KR20200139144A

KR20200139144A - 가열로용 반송 롤러

Info

Publication number: KR20200139144A
Application number: KR1020207027593A
Authority: KR
Inventors: 히로토시 우에다; 기요타카 스즈키; 다케유키 간다; 시게히토 야마모토
Original assignee: 가부시키가이샤 노리타케 캄파니 리미티드
Priority date: 2018-04-02
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2020-12-11
Also published as: EP3778929A4; EP3778929A1; CN111971401A; JPWO2019193895A1; US20210061575A1; WO2019193895A1

Abstract

내국소 변형성을 구비한 가열로용 반송 롤러를 제공한다. 강판은, 롤러 본체 (68) 의 외주면의 롤러 본체 (68) 의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 있어서 차폐 부재 (72) 보다 높게 돌출 형성된 내열 합금제의 지지 돌기 (70) 에 의해 일정하게 지지된 상태에서 반송된다. 내열 합금제의 지지 돌기 (70) 는, 반입된 냉간 상태의 강판과 근소한 접촉 면적으로 접촉되기 때문에, 롤러 본체 (68) 로부터 강판에 대한 열전동이 적고, 고온의 롤러 본체 (68) 로부터의 방사 냉각이 지지 돌기 (70) 사이에 형성된 차폐 부재 (72) 에 의해 차폐됨으로써 롤러 본체 (68) 의 급속 냉각이 억제되고, 롤러 본체 (68) 의 외주면의 국소적 변형이 억제된다. 이로써, 지지 돌기 (70) 의 변형이 없고, 강판의 반송에 지장이 발생하는 것이 해소된다.

Description

가열로용 반송 롤러

본 발명은, 반송 롤러를 사용하여 냉간의 피가열물을 가열로 내에 수용하고, 가열 후의 피가열물을 가열로 외로 반출하는 가열로용 반송 롤러에 관한 것으로, 특히, 반송 롤러의 변형을 억제하는 기술에 관한 것이다.

종래, 강판, 소결 합금제 성형물 등의 피가열물을 적열시키는 가열 처리를 실시하는 가열로 내에, 상온의 피가열물을 지지하면서 가열로 내에 반입하고, 가열 후의 피가열물을 반출하는 것으로서, 직사각형상을 이루고, 길이 방향의 중간부가 가열로 내에 위치된 상태에서 양 단부가 그 가열로 외에서 지지되는, 내열 충격성 및 내열 변형성이 높은 반송 롤러가 제안되어 있다. 예를 들어 특허문헌 1 에 기재된 가열로용 반송 부재가 그것이다. 이것에 의하면, 상대적으로 내열 충격성 및 내부식성이 높은 내열 합금으로 구성된 외측 관상 부재와, 그 외측 관상 부재의 내측에 위치하여, 상대적으로 내열 변형성이 높은 세라믹스로 구성된 내측 관상 부재가, 내열성 단열재로 구성된 중간 부재를 개재하여 일체적으로 중첩된 이중관 구조이기 때문에, 특허문헌 2 에서 제안되어 있는, 내열 충격성이 상대적으로 낮은 세라믹스제의 외관과 강관이나 내열 합금로 이루어지는 내관으로 이루어지는 반송 롤러와 비교하여, 내열 충격성 및 열 변형성이 높은 것으로 여겨지고 있다.

일본 공개특허공보 2015-127617호 일본 공개특허공보 2008-105085호

그런데, 예를 들어 고장력 강제 강판의 프레스 전의 가열용으로서 가열로가 사용되는 경우, 노 길이를 짧게 하여 공장 내에 설치 스페이스를 작게 하기 위하여, 간헐 반송에 의해 900 ℃ ∼ 1000 ℃ 정도의 적열 온도까지 가열하는 것이 요망되는 경우가 있다. 이와 같은 용도의 가열로에 있어서는, 노 내에 설치된 고온의 반송 롤러는, 냉간 상태의 피가열물을 수용하고, 예를 들어 30 초 정도의 정지 구간에서 피가열물이 고온으로 가열되면, 회전 구동됨으로써 노 외로 반출된다는 작동이 반복된다. 이와 같이 하여 노 내에 사용되는 반송 롤러는, 비교적 장시간 사용되면, 반송 롤러의 외주면에 둘레 방향으로 이어져 솟아오르는 국소적 변형이 발생하여, 피가열물의 반송에 지장이 발생한다는 문제가 있었다. 예를 들어, 피가열물의 반송 방향이 어긋나 정위치로 송출 위치가 변화되거나, 피가열물이 노벽에 간섭하여 반송 막힘이 발생하는 등의 문제가 있었다. 이 문제는, 반송 롤러에 내관이 형성되어 있지 않아도 발생한다.

본 발명은, 이상의 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 내국소 변형성을 구비한 가열로용 반송 롤러를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 이상의 사정을 배경으로 하여 여러 가지 검토를 거듭한 결과, 노 내에 사용되는 반송 롤러는 고온 상태인 데 반하여, 노 내에 반입된 피가열물은 상온에서 냉간 상태에 있는 점에서, 반송 롤러가 급속 냉각되는 것이 국소적 변형의 원인인 것으로 가정하였다. 그리고, 열전동을 억제하기 위하여 반송 롤러에 외주측에 돌출되는 지지 돌기를 형성하여 피가열물과의 접촉 면적을 작게 하고, 방사 냉각을 억제하기 위하여 상기 지지 돌기 사이에 반송 롤러의 외주면을 덮는 차폐 부재를 형성하면, 반송 롤러의 외주면에 둘레 방향으로 이어지는 국소적 변형의 발생이 억제되는 것을 알아내었다. 본 발명은 이와 같은 지견에 기초하여 이루어진 것이다.

