(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却剤を受け得る軸対称のローラ外側部材（６）と、軸受ブロックのジャーナル部に支持されるころ軸受（３）用の受容手段（４）の設けられた第１のローラインサート片（５）とを備え、前記ローラインサート片（５）が前記ローラ外側部材（６）内に配置され、そこに耐圧的に固定されており、前記ローラインサート片（５）および前記ローラ外側部材（６）は、前記冷却剤を受るためのキャビティ（１１）を形成する、冷却剤の供給されるジャーナルレスの連続鋳造設備用ローラ（２）。
【請求項２】
前記ローラインサート片（５）がそれぞれ前記ローラ外側部材（６）に固定され、冷却剤を受取るための周辺通路（１０）またはその一部が、前記ローラインサート片（５）と前記ローラ外側部材（６）の間に形成された請求項１に記載の連続鋳造設備用ローラ（２）。
【請求項３】
前記ローラインサート片（５）が、前記周辺通路（１０）に接続する、少なくとも一本の放射状に延在する冷却剤通路（９）を有する請求項２に記載の連続鋳造設備用ローラ（２）。
【請求項４】
前記周辺通路（１０）が前記ローラ外側部材によって形成されるキャビティに接続する請求項３に記載の連続鋳造設備用ローラ（２）。
【請求項５】
軸受ブロックのジャーナル部に支持されるころ軸受（３）用の受容手段（４）を設けた第２のローラインサート片（５）を備え、前記第２のローラインサート片（５）が前記ローラ外側部材（６）内に配置され、そこに耐圧的に固定され、該ローラインサート片（５）とローラ外側部材（６）が前記冷却剤を受容するためのキャビティ（１１）を形成する請求項１に記載の連続鋳造設備用ローラ（２）。
【請求項６】
各ローラインサート片（５）がそれぞれ前記ローラ外側部材（６）に固定され、冷却剤を受取るためのそれぞれの周辺通路（１０）またはその一部が、前記各ローラインサート片（５）と前記ローラ外側部材（６）の間に形成された請求項５に記載の連続鋳造設備用ローラ（２）。
【請求項７】
各ローラインサート片（５）が、前記それぞれの周辺通路（１０）に接続する、少なくとも一本の放射状に延在する冷却剤通路（９）を有する請求項６に記載の連続鋳造設備用ローラ（２）。
【請求項８】
前記それぞれの周辺通路（１０）が、前記ローラ外側部材によって形成される冷却剤用の前記キャビティ（１１）に接続されている請求項７に記載の連続鋳造設備用ローラ（２）。
【請求項９】
軸受ブロックのジャーナル部（１ａ）を有する軸受ブロック（１）と、
前記軸受ブロックのジャーナル部（１ａ）および前記ころ軸受（３）によって支持される請求項１から４のいずれか一つに記載のジャーナルレスのローラ（２）とを備え、少なくとも、前記ローラと前記軸受ブロックのジャーナル部（１ａ）の間における前記ローラの一端に、耐圧的に固定され、前記軸受ブロック（１）内の少なくとも一本の冷却剤通路（１２，１３）を前記ローラインサート片内の対応する少なくとも一本の冷却剤通路（９）に耐圧的に連結するシーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）が配置されている、連続鋳造設備用ローラ装置。
【請求項１０】
前記ころ軸受（３）が前記シーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）の半径方向の周囲に配置されている請求項９に記載の連続鋳造設備用ローラ装置。
【請求項１１】
前記ころ軸受（３）が前記シーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）によって少なくとも部分的に支持される請求項９または１０に記載の連続鋳造設備用ローラ装置。
【請求項１２】
前記シーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）が弾性スリーブ（７ｄ）を有する請求項９に記載のローラ装置。
【請求項１３】
前記弾性スリーブ（７ｄ）が補償装置の形態である請求項１２に記載のローラ装置。
【請求項１４】
前記シーリングユニットは、封止要素として互いに衝突する二つの摺動リング（７ｂ、７ｃ）を備え、前記一方の摺動リング（７ｂ）は、直接前記ローラ（２）によって、または前記ローラインサート片（５）によって支持され、前記他方の摺動リング（７ｃ）は前記弾性スリーブ（７ｄ）によって支持される請求項１２または１３に記載のローラ装置。
【請求項１５】
前記軸受ブロック（１）が、冷却剤を流すことができるキャビティ（１ｂ）を有する請求項９に記載の連続鋳造設備用ローラ装置。
【請求項１６】
前記ローラインサート片（５）と前記軸受ブロックのジャーナル部（１ａ）の間の前記ジャーナルレスのローラの一端には、耐圧的に固定でき、それぞれが、前記軸受ブロック内の冷却剤通路（１２、１３）を前記ローラインサート片（５）内の前記それぞれ対応する一本の冷却剤通路（９、１１）と耐圧的に連結して冷却剤をそれぞれ供給および排出するデュオシーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）が配置されており、前記ローラ外側部材の他端は好ましくはカバーによって閉鎖されている請求項９に記載の連続鋳造設備用ローラ装置。
【請求項１７】
軸受ブロックのジャーナル部（１ａ）をそれぞれが有する２つの軸受ブロック（１）と請求項５〜８のいずれか一つに記載のジャーナルレスのローラ（２）とを備え、
