ピンチロール
【課題】簡略な構造にてロール幅方向に及び周方向で均一な温度分布が得られるように内部冷却できるピンチロールを提供することを目的とする。
【解決手段】金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップの移動経路がガスチャンバで覆われているストリップを搬送するためのピンチロール７ａ，７ｂであって、両端に軸部５２，５３を有するロール胴部５１と、ロール胴部５１の外周面に形成した１つ以上の螺旋溝５９ａと、ロール胴部５１の外部に嵌合して螺旋流路５９を形成するスリーブ６０と、軸部５２に形成した流体供給路６４と螺旋流路５９の一端とを連通する半径方向の供給連通孔７０と、軸部５２に形成した流体排出路６６と螺旋流路５９の他端とを連通する半径方向の排出連通孔７５とを備える。
【解決手段】金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップの移動経路がガスチャンバで覆われているストリップを搬送するためのピンチロール７ａ，７ｂであって、両端に軸部５２，５３を有するロール胴部５１と、ロール胴部５１の外周面に形成した１つ以上の螺旋溝５９ａと、ロール胴部５１の外部に嵌合して螺旋流路５９を形成するスリーブ６０と、軸部５２に形成した流体供給路６４と螺旋流路５９の一端とを連通する半径方向の供給連通孔７０と、軸部５２に形成した流体排出路６６と螺旋流路５９の他端とを連通する半径方向の排出連通孔７５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属ストリップ連続鋳造装置に備えられるピンチロールに関する。より詳細には、双ロール式連続鋳造機に備えられるピンチロールに関するが、これに限定されるものではない。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶融金属から金属板を連続的に鋳造する一手段として、種々の双ロール式連続鋳造機が提案されている。
【０００３】
図１３は特開昭６３−２６２４０号公報及び特開昭６３−３０１５８号公報に開示されているストリップキャスタ（双ロール式連続鋳造機）を示すものである。図中１ａ，１ｂは一対の内部冷却される鋳造ロールであり、該鋳造ロール１ａ，１ｂは、水平に且つ互いに平行にロールギャップを有して並ぶように配置されている。
【０００４】
この鋳造ロール１ａ，１ｂの直上には、鋳造ロール１ａ，１ｂの間に溶融金属溜まり２を形成させるためのタンディッシュ３及びサイド堰３ａが設けられており、鋳造ロール１ａ，１ｂの間に溶融金属溜まり２を形成させた状態で、図１３において左側に位置する鋳造ロール１ａを時計回りに、また、図１３において右側に位置する鋳造ロール１ｂを反時計回りに同時に回動させると、鋳造ロール１ａ，１ｂの間で凝固した金属が鋳造ロール１ａ，１ｂのロールギャップに応じた板厚の高温ストリップ４に成形されて鋳造ロール１ａ，１ｂの下方へ連続的に送り出されるようになっている。
【０００５】
５ａ，５ｂは一対の案内用のピンチロール群であり、該ピンチロール群５ａ，５ｂは、鋳造ロール１ａ，１ｂから下方へ送り出される高温ストリップ４を板厚方向に挾持し得るように、鋳造ロール１ａ，１ｂの直下に配置されている。６は側方から見て湾曲板状に形成されたストリップガイド部材であり、該ストリップガイド部材６は、ピンチロール群５ａ，５ｂから下方へ送り出されるストリップ４を水平方向へ案内するように、ピンチロール群５ａ，５ｂの下方に配置されている。
【０００６】
７ａ，７ｂはピンチロールであり、該ピンチロール７ａ，７ｂは、ストリップガイド部材６によって水平方向に案内されるストリップ４を板厚方向に挾持して搬送するように、ストリップガイド部材６のストリップ移動方向下流側に配置されている。
【０００７】
８は巻取機であり、該巻取機８は、ピンチロール７ａ，７ｂから水平に送り出されるストリップ４を巻き取り得るように、ピンチロール装置７の下流側に配置している。
【０００８】
上述した鋳造ロール１ａ，１ｂの下半部、ピンチロール群５ａ，５ｂ、ストリップガイド部材６、ピンチロール７ａ，７ｂ、巻取機８からなるストリップ４の移動経路は、大型のガスチャンバ９に内装されており、該ガスチャンバ９の内部には、ストリップガイド部材６とピンチロール７ａ，７ｂとの間において、ストリップ４の下面及び上面に対峙するようにノズル１０ａ，１０ｂが設けられている。このノズル１０ａ，１０ｂには、供給管１１ａ，１１ｂを介し窒素ガス等の無酸化ガスのガス供給源１２が接続され、ガスチャンバ９には、供給管１３ａ，１３ｂを介しガス供給源１４が接続されている。
【０００９】
すなわち、図１３に示す双ロール式連続鋳造機においては、窒素ガス等の無酸化ガスをガスチャンバ９へ供給することにより該ガスチャンバ９の内部を無酸化ガス雰囲気とし、更に、窒素ガスをノズル１０ａ，１０ｂから噴射させることにより、ストリップ４の表面にスケール（酸化被膜）が生成されるのを抑制している。また、ストリップ４の温度は、鋳造ロール１ａ，１ｂから送り出される時点において約１４００℃程度であるが、ノズル１０ａ，１０ｂから噴射される窒素ガスによって冷却されることにより、約６００〜８００℃程度に低下されるようにしている。
【００１０】
上記したように、金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップにおいてはスケールの発生を防止する必要があり、このために、図１３に示したようにストリップ４の移動経路全体を大型のガスチャンバ９で覆う方式の他に、ストリップ４の移動経路をピンチロール７ａ，７ｂ位置で前後に分け、ストリップ４を前側のガスチャンバと後測のガスチャンバで包囲する方式もある。又、金属ストリップ連続鋳造装置には前記ピンチロール７ａ，７ｂの後段（下流側）に圧延機を設置する場合があり、この場合には圧延機の直前位置までガスチャンバを設けたり、或いは圧延機とその前後にガスチャンバを設ける方式もある。
【００１１】
しかし、いずれの場合にも通常、少なくともピンチロール７ａ，７ｂの位置まではガスチャンバで覆うようにしており、このために１０００℃前後のストリップ４を搬送するピンチロール７ａ，７ｂの近傍は非常に高温の雰囲気となり、このためにピンチロール７ａ，７ｂを冷却水で外部冷却することはできない。
【００１２】
一方、ロールを冷却する手法としては、前記ピンチロール７ａ，７ｂとは機能が相違する鋳造ロール１ａ，１ｂにおいて、ロール内部に冷却水を通す種々の形状の流路を備えることにより内部冷却する方式が提案されている。
【００１３】
図１３に示した鋳造ロール１ａ，１ｂ（双ロール）は、双ロール上部に溶融金属溜まり２を区画するためにロール端部にサイド堰３ａを設けるため、双ロールにより溶融金属を凝固させて幅方向板厚分布を均一にしたストリップ４を形成させる過程での溶融金属の冷却速度は重要な要因を成し、その冷却速度の調整を担う双ロールに形成する冷却流路において、サイド堰３ａ近傍（両端部）とロール胴部の中央部に分けて検討された結果、両端部の冷却能力を中央部に比して低くする必要が生じ、この要求に応じた温度分布を保持させるために種々の流路構造を備えた鋳造ロール１ａ，１ｂが提案された。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、双ロール式連続鋳造機に使用されるピンチロール７ａ，７ｂは、１０００℃前後の高温ストリップ４を搬送する目的から耐熱を考慮した冷却手段を具備させる点は鋳造ロール１ａ，１ｂと同様であるが、鋳造ロール１ａ，１ｂの目的と異なり、正常な搬送を行うための蛇行対策が必須の要件となる。
【００１５】
