JPH01176021A - Roll for high temperature resistance - Google Patents
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ハースローラ等の耐高温用ロールに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a high temperature resistant roll such as a hearth roller.
鋼板、ビレットあるいはブルームなどの材料を高温状態
に維持したり、熱処理などのために、製鉄所では数多く
の加熱炉、灼熱炉や熱処理炉を備えている。これらの炉
では主に材料をハースローラ等に乗せて搬送するように
している。Steel works are equipped with numerous heating furnaces, scorching furnaces, and heat treatment furnaces to maintain materials such as steel plates, billets, and blooms at high temperatures and to heat treat them. In these furnaces, materials are mainly transported on hearth rollers or the like.
従来、非水冷タイプのハースローラは、耐熱鋼や耐熱合
金などの材質を使用している。これに対して、近年、搬
送材料の高温処理、加熱時または均熱時における均一性
を図り、耐ビルドアツプ、耐摩耗性の向上を目的として
、ハースローラ表面にセラミックスを溶射したり、金属
ローラ軸にセラミックス製のスリーブを取付けることが
行われている。後者の例としては、特開昭６０−１５２
６１４号公報などのものがある。Conventionally, non-water-cooled hearth rollers have been made of materials such as heat-resistant steel and heat-resistant alloys. On the other hand, in recent years, ceramics have been thermally sprayed on the hearth roller surface and metal roller shafts have been sprayed to improve uniformity during high-temperature treatment, heating, or soaking of conveyed materials, as well as to improve build-up resistance and wear resistance. A sleeve made of ceramics is installed. An example of the latter is JP-A-60-152.
There are publications such as Publication No. 614.
しかしながら、前者のセラミックス溶射によるハースロ
ーラでは、炉内温度が高温になると、溶射部の剥離など
によってローラ寿命が、たとえば２〜３力月などのきわ
めて短いものであった。However, in the former hearth roller made of ceramic sprayed, when the temperature inside the furnace becomes high, the life of the roller is extremely short, for example, 2 to 3 months, due to peeling of the sprayed portion.
他方で、セラミックススリーブを設ける例では、一般に
セラミックスは、衝撃力に対して破損し易く、したがっ
て材料が当ったり温度不均一による熱応力が受ける場合
などにおいて破損することがしばしばある。また、スリ
ーブをキーやピンなどによりローラ軸にタイトに固定す
ると、以上の理由からスリーブが固定箇所において、し
ばしば破損しがちである。又、従来非水冷金属軸にセラ
ミックススリーブを直接保持させるため高温炉内の使用
において金属軸に無理な曲げ応力がはたらき軸の曲りが
度々生じた。On the other hand, in cases where a ceramic sleeve is provided, ceramics are generally susceptible to damage due to impact forces, and therefore often break when the material is hit or subjected to thermal stress due to temperature non-uniformity. Furthermore, if the sleeve is tightly fixed to the roller shaft with a key or pin, the sleeve often tends to break at the fixed location for the reasons mentioned above. Furthermore, since the ceramic sleeve is conventionally held directly on a non-water-cooled metal shaft, excessive bending stress is applied to the metal shaft during use in a high-temperature furnace, resulting in frequent bending of the shaft.
そこで、本発明の主たる目的は、スリーブの破損、軸的
り等を確実に防止でき、耐久性に冨む耐高温用ロールを
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the main object of the present invention is to provide a high-temperature resistant roll that can reliably prevent damage to the sleeve, axial warping, etc., and is highly durable.
上記問題点を解決するための本発明は、金属製のロール
軸にセラミック製スリーブを外装した高温下で使用する
ロールにおいて、前記スリーブの両端のうち少くとも一
方をその軸方向に前記ロール軸を座とする押付材により
弾圧的に押圧するとともに、前記スリーブの少くとも両
端部の内面とロール軸の外面との間に金属製の薄板をコ
イル状に巻回状態で配置したことを特徴とするものであ
る。To solve the above problems, the present invention provides a roll used at high temperatures in which a metal roll shaft is covered with a ceramic sleeve. The sleeve is pressed elastically by a pressing member serving as a seat, and a thin metal plate is arranged in a coiled manner between the inner surface of at least both ends of the sleeve and the outer surface of the roll shaft. It is something.
本発明では、スリーブをその軸方向については押付材に
より弾性的に押圧することとした。したがって、タイト
にスリーブを固定する場合にみられるスリーブとロール
軸との膨張係数差によるスリーブの破損がなくなる。In the present invention, the sleeve is elastically pressed in the axial direction by a pressing member. Therefore, damage to the sleeve due to the difference in expansion coefficient between the sleeve and the roll shaft, which occurs when the sleeve is tightly fixed, is eliminated.