前記それぞれのローラインサート片（５）と前記それぞれの軸受ブロックのジャーナル部（１ａ）の間の前記ジャーナルレスのローラ（２）の各端部にモノシーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）が配置され、このモノシーリングユニットは、前記軸受ブロック（１）内の冷却剤通路（１２）を、前記冷却剤を通すための、前記ローラインサート片（５）内のそれぞれ対応する冷却剤通路（９）と耐圧的に連結するものである連続鋳造設備用ローラ装置。
【請求項１８】
前記軸受ブロック（１）の冷却剤通路（１２）が、付随の第１のシーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）内の前記冷却剤を供給するための前記冷却剤通路と、前記付随の第２のシーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）内の前記冷却剤を排出するための前記冷却剤通路とにそれぞれ接続し、一端から動作中の前記ジャーナルレスのローラ（２）に供給される前記冷却剤が前記第１のローラインサート片内の前記冷却剤通路（９、１０）を介して前記ローラ外側部材（６）の内部に配置された前記冷却剤キャビティ（１１）に供給されるとともに、他端において、前記第２のローラインサート片（５）内の前記冷却剤通路（９）を介して前記冷却剤キャビティ（１１）から前記冷却剤を排出するための前記軸受ブロック（１）の冷却剤通路（１２）を介して排出するように構成された請求項１７に記載のローラ装置。
【請求項１９】
前記それぞれのころ軸受（３）が前記それぞれのシーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）の半径方向の周囲に配置されている請求項１７または１８に記載の連続鋳造設備用ローラ装置。
【請求項２０】
前記それぞれのころ軸受（３）が前記それぞれのシーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）によって少なくとも部分的に支持される請求項１７に記載の連続鋳造設備用ローラ装置。
【請求項２１】
前記それぞれのシーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）が弾性スリーブ（７ｄ）を有する請求項１７に記載のローラ装置。
【請求項２２】
前記弾性スリーブ（７ｄ）が補償装置の形態である請求項２１に記載のローラ装置。
【請求項２３】
前記それぞれのシーリングユニットは、封止要素として互いに衝突する二つの摺動リング（７ｂ、７ｃ）を備え、前記一方の摺動リング（７ｂ）は、直接前記ローラ（２）によって、または前記それぞれのローラインサート片（５）によって支持され、前記他方の摺動リング（７ｃ）は前記弾性スリーブ（７ｄ）によって支持される請求項２１または２２に記載のローラ装置。
【請求項２４】
前記軸受ブロック（１）が、冷却剤を流すことができるキャビティ（１ｂ）を有する請求項１７に記載の連続鋳造設備用ローラ装置。
【請求項２５】
少なくとももう一つの軸受ブロック（１４）と、
請求項５から８のいずれか一つに記載の、前記軸受ブロック（１；１４）によって支持される少なくとも一つのローラ（２）とを備え、
隣接するローラの間には、回転軸上に並ぶ前記隣接するローラと前記ローラ（２）を支持する追加の軸受ブロック（１４）が配置され、
前記ローラインサート片と前記軸受ブロックのジャーナル部（１ａ）の間の前記ローラの各端部には、耐圧的に固定でき、前記軸受ブロック内の冷却剤通路（１２）を、前記冷却剤を通すための、前記ローラインサート片（５）内の前記それぞれ対応する一本の冷却剤通路（９）と耐圧的に接続するモノシーリングユニット（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）が配置されている請求項１７から２４のいずれか一つに記載の連続鋳造設備用ローラ装置。
【請求項２６】
前記ローラ（２）の間に配置される前記軸受ブロック（１４）は、冷却剤が流れることができ、ストランド側に配置されるキャビティ（１５）を有する請求項２５に記載のローラ装置。
【請求項２７】
請求項１７から２６のいずれか一つに記載の少なくとも二つのローラ装置を備える、連続鋳造設備内でストランドを誘導するためのストランド・ガイドユニット。
【請求項２８】
前記ローラ（２）の回転軸が一面内にある、連続鋳造長尺製品を誘導する、連続鋳造設備内でストランドを誘導するための請求項２７に記載ストランド・ガイドユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は連続鋳造設備用ローラと、少なくとも一つの軸受ブロックと、それによって支持されているローラを有する前記ローラを使ったローラ装置と、本発明によるローラ装置を使ったストランド・ガイドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳込みメタルより線用の連続鋳造設備では、回転可能に取り付けたローラが使用されており、その目的は、モールドからの離型後に所定の通路に沿ってメタル・ストランドを誘導し、それを冷却し、できるだけそれを支持することである。その場合、ローラは、軸受ブロックのジャーナル部の外周側に、軸受によって支持され、加圧された冷却剤（特に水）をローラの内部へ供給して放熱させることによって閉回路で冷却される。例えば、ジャーナル部を貫通する軸方向のローラ内の孔を介した水回路を介して実行することができる。
【０００３】
メタル・ストランドの支持および／または誘導は、それぞれの鋳造の形式と位置により、すべての側から、その対向する側から、またはストランドの下側のみから行うことができる。よって、ローラはローラリング、変位ダブルローラ、複数列に支持された長手のローラ、あるいは、単純なローラの形態など、異なる配置で使用される。