即ち、ピンチロール７ａ，７ｂは、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持を図る必要があり、このためにピンチロール７ａ，７ｂの端部と中央部とで冷却効果を変化させることなく、しかも、ロール外面の周方向での冷却効果を変化させないようにすることが要求される。
【００１６】
本発明は、こうした要求に鑑みてなしたもので、簡略な構造にて、ロール幅方向に及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるピンチロールを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップの移動経路がガスチャンバで覆われているストリップを搬送するためのピンチロールであって、両端に軸部を有するロール胴部と、該ロール胴部の外周面に形成した１つ以上の螺旋溝と、ロール胴部の外部に嵌合して螺旋流路を形成するスリーブと、軸部に形成した流体供給路と前記螺旋流路の一端とを連通する半径方向の供給連通孔と、軸部に形成した流体排出路と前記螺旋流路の他端とを連通する半径方向の排出連通孔と、を備えたことを特徴とするピンチロール、に係るものである。
【００１８】
好ましくは、前記螺旋溝が、冷却に必要な流体量に見合う幅と深さを有する凹溝であることを含む。
【００１９】
好ましくは、前記ロール胴部の両端に備えられる軸部が、流体供給路と流体排出路によって冷却されるようにしたことを含む。
【００２０】
本発明は、金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップの移動経路がガスチャンバで覆われているストリップを搬送するためのピンチロールであって、両端に軸部を有するロール胴部と、ロール胴部内において中央軸線周りの等間隔位置に軸と平行に形成した冷却流路と、軸部に形成した流体供給路と前記冷却流路の一端とを連通する半径方向の供給連通孔と、軸部に形成した流体排出路と前記冷却流路の他端とを連通する半径方向の排出連通孔と、を備えたことを特徴とするピンチロール、に係るものである。
【００２１】
好ましくは、一端が前記供給連通孔に接続された冷却流路に対し奇数の冷却流路を挟む位置の冷却流路の他端を前記排出連通孔に接続しており、前記供給連通孔と排出連通孔との間において、冷却流体を冷却流路の長手方向に沿いジグザグ状に流動させる冷却ゾーンを周方向に複数形成したことを含む。
【００２２】
好ましくは、前記ロール胴部の両端に備えられる軸部が、流体供給路と流体排出路によって冷却されるようにしたことを含む。
【００２３】
上記手段によれば、次のように作用する。
【００２４】
ピンチロールのロール胴部に螺旋溝を形成し、その外部にスリーブを嵌合することによって形成した螺旋流路に冷却流体を流動させて冷却するようにしたので、ピンチロールのロール表面がロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロールを幅方向に均一に冷却できる。更に、前記螺旋流路による冷却によってロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持されるようになる。従って、比較的簡略な構造にて、ピンチロールをロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００２５】
又、前記螺旋溝は加工が比較的容易であり、よって螺旋流路を有したピンチロールが比較的容易に提供できる。
【００２６】
スリーブがない場合、ロール胴部の内部で周方向等間隔に形成した冷却流路に冷却流体を流動させることによってピンチロールを冷却するようにしたので、ピンチロールのロール表面がロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロールを幅方向に均一に冷却できる。更に、周方向等間隔の冷却流路によって、ロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持されるようになる。従って、比較的簡略な構造にて、ピンチロールをロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００２７】
奇数の冷却流路を挟む冷却流路間において冷却流体をジグザグ状に流すようにした冷却ゾーンをロール胴部の周方向に複数備えるようにしたので、ピンチロールの幅方向の冷却効果が更に均一になり、且つ供給連通孔及び排出連通孔の設置数も減少するので内部構造を簡略化できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は本発明のピンチロールの形態例を示す断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図、図４は図１のＩＶ方向矢視図、図５は図１のＶ−Ｖ方向矢視図である。
【００３０】
図１３に示したように、高温ストリップ４の移動経路を種々のガスチャンバ９で覆う構成を有する金属ストリップ連続鋳造装置に用いられるピンチロール７ａ，７ｂを、図１〜図５R>５に示すように構成する。図１のピンチロール７ａ，７ｂは、管状を有するロール胴部５１の両端に軸部５２，５３を、該軸部５２，５３に一体に形成したフランジ５４を介してシール材５５と固定具５６により気密に固定している。上記軸部５２，５３は夫々軸受５７により図示しないピンチロール装置に回転可能に支持されている。右側に設けられる他方の軸部５３には、図示しない駆動装置に連結された駆動軸のカップリングが嵌合するカップリング接続部５８が設けられている。
【００３１】
前記ロール胴部５１の外周面には１つ以上の螺旋溝５９ａが形成されている。図示例では図３に示すよう等間隔の４本の螺旋溝５９ａが平行に形成されている。この螺旋溝５９ａは、冷却に必要な流体量に見合う幅Ｗと深さＨになるように機械加工等にて形成した凹溝とすることができる。
【００３２】
前記螺旋溝５９ａが形成されたロール胴部５１の外部にはスリーブ６０が焼嵌めなどにて気密に嵌合されており、これにより螺旋流路５９が形成されている。該螺旋流路５９における一方の端部と他方の端部は、夫々図４に示すように閉塞具５９ｂにて閉塞されている。
【００３３】
図１、図２に示すように一方の軸部５２の中心には貫通孔６１が形成されており、この貫通孔６１の内部には環状間隔が形成されるように内管６２が支持部材６２ａによって同心に配置され、内管６２のロール胴部５１側の右方端部はシールパッキン６３又はｏリングにて軸部５２に対し気密に固定されている。この内管６２により径方向外側の流体供給路６４と、径方向内側で前記ロール胴部５１内の空間６５と連通する流体排出路６６とを隔成している。前記一方の軸部５２の左側外方端にはロータリージョイント６７が接続されており、更にロータリージョイント６７の外方には、前記流体供給路６４に連通する流体供給口６８と前記流体排出路６６に連通する流体排出口６９が接続されている。
【００３４】
前記流体供給路６４のシールパッキン６３に近い内方端部には、前記フランジ５４内を半径方向に延びて前記４本の螺旋流路５９の各一端に連通する４本の供給連通孔７０が形成されている。
【００３５】
又、図１、図５に示すように、他方の軸部５３の中心には右方端部が軸受５７内部近傍で行き止まりになっている穴７１が形成されており、この穴７１の内部には環状間隔が形成されるように内管７２が支持部材７２ａにより同心に配置され、内管７２のロール胴部５１側の左方端部はシールパッキン７３又はｏリングにより軸部５３に対し気密に固定されている。この時、内管７２は穴７１の深さより短い長さとなっており、これにより、内管７２の径方向外側の流路７４ａと、穴７１の最奥部の反転部７４ｂと、内管７２の径方向内側の流路７４ｃとによりＵ字状を有してロール胴部５１内の空間６５に連通する流体排出路７４が形成されている。
