JPH07265932A

JPH07265932A - 鋼板搬送用ロール

Info

Publication number: JPH07265932A
Application number: JP6279594A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Suzuki; 利哉鈴木; Kazusane Isaka; 和実井坂; Taichiro Fukuda; 多一郎福田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-17

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼板の端部を誘導加熱する場合に、鋼板とロー
ルとの間のスパーク発生がなく、ロール寿命が長い鋼板
搬送用ロールを提供する。【構成】(1) ロールバレルの外周に間隔を置いて嵌装さ
れた複数の絶縁リング５と、この絶縁リングそれぞれの
外側に嵌装された耐熱合金製のリング６とを有すること
を特徴とする鋼板搬送用ロール（図１（ａ）に例示する
もの）。 (2) ロールバレルの表面を被覆する絶縁層５’と、この
絶縁層の外周に間隔を置いて嵌装された耐熱合金製の複
数のリング６を有することを特徴とする鋼板搬送用ロー
ル（図１（ｂ）に例示するもの）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼板搬送用の絶縁ロ
ールに関し、さらに詳しくは熱延鋼板の圧延ラインに設
けられた誘導加熱装置の近傍に配置される耐スパーク性
に優れた鋼板搬送用ロールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱延鋼板は粗圧延後、表面デスケーリン
グを行うために高圧水が噴射されるが、このとき鋼板の
端部が中央部に比べ過冷傾向になるため、鋼板の幅方向
で変形抵抗に差が生じ、その後の仕上げ圧延または熱間
矯正に支障をきたしている。また、厚鋼板の中で、例え
ば造船用あるいは橋梁用の長尺材や鉄骨等の建材では、
制御圧延時の水冷または加速冷却の影響によって同様に
端部が過冷状態になるので、仕上げ圧延に支障をきたす
のみでなく、製品の残留応力の発生の原因となって、厚
鋼板の条切り切断材に条切りキャンバー（横曲がり）が
大きくなるという問題がある。

【０００３】通常、これらの解決策として、水冷後のホ
ットレベリング直前および／またはホットレベリング中
に鋼板端部の過冷域を誘導加熱により再加熱し、鋼板の
中央部と端部との温度差が、例えば50℃以内になるよう
に板幅方向の温度を均一にする方法が採用されている
（特開平 4-66271号公報参照）。

【０００４】図２は、鋼板端部を誘導加熱する装置の概
略構成を示す図であるが、熱間圧延のライン中で鋼板４
の端部を加熱する場合には、迅速加熱が可能である誘導
加熱コイル９が用いられ、鋼板端部は誘導加熱コイル９
の間で加熱される。しかし、熱延鋼材または厚鋼板の搬
送には、強度や耐久性の観点から鋼等の金属製搬送ロー
ルが使用されているので、誘導加熱コイル９による端部
の誘導加熱にともなって、二次的に熱延鋼板と搬送ロー
ルとの間に誘導起電流が発生する。

【０００５】図３は、誘導加熱にともなう誘導起電流の
発生状況を示す図であるが、図に示すように、熱延鋼板
の端部を誘導加熱する場合には、誘導加熱コイル９から
発生する磁束の大部分は、誘導加熱コイル９を中心に鋼
板の端部に集中するが、一部は周辺にも広がり誘導起電
流10を発生させる。誘導起電流10が鋼板搬送用ロール１
上の鋼板４まで広がると、図４に示すように、一部の誘
導起電流10が鋼板と鋼板搬送用ロールとの間で誘導起電
流ループ11を作る。そのため鋼板搬送時に鋼板端部等で
断続的または瞬間的な鋼板とロールの接触が生じた際
に、鋼板とロールとの間でスパークが発生する。

【０００６】図５は、後記する実施例で説明する板幅25
00mmの熱延鋼板の裏面に発生したスパーク痕の状況を表
したものであるが、鋼板の端部、例えば鋼板端面から約
100mmの部分に連続したスパーク痕が発生している。こ
のようなスパーク痕が発生すると製品の価値を著しく低
下させるので、スパークの発生を抑止することが熱延鋼
板の端部を誘導加熱する場合の必須条件である。