【０００４】
ローラは、特にローラ外側部材および軸受は、作動中、真っ赤に熱したメタル・ストランドと直接接触するため、そして、特に、放射熱により、極度な熱負荷を受ける。これは、特に、ビーム状ブランクの側面を取り扱う際の、ウェブ領域におけるローラに該当する。さらに、鋳造の粉の残留物で汚染された水、水蒸気、水垢などによる攻撃的な環境が加わる。
【０００５】
多くの場合、隣接するローラの間隔は狭める必要があり、その結果、ローラは、鋳造ストランドを効率よく支持するために直径が小さいものである必要があり、これにより、ローラへの負荷が大きくなる。
【０００６】
隣接するストランドと冷却要素または電磁攪拌装置のような鋳造装置の他の構成要素の間隔がこのように狭いので、ローラガイドが出来るだけ小型の構造である必要がある。それでもなお、使用するローラおよびそのローラ装置は、高い信頼性が必要であり、耐用年数が長く、メンテナンスが容易でなければならない。
【０００７】
一般的に水冷式ローラ体の両端に軸受ブロックを有し、軸受ブロックに装着された別体の回転供給接続組立体を有する最先端技術で知られる解決方法は、上記の要求を十分に満たさないことが多い。
【０００８】
最先端の技術から知られている上記のようなローラ装置の例がＤＥ１９７５２３３６Ｃ１およびＥＰ８５７２５８Ａ１から知られている。特に、軸受領域の冷却においては、このような構造は不適切であることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＤＥ１９７５２３３６Ｃ１
【特許文献２】ＥＰ８５７２５８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、小型であり、かつ、負荷支持可能な構造を有するころ軸受部とローラ外側部材とを確実に効率よく冷却でき、安価に製作可能なローラ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、連続鋳造設備用の冷却剤の供給を受けることが可能なジャーナルレスのローラであって、冷却剤を受けるための軸対称のローラ外側部材を備えるとともに、軸受ブロックのジャーナル部に支持されたころ軸受用受容手段を有する少なくとも１つのローラインサート片とを備え、ローラインサート片がローラ外側部材内に配置され、そこに耐圧的に固定されているとともに、ローラインサート片（５）とローラ外側部材（６）は冷却剤を受容するためのキャビティ（１１）を形成するローラを提供するという、請求項１の特徴に従って達成することができる。
【００１２】
本発明によるローラの特徴は、特に、ころ軸受受容手段にあり、つまり、その動作状態において、ローラ外側部材の内部にころ軸受が配置され、連続鋳造設備の運転中に、回転機構またはカレンダー等に水等の冷却剤が供給され、その冷却剤を受容するための空間が、少なくともころ軸受受容手段とローラ外側部材の間に延在し、それにより、設備の運転中に軸受領域の最適な冷却が可能となることにある。小型設計構成とするため、上記のようにローラ・ジャーナルを省略することが可能であり、ローラは、ころ軸受受容手段に配置された軸受と、軸受ブロックのジャーナル部を介して支持される。ローラ外側部材と軸受を最適に冷却するため、スプレー冷却を省略し、ローラ表面にヒートクラックを起こすことなく、より一層の冷却環境下で熱鋳造と乾鋳造を実行可能である。
【００１３】
現状において先端技術とされるローラと比較して、ローラ重量が減少した結果、ローラ駆動装置によって駆動されるローラの集合が減り、よってローラ駆動装置が構造的に小さくなり、パワーが少なくてすみ、よって、コストをさらに下げることができる。
【００１４】
ローラインサート片は、一般的にカップケーキ形状であり、ローラの動作状態で、キャビティを形成するローラ外側部材は、冷却剤を供給または排出する一本以上の冷却剤通路を介して冷却剤の供給を受けることができる。したがって、ローラインサート片は、設けられたキャビティに開放された少なくとも一本の冷却剤通路を有する。よって、シャフトレス、スピンドルレスのローラ構成が本発明によると可能となる。
【００１５】
ローラ軸に対して軸対称な形状のローラ外側部材により、ローラの動作において、ストランドまたはビレットに対し、所望の鋳造形状がいかなる形状であっても支持可能および／または誘導可能となる。よって、波型の輪郭とともに、湾曲した断面のストランド形式を生成することができる。
【００１６】
一般的に、軸受は、転がりまたは滑り軸受の形状であり、嵌入または圧入で軸受受容手段内に配設される。ローラが単純で短い形状である場合、軸受は短いローラの一端のみにおいて軸受受容手段内に配置され、短いローラの他端はカバーで閉鎖されていれば十分である。その構造では、短いローラは、一つの軸受ブロックによって、一つの軸受ブロックのジャーナル部を介してのみ、一つまたは二つの軸受を介して支持され、冷却剤が、いわゆるデュオシーリングユニットを介してローラ外側部材によって閉鎖されたキャビティへ供給され、また、そこから排出される。
【００１７】
軸受ブロックのジャーナル部は、軸受ブロックと有利に一体化されている。そのように、軸受ブロックは、すべて一度に、特に、繊細で質の高い鋳造作業によって製造できるとともに、セラミックコアと機械的後加工によって、孔に加えて一本以上の冷却剤通路を軸受ブロックに形成することができる。そのために適した合金を選択すれば、非常に高い機械的強度を有し、小型構造にも関わらず、内部冷却が可能な軸受ブロックを製造することができる。
