(57)【要約】【課題】メンテナンスが容易な連続鋳造設備のガイドロール冷却装置を提供する。【解決手段】冷却液供給源４０と、ガイドロール２の内部に形成されたロール内水路２０と、冷却液供給源４０とロール内水路２０とを接続するロータリージョイント５０とを備え、ロータリージョイント５０は、ガイドロール２の端部に突出して設けられロール内水路２０と接続する水路が形成されたロータ５１と、ロータ５１が挿入され冷却液供給源４０と接続する水路が形成されたケーシング５２とから構成される。ロータ５１がガイドロール２の端部に突出して設けられているので、ケーシング５２を取り外すことでロータ５１が露出し、ロータリージョイント５０のメンテナンスが容易にできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液供給源と、
ガイドロールの内部に形成されたロール内水路と、
前記冷却液供給源と前記ロール内水路とを接続するロータリージョイントと、を備え、
前記ロータリージョイントは、
前記ガイドロールの端部に突出して設けられ、前記ロール内水路と接続する水路が形成されたロータと、
前記ロータが挿入され、前記冷却液供給源と接続する水路が形成されたケーシングと、から構成される
ことを特徴とする連続鋳造設備のガイドロール冷却装置。
【請求項２】
前記ロータの外周面に、前記ケーシングに対して回転褶動するスリーブが取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の連続鋳造設備のガイドロール冷却装置。
【請求項３】
前記ケーシングは、前記ガイドロールの端部を軸支する軸受に取り付けられたリテーナの内部に形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の連続鋳造設備のガイドロール冷却装置。
【請求項４】
前記リテーナの内部に、前記ケーシングと前記冷却液供給源とを接続する水路が形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の連続鋳造設備のガイドロール冷却装置。
【請求項５】
前記ロータには、前記ロール内水路に挿入されるサイフォン管が取り付けられており、
該サイフォン管は、前記ロール内水路の終端部近傍まで達する寸法を有している
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の連続鋳造設備のガイドロール冷却装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５記載のガイドロール冷却装置が備えられた
ことを特徴とする連続鋳造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造設備のガイドロール冷却装置に関する。さらに詳しくは、連続鋳造設備に用いられるガイドロールの内部に冷却液を循環させて冷却する連続鋳造設備のガイドロール冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造設備においては、モールドの下方に多数のセグメントが湾曲して配置されており、セグメントには鋳片を上下から挟んでガイドするためのガイドロールが設けられている。このガイドロールは鋳片の熱が伝達されて高温になるため、ガイドロールの内部に冷却液を循環させて冷却するガイドロール冷却装置が設けられる。
【０００３】
従来のガイドロール冷却装置は、冷却液供給源とガイドロールとがロータリージョイントを介して接続されており、そのロータリージョイントはガイドロールの端部の外部に露出して取り付けられていた。また、ロータリージョイントと冷却液供給源とは外部に露出したパイプまたはホースで接続されていた。
このパイプやホースは、狭い空間内に集中して配置されるためスケールが溜まりやすい。そのため、露出したロータリージョイントやパイプ、ホースが、スケールが落下して付着し、堆積することにより損傷することがあった。ロータリージョイントやパイプ、ホースが損傷するとセグメント交換をする必要があるため、鋳造を停止しなければならず、ランニングコストがかかるという問題があった。
【０００４】
一方、特許文献１には、ロータリージョイントをリテーナで覆い、パイプレスにする技術が公開されている。この従来技術によれば、ロータリージョイントやパイプ、ホースがスケールで損傷することがなく、ロータリージョイントを長寿命化でき、ランニングコストを抑えることができる。
【０００５】