【０００７】上記のスパーク発生を抑止する手段とし
て、表面にセラミックス等の絶縁層を溶射する搬送用ロ
ール（図６に示すロール）を具備する圧延材の端部加熱
装置、さらに圧延鋼板の両端部が通過する部分が溝部と
なった段付搬送ロール（図７に示すロール）を具備する
圧延材の端部加熱装置等が提案されている（実開平4-13
4203号公報参照）。すなわち、図６に示す絶縁ロール１
は、表面に絶縁層５を溶射することによって、圧延材と
の絶縁性を確保し、スパーク発生を抑止している。ま
た、図７に示す段付搬送ロール１では、ロールの両端に
段部７を設けて、ロールの鋼板支持部８の範囲のみで支
持することとして、誘導起電流の流れる範囲で鋼板４と
鋼板搬送用ロール１との接触を避けるものである。

【０００８】これまでに提案された上記の端部加熱装置
は、スパーク発生の抑止に関しては所期の効果を発揮す
るものの、圧延ラインに配置した場合に、それぞれ次の
ような操業上の問題がある。

【０００９】図６に示す表面に絶縁層を溶射したロ
ールは、寿命が短い。熱延鋼板は圧延の条件によって形
状を変化させるが、特に鋼板の先端部の形状は圧延条件
に大きく依存するので、その圧延工程の要因によって先
端部が下方に反る場合も多くある。この場合、鋼板の先
端部が搬送中に鋼板搬送用ロールに次々と衝突するた
め、ロール表面のセラミックス溶射による絶縁層は衝撃
によって破壊され、搬送ロールの寿命が極端に短くな
る。

【００１０】図７に示す段付搬送ロールは、加熱領
域が鋼板の端部の狭い範囲に限定される場合、すなわち
誘導起電流の流れる範囲が端部に限られる場合には問題
ないが、加熱領域を広くしなければならない場合、すな
わち誘導起電流の範囲が板幅中央部の付近まで及ぶ場合
には、図示する鋼板支持部８の広さが制限され、鋼板の
搬送が困難になる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点を克服して、熱延鋼板の端部を誘導加熱
する場合でも、熱延鋼板と鋼板搬送用ロールとの間のス
パーク発生がなく、ロール寿命の長い鋼板搬送用ロール
を提供することを目的としてなされたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、次の(1) または(2) の鋼板搬送用ロールを要旨と
している。

【００１３】(1) ロールバレルの外周に間隔を置いて嵌
装された複数の絶縁リング５と、この絶縁リングそれぞ
れの外側に嵌装された耐熱合金製のリング６とを有する
ことを特徴とする鋼板搬送用ロール（図１（ａ）に例示
するもの）。

【００１４】(2) ロールバレルの表面を被覆する絶縁層
５’と、この絶縁層の外周に間隔を置いて嵌装された耐
熱合金製の複数のリング６を有することを特徴とする鋼
板搬送用ロール（図１（ｂ）に例示するもの）。

【００１５】

【作用】本発明の内容を、以下図面を用いて詳細に説明
する。

【００１６】図１は、本発明の鋼板搬送用ロールの構造
の例を示す図であり、（ａ）は絶縁リングと耐熱合金製
のリングとをロールバレル面上に嵌装したロールの一例
を示す軸方向縦断面図であり、（ｂ）はロールバレルの
表面に絶縁層を形成し、さらに耐熱合金製のリングをロ
ールバレル面上に嵌装したロールの他の例を示す軸方向
縦断面図である。さらに（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）
のＡ−Ａ矢視の横断面図である。

【００１７】通常、熱延ラインで鋼板の搬送用として用
いられるロールは、図10に示すような形状のロールであ
り、その構造上大きく二つの部分に区分される。すなわ
ち、鋼板搬送用ロール１は、鋼板４を支持して搬送する
ロールバレル部1bとロールの両端部であって軸受３と接
触するロールネック部1nとに区分される。

【００１８】図１と図10とを対比すれば明らかなよう
に、本発明の鋼板搬送用ロールは従来の搬送用ロールに
比べ、(1) ロールバレルの外周に嵌装された絶縁リング
５と、この絶縁リングそれぞれの外側に嵌装された耐熱
合金製のリング６とを有すること、および(2) ロールバ
レルの表面を被覆する絶縁層５’と、この絶縁層の外周
に嵌装された耐熱合金製のリング６を有することを特徴
としている。

