JPS60152614A - Heat resistant roll - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a heat resistant roll by consisting the same of a supporting roll and a ceramic sleeve fitted loosely onto said supporting roll and constituting both rolls in such a way that the ceramic sleeve is still loosely mounted even when the supporting rolls exhibits the max. thermal expansion in the axial and diametral directions. CONSTITUTION:A heat resistant roll 3 is constituted of a supporting roll 4 which drives forcibly the roll 3 in accordance with a line speed and a heat resistant ceramic sleeve 6 which is loosely fitted onto the body part 5 thereof in the case of applying said roll to a hearth roller type heating furnace. A material to be heated placed on the roll 3 is transferred on the sleeve 6 rotating in follow up to the rotation of the roll 4. The surface roughness of at least one of both contact surfaces of the roll 4 and the sleeve 6 is made >=25mum Rmax and >=1mm. clearance 7 is provided between the above-mentioned two surfaces. As a result the rotating force of the roll 4 is transmitted to the material to be heated by the friction force with the sleeve 6 and further the thermal expansion of the roll 4 in the diametral direction and further the axial deflection of the roll 4 occurring in said thermal expansion are absorbed.

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、加熱炉や熱処理炉等における被加熱材料、例
えば鋼板の装入、移動、搬出用等に用いられる耐熱ロー
ルに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of the Invention) The present invention relates to a heat-resistant roll used for charging, moving, and unloading materials to be heated, such as steel plates, in heating furnaces, heat treatment furnaces, and the like.

（従来技術） 加熱炉や熱処理炉例えば、溶融亜鉛メッキに先立って行
われる還元処理用の還元炉、電磁鋼板の連続焼鈍炉ある
いはステンレス鋼板の焼鈍酸洗炉等に配置された被加熱
材料の装入用、炉内移動用あるいは搬出用（以下、単に
“移送”あるいは“移送用”という）のロールは一般に
５００℃〜１３００℃の加熱雰囲気にさらされるため耐
熱性を有するロールが用いられている。以下、これを耐
熱ロールと称する。(Prior art) A heating furnace or heat treatment furnace, for example, a reduction furnace for reduction treatment performed prior to hot-dip galvanizing, a continuous annealing furnace for electrical steel sheets, an annealing and pickling furnace for stainless steel sheets, etc. Rolls for use, movement within the furnace, or export (hereinafter simply referred to as "transfer" or "transfer") are generally exposed to a heated atmosphere of 500°C to 1300°C, so rolls with heat resistance are used. . Hereinafter, this will be referred to as a heat-resistant roll.

耐熱ロールは、従来、Ｎｉ−Ｃｒ系あるいはＣｒｏ−Ｃ
ｒ系等の耐熱合金で作られたものやあるいはサポートロ
ールの外周面にアルミナ、ジルコニア等のセラミック材
料を溶射したものが使用されてきた。耐熱鋼ロールの場
合、使用時にロール表面に被加熱材料からのｆ＝Ｊ着物
が融着堆積しくこれをヒルドアツブという）、これが被
加熱材料の表面に押込み疵を発生させるという問題があ
った。セラミック材料を溶射したものはそのような問題
はないが、溶射層の剥離などがみられ耐用寿命が２〜３
ケ月と短いばかりでな（、一旦溶射層の剥離がみられる
と露出した地に異物が付着し、そこより押込み疵が発生
してしまうなどの問題がみられる。Conventionally, heat-resistant rolls are made of Ni-Cr or Cro-C.
Support rolls made of heat-resistant alloys such as R-based alloys, or those in which ceramic materials such as alumina and zirconia are thermally sprayed on the outer peripheral surface of the support rolls have been used. In the case of heat-resistant steel rolls, there is a problem in that during use, f=J deposits from the material to be heated are fused and deposited on the surface of the roll (this is called hilt), which causes indentation scratches on the surface of the material to be heated. Products sprayed with ceramic materials do not have such problems, but peeling of the sprayed layer is observed and the service life is reduced to 2 to 3 years.
Not only is it only a short period of time, but once the sprayed layer peels off, foreign matter adheres to the exposed surface, causing problems such as indentation scratches.