【００３６】
更に、前記流体排出路７４における流路７４ａのシールパッキン７３に近い内方端部には、前記フランジ５４内を半径方向に延びて前記４本の螺旋流路５９の各他端に連通する４本の排出連通孔７５を形成している。
【００３７】
上記形態例においては、４本の螺旋流路５９を形成した場合について例示したが、１本以上何本の螺旋流路５９を形成してもよい。又、ロール胴部５１と軸部５２，５３とが別体に構成された場合について例示したが、ロール胴部５１と軸部５２，５３が一体構造の場合にも適用できる。更に、一方の軸部５２から冷却流体の給排を行う場合について例示したが、一方の軸部から冷却流体を供給して他方の軸部から冷却流体を排出するようにしてもよい。
【００３８】
次に、上記図１〜図５に示した形態例の作用を説明する。
【００３９】
図１に示すように、軸受５７に支持されて回転しているピンチロール７ａ，７ｂにおいて、流体供給口６８から水等の冷却流体を供給すると、冷却流体はロータリージョイント６７を経て一方の軸部５２の流体供給路６４に流入することにより軸部５２の軸受５７部を冷却した後、４本の供給連通孔７０に分かれて流入する。供給連通孔７０に流入した冷却流体は、ロール胴部５１に形成した螺旋流路５９の一端に流入し、螺旋流路５９内を旋回しながら流れることによりロール胴部５１及びスリーブ６０を冷却する。この冷却により、ピンチロール７ａ，７ｂはストリップを冷却しつつ搬送することができる。この時、ストリップによって加熱されるピンチロール７ａ，７ｂの冷却に必要な流体量に見合う幅Ｗと深さＨになるように予め凹溝による螺旋溝５９ａを形成しておくことにより、ピンチロール７ａ，７ｂを目的の最適温度に冷却することができる。
【００４０】
螺旋流路５９を流動した冷却流体は、他端部から４本の排出連通孔７５に流入し、該排出連通孔７５から流体排出路７４の流路７４ａに流入し、他方の軸部５３の軸受５７を冷却しつつ反転部７４ｂ及び流路７４ｃを経てロール胴部５１内部の空間６５に流入する。そして、空間６５内の冷却流体は、前記一方の軸部５２の流体排出路６６からロータリージョイント６７を経て流体排出口６９より外部に排出される。
【００４１】
上記したように、冷却流体は螺旋流路５９を旋回して流れることによりピンチロール７ａ，７ｂを冷却しているので、ピンチロール７ａ，７ｂのロール表面はロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロール７ａ，７ｂは幅方向に均一に冷却される。更に、前記螺旋流路５９による冷却によればロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持されるようになる。このように比較的簡略な構造にて、ロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００４２】
又前記螺旋溝５９ａは加工が比較的容易であり、よって螺旋流路５９を有したピンチロール７ａ，７ｂが比較的容易に提供できる。
【００４３】
図６は本発明のピンチロールの他の形態例を示す断面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向矢視図、図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向矢視図、図９は図６のＩＸ−ＩＸ方向矢視図、図１０は図６のＸ−Ｘ方向矢視図、図１１は図１０のＸＩ方向矢視図、図１２は図１０１０のＸＩＩ方向矢視図である。
【００４４】
図６の形態例における軸部５２，５３の構成は前記図１の形態例の場合と略同一であるので説明の重複は省き、図１の形態例と異なる構成についてのみ詳述する。
【００４５】
図６に示すように、両端に軸部５２，５３を固定したロール胴部５１内の外表面に近い位置には、中央軸線周りの等間隔位置に軸と平行なキリ穴による冷却流路７６が形成されている。図７〜図９では４０本の冷却流路７６が形成されており、この冷却流路７６は冷却に必要な流体量に見合う本数、口径で形成される。
【００４６】
一方の軸部５２に形成されている流体供給路６４のシールパッキン６３に近い内方端部には、前記フランジ５４内を半径方向に延びて一本の冷却流路７６の一端に連通する供給連通孔７７を設けており、上記供給連通孔７７に連通した冷却流路７６を含めて５本の冷却流路７６を隔てた位置の冷却流路７６の一端に別の供給連通孔７７を連通させており、これにより５本の供給連通孔７７が設けられている。
【００４７】
又、他方の軸部５３に形成されている流体排出路７４における流路７４ａのシールパッキン７３に近い内方端部には、前記フランジ５４内を半径方向に延びて夫々が一本の冷却流路７６の他端に連通する５本の排出連通孔７８が設けられている。この５本の排出連通孔７８は、一端が前記供給連通孔７７に接続された冷却流路７６に対して３本の冷却流路７６を挟んだ位置、即ち５番目の冷却流路７６の他端に夫々連通している。更に詳述すると、図７に示すように１本の供給連通孔７７に連通した冷却流路７６ａを１番目とすると、図９に示すように５番目の冷却流路７６ｅの他端に前記排出連通孔７８が接続されている。そして、前記第１番目の冷却流路７６ａと第５番目の冷却流路７６ｅの間において、各冷却流路７６ａ〜７６ｅを長手方向に沿い冷却流体がジグザグ状に流れるようにした冷却ゾーン８１を構成している。
【００４８】
即ち、図１０、図１１に示すように、第１番目の冷却流路７６ａと第２番目の冷却流路７６ｂの他端側を夫々閉塞具７９で閉塞し、閉塞具７９に近い端部同士を接続穴８０で接続することにより反転部を形成している。この時、第１番目の冷却流路７６ａから反転部を経て第２番目の冷却流路７６ｂに向かう冷却流体が流動し易いように閉塞具７９の内方端には傾斜面７９ａが形成されている。上記と同様に、第２番目の冷却流路７６ｂと第３番目の冷却流路７６ｃの一端側にも閉塞具７９と接続穴８０による反転部を形成し、又、第３番目の冷却流路７６ｃと第４番目の冷却流路７６ｄの他端側にも閉塞具７９と接続穴８０による反転部を形成し、更に、第４番目の冷却流路７６ｄと第５番目の冷却流路７６ｅの一端側にも閉塞具７９と接続穴８０による反転部を形成している。これにより、供給連通孔７７からの冷却流体は冷却流路７６ａ〜７６ｅをジグザグ状に流れて排出連通孔７８に向かうようになっており、前記冷却ゾーン８１は、ロール胴部５１の周方向に５個所形成されている。前記供給連通孔７７が接続される冷却流路７６の一端部と、前記排出連通孔７８が接続される冷却流路７６の他端部にも、閉塞具７９が設けられているが、この閉塞具７９には、図１２に示すように供給連通孔７７と冷却流路７６の間、及び排出連通孔７８と冷却流路７６との間で冷却流体が流動し易いように、下向きの傾斜面７９ｂが形成されている。
【００４９】
尚、上記冷却ゾーン８１は、供給連通孔７７に連通する冷却流路７６と排出連通孔７８に連通する冷却流路７６との間に奇数の冷却流路を挟んでいればジグザグ状の流れを形成することができ、冷却ゾーン８１で冷却流体が折返し流れる回数は任意である。又、図示例ではロール胴部５１と軸部５２，５３とが別体に構成された場合について例示したが、ロール胴部５１と軸部５２，５３が一体構造の場合にも適用できる。更に、一方の軸部５２から冷却流体の給排を行う場合について例示したが、一方の軸部から冷却流体を供給して他方の軸部から冷却流体を排出するようにしてもよい。
【００５０】
次に、図６〜図１２に示した形態例の作用を説明する。
【００５１】