【００１９】金属ロールのロールバレル面と鋼板との間
に絶縁リング５または絶縁層５’を存在させることとし
たのは、前述したように搬送ロールの絶縁性を確保し、
スパークの発生を抑止するためである。さらに本発明に
おいては、ロール軸受３と接触するロールネック部に
は、例えばセラミックス等の溶射により絶縁層２を形成
するのが好ましい。ロールネック部に絶縁層２を形成す
るのは、磁束の広がりにより鋼板搬送用ロールそのもの
に誘導起電流が発生した場合でも、ベアリング等のロー
ル軸受の電食を防ぐのに好ましいからである。

【００２０】絶縁リング５または絶縁層５’は絶縁性、
耐熱性に優れたセラミックス等で形成される。セラミッ
クスとしては、アルミナ、マグネシア、ベリリア、ジル
コニア等が例示される。スパークの発生を抑止するに
は、絶縁抵抗として１ kΩ以上であることが望ましく、
特に数 kΩ以上であることが一層望ましい。絶縁リング
５または絶縁層５’の厚さは、この程度の絶縁抵抗をも
つ厚さにすればよい。例えば、アルミナでは厚さ0.1 mm
で1.2KΩの絶縁抵抗となる。

【００２１】耐熱合金製リング６は、金属ロールのロー
ルバレル面に焼ばめ等の方法によって取付けてロールに
固定させてもよく、またロールから取り外しが出来るよ
うな構造でもよい。但し、この場合でも耐熱合金製リン
グ６を間隔を置いて嵌装する必要があるため、軸方向の
移動が拘束される構造でなければならない。また、リン
グ６の材質は、熱間圧延ラインで高温の熱延鋼材と絶え
ず接触することから、耐食性、耐熱性、耐摩耗性に優れ
た合金、例えば高クロム鋼、ステンレス鋼等で作製され
る。

【００２２】この耐熱合金製リング６の幅は、狭くする
ことが好ましい。図４で示した鋼板搬送用ロールと鋼板
との間で発生する誘導起電流のループ11を抑止すること
が容易となるからである。誘導起電流のループ11を効果
的に抑止するには、耐熱合金製リング６の幅は 500mm以
下とするのが好ましい。耐熱合金製リング６の幅と絶縁
リング５の幅との関係において、絶縁リング５の強度ま
たは安定性を考慮すると、絶縁リング５の幅は耐熱合金
製リング６と同程度の幅、若しくはそれ以上の幅である
ことが好ましい。また、耐熱合金製リング６の肉厚は、
圧延条件、搬送鋼板等を勘案して、適当な剛性を持ち、
鋼板搬送時の衝撃にも耐えるように設定する。

【００２３】本発明の鋼板搬送用ロールの構造の２例を
図１に示したが、製作工程としては、同図（ｂ）に示す
ように、ロールバレルの表面に絶縁層を形成し、さらに
耐熱合金製のリングをロールバレル面上に配置する場合
の方が簡便であるが、ロールバレルの全表面に絶縁層を
形成することから、コスト的には同図（ａ）に示すもの
と大差がなかった。耐スパーク性は２例ともほぼ同等で
ある。

【００２４】

【実施例】本発明の鋼板搬送用ロール（表１の本発明例
ａ、ｂロール）の効果を、比較例（表１の比較例ａ、ｂ
ロール）と比較しつつ、具体的に説明する。

【００２５】図８（ａ）は本発明例の鋼板搬送用ロール
の形状および寸法を示した図であり、同図（ｂ）は
（ａ）図のＡ−Ａ矢視の横断面を示した図である。

【００２６】図９は、比較例の従来型の鋼板搬送用ロー
ルの形状および寸法を示した図である。本発明例、比較
例ともそれぞれ２本（総本数８本）のロールを製作し
て、誘導加熱コイルの前後に配置し、次に示す加熱条件
で鋼板の端部を誘導加熱したときのスパーク発生状況を
比較した。