また、スリーブが前記公報に示されるように、ロール軸
に遊嵌され、スリーブがロール軸に対して偏心している
と、搬送材料による不意の衝撃力が加えられると破損す
ることがあるが、本発明では、押付材による押圧力によ
りスリーブを保持して荷重の一部を保持するのみならず
、スリーブの少くとも両端部におけるその内面とロール
軸外面との間に金属薄板からなるコイルを設けたので、
そのコイルがロール軸から放射方向に向う弾圧力をもっ
てスリーブを保持するようになるので、スリーブがロー
ル軸と偏心することなく同心的にロール軸に対して保持
され、またスリーブに不意の衝撃力が加わったとしても
、コイルにクツション作用があるため、結局前記押付材
とこのコイルとの緩衝作用および同心保持作用によって
、衝撃によるスリーブの破損を防止できる。Furthermore, as shown in the above-mentioned publication, if the sleeve is loosely fitted to the roll shaft and the sleeve is eccentric to the roll shaft, it may be damaged if an unexpected impact force is applied by the conveyed material. In the invention, not only the sleeve is held by the pressing force of the pressing material to retain part of the load, but also a coil made of a thin metal plate is provided between the inner surface of the sleeve and the outer surface of the roll shaft at least at both ends of the sleeve. So,
The coil holds the sleeve with elastic force directed in the radial direction from the roll axis, so the sleeve is held concentrically with the roll axis without eccentricity, and the sleeve is protected from unexpected impact forces. Even if the impact is applied, the coil has a cushioning effect, so that the sleeve can be prevented from being damaged due to the impact due to the buffering effect and concentric holding effect between the pressing member and the coil.
以下本発明を図面を参照しながらさらに詳説する。 The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.
第１図および第２図は、ローラハース炉に本発明のロー
ルを配設した例を示し、１は炉壁、２は炉内である。FIGS. 1 and 2 show an example in which the roll of the present invention is installed in a roller hearth furnace, where 1 is the furnace wall and 2 is the inside of the furnace.
本発明に係るロールは、両側炉壁１．１を貫いて水平配
置され、炉内２において鋼板等の搬送材３を支承しなが
ら、これを搬送する。ロールは、基本的に耐熱金属製の
ロール軸４とその中央部に被嵌されたセラミックス製ス
リーブ５とからなる。The rolls according to the present invention are disposed horizontally through both side furnace walls 1.1, and transport materials 3 such as steel plates while supporting them in the furnace 2. The roll basically consists of a roll shaft 4 made of heat-resistant metal and a sleeve 5 made of ceramics fitted into the center of the roll shaft 4.
ロール軸４は中空でも中実でも良いがロール軸４は水冷
や空冷を行わないようにするのが望まれる。The roll shaft 4 may be hollow or solid, but it is preferable that the roll shaft 4 is not cooled by water or air.
一方、スリーブ５は炉中央から両炉壁１．１近くまで介
在しており、その両端にはたとえばリング状の固定用ス
トッパー７および押付材８が配されている。ストッパー
７はロール軸４に溶接や止め体９等によりタイトに固定
され、スリーブ５を当接面Ｉ′でスリーブ５一端面の全
面を支持している。On the other hand, the sleeve 5 is interposed from the center of the furnace to near both furnace walls 1.1, and a ring-shaped fixing stopper 7 and a pressing member 8 are arranged at both ends thereof. The stopper 7 is tightly fixed to the roll shaft 4 by welding, a stopper 9, etc., and supports the entire surface of one end surface of the sleeve 5 at the contact surface I'.
スリーブ５の他端面は押付材８により弾圧的に当接面■
を介して支持されている。この押付材８は、ロール軸４
を座としてスリーブ５を弾圧的に押圧するものであれば
限定されないが、図示例では、ロール軸４に螺合された
位置調整ナンド８Ａ。The other end surface of the sleeve 5 is pressed into contact with the pressing member 8■
is supported through. This pressing member 8 is the roll shaft 4
In the illustrated example, the position adjustment nand 8A is screwed onto the roll shaft 4.
座リング８Ｂ、ロール軸４に巻回された圧縮バネ８Ｃ，
環状押し具８Ｄ、８Ｅとからなっている。Seat ring 8B, compression spring 8C wound around roll shaft 4,
It consists of annular pushers 8D and 8E.
スリーブ５への押し具８Ｄ、８Ｅの押圧力は、ナンド８
Ａの螺進度合によって調整される。The pressing force of the pushers 8D and 8E on the sleeve 5 is
It is adjusted by the degree of spiral advance of A.
