JPH09235625A - 高温用ロール - Google Patents
高温用ロールInfo
- Publication number
- JPH09235625A JPH09235625A JP4270696A JP4270696A JPH09235625A JP H09235625 A JPH09235625 A JP H09235625A JP 4270696 A JP4270696 A JP 4270696A JP 4270696 A JP4270696 A JP 4270696A JP H09235625 A JPH09235625 A JP H09235625A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sleeve
- roll
- clearance
- convex portion
- high temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロール回転中のスリーブに振動や衝撃の発生
しない、ロール軸とスリーブとの新たな取り付け構造に
よって、長寿命のロールを提供する。 【解決手段】 ロール軸に、耐熱性非金属材料によるス
リーブを取り付けたロールであって、ロール軸の径方向
外側に突出する凸部を、スリーブの軸方向一端側に形成
した長孔に挿入して、ロール軸にスリーブを固定して成
り、上記長孔と凸部との間に、ロール使用中の凸部およ
びスリーブの熱膨張差を吸収し得る最小限のクリアラン
スを設ける。
しない、ロール軸とスリーブとの新たな取り付け構造に
よって、長寿命のロールを提供する。 【解決手段】 ロール軸に、耐熱性非金属材料によるス
リーブを取り付けたロールであって、ロール軸の径方向
外側に突出する凸部を、スリーブの軸方向一端側に形成
した長孔に挿入して、ロール軸にスリーブを固定して成
り、上記長孔と凸部との間に、ロール使用中の凸部およ
びスリーブの熱膨張差を吸収し得る最小限のクリアラン
スを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温条件下で使用
する高温ロールの構造に関する。
する高温ロールの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、焼鈍炉の鋼板搬送工程など、70
0 〜1100℃程度の高温度での熱処理において使用するロ
ールにおいて、その表面にスケール等が付着成長する、
いわゆるビルドアップの対策として、炭素や窒化ボロン
等の材料からなるスリーブを用いることがある。
0 〜1100℃程度の高温度での熱処理において使用するロ
ールにおいて、その表面にスケール等が付着成長する、
いわゆるビルドアップの対策として、炭素や窒化ボロン
等の材料からなるスリーブを用いることがある。
【０００３】例えば、図１に示すように、ロール軸１に
固定した、通常耐熱鋼からなる芯金２にてスリーブ３を
保持しかつスリーブ３に駆動力を伝達する、構造が知ら
れている。すなわち、スリーブ３の両端部に形成したス
リット状溝４に、芯金２と一体の爪５を差し込むことに
よって、スリーブ３を芯金２に固定し、ロール軸１から
の駆動力を、芯金２および爪５、そしてスリット状溝４
を介して、スリーブ３に伝達し、スリーブ３を回転する
ものである。
固定した、通常耐熱鋼からなる芯金２にてスリーブ３を
保持しかつスリーブ３に駆動力を伝達する、構造が知ら
れている。すなわち、スリーブ３の両端部に形成したス
リット状溝４に、芯金２と一体の爪５を差し込むことに
よって、スリーブ３を芯金２に固定し、ロール軸１から
の駆動力を、芯金２および爪５、そしてスリット状溝４
を介して、スリーブ３に伝達し、スリーブ３を回転する
ものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した在来のロール
では、ロールが高温になると、芯金２とスリーヌ３の熱
膨張率の差から、図２に示すように、芯金２とスリーブ
３との間隔（δ1 ＋δ2）が大きくなって、スリット状
溝４に対する爪５の差し込み長さが短くなる。すると、
駆動力が作用するスリット状溝４の側壁における面圧が
上昇し、爪５との接触面の磨耗が進行する結果、スリッ
ト状溝４の側壁が部分的に磨耗する。そして、ロールに
昇温および降温が繰り返されることによって、図３に示
すように、スリット状溝４と爪５との相対位置はスリー