近年に至り、」−述のような問題の解決をはかるものと
してセラミック材料を成形、焼結して型造したセラミッ
ク製スリーブ（以下１ｊＢにセラミックスリーブという
）をキーやピン等でサポートロールに装着、固定さゼて
、前記サボーＩ・ロールとスリーブとを一体的に構成し
て、軌動回転（つまり、ロール外周速度と被加熱材料の
搬送速度が同期した回転）させるようにしたｉＪ熱ロー
ルが提案されてきた。そしてかかるセラミック材料とし
ては多くのものが提案されており、例えばアルミナ、炭
化硅素、シリカ等があるしかしながら、かかるセラミッ
クスリーフ゛は最初に提案されてからすでに１０年以上
も経っているにもかかわらず、セラミック材の機械的強
度不足、金属製ロール本体との熱膨張率差によるひび割
れおよび剥離がみられること、熱ｉｔ撃に弱いこと等の
欠点があり、未だ本格的に実用化されるに至っていない
。In recent years, in order to solve the problems mentioned above, ceramic sleeves (hereinafter referred to as "ceramic sleeves") made by molding and sintering ceramic materials have been attached to support rolls with keys, pins, etc. , the iJ heat roll is fixed, and the sabot I roll and sleeve are integrally configured to orbitally rotate (that is, rotation in which the roll outer circumferential speed and the conveyance speed of the material to be heated are synchronized). has been proposed. Many such ceramic materials have been proposed, such as alumina, silicon carbide, silica, etc.However, although it has already been more than 10 years since such ceramic materials were first proposed, It has disadvantages such as lack of mechanical strength of the ceramic material, cracking and peeling due to the difference in coefficient of thermal expansion with the metal roll body, and vulnerability to thermal shock, so it has not yet been put into full-scale practical use. .

すなわち、セラミックスリーブをサポートロールに一体
的に外嵌装した上述のような耐熱ロールでは、サポート
ロールとスリーブとの熱膨張差により、軸・撓のが生じ
、しかも前記スリーブがセラミック等の割損し易い材料
で構成されているため、該スリーブが損傷を受けてしま
い、使用不能となる。またサポートロールにセラミック
スリーブを外嵌装してそれらをキー、ピン等で固定させ
た場合は、回転時の衝撃により、キ一孔およびビン孔の
近傍でクランクが発生し該スリーブが損傷を受けてしま
う。In other words, in the above-mentioned heat-resistant roll in which a ceramic sleeve is integrally fitted onto the support roll, the difference in thermal expansion between the support roll and the sleeve causes axial deflection, and furthermore, the sleeve may break due to breakage of the ceramic or the like. Since the sleeve is made of a material that is easily damaged, it becomes unusable. In addition, if a ceramic sleeve is fitted onto the support roll and fixed with a key, pin, etc., the impact during rotation will cause a crank to occur near the key hole and bottle hole, damaging the sleeve. I end up.

例えば、特公昭５５−５１００７号にはサポートロール
およびその外周面に形成した溶融シリカの多孔性スリー
ブから成る耐熱ロールが開示されている。しかしながら
サポートロールとスリーブとはキーみぞを介して一体的
に結合され１つのユニットとして作動するようになって
いる。そのためこのキーみぞの部分からの亀裂の発生は
免れず、セラミックスリーブのもつ利点に加えて溶融シ
リカスリーブのもつ多くの利点にもかかわらず、未だ実
用化されるに至っていない。For example, Japanese Patent Publication No. 55-51007 discloses a heat-resistant roll comprising a support roll and a porous sleeve of fused silica formed on the outer peripheral surface of the support roll. However, the support roll and sleeve are integrally connected via a keyway so that they operate as one unit. Therefore, cracks are inevitably generated from the key groove portion, and despite the many advantages of the fused silica sleeve in addition to the advantages of the ceramic sleeve, it has not yet been put into practical use.

一方、特公昭５５−４８０８６号にあっても、同様に、
サボーＩ・ロールとこれに外嵌装固定されたセラミック
スリーブとから構成された耐熱ロールが開示されている
が、これはいわゆるファインセラミックと呼ばれている
平均粒径５〜１０ｘｊｍの粉末の焼結体を利用すること
により１５００〜１６００”Ｃという高温度での使用に
耐えるようにしているのであって、そしてそのときの熱
膨張はセラミックスリーブをロール軸方向に複数に分割
するとともに末端部にクリアランスを設けることおよび
同じくサポートロールとスリーブとの間に円周方向に沿
って全周にわたって一定のクリアランスを設けることに
より吸収しているのである。特にサポートロールの径方
向の熱変形あるいは撓みを吸収するためにロール」二側
面においても上述のような一定のクリアランスを設ける
ことは不可欠である。On the other hand, even in Special Publication No. 55-48086, similarly,
A heat-resistant roll composed of a sabot I-roll and a ceramic sleeve externally fitted and fixed to the roll is disclosed, but this roll is made by sintering powder with an average particle size of 5 to 10 xjm, which is so-called fine ceramic. The ceramic sleeve is made to withstand use at high temperatures of 1,500 to 1,600"C by using a ceramic sleeve, and the thermal expansion at that time divides the ceramic sleeve into multiple parts in the roll axis direction and creates a clearance at the end. This is achieved by providing a constant clearance between the support roll and the sleeve along the entire circumference.In particular, thermal deformation or deflection in the radial direction of the support roll is absorbed. Therefore, it is essential to provide a certain clearance as described above also on the two sides of the roll.

しかしながら、そのような構成は実際上は実現困難とな
り、いたずらに複雑な構造を採用する結果となり、これ
も実用的とは云えない。However, such a configuration is difficult to realize in practice, resulting in the adoption of an unnecessarily complicated structure, which is also not practical.