しかし、上記従来のガイドロール冷却装置は、ロータリージョイントがガイドロールの内部に挿入された構造であるため、ガイドロールの内部に設けられた部材を交換することが困難であるなど、メンテナンスが困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００９−５１３３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、メンテナンスが容易な連続鋳造設備のガイドロール冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の連続鋳造設備のガイドロール冷却装置は、冷却液供給源と、ガイドロールの内部に形成されたロール内水路と、前記冷却液供給源と前記ロール内水路とを接続するロータリージョイントと、を備え、前記ロータリージョイントは、前記ガイドロールの端部に突出して設けられ、前記ロール内水路と接続する水路が形成されたロータと、前記ロータが挿入され、前記冷却液供給源と接続する水路が形成されたケーシングと、から構成されることを特徴とする。
第２発明の連続鋳造設備のガイドロール冷却装置は、第１発明において、前記ロータの外周面に、前記ケーシングに対して回転褶動するスリーブが取り付けられていることを特徴とする。
第３発明の連続鋳造設備のガイドロール冷却装置は、第１または第２発明において、前記ケーシングは、前記ガイドロールの端部を軸支する軸受に取り付けられたリテーナの内部に形成されていることを特徴とする。
第４発明の連続鋳造設備のガイドロール冷却装置は、第３発明において、前記リテーナの内部に、前記ケーシングと前記冷却液供給源とを接続する水路が形成されていることを特徴とする。
第５発明の連続鋳造設備のガイドロール冷却装置は、第１、第２、第３または第４発明において、前記ロータには、前記ロール内水路に挿入されるサイフォン管が取り付けられており、該サイフォン管は、前記ロール内水路の終端部近傍まで達する寸法を有していることを特徴とする。
第６発明の連続鋳造設備は、第１、第２、第３、第４または第５発明のガイドロール冷却装置が備えられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、ロータがガイドロールの端部に突出して設けられているので、ケーシングを取り外すことでロータが露出し、ロータリージョイントのメンテナンスが容易にできる。
第２発明によれば、ロータの外周面にスリーブが取り付けられているので、ロータの摩耗を防止でき、ロータリージョイントを長寿命化できる。また、スリーブは容易に交換できるので、ロータリージョイントのメンテナンスが容易にできる。
第３発明によれば、ケーシングがリテーナの内部に形成されているので、スケールからケーシングを保護することができ、ロータリージョイントを長寿命化できる。
第４発明によれば、水路がリテーナの内部に形成されておりパイプレスであるので、スケールによりパイプやホースが損傷することがなく、ガイドロール冷却装置を長寿命化できる。
第５発明によれば、サイフォン管がロール内水路の終端部近傍まで達する寸法を有しているので、冷却液をガイドロールの全長に渡って循環させることができ、ガイドロールを効率よく冷却することができる。
第６発明によれば、ロータがガイドロールの端部に突出して設けられているので、ケーシングを取り外すことでロータが露出し、ロータリージョイントのメンテナンスが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガイドロール冷却装置の正面図である。
【図２】同ガイドロール冷却装置のロータリージョイント部分の拡大図である。
【図３】同ガイドロール冷却装置の側面図である。
【図４】他の実施形態に係るガイドロール冷却装置のロータリージョイント部分の拡大図である。
【図５】連続鋳造設備のストランドの（ａ）側面図、（ｂ）正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
連続鋳造設備においては、モールドの下方に図５（ａ）に示すようなセグメント１が多数湾曲して配置されており、セグメント１には鋳片Ｓを上下から挟んでガイドするためのガイドロール２が設けられている。
ガイドロール２には、回転駆動源が連結された駆動ロールと、駆動ロールにより搬送される鋳片に従って回転する従動ロールとがある。また、従動ロールには、鋳片Ｓの幅方向に複数本並べて配置される分割ロール（図５（ｂ）参照）と、鋳片Ｓの幅方向に１本のみ配置される非分割ロールとがある。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るガイドロール冷却装置Ａは、上記のうち、分割ロールであるガイドロール２を冷却するものである。
図５（ｂ）に示すように、セグメント１のセグメントフレーム１０には、その幅方向の両端に端部軸受１１、１１が固定されており、その幅方向の中間に中間軸受１２、１２が固定されている。ガイドロール２は、その両端が端部軸受１１および中間軸受１２に軸支されている。
【００１３】
図１に示すように、ガイドロール２の内部には、その中心軸にロール内水路２０が形成されている。ロール内水路２０は、ガイドロール２の全長に渡って形成されており、端部軸受１１に軸支された方のガイドロール端部に開口し、中間軸受１２に軸支された方のガイドロール端部側が閉塞して袋状となっている。以下、ロール内水路２０の開口した端部を始端部２１と称し、閉塞した端部を終端部２２と称する。
