(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜した軸の先端に挿着されて回転するカッターを圧延材の幅方向に水平に移動させて圧延材を切削加工してから接合する圧延材接合装置のカッター冷却装置であって、
前記カッターは、表面に複数のカッターチップを有し、前記軸の片側または両側に前記カッターチップに相当する部分に開口部を有し前記軸を高温雰囲気から遮断するカバーが設けられ、そのカバーの外側に冷却媒体を供給する冷却配管が支持され、その冷却配管から前記開口部に臨む冷却ノズルが設けられ、その冷却ノズルから前記カッターチップの表面に冷却媒体を噴射して前記カッターチップを冷却する、ことを特徴とする圧延材接合装置のカッター冷却装置。
【請求項２】
傾斜した軸の先端に挿着されて回転するカッターを圧延材の幅方向に水平に移動させて圧延材を切削加工してから接合する圧延材接合装置のカッター冷却装置であって、
前記カッターは、表面に複数のカッターチップを有し、前記軸の先端から挿着されて前記軸に設けられたつば部に接触して固定されるようになっており、前記つば部の後方で前記軸の外周面との間に環状空間部を形成するように供給リングが嵌め込まれ、前記軸には、前記環状空間部から前記軸の内部を通り、前記つば部の前記カッターとの接触面まで連通するように供給通路が設けられ、前記カッターには、前記供給通路と連通し、前記カッターチップまで延びる冷却通路が設けられ、前記軸の片側または両側に、前記供給リングおよび前記カッターチップに相当する部分に開口部を有し前記軸を高温雰囲気から遮断するカバーが設けられ、そのカバーの外側に冷却媒体を供給する冷却配管が支持され、その冷却配管から前記環状空間部に冷却媒体を供給する供給配管が前記供給リングに接続され、前記冷却配管から前記開口部に臨む冷却ノズルが設けられ、前記冷却通路から前記カッターチップの内面に冷却媒体を接触させ、前記冷却ノズルから前記カッターチップの表面に冷却媒体を噴射して、前記カッターチップを表裏から冷却する、ことを特徴とする圧延材接合装置のカッター冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備において圧延材の端部を相互に接合する圧延材接合装置のカッター冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱間圧延設備（ホットストリップミル）では、粗圧延機で圧延されたバー材を、それぞれ別々に仕上圧延機に供給し、所望の板厚のストリップ材を得ていた。しかし、かかる手段では、圧延材全体を均一に圧延できず、圧延材の端部（前端部と後端部）に欠陥が生じやすく圧延材の歩留りを低下させ、かつ噛込み／尻抜けなどのため圧延速度を高速化しにくい問題点があった。かかる問題点を解決するために、先行圧延材と後行圧延材を挟持したまま台車が走行し、先行圧延材と後行圧延材の端部を還元状態に保持したまま、接合面を切削加工し、加工面を重ね合わせて圧接する圧延材接合装置（特開平８−１０８０９号など）が提案されている。
【０００３】
図４は、特開平８−１０８０９号公報に記載されている圧延材接合装置の全体構成図である。この図に示す圧延材接合装置は、台座２０上に取付られ先行する圧延材（先行圧延材）２１ａの後端部を水平に挟持して上下動可能な後端クランプ装置２２と、台座２０上に取付られ後行する圧延材（後行圧延材）２１ｂの先端部を水平に挟持する先端クランプ装置２３と、先行圧延材２１ａの後端部下面と後行圧延材２１ｂの先端部上面を同時に切削加工する切削加工装置２４と、加工面を還元状態に保持する還元保持装置２５と、先行圧延材２１ａと後行圧延材２１ｂの加工面を重ね合わせて圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮して接合する圧接装置２６と、を備えているものである。また、前記切削加工装置２４は、水平に対して傾斜した軸心Ｘを中心に回転する円錐カッター２７と、その円錐カッター２７を高速回転させる駆動装置２８と、圧延材２１ａ，２１ｂを外れた位置から圧延材２１ａ，２１ｂの全幅にわたり円錐カッター２７を幅方向に水平に移動させる横移動装置（横行台２９および横行シリンダ３０）と、から構成されている。また、前記還元保持装置４５は、ＣＯＧ（コークス炉ガス），ＬＰＧ，ＬＮＧなどの可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも少ない酸素で燃焼させて、還元性ラジカルを含有する還元炎にて還元状態を形成する還元炎バーナである。かかる構成により、短時間に圧延材２１ａ，２１ｂの幅全体にわたり先行圧延材２１ａの後端部下面と後行圧延材２１ｂの先端部上面を同時に切削加工することができ、圧接装置２６によりこれを圧接することにより、短時間に圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度で接合することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した圧延材接合装置の円錐カッターは、▲１▼前記還元保持装置により高温雰囲気に晒されていること、▲２▼前記駆動装置により高速回転すること、▲３▼前記横移動装置により圧延材の幅方向に横移動すること、▲４▼円錐カッターとしてカッターチップを使用した場合には熱容量が小さくなること、などを要因として寿命が極端に短かかった。