（発明の要約） 本発明の目的とするところは、上述のようなセラミック
スリーブの欠点を解消してその実用化を可能とする耐熱
ロールを提供することである。(Summary of the Invention) An object of the present invention is to provide a heat-resistant roll that eliminates the above-mentioned drawbacks of ceramic sleeves and enables its practical use.

本発明の別の目的は、極めて簡単な構造であるに゛　も
かかわらず、従来のいずれのものと比較してもすくれた
性能を発揮できる耐熱ロールを提供することである。Another object of the present invention is to provide a heat-resistant roll that exhibits superior performance compared to any conventional roll despite its extremely simple structure.

本発明のさらに別の目的は、溶融亜鉛メッキに先立って
行われる還元処理用の還元炉、電磁鋼板等の連続焼鈍炉
あるいはステンレス鋼板の焼鈍酸洗炉における移送用ロ
ールとして特に適する耐熱ロールを提供することである
。Still another object of the present invention is to provide a heat-resistant roll that is particularly suitable as a transfer roll in a reduction furnace for reduction treatment performed prior to hot-dip galvanizing, a continuous annealing furnace for electrical steel sheets, etc., or an annealing and pickling furnace for stainless steel sheets. It is to be.

・　これまでいくつか提案されているものがいずれもサ
ポートロールとセラミックスリーブとをキー止めあるい
はピン止め等によって両者を一体的に構成しているため
、例えば本発明者らの実験結果では、キー止めのときに
は回転時キ一孔近傍が欠損すること、さらにピン止めの
ときにはビン孔の亀裂が顕著になることから多くの場合
数日で使用不能となってしまう。そこでこれらの点に着
目して各種の実験を重ねたところ、その解決は極めて困
難であることを知り、むしろ、そのような固定手段を設
けずともサポートロールからセラミックスリーブへ十分
に回転力を伝え得る手段がある筈であるとして研究・開
発を続けた七ころ、従来の技術常識からは全く反するこ
とであるが、サポートロールにセラミックスリーブを遊
嵌するだけで十分であることを見い出して本発明を完成
したのである。ここに「遊嵌」はいわゆる遊び（クリア
ランス）をもって嵌装すること、つまりルーズにはめ込
むことである。- In all of the several proposals so far, the support roll and the ceramic sleeve are integrally configured by locking or pinning the two, so for example, according to the experimental results of the present inventors, In this case, the area near the key hole is damaged during rotation, and furthermore, cracks in the bottle hole become noticeable when pinned, so in many cases, the tool becomes unusable within a few days. After conducting various experiments focusing on these points, we found that it was extremely difficult to solve the problem.In fact, we found that it was difficult to solve the problem.Instead, we found a way to sufficiently transmit rotational force from the support roll to the ceramic sleeve without providing such a fixing means. Around 7, I continued research and development thinking that there must be a way to obtain this, and discovered that it was sufficient to loosely fit a ceramic sleeve into the support roll, although this was completely contrary to conventional technical common sense, and I invented the present invention. was completed. Here, ``play fit'' refers to fitting with so-called play (clearance), that is, fitting loosely.

セラミック材料は前述のように機械的強度が十分でない
ことからそのように「遊嵌」した場合に割損等が予想さ
れるばかりでなく、巾に「遊嵌」しただけではサポート
ロールの回転力がセラミックスリーブに伝達されないか
、あるいはたとえそれが伝達されたとしてもすべりがな
くスムースにセラミックスリーブの回転として伝えられ
ないのではないか等が予想されたのであった。As mentioned above, ceramic materials do not have sufficient mechanical strength, so if they are loosely fitted in such a way, breakage is expected. It was predicted that the rotation of the ceramic sleeve would not be transmitted to the ceramic sleeve, or even if it were transmitted, there would be no slippage and the rotation of the ceramic sleeve would not be transmitted smoothly.

しかしながら、実際に本発明によればそのような予想か
らは全く反するすぐれた結果が得られることが分かった
。However, it has been found that according to the present invention, excellent results can be obtained which are completely contrary to such expectations.

すなわち、本発明はサポートロールと該サポートロール
に外嵌装したセラミックスリーブとから成る耐熱ロール
であって、前記サポートロールが軸方向および径方向へ
の最大熱膨張を示すときにもなお前記セラミックスリー
ブが遊嵌状に装着されるように構成したことを特徴とす
る耐熱ロールである。That is, the present invention provides a heat-resistant roll comprising a support roll and a ceramic sleeve externally fitted on the support roll, wherein the ceramic sleeve remains intact even when the support roll exhibits maximum thermal expansion in the axial and radial directions. This is a heat-resistant roll characterized in that it is configured such that it is installed in a loosely fitted manner.

