JPH0428766B2 - - Google Patents
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- JPH0428766B2 JPH0428766B2 JP59005682A JP568284A JPH0428766B2 JP H0428766 B2 JPH0428766 B2 JP H0428766B2 JP 59005682 A JP59005682 A JP 59005682A JP 568284 A JP568284 A JP 568284A JP H0428766 B2 JPH0428766 B2 JP H0428766B2
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- support roll
- roll
- sleeve
- heat
- resistant
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G39/00—Rollers, e.g. drive rollers, or arrangements thereof incorporated in roller-ways or other types of mechanical conveyors
- B65G39/02—Adaptations of individual rollers and supports therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G39/00—Rollers, e.g. drive rollers, or arrangements thereof incorporated in roller-ways or other types of mechanical conveyors
- B65G39/02—Adaptations of individual rollers and supports therefor
- B65G39/07—Other adaptations of sleeves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects
- F27D3/026—Skids or tracks for heavy objects transport or conveyor rolls for furnaces; roller rails
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の分野)
本発明は、加熱炉や熱処理炉等における被加熱
材料、例えば鋼板の装入、移動、搬出用等に用い
られる耐熱ロールに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of the Invention) The present invention relates to a heat-resistant roll used for charging, moving, and unloading materials to be heated, such as steel plates, in heating furnaces, heat treatment furnaces, and the like.
(従来技術)
加熱炉や熱処理炉例えば、溶融亜鉛メツキに先
立つて行われる還元処理用の還元炉、電磁鋼板の
連続焼鈍炉あるいはステンレス鋼板の焼鈍酸洗炉
等に配置された被加熱材料の装入用、炉内移動用
あるいは搬出用(以下、単に“移送”あるいは
“移送用”という)のロールは一般に500〜1300℃
の加熱雰囲気にさらされるため耐熱性を有するロ
ールが用いられている。以下、これを耐熱ロール
と称する。(Prior art) A heating furnace or a heat treatment furnace, for example, a reduction furnace for reduction treatment performed prior to hot-dip galvanizing, a continuous annealing furnace for electrical steel sheets, an annealing and pickling furnace for stainless steel sheets, etc. Rolls for use, movement within the furnace, or export (hereinafter simply referred to as "transfer" or "transfer") are generally kept at a temperature of 500 to 1300℃.
Rolls with heat resistance are used because they are exposed to a heated atmosphere. Hereinafter, this will be referred to as a heat-resistant roll.
耐熱ロールは、従来、Ni−Cr系あるいはCo−
Cr系等の耐熱合金で作られたものやあるいはサ
ポートロールの外周面にアルミナ、ジルコニア等
のセラミツク材料を溶射したものが使用されてき
た。耐熱鋼ロールの場合、使用時にロール表面に
被加熱材料からの付着物が融着堆積し(これをビ
ルドアツプという)、これが被加熱材料の表面に
押込み疵を発生させるという問題があつた。セラ
ミツク材料を溶射したものはそのような問題がな
いが、溶射層の剥離などがみられ耐用寿命が2〜
3ケ月と短いばかりでなく、一旦溶射層の剥離が
みられると露出した地に異物が付着し、そこより
押込み疵が発生してしまうなどの問題がみられ
る。 Conventionally, heat-resistant rolls are made of Ni-Cr or Co-
Support rolls made of heat-resistant alloys such as Cr-based ones, or those with ceramic materials such as alumina or zirconia sprayed on the outer peripheral surface of the support rolls have been used. In the case of heat-resistant steel rolls, there is a problem in that deposits from the material to be heated are fused and deposited on the surface of the roll during use (this is called build-up), and this causes indentation scratches on the surface of the material to be heated. Products sprayed with ceramic materials do not have such problems, but peeling of the sprayed layer is observed and the service life is 2 to 30 minutes.
Not only is it a short period of three months, but once the sprayed layer peels off, foreign matter can adhere to the exposed surface, causing indentation defects and other problems.