【００１８】
軸受ブロックのジャーナル部を一体的に有する軸受ブロックの代わりに、原則的に、水流軸受サポートの形態の管状軸受ジャーナル部を有する軸受ブロック構成も可能であり、ころ軸受が管状軸受ジャーナル部上に取り付けられ、管状軸受ジャーナル部が、軸受サポートと冷却剤搬送関係で連結されている。
【００１９】
両端が支持された長いローラの場合、ローラの他端に配置され、軸受ブロックのジャーナル部に支持されたころ軸受用の受容手段を有する第２のローラインサート片を対応して設けることができ、その第２のローラインサート片は、ローラ外側部材内に配置されてそこに耐圧的に固定され、２個のローラインサート片とローラ外側部材が冷却剤を受容するためのキャビティを形成できる。よって、本発明によるローラは、それぞれの軸受ブロックで両端を支持することができる。
【００２０】
よって、ローラの作動中は、ころ軸受と、それに付随し、好ましくはローラ外側部材内に配置され、特に好ましくはころ軸受によって半径方向に間隔をあけて包囲されるシーリングユニットとは、冷却剤によって従来のローラの場合より良好に冷却される。なぜならローラの内側で冷却剤と接触している表面の方が冷却剤に熱をよりよく伝達することができるためである。
【００２１】
水回路構成の製造を簡素化し、最適化するため、軸受受容手段をローラ外側部材に耐圧的に固定したローラインサート片内に配置する。そのため、ローラインサート片をローラ外側部材内に押入れ、ローラインサート片の末端が、好ましくは、ローラの端部とほぼ面一となるように、その縁部の周囲をローラ外側部材に溶接する。これは、上記のような、軸受と、ローラインサート片とをローラの一端にのみ有する短いローラに対して、また、二つの軸受と、それぞれのローラインサート片をローラの各端部に有する長いローラに対して、採用することができる。
【００２２】
動作状態における実施形態では、本発明によるローラは、強度と製造の理由から両端で支持でき、上に説明したように、軸受ブロックと一体に形成可能な付随の軸受ブロックのジャーナル部のそれぞれのローラインサート片内に収容されたころ軸受を介して両端で支持できる。この実施形態では、小型構成により、ローラと軸受ブロックを有する複数のローラ装置（少なくとも二つ）を近接して、また、鋳造ストランドの軸にほぼ垂直な面に、また、互いにたとえば９０°の角度の回転軸を有する隣接するローラとともに配設することができる。
【００２３】
ローラインサート片は、軸受受容手段として機能するほか、さらに、一般的には冷却水である冷却剤を誘導する機能も有する。そのためにローラインサート片が形成され、ローラ外側部材に固定されているので、周辺通路がローラインサート片と冷却剤を受容するローラ外側部材の間もしくはその周囲の部分に形成される。これにより、動作中にローラ外側部材に冷却水が内部から確実に作用し、確実に放熱され、軸受の過熱が回避される。放熱に特に有効な実施形態においては、周辺通路は、冷却剤を周辺通路へ供給する供給通路、たとえば、半径方向に延在する通路が、ローラ外側部材とは封止関係にあるリムによってのみ冷却剤用の放熱通路、たとえば、ローラの回転軸に平行にまたは、回転軸に対して角度を有して形成された通路から分離されるような構成である。
【００２４】
好ましくは、移送通路によって周辺通路がローラ外側部材によって形成された冷却剤用のキャビティに連結されると、冷却が向上される。その場合、寸法合わせのため、キャビティを少なくとも一つの充填体／可変容積体で充填して、放射する熱によって必要な冷却剤の量を調整し、流速を上げてローラのキャビティ内を冷却剤が通りやすくするようにすることができる。一方ではそのようにして、熱が特に迅速に放射でき、他方では、その目的のために必要な冷却剤の量が減る。
【００２５】
好ましくは、ローラインサート片は、好ましくは半径方向に延在し、周辺通路に連結された少なくとも一本の冷却剤の通路を有するように構成されている。このように、ローラインサート片に供給された冷却剤は、直接周辺通路に供給することができ、そこから、好ましくは移送通路によってローラ外側部材によって囲まれたキャビティの中に送ることができる。
【００２６】
本発明による構成により、構成要素を容易に、かつ迅速に組み付けることができる。長尺のローラの実施形態を組み付ける場合、それらのローラインサート片をローラ外側部材に両側で取り付け、それらの周りをローラ外側部材に溶接して、ローラインサート片とローラ外側部材の間に冷却剤のキャビティを有する耐圧性のローラ本体を構成する。ローラ本体が、好ましくはころ軸受受容手段に配置された転がり軸受を介して支持される。かかる運転状態において、ローラは、ローラ本体の各端部に配設された軸受ブロックのジャーナル部に軸受けによって支持され、その軸受は  ローラインサート片と軸受ブロックのジャーナル部との間に位置している。
【００２７】
ローラ体と、軸受ブロックのジャーナル部との間において、少なくとも一つのシーリングユニットが軸受ブロックとローラインサート片の間に配置され、動作中にローラに供給される冷却剤が、ローラインサート片における冷却剤通路を介してローラ体の冷却剤キャビティに供給されるように、軸受ブロック内に冷却剤を供給する冷却剤通路が、ローラインサート片内の対応する冷却剤通路に耐圧的に連結されている。
【００２８】
その目的のためには、それに関連するそれぞれの構成により、一つまたは二つのシーリングユニットが設けられ、それを介して冷却剤がローラ体の中の冷却剤キャビティに供給されるとともにそこから排出される。モノシーリングユニットの場合には、冷却剤の供給は、ローラの一端に配置されたシーリングユニットを介して行われ、冷却剤の排出は、ローラの他端に配置されたモノシーリングユニットを介して行われる。