本発明にあって、回転するサポートロールの回転力を円
滑に外側のセラミックスリーブに伝えるには、両者の接
触面の少なくとも一方、例えばセラミックスリーブの内
周面を適当な粗さに仕上げるのが好ましい。そのときの
表面粗度ばＲｍａに２２５８ｍとすることで十分である
。より好ましくは、両方の接触面、つまりスリーブ内周
面とサポートロール外内面との両者を上述のような表面
粗度に仕上げる。In the present invention, in order to smoothly transmit the rotational force of the rotating support roll to the outer ceramic sleeve, it is preferable to finish at least one of the contact surfaces between the two, for example, the inner circumferential surface of the ceramic sleeve, to an appropriate roughness. . At that time, it is sufficient to set the surface roughness Rma to 2258 m. More preferably, both contact surfaces, that is, the inner circumferential surface of the sleeve and the outer and inner surfaces of the support roll, are finished to the above-mentioned surface roughness.

一般にはセラミックスリーブとしてその材質は制限され
ないが、前述のような加熱炉および熱処理炉での用途を
考慮すれば、上述のセラミックスリーブは溶融シリカ（
ｆｕｓｅｄ　５ｉｌｉｃａ）から構成するのが好ましい
。Generally speaking, the material of the ceramic sleeve is not limited, but considering its use in heating furnaces and heat treatment furnaces, the above-mentioned ceramic sleeve is made of fused silica (
It is preferable to use a fused 5 ilica).

なお、セラミックスリーブは適宜セラミック粉末を成形
、焼結して製造する。例えば、溶融シリカから構成する
場合、溶融シリカ粉末に適宜バインダーを加えて成形し
、焼結する。Note that the ceramic sleeve is manufactured by appropriately molding and sintering ceramic powder. For example, when it is made of fused silica, an appropriate binder is added to fused silica powder, molded, and sintered.

本発明にあってはスリーブをサポートロールの外側に遊
嵌する結果として、両者の間には常に一定のクリアラン
ス（間隙）がみられ、かかるクリアランスによってサポ
ートロールの熱膨張量を吸収するのであるが、そのとき
のサポートロールにかかる曲げ応力δ（ｋｇｆ　／　ｍ
ｉ％　）および平均クリアランス（外側スリーブの中心
にサポートロールを置いたとしたときのサポートロール
外周面とスリーブ内周面との間の距離、以下同じ）αは
、好ましくは、α≧１およびδ≦４．０ である。より好ましくは、上記の曲げ応力（δ）および
平均クリアランス（α）は、式】 ％式％ を満足するように設定する。In the present invention, as a result of loosely fitting the sleeve to the outside of the support roll, there is always a certain clearance (gap) between the two, and this clearance absorbs the amount of thermal expansion of the support roll. , the bending stress δ (kgf/m
i%) and average clearance (distance between the outer peripheral surface of the support roll and the inner peripheral surface of the sleeve when the support roll is placed at the center of the outer sleeve, the same applies hereinafter) α is preferably α≧1 and δ≦ It is 4.0. More preferably, the above bending stress (δ) and average clearance (α) are set to satisfy the following formula:

ここに、曲げ応力δはサポートロールの自重、スリーブ
の自重、被加熱材（鋼板）重量、さらにはサポートロー
ルの径等によって決定される量であって、次式によりめ
ることができる： 曲げ応力δ−ＭＩｌｌａｘ／Ｚ Ｍｍａｘ　＝１１７２　（ｗ　１１２１／２　＋　ｗ２
１１２／２十Ｈ３ｔ！３／２） Ｚ＝π／３２［（ｄｏｔ’　ｄｊｔ’）／ｄｏｔ］ただ
し、Ｗｉ、Ｎ２およびＮ３はそれぞれサポートロールの
自重、スリーブの自重および鋼板重量であって、それぞ
れ次式で計算される。Here, the bending stress δ is determined by the weight of the support roll, the weight of the sleeve, the weight of the material to be heated (steel plate), the diameter of the support roll, etc., and can be determined by the following formula: Stress δ-MIllax/Z Mmax = 1172 (w 1121/2 + w2
112/20H3t! 3/2) Z=π/32 [(dot'djt')/dot] However, Wi, N2, and N3 are the weight of the support roll, the weight of the sleeve, and the weight of the steel plate, respectively, and are calculated using the following formulas. .