押し具８Ｄは一般に金属製とされ押し具８Ｄと軸４間に
は変形が小さく耐熱性に富む摺動材１１゜１１を配しロ
ール軸４とスリーブ５との軸方向の熱膨張差を生じたと
き、摺動材１１．１１とロール軸４外面との間で摺動す
るようにするのがよい。The pusher 8D is generally made of metal, and a sliding material 11°11 with small deformation and high heat resistance is arranged between the pusher 8D and the shaft 4 to create a difference in thermal expansion in the axial direction between the roll shaft 4 and the sleeve 5. It is preferable that the sliding member 11.11 slides between the outer surface of the roll shaft 4 when the roll shaft 4 is moved.
また、ストッパー７はロール軸と炉外側のＸ。Also, the stopper 7 is located between the roll axis and the X on the outside of the furnace.
Ｙ面で、押し具８Ｄは炉外側にて摺動材ＩＬ １１の内
面でロール軸４と接触しているので、スリーブ５に作用
した荷重による曲げモーメントを軸受１３．１３近くで
支持でき、耐久性が向上する。On the Y plane, the pusher 8D is in contact with the roll shaft 4 on the inner surface of the sliding member IL 11 on the outside of the furnace, so the bending moment due to the load acting on the sleeve 5 can be supported near the bearings 13 and 13, improving durability. Improves sex.
なお、ストッパ−７および押し具８Ｄ、８Ｅはセラミッ
クにより形成してもよい。１２は空冷フィン、１４は回
転力伝達用スプロケットである。Note that the stopper 7 and the pushers 8D and 8E may be made of ceramic. 12 is an air cooling fin, and 14 is a sprocket for transmitting rotational force.
他方、スリーブ５は、押付材８のみでは、ロール軸４と
同心的に保持することは難しい。そこで、スリーブ５の
両端部内面とロール軸４外面との間に耐熱製金属薄板を
周方向に連続的に巻回したコイル６が配され、炉内温度
が低い場合、このコイル６の巻回（捩り）復元力が、ス
リーブ５内面をロール軸４外面から放射方向への押圧力
となって、スリーブ５をロール軸４と同心的に保持する
ようになっている。また、炉内温度が高温になると、コ
イル６自身の復元力小さくなるが、スリーブ５とコイル
６との熱膨張係数が大きく異なるので、コイルの膨張作
用でスリーブ５を保持するので、スリーブ５はロール軸
４とほぼ同心的に保持し得る。コイル６を形成する薄板
厚、巾、巻数や復元力等は、使用条件等によって適宜選
定することができる。On the other hand, it is difficult to hold the sleeve 5 concentrically with the roll shaft 4 using only the pressing member 8. Therefore, a coil 6 in which a heat-resistant metal thin plate is continuously wound in the circumferential direction is arranged between the inner surface of both ends of the sleeve 5 and the outer surface of the roll shaft 4. The (torsional) restoring force acts as a pressing force on the inner surface of the sleeve 5 in the radial direction from the outer surface of the roll shaft 4, so that the sleeve 5 is held concentrically with the roll shaft 4. Furthermore, when the temperature inside the furnace becomes high, the restoring force of the coil 6 itself decreases, but since the thermal expansion coefficients of the sleeve 5 and the coil 6 are greatly different, the sleeve 5 is held by the expansion action of the coil, so the sleeve 5 It can be held substantially concentrically with the roll axis 4. The thickness, width, number of turns, restoring force, etc. of the thin plate forming the coil 6 can be appropriately selected depending on the conditions of use and the like.
なお、上記コイル６は、スリーブ５の実質的に全長にわ
たっていてもよいが、曲げ応力がかかる虞れがあるので
、あまり好ましいものではない。The coil 6 may extend substantially over the entire length of the sleeve 5, but this is not very preferable since there is a risk of bending stress being applied thereto.
かくして、スリーフ゛５自身およびスリーブ゛５に作用
する荷重は、圧縮バネ８Ｃによる軸方向押圧力によって
、スリーブ５と押し具８Ｅとの当接面Ｉとの摩擦力（摩
擦力は当接面Ｉ′においても生じる）として受けること
ができるとともに、コイル６によるスリーブ５の支持力
、ならびにスリーブ５がロール軸４に対して回転しよう
とする回転力に対応するコイル６とスリーブ５およびロ
ール軸５との摩擦力としても受けることができる。した
がって、スリーブ５は常にロール軸４と滑りなく同一の
回転数をもって回転する。Thus, the load acting on the sleeve 5 itself and the sleeve 5 is caused by the axial pressing force of the compression spring 8C, and the friction force between the sleeve 5 and the contact surface I of the pusher 8E (the friction force is the contact surface I' In addition, the supporting force of the sleeve 5 by the coil 6 and the rotational force of the coil 6, the sleeve 5, and the roll shaft 5 corresponding to the rotation force of the sleeve 5 to rotate with respect to the roll shaft 4 are It can also be received as a frictional force. Therefore, the sleeve 5 always rotates at the same rotational speed as the roll shaft 4 without slipping.
