(57)【要約】【課題】ロール内部の冷却水路の詰まりや腐食を防ぎ、熱応力によるロール表面の亀裂を防止して、連続鋳造用ロールの使用寿命を延ばす。【解決手段】ロール表層１１の内側に、冷却水の給水路２１および排水路２２に接続された冷却水路１２が複数設けられ、複数の冷却水路１２は、それぞれ連続鋳造用ロール５の幅方向に貫通して直線状に形成され、冷却水路１２の両端の開口部１２ａには、それぞれ取り外し可能なキャップ１３が設けられている。メンテナンス時には、キャップ１３を取り外して、冷却水路１２の開口部１２ａから洗浄水をジェット噴射することにより、直線状の冷却水路１２が容易に清掃できる。【選択図】図２
2015093303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造される鋳片の搬送に用いられる連続鋳造用ロールであって、
ロール表層の内側に、冷却水の給水路および排水路に接続された冷却水路が複数設けられ、
複数の前記冷却水路は、それぞれ前記連続鋳造用ロールの幅方向に貫通して直線状に形成され、前記冷却水路の両端の開口部には、それぞれ取り外し可能なキャップが設けられていることを特徴とする、連続鋳造用ロール。
【請求項２】
前記冷却水路の一方の端部に接続された分岐部を介して、前記冷却水路が前記給水路に接続され、
前記冷却水路の他方の端部に接続された分岐部を介して、前記冷却水路が前記排水路に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造用ロール。
【請求項３】
前記複数の冷却水路は、断面視において、ロール表層に沿って等間隔に配置され、
前記給水路および前記排水路は、それぞれ、断面視において、ロール中心に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の連続鋳造用ロール。
【請求項４】
前記ロール表層に、複数の円周方向の溝が形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の連続鋳造用ロール。
【請求項５】
前記溝は、底部のＲ寸法が３０〜４０ｍｍ、溝深さが２〜８ｍｍ、溝幅が２０〜２４ｍｍであることを特徴とする、請求項４に記載の連続鋳造用ロール。
【請求項６】
前記溝は、溝ピッチが５０〜７０ｍｍであることを特徴とする、請求項５に記載の連続鋳造用ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造設備において、連続鋳造された鋳片を搬送する際に用いられる連続鋳造用ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼業において、溶鋼を凝固させて鋳片を製造する際、一般に、連続鋳造機が用いられる。図１に示すように、連続鋳造機１は、タンディッシュ２の直下の鋳型３で一次冷却されて表面が凝固した高温の鋳片４を、鋳型３の下方に少しずつ引き出し、連続鋳造用ロール５で挟みながら連続して送り出し、これにより鋳片４が連続して生産される。
【０００３】
このような連続鋳造機１において、溶鋼から連続鋳造された鋳片４を搬送する連続鋳造用ロール５のロール胴部の表面は、高温の鋳片４に接触しているときの熱膨張と、接触していない時の収縮とが繰り返され、その疲労によって亀裂が生じやすい。
【０００４】
その対策として、従来、連続鋳造用ロールの内部を流水により冷却し、熱膨張を抑えて亀裂の発生を抑制することが行われている。例えば特許文献１には、ロール芯部の表層近傍に複数の冷却水路を設けた連続鋳造用ロールが開示されている。また、特許文献２には、ロール胴部の表面にスパイラル状の冷却孔を設けた連続鋳造用ロールが開示されている。さらに、特許文献３には、ロール軸方向中央外周部のみを冷却水で冷却することで、効果的に連続鋳造用ロールを冷却できることが記載されている。
【０００５】
このように冷却水路を設けた連続鋳造用ロールは、使用に伴って、冷却水路に工業用水に含まれる異物や水あか等が次第に溜まり、錆びが生じて腐食したり、詰まりが生じて水流を阻害することがある。水流が停滞すると冷却効果が低下し、熱膨張を抑える効果が低減して、亀裂が生じて連続鋳造用ロールの寿命を下げてしまう。そのため、冷却水路を清掃する必要があり、従来、冷却水路に清掃用の水をジェット噴射して、異物等の除去を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−２５３８１０号公報
【特許文献２】特開平０９−１９２８０８号公報