１１ｔ　（ｋｇｆ　７ｍｍ）　＝π／４　（ｄｏｔ　ｃ
ｕｔ）ｒ　１２ Ｈ２（ｋｇｆ　７ｍｍ）　＝π／４　（ｄｏ２ｄ＜２）
ｒ　２Ｉｌ１３　（ｋｇｆ　７ｍｍ）　＝　ｓ　ｘｒ　
３　ｘｔｌｌ；ロール軸受間距離 ７！２ニスリーブ長さ １３：Ｈ４板中 ｄｏｌ：サポートロール外径 ｄｉｓ　：サポートロール内径（中空の場合）ｄｏ２ニ
スリーブ外径 ｄン、ニスリーブ内径 ｒｌ；サポートロール比重 ｒ２ニスリーブ比重 ｒ３：鋼板比重 ｔ　：鋼板厚さ Ｓ　：ロールスパン かくして、本発明によれば、セラミックスリーブをサポ
ートロールの軸方向および径方向への熱膨張を吸収し得
るよう遊嵌状に装着することによって、前記サポートロ
ールの使用時の撓みやこれら両者の巨 熱膨張差を、その両者間の間隙内に吸収できるのであっ
て、その場合にあっても特にスリーブの固定手段を使わ
ないことから、そのような固定手段を設けた箇所からの
スリーブの欠損、亀裂発生などの問題は生じない。11t (kgf 7mm) = π/4 (dot c
ut) r 12 H2 (kgf 7mm) = π/4 (do2d<2)
r 2Il13 (kgf 7mm) = s xr
3 xtll; Distance between roll bearings 7!2 Ni sleeve length 13: H4 plate middle dol: Support roll outer diameter dis: Support roll inner diameter (if hollow) do2 Ni sleeve outer diameter d, Ni sleeve inner diameter rl; Support roll specific gravity r2 Ni sleeve Specific gravity r3: Steel plate specific gravity t: Steel plate thickness S: Roll span Thus, according to the present invention, by installing the ceramic sleeve in a loose fit so as to absorb thermal expansion in the axial and radial directions of the support roll. , the deflection during use of the support roll and the large thermal expansion difference between the two can be absorbed in the gap between the two, and even in that case, no special sleeve fixing means is used, so that Problems such as breakage and cracking of the sleeve do not occur at locations where such fixing means are provided.

さらに、本発明によれば、サポートロールをライン速度
に対応し強制駆動、軌道回転するように構成することに
より、サポートロール外円面とスリーブの内周面との摩
擦力でサポートロールの回転に追従させてスリーブを回
転せしめ、一方、サポートロールを強制駆動させない場
合にあっては、移送されてくる材料によってサポートロ
ールを含めた耐熱ロール全体が回転し、ストリップ表面
へのすり疵発生を防止する。また、鋼板つまり被加熱材
料の急速な加減速、サポートロールの急停止等を行うと
きは、スリーブが遊嵌されていることからスリーブ自体
とロール軸本体間でずれ（すべり）が生じ、直接スリー
ブに割損に至る衝撃力が伝わらず、割れを生じさせるこ
とはない。Furthermore, according to the present invention, by configuring the support roll to be forcibly driven and orbitally rotated in accordance with the line speed, the rotation of the support roll is controlled by the frictional force between the outer circular surface of the support roll and the inner peripheral surface of the sleeve. If the support roll is not forcibly driven, the entire heat-resistant roll including the support roll will be rotated by the transferred material, thereby preventing scratches on the strip surface. . In addition, when rapidly accelerating or decelerating a steel plate, that is, the material to be heated, or suddenly stopping a support roll, etc., since the sleeve is loosely fitted, misalignment (sliding) occurs between the sleeve itself and the roll shaft body, and the sleeve directly No impact force that would cause breakage is transmitted to the product, and no cracks will occur.

（発明の態様） 次に本発明に係る耐熱ロールの具体的構造について添付
図面を参照してさらに説明する。(Aspects of the Invention) Next, the specific structure of the heat-resistant roll according to the present invention will be further explained with reference to the accompanying drawings.

１ 第１図は本発明に係る耐熱ロールをハースローラ式加熱
炉に適用した場合を略式で説明する側面図、第２図はそ
の耐熱ロールの部分拡大図、第３図は第２図における■
−■線の切断図および第４図はサポートロールの曲げ応
力と平均クリアランスとの関係を示すグラフである。1. Fig. 1 is a side view schematically explaining the case where the heat-resistant roll according to the present invention is applied to a hearth roller heating furnace, Fig. 2 is a partially enlarged view of the heat-resistant roll, and Fig. 3 shows the
The cutaway view taken along the -■ line and FIG. 4 are graphs showing the relationship between the bending stress of the support roll and the average clearance.

なお、図中、同一符号は同一部材を示すものである。In addition, in the drawings, the same reference numerals indicate the same members.

図中、ハースローラ式加熱炉１にはチェーン、スプロケ
ット等の適宜の駆動機構２により軌動回転し得るように
なった一連の耐熱ロール３が設けられている。本発明に
よれば、上記耐熱ロール３はライン速度に対応させて強
制駆動されるサポートロール４とその胴部５の外周面に
遊嵌された耐熱性のセラミックスリーブ６とから構成さ
れる。In the figure, a hearth roller heating furnace 1 is provided with a series of heat-resistant rolls 3 that can be orbitally rotated by a suitable drive mechanism 2 such as a chain or sprocket. According to the present invention, the heat-resistant roll 3 is composed of a support roll 4 that is forcibly driven in accordance with the line speed, and a heat-resistant ceramic sleeve 6 that is loosely fitted on the outer peripheral surface of the body 5 of the support roll 4.

耐熱ロール３上に載置された被加熱材（図示せず）はサ
ポートロール４の回転に追従して回転するセラミックス
リーブ６の上を移送されていくのである。A material to be heated (not shown) placed on the heat-resistant roll 3 is transferred over the rotating ceramic sleeve 6 following the rotation of the support roll 4.