ブの一端側と他端側とで変化し、さらにスリット状溝４
の磨耗形状も同様に異なることから、スリット状溝４と
爪５との間における駆動力の受渡し関係が、スリーブの
一端側と他端側とで異なるものとなる。その結果、スリ
ーブの回転中に振動や衝撃が発生し、最終的には、スリ
ーブに、スリット状溝を起点とした割れが発生して、ス
リーブは損壊することになる。
では、ロールが高温になると、芯金２とスリーヌ３の熱
膨張率の差から、図２に示すように、芯金２とスリーブ
３との間隔（δ1 ＋δ2）が大きくなって、スリット状
溝４に対する爪５の差し込み長さが短くなる。すると、
駆動力が作用するスリット状溝４の側壁における面圧が
上昇し、爪５との接触面の磨耗が進行する結果、スリッ
ト状溝４の側壁が部分的に磨耗する。そして、ロールに
昇温および降温が繰り返されることによって、図３に示
すように、スリット状溝４と爪５との相対位置はスリー
ブの一端側と他端側とで変化し、さらにスリット状溝４
の磨耗形状も同様に異なることから、スリット状溝４と
爪５との間における駆動力の受渡し関係が、スリーブの
一端側と他端側とで異なるものとなる。その結果、スリ
ーブの回転中に振動や衝撃が発生し、最終的には、スリ
ーブに、スリット状溝を起点とした割れが発生して、ス
リーブは損壊することになる。
【０００５】そこで、本発明の目的は、ロール回転中の
スリーブに振動や衝撃の発生しない、ロール軸とスリー
ブとの新たな取り付け構造によって、長寿命のロールを
提供しようとするものである。
スリーブに振動や衝撃の発生しない、ロール軸とスリー
ブとの新たな取り付け構造によって、長寿命のロールを
提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ロール軸に、
耐熱性非金属材料によるスリーブを取り付けたロールで
あって、ロール軸の径方向外側に突出する凸部を、スリ
ーブの軸方向一端側に形成した長孔に挿入して、ロール
軸にスリーブを固定して成り、上記長孔と凸部との間
に、ロール使用中の凸部およびスリーブの熱膨張差を吸
収し得る最小限のクリアランスを設けたことを特徴とす
る高温用ロールである。
耐熱性非金属材料によるスリーブを取り付けたロールで
あって、ロール軸の径方向外側に突出する凸部を、スリ
ーブの軸方向一端側に形成した長孔に挿入して、ロール
軸にスリーブを固定して成り、上記長孔と凸部との間
に、ロール使用中の凸部およびスリーブの熱膨張差を吸
収し得る最小限のクリアランスを設けたことを特徴とす
る高温用ロールである。
【０００７】上記クリアランスは、凸部の最大長をｌ1
および最大幅をｗ1 、そして長孔の最大長をｌ2 および
最大幅をｗ2 としたとき、ｌ2 −ｌ1 で表されるクリア
ランスＡおよびｗ2 −ｗ1 で表されるクリアランスＢ
が、それぞれ次式(1) および(2) に従う範囲にあること
が、好ましい。
および最大幅をｗ1 、そして長孔の最大長をｌ2 および
最大幅をｗ2 としたとき、ｌ2 −ｌ1 で表されるクリア
ランスＡおよびｗ2 −ｗ1 で表されるクリアランスＢ
が、それぞれ次式(1) および(2) に従う範囲にあること
が、好ましい。
【数１】
【０００８】また、スリーブの内周面が耐磨耗性材から
成ること、長孔の側壁をスリーブより硬質としたこと、
そしてスリーブを炭素質材としたこと、が実施に当たり
有利である。
成ること、長孔の側壁をスリーブより硬質としたこと、
そしてスリーブを炭素質材としたこと、が実施に当たり
有利である。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明のロールについて、
図面を参照して詳しく説明する。本発明のロールは、図
４に示すように、ロール軸１に固定した芯金２にてスリ
ーブ３を保持しかつスリーブ３に駆動力を伝達する、基
本構造は、上述の図１に示したところと同様であり、ロ
ール軸１（芯金２）に対するスリーブ３の取り付け構造
に特徴がある。
図面を参照して詳しく説明する。本発明のロールは、図
４に示すように、ロール軸１に固定した芯金２にてスリ
ーブ３を保持しかつスリーブ３に駆動力を伝達する、基
本構造は、上述の図１に示したところと同様であり、ロ
ール軸１（芯金２）に対するスリーブ３の取り付け構造
に特徴がある。
【００１０】すなわち、図４および図５に示すように、
本発明のロールは、スリーブ３の軸方向片側端にて芯金
２との連結をはかる構造であり、具体的には、スリーブ