즉, 본 발명의 요지로 하는 바는, 직사각형상을 이루고, 길이 방향의 중간부가 가열로 내에 위치된 상태에서 양 단부가 그 가열로 외에서 지지되고, 그 가열로 내에 있어서 피가열물을 지지하면서 반송하기 위한 가열로용 반송 롤러로서, 내열 합금제의 금속관으로 구성된 롤러 본체와, 상기 롤러 본체의 외주면의 상기 롤러 본체의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 돌출 형성되어 상기 피가열물을 지지하는 내열 합금제의 지지 돌기와, 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께를 갖고, 상기 롤러 본체의 상기 지지 돌기 사이를 덮는 차폐 부재를 포함하는 것에 있다.

제 2 발명의 요지로 하는 바는, 제 1 발명에 있어서, 상기 지지 돌기는, 상기 롤러 본체의 외주면의 상기 롤러 본체의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 각각 용접된 내열 합금제의 복수 개의 환상 와이어 또는 관상 빌트업(built-up) 용접재로 구성된다.

제 3 발명의 요지로 하는 바는, 제 1 발명에 있어서, 상기 지지 돌기는, 상기 롤러 본체의 외주면에 나선상으로 용접된 내열 합금제의 1 개의 나선상 와이어 또는 나선상 빌트업 용접재로 구성된다.

제 4 발명의 요지로 하는 바는, 제 1 발명 또는 제 2 발명에 있어서, 상기 차폐 부재는, 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께를 갖고, 상기 롤러 본체의 외주면에 소정의 여유를 갖고 상기 지지 돌기 사이에 끼워 맞춰진 1 또는 2 이상의 내열 합금제 단관으로 구성된 것이다.

제 5 발명의 요지로 하는 바는, 제 1 발명 또는 제 2 발명에 있어서, 상기 차폐 부재는, 상기 롤러 본체의 외주면을 덮도록 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께로 상기 지지 돌기 사이에 감겨긴 단열재로 구성된 것이다.

제 6 발명의 요지로 하는 바는, 제 3 발명에 있어서, 상기 차폐 부재는, 상기 롤러 본체의 외주면을 덮도록 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께로 상기 나선상 와이어 또는 상기 나선상 빌트업 용접재 사이에 감겨긴 단열재로 구성된 것이다.

제 1 발명의 가열로용 반송 롤러에 의하면, 피가열물은, 롤러 본체의 외주면의 롤러 본체의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 차폐 부재보다 높게 돌출 형성된 내열 합금제의 지지 돌기에 의해 일정하게 지지된 상태에서 지지되거나 혹은 반송된다. 이 때, 내열 합금제의 지지 돌기는, 냉간의 피가열물과 근소한 접촉 면적으로 접촉되기 때문에, 고온의 롤러 본체로부터 피가열물로의 열전동이 적고, 고온의 롤러 본체로부터 열방사가 지지 돌기 사이에 형성된 차폐 부재에 의해 차폐됨으로써 롤러 본체의 급속 냉각이 억제되고, 롤러 본체의 외주면의 국소적 변형이 억제된다. 이와 같이, 롤러 본체의 외주면의 국소적 변형이 억제되므로, 지지 돌기의 변형도 없고, 피가열물의 반송에 지장이 발생하는 것이 해소된다. 특히, 간헐 반송의 정지 구간에 있어서 냉간의 강판을 회전 정지시킨 상태에서 지지하는 고온의 반송 롤러에서는, 냉간의 강판이 롤러 본체의 외주면에 직접 접촉되는 것이 해소됨과 함께, 냉간의 강판과 롤러 본체 사이에 차폐 부재가 개재되어 있고, 고온의 롤러 본체로부터의 방사 냉각이 차폐 부재에 의해 억제되기 때문에, 롤러 본체의 외주면에 둘레 방향으로 이어져 솟아오르는 국소적 변형이 바람직하게 억제된다.

제 2 발명의 가열로용 반송 롤러에 의하면, 상기 지지 돌기는, 상기 롤러 본체의 외주면의 상기 롤러 본체의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 각각 용접된 내열 합금제의 복수 개의 환상 와이어 또는 환상 빌트업 용접재로 구성된다. 이로써, 피가열물이 일정하게 복수 개의 환상 와이어 또는 환상 빌트업 용접재를 개재하여 롤러 본체에 의해 지지되기 때문에, 냉간의 피가열물이 롤러 본체의 외주면에 직접 접촉되는 것이 해소되어, 롤러 본체의 외주면의 변형이 억제된다.