従来の方式と全く異なって、本発明にあってはサポート
ロール４の回転力はセラミックスリーブ６との摩擦力に
よって伝えられるのであり、従来のようなピン、キーを
介して伝えられるものでないため、２ その部分の欠損、亀裂発生の問題はない。好ましくはそ
のときの両接触面の少なくとも一方の表面粗度はＲｍａ
ｘ　２５μｍ以上とする。このように、サポートロール
４の胴部５の外表面の表面粗度あるいはスリーブ６の内
表面の表面粗度を適当に調整し、あるいはスリーブ重量
を調整することにより十分な摩擦力が生じスリーブ６の
軌道回転が可能となる。したがって、キー、ピン等を介
して駆動さセた場合にみられたような駆動時の衝撃等に
よるスリーブの割損もない。Completely different from the conventional method, in the present invention, the rotational force of the support roll 4 is transmitted by the frictional force with the ceramic sleeve 6, and is not transmitted through a pin or key as in the conventional method. 2 There is no problem with damage or cracking in that part. Preferably, the surface roughness of at least one of both contact surfaces at that time is Rma
x 25 μm or more. In this way, by appropriately adjusting the surface roughness of the outer surface of the body 5 of the support roll 4 or the surface roughness of the inner surface of the sleeve 6, or by adjusting the weight of the sleeve, a sufficient frictional force can be generated. orbital rotation becomes possible. Therefore, there is no breakage of the sleeve due to impact during driving, which occurs when the sleeve is driven via a key, pin, etc.

さらに本発明によれば、サポートロール４とセラミック
スリーブ６との間には外周クリアランス７が設けられ、
これにより径方向のサポートロールの熱膨張さらにはそ
れにもとすくサポートロールの軸方向の撓みを吸収する
。一方、サボー［ロール４の軸方向には、第２図に示す
ように、その両端において環状クリアランス８を介して
、冠状あるいは平伏のストッパー９が設けられ、環状ス
ペーサ１０を介して止め金１１により、このセラミック
スリーブの軸方向に対する移動範囲を適宜設定し得るよ
うになっている。この環状クリアランスの大きさはサポ
ートロール４の使用時における軸方向熱膨張を吸収する
に必３ 要かつ十分なものである。Further, according to the present invention, an outer peripheral clearance 7 is provided between the support roll 4 and the ceramic sleeve 6,
This absorbs the thermal expansion of the support roll in the radial direction, as well as the deflection of the support roll in the axial direction. On the other hand, in the axial direction of the sabot roll 4, as shown in FIG. The range of movement of this ceramic sleeve in the axial direction can be set appropriately. The size of this annular clearance is necessary and sufficient to absorb axial thermal expansion when the support roll 4 is in use.

ここに、一般に径方向の外周クリアランス７の平均値、
すなわち平均クリアランスは、計算でめ得る熱膨張分、
撓み分のほかに余裕として、１１１以上を見込めば良い
、また長手方向の環状クリアランス８についても同様で
ある。ただし、環状クリアランス８については前述のス
トッパー９の設定位置を適宜変えることで常に調整可能
である。Here, in general, the average value of the radial outer peripheral clearance 7,
In other words, the average clearance is the thermal expansion that can be calculated,
In addition to the deflection, a margin of 111 or more should be expected, and the same applies to the annular clearance 8 in the longitudinal direction. However, the annular clearance 8 can always be adjusted by appropriately changing the set position of the stopper 9 described above.

第４図は、第１図ないし第３図に示す本発明に係る耐熱
ロールを使って、使用時つまり一定荷重下における炉温
度でのサポートロールの受ける曲げ応力（サポートロー
ル、スリーブの重量によるものを含む）と前述の平均ク
リアランスとの関係を示すもので、これらは連続使用条
件で１ケ月毎に炉内の耐熱ロールを点検したときの結果
であり、図中黒丸・は１ケ月目の点検時にスリーブに割
損のみられたもの、白丸Ｏは１年６ケ月後においても割
れのみられなかったものを示す。半黒丸０は６ケ月目の
点検時にはじめて割損のみられたものを示す。斜影線で
示す領域がより好ましい安全領域である。Figure 4 shows the bending stress (due to the weight of the support roll and sleeve) that the support roll receives during use, that is, at the furnace temperature under a constant load, using the heat-resistant roll according to the present invention shown in Figures 1 to 3. ) and the above-mentioned average clearance. These are the results when the heat-resistant rolls in the furnace were inspected every month under continuous use conditions, and the black circles in the figure indicate the first month's inspection. The open circle O indicates a case where the sleeve showed breakage at times, and the open circle O indicates a case where no crack was observed even after 1 year and 6 months. The half-black circle 0 indicates a breakage that was found for the first time during the 6th month inspection. The area indicated by the hatched line is a more preferable safe area.