近年に至り、上述のような問題の解決をはかる
ものとしてセラミツク材料を成形、焼結して製造
したセラミツク製スリーブ(以下単にセラミツク
スリーブという)をキーやピン等でサポートロー
ルに装着、固定させて、前記サポートロールとス
リーブとを一体的に構成して、軌動回転(つま
り、ロール外周速度と被加熱材料の搬送速度が同
期した回転)させるようにした耐熱ロールが提案
されてきた。そしてかかるセラミツク材料として
は多くのものが提案されており、例えばアルミ
ナ、炭化硅素、シリカ等がある。 In recent years, in order to solve the above-mentioned problems, ceramic sleeves (hereinafter simply referred to as ceramic sleeves) manufactured by molding and sintering ceramic materials have been attached and fixed to support rolls with keys, pins, etc. A heat-resistant roll has been proposed in which the support roll and the sleeve are integrally configured to orbitally rotate (that is, rotation in which the peripheral speed of the roll and the conveyance speed of the material to be heated are synchronized). Many ceramic materials have been proposed, including alumina, silicon carbide, and silica.
しかしながら、かかるセラミツクスリーブは最
初に提案されてからすでに10年以上も経つている
にもかかわらず、セラミツク材の機械的強度不
足、金属製ロール本体との熱膨張率差によるひび
割れおよび剥離がみられること、熱衝撃に弱いこ
と等の欠点があり、未だ本格的に実用化されるに
至つていない。すなわち、セラミツクスリーブを
サポートロールに一体的に外嵌装した上述のよう
な耐熱ロールでは、サポートロールとスリーブと
の熱膨張差により、軸撓みが生じ、しかも前記ス
リーブがセラミツク等の割損し易い材料で構成さ
れているため、該スリーブが損傷を受けてしま
い、使用不能となる。またサポートロールにセラ
ミツクスリーブを外嵌装してそれらをキー、ピン
等で固定させた場合は、回転時の衝撃により、キ
ー孔およびピン孔の近傍でクラツクが発生し該ス
リーブが損傷を受けてしまう。 However, although it has already been more than 10 years since such ceramic sleeves were first proposed, cracks and peeling have been observed due to the lack of mechanical strength of the ceramic material and the difference in thermal expansion coefficient with the metal roll body. However, it has drawbacks such as being susceptible to heat shock and has not yet been put into practical use. That is, in the heat-resistant roll described above in which a ceramic sleeve is integrally fitted onto the support roll, axial deflection occurs due to the difference in thermal expansion between the support roll and the sleeve, and the sleeve is made of a material such as ceramic that is easily broken. As a result, the sleeve is damaged and becomes unusable. In addition, if a ceramic sleeve is fitted onto the support roll and fixed with keys, pins, etc., cracks may occur near the key hole and pin hole due to the impact during rotation, and the sleeve may be damaged. Put it away.
例えば、特公昭55−51007号にはサポートロー
ルおよびその外周面に形成した溶融シリカの多孔
性スリーブから成る耐熱ロールが開示されてい
る。しかしながらサポートロールとスリーブとは
キーみぞを介して一体的に結合され1つのユニツ
トとして作動するようになつている。そのためこ
のキーみぞの部分からの亀裂の発生は免れず、セ
ラミツクスリーブのもつ利点に加えて溶融シリカ
スリーブのもつ多くの利点にもかかわらず、未だ
実用化されるに至つていない。 For example, Japanese Patent Publication No. 55-51007 discloses a heat-resistant roll comprising a support roll and a porous sleeve of fused silica formed on the outer peripheral surface of the support roll. However, the support roll and sleeve are integrally connected via a keyway so that they operate as one unit. Therefore, cracks are inevitably generated from the key groove portion, and despite the many advantages of fused silica sleeves in addition to the advantages of ceramic sleeves, they have not yet been put into practical use.