제 3 발명의 가열로용 반송 롤러에 의하면, 상기 지지 돌기는, 상기 롤러 본체의 외주면에 나선상으로 용접된 내열 합금제의 1 개의 나선상 와이어 또는 나선상 빌트업 용접재로 구성된다. 이로써, 피가열물이 일정하게 1 개의 나선상 와이어 또는 나선상 빌트업 용접재를 개재하여 롤러 본체에 의해 지지되기 때문에, 냉간의 피가열물이 롤러 본체의 외주면에 직접 접촉되는 것이 해소되어, 롤러 본체의 외주면의 변형이 억제된다. 또, 1 개의 내열 금속제의 와이어를 롤러 본체의 외주면에 연속적으로 용접함으로써 나선상 와이어 또는 나선상 빌트업 용접재가 형성되므로, 복수 개의 환상 와이어를 구성하는 경우와 비교하여, 제조가 용이해진다.

제 4 발명의 가열로용 반송 롤러에 의하면, 상기 차폐 부재는, 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께를 갖고, 상기 롤러 본체의 외주면에 소정의 여유를 갖고 상기 지지 돌기 사이에 끼워 맞춰진 1 또는 2 이상의 내열 합금제 단관이다. 이로써, 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께를 갖고 또한 상기 롤러 본체의 외경보다 큰 내경을 갖는 표준 크기의 관재를 절단함으로써 단관을 용이하게 구성할 수 있다.

제 5 발명의 가열로용 반송 롤러에 의하면, 상기 차폐 부재는, 상기 롤러 본체의 외주면을 덮도록 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께로 상기 지지 돌기 사이에 감겨긴 단열재로 구성된 것이다. 이로써, 용융 실리카나 알루미나 등의 세라믹 섬유 등의 단열 재료의 섬유로 짜여진 띠상 단열재를 적어도 한 바퀴 감아 띠상 단열재의 단 (端) 을 봉합시킴으로써, 용이하게 구성할 수 있다.

제 6 발명의 가열로용 반송 롤러에 의하면, 상기 차폐 부재는, 상기 롤러 본체의 외주면을 덮도록 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께로 상기 나선상 와이어 또는 상기 나선상 빌트업 용접재 사이에 감겨긴 단열재로부터 나선 관상으로 형성된 것이다. 이로써, 용융 실리카나 알루미나 등의 세라믹 섬유 등의 단열 재료의 섬유로부터 짜여진 띠상 단열재를 나선상 와이어 또는 상기 나선상 빌트업 용접재 사이에 적어도 1 회 감아 띠상 단열재의 단 (端)을 고정하여, 한층 더 용이하게 구성할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 일례의 가열로용 반송 롤러를 구비하는 간헐 반송식 강판 가열로의 측면도이다.
도 2 는, 도 1 의 간헐 반송식 강판 가열로의 II-II 시단면도이다.
도 3 은, 도 1 의 간헐 반송식 강판 가열로에 적용된 가열로용 반송 롤러에 대해 그 길이 방향에 일부를 절결하고 확대하여 설명하는 도면이다.
도 4 는, 도 3 의 가열로용 반송 롤러의 일부를 확대하여 나타내는 확대도이다.
도 5 는, 도 3 또는 도 4 의 가열로용 반송 롤러를 더욱 확대하고, 차폐 부재의 일부를 절결하여 설명하는 도면이다.
도 6 은, 도 3 내지 도 5 에 나타내는 가열로용 반송 롤러의 실례를 나타내는 사진이다.
도 7 은, 종래품에 상당하는 비교예품 1 의 가열로용 반송 롤러를 사용한 반송 시험 결과를 나타내는 사진이다.
도 8 은, 종래품에 상당하는 비교예품 2 의 가열로용 반송 롤러를 사용한 반송 시험 결과를 나타내는 사진이다.
도 9 는, 본 발명의 그 밖의 실시예에 있어서의 가열로용 반송 롤러를 설명하는 도면으로서, 도 5 에 상당하는 도면이다.
도 10 은, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서의 가열로용 반송 롤러를 설명하는 도면으로서, 도 4 에 상당하는 도면이다.
도 11 은, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서의 가열로용 반송 롤러를 설명하는 도로서, 도 4 에 상당하는 도면이다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 내열 합금제의 롤러 본체의 외주면은, 용사, 스퍼터, 증착 등의 수법을 이용하여 피막 원료를 부착시킨 산화물, 질화물, 탄화물 등의 세라믹스의 막에 의해 그 표면이 코팅된 것이다. 이 때문에, 외측 관상 부재의 내구성을 높일 수 있음과 함께, 피가열물에 대한 금속 산화물 등의 부착이나 오염이 방지된다.

또, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 내열 합금제의 롤러 본체, 상기 내열 합금제의 복수 개의 환상 와이어, 상기 1 개의 나선상 와이어, 및 상기 단관을 구성하는 내열 합금제 원통상 부재는, 예를 들어 SUS310S 로 대표되는 스테인리스강, 몰리브덴강, 크롬몰리브덴강, 페라이트계 내열강, 니켈기 합금, 코발트 합금 등의 내열성, 내부식성을 갖는 금속 등의 내열 합금으로 구성된다.