【００１４】
ロール内水路２０の内部にはサイフォン管３０が挿入されている。このサイフォン管３０はロール内水路２０の全長に渡る寸法を有しており、一端がロール内水路２０の始端部２１に位置し、他端がロール内水路２０の終端部２２まで達している。サイフォン管３０には、終端部２２側に連通孔３１が形成されている。また、サイフォン管３０の外周面とロール内水路２０の内周面との間には、支持部材３２が所定位置に取り付けられており、ロール内水路２０に対してサイフォン管３０が固定されている。なお、支持部材３２はロール内水路２０を閉塞しない形状となっている。
【００１５】
このサイフォン管３０によりロール内水路２０が同心円状の２層の水路に分割されている。そのため、始端部２１側からサイフォン管３０の内部に冷却液を流入させれば、その冷却液が終端部２２側の連通孔３１からサイフォン管３０の外部に排出され、サイフォン管３０の外側を通って始端部２１側から排出される。このように、ロール内水路２０に冷却液を循環させることで、ガイドロール２を冷却することができる。
【００１６】
セグメント１には冷却液供給源４０が接続されており、冷却液供給源４０とロール内水路２０とは、ロータリージョイント５０を介して接続されている。そして、冷却液供給源４０から供給された冷却液がロール内水路２０を循環し、ロール内水路２０から排出された冷却液は再び冷却液供給源４０に戻されるようになっている。
なお、冷却液供給源４０としては、例えば熱交換器が用いられる。また、冷却液としては、例えば冷却水が用いられる。
【００１７】
図２に示すように、ロータリージョイント５０は、主に、ロール内水路２０の始端部２１に取り付けられたロータ５１と、そのロータ５１が挿入されるケーシング５２とから構成されている。
ロータ５１の外周には、一方の端部寄りにフランジ５１ｆが形成されている。そして、ロータ５１は、その一端を始端部２１の内部に挿入し、フランジ５１ｆをガイドロール２の端部に当接させてボルトで固定されている。そのため、ロータ５１は、ガイドロール２の端部に突出して設けられている。
【００１８】
また、ロータ５１の内部には、ケーシング５２側（図２における左側）にサイフォン管３０と同径の円筒状の孔５１ａが形成されており、ガイドロール２側（図２における右側）にサイフォン管３０よりも大径の円筒状の孔５１ｂが形成されている。そして、サイフォン管３０の一端が孔５１ａ、５１ｂの内部に挿入され孔５１ａの内壁に固定されている。また、ロータ５１には、その外周面と孔５１ｂとを連通させる排液孔５１ｃが形成されている。これら孔５１ａ、５１ｂおよび排液孔５１ｃが、ロール内水路２０と接続する水路となっており、ロータ５１のケーシング５２側の端部はサイフォン管３０の内部に接続しており、ロータ５１の外周面の排液孔５１ｃはサイフォン管３０の外部に接続している。
【００１９】
ロータ５１の外周面には、スリーブ５３がロータ５１に対して回転しないように取り付けられている。また、スリーブ５３には、ロータ５１の排液孔５１ｃと同位置に孔が形成されており、排液孔５１ｃを閉塞しないようになっている。
【００２０】
なお、サイフォン管３０はロータ５１およびガイドロール２に固定されているため、ロータ５１およびガイドロール２と一体となって回転するようになっている。
また、ロータ５１とガイドロール２、サイフォン管３０およびスリーブ５３との各接触面にはＯリングが嵌めこまれており、液密となっている。
【００２１】
ガイドロール２の端部を軸支する端部軸受１１には第１リテーナ５４がボルトで固定されており、その第１リテーナ５４には第２リテーナ５５がボルトで固定されている。この第１、第２リテーナ５４、５５の内部には、ロータ５１が挿入される穴が形成されており、この穴がケーシング５２となっている。すなわち、ケーシング５２は、第１、第２リテーナ５４、５５の内部に形成されている。
【００２２】
より詳細には、第１リテーナ５４にはスリーブ５３の外径と同径の貫通穴が形成されており、その貫通穴にロータ５１およびスリーブ５３が挿入されている。この第１リテーナ５４は、排液孔５１ｃよりガイドロール２側でスリーブ５３と接触している。
【００２３】
一方、第２リテーナ５５には、スリーブ５３の外径と同径の有底穴が形成されており、その有底穴にロータ５１およびスリーブ５３が挿入されている。第２リテーナ５５に形成された有底穴の底部５２ａには、ロータ５１の端部が位置しており、底部５２ａとサイフォン管３０の内部とが接続されている。また、第２リテーナ５５には、排液孔５１ｃと対向する位置に溝５２ｂが形成されている。溝５２ｂは環状に形成されており、ロータ５１が回転しても常に排液孔５１ｃと溝５２ｂとが接続するようになっている。第２リテーナ５５は、排液孔５１ｃよりケーシング５２側でスリーブ５３と接触しており、底部５２ａと溝５２ｂとが分離されている。