【００２９】
いわゆるデュオシーリングユニットを本発明によるローラ装置に使用する場合には、ローラインサート片の一つが冷却剤をローラ外側部材の内部に配置した冷却剤キャビティの中に供給するための第１の冷却剤通路と、冷却剤キャビティから冷却剤を排出するための第２の冷却剤通路を有する。かかる場合、これらの冷却剤通路は、冷却剤を供給するための冷却剤通路に、そして、シーリングユニット内の冷却剤を排出するための冷却剤通路に連結されており、前記ローラインサート片の他方はまったく冷却剤通路を備えず、たとえば、ブラインドプラグを備えていてもよい。
【００３０】
単純な実施形態では、本発明による連続鋳造設備用ローラ装置は、ローラインサート片と軸受ブロックのジャーナル部の間でローラの一端にはデュオシーリングユニットが配置され、そのユニットは、定位置に耐圧的に固定可能であるとともに、それぞれが軸受ブロック内の冷却剤通路を、ローラインサート片の内部のそれぞれ一本の対応する冷却剤通路に、冷却剤をそれぞれ供給および排出するように耐圧的に連結する。ローラ外側部材の他端は、カバーで閉鎖される。
【００３１】
この実施形態は、一側は一つの軸受ブロックのみを介して支持されており、ビーム状ブランクの外形である場合などのような、より複雑な断面形状寸法を有する鋳造ストランドの外形に対し、その構造が必要とするスペースの量が減るため、特に、冷却したガイドローラとして使用することができる。
【００３２】
ローラ装置のさらなる実施形態では、シーリングユニットがローラの二つの端部それぞれに配置されている。より厳密には、各ローラインサート片が、それぞれ冷却剤通路を有しており、ローラインサート片の一方が冷却剤の供給用の冷却剤通路を有し、ローラインサート片の他方が冷却剤を排出するための冷却剤通路を有している。その場合、これらの冷却剤通路は、それぞれ付随する第１のモノシーリングユニット内の冷却剤供給のための冷却剤通路、あるいは、付随の第２のモノシーリングユニット内の冷却剤排出のための冷却剤通路にそれぞれ連結されている。動作中にローラの一端に供給された冷却剤は、ローラインサート片の内部の冷却剤通路を介してローラ外側部材の内部に配置された冷却剤キャビティに供給され、他端では、ローラインサート片の内部の冷却剤キャビティから冷却剤を排出するための冷却剤通路を介して排出される。
【００３３】
本発明によるローラ装置においては軸受ブロック内に、ローラの冷却と直列関係の冷却剤、あるいは、ローラ冷却システムとは別体の冷却回路における冷却剤を供給することができる冷却剤用のキャビティを設ければ、冷却をさらに向上させることができる。
【００３４】
本発明によるローラ装置にいわゆるデュオシーリングユニットを使用する場合、それらのローラインサート片の一つが、冷却剤を、ローラ外側部材の内部に配置した冷却剤キャビティ内に供給するための第１の冷却剤通路と、その冷却剤キャビティから冷却剤を排出するための第２の冷却剤通路を有する。その場合、それらの冷却剤通路は、冷却剤の供給のための冷却剤通路と、それぞれのシーリングユニット内の冷却剤の排出用冷却剤通路とに接続され、それらのローラインサート片の他方はまったく冷却剤通路を持たず、たとえば、ブラインドプラグや、上記の短いローラのように、中央の孔に嵌合させたカバーインサートで閉鎖することもできる。
【００３５】
ブルームのようなより大きいストランド形式では、互いに隣接させて、ただし一本の回転軸上に二つ以上のローラをローラ装置に配置し、それぞれのローラ幅によって複数のローラに各側においてストランドを支持させる必要があることがある。よって、本発明によるローラ装置の開発では、少なくとももう一つの軸受ブロックと、軸受ブロックを介して支持された、本発明による少なくとももう一つのローラとを有し、隣接するローラの間には、隣接するローラを支持する軸受ブロックが配置され、その少なくとも二つのローラが一本の回転軸上にある。その場合、ローラインサート片と軸受ブロックの間のローラの各端部には、定位置に耐圧的に固定可能であるとともに軸受ブロック内の冷却剤通路を、ローラインサート片内のそれぞれ対応する冷却剤通路に耐圧的に連結して冷却剤を通過させるモノシーリングユニットが配置されている。
【００３６】
その点において、ローラ間に配置した軸受ブロックが、冷却剤が流動可能で、好ましくはストランド側に配置されるキャビティを有し、よって、軸受領域の、軸受ブロックの両側の冷却が改善されるのが好ましい。
【００３７】
ローラインサート片が構造的に同一であるようなローラおよびローラ装置は、コスト面で特に有利である。その構造的に同一の構成によって冷却剤キャビティ内で最適な流れを作り出すため、二つのローラインサート片をローラ外側部材内部に、回転軸の周りを互いに対して１８０°回転した状態で配置されるのが好ましい。その場合、組み立てとローラインサート片の位置決めを容易にするため、ローラインサート片は、それぞれ、たとえば、半円形の位置決めノーズなどのような好ましい位置決め補助要素を有しているのが好ましい。このような位置決めノーズは、組み立てた状態で互いに対し、二つのローラインサート片の組み立て体が互いに対して回転した位置でのみ、よって、流れに対して最適化された位置で有効となるように、ローラ軸の周りを好ましくは１８０°回転して配置されるのが好ましい。
【００３８】
動作中、ローラインサート片と軸受ブロックの間が確実に封止一体化される限り、回転導入装置のようないずれかのタイプのシーリングユニットを、本発明によるローラ装置に使用することができる。よって、ローラ装置は、耐圧的に内側回転接続要素を固定するために必要なシーリング要素の特殊な構成または封止面の配置に関係ない。
