容易になる。

（発明の効果） 以上のように本発明の水冷ロールは高熱負荷のロールと
して亀裂軽減、折損防止、内部水冷孔腐蝕防止に有効で
寿命が延長され、また亀裂が水冷孔に達して生ずる水も
れによる爆発事故や製品欠陥を誘発することは皆無とな
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水冷ロールの縦断側面図、第２図はそ
の縦断端面図である。 （１）・・ロール本体、（２）・・下盛溶接、（３）・
・上盛溶接、（４）・・中心孔、（５）・・金属パイプ
、（６）・・水冷孔、（７）・・給水パイプ、（８）・
・エンドブレート、（９）・・ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ロールの軸方向中心部に設ける水冷孔を、ロール本体
   の内径ｄの中心孔の内周に金属パイプを（０．２０／１
   ０００）ｄ〜（２．５／１０００）ｄの締めしろの静合
   はめあいを以つてはめあわせて形成したことを特徴とす
   る水冷ロール。