【０００５】
また、▲１▼円錐カッターの軸端部に駆動装置が取り付けられていること、▲２▼円錐カッターの内周面には軸に形成されたキーに嵌合するキー溝が形成されていること、などの理由から冷却機構を設けることが困難であった。
【０００６】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、円錐カッター、とくにカッターチップを効率よく冷却することができる圧延材接合装置のカッター冷却装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、傾斜した軸の先端に挿着されて回転するカッターを圧延材の幅方向に水平に移動させて圧延材を切削加工してから接合する圧延材接合装置のカッター冷却装置であって、前記カッターは、表面に複数のカッターチップを有し、前記軸の片側または両側に前記カッターチップに相当する部分に開口部を有し前記軸を高温雰囲気から遮断するカバーが設けられ、そのカバーの外側に冷却媒体を供給する冷却配管が支持され、その冷却配管から前記開口部に臨む冷却ノズルが設けられ、その冷却ノズルから前記カッターチップの表面に冷却媒体を噴射して前記カッターチップを冷却する、ことを特徴とする圧延材接合装置のカッター冷却装置が提供される。
【００１０】
上述した本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置は、カッターの外部から冷却媒体（冷却無酸化液または冷却用不活性ガス）を噴射して冷却するようにしたものである。すなわち、冷却配管および冷却ノズルを支持するとともに、高温雰囲気から遮断するカバーを設け、その開口部から冷却媒体をカッターチップの表面に噴射している。したがって、冷却媒体の温度を低く維持したままカッターに供給することができ、効率よく冷却することができる。
【００１１】
さらに、本発明によれば、傾斜した軸の先端に挿着されて回転するカッターを圧延材の幅方向に水平に移動させて圧延材を切削加工してから接合する圧延材接合装置のカッター冷却装置であって、前記カッターは、表面に複数のカッターチップを有し、前記軸の先端から挿着されて前記軸に設けられたつば部に接触して固定されるようになっており、前記つば部の後方で前記軸の外周面との間に環状空間部を形成するように供給リングが嵌め込まれ、前記軸には、前記環状空間部から前記軸の内部を通り、前記つば部の前記カッターとの接触面まで連通するように供給通路が設けられ、前記カッターには、前記供給通路と連通し、前記カッターチップまで延びる冷却通路が設けられ、前記軸の片側または両側に、前記供給リングおよび前記カッターチップに相当する部分に開口部を有し前記軸を高温雰囲気から遮断するカバーが設けられ、そのカバーの外側に冷却媒体を供給する冷却配管が支持され、その冷却配管から前記環状空間部に冷却媒体を供給する供給配管が前記供給リングに接続され、前記冷却配管から前記開口部に臨む冷却ノズルが設けられ、前記冷却通路から前記カッターチップの内面に冷却媒体を接触させ、前記冷却ノズルから前記カッターチップの表面に冷却媒体を噴射して、前記カッターチップを表裏から冷却する、ことを特徴とする圧延材接合装置のカッター冷却装置が提供される。
【００１２】
上述した本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置は、カッターが晒されている高温雰囲気の外部からではなく、内部からカッターチップに冷却媒体（冷却無酸化液または冷却用不活性ガス）を接触させるようにしたものである。すなわち、冷却媒体が、供給リングの環状空間部から供給通路および冷却通路を経由してカッターチップの内面（接続されている側の面）に到達できるようになっている。カッターチップの内面に到達した冷却媒体は、その隙間から外部に漏れ、流れが形成される。したがって、常に新鮮な冷却媒体をカッターチップに供給することができ、効率よく冷却することができる。また、上述した本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置は、カッターチップを表裏から冷却するようにしたものである。