【００３９】
好ましくは、シーリングユニットは、好ましくは、軸受ブロック、または軸受ブロックのジャーナル部の中に配置したハウジング・フランジの中に耐圧的に固定された補償装置の形態の弾性的なスリーブを有する。装置は、弾性スリーブがローラインサート片上に配置されるように横方向に反転させることによっても実施可能である。
【００４０】
その点、弾性スリーブを使用する場合、そのシーリングユニットが、シーリング要素として互いに衝突する二つの摺動リングを有していれば特に有利であり、一方の摺動リングがローラインサート片によって支持され、他方の摺動リングは、弾性スリーブによって支持される。これにより、特に単純な方法で、まず、ローラインサート片をローラ外側部材に嵌合してそこに溶接し、次のステップでは、好ましくは軸受ブロックのジャーナル部に好ましくは圧入で配置された転がり軸受を軸受ブロックとともにホルダ手段内のローラインサート片に、好ましくは嵌入で確実に嵌めることができる。この実施形態により、摺動リングの半径方向の移動度と弾性スリーブの移動度の結果、シーリングユニットに作用する傾斜モーメントと、ローラが動作されるときの温度傾斜による長さの延長が確実に補償され、よって、装置の耐用年数が長くなる。
【００４１】
実施形態では、底側を通る冷却水供給および排出ラインに確実に接続できるように、冷却剤排出および／または冷却剤供給に連結された軸受ブロック支持面に接続するための接続管を少なくとも一本の軸受ブロックの冷却剤通路の中に嵌合することができる。
【００４２】
本発明によるローラとローラ装置が小型であることから、ローラ装置をストランド・ガイドユニット内の小さい空間に配置することができるようになる。特に、その点において有利なことは、ストランド・ガイドユニットの、ストランドの周りに配置されたローラ装置のローラの回転軸は一面に並ぶことである。好ましくは、その面は、ストランドガイドの方向に垂直である。
【００４３】
小型設計構成とは、ストランド・ガイドユニットまたはセグメントを迅速にメンテナンスすることができることをいう。その目的のため、本発明のローラ装置は、軸受ブロックと軸受を除去した後、現状の最先端技術のローラより軽い自重によって固定面から外すことができ、ローラが摩耗した時に、迅速に取り換えて再度組み立てることができる。
【００４４】
よって、本発明により、四角い断面のような矩形の連続鋳造長尺製品を誘導するための少なくとも四つのローラ装置を有するストランド・ガイドユニットが、小型形状で実施でき、複数のストランド・ガイドユニットを、ストランドガイドセグメント内の小さい空間に配置することができる。それに対応する方法で、ダブルＴ字型断面の連続鋳造長尺製品を誘導するためのストランド・ガイドユニットは、一側が軸受ブロック内に支持される短いローラを有する四つのローラ装置と、それぞれが両端で軸受ブロック内に支持される長いローラを有する四つのローラ装置を備え、ストランドの周りに時計回りに交互に配置され、誘導されるように構成することができる。
【００４５】
それぞれ所望のストランド断面により、ストランド・ガイドユニットをその周りに配置することができる。たとえば、外形が丸みを帯びたストランドの場合、二つの対向に配置されたローラ装置とストランドの断面に適合した軸対称のローラ外側部材のみを有するストランドを誘導し、支持することが可能である。
【００４６】
本発明のさらなる構成は、以下の説明と添付の請求項の範囲によって明らかとなろう。
【００４７】
本発明は、添付の図面に示した例による実施形態に従ってさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明によるローラ装置の第１の実施形態の断面図である。
【図２】本発明によるローラ装置の第２の実施形態の断面図である。
【図３】本発明によるローラ装置の第３の実施形態の断面図である。
【図４】本発明によるストランド・ガイドユニットの第１の実施形態の断面図である。
【図５】本発明によるストランド・ガイドユニットの第２の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１に示すように、連続鋳造設備用の本発明によるローラ装置は、軸受ブロック１と、ローラ２とを有し、そのローラ２は、軸受ブロックのジャーナル部（１ａ）を介して軸受ブロック１に支持される。この場合、ローラ２は、軸受ブロック１によって軸受ブロックのジャーナル部１ａの上に、たとえば転がり軸受の形態などの、ローラインサート片５中の軸受受容手段４に配置された少なくとも一つの軸受３を介して、支持される。
【００５０】
ローラ２の円筒型のローラ外側部材６の軸方向に沿って、ローラインサート片５と軸受ブロック１との間には、シーリングユニット７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）が配置されている。そのシーリングユニット７は、定位置に耐圧的に固定可能であり、サイフォン管８を冷却剤キャビティ１１に耐圧的に連結、そして、軸受ブロック１内の冷却剤管８の周囲の環状の隙間の形態の冷却剤通路を、ローラインサート片５の中の対応する冷却剤通路９に耐圧的に連結する。
【００５１】
定位置に耐圧的に固定可能な一つのシーリングユニット７は、図示の実施形態では、摺動リングキャリヤ７ａと、二つの摺動リング７ｂ、７ｃと、好ましくは、補償装置の形態の弾性スリーブを受容し、固定するためのフランジ７ｄを含む。高品質のスチールの補償装置の形態のスリーブの好ましい構成に加え、弾性スリーブは、たとえば、できれば布で強化してあり、フランジ７ｄに嵌合するゴムの中空筒の形態の弾性を付与する別の材料から形成してもよい。これにより、スリーブに関しては特別な柔軟性を持たせることができるとともに、ローラを搭載した時の本発明による装置の摩耗を抑制することができる。