３の片端寄りの位置において、芯金２にロール軸の径方
向外側に突出する凸部６を形成し、この凸部６をスリー
ブ３の片側端に設けた長孔７内に挿入することによって
達成する。
本発明のロールは、スリーブ３の軸方向片側端にて芯金
２との連結をはかる構造であり、具体的には、スリーブ
３の片端寄りの位置において、芯金２にロール軸の径方
向外側に突出する凸部６を形成し、この凸部６をスリー
ブ３の片側端に設けた長孔７内に挿入することによって
達成する。
【００１１】ここで重要になるのは、凸部６および長孔
７による取り付け構造を、スリーブの片側端のみにて実
現することである。なぜなら、温度変化による軸方向の
長さ変動にかかわらず、凸部６と長孔７の当たり状態を
一定にできるため、当たり面積の瞬間的または短時間的
な減少に起因する、面圧上昇が生じるおそれがなくな
り、また、これによる局部的なスリーブの摩耗が発生し
なくなるからである。従って、従来のロールで問題とな
っていた、スリーブ回転中の振動、衝撃が発生せず、損
壊し難くなるのである。
７による取り付け構造を、スリーブの片側端のみにて実
現することである。なぜなら、温度変化による軸方向の
長さ変動にかかわらず、凸部６と長孔７の当たり状態を
一定にできるため、当たり面積の瞬間的または短時間的
な減少に起因する、面圧上昇が生じるおそれがなくな
り、また、これによる局部的なスリーブの摩耗が発生し
なくなるからである。従って、従来のロールで問題とな
っていた、スリーブ回転中の振動、衝撃が発生せず、損
壊し難くなるのである。
【００１２】そして、スリーブ３における長孔７の位置
は、製品を搬送する搬送面より端部に位置し、長孔から
のクラック発生を防止し、割損を抑制する上から、端部
からの距離を可能な限り大きくすることが好ましい。
は、製品を搬送する搬送面より端部に位置し、長孔から
のクラック発生を防止し、割損を抑制する上から、端部
からの距離を可能な限り大きくすることが好ましい。
【００１３】また、凸部６および長孔７は、図５に示す
ように、長孔７の側壁と凸部６の側壁との間に、ロール
使用中の凸部およびスリーブの熱膨張差を吸収し得る最
小限のクリアランスを形成することが肝要である。具体
的には、凸部６の最大長をｌ 1 および最大幅をｗ1 、そ
して長孔７の最大長をｌ2 および最大幅をｗ2 としたと
き、ｌ2 −ｌ1 で表されるクリアランスＡおよびｗ2 −
ｗ1 で表されるクリアランスＢが、それぞれ上記した式
(1) および(2) に従う範囲にあることが、好ましい。
ように、長孔７の側壁と凸部６の側壁との間に、ロール
使用中の凸部およびスリーブの熱膨張差を吸収し得る最
小限のクリアランスを形成することが肝要である。具体
的には、凸部６の最大長をｌ 1 および最大幅をｗ1 、そ
して長孔７の最大長をｌ2 および最大幅をｗ2 としたと
き、ｌ2 −ｌ1 で表されるクリアランスＡおよびｗ2 −
ｗ1 で表されるクリアランスＢが、それぞれ上記した式
(1) および(2) に従う範囲にあることが、好ましい。
【００１４】さらに、凸部６および長孔７の形状は、角
のない曲線で構成することによって、スリーブ側に発生
する駆動力による応力も低減できる。特に、凸部６およ
び長孔７の形状を、いわゆる小判形とすることが、有利
である。
のない曲線で構成することによって、スリーブ側に発生
する駆動力による応力も低減できる。特に、凸部６およ
び長孔７の形状を、いわゆる小判形とすることが、有利
である。
【００１５】なお、凸部６および長孔７は、図示例の１
か所に限らずに、ロールの片端側において、その円周の
90°ピッチ毎に合計４か所あるいは180 °ピッチ毎に合
計２か所に、それぞれ設けてもよい。
か所に限らずに、ロールの片端側において、その円周の
90°ピッチ毎に合計４か所あるいは180 °ピッチ毎に合
計２か所に、それぞれ設けてもよい。
【００１６】また、スリーブは、その素材となる耐熱性
非金属材料としては、炭素質材が、耐熱性はもちろん、
機械加工の容易性、異物が付着し難く、付着した場合で
も脱落しやすい性質を有していること、さらにコスト的
にも有利であることから好ましい。
非金属材料としては、炭素質材が、耐熱性はもちろん、
機械加工の容易性、異物が付着し難く、付着した場合で
も脱落しやすい性質を有していること、さらにコスト的
にも有利であることから好ましい。
【００１７】さらに、スリーブの内周面は、芯金による