【特許文献３】特開平０９−２７７００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記各特許文献に記載されたような冷却水路を有する連続鋳造用ロールにおいては、冷却水路が折れ曲がった形状のため、給水部から水をジェット噴射しても途中で減速し、十分に異物等が除去しきれないという問題があった。さらに、清掃効果を確認できないため、異物等が残った状態で再稼働し、十分な冷却効果を発揮できずに連続鋳造用ロールに亀裂が生じたり、冷却水路が錆びたりして、連続鋳造用ロールの寿命を低下させる懸念があった。
【０００８】
本発明の目的は、ロール内部の冷却水路の詰まりや腐食を防ぎ、熱応力によるロール表面の亀裂を防止して、使用寿命を延ばすことができる連続鋳造用ロールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題を解決するため、本発明は、連続鋳造される鋳片の搬送に用いられる連続鋳造用ロールであって、ロール表層の内側に、冷却水の給水路および排水路に接続された冷却水路が複数設けられ、複数の前記冷却水路は、それぞれ前記連続鋳造用ロールの幅方向に貫通して直線状に形成され、前記冷却水路の両端の開口部には、それぞれ取り外し可能なキャップが設けられていることを特徴とする、連続鋳造用ロールを提供する。
【００１０】
前記連続鋳造用ロールにおいて、前記冷却水路の一方の端部に接続された分岐部を介して、前記冷却水路が前記給水路に接続され、前記冷却水路の他方の端部に接続された分岐部を介して、前記冷却水路が前記排水路に接続されていることが好ましい。また、前記複数の冷却水路は、断面視において、ロール表層に沿って等間隔に配置され、前記給水路および前記排水路は、それぞれ、断面視において、ロール中心に配置されていてもよい。
【００１１】
また、前記ロール表層に、複数の円周方向の溝が形成されてもよい。その場合、前記溝は、底部のＲ寸法が３０〜４０ｍｍ、溝深さが２〜８ｍｍ、溝幅が２０〜２４ｍｍであることが好ましく、さらに、前記溝は、溝ピッチが５０〜７０ｍｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷却水路のメンテナンスを容易且つ確実に行えることにより、冷却効果を維持し、亀裂を防止して劣化を抑制し、連続鋳造用ロールの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる連続鋳造機の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる連続鋳造用ロールの例を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線から見た断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線から見た断面図である。
【図５】図２の連続鋳造用ロールにおける鋳片搬送時の冷却水の流れを説明する断面図である。
【図６】図２のＣ部を拡大した断面図である。
【図７】図２の連続鋳造用ロールにおけるメンテナンス時の洗浄水の流れを説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。
【００１５】
図１は、連続鋳造機１の一例の概要を示す。タンディッシュ２内の溶鋼が鋳型３の上側から注入され、鋳型３で一次冷却されて表面が凝固した状態の鋳片４が、鋳型３の下方から少しずつ引き出される。鋳型３の下方において、鋳片４は、それぞれ対向して設置された複数対の連続鋳造用ロール５で挟み込まれながら連続的に送り出され、これにより、連続した鋳片４が生産される。
【００１６】
このような連続鋳造機１で用いられる連続鋳造用ロール５に使用される材料としては、例えばロール胴部が耐熱鋼であり、その表層部に、耐熱性、耐磨耗性、および耐腐食性を備えたＮｉ−Ｃｒ系材料の肉盛層で被覆された表層が設けられる。連続鋳造用ロール５は、ロール径が例えばφ４００ｍｍ程度、ロール幅は、連続鋳造される鋳片４の幅寸法が９８０ｍｍから２３００ｍｍであることから、例えば最大寸法の鋳片４を鋳造可能な２３３０ｍｍ程度である。
【００１７】
図２〜図４は、本実施形態にかかる連続鋳造用ロール５を示す。図２に示すように、表層１１近傍、例えば表面から５０ｍｍ程度内側を中心としてφ２５ｍｍ程度の複数の冷却水路１２が設けられている。冷却水路１２は、図２、図３に示すように、連続鋳造用ロール５の中心軸に対して対称且つ等角度間隔で、例えば１０本設けられる。冷却水路１２は直線状であり、連続鋳造用ロール５の幅方向に貫通して形成されている。冷却水路１２の両端の開口部１２ａには、キャップ１３が例えば溶接等で取り付けられ、冷却水路１２の両端から水が外部に漏れないように密閉されている。
【００１８】