図６の流体供給口６８から水等の冷却流体を供給すると、冷却流体はロータリージョイント６７を経て一方の軸部５２の流体供給路６４に流入することにより軸部５２の軸受５７部を冷却した後、５本の供給連通孔７７に分かれて流入する。各供給連通孔７７に流入した冷却流体は、ロール胴部５１に形成された冷却ゾーン８１の第１番目の冷却流路７６ａの一端に流入し、冷却流路７６ａ〜７６ｅを順次ジグザグ状に流れることによりロール胴部５１を冷却する。この冷却によりピンチロール７ａ，７ｂはストリップを冷却しつつ搬送することができる。この時、ストリップによって加熱されるピンチロール７ａ，７ｂの冷却に必要な流体量に見合う口径、本数の冷却流路７６を設けておくことにより、ピンチロール７ａ，７ｂを目的の最適温度に冷却することができる。
【００５２】
各冷却ゾーン８１を流動した冷却流体は、冷却流路７６ｅの他端部から夫々５本の排出連通孔７８に流入し、該排出連通孔７８から流体排出路７４の流路７４ａに流入し、他方の軸部５３の軸受５７を冷却しつつ反転部７４ｂ及び流路７４ｃを経てロール胴部５１内部の空間６５に流入する。そして、空間６５内の冷却流体は、前記一方の軸部５２の流体排出路６６からロータリージョイント６７を経て流体排出口６９より外部に排出される。
【００５３】
上記したように、冷却流体はロール胴部５１内部に形成した冷却ゾーン８１の冷却流路７６に沿ってジグザグ状に流れてピンチロール７ａ，７ｂを冷却するので、ピンチロール７ａ，７ｂのロール表面はロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロール７ａ，７ｂは幅方向に均一に冷却される。更に、ロール胴部５１の周方向に複数形成した冷却ゾーン８１により、ロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持できるようになる。このように比較的簡略な構造にて、ロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるようにピンチロール７ａ，７ｂを冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００５４】
又、前記したように、奇数の冷却流路７６を挟む冷却流路７６間において冷却流体をジグザグ状に流すようにした冷却ゾーン８１をロール胴部５１の周方向に複数備えるようにしたので、ピンチロール７ａ，７ｂの幅方向の冷却効果を更に均一にすることができ、且つ供給連通孔７７及び排出連通孔７８の設置数も減少するので内部構造の簡略化も図れる。
【００５５】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、螺旋流路、冷却流路の設置数、設置間隔等は任意に設定できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
【００５７】
ピンチロールのロール胴部に螺旋溝を形成し、その外部にスリーブを嵌合することによって形成した螺旋流路に冷却流体を流動させて冷却するようにしたので、ピンチロールのロール表面がロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロールを幅方向に均一に冷却できる。更に、前記螺旋流路による冷却によってロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持されるようになる。従って、比較的簡略な構造にて、ピンチロールをロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００５８】
又、前記螺旋溝は加工が比較的容易であり、よって螺旋流路を有したピンチロールが比較的容易に提供できる。
【００５９】
スリーブがない場合、ロール胴部の内部で周方向等間隔に形成した冷却流路に冷却流体を流動させることによってピンチロールを冷却するようにしたので、ピンチロールのロール表面がロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロールを幅方向に均一に冷却できる。更に、周方向等間隔の冷却流路によって、ロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持されるようになる。従って、比較的簡略な構造にて、ピンチロールをロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００６０】
奇数の冷却流路を挟む冷却流路間において冷却流体をジグザグ状に流すようにした冷却ゾーンをロール胴部の周方向に複数備えるようにしたので、ピンチロールの幅方向の冷却効果が更に均一になり、且つ供給連通孔及び排出連通孔の設置数も減少するので内部構造を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のピンチロールの形態例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】図１のＩＶ方向矢視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ方向矢視図である。
【図６】本発明の他の形態例を示す断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向矢視図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向矢視図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ方向矢視図である。
【図１０】図６のＸ−Ｘ方向矢視図である。
【図１１】図１０のＸＩ方向矢視図である。
【図１２】図１０のＸＩＩ方向矢視図である。
【図１３】従来のストリップキャスタの一例を示す全体概略側面図である。
【符号の説明】
４ 高温ストリップ（ストリップ）
７ａ，７ｂ ピンチロール
９ ガスチャンバ
５１ ロール胴部
５２ 軸部（一方）
５３ 軸部（他方）
５９ 螺旋流路
５９ａ 螺旋溝
６０ スリーブ
６４ 流体供給路
６６ 流体排出路
７０ 供給連通孔
７４ 流体排出路
７５ 排出連通孔
７６ 冷却流路
７６ａ〜７６ｅ 冷却流路
７７ 供給連通孔
７８ 排出連通孔
８１ 冷却ゾーン
Ｈ 深さ
Ｗ 幅
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属ストリップ連続鋳造装置に備えられるピンチロールに関する。より詳細には、双ロール式連続鋳造機に備えられるピンチロールに関するが、これに限定されるものではない。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶融金属から金属板を連続的に鋳造する一手段として、種々の双ロール式連続鋳造機が提案されている。
【０００３】
図１３は特開昭６３−２６２４０号公報及び特開昭６３−３０１５８号公報に開示されているストリップキャスタ（双ロール式連続鋳造機）を示すものである。図中１ａ，１ｂは一対の内部冷却される鋳造ロールであり、該鋳造ロール１ａ，１ｂは、水平に且つ互いに平行にロールギャップを有して並ぶように配置されている。
【０００４】
この鋳造ロール１ａ，１ｂの直上には、鋳造ロール１ａ，１ｂの間に溶融金属溜まり２を形成させるためのタンディッシュ３及びサイド堰３ａが設けられており、鋳造ロール１ａ，１ｂの間に溶融金属溜まり２を形成させた状態で、図１３において左側に位置する鋳造ロール１ａを時計回りに、また、図１３において右側に位置する鋳造ロール１ｂを反時計回りに同時に回動させると、鋳造ロール１ａ，１ｂの間で凝固した金属が鋳造ロール１ａ，１ｂのロールギャップに応じた板厚の高温ストリップ４に成形されて鋳造ロール１ａ，１ｂの下方へ連続的に送り出されるようになっている。
【０００５】