磨耗を抑制する上で耐磨耗性材からなることが有利であ
り、具体的には、ＣＩＰ品 (冷間静水圧成形品) ，ピッ
チ含浸品，化学含浸品等の高密度炭素質材をスリーブ内
周面に形成させるか、かかる高密度炭素質材のスリーブ
を内側に入れた二重スリーブ構造とすると良い。
磨耗を抑制する上で耐磨耗性材からなることが有利であ
り、具体的には、ＣＩＰ品 (冷間静水圧成形品) ，ピッ
チ含浸品，化学含浸品等の高密度炭素質材をスリーブ内
周面に形成させるか、かかる高密度炭素質材のスリーブ
を内側に入れた二重スリーブ構造とすると良い。
【００１８】同様に、スリーブの長孔は、凸部による磨
耗を抑制するために、その側壁をスリーブより硬質とす
ること、例えば、ＷＣ (タングステンカーバイド) の溶
射等の手段にて被覆することが好ましい。
耗を抑制するために、その側壁をスリーブより硬質とす
ること、例えば、ＷＣ (タングステンカーバイド) の溶
射等の手段にて被覆することが好ましい。
【００１９】
【実施例】図６〜９に示す構造に従うロールを、それぞ
れ表１に示す仕様の下に作成した。そして、各ロールに
関して、発生応力比、スリーブ片側端駆動の可能性およ
びロール寿命について調査した結果を、表１に併記す
る。
れ表１に示す仕様の下に作成した。そして、各ロールに
関して、発生応力比、スリーブ片側端駆動の可能性およ
びロール寿命について調査した結果を、表１に併記す
る。
【００２０】ここで、最大発生応力比は、振動や衝撃が
発生しない理想状態を想定して、スリーブ内の孔の付近
に発生する応力を、図７に示す従来構造におけるスリー
ブにおいて発生する応力を１とした時の比で表したもの
である。本発明の実施例の図６は、0.72で、従来例の図
８の0.49より大きく、一見不利のようであるが、実際に
は片側駆動であるために振動や衝撃が発生し難く、寿命
は長くなる。スリーブ片側端駆動の可能性は、常温から
使用最高温度に至る全ての温度域でのスリーブの軸方向
の固定を考慮して評価した。本発明の図６のケースのみ
が片側端駆動が可能である。そして、ロール寿命は、試
作ロールの実機試験により評価した。寿命は、主にスリ
ーブの長孔７の付近に発生する割れにより決定される。
表１から明らかなように、図６に示した本発明の実施例
は、ロール寿命が１２ケ月と極めて長寿命であることが
判る。
発生しない理想状態を想定して、スリーブ内の孔の付近
に発生する応力を、図７に示す従来構造におけるスリー
ブにおいて発生する応力を１とした時の比で表したもの
である。本発明の実施例の図６は、0.72で、従来例の図
８の0.49より大きく、一見不利のようであるが、実際に
は片側駆動であるために振動や衝撃が発生し難く、寿命
は長くなる。スリーブ片側端駆動の可能性は、常温から
使用最高温度に至る全ての温度域でのスリーブの軸方向
の固定を考慮して評価した。本発明の図６のケースのみ
が片側端駆動が可能である。そして、ロール寿命は、試
作ロールの実機試験により評価した。寿命は、主にスリ
ーブの長孔７の付近に発生する割れにより決定される。
表１から明らかなように、図６に示した本発明の実施例
は、ロール寿命が１２ケ月と極めて長寿命であることが
判る。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、ロール回転中のスリー
ブに振動や衝撃が発生しないため、ロール軸とスリーブ
との結合部分からの割れが防止され、ロールの寿命を延
長することができる。
ブに振動や衝撃が発生しないため、ロール軸とスリーブ
との結合部分からの割れが防止され、ロールの寿命を延
長することができる。
【図１】従来のロール構造を示す模式図である。
【図２】従来のロール構造における問題を示す模式図で
ある。
ある。
【図３】従来のロール構造における問題を示す模式図で
ある。
ある。
【図４】本発明のロール構造を示す模式図である。
【図５】本発明のロール構造を示す模式図である。
【図６】本発明に従うロール構造を示す模式図である。
【図７】従来のロール構造を示す模式図である。
【図８】従来のロール構造を示す模式図である。
【図９】従来のロール構造を示す模式図である。
１ ロール軸 ２ 芯金 ３ スリーブ ４ スリット状溝 ５ 爪 ６ 凸部 ７ 長孔
Claims (5)
- 【請求項１】 ロール軸に、耐熱性非金属材料によるス
リーブを取り付けたロールであって、ロール軸の径方向
外側に突出する凸部を、スリーブの軸方向一端側に形成