이하, 본 발명의 피가열물을 가열하는 가열로에 사용되는 가열로용 반송 롤러의 하나의 실시예에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예 1

도 1 은 본 발명의 일 실시예의 가열로용 반송 롤러 (이하, 반송 롤러라고 한다) (10) 를 구비하는 가열로, 예를 들어 간헐 반송식 강판 가열로 (12) 의 측면도이다. 도 2 는, 도 1 의 간헐 반송식 강판 가열로 (12) 의 II-II 시단면도이다. 간헐 반송식 강판 가열로 (12) 는, 노 내를 고온 상태로 유지하는 단열재 (14) 와, 단열재 (14) 를 덮는 케이싱 (16) 으로 이루어지는 직사각형상의 노체 (18) 와, 피가열물인 강판 (20) 을 지지하면서 노체 (18) 의 길이 방향의 일단부로부터 타단부로 반송하기 위하여 소정 간격으로 평행하게 배치된 복수 개의 반송 롤러 (10) 와, 반송 롤러 (10) 의 양 단부를 회전 가능하게 지지하는 반송 롤러 지지 장치 (22) 와, 반송 롤러 지지 장치 (22) 에 의해 회전 가능하게 지지된 반송 롤러 (10) 를 소정의 주기 예를 들어 수십 초의 주기로 간헐적으로 회전 구동하는 도시되지 않은 롤러 구동 장치와, 노체 (18) 내부를 고온으로 가열하는 직사각형상의 히터 (24) 를 구비하고 있다. 노체 (18) 는, 단열재 (14) 에 의해 사방이 덮임으로써 터널상으로 형성된 노실 (26) 과, 노실 (26) 의 길이 방향의 양 단부에 형성된 입구 (28) 및 출구 (30) 와, 강판 (20) 의 반송 정지시 즉 반송 롤러 (10) 의 회전 정지시에 입구 (28) 및 출구 (30) 가 닫혀지도록 구동되는 도시되지 않은 셔터를 갖고 있다.

간헐 반송식 강판 가열로 (12) 의 노체 (18) 는, 반송 롤러 (10) 를 관통시키기 위하여, 양 측벽의 상하 방향 중앙부 부근에 있어서, 서로 평행하게 또한 그 양 측벽에 있어서의 1 쌍의 중심선이 동심이 되도록 길이 방향에 소정의 간격으로 노체 (18) 외부와 노실 (26) 을 연결하도록 노체 (18) 의 양 측벽을 관통하여 형성된 단면 대략 원 형상의 복수 쌍의 관통공 (38) 을 구비하고 있다. 또, 노체 (18) 는, 히터 (24) 를 관통시키기 위하여, 양 측벽의 적어도 상기 관통공 (38) 보다 상방에 있어서, 상기 관통공 (38) 과 동일한 조건으로 노체 (18) 외부와 노실 (26) 을 연결하는 단면 대략 원 형상의 복수 쌍의 관통공 (40) 을 구비하고 있다.

도 1 에 상세하게 나타내는 바와 같이, 반송 롤러 (10) 는, 수평으로 놓여진 기대 (32) 상에 상기 롤러 구동 장치를 개재하여 설치된다. 또, 예를 들어 표준 크기의 고장력 강판으로부터 프레스에 의한 타발 공정 등 전공정을 거친 강판 (20) 을 노체 (18) 의 입구 (28) 로 반송하거나, 혹은 예를 들어 노실 (26) 에 있어서 열처리가 실시되고 노체 (18) 의 출구 (30) 로부터 반출된 강판 (20) 을 다음 공정으로 반송하는 반송 롤러 (34) 를 구비한 반송대 (36) 가, 반송 롤러 (10) 및 반송 롤러 (34) 와 강판 (20) 사이의 접촉점이 대략 동일면 상이 되도록 간헐 반송식 강판 가열로 (12) 의 길이 방향의 양 단부에 인접하여 설치되어 있다. 또한, 상기 롤러 구동 장치는, 도시되지 않은 롤러 구동 모터 및 후술하는 체인 (66) 이 감겨진 구동 스프로켓이 고정된 출력축을 갖고 있다. 또, 반송 롤러 (34) 는, 바람직하게는, 반송 롤러 (10) 와 동일하게 구성된다.

예를 들어 프레스에 의한 고장력 강판의 타발 공정으로부터 반송대 (36) 에 의해 간헐 반송식 강판 가열로 (12) 의 노실 (26) 의 입구 (28) 까지 반송된 강판 (20) 은, 셔터가 열린 입구 (28) 을 통하여 반입되고, 히터 (24) 에 의해 고온으로 승온된 노실 (26) 내를, 반송 롤러 (10) 에 의해 지지하면서 출구 (30) 방향으로 소정의 주기로 간헐적으로 반송되면서 900 ℃ ∼ 1000 ℃ 정도로 강판 (20) 을 가열하는 열처리가 실시된다. 노실 (26) 의 출구 부근까지 반송 롤러 (10) 에 의해 반송되고 열처리가 종료된 강판 (20) 은, 셔터가 열린 출구 (30) 를 통하여 노체 (18) 외부로 간헐적으로 반출된다. 반출된 강판 (20) 은 반송대 (36) 에 의해 다음 공정, 예를 들어 프레스 공정으로 반송된다.