一方、特公昭55−48086号にあつても、同様に、
サポートロールとこれに外嵌装固定されたセラミ
ツクスリーブとから構成された耐熱ロールが開示
されているが、これはいわゆるフアインセラミツ
クと呼ばれている平均粒径5〜10μmの粉末の焼
結体を利用することにより1500〜1600℃という高
温度での使用に耐えるようにしているのであつ
て、そしてそのときの熱膨張はセラミツクスリー
ブをロール軸方向に複数に分割するとともに末端
部にクリアラスを設けることおよび同じくサポー
トロールとスリーブとの間に円周方向に沿つて全
周にわたつて一定のクリアランスを設けることに
より吸収しているのである。特にサポートロール
の径方向の熱変形あるいは撓みを吸収するために
ロール上側面においても上述のような一定のクリ
アランスを設けることは不可欠である。 On the other hand, in the case of Special Publication No. 55-48086, similarly,
A heat-resistant roll composed of a support roll and a ceramic sleeve externally fitted and fixed to the support roll is disclosed, but this is a sintered body of powder with an average particle size of 5 to 10 μm, so-called fine ceramic. The ceramic sleeve is divided into multiple parts in the direction of the roll axis and a clear lath is provided at the end to cope with thermal expansion. This is also absorbed by providing a constant clearance along the entire circumference between the support roll and the sleeve. In particular, in order to absorb thermal deformation or deflection in the radial direction of the support roll, it is essential to provide a certain clearance as described above also on the upper surface of the roll.
しかしながら、そのような構成は実際上は実現
困難となり、いたずらに複雑な構造を採用する結
果となり、これも実用的とは云えない。 However, such a configuration is difficult to realize in practice, resulting in the adoption of an unnecessarily complicated structure, which is also not practical.
(発明の要約)
本発明の目的とするところは、上述のようなセ
ラミツクスリーブの欠点を解消して実用化を可能
とする耐熱ロールを提供することである。(Summary of the Invention) An object of the present invention is to provide a heat-resistant roll that can be put to practical use by eliminating the above-mentioned drawbacks of ceramic sleeves.
本発明の別の目的は、極めて簡単な構造である
にもかかわらず、従来のいずれのものと比較して
もすぐれた性能を発揮できる耐熱ロールを提供す
ることである。 Another object of the present invention is to provide a heat-resistant roll that, despite its extremely simple structure, can exhibit superior performance compared to any conventional roll.
本発明のさらに別の目的は、溶融亜鉛メツキに
先立つて行われる還元処理用の還元炉、電磁鋼板
等の連続焼鈍炉あるいはステンレス鋼板の焼鈍酸
洗炉における移送用ロールとして特に適する耐熱
ロールを提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a heat-resistant roll that is particularly suitable as a transfer roll in a reduction furnace for reduction treatment performed prior to hot-dip galvanizing, a continuous annealing furnace for electrical steel sheets, etc., or an annealing and pickling furnace for stainless steel sheets. It is to be.
これまでいくつか提案されているものがいずれ
もサポートロールとセラミツクスリーブとをキー
止めあるいはピン止め等によつて両者を一体的に
構成しているため、例えば本発明者らの実験結果
では、キー止めのときには回転時キー孔近傍が欠
損すること、さらにピン止めのときにはピン孔の
亀裂が顕著になることから多くの場合数日で使用
不能となつてしまう。そこでこれらの点に着目し
て各種の実験を重ねたところ、その解決は極めて
困難であることを知り、むしろ、そのような固定
手段を設けずともサポートロールからセラミツク
スリーブへ十分に回転力を伝え得る手段がある筈
であるとして研究・開発を続けたところ、従来の
技術常識からは全く反することであるが、サポー
トロールにセラミツクスリーブを遊嵌するだけで
十分であることを見い出して本発明を完成したの
である。ここに「遊嵌」はいわゆる遊び(クリア
ランス)をもつて嵌装すること、つまりルーズに
はめ込むことである。 In all of the several products proposed so far, the support roll and the ceramic sleeve are integrally configured by locking them together with a key or a pin. When it is stopped, the vicinity of the key hole is damaged during rotation, and when it is pinned, cracks in the pin hole become noticeable, so in many cases it becomes unusable within a few days. After conducting various experiments focusing on these points, we found that it was extremely difficult to solve the problem.In fact, we found that the rotational force could be sufficiently transmitted from the support roll to the ceramic sleeve without providing such a fixing means. As we continued our research and development thinking that there must be a way to obtain this, we discovered that it was sufficient to loosely fit a ceramic sleeve onto the support roll, which is completely contrary to conventional technical common sense, and we developed the present invention. It was completed. Here, ``play fit'' refers to fitting with so-called play (clearance), that is, fitting loosely.