【００２７】１．鋼板搬送用ロール (1) 本発明例（寸法は図８参照）ａロール：幅 200mm、厚さ１mmの絶縁リングと耐熱鋼
（JIS SUH310）製で幅 200mm、厚さ24mmのリングを外径
350mmのロールバレル面上に６セット嵌装したロール
（すなわち、図１（ａ）に示す構造のロール）ｂロール：外径 348mmのロールバレルの全表面に厚さ１
mmの絶縁層を形成し、さらに耐熱鋼製のリング（材質、
寸法はａロールと同じ）をロールバレル面上に６セット
嵌装したロール（すなわち、図１（ｂ）に示す構造のロ
ール） (2) 比較例（寸法は図９参照）ａロール：ロールバレル表面に絶縁層を有しないロールｂロール：ロールバレル表面に絶縁層として厚さ１mmの
アルミナ溶射層を有するロール (3) ロール材質いずれも耐熱鋼製である２．誘導加熱による被加熱材板厚15mm、板幅2500mm、板長10000 mmの炭素鋼を使用３．搬送条件搬送ロール間距離：1000mm、搬送速度：30m/分４．加熱状況誘導加熱前の被加熱材の中央部温度は約 500℃であり、
搬送中の被加熱材の端部の温度は誘導加熱によって 100
℃上昇させ、最大 600℃とした。

【００２８】誘導加熱の電力投入量は5000kWとした。

【００２９】以上の条件で鋼板端部の誘導加熱を行い、
本発明例と比較例における鋼板との間のスパーク発生状
況を比較した。さらに、各ロールの強度および耐久性の
比較も行った。それらの結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から明らかなように、従来型のロール
として使用した上記の比較例ａのロールは、鋼板端部付
近でのスパーク発生が目視でも確認でき、図５に示すよ
うに無数のスパーク痕が発生した。一方、本発明例ａ、
ｂロールおよび比較例ｂロールにはスパーク発生は見ら
れなかった。さらに、強度および耐久性の比較調査で
は、比較例ｂロールは鋼板先端の衝突によって、溶射層
の表面に亀裂が発生したが、本発明例ではａ、ｂロール
ともリング表面、絶縁層の破損はなかった。

【００３２】

【発明の効果】本発明の鋼板搬送用ロールを使用するこ
とによって、誘導加熱時の鋼板と鋼板搬送用ロールとの
間のスパーク発生を抑止することができる。しかも、本
発明のロールは十分な強度および耐久性を有し、寿命が
長い。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は絶縁リングと耐熱合金製のリングをロ
ールバレル面上に嵌装したロールの一例を示す軸方向縦
断面図で、（ｂ）はロールバレルの表面に絶縁層を形成
し、さらに耐熱合金製のリングをロールバレル面上に嵌
装したロールの他の例を示す軸方向縦断面図で、（ｃ）
は、（ａ）および（ｂ）のＡ−Ａ矢視の横断面図であ
る。

【図２】鋼板端部を誘導加熱する装置の概略構成を示す
図である。

【図３】誘導加熱にともなう誘導起電流の発生状況を示
す図である。

【図４】鋼板と鋼板搬送用ロールとの間で発生する誘導
起電流ループを説明する図である。

【図５】熱延鋼の裏面に発生したスパーク痕の状況を示
した図である。

【図６】誘導加熱時のスパーク抑止を目的として表面に
絶縁層を設けた鋼板搬送用ロールの軸方向縦断面図であ
る。

【図７】誘導加熱時のスパーク抑止を目的とする段付き
鋼板搬送用ロールの軸方向縦断面図である。

【図８】（ａ）は本発明の実施例の鋼板搬送用ロールの
形状および寸法を示した図であり、同図（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ矢視の横断面を示した図である。

【図９】比較例の鋼板搬送用ロールの形状および寸法を
示した図である。

【図10】通常、熱延ラインで鋼板搬送用として用いられ
るロールの形状および構造を示した図である。

【符号の説明】１…ロール、２…絶縁層、３…ロール軸受、４…鋼板、
５…絶縁リング５’…絶縁層、６…耐熱合金製リング、７…段部、８…
鋼板支持部９…誘導加熱コイル、10…誘導起電流 11…鋼板と鋼板搬送用ロールとの間の誘導起電流ループ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロールバレルの外周に間隔を置いて嵌装さ
れた複数の絶縁リングと、この絶縁リングそれぞれの外
側に嵌装された耐熱合金製のリングとを有することを特
徴とする鋼板搬送用ロール。
【請求項２】ロールバレルの表面を被覆する絶縁層と、
この絶縁層の外周に間隔を置いて嵌装された耐熱合金製
の複数のリングを有することを特徴とする鋼板搬送用ロ
ール。