すなわち、冷却配管から供給リング（環状空間部），供給通路，冷却通路と連通してカッターチップの内面に冷却媒体（冷却無酸化液または冷却用不活性ガス）を供給する内部冷却と、冷却配管から供給される冷却媒体を冷却ノズルからカッターチップの表面に噴射する外部冷却と、を同時に行うことができる。したがって、カッター（とくにカッターチップ）を効率よく冷却することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、参考例及び本発明の好ましい実施の形態を図１から図３を参照して説明する。図１は参考例による圧延材接合装置のカッター冷却装置を示す側面断面図である。この図に示す参考例による圧延材接合装置のカッター冷却装置は、傾斜した軸１の先端に挿着されて回転する円錐カッター２を圧延材の幅方向に水平に移動させて圧延材を切削加工する切削加工装置３を備えた圧延材接合装置（図４参照）に設けられるものであって、円錐カッター２は、その切頭円錐面に複数のカッターチップ２ｔを有し、軸１の先端から挿着されて軸１に設けられたつば部４に接触して固定されるようになっており、つば部４の後方で軸１の外周面との間に環状空間部５ｓを形成するように供給リング５が嵌め込まれ、軸１には、環状空間部５ｓから軸１の内部を通り、つば部４の円錐カッター２との接触面４ａまで連通するように供給通路６が設けられ、さらに、円錐カッター２には、供給通路６と連通し、カッターチップ２ｔまで延びた冷却通路７が設けられ、環状空間部５ｓに外部から冷却媒体（冷却無酸化液または冷却用不活性ガス）を供給してカッターチップ２ｔを内面から冷却するようにしたものである。なお、この例では、冷却用不活性ガスとして窒素ガスを使用した場合について説明する。
【００１４】
前記供給リング５は、一端にフランジ部５ｆを有する筒形状であって、その内周面には環状の溝が形成されている。この溝が軸１との間で環状空間部５ｓを形成するようになっている。そのフランジ部５ｆにボルト８を螺合して横移動装置（図４参照）の横行台２９に供給リング５を固定している。また、環状空間部５ｓを形成する溝の両脇には、高圧気体シール９が設けられて、回転する軸１との間の気密性を維持している。さらに、環状空間部５ｓと連通するように窒素ガス供給口１０が設けられている。
【００１５】
前記供給通路６は、軸１の中心部に形成される主供給通路６ａと、つば部４に形成される分配供給通路６ｂと、から構成されており、例えば、次のようにして形成される。まず、主供給通路６ａは、軸１の中心部に先端（円錐カッター２側）から環状空間部５ｓの位置まで穴を開け、さらに半径方向に孔を開けて環状空間部５ｓと連通するように形成される。なお、この主供給通路６ａの先端部は、使用時には気密に密封されるようになっている。次に、分配供給通路６ｂは、つば部４の半径方向外方から主供給通路６ａまで放射状に穿孔し、その孔と連通するように円錐カッター２との接触面４ａ側から円周上に配列された複数の孔を軸方向に開けるようにして形成される。なお、放射状に穿孔された孔の端部にはプラグ１１が詰められて気密に密封されている。
【００１６】
前記冷却通路７は、上述した分配供給通路６ｂと完全に連通するように円錐カッター２の胴部２ｂに形成されている。この冷却通路７は分配供給通路６ｂと連通する主冷却通路７ａと、その主冷却通路７ａからカッターチップ２ｔに分配された分配冷却通路７ｂと、から構成されている。主冷却通路７ａは、円錐カッター２の胴部２ｂにおいて、つば部４との接触面側から円周上に配列された複数の穴を軸方向に開けるようにして形成されている。分配冷却通路７ｂは、その主冷却通路７ａからカッターチップ２ｔを取り付ける窪みに貫通するように形成されている。なお、図示していないが、つば部４と円錐カッター２の接合部にはＯリングが設けられており、供給通路６と冷却通路７との継ぎ目の密封性を維持している。
【００１７】
上述した参考例による圧延材接合装置のカッター冷却装置によれば、供給リング５の窒素ガス供給口１０に窒素ガスを供給することにより、窒素ガスは、環状空間部５ｓから回転している軸１の供給通路６および冷却通路７を経由してカッターチップ２ｔの内面（接続されている側の面）に到達できるようになっている。また、カッターチップ２ｔの内面に到達した窒素ガスは、その隙間から外部に漏れるようになっており、窒素ガスに流れが形成される。したがって、常に新鮮な窒素ガスをカッターチップ２ｔに供給することができ、効率よく冷却することができる。
【００１８】
