(57)【要約】【課題】冷却作用を適切に維持しつつ中空シャフトの回転を高温の炉内においても停止させることができ、高温炉の円滑な操業を保証することができる冷却式炉内ロールを提供する。【解決手段】回転自在に水平支持され、内面がその内部に供給される冷却水Ｃによって冷却されながら、処理材を搬送するために回転される中空シャフト３を有する冷却式炉内ロール１において、中空シャフト３内部に、当該中空シャフトの上方内面ｕに向かって冷却水Ｃを供給するために、シャワーパイプ９を設けた。【選択図】　　　　　図１
2004124223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に水平支持され、内面がその内部に供給される冷却媒体によって冷却されながら、処理材を搬送するために回転される中空シャフトを有する冷却式炉内ロールにおいて、
上記中空シャフト内部に、該中空シャフト上方内面に向かって冷却媒体を供給するために、散布手段を設けたことを特徴とする冷却式炉内ロール。
【請求項２】
前記散布手段は噴出部を有し、該噴出部が上方へ向けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却式炉内ロール。
【請求項３】
前記散布手段は、前記中空シャフトに対して相対回転自在に支持されることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却式炉内ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却作用を適切に維持しつつ中空シャフトの回転を高温の炉内においても停止させることができ、高温炉の円滑な操業を保証することができる冷却式炉内ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
横型の光輝焼鈍炉などの高温炉で、炉内温度が８００℃以上に達するものでは、鋼帯などの処理材を搬送するための搬送ラインを構成する炉内ロールを冷却するようにしている。従来、この種の冷却式の炉内ロールａは図３に示すように、内部に断熱材ｂが充填され、搬送される処理材の支持面となるグラファイト製などのスリーブｃと、このスリーブｃが外周面に固定された筒体状の中空シャフトｄとから主に構成されている。中空シャフトｄは、軸受ｅによって回転自在に水平支持され、タイミングプーリｆから入力される回転駆動力で回転されるようになっている。
【０００３】
特に、この中空シャフトｄの両端には、中空シャフトｄ内に冷却媒体としての冷却水を供給する供給配管ｇおよび冷却水を排出する排出配管ｈが、これら配管ｇ，ｈに対する中空シャフトｄの相対回転を許容する回転継ぎ手ｉを介してそれぞれ接続され、中空シャフトｄの内面をその内部に供給される冷却水で冷却するようにしていた。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９８０９０２号公報
【特許文献２】
特許第３０８４３１８号公報
【特許文献３】
実用新案登録第２５９０６２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の炉内ロールａにあっては、冷却作用を維持するためにその中空シャフトｄを回転させ続けなければならず、このために高温炉の操業に支障を来すおそれがあるという課題があった。具体的に説明すると、高温炉で熱処理される処理材の多くは５０μｍ厚み以下という薄板であって、これをコイル単位としたものを適宜に接続していく場合がある。この接続作業の際には、搬送ライン全体で搬送動作を停止して処理材を炉内ロールａ上に停留させることになる。このときには、炉内ロールａの中空シャフトｄの回転も停止させることが望ましい。
【０００６】
これに対し、中空シャフトｄは、冷却作用が不均一であると曲げ変形を生じてしまうので、冷却水によって均一に冷却する必要がある。しかしながら、均一な冷却効果を得るために中空シャフトｄ内部に充満するように冷却水を流通させても、高温炉内では、冷却水中の溶存空気が気泡となり中空シャフトｄ内の上部に滞留して均一な冷却効果を阻害するおそれがあった。従って、中空シャフトｄ全体の均一な冷却を確保するためには、その内面全体を均等に冷却水と接触させることができるように中空シャフトｄを回転させ続ける必要性があった。
【０００７】
このように搬送ライン自体は処理材の搬送動作を停止している一方で、中空シャフトｄは継続的に回転しているため、炉内ロールａがその上に停留している上述したような薄板の処理材を巻き込んで破断させてしまったり、処理材表面に擦り傷をつけてしまうおそれがあった。
【０００８】