５ａ，５ｂは一対の案内用のピンチロール群であり、該ピンチロール群５ａ，５ｂは、鋳造ロール１ａ，１ｂから下方へ送り出される高温ストリップ４を板厚方向に挾持し得るように、鋳造ロール１ａ，１ｂの直下に配置されている。６は側方から見て湾曲板状に形成されたストリップガイド部材であり、該ストリップガイド部材６は、ピンチロール群５ａ，５ｂから下方へ送り出されるストリップ４を水平方向へ案内するように、ピンチロール群５ａ，５ｂの下方に配置されている。
【０００６】
７ａ，７ｂはピンチロールであり、該ピンチロール７ａ，７ｂは、ストリップガイド部材６によって水平方向に案内されるストリップ４を板厚方向に挾持して搬送するように、ストリップガイド部材６のストリップ移動方向下流側に配置されている。
【０００７】
８は巻取機であり、該巻取機８は、ピンチロール７ａ，７ｂから水平に送り出されるストリップ４を巻き取り得るように、ピンチロール装置７の下流側に配置している。
【０００８】
上述した鋳造ロール１ａ，１ｂの下半部、ピンチロール群５ａ，５ｂ、ストリップガイド部材６、ピンチロール７ａ，７ｂ、巻取機８からなるストリップ４の移動経路は、大型のガスチャンバ９に内装されており、該ガスチャンバ９の内部には、ストリップガイド部材６とピンチロール７ａ，７ｂとの間において、ストリップ４の下面及び上面に対峙するようにノズル１０ａ，１０ｂが設けられている。このノズル１０ａ，１０ｂには、供給管１１ａ，１１ｂを介し窒素ガス等の無酸化ガスのガス供給源１２が接続され、ガスチャンバ９には、供給管１３ａ，１３ｂを介しガス供給源１４が接続されている。
【０００９】
すなわち、図１３に示す双ロール式連続鋳造機においては、窒素ガス等の無酸化ガスをガスチャンバ９へ供給することにより該ガスチャンバ９の内部を無酸化ガス雰囲気とし、更に、窒素ガスをノズル１０ａ，１０ｂから噴射させることにより、ストリップ４の表面にスケール（酸化被膜）が生成されるのを抑制している。また、ストリップ４の温度は、鋳造ロール１ａ，１ｂから送り出される時点において約１４００℃程度であるが、ノズル１０ａ，１０ｂから噴射される窒素ガスによって冷却されることにより、約６００〜８００℃程度に低下されるようにしている。
【００１０】
上記したように、金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップにおいてはスケールの発生を防止する必要があり、このために、図１３に示したようにストリップ４の移動経路全体を大型のガスチャンバ９で覆う方式の他に、ストリップ４の移動経路をピンチロール７ａ，７ｂ位置で前後に分け、ストリップ４を前側のガスチャンバと後測のガスチャンバで包囲する方式もある。又、金属ストリップ連続鋳造装置には前記ピンチロール７ａ，７ｂの後段（下流側）に圧延機を設置する場合があり、この場合には圧延機の直前位置までガスチャンバを設けたり、或いは圧延機とその前後にガスチャンバを設ける方式もある。
【００１１】
しかし、いずれの場合にも通常、少なくともピンチロール７ａ，７ｂの位置まではガスチャンバで覆うようにしており、このために１０００℃前後のストリップ４を搬送するピンチロール７ａ，７ｂの近傍は非常に高温の雰囲気となり、このためにピンチロール７ａ，７ｂを冷却水で外部冷却することはできない。
【００１２】
一方、ロールを冷却する手法としては、前記ピンチロール７ａ，７ｂとは機能が相違する鋳造ロール１ａ，１ｂにおいて、ロール内部に冷却水を通す種々の形状の流路を備えることにより内部冷却する方式が提案されている。
【００１３】
図１３に示した鋳造ロール１ａ，１ｂ（双ロール）は、双ロール上部に溶融金属溜まり２を区画するためにロール端部にサイド堰３ａを設けるため、双ロールにより溶融金属を凝固させて幅方向板厚分布を均一にしたストリップ４を形成させる過程での溶融金属の冷却速度は重要な要因を成し、その冷却速度の調整を担う双ロールに形成する冷却流路において、サイド堰３ａ近傍（両端部）とロール胴部の中央部に分けて検討された結果、両端部の冷却能力を中央部に比して低くする必要が生じ、この要求に応じた温度分布を保持させるために種々の流路構造を備えた鋳造ロール１ａ，１ｂが提案された。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、双ロール式連続鋳造機に使用されるピンチロール７ａ，７ｂは、１０００℃前後の高温ストリップ４を搬送する目的から耐熱を考慮した冷却手段を具備させる点は鋳造ロール１ａ，１ｂと同様であるが、鋳造ロール１ａ，１ｂの目的と異なり、正常な搬送を行うための蛇行対策が必須の要件となる。
【００１５】
即ち、ピンチロール７ａ，７ｂは、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持を図る必要があり、このためにピンチロール７ａ，７ｂの端部と中央部とで冷却効果を変化させることなく、しかも、ロール外面の周方向での冷却効果を変化させないようにすることが要求される。
【００１６】
本発明は、こうした要求に鑑みてなしたもので、簡略な構造にて、ロール幅方向に及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるピンチロールを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップの移動経路がガスチャンバで覆われているストリップを搬送するためのピンチロールであって、両端に軸部を有するロール胴部と、該ロール胴部の外周面に形成した１つ以上の螺旋溝と、ロール胴部の外部に嵌合して螺旋流路を形成するスリーブと、軸部に形成した流体供給路と前記螺旋流路の一端とを連通する半径方向の供給連通孔と、軸部に形成した流体排出路と前記螺旋流路の他端とを連通する半径方向の排出連通孔と、を備えたことを特徴とするピンチロール、に係るものである。
【００１８】
好ましくは、前記螺旋溝が、冷却に必要な流体量に見合う幅と深さを有する凹溝であることを含む。
【００１９】
好ましくは、前記ロール胴部の両端に備えられる軸部が、流体供給路と流体排出路によって冷却されるようにしたことを含む。
【００２０】
本発明は、金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップの移動経路がガスチャンバで覆われているストリップを搬送するためのピンチロールであって、両端に軸部を有するロール胴部と、ロール胴部内において中央軸線周りの等間隔位置に軸と平行に形成した冷却流路と、軸部に形成した流体供給路と前記冷却流路の一端とを連通する半径方向の供給連通孔と、軸部に形成した流体排出路と前記冷却流路の他端とを連通する半径方向の排出連通孔と、を備えたことを特徴とするピンチロール、に係るものである。
【００２１】
好ましくは、一端が前記供給連通孔に接続された冷却流路に対し奇数の冷却流路を挟む位置の冷却流路の他端を前記排出連通孔に接続しており、前記供給連通孔と排出連通孔との間において、冷却流体を冷却流路の長手方向に沿いジグザグ状に流動させる冷却ゾーンを周方向に複数形成したことを含む。
【００２２】
好ましくは、前記ロール胴部の両端に備えられる軸部が、流体供給路と流体排出路によって冷却されるようにしたことを含む。
【００２３】
上記手段によれば、次のように作用する。
【００２４】
ピンチロールのロール胴部に螺旋溝を形成し、その外部にスリーブを嵌合することによって形成した螺旋流路に冷却流体を流動させて冷却するようにしたので、ピンチロールのロール表面がロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロールを幅方向に均一に冷却できる。更に、前記螺旋流路による冷却によってロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持されるようになる。従って、比較的簡略な構造にて、ピンチロールをロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００２５】