セラミツク材料は前述のように機械的強度が十
分でないことからそのように「遊嵌」した場合に
割損等が予想されるばかりでなく、単に「遊嵌」
しただけではサポートロールの回転力がセラミツ
クスリーブに伝達されないか、あるいはたとえそ
れが伝達されたとしてもすべりがなくスムースに
セラミツクスリーブの回転として伝えられないの
ではないか等が予想されたのであつた。 As mentioned above, ceramic materials do not have sufficient mechanical strength, so if they are loosely fitted, they are not only expected to cause breakage, but also because they are simply loosely fitted.
It was predicted that the rotational force of the support roll would not be transmitted to the ceramic sleeve by simply doing so, or even if it were transmitted, it would not be transmitted smoothly as rotation of the ceramic sleeve without slipping. .
しかしながら、実際に本発明によればそのよう
な予想からは全く反するすぐれた結果が得られる
ことが分かつた。 However, it has been found that according to the present invention, excellent results can be obtained which are completely contrary to such expectations.
すなわち、本発明はサポートロールと該サポー
トロールに外嵌装したセラミツクスリーブとから
成る耐熱ロールであつて、前記サポートロールが
軸方向および径方向への最大熱膨張を示すときに
もなお前記セラミツクスリーブが遊嵌状に装着さ
れるように構成したことを特徴とする耐熱ロール
である。 That is, the present invention provides a heat-resistant roll comprising a support roll and a ceramic sleeve externally fitted on the support roll, wherein even when the support roll exhibits maximum thermal expansion in the axial and radial directions, the ceramic sleeve remains This is a heat-resistant roll characterized in that it is configured such that it is installed in a loosely fitted manner.
本発明にあつて、回転するサポートロールの回
転力を円滑に外側のセラミツクスリーブに伝える
には、両者の接触面の少なくとも一方、例えばセ
ラミツクスリーブの内周面の適当な粗さに仕上げ
る。そのときの表面粗度はRmax≧25μmとする
ことで十分である。より好ましくは、両方の接触
面、つまりスリーブ内周面とサポートロール外周
面との両者を上述のような表面粗度に仕上げる。 In the present invention, in order to smoothly transmit the rotational force of the rotating support roll to the outer ceramic sleeve, at least one of the contact surfaces between the two, for example, the inner circumferential surface of the ceramic sleeve, is finished to an appropriate roughness. At that time, it is sufficient that the surface roughness is Rmax≧25 μm. More preferably, both contact surfaces, that is, the inner circumferential surface of the sleeve and the outer circumferential surface of the support roll, are finished to the above-mentioned surface roughness.
この点に関し、従来にあつてもセラミツクスリ
ーブとロールとの摩擦力によつてロールの回転力
をスリーブに伝えるというアイデアは提案されて
いるが、単にそれだけではスリーブ内表面が直ち
に摩耗してしまい、回転力の伝達が不能となつて
しまう。しかしながら、本発明によれば、予想外
にも表面粗度をむしろ著しく高めることによつて
表面の摩耗がみられなくなり、長時間にわたつて
回転力の伝達が確保できるのである。 Regarding this point, the idea of transmitting the rotational force of the roll to the sleeve by the frictional force between the ceramic sleeve and the roll has been proposed in the past, but this alone would cause the inner surface of the sleeve to wear out immediately. Transmission of rotational force becomes impossible. However, according to the present invention, unexpectedly, by significantly increasing the surface roughness, surface wear is no longer observed, and rotational force transmission can be ensured over a long period of time.
一般にはセラミツクスリーブとしてその材質は
制限されないが、前述のような加熱炉および熱処
理炉での用途を考慮すれば、上述のセラミツクス
リーブは溶融シリカ(fused silica)から構成す
るのが好ましい。 Generally, the material of the ceramic sleeve is not limited, but in consideration of its use in the heating furnace and heat treatment furnace as described above, it is preferable that the ceramic sleeve is made of fused silica.
なお、セラミツクスリーブは適宜セラミツク粉
末を成形、焼結して製造する。例えば、溶融シリ
カから構成する場合、溶融シリカ粉末に適宜バイ
ンダーを加えて成形し、焼結する。 Note that the ceramic sleeve is manufactured by appropriately molding and sintering ceramic powder. For example, when it is made of fused silica, an appropriate binder is added to fused silica powder, molded, and sintered.