従来のセラミックスリーブが数日で使用不能となったの
と比較して、１ケ月でも連続使用できたこと４ は従来のものに対し大きな改善といえる。また、１年６
ケ月後においても割れのみられなかったということは実
用上大きな利益といえる。Compared to the conventional ceramic sleeve, which became unusable after a few days, the fact that it could be used continuously for even one month4 is a major improvement over the conventional one. Also, 1 year 6
The fact that no cracking was observed even after several months is a great practical advantage.

なお、このときのロール材質その他は次の通りであった
。The roll material and other materials used at this time were as follows.

セラミックスリーブ： 材質　：　溶融シリカ焼結体（Ｓｉ０２　：　９９．７
％、ＡＱ２０３：０．０５％） 厚さ　：５０　龍 内径　：２００　龍 外径　：３００　鰭 長さ　：　１．８００　ｍｍ 表面粗度：３０　〜５０　μｍ サポートロール： 材質　：　Ｎｉ−Ｃｒ合金（Ｎｉ　：　５０％、Ｃｒ　
：　３５％、Ｗ：１５％） 外径　：１７６〜１９５龍 胴部長さ：　２５００　龍（軸受間距離）表面粗度：１
５　〜２５μｍ 図示結果からも、サポートロールにかかる曲げ応力δ（
ｋｇｆ　／　ｍｍ　）および平均クリアランスα（龍）
は、α≧１、δ≦４．０を満足するように径方向の平５ 均クリアランスを選択することによりスリーブ割れは防
ｌにできる。好ましくは下記式により上記クリアランス
を設定すればより満足すべき結果が得られる。Ceramic sleeve: Material: Fused silica sintered body (Si02: 99.7
%, AQ203: 0.05%) Thickness: 50 Dragon inner diameter: 200 Dragon outer diameter: 300 Fin length: 1.800 mm Surface roughness: 30 to 50 μm Support roll: Material: Ni-Cr alloy (Ni: 50%, Cr
: 35%, W: 15%) Outer diameter: 176-195 Dragon trunk length: 2500 Dragon (distance between bearings) Surface roughness: 1
5 to 25 μm From the results shown, the bending stress δ (
kgf/mm) and average clearance α (Dragon)
Sleeve cracking can be prevented by selecting the average clearance in the radial direction so as to satisfy α≧1 and δ≦4.0. Preferably, more satisfactory results can be obtained by setting the above clearance according to the following formula.

式：　α≧０．２６２＋１ なお、上述曲げ応力（δ）および平均クリアランス（α
）の関係は一般に使用される形状寸法の耐熱スリーブに
ついて成立することが、本発明者等の一連の実験によっ
て確認された。またサポートロールの材質の点からも従
来のＮｉ−Ｃｒ系等の耐熱合金、ステンレス鋼などを使
用することで十分上述のδ≦４ｋｇｆ／ｍ＋％の条件は
満足されることが瞳認された。Formula: α≧0.262+1 In addition, the bending stress (δ) and average clearance (α
It was confirmed through a series of experiments by the present inventors that the following relationship holds true for heat-resistant sleeves of commonly used shapes and dimensions. Also, from the viewpoint of the material of the support roll, it has been found that the above-mentioned condition of δ≦4kgf/m+% can be sufficiently satisfied by using conventional heat-resistant alloys such as Ni-Cr type, stainless steel, etc.

なお、すでに述べたように前記ストッパー９は取外し容
易な冠状のものでも位置決め可能な固定式の平伏のもの
であってもよく、その使用は任意である。As already mentioned, the stopper 9 may be a crown-shaped one that is easy to remove, or a fixed type that can be positioned flat, and its use is arbitrary.

前記セラミックスリーブ６の軸方向に対する移動範囲は
、第２図に示すように冠状ストッパー９とサポートロー
ル４の胴部５との間の距離で決定されるがその距離はス
トッパー９とこれを固定させるための止め金１１間に適
宜厚さの環状スペーサー１０を介在させることにより、
任意の範囲に設定できるものである。The range of movement of the ceramic sleeve 6 in the axial direction is determined by the distance between the crown stopper 9 and the body 5 of the support roll 4, as shown in FIG. By interposing an annular spacer 10 of an appropriate thickness between the stoppers 11,
It can be set to any range.

ざらに、前記サポートロール４には、サポート口６ −ル冷却用の流体通路を、その軸心中央部の長手方向全
域に亘るよう設けでも良く、この流体流路内に外部から
冷却流体、例えば水等を供給させることにより、そのサ
ポートロールの軸方向への撓みを可及的に少なくするよ
うに構成してもよい。In general, the support roll 4 may be provided with a fluid passage for cooling the support opening 6 over the entire length of the central part of its axis, and a cooling fluid, for example, may be supplied from the outside into this fluid passage. By supplying water or the like, the support roll may be configured to reduce deflection in the axial direction as much as possible.