又、前記螺旋溝は加工が比較的容易であり、よって螺旋流路を有したピンチロールが比較的容易に提供できる。
【００２６】
スリーブがない場合、ロール胴部の内部で周方向等間隔に形成した冷却流路に冷却流体を流動させることによってピンチロールを冷却するようにしたので、ピンチロールのロール表面がロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロールを幅方向に均一に冷却できる。更に、周方向等間隔の冷却流路によって、ロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持されるようになる。従って、比較的簡略な構造にて、ピンチロールをロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００２７】
奇数の冷却流路を挟む冷却流路間において冷却流体をジグザグ状に流すようにした冷却ゾーンをロール胴部の周方向に複数備えるようにしたので、ピンチロールの幅方向の冷却効果が更に均一になり、且つ供給連通孔及び排出連通孔の設置数も減少するので内部構造を簡略化できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は本発明のピンチロールの形態例を示す断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図、図４は図１のＩＶ方向矢視図、図５は図１のＶ−Ｖ方向矢視図である。
【００３０】
図１３に示したように、高温ストリップ４の移動経路を種々のガスチャンバ９で覆う構成を有する金属ストリップ連続鋳造装置に用いられるピンチロール７ａ，７ｂを、図１〜図５R>５に示すように構成する。図１のピンチロール７ａ，７ｂは、管状を有するロール胴部５１の両端に軸部５２，５３を、該軸部５２，５３に一体に形成したフランジ５４を介してシール材５５と固定具５６により気密に固定している。上記軸部５２，５３は夫々軸受５７により図示しないピンチロール装置に回転可能に支持されている。右側に設けられる他方の軸部５３には、図示しない駆動装置に連結された駆動軸のカップリングが嵌合するカップリング接続部５８が設けられている。
【００３１】
前記ロール胴部５１の外周面には１つ以上の螺旋溝５９ａが形成されている。図示例では図３に示すよう等間隔の４本の螺旋溝５９ａが平行に形成されている。この螺旋溝５９ａは、冷却に必要な流体量に見合う幅Ｗと深さＨになるように機械加工等にて形成した凹溝とすることができる。
【００３２】
前記螺旋溝５９ａが形成されたロール胴部５１の外部にはスリーブ６０が焼嵌めなどにて気密に嵌合されており、これにより螺旋流路５９が形成されている。該螺旋流路５９における一方の端部と他方の端部は、夫々図４に示すように閉塞具５９ｂにて閉塞されている。
【００３３】
図１、図２に示すように一方の軸部５２の中心には貫通孔６１が形成されており、この貫通孔６１の内部には環状間隔が形成されるように内管６２が支持部材６２ａによって同心に配置され、内管６２のロール胴部５１側の右方端部はシールパッキン６３又はｏリングにて軸部５２に対し気密に固定されている。この内管６２により径方向外側の流体供給路６４と、径方向内側で前記ロール胴部５１内の空間６５と連通する流体排出路６６とを隔成している。前記一方の軸部５２の左側外方端にはロータリージョイント６７が接続されており、更にロータリージョイント６７の外方には、前記流体供給路６４に連通する流体供給口６８と前記流体排出路６６に連通する流体排出口６９が接続されている。
【００３４】
前記流体供給路６４のシールパッキン６３に近い内方端部には、前記フランジ５４内を半径方向に延びて前記４本の螺旋流路５９の各一端に連通する４本の供給連通孔７０が形成されている。
【００３５】
又、図１、図５に示すように、他方の軸部５３の中心には右方端部が軸受５７内部近傍で行き止まりになっている穴７１が形成されており、この穴７１の内部には環状間隔が形成されるように内管７２が支持部材７２ａにより同心に配置され、内管７２のロール胴部５１側の左方端部はシールパッキン７３又はｏリングにより軸部５３に対し気密に固定されている。この時、内管７２は穴７１の深さより短い長さとなっており、これにより、内管７２の径方向外側の流路７４ａと、穴７１の最奥部の反転部７４ｂと、内管７２の径方向内側の流路７４ｃとによりＵ字状を有してロール胴部５１内の空間６５に連通する流体排出路７４が形成されている。
【００３６】
更に、前記流体排出路７４における流路７４ａのシールパッキン７３に近い内方端部には、前記フランジ５４内を半径方向に延びて前記４本の螺旋流路５９の各他端に連通する４本の排出連通孔７５を形成している。
【００３７】
上記形態例においては、４本の螺旋流路５９を形成した場合について例示したが、１本以上何本の螺旋流路５９を形成してもよい。又、ロール胴部５１と軸部５２，５３とが別体に構成された場合について例示したが、ロール胴部５１と軸部５２，５３が一体構造の場合にも適用できる。更に、一方の軸部５２から冷却流体の給排を行う場合について例示したが、一方の軸部から冷却流体を供給して他方の軸部から冷却流体を排出するようにしてもよい。
【００３８】
次に、上記図１〜図５に示した形態例の作用を説明する。
【００３９】
図１に示すように、軸受５７に支持されて回転しているピンチロール７ａ，７ｂにおいて、流体供給口６８から水等の冷却流体を供給すると、冷却流体はロータリージョイント６７を経て一方の軸部５２の流体供給路６４に流入することにより軸部５２の軸受５７部を冷却した後、４本の供給連通孔７０に分かれて流入する。供給連通孔７０に流入した冷却流体は、ロール胴部５１に形成した螺旋流路５９の一端に流入し、螺旋流路５９内を旋回しながら流れることによりロール胴部５１及びスリーブ６０を冷却する。この冷却により、ピンチロール７ａ，７ｂはストリップを冷却しつつ搬送することができる。この時、ストリップによって加熱されるピンチロール７ａ，７ｂの冷却に必要な流体量に見合う幅Ｗと深さＨになるように予め凹溝による螺旋溝５９ａを形成しておくことにより、ピンチロール７ａ，７ｂを目的の最適温度に冷却することができる。
【００４０】
螺旋流路５９を流動した冷却流体は、他端部から４本の排出連通孔７５に流入し、該排出連通孔７５から流体排出路７４の流路７４ａに流入し、他方の軸部５３の軸受５７を冷却しつつ反転部７４ｂ及び流路７４ｃを経てロール胴部５１内部の空間６５に流入する。そして、空間６５内の冷却流体は、前記一方の軸部５２の流体排出路６６からロータリージョイント６７を経て流体排出口６９より外部に排出される。
【００４１】
上記したように、冷却流体は螺旋流路５９を旋回して流れることによりピンチロール７ａ，７ｂを冷却しているので、ピンチロール７ａ，７ｂのロール表面はロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロール７ａ，７ｂは幅方向に均一に冷却される。更に、前記螺旋流路５９による冷却によればロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持されるようになる。このように比較的簡略な構造にて、ロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００４２】
又前記螺旋溝５９ａは加工が比較的容易であり、よって螺旋流路５９を有したピンチロール７ａ，７ｂが比較的容易に提供できる。
【００４３】