도 2 에 있어서 나타내는 바와 같이, 복수 개의 반송 롤러 (10) 는, 그 양 단부가 노체 (18) 의 복수 쌍의 관통공 (38) 의 각각으로부터 돌출된 상태에서 노실 (26) 의 상하 방향 하단부 부근에 배치되어 있다. 이들 복수 개의 반송 롤러 (10) 는, 노체 (18) 의 길이 방향 즉 강판 (20) 의 이송 방향과 직교하는 방향으로 직사각형상을 이루고, 이송 방향과 직교하는 방향으로 병렬 상태에서 횡일렬로 일정 간격으로 배열되어 있다. 또, 복수 개의 히터 (24) 는 그 양 단부가 복수 쌍의 관통공 (40) 의 각각으로부터 돌출된 상태에서, 노실 (26) 내의 상하 방향 상단부 부근 및 하단부 부근에 각각 고정 설치되어 있다. 이들 복수 개의 히터 (24) 는 반송 롤러 (10) 의 상방 및 하방에 있어서 이송 방향과 직교하는 방향으로 병렬 상태에서 횡일렬로 일정 간격으로 고정 설치되어 있다. 또한, 이들 복수 개의 히터 (24) 대신에, 플레이트상의 히터가 사용되어도 된다.

반송 롤러 지지 장치 (22) 는, 노체 (18) 의 양 측벽에 인접하여 세워 형성된 지주 (支柱) (42) 와, 지주 (42) 에 의해 지지되고, 노체 (18) 의 측벽에 평행하게 또한 수평으로 배치 형성된 직사각형상 부재 (44) 와, 직사각형상 부재 (44) 의 상단면이 길이 방향 양측 가장자리부를 남겨 하방향으로 함입하여 형성된 오목부에 끼워 넣어져 고정된 직사각형상의 지지판 (46) 과, 지지판 (46) 의 폭 방향 중앙부 부근에 있어서의 복수 쌍의 관통공 (38) 의 각각을 연결하는 연장선 상에 대응하는 위치에 끼워 장착된 복수 쌍의 볼 베어링 (48) 과, 그 볼 베어링 (48) 에 의해 캔틸레버상으로 회전 가능하게 지지된 직사각형상의 한 쌍의 지지축 (50) 을 구비하고 있다.

직사각형상의 한 쌍의 지지축 (50) 의 원기둥상의 선단부 (52) 가 원통상의 반송 롤러 (10) 의 양 단부에 각각 축심 방향으로 끼워 넣어짐으로써, 반송 롤러 (10) 가 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 반송 롤러 (10) 의 일단부에 있어서는, 그 일단부와 끼워 맞춰진 지지축 (50) 의 선단부 (52) 에 있어서의 길이 방향 중앙측 부근에 지지축 (50) 의 축심과 대략 수직 방향으로 관통하여 형성된 핀 구멍 (54) (후술하는 도 3 참조) 에 핀 (56) 이 삽입되어 있다. 또, 상기 롤러 구동 장치의 상기 출력축에 형성된 도시되지 않은 스프로켓 휠과 반송 롤러 (10) 의 일단부측, 즉 핀 (56) 이 삽입되어 있는 측의 지지축 (50) 의 기단부 (62) 에 형성된 스프로켓 휠 (64) 사이에는 체인 (66) 이 감겨져 있다.

이로써, 반송 롤러 지지 장치 (22) 에 의해 지지축 (50) 을 개재하여 지지축 (50) 의 축심 둘레로 회전 가능하게 지지된 반송 롤러 (10) 는, 그 일단부측의 지지축 (50) 및 체인 (66) 을 개재하여 롤러 구동 모터에 의해 회전 구동되고, 반송 롤러 (10) 상에 재치 (載置) 된 강판 (20) 을 반송한다.

도 3 내지 도 5 는, 반송 롤러 지지 장치 (22) 에 의해 회전 가능하게 지지된 반송 롤러 (10) 에 대해 상세하게 설명하는 도면이다. 도 3 은 도 1 의 간헐 반송식 강판 가열로 (12) 에 적용된 반송 롤러 (10) 에 대해 그 길이 방향의 일부를 절단하여 설명하는 도면이다. 도 4 는, 도 3 에 있어서의 반송 롤러 (10) 의 길이 방향의 일부를 확대하여 나타내는 도면이다. 도 5 는, 도 3 또는 도 4 의 반송 롤러 (10) 를, 그것에 장착된 차폐 부재의 일부를 절결하여 나타내는 도면이다.

도 3 내지 도 5 에 있어서, 반송 롤러 (10) 는, 예를 들어, 2200 ㎜ 정도의 길이 및 38.5 ㎜ 정도의 외경을 갖는 내열 합금제의 금속관으로 구성된 롤러 본체 (68) 와, 롤러 본체 (68) 의 외주면에 있어서 롤러 본체 (68) 의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 돌출 형성되어 강판 (20) 을 지지하는 내열 합금제의 지지 돌기 (70) 와, 지지 돌기 (70) 의 롤러 본체 (68) 의 외주면으로부터의 높이 h 이하 혹은 미만의 두께 t 를 갖고, 롤러 본체 (68) 의 지지 돌기 (70) 사이를 덮는 차폐 부재 (72) 를 구비하고 있다. 상기 롤러 본체 (68) 의 길이 및 직경은, 필요에 따라 적절히 변경될 수 있다.