連続鋳造用ロール５の軸端には、一方に給水路２１が、他端に排水路２２が形成されており、複数の各冷却水路１２の両端部が、分岐部１４を介して給水路２１または排水路２２に接続されている。分岐部１４は、図２、図４に示すように、一端が給水路２１または排水路２２に接続され、他端が冷却水路１２の端部に接続されている。図５に示すように、冷却水は、一方のロール軸端部、例えば図２、図５では左側に示す給水路２１から入り、分岐部１４を介して、表層１１近傍に沿って形成された各冷却水路１２を流れ、図２、図５で右側に示す反対側のロール軸端部の排水路２２から排出される。
【００１９】
このように、本実施形態によれば、連続鋳造用ロール５の表層１１近傍に配置した複数の冷却水路１２を流れる水によって、連続鋳造用ロール５の表面付近が冷却され、ロール表面にかかる熱応力を低下させて亀裂発生を抑制し、連続鋳造用ロール５の寿命が延長される。
【００２０】
さらに、本実施形態にかかる連続鋳造ロール５は、外周面に、円周方向に複数の環状の溝３１が設けられている。溝３１を設けることによって、高温の鋳片が接触したときの熱膨張による歪みが吸収され、ロール表面の亀裂を防いで劣化を抑制することができる。
【００２１】
図６は、溝３１の例を示す図である。溝３１の底部は、応力集中を防ぐためにＲ形状とし、Ｒ寸法は３０ｍｍ〜４０ｍｍとする。溝深さＤは、凸部３２の剛性を確保して変形を防ぐために、なるべく小さいことが好ましいが、同時に高熱の鋳片が溝底に接触しない程度の深さが必要であり、２ｍｍ〜８ｍｍとする。溝幅Ｗは、Ｒ寸法と溝深さＤにより決定される。溝ピッチＰは、凸部３２の剛性を確保するためには大きいことが好ましいが、同時に局所的な熱伸びを吸収するため、５０ｍｍ〜７０ｍｍとする。
【００２２】
溝３１の寸法を決定する際の基準値は、用途等に応じてＦＥＭ解析等のシミュレーションを行い、その結果に基づいて設定することができる。
【００２３】
本実施形態の連続鋳造用ロール５は、使用に伴って冷却水路１２に水あかや異物が溜まったときには、冷却水路１２の両端に取り付けたキャップ１３を外し、冷却水路１２の両端の開口部１２ａを開放して、メンテナンスを行う。図７に示すように、両端が開放された冷却水路１２は直線状であるため、一方の開口部１２ａ、例えば図７の左側から洗浄水をジェット噴射することにより、他端（図７の右側）まで流速をほとんど下げることなく洗浄水が円滑に流れ、異物等を取り除くことができる。また、開口部１２ａから冷却水路１２内部を視認して清掃効果を確認することができる。分岐部１４についても、冷却水路１３の両端の開口部１２ａから、洗浄水を分岐部１４の軸線方向に沿ってジェット噴射することによって、効果的に清掃することができる。清掃後には、キャップ１３を再び取り付けて、冷却水路１２の両端の開口部１２ａを密閉する。
【００２４】
本実施の形態の連続鋳造用ロール５は、以上のように、冷却水路１２によって表層１１付近を冷却し、さらに円周方向に形成された溝３１により、ロール表面にかかる熱応力が吸収されて分散するため、ロール表面にかかる熱応力が低減する。したがって、ロール表面の亀裂発生を抑制して連続鋳造用ロール５の寿命を延ばすとともに、鋳造される鋳片の品質を向上させることができる。また、冷却水路１２のメンテナンスが容易に行えるため、表面の冷却効果が低下することなく、連続鋳造用ロール５の寿命を更に向上させることができる。
【００２５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２６】
例えば、キャップ１３の取り付け方法は溶接に限らず、冷却水路１２の開口部１２ａが密封され、冷却水が漏れない取り付け構造であればよい。また、冷却水路１２の配置は、中心軸線に対して軸対称や等角度間隔に限るものではない。
【００２７】
さらに、溝３１の寸法は上記の例に限らず、例えば連続鋳造ロール５の幅方向位置によって異なるサイズの溝３１を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、連続鋳造設備の鋳片搬送用ロールに適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１    連続鋳造機
２    タンディッシュ
３    鋳型
４    鋳片
５    連続鋳造用ロール
１１  表層
１２  冷却水路
１２ａ  開口部
１３  キャップ
１４  分岐部
２１  給水路
２２  排水路
３１  溝
【図１】
2015093303.tif 000003
【図２】
2015093303.tif 000004
【図３】
2015093303.tif 000005
【図４】
2015093303.tif 000006
【図５】
2015093303.tif 000007
【図６】
2015093303.tif 000008
【図７】
2015093303.tif 000009