さらにまた、前記セラミックスリーブ６は、その熱膨張
の曲がりによる破損を防止すべく軸方向に沿って適宜大
きさに分割して配置させても良く、すなわち、前記サポ
ートロール４の長手方向に沿って所要長さづつ分割させ
得るよう、それぞれ各両端面を面取り加工した短小円筒
状の分割スリーブとして、これをそのサポートロール４
の胴部５の外周面に対して遊嵌状に連続的に装着させる
ようにしても良い。Furthermore, the ceramic sleeve 6 may be divided into appropriate sizes and arranged along the axial direction in order to prevent damage due to bending due to thermal expansion. In order to be able to divide it into required lengths, each short and small cylindrical divided sleeve is chamfered on both end faces, and this is attached to its support roll 4.
It may be made to be continuously attached to the outer circumferential surface of the body portion 5 in a loose fit manner.

かくして、本発明に係る耐熱ロールは従来の耐熱ロール
とは異なり、ロールの撓みや衝撃によるスリーブの損傷
を実質上完全に防止でき、それによりスリーブの長期使
用を可能にし、いわゆるセラミックスリーブによる耐熱
ロールを実用可能とした、技術的には勿論経済的にもす
ぐれた価値の高いものである。Thus, unlike conventional heat-resistant rolls, the heat-resistant roll according to the present invention can substantially completely prevent damage to the sleeve due to roll deflection or impact, thereby enabling long-term use of the sleeve, and making it possible to use the heat-resistant roll with a so-called ceramic sleeve. It is a highly valuable product that is technically and economically excellent, making it practical.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、ハースローラ式加熱炉に適用した本発７ 明に係る耐熱ロールを示す略式断面図；第２図は、その
部分拡大図； 第３図は、第２図のｍ−ｍに沿った切断図；および 第４図は、サポートロールの曲げ応力と平均クリアラン
スとの関係を示すグラフである。 ｌ　：ハースローラ式加熱炉 ３　：耐熱ロール ４　：サポートロール ５　：胴部 ６　；セラミックスリーブ ７　：外周クリアランス ８　：環状クリアランス ９　：ストソバー 出願人　住友金属工業株式会社 代理人　弁理士　広　瀬　章　− ８ ＄＞／図 Ｑ　／　Ｌ。 秦３図 葬、Δ　図 曲りパメ―カ′　５　（やに／菖ｄ）FIG. 1 is a schematic sectional view showing a heat-resistant roll according to the present invention applied to a hearth roller heating furnace; FIG. 2 is a partially enlarged view thereof; FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the bending stress and the average clearance of the support roll. l: Hearth roller heating furnace 3: Heat-resistant roll 4: Support roll 5: Body 6; Ceramic sleeve 7: Peripheral clearance 8: Annular clearance 9: Stosover Applicant Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. Agent Patent attorney Akira Hirose - 8 $ ＞/Figure Q/L. Qin 3 Illustrated Funeral, Δ Illustrated Pameka' 5 (Yani/Iris d)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （１１サポートロールと該サポートロールに外嵌装した
セラミックスリーブとから成る耐熱ロールであって、前
記サポートロールが軸方向および径方向への最大熱膨張
を示すときにもなお前記セラミックスリーブが前記サポ
ートロールに遊嵌状に装着されるように構成したことを
特徴とする耐熱ロール。 （２）前記サポートロールの外周面と前記セラミックス
リーブの内周面との各接触面の少なくとも一方を表面粗
度をＲｍａに≧２５μｍに仕上げたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の耐熱ロール。 （３）前記セラミックスリーブが溶融シリカから成る、
特許請求の範囲第１項または第２項記載の耐熱ロール。 （４）使用時に前記サポートロールにかかる曲げ応力を
δ　（ｋｇｆ／　品）　、該サポートロールと前記セラ
ミックスリーブとの径方向の平均クリアランスをα（寵
）とすると、 α≧１およびδ≦４．０ を満足する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
かに記載の耐熱ロール。 （５）前記曲げ応力（δ）および平均クリアランス（α
）が 式：　α≧０．２６２＋１ を特徴する特許請求の範囲第４項記載の耐熱ロール。[Scope of Claims] (11) A heat-resistant roll comprising a support roll and a ceramic sleeve externally fitted on the support roll, which A heat-resistant roll characterized in that the ceramic sleeve is configured to be loosely fitted to the support roll. (2) Each contact surface between the outer peripheral surface of the support roll and the inner peripheral surface of the ceramic sleeve The heat-resistant roll according to claim 1, characterized in that at least one of the rolls is finished with a surface roughness of Rma≧25 μm.(3) The ceramic sleeve is made of fused silica.
A heat-resistant roll according to claim 1 or 2. (4) If the bending stress applied to the support roll during use is δ (kgf/product), and the average radial clearance between the support roll and the ceramic sleeve is α (gap), then α≧1 and δ≦4. 0. The heat-resistant roll according to any one of claims 1 to 3, which satisfies the following. (5) The bending stress (δ) and the average clearance (α
) is the formula: α≧0.262+1. The heat-resistant roll according to claim 4.