【００２４】
なお、スリーブ５３と第１、第２リテーナ５４、５５との各接触面にはＸリングが嵌めこまれており、ケーシング５２に対してスリーブ５３が回転褶動でき、かつ液密になっている。
【００２５】
このように、ケーシング５２が第１、第２リテーナ５４、５５の内部に形成されているので、連続鋳造設備で発生するスケールからケーシング５２を保護することができ、ロータリージョイント５０を長寿命化できる。
【００２６】
以上のように、ロータリージョイント５０は、ロータ５１がガイドロール２の端部に突出して設けられているので、第１、第２リテーナ５４、５５からなるケーシング５２を取り外すことでロータ５１が露出する。そのため、ロータ５１の掃除など、ロータリージョイント５０のメンテナンスが容易にできる。
また、ロータ５１が突出しているため、第１、第２リテーナ５４、５５を取り付ける際に、隙間が確認でき位置合わせが行いやすい。そのため、取り付け時のシール損傷などを防止でき、メンテナンス時間も短縮できる。
また、ガイドロール２の内部に複雑な部材が挿入されないので、径の小さいガイドロール２にも適用することができる。
【００２７】
さらに、ロータ５１の外周面にスリーブ５３が取り付けられているので、スリーブ５３が摩耗することで、ロータ５１の摩耗を防止でき、ロータリージョイント５０を長寿命化できる。また、スリーブ５３は容易に交換できるので、ロータリージョイント５０のメンテナンスが容易にできる。
【００２８】
図１および図３に示すように、セグメントフレーム１０、端部軸受１１および第２リテーナ５５の内部には、冷却液供給源４０の給液側に接続する給水路６１と、排液側に接続する排水路６２が形成されている。そして、第２リテーナ５５の内部において、給水路６１は底部５２ａに接続し、排水路６２は溝５２ｂに接続している。そのため、ロータリージョイント５０の底部５２ａおよび溝５２ｂは冷却液供給源４０と接続されている。
以上のような構成であるから、ロータリージョイント５０を介して、給水路６１とサイフォン管３０の内部とが回転可能に接続され、排水路６２とサイフォン管３０の外部とが回転可能に接続される。
【００２９】
このように、給水路６１および排水路６２がセグメントフレーム１０、端部軸受１１および第２リテーナ５５の内部に形成されておりパイプレスであるので、スケールによりパイプやホースが損傷することがなく、ガイドロール冷却装置Ａを長寿命化できる。
【００３０】
ガイドロール冷却装置Ａによるガイドロール２の冷却は以下のように行われる。
冷却液供給源４０から供給される冷却液は、給水路６１を通りロータリージョイント５０に導かれる。ロータリージョイント５０に導かれた冷却液は、給水路６１に接続された底部５２ａを通って、サイフォン管３０の内部に供給される。冷却液は、サイフォン管３０の内部を始端部２１側から終端部２２側に流れ、連通孔３１からサイフォン管３０の外部に排出される。そして、冷却液はサイフォン管３０の外部を終端部２２側から始端部２１側に流れつつ、ガイドロール２の熱を吸収していく。ここで、サイフォン管３０はロール内水路２０の終端部まで達しているので、冷却液をガイドロール２の全長に渡って循環させることができ、ガイドロール２を効率よく冷却することができる。
【００３１】
ロータリージョイント５０に戻ってきた冷却液は、ロータ５１の孔５１ｂおよび排液孔５１ｃを通り（図２参照）、溝５２ｂを通って、排水路６２に排出される。そして、冷却水は排水路６２を通って冷却液供給源４０に戻される。
【００３２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るガイドロール冷却装置Ｂは、非分割ロールであるガイドロール２を冷却するものである。
非分割ロールの場合、その両端が端部軸受１１、１１で軸支されており、内部には両端を連通する一本のロール内水路２０が形成されている。そして、ロール内水路２０の一端から冷却液を流入させ、他端から排出することで冷却が行われる。そのため、非分割ロールの両端に取り付けられるロータリージョイントには、給水路６１または排水路６２の一方が接続されるものが用いられる。以下、給水路６１が接続されるロータリージョイントについて説明する。
【００３３】
図４に示すように、ロータリージョイント７０は、主に、ロール内水路２０の一端に取り付けられたロータ７１と、そのロータ７１が挿入されるケーシング７２とから構成されている。
ロータ７１の外周には、一方の端部寄りにフランジ７１ｆが形成されている。そして、ロータ７１は、その一端をロール内水路２０の端部の内部に挿入し、フランジ７１ｆをガイドロール２の端部に当接させてボルトで固定されている。そのため、ロータ７１は、ガイドロール２の端部に突出して設けられている。
【００３４】
また、ロータ７１の内部には、両端を連通する円筒状の孔７１ａが形成されている。この孔７１ａはロール内水路２０と接続する水路となっている。