図６は本発明のピンチロールの他の形態例を示す断面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向矢視図、図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向矢視図、図９は図６のＩＸ−ＩＸ方向矢視図、図１０は図６のＸ−Ｘ方向矢視図、図１１は図１０のＸＩ方向矢視図、図１２は図１０１０のＸＩＩ方向矢視図である。
【００４４】
図６の形態例における軸部５２，５３の構成は前記図１の形態例の場合と略同一であるので説明の重複は省き、図１の形態例と異なる構成についてのみ詳述する。
【００４５】
図６に示すように、両端に軸部５２，５３を固定したロール胴部５１内の外表面に近い位置には、中央軸線周りの等間隔位置に軸と平行なキリ穴による冷却流路７６が形成されている。図７〜図９では４０本の冷却流路７６が形成されており、この冷却流路７６は冷却に必要な流体量に見合う本数、口径で形成される。
【００４６】
一方の軸部５２に形成されている流体供給路６４のシールパッキン６３に近い内方端部には、前記フランジ５４内を半径方向に延びて一本の冷却流路７６の一端に連通する供給連通孔７７を設けており、上記供給連通孔７７に連通した冷却流路７６を含めて５本の冷却流路７６を隔てた位置の冷却流路７６の一端に別の供給連通孔７７を連通させており、これにより５本の供給連通孔７７が設けられている。
【００４７】
又、他方の軸部５３に形成されている流体排出路７４における流路７４ａのシールパッキン７３に近い内方端部には、前記フランジ５４内を半径方向に延びて夫々が一本の冷却流路７６の他端に連通する５本の排出連通孔７８が設けられている。この５本の排出連通孔７８は、一端が前記供給連通孔７７に接続された冷却流路７６に対して３本の冷却流路７６を挟んだ位置、即ち５番目の冷却流路７６の他端に夫々連通している。更に詳述すると、図７に示すように１本の供給連通孔７７に連通した冷却流路７６ａを１番目とすると、図９に示すように５番目の冷却流路７６ｅの他端に前記排出連通孔７８が接続されている。そして、前記第１番目の冷却流路７６ａと第５番目の冷却流路７６ｅの間において、各冷却流路７６ａ〜７６ｅを長手方向に沿い冷却流体がジグザグ状に流れるようにした冷却ゾーン８１を構成している。
【００４８】
即ち、図１０、図１１に示すように、第１番目の冷却流路７６ａと第２番目の冷却流路７６ｂの他端側を夫々閉塞具７９で閉塞し、閉塞具７９に近い端部同士を接続穴８０で接続することにより反転部を形成している。この時、第１番目の冷却流路７６ａから反転部を経て第２番目の冷却流路７６ｂに向かう冷却流体が流動し易いように閉塞具７９の内方端には傾斜面７９ａが形成されている。上記と同様に、第２番目の冷却流路７６ｂと第３番目の冷却流路７６ｃの一端側にも閉塞具７９と接続穴８０による反転部を形成し、又、第３番目の冷却流路７６ｃと第４番目の冷却流路７６ｄの他端側にも閉塞具７９と接続穴８０による反転部を形成し、更に、第４番目の冷却流路７６ｄと第５番目の冷却流路７６ｅの一端側にも閉塞具７９と接続穴８０による反転部を形成している。これにより、供給連通孔７７からの冷却流体は冷却流路７６ａ〜７６ｅをジグザグ状に流れて排出連通孔７８に向かうようになっており、前記冷却ゾーン８１は、ロール胴部５１の周方向に５個所形成されている。前記供給連通孔７７が接続される冷却流路７６の一端部と、前記排出連通孔７８が接続される冷却流路７６の他端部にも、閉塞具７９が設けられているが、この閉塞具７９には、図１２に示すように供給連通孔７７と冷却流路７６の間、及び排出連通孔７８と冷却流路７６との間で冷却流体が流動し易いように、下向きの傾斜面７９ｂが形成されている。
【００４９】
尚、上記冷却ゾーン８１は、供給連通孔７７に連通する冷却流路７６と排出連通孔７８に連通する冷却流路７６との間に奇数の冷却流路を挟んでいればジグザグ状の流れを形成することができ、冷却ゾーン８１で冷却流体が折返し流れる回数は任意である。又、図示例ではロール胴部５１と軸部５２，５３とが別体に構成された場合について例示したが、ロール胴部５１と軸部５２，５３が一体構造の場合にも適用できる。更に、一方の軸部５２から冷却流体の給排を行う場合について例示したが、一方の軸部から冷却流体を供給して他方の軸部から冷却流体を排出するようにしてもよい。
【００５０】
次に、図６〜図１２に示した形態例の作用を説明する。
【００５１】
図６の流体供給口６８から水等の冷却流体を供給すると、冷却流体はロータリージョイント６７を経て一方の軸部５２の流体供給路６４に流入することにより軸部５２の軸受５７部を冷却した後、５本の供給連通孔７７に分かれて流入する。各供給連通孔７７に流入した冷却流体は、ロール胴部５１に形成された冷却ゾーン８１の第１番目の冷却流路７６ａの一端に流入し、冷却流路７６ａ〜７６ｅを順次ジグザグ状に流れることによりロール胴部５１を冷却する。この冷却によりピンチロール７ａ，７ｂはストリップを冷却しつつ搬送することができる。この時、ストリップによって加熱されるピンチロール７ａ，７ｂの冷却に必要な流体量に見合う口径、本数の冷却流路７６を設けておくことにより、ピンチロール７ａ，７ｂを目的の最適温度に冷却することができる。
【００５２】
各冷却ゾーン８１を流動した冷却流体は、冷却流路７６ｅの他端部から夫々５本の排出連通孔７８に流入し、該排出連通孔７８から流体排出路７４の流路７４ａに流入し、他方の軸部５３の軸受５７を冷却しつつ反転部７４ｂ及び流路７４ｃを経てロール胴部５１内部の空間６５に流入する。そして、空間６５内の冷却流体は、前記一方の軸部５２の流体排出路６６からロータリージョイント６７を経て流体排出口６９より外部に排出される。
【００５３】
上記したように、冷却流体はロール胴部５１内部に形成した冷却ゾーン８１の冷却流路７６に沿ってジグザグ状に流れてピンチロール７ａ，７ｂを冷却するので、ピンチロール７ａ，７ｂのロール表面はロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロール７ａ，７ｂは幅方向に均一に冷却される。更に、ロール胴部５１の周方向に複数形成した冷却ゾーン８１により、ロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持できるようになる。このように比較的簡略な構造にて、ロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるようにピンチロール７ａ，７ｂを冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００５４】
又、前記したように、奇数の冷却流路７６を挟む冷却流路７６間において冷却流体をジグザグ状に流すようにした冷却ゾーン８１をロール胴部５１の周方向に複数備えるようにしたので、ピンチロール７ａ，７ｂの幅方向の冷却効果を更に均一にすることができ、且つ供給連通孔７７及び排出連通孔７８の設置数も減少するので内部構造の簡略化も図れる。
【００５５】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、螺旋流路、冷却流路の設置数、設置間隔等は任意に設定できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
【００５７】
ピンチロールのロール胴部に螺旋溝を形成し、その外部にスリーブを嵌合することによって形成した螺旋流路に冷却流体を流動させて冷却するようにしたので、ピンチロールのロール表面がロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロールを幅方向に均一に冷却できる。更に、前記螺旋流路による冷却によってロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持されるようになる。従って、比較的簡略な構造にて、ピンチロールをロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００５８】