지지 돌기 (70) 는, 롤러 본체 (68) 의 외주면에 있어서 롤러 본체 (68) 의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 있어서 각각 용접된, 예를 들어 1.6 ㎜Φ 정도의 직경 혹은 두께를 갖는 내열 합금제의 복수 개의 단면 원형 혹은 단면 사각형의 환상 와이어로 구성된다. 즉, 지지 돌기 (70) 의 롤러 본체 (68) 의 외주면으로부터의 높이 h 는, 예를 들어 1.6 ㎜ 정도이지만, 이 값에 한정되지 않는다.

차폐 부재 (72) 는, 지지 돌기 (70) 의 롤러 본체 (68) 의 외주면으로부터의 높이 h 이하 혹은 미만의 값, 예를 들어 1.6 ㎜ 의 두께 t 를 갖고, 롤러 본체 (68) 의 외주면에 소정의 여유를 갖고 지지 돌기 (70) 사이에 끼워 맞춰진 내열 합금제 단관이다. 차폐 부재 (72) 는, 지지 돌기 (70) 사이에 있어서, 도 4 에 나타내는 바와 같이 1 개의 단관으로 구성되어도 되고, 2 개 이상의 단관으로 구성되어도 된다. 단관의 전체 길이는, 예를 들어 10 ㎜ 정도이고, 지지 돌기 (70) 의 간격보다 충분히 짧게 설정된다. 또, 단관의 내경은, 예를 들어 39 ㎜ 정도이고, 롤러 본체 (68) 의 외경보다 충분히 크고, 바람직하게는, 지지 돌기 (70) 의 외경 이하로 설정된다. 도 6 은, 이와 같이 구성된 반송 롤러 (10) 의 일례를 나타내는 사진이다.

[반송 시험]

본 발명자 등은, SUS310S 제의 롤러 본체 (68) 와, 그 롤러 본체 (68) 의 외주면에 20 ㎜ 간격으로 SUS310S 제의 와이어를 용접함으로써 고리형의 지지 돌기 (70) 를 형성하고, 그것들 지지 돌기 (70) 사이에 SUS310S 제의 단관을 끼워 넣음으로써 구성한, 도 4, 도 5 의 반송 롤러 (10) 와 동등한 실시예품의 반송 롤러를 시작 (試作) 하여 상기 서술한 간헐 반송식 강판 가열로 (12) 에 적용하고, コ 자형으로 가공되어 내부에 물을 순환시킨 각파이프를, 강판 (20) 대신에, 900 ℃ 이상으로 가열된 간헐 반송식 강판 가열로 (12) 내의 반송 롤러 상에 반입하여 30 초 정지시킨 후, 간헐 반송식 강판 가열로 (12) 로부터 반출한다는 반송 동작을, 반입 반출 시간이 10 초, 정지 시간이 30 초의 합계인 40 초 택트로 반복하는, 실제보다 엄격한 조건의 가속 반송 시험을 실시하였다. 또, SUS310S 제의 원관으로부터 상기 실시예품의 반송 롤러와 동일한 길이 및 직경으로 구성된 종래 형식 즉 실질적으로 롤러 본체 (68) 인 채의 비교예품 1 의 반송 롤러와, 동일하게 SUS310S 제의 원관으로부터 상기 실시예품의 반송 롤러와 동일한 길이 및 직경으로 구성된 롤러 본체 (68) 의 외주면에, 나선상으로 용접된 내열 합금제의 1 개의 나선상 와이어로 구성되는 지지 돌기 (70) 를 형성하고, 차폐 부재 (72) 를 구비하지 않은 비교예품 2 의 반송 롤러를 제조하고, 그것들 비교예품 1 의 반송 롤러 및 비교예품 2 의 반송 롤러를 사용하여 상기의 가속 반송 시험과 동일한 조건에서 반송 시험을 실시하였다.

상기의 반송 시험에 있어서, 비교예품 1 의 반송 롤러 및 비교예품 2 의 반송 롤러에서는, 반송 시간이 36 시간 경과하면, 비교예품 1 의 사진인 도 7 및 비교예품 2 의 사진인 도 8 에 각각 나타내는 바와 같이, 반송 롤러의 표면에 볼록조가 둘레 방향으로 형성되는 국소적 변형이 각각 발생하였다. 이에 반하여, 상기 실시예품의 반송 롤러를 사용한 경우에는, 72 시간 경과해도 변형은 관찰되지 않았다.

상기 서술한 바와 같이, 본 실시예의 반송 롤러 (10) 에 의하면, 강판 (20) 은, 롤러 본체 (68) 의 외주면의 롤러 본체 (68) 의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 있어서 차폐 부재 (72) 보다 높게 돌출 형성된 내열 합금제의 지지 돌기 (70) 에 의해 일정하게 지지된 상태에서 반송된다. 이 때, 내열 합금제의 지지 돌기 (70) 는, 반입된 냉간 상태의 강판 (20) 과 근소한 접촉 면적으로 접촉되기 때문에, 롤러 본체 (68) 로부터 강판 (20) 으로의 열전동이 적어, 고온의 롤러 본체 (68) 로부터의 방사 냉각이 지지 돌기 (70) 사이에 형성된 차폐 부재 (72) 에 의해 차폐됨으로써 롤러 본체 (68) 의 급속 냉각이 억제되고, 롤러 본체 (68) 의 외주면의 국소적 변형이 억제된다. 이와 같이, 롤러 본체 (68) 의 외주면의 국소적 변형이 억제되므로, 지지 돌기 (70) 의 변형이 없고, 강판 (20) 의 반송에 지장이 발생하는 것이 해소된다. 특히, 본 실시예와 같이, 간헐 반송의 정지 구간에 있어서, 반입된 냉간의 강판 (20) 을 회전 정지한 상태에서 지지하는 고온의 반송 롤러 (10) 에서는, 강판 (20) 과 롤러 본체 (68) 의 외주면의 직접 접촉이 해소됨과 함께, 냉간의 강판 (20) 과 롤러 본체 (68) 사이에 차폐 부재 (72) 가 개재되어 있고, 고온의 롤러 본체 (68) 로부터의 방사 냉각이 차폐 부재 (72) 에 의해 억제되므로, 롤러 본체 (68) 의 외주면에 둘레 방향으로 이어져 솟아오르는 국소적 변형이 바람직하게 억제된다.