した長孔に挿入して、ロール軸にスリーブを固定して成
り、上記長孔と凸部との間に、ロール使用中の凸部およ
びスリーブの熱膨張差を吸収し得る最小限のクリアラン
スを設けたことを特徴とする高温用ロール。 - 【請求項２】 クリアランスは、凸部の最大長をｌ1 お
よび最大幅をｗ1 、そして長孔の最大長をｌ2 および最
大幅をｗ2 としたとき、ｌ2 −ｌ1 で表されるクリアラ
ンスＡおよびｗ2 −ｗ1 で表されるクリアランスＢが、
それぞれ次式に従う範囲にある請求項１に記載の高温用
ロール。 クリアランスＡ＞（ｌ2 ・λ2 −ｌ1 ・λ1 ）Δｔ クリアランスＢ＞（ｗ2 ・λ2 −ｗ1 ・λ1 ）Δｔ ここで、λ1 ：スリーブの線膨張係数 λ2 ：凸部の線膨張係数 Δｔ：ロール最高温度と常温との温度差 - 【請求項３】 スリーブの内周面が耐磨耗性材からなる
請求項１または２に記載の高温用ロール。 - 【請求項４】 長孔の側壁をスリーブより硬質とした請
求項１、２または３に記載の高温用ロール。 - 【請求項５】 スリーブを炭素質材とした請求項１、
２、３または４に記載の高温用ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4270696A JPH09235625A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 高温用ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4270696A JPH09235625A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 高温用ロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09235625A true JPH09235625A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=12643521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4270696A Pending JPH09235625A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 高温用ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09235625A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005060776A (ja) * | 2003-08-13 | 2005-03-10 | Jfe Steel Kk | 高温用ロール |
| JP2006257520A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Jfe Steel Kk | カーボンロール |
| JP2015131988A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼鈍用スリーブロール |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP4270696A patent/JPH09235625A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005060776A (ja) * | 2003-08-13 | 2005-03-10 | Jfe Steel Kk | 高温用ロール |
| JP2006257520A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Jfe Steel Kk | カーボンロール |
| JP2015131988A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼鈍用スリーブロール |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060801 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060929 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070522 |