図２および図３は、本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置の実施の形態を示す図であり、図２はその側面図、図３は図２におけるＡ矢視図である。これらの図に示す本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置は、傾斜した軸１の先端に挿着されて回転する円錐カッター２を圧延材の幅方向に水平に移動させて圧延材を切削加工する切削加工装置３を備えた圧延材接合装置（図４参照）に設けられるものであって、円錐カッター２は、その切頭円錐面に複数のカッターチップ２ｔを有し、軸１の先端から挿着されて軸１に設けられたつば部４に接触して固定されるようになっており、つば部４の後方で軸１の外周面との間に環状空間部５ｓを形成するように供給リング５が嵌め込まれ、軸１には、環状空間部５ｓから軸１の内部を通り、つば部４の円錐カッター２との接触面４ａまで連通するように供給通路６が設けられ、円錐カッター２には、供給通路６と連通し、カッターチップ２ｔまで延びた冷却通路７が設けられ、軸１の両側に供給リング５およびカッターチップ２ｔに相当する部分に開口部１２ａを有するカバー１２が設けられ、カバー１２の外側に冷却媒体（冷却無酸化液または冷却用不活性ガス）を供給する冷却配管１３が支持され、冷却配管１３から環状空間部５ｓに冷却媒体を供給する供給配管１４が供給リング５に接続され、冷却配管１３から開口部１２ａに臨む冷却ノズル１５が設けられ、冷却通路７からカッターチップ２ｔの内面に冷却媒体を接触させ、冷却ノズル１５からカッターチップ２ｔに冷却媒体を噴射して、カッターチップ２ｔを表裏から冷却するようにしたものである。なお、供給リング５，供給通路６および冷却通路７については、図１に示す参考例のものと同様のものであり、説明を省略する。また、この実施の形態においても、冷却用不活性ガスとして窒素ガスを使用した場合について説明する。
【００１９】
前記カバー１２は、図３に示すように軸１の両側に設けられており、一端が横行台２９にボルト１６で固定されるとともに、他端は連結部材１７により連結されてボルト１８で固定されている。このカバー１２の外側に支持部材１９により冷却配管１３のニップル１３ｎが支持されており、そのニップル１３ｎにＴ型管継手１３ａまたはＬ型管継手１３ｂを介して冷却ノズル１５が接続されている。また、この実施の形態では、冷却配管１３からＴ型管継手１３ａを介して供給リング５の環状空間部５ｓに窒素ガスを供給するようになっている。したがって、１つの供給源で内部冷却と外部冷却とを賄うことができる。また、内部冷却と外部冷却とで冷却媒体が異なるようなときには、別個に供給源を設けるようにしてもよい。なお、冷却配管１３を軸１の片側にのみ設けられたカバー１２で支持するようにしてもよい。
【００２０】
上述した本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置によれば、冷却配管１３から供給リング５（環状空間部５ｓ），供給通路６，冷却通路７と連通してカッターチップ２ｔの内面に窒素ガスを供給する内部冷却と、冷却配管１３から供給される窒素ガスを冷却ノズル１５からカッターチップ２ｔの表面に噴射する外部冷却と、を同時に行うことができ、カッターチップ２ｔを効率よく冷却することができる。
【００２１】
また、図示していないが、冷却配管１３から供給される窒素ガスを冷却ノズル１５からカッターチップ２ｔの表面に噴射する外部冷却のみを行うように圧延材接合装置のカッター冷却装置を構成してもよい。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように、本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置によれば、カッター（とくにカッターチップ）を冷却することが可能となり、その寿命を大幅に延ばすことができる。また、内部冷却と外部冷却とを同時に行うことにより、効率よくカッターチップを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例による圧延材接合装置のカッター冷却装置 を示す側面断面図である。
【図２】  本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置の実施の形態を示す側面図である。
【図３】  図２におけるＡ矢視図である。
【図４】  特開平８−１０８０９号公報に記載されている圧延材接合装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１  軸
２  円錐カッター
２ｂ  胴部
２ｔ  カッターチップ
３  切削加工装置
４  つば部
４ａ  接触面
５  供給リング
５ｓ  環状空間部
５ｆ  フランジ部
６  供給通路
６ａ  主供給通路
６ｂ  分配供給通路
７  冷却通路
７ａ  主冷却通路
７ｂ  分配冷却通路
８  ボルト
９  高圧気体シール
１０  窒素ガス供給口
１１  プラグ
１２  カバー
１２ａ  開口部
【図１】
0003676005.tif 000002
【図２】
0003676005.tif 000003
【図３】
0003676005.tif 000004
【図４】
0003676005.tif 000005