次に実施例を示す。 Next, examples will be shown.
（実施例１）
鋼板表面にメツキするための鋼板加熱炉において、第１
図に示すロールを次の条件にて用いた。(Example 1) In a steel plate heating furnace for plating the surface of a steel plate, the first
The roll shown in the figure was used under the following conditions.
〈炉条件〉 炉 巾： １７２６ｍｍ
炉温：９００℃
〈ロール〉 外 径：φ１２０
セミラックス材質： ＳｉＣ
押し具材質： ’ＭＯＲＥ−１
金属ロール軸： ＭＯＲＥ−Ｉ
バネ押し付はカニ２１０ｋｇｆ
くコイル＞ ５ＬＩＳ３０４ ０．３ｔＸ３０１ｈ
（＋＋ｎ）〈搬送物〉 銅板厚さ： ｍａｘ ４．５１
１１１幅 ： ｍａｘ １３００ｍ
温 度：約６４０℃
その結果、ロール表面のビルドアップによる疵の発生が
１２力月以上にわたってなく、さらに１２力月以上（使
用期間）の寿命をみた。<Furnace conditions> Furnace width: 1726mm Furnace temperature: 900℃ <Roll> Outer diameter: φ120 Semilux material: SiC Pressing tool material: 'MORE-1 Metal roll shaft: MORE-I Spring pressure is 210kgf. Coil> 5LIS304 0.3tX301h
(++n) <Transferred object> Copper plate thickness: max 4.51
111 Width: max 1300m Temperature: Approximately 640°C As a result, no flaws due to build-up on the roll surface occurred for more than 12 months, and the product had a lifespan of more than 12 months (use period).
以上の通り、本発明によれば、スリーブの破損を防止で
きるなどの点において耐久性に冨む耐高温用ロールが与
えられる。As described above, according to the present invention, there is provided a high temperature resistant roll that is highly durable in that it can prevent damage to the sleeve.
第１図は本発明に係るロールおよびその配置例の縦断面
、第２図はその要部拡大断面図、第３図は■−■線矢視
断面図である。
１・・・炉壁、２・・・炉内、４・・・ロール軸、５・
・・スリーブ、６・・・コイル、７・・・ストッパー、
８・・・押付材、８Ａ・・・ナツト、８Ｂ・・・座リン
グ、８Ｃ・・・圧縮バネ、８Ｄ、８Ｅ・・・押し具。
特許出願人 住友金属工業株式会社FIG. 1 is a longitudinal section of a roll according to the present invention and an example of its arrangement, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the main part thereof, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line ■-■. 1...Furnace wall, 2...Furnace interior, 4...Roll shaft, 5...
... Sleeve, 6... Coil, 7... Stopper,
8... Pressing material, 8A... Nut, 8B... Seat ring, 8C... Compression spring, 8D, 8E... Push tool. Patent applicant: Sumitomo Metal Industries, Ltd.
Claims (1)
装した高温下で使用するロールにおいて、前記スリーブ
の両端のうち少くとも一方をその軸方向に前記ロール軸
を座とする押付材により弾圧的に押圧するとともに、前
記スリーブの少くとも両端部の内面とロール軸の外面と
の間に金属製の薄板をコイル状に巻回状態で配置したこ
とを特徴とする耐高温用ロール。(1) In a roll used at high temperatures in which a metal roll shaft is covered with a ceramic sleeve, at least one of both ends of the sleeve is pressed in the axial direction by a pressing member with the roll shaft serving as a seat. A high temperature resistant roll, characterized in that a thin metal plate is arranged in a coiled manner between the inner surface of at least both ends of the sleeve and the outer surface of the roll shaft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33655587A JPH01176021A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Roll for high temperature resistance |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP33655587A JPH01176021A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Roll for high temperature resistance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01176021A true JPH01176021A (en) | 1989-07-12 |
Family
ID=18300351
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|---|---|---|---|
| JP33655587A Pending JPH01176021A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Roll for high temperature resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01176021A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170041253A (en) | 2014-10-03 | 2017-04-14 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Hearth roll and continuous annealing facility |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP33655587A patent/JPH01176021A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170041253A (en) | 2014-10-03 | 2017-04-14 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Hearth roll and continuous annealing facility |
| US10337082B2 (en) | 2014-10-03 | 2019-07-02 | Jfe Steel Corporation | Hearth roll and continuous annealing facility |
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