【００５２】
図示の実施形態では、弾性スリーブは、フランジ７ｄに解放可能に固定することができる。フランジ７ｄ自体は、ねじ山を介して軸受ブロックのジャーナル部１ｂにねじ込み、たとえば、固定ピンを介して、または接着剤で緩まないように固定することができる。また、図示のごとく、フランジ７ｄは軸受３を支持するとともに、さらにローラインサート片に対向するカラーを介してそれを固定する機能も有する。
【００５３】
図示の実施形態の軸受ブロック１は、図示しないが、二本の通路部を有し、断面には配設されていないが、軸受ブロック支持面に通じており、ローラ軸に垂直に配置されている。冷却材供給用の垂直な通路部は、軸受ブロックに適した乱気流が生じるとともに、好ましくは軸受ブロック内の冷却剤を受け取るために設けた通路やキャビティ１ｂ内に気泡が溜まることのないような構成および配置であるのが好ましい。接続管（図示せず）は、垂直な通路部の下端部に挿入可能であり、さらに底部で冷却剤排出および／または冷却剤供給部（図示せず）に連結される軸受ブロック支持面に接続可能である。
【００５４】
接続管は、それぞれ、軸受ブロック１と軸受ブロック支持面の両端部に設けたＯリングシール（図示せず）または、孔のスリーブ内のＯリングを介して封止されている。軸受ブロックは、それにかかる負荷に耐えられるように接続ねじを介して支持面にねじ止めされている。
【００５５】
ローラ外側部材６内の冷却剤キャビティ１１への冷却剤の供給は、図示の冷却剤通路８を介して軸受ブロック１から確保する。周辺通路１０とインサート片５内でほぼ半径方向に延在する通路９および軸受ブロック内の排出通路１２へのサイフォン管８の周囲の環状の隙間の形態の冷却剤通路を介して排出が成立する。関連するそれぞれの要件や、設計構成によっては、軸受ブロック、シーリングユニット、および上記の冷却剤通路を逆方向に流れることによっても、冷却剤の供給と排出は成立する。
【００５６】
上記のように、ローラインサート片５と軸受ブロックのジャーナル部１ａとの間には、実施形態では特に、フランジ７ｄに対向するローラインサート片５の領域に配置した封止要素としての摺動リング７ｂ、７ｃと、さらに、スリーブ７ｄ上に配置された封止要素としての摺動リング７ｃを有するシーリングユニットが設けられている。よって、実施形態では、封止要素７ｂ、７ｃの封止面はローラの回転軸に垂直に配置されている。封止要素７ｂ、７ｃの封止面のこのような幾何学的配置が好ましいことは、封止要素に作用する力がより良好に補償されるため、疑いの余地がないが、他の態様で協働するシーリング要素を有する他のシーリングユニットを採用すれば、この封止要素７ｂ、７ｃの封止面のこのような幾何学的配置は、本発明によるローラ１においては、必ずしも必要ではない。
【００５７】
軸受ブロック１には、ローラ軸線と同軸である孔（図示せず）であって、内部に回転可能に挿入可能な閉鎖プラグ（図示せず）によって閉鎖可能である孔を設けるのが好ましい。連続鋳造設備のメンテナンス作業では、閉鎖プラグのねじを緩めることによって、圧縮空気などのようなフラッシング媒体を供給し、噴き出すことによってローラの内部から冷却水を出し、メンテナンス作業を行いやすくすることができる。同様に、これらの閉鎖可能な孔を介して転がり軸受３に潤滑グリスを供給することができる。
【００５８】
図２に示す実施形態では、可変容積体２２が点線で示されている。これは、キャビティ１１のそれぞれの寸法によって、設けることができ、また、冷却剤の量を減らし、流れを誘導し、そして、流速を増す働きを有する。
【００５９】
グリスの供給は、軸受ブロックの底部および基部に配置された供給ラインを介して行い、転がり軸受に注油および／またはラビリンスシールを充填し、保護作用を強化することができる。
【００６０】
軸受ジャーナル部および孔に工具を嵌めて、ローラを組み込んだり、外したりすることができる。
【００６１】
好ましくは、軸受ブロックとローラ外側部材６の間に周方向に延在するラビリンスシール１９を設けて軸受３の領域への水や汚れの侵入を防止し、軸受の耐用年数の延長に寄与する。
【００６２】
インサート片（図示せず）を、締め付けねじを介して軸受ブロック１に釈放可能に取り付けることによって軸受ブロック１の外側に設けることができる。その結果、組み立てた状態で、メンテナンス作業を行うための、インサート片、特にシーリングユニットによって覆われた構成要素の外部からのアクセスは、その目的のために必要なローラ装置全体を取り外すことなく、締め付けねじを釈放し、さらにインサート片を取り外すことにより問題なく達成できる。インサート片は、心出し差し込み口として機能し、ローラ装置の組み立て時に、構成要素の互いの配置をしやすくする。
【００６３】
図２に示す本発明によるローラ装置の実施形態では、本発明によるローラ２は、軸受ブロック１のジャーナル部１ａ上の転がり軸受または滑り軸受３を介して両端に支持されており、軸受ブロック支持面からの垂直通路（図示せず）から始まる一側に、軸受ブロックキャビティ１ｂからの冷却剤の供給流が、充填体（図示せず）で部分的に充填可能な冷却剤キャビティ１１の中へ通路１３、モノシーリングユニット７、通路９、および通路１０を介して供給され、流入する量の流れの方向と速度を制御する。キャビティ１１内に流入する冷却剤は、ローラの反対側の対応する通路と構成要素を介して、通路１０、通路９、シーリングユニット７、通路１３、そして、冷却剤キャビティ１ｂそして、垂直通路（図示せず）を介して軸受ブロック支持面へと、逆の順番で排出される。好ましくは構造的に同一のインサート片と軸受ブロックを有するローラ装置の全体的な対称構造により、ローラ装置を横方向にひっくり返したような、逆流が可能となる。