또, 본 실시예의 반송 롤러 (10) 에 의하면, 지지 돌기 (70) 는, 롤러 본체 (68) 의 외주면의 롤러 본체 (68) 의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 각각 용접된 내열 합금제의 복수 개의 환상 와이어로 구성된다. 이로써, 강판 (20) 이 일정하게 복수 개의 환상 와이어를 개재하여 롤러 본체 (68) 에 의해 지지되기 때문에, 적열된 강판 (20) 이 롤러 본체 (68) 의 외주면에 직접 접촉되는 것이 해소되어, 롤러 본체 (68) 의 외주면의 변형이 억제된다.

또, 본 실시예의 반송 롤러 (10) 에 의하면, 차폐 부재 (72) 는, 지지 돌기 (70) 의 롤러 본체 (68) 의 외주면으로부터의 높이 h 이하의 두께를 갖고, 롤러 본체 (68) 의 외주면에 소정의 여유를 갖고 상기 환상 와이어간에 끼워 맞춰진 1 또는 2 이상의 내열 합금제 단관이다. 이로써, 지지 돌기 (70) 의 롤러 본체 (68) 의 외주면으로부터의 높이 h 이하의 두께를 갖고 또한 롤러 본체 (68) 의 외경보다 큰 내경을 갖는 표준 크기의 관재를 절단함으로써 단관을 용이하게 구성할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 그 밖의 실시예를 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 있어서 상기 실시예와 실질적으로 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.

실시예 2

도 9 는, 본 발명의 그 밖의 실시예에 있어서의 반송 롤러 (110) 를 나타내는 도 5 에 상당하는 도면이다. 도 5 에서는, 차폐 부재 (72) 는 내열 합금제 단관이었지만, 도 9 에 나타내는 차폐 부재 (172) 와 같이, 내열 합금제 단관 대신에, 지지 돌기 (70) 의 사이에 있어서 롤러 본체 (68) 의 외주면을 덮도록 지지 돌기 (70) 의 롤러 본체 (68) 의 외주면으로부터의 높이 h 이하의 두께로 감겨진 단열재로 구성되어도 된다. 이 단열재는, 예를 들어, 용융 실리카나 알루미나 등의 세라믹 섬유 등의 단열 재료의 섬유로부터 짜여진 띠상 단열재로 구성된다.

본 실시예의 반송 롤러 (110) 에 의하면, 차폐 부재 (172) 는, 바람직하게는, 롤러 본체 (68) 의 외주면을 덮도록 지지 돌기 (70) 의 롤러 본체 (68) 의 외주면으로부터의 높이 h 이하의 두께로 상기 환상 와이어 사이에 감겨진 단열재로 구성된 것이다. 이 경우에는, 차폐 부재 (172) 는, 용융 실리카나 알루미나 등의 세라믹 섬유 등의 단열 재료의 섬유로부터 짜여진 띠상 단열재를 적어도 한 바퀴 감아 띠상 단열재의 단을 봉합시킴으로써, 용이하게 구성할 수 있다.

실시예 3

도 10 은, 본 발명의 그 밖의 실시예에 있어서의 반송 롤러 (210) 의 주요부를 나타내는 도 4 에 상당하는 도면이다. 도 10 에 있어서, 지지 돌기 (270) 는, 롤러 본체 (68) 의 외주면에 나선상으로 용접된 내열 합금제의 1 개의 나선상 와이어로 구성되어 있다. 또, 롤러 본체 (68) 의 길이 방향에 있어서, 차폐 부재 (272) 는, 롤러 본체 (68) 의 외주면을 덮도록 지지 돌기 (270) 의 롤러 본체 (68) 의 외주면으로부터의 높이 h 이하의 두께로 상기 나선상 와이어 사이에 장착된 단열재로부터 나선 관상으로 형성되어 있다. 이 차폐 부재 (272) 는, 용융 실리카나 알루미나 등의 세라믹 섬유 등의 단열 재료의 섬유로부터 짜여진 띠상 단열재를 적어도 한 바퀴 감아 띠상 단열재의 단을 봉합시킴으로써, 용이하게 구성할 수 있다.