また、ロータ７１の外周面には、スリーブ７３がロータ７１に対して回転しないように取り付けられている。
なお、ロータ７１とガイドロール２およびスリーブ７３との各接触面にはＯリングが嵌めこまれており、液密となっている。
【００３５】
ガイドロール２の端部を軸支する端部軸受１１には第１リテーナ７４がボルトで固定されており、その第１リテーナ７４には第２リテーナ７５がボルトで固定されている。この第１、第２リテーナ７４、７５の内部には、ロータ７１が挿入される穴が形成されており、この穴がケーシング７２となっている。すなわち、ケーシング７２は、第１、第２リテーナ７４、７５の内部に形成されている。
【００３６】
より詳細には、第１リテーナ７４にはスリーブ７３の外径と同径の貫通穴が形成されており、その貫通穴にロータ７１およびスリーブ７３が挿入されている。
一方、第２リテーナ５には、スリーブ７３の外径より大径の有底穴が形成されている。第２リテーナ７５に形成された有底穴の底部７２ａには、ロータ７１の端部が位置しており、底部７２ａとロータ７１の孔７１ａとが接続されている。
なお、スリーブ７３と第１リテーナ７４との接触面にはＸリングが嵌めこまれており、ケーシング７２に対してスリーブ７３が回転褶動でき、かつ液密になっている。
【００３７】
以上のように、ロータリージョイント７０は、ロータ７１がガイドロール２の端部に突出して設けられているので、第１、第２リテーナ７４、７５からなるケーシング７２を取り外すことでロータ７１が露出する。そのため、ロータ７１の掃除など、ロータリージョイント７０のメンテナンスが容易にできる。
また、ロータ７１が突出しているため、第１、第２リテーナ７４、７５を取り付ける際に、隙間が確認でき位置合わせが行いやすい。そのため、取り付け時のシール損傷などを防止でき、メンテナンス時間も短縮できる。
また、ガイドロール２の内部に複雑な部材が挿入されないので、径の小さいガイドロール２にも適用することができる。
【００３８】
さらに、ロータ７１の外周面にスリーブ７３が取り付けられているので、スリーブ７３が摩耗することで、ロータ７１の摩耗を防止でき、ロータリージョイント７０を長寿命化できる。また、スリーブ７３は容易に交換できるので、ロータリージョイント７０のメンテナンスが容易にできる。
【００３９】
上記構成のロータリージョイント７０は、ガイドロール２の両端に取り付けられる。そして、一方のロータリージョイント７０の底部７２ａには、セグメントフレーム１０、端部軸受１１および第２リテーナ７５の内部に形成された給水路６１に接続され、他方のロータリージョイント７０の底部７２ａには、セグメントフレーム１０、端部軸受１１および第２リテーナ７５の内部に形成された排水路６２に接続される。
以上のような構成であるから、ロータリージョイント７０を介して、ロール内水路２０と給水路６１および排水路６２とが回転可能に接続される。
【００４０】
ガイドロール冷却装置Ｂによるガイドロール２の冷却は以下のように行われる。
冷却液供給源４０から供給される冷却液は、給水路６１を通り一方のロータリージョイント７０に導かれる。ロータリージョイント７０に導かれた冷却液は、給水路６１に接続された底部７２ａおよび孔７１ａを通って、ロール内水路２０に供給される。冷却液は、ロール内水路２０を一端から他端に向かって流れつつ、ガイドロール２の熱を吸収していく。他方のロータリージョイント７０に戻ってきた冷却液は、孔７１ｂおよび底部７２ａを通って、排水路６２に排出される。そして、冷却水は排水路６２を通って冷却液供給源４０に戻される。
【００４１】
（その他の実施形態）
駆動ロールには、その一端に回転駆動源が接続されるため、内部には分割ロールと同様な袋状のロール内水路が形成されている。そして、回転駆動源が接続されていない方の端部に給水路６１および排水路６２が接続される。そのため、駆動ロールには、第１実施形態のロータリージョイント５０が取り付けられる。その他の構成も第１実施形態と同様である。
【００４２】
また、ロータ５１、７１の外周面にスリーブ５３、７３が取り付けられているが、このスリーブ５３、５７を取り付けず、ロータ５１、７１がケーシング５２、７２に対して直接回転褶動するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１    セグメント
２    ガイドロール
１０  セグメントフレーム
１１  端部軸受
１２  中間軸受
２０  ロール内水路
３０  サイフォン管
４０  冷却液供給源
５０  ロータリージョイント
５１  ロータ
５２  ケーシング
５３  スリーブ
５４  第１リテーナ
５５  第２リテーナ
６１  給水路
６２  排水路
【図１】
2013103254.tif 000003
【図２】
2013103254.tif 000004
【図３】
2013103254.tif 000005
【図４】
2013103254.tif 000006
【図５】
2013103254.tif 000007