【００６４】
図１および２からわかるように、本発明によるローラの設計構成と、ローラ装置に使用する軸受ブロックは、冷却剤搬送通路およびキャビティにより、封止要素と使用する軸受を同時に冷却してストランドに対向する表面からの放熱を最適とすることができる。このように、ローラ面の温度プロファイルが向上するため、誘導されたストランドの表面の質のレベルが高くなるとともにローラの耐用年数が向上する。よって、散水を使わずに、ストランドの案内が可能となる。
【００６５】
図３に示す本発明によるローラ装置の実施形態では、図２のローラ装置が、「延長」要素によって延長され、断面Ｘ字構成の中央軸受ブロック１４と、さらに本発明によるローラ２を備え、たとえば、ブルームの場合のような矩形の断面を有する幅広のストランド形式でも誘導可能である。中央軸受ブロック１４は、好ましくは、ストランド側に配置され、好ましくは中心が再分割されて、図３に示すような矢印で示した方向に流れる冷却剤を保持することができる冷却剤キャビティ１５を有する。ローラの幅とローラの数は所望のストランド形式によって異なるため、原則的に、ローラ装置には、三つ以上のローラを配置可能である。
【００６６】
図４に示すように、本発明によるストランド・ガイドユニットの実施形態では、原則的に図２に示す、四角い断面のストランドを誘導する幅狭のローラ外側部材を有する四つのローラ装置を一面に互いに直角に配置している。構造的に同一のローラインサート片５が互いに対して１８０°回転した状態でローラ外側部材６内に配置され、位置決めノーズ５ａが互いに向かって挿入可能となっている。ローラインサート片の相互の配置により、冷却剤がローラ外側部材６で封鎖された冷却剤キャビティ１１を最適な態様で流れ、それにより、熱が分散される。
【００６７】
軸受ブロック１のストランド６と支持面から離れた側が丸みを帯びた構成、あるいは、平板化／傾斜した構成７を有する軸受ブロックの構成により、ローラ装置を近い間隔で配設することができ、よって、ストランドの誘導を、各側で実質上その表面全体の上において行うことができる。軸受ブロックのそのような構成により、まず、四つすべてのローラ装置を一面に配設可能であり、現状の最先端技術で知られるように、対向して配設された一対のローラを、それらに対して直角に配置された一対のローラに対してある距離だけずらして配設する必要がなく、さらに／または、ストランドの外側の薄い皮が、内部の溶鋼静圧および／または軸受装置によって変形されるように一面に配置された場合、そして、軸受ブロックの不利な配置によって水の移送が過熱のために妨害される場合に、二つの対向して配設されたローラ対の長さを短くする必要もない。
【００６８】
言い換えると、このようなストランド・ガイドユニットを、現状で最先端技術とされる場合よりも互いに小さい間隔で設けることが可能であり、言い換えると、ストランドの誘導がより向上する。
【００６９】
ストランドの内部の流体部分が、磁界による誘導で回転せしめられる電磁ストランド撹拌機の技術では、撹拌機のコイルがストランドの表面にできるだけ近く配置することが重要である。その場合、スペースと耐用年数の理由で、上記のローラ装置が、必ず支持しなければならない大型のストランド形式用のストランド撹拌機の解決手段となる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
ダブルＴ字型断面のストランド外形１８の周りに一つの軸受ブロックのみを有する原則的に図２に示すような本発明によるローラ装置の実施形態に対し、図５に示すような本発明によるストランド・ガイドユニットの実施形態では、原則的に図１に示す、幅狭のローラ外側部材を有し、それぞれが二つの軸受ブロックを有するローラ装置を四つ、互いに対して一面に交互に配置している。このストランド形状では、本発明によるローラ装置により、ストランドの誘導と温度の改善ならびにガイドローラの耐用年数の向上が可能となる。さらに、ローラの冷却により、二次的な冷却水を必要とせず、ストランドの緩やかな冷却と鋳造が可能である。それぞれ軸受ブロックを一つのみ有する原則的に図１に示すような本発明によるローラ装置の実施形態は、その場合、外形の幅狭側を誘導し、支持する機能を有する。
【符号の説明】
【００７１】
１…軸受ブロックのジャーナル部１ａと軸受ブロックキャビティ１ｂを有する軸受ブロック、２…ローラ、３…転がり軸受、４…転がり軸受受容手段、５…位置決めノーズ５ａを有するローラインサート片、６…ローラ外側部材、７…キャリヤ７ａと摺動リング７ｂと、摺動リング７ｃと、弾性スリーブを有するフランジ７ｄを備えたシーリングユニット、８…サイフォン管、９…インサート片内の冷却剤通路、１０…周辺通路、１１…冷却剤キャビティ、１２…排出通路、１３…軸受ブロック内の通路、１４…中央軸受ブロック、１５…冷却剤キャビティ、１６…ビレットストランド、１７…軸受ブロックの丸みを帯びた部分、１８…ビームブランクストランド、１９…ラビリンスシール、２０…軸受用のグリス供給、２１…心出し差し込み口、２２…可変容積体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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