본 실시예의 반송 롤러 (210) 에 의하면, 지지 돌기 (270) 는, 롤러 본체 (68) 의 외주면에 나선상으로 용접된 내열 합금제의 1 개의 나선상 와이어로 구성됨으로써, 강판 (20) 이 일정하게 1 개의 나선상 와이어를 개재하여 롤러 본체 (68) 에 의해 지지되기 때문에, 적열된 강판 (20) 이 롤러 본체 (68) 의 외주면에 직접 접촉되는 것이 해소되어, 롤러 본체 (68) 의 외주면의 변형이 억제된다. 또, 1 개의 내열 금속제의 와이어를 롤러 본체 (68) 의 외주면에 연속적으로 용접함으로써 나선상 와이어가 형성되므로, 복수 개의 환상 와이어를 구성하는 경우와 비교하여, 제조가 용이해진다.

실시예 4

도 11 은, 본 발명의 그 밖의 실시예에 있어서의 반송 롤러 (310) 의 주요부를 나타내는 도 4 에 상당하는 도면이다. 도 10 에 있어서, 지지 돌기 (370) 는, 롤러 본체 (68) 의 외주면에 예를 들어 레이저 용접을 사용하여 형성된 환상 빌트업 용접재로 구성되어 있다. 본 실시예에서는, 내열 합금제 단관으로 구성된 차폐 부재 (72) 가 지지 돌기 (370) 의 사이에 2 개씩 배치 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서도, 상기 서술한 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.

이상, 본 발명을 표 및 도면을 참조하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 또 다른 양태에서도 실시할 수 있고, 그 주지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 가할 수 있는 것이다.

예를 들어, 상기 서술한 실시예의 반송 롤러 (10, 110, 210, 310) 는, 간헐 반송식 강판 가열로 (12) 에 사용되고 있었지만, 배치식 강판 가열로, 연속식 강판 가열로 등의 다른 형식의 가열로에도 적용되어도 된다.

또, 상기 서술한 실시예의 지지 돌기 (70, 270, 370) 는, 내열 합금제의 와이어가 고리형으로 혹은 나선상으로 연속적으로 용접되는 것으로 구성되어 있었지만, 불연속이어도 지장없다. 또, 와이어 대신에, 리벳 혹은 핀 등의 돌기가 연속적으로 둘레 방향 혹은 나선 방향으로 배열된 것이어도 된다.

또, 상기 서술한 실시예의 차폐 부재 (72, 172, 272) 는, 내열 합금제 단관, 용융 실리카나 알루미나 등의 세라믹 섬유 등의 단열 재료의 섬유로부터 짜여진 띠상 단열재나 띠상 단열재로 구성된 것이었지만, 세라믹제의 단관이어도 된다.

또, 상기 서술한 실시예에서는, 피가열물로서 강판 (20) 이 사용되고 있었지만, 직방체상의 강편, 소결 합금제 부품 등이어도 된다.

또, 상기 서술한 도 10 의 실시예에 있어서, 지지 돌기 (270) 는 롤러 본체 (68) 의 외주면에 용접된 나선상 와이어로 구성되어 있었지만, 나선상 빌트업 용접재로 구성되어도 된다.

또한, 상기 서술한 것은 어디까지나 본 발명의 하나의 실시예로서, 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변경이 가해질 수 있는 것이다.

10, 110, 210, 310 : 반송 롤러 (가열로용 반송 롤러)
12 : 간헐 반송식 강판 가열로 (가열로)
20 : 강판
68 : 롤러 본체
70, 270, 370 : 지지 돌기
72, 172, 272 : 차폐 부재

Claims

직사각형상을 이루고, 길이 방향의 중간부가 가열로 내에 위치된 상태에서 양 단부가 상기 가열로 외에서 지지되고, 상기 가열로 내에 있어서 피가열물을 지지하면서 반송하기 위한 가열로용 반송 롤러로서,
내열 합금제의 금속관으로 구성된 롤러 본체와,
상기 롤러 본체의 외주면의 상기 롤러 본체의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 돌출 형성되어 상기 피가열물을 지지하는 내열 합금제의 지지 돌기와,
상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께를 갖고, 상기 롤러 본체의 상기 지지 돌기 사이를 덮는 차폐 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로용 반송 롤러.
제 1 항에 있어서,
상기 지지 돌기는, 상기 롤러 본체의 외주면의 상기 롤러 본체의 길이 방향의 소정 간격의 복수 위치에 각각 용접된 내열 합금제의 복수 개의 환상 와이어 또는 환상 빌트업 용접재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열로용 반송 롤러.
제 1 항에 있어서,
상기 지지 돌기는, 상기 롤러 본체의 외주면에 나선상으로 용접된 내열 합금제의 1 개의 나선상 와이어 또는 나선상 빌트업 용접재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열로용 반송 롤러.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 차폐 부재는, 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께를 갖고, 상기 롤러 본체의 외주면에 소정의 여유를 갖고 상기 지지 돌기 사이에 끼워 맞춰진 1 또는 2 이상의 내열 합금제 단관으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열로용 반송 롤러.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 차폐 부재는, 상기 롤러 본체의 외주면을 덮도록 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께로 상기 지지 돌기 사이에 감겨진 단열재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열로용 반송 롤러.
제 3 항에 있어서,
상기 차폐 부재는, 상기 롤러 본체의 외주면을 덮도록 상기 지지 돌기의 상기 롤러 본체의 외주면으로부터의 높이 이하의 두께로 상기 나선상 와이어 또는 상기 나선상 빌트업 용접재 사이에 감겨진 단열재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열로용 반송 롤러.