このような課題については、冷却水が中空シャフトｄの内面全体に行き渡るように、中空シャフトｄ内にスパイラル状などの複雑な冷却水用整流部品を組み込み、これにより冷却水を中空シャフトｄ内で上にも下にも案内するように構成することが考えられるが、このような部品を中空シャフトｄ内部に組み込むとその構造が複雑化するとともに、当該部品に従って流通する冷却水の圧力損失も相当に大きくなって、大掛かりな冷却機構になってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、冷却作用を適切に維持しつつ中空シャフトの回転を高温の炉内においても停止させることができ、高温炉の円滑な操業を保証することができる冷却式炉内ロールを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる冷却式炉内ロールは、回転自在に水平支持され、内面がその内部に供給される冷却媒体によって冷却されながら、処理材を搬送するために回転される中空シャフトを有する冷却式炉内ロールにおいて、上記中空シャフト内部に、該中空シャフト上方内面に向かって冷却媒体を供給するために、散布手段を設けたことを特徴とする。これにより、冷却作用を適切に維持しつつ中空シャフトの回転を高温の炉内においても停止させることが可能で、高温炉の円滑な操業を保証し得る。
【００１１】
また、前記散布手段は噴出部を有し、該噴出部が上方へ向けられていることを特徴とする。これにより、中空シャフトの上方内面に向かって冷却媒体を噴出させて、当該上方内面も確実に冷却することが可能となる。
【００１２】
さらに、前記散布手段は、前記中空シャフトに対して相対回転自在に支持されることを特徴とする。これにより、回転する中空シャフト内に散布手段を適切に設けることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる冷却式炉内ロールの好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる冷却式炉内ロール１は図１および図２に示すように、軸方向両端部がそれぞれ軸受２によって回転自在に水平支持され、軸方向中央部に径方向外方へ向かって膨出された膨出部分３ａを有する筒状の中空シャフト３と、中空シャフト３の膨出部分３ａをその周方向に沿って囲繞するリング状に形成され、当該膨出部分３ａにその軸方向に間隔を隔てて取り付けられた一対のグラファイト製もしくはセラミック製などのエンドプレート４と、エンドプレート４と同材質で、膨出部分３ａよりも大きな内径を有する筒状に形成され、エンドプレート４間に膨出部分３ａを取り囲んで取り付けられたスリーブ５と、これらエンドプレート４およびスリーブ５で区画された環状空間内に膨出部分３ａを取り囲んで設けられた断熱材６とから主に構成される。
【００１４】
中空シャフト３の軸方向一端は封鎖されて封鎖端３ｂとして構成されるとともに、軸方向他端は開放されて開放端３ｃとして構成される。中空シャフト３の開放端３ｃ側にはタイミングプーリ７が設けられ、中空シャフト３は、このタイミングプーリ７に掛け回される図示しないタイミングベルトから回転駆動力が入力されることで回転され、またタイミングベントが停止されることでその回転が停止される。また、中空シャフト３にエンドプレート４を介して取り付けられたスリーブ５は、中空シャフト３の回転・停止に応じて回転・停止され、回転されることで、送り込まれてくる処理材を送り出し、停止されることでその上に停留させるようになっている。
【００１５】
そして特に本実施形態にあっては、中空シャフト３内部には、当該中空シャフト３の上方内面ｕに向かって、当該内面に衝突させるように冷却水Ｃなどの冷却媒体を供給するために、散布手段が設けられる。冷却媒体としては、冷却水Ｃに限らず、その他の液体・気体であってもよいことはもちろんである。図示にあっては、散布手段として、中空シャフト３の軸方向に適宜間隔を隔てて、冷却水Ｃを噴出する噴出部８を多数備えたシャワーパイプ９が例示されている。
【００１６】
シャワーパイプ９は、中空シャフト３内面との間に隙間Ｓを隔てつつ、中空シャフト３の軸方向に沿って開放端３ｃから封鎖端３ｂに達する外形寸法で形成される。このシャワーパイプ９は、その軸芯が中空シャフト３の軸芯に一致する配置で、中空シャフト３の封止端３ｂ側の一端９ａが水中軸受１０によって中空シャフト３に対し相対回転自在に支持され、かつ開放端３ｃ側の他端９ｂが後述する回転継ぎ手１１によって支持される。これにより、シャワーパイプ９は、中空シャフト３の回転・停止にかかわらず、中空シャフト３内に静止した状態で設置される。
【００１７】
また、シャワーパイプ９は、その一端９ａが封止され、かつ他端９ｂが開放されて、その内部を他端９ｂから一端９ａに向かって一方向に冷却水Ｃを流通させる中空筒体状に形成される。さらに、中空シャフト３の開放端３ｃ側には、給水系１２および排水系１３と接続された回転継ぎ手１１が取り付けられる。この回転継ぎ手１１は、給水系１２および排水系１３に対する中空シャフト３の相対回転を許容しつつ、これら給水系１２および排水系１３と、シャワーパイプ９および中空シャフト３との連結を可能にする。
【００１８】