又、前記螺旋溝は加工が比較的容易であり、よって螺旋流路を有したピンチロールが比較的容易に提供できる。
【００５９】
スリーブがない場合、ロール胴部の内部で周方向等間隔に形成した冷却流路に冷却流体を流動させることによってピンチロールを冷却するようにしたので、ピンチロールのロール表面がロール端部と中央部とで冷却効果が変化することがなく、ピンチロールを幅方向に均一に冷却できる。更に、周方向等間隔の冷却流路によって、ロール外面の周方向での冷却効果も均一に保持されるようになる。従って、比較的簡略な構造にて、ピンチロールをロール幅方向及び周方向で均一な温度分布が得られるように冷却できるので、熱歪みに伴うサーマルクラウンの抑制、真円度の維持が図れ、ストリップの蛇行を効果的に防止できるようになる。
【００６０】
奇数の冷却流路を挟む冷却流路間において冷却流体をジグザグ状に流すようにした冷却ゾーンをロール胴部の周方向に複数備えるようにしたので、ピンチロールの幅方向の冷却効果が更に均一になり、且つ供給連通孔及び排出連通孔の設置数も減少するので内部構造を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のピンチロールの形態例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】図１のＩＶ方向矢視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ方向矢視図である。
【図６】本発明の他の形態例を示す断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向矢視図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向矢視図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ方向矢視図である。
【図１０】図６のＸ−Ｘ方向矢視図である。
【図１１】図１０のＸＩ方向矢視図である。
【図１２】図１０のＸＩＩ方向矢視図である。
【図１３】従来のストリップキャスタの一例を示す全体概略側面図である。
【符号の説明】
４ 高温ストリップ（ストリップ）
７ａ，７ｂ ピンチロール
９ ガスチャンバ
５１ ロール胴部
５２ 軸部（一方）
５３ 軸部（他方）
５９ 螺旋流路
５９ａ 螺旋溝
６０ スリーブ
６４ 流体供給路
６６ 流体排出路
７０ 供給連通孔
７４ 流体排出路
７５ 排出連通孔
７６ 冷却流路
７６ａ〜７６ｅ 冷却流路
７７ 供給連通孔
７８ 排出連通孔
８１ 冷却ゾーン
Ｈ 深さ
Ｗ 幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップの移動経路がガスチャンバで覆われているストリップを搬送するためのピンチロールであって、両端に軸部を有するロール胴部と、該ロール胴部の外周面に形成した１つ以上の螺旋溝と、ロール胴部の外部に嵌合して螺旋流路を形成するスリーブと、軸部に形成した流体供給路と前記螺旋流路の一端とを連通する半径方向の供給連通孔と、軸部に形成した流体排出路と前記螺旋流路の他端とを連通する半径方向の排出連通孔と、を備えたことを特徴とするピンチロール。
【請求項２】
前記螺旋溝が、冷却に必要な流体量に見合う幅と深さを有する凹溝であることを特徴とする請求項１記載のピンチロール。
【請求項３】
前記ロール胴部の両端に備えられる軸部が、流体供給路と流体排出路によって冷却されるようにしたことを特徴とする請求項１記載のピンチロール。
【請求項４】
金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップの移動経路がガスチャンバで覆われているストリップを搬送するためのピンチロールであって、両端に軸部を有するロール胴部と、ロール胴部内において中央軸線周りの等間隔位置に軸と平行に形成した冷却流路と、軸部に形成した流体供給路と前記冷却流路の一端とを連通する半径方向の供給連通孔と、軸部に形成した流体排出路と前記冷却流路の他端とを連通する半径方向の排出連通孔と、を備えたことを特徴とするピンチロール。
【請求項５】
一端が前記供給連通孔に接続された冷却流路に対し奇数の冷却流路を挟む位置の冷却流路の他端を前記排出連通孔に接続しており、前記供給連通孔と排出連通孔との間において、冷却流体を冷却流路の長手方向に沿いジグザグ状に流動させる冷却ゾーンを周方向に複数形成したことを特徴とする請求項４記載のピンチロール。
【請求項６】
前記ロール胴部の両端に備えられる軸部が、流体供給路と流体排出路によって冷却されるようにしたことを特徴とする請求項４記載のピンチロール。
【請求項１】
金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップの移動経路がガスチャンバで覆われているストリップを搬送するためのピンチロールであって、両端に軸部を有するロール胴部と、該ロール胴部の外周面に形成した１つ以上の螺旋溝と、ロール胴部の外部に嵌合して螺旋流路を形成するスリーブと、軸部に形成した流体供給路と前記螺旋流路の一端とを連通する半径方向の供給連通孔と、軸部に形成した流体排出路と前記螺旋流路の他端とを連通する半径方向の排出連通孔と、を備えたことを特徴とするピンチロール。
【請求項２】
前記螺旋溝が、冷却に必要な流体量に見合う幅と深さを有する凹溝であることを特徴とする請求項１記載のピンチロール。
【請求項３】
前記ロール胴部の両端に備えられる軸部が、流体供給路と流体排出路によって冷却されるようにしたことを特徴とする請求項１記載のピンチロール。
【請求項４】
金属ストリップ連続鋳造装置で製造される高温ストリップの移動経路がガスチャンバで覆われているストリップを搬送するためのピンチロールであって、両端に軸部を有するロール胴部と、ロール胴部内において中央軸線周りの等間隔位置に軸と平行に形成した冷却流路と、軸部に形成した流体供給路と前記冷却流路の一端とを連通する半径方向の供給連通孔と、軸部に形成した流体排出路と前記冷却流路の他端とを連通する半径方向の排出連通孔と、を備えたことを特徴とするピンチロール。
【請求項５】
一端が前記供給連通孔に接続された冷却流路に対し奇数の冷却流路を挟む位置の冷却流路の他端を前記排出連通孔に接続しており、前記供給連通孔と排出連通孔との間において、冷却流体を冷却流路の長手方向に沿いジグザグ状に流動させる冷却ゾーンを周方向に複数形成したことを特徴とする請求項４記載のピンチロール。
【請求項６】
前記ロール胴部の両端に備えられる軸部が、流体供給路と流体排出路によって冷却されるようにしたことを特徴とする請求項４記載のピンチロール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００４−５０１９３（Ｐ２００４−５０１９３Ａ）
【公開日】平成１６年２月１９日（２００４．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−２０７３４１（Ｐ２００２−２０７３４１）
【出願日】平成１４年７月１６日（２００２．７．１６）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年２月１９日（２００４．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年７月１６日（２００２．７．１６）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]