給水系１２はシャワーパイプ９と接続され、また排水系１３は、中空シャフト３の開放端３ｃを介して、当該中空シャフト３とシャワーパイプ９との間の隙間Ｓと連通される。さらに給水系１２と接続されたシャワーパイプ９の噴出部８は、これより噴出される冷却水Ｃを中空シャフト３の少なくとも上方内面ｕに衝突するように供給するために、常に上方へ向けられている。噴出作用を担う噴出部８は、予め加圧した冷却水Ｃを給水系１２から供給するようにして、単なる孔として構成することができる。また、シャワーパイプ９内で加圧する場合も噴出部８は単なる孔でよい。他方、噴出部８において冷却水Ｃを加圧する場合には、当該噴出部８に個別に加圧手段を設ければよい。
【００１９】
次に、本実施形態にかかる冷却式炉内ロール１の作用について説明する。中空シャフト３、ひいては炉内ロール１の回転中であれ、またこれを停止させたとしても、給水系１２から供給される冷却水Ｃは回転継ぎ手１１を介して、静止状態のシャワーパイプ９内に導入され、シャワーパイプ９内に導入された冷却水Ｃは図２に示すように、上方へ向けられた各噴出部８から噴出されて、中空シャフト３の上方内面ｕに衝突するように供給される。
【００２０】
このようにシャワーパイプ９から噴出された冷却水Ｃは、中空シャフト３の上方内面ｕに噴き付けられ、当該上方内面ｕを冷却する。また、冷却水Ｃは、上方内面ｕから下方へ向かって流れ落ちながら中空シャフト３内面を継続して冷却し、さらに中空シャフト３内部の下部に相当の水位で溜まって、当該中空シャフト３の下方内面も冷却する。そして中空シャフト３の下部に溜まった冷却水Ｃは、隙間Ｓから中空シャフト３の開放端３ｃおよび回転継ぎ手１１を介して排水系１３へと排出される。
【００２１】
このように本実施形態にかかる冷却式炉内ロール１にあっては、中空シャフト３内部に、中空シャフト３の上方内面ｕに衝突するように冷却水Ｃを供給するために、シャワーパイプ９を設けたので、シャワーパイプ９からの動的な冷却水Ｃの散布によって水位よりも上方の内面ｕを冷却することができて、当該中空シャフト３の回転作用に依存することなく、中空シャフト３全体を効果的に冷却することができる。
【００２２】
これにより、高温状態下において中空シャフト３の回転を停止させることができるようになり、処理材の接続作業などに対応させて適宜に炉内ロール１を停止させることが可能となって、高温炉の円滑な操業を保証することができる。また、回転中の中空シャフト３の冷却についても、中空シャフト３の上方内面ｕへの冷却水Ｃの供給による冷却と、中空シャフト３の回転作用による水位以下での冷却とが相俟って、従来よりも格段に優れた冷却効果を確保することができる。また、加圧した冷却水Ｃをシャワーパイプ９に供給する場合は、当該シャワーパイプ９を中空シャフト３内に単に相対回転自在に組み込むだけでよく、構造も簡単である。
【００２３】
また、噴出部８を常に上方へ向けるようにしたので、中空シャフト３の上方内面ｕに向かって冷却水Ｃを噴出、衝突させて、当該上方内面ｕを確実に冷却することができる。さらに、シャワーパイプ９を、水中軸受１０および回転継ぎ手１１を介して中空シャフト３に対し相対回転自在に支持したので、回転する中空シャフト３内にシャワーパイプ９を適切に設けることができる。
【００２４】
以上の実施形態にあっては図２に示したように、冷却水Ｃが中空シャフト３内にある程度の水位を占める場合について説明したが、中空シャフト３内に冷却水Ｃを満水状態で流通させるようにしても良いことはもちろんである。この場合、噴出部８から噴出される冷却水Ｃの噴出圧力による撹拌作用によって、中空シャフト３の上部に空気溜まりが生じることを阻止でき、中空シャフト３内に満水状態で冷却水Ｃを流通させても適切かつ十分な冷却効果を確保することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態にあっては散布手段としてシャワーパイプ９を例示したが、このほかにも、中空シャフト３内に相対回転自在に組み込むようにして、給水系１２から中空シャフト３内に供給された冷却水Ｃを汲み上げて散布したり、あるいは掻き上げて散布するなどの汲み上げ式もしくは掻き上げ式の散布手段を採用することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上要するに、本発明にかかる冷却式炉内ロールにあっては、冷却作用を適切に維持しつつ中空シャフトの回転を高温の炉内においても停止させることができ、高温炉の円滑な操業を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる冷却式炉内ロールの好適な一実施形態を示す側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】従来例を示す側断面図である。
【符号の説明】
１　冷却式炉内ロール　　　　　　　　３　中空シャフト
８　噴出部　　　　　　　　　　　　　９　シャワーパイプ
１０　水中軸受　　　　　　　　　　　１１　回転継ぎ手
Ｃ　冷却水　　　　　　　　　　　　　ｕ　中空シャフト上方内面
【図１】
2004124223.tif 000003
【図２】
2004124223.tif 000004
【図３】
2004124223.tif 000005