本発明にあつてはスリーブをサポートロールの
外側に遊嵌する結果として、両者の間には常に一
定のクリアランス(間隙)がみられ、かかるクリ
アランスによつてサポートロールの熱膨張量を吸
収するのであるが、そのときのサポートロールに
かかる曲げ応力δ(Kgf/mm2)および平均クリア
ランス(外側スリーブの中心にサポートロールを
置いたとしたときのサポートロール外周面とスリ
ーブ内周面との間の距離、以下同じ)αは、好ま
しくは、
α≧1およびδ≦4.0
である。より好ましくは、上記の曲げ応力(δ)
および平均クリアランス(α)は、式:
α≧0.2δ2+1
を満足するように設定する。 In the present invention, as a result of loosely fitting the sleeve to the outside of the support roll, there is always a certain clearance (gap) between the two, and this clearance absorbs the amount of thermal expansion of the support roll. However, the bending stress δ (Kgf/mm 2 ) applied to the support roll at that time and the average clearance (distance between the outer peripheral surface of the support roll and the inner peripheral surface of the sleeve when the support roll is placed at the center of the outer sleeve) , hereinafter the same) α preferably satisfies α≧1 and δ≦4.0. More preferably, the above bending stress (δ)
And the average clearance (α) is set to satisfy the formula: α≧0.2δ 2 +1.
ここに、曲げ応力δはサポートロールの自重、
スリーブの自重、被加熱材(鋼板)重量、さらに
はサポートロールの径等によつて決定される量で
あつて、次式により求めることができる:
曲げ応力δ=Mmax/Z
Mmax=l1/2(w1l1/2+w2l2/2+w3l3/2)
Z=π/32[(dp1 4−di1 4)/dp1]
ただし、w1、w2およびw3はそれぞれサポート
ロールの自重、スリーブの自重および鋼板重量で
あつて、それぞれ次式で計算される。 Here, the bending stress δ is the own weight of the support roll,
The amount is determined by the weight of the sleeve, the weight of the material to be heated (steel plate), the diameter of the support roll, etc., and can be obtained from the following formula: Bending stress δ=Mmax/Z Mmax=l 1 / 2 (w 1 l 1 /2 + w 2 l 2 /2 + w 3 l 3 /2) Z = π / 32 [(d p1 4 − d i1 4 ) / d p1 ] However, w 1 , w 2 and w 3 are each The weight of the support roll, the weight of the sleeve, and the weight of the steel plate are each calculated using the following formula.
w1(Kgf/mm)=π/4(dp1 2−di1 2)r1
w2(Kgf/mm)=π/4(dp2 2−di2 2)r2
w3(Kgf/mm)=s×r3×t
l1:ロール軸受間距離
l2:スリーブ長さ
l3:鋼板巾
dp1:サポートロール外径
di1:サポートロール内径(中空の場合)
dp2:スリーブ外径
di2:スリーブ内径
r1:サポートロール比重
r2:スリーブ比重
r3:鋼板比重
t:鋼板厚さ
s:ロールスパン
かくして、本発明によれば、セラミツクスリー
ブをサポートロールの軸方向および径方向への熱
膨張を吸収し得るよう遊嵌状に装着することによ
つて、前記サポートロールの使用時の撓みやこれ
ら両者の熱膨張差を、その両者間の間隙内に吸収
できるのであつて、その場合にあつても特にスリ
ーブの固定手段を使わないことから、そのような
固定手段を設けた箇所からのスリーブの欠損、亀
裂発生などの問題は生じない。w 1 (Kgf/mm) = π/4 (d p1 2 − d i1 2 ) r 1 w 2 (Kgf/mm) = π/4 (d p2 2 − d i2 2 ) r 2 w 3 (Kgf/mm )=s×r 3 ×t l 1 : Distance between roll bearings l 2 : Sleeve length l 3 : Steel plate width d p1 : Support roll outer diameter d i1 : Support roll inner diameter (if hollow) d p2 : Sleeve outer diameter d i2 : Sleeve inner diameter r 1 : Support roll specific gravity r 2 : Sleeve specific gravity r 3 : Steel plate specific gravity t: Steel plate thickness s: Roll span Thus, according to the present invention, the ceramic sleeve is moved in the axial and radial directions of the support roll. By fitting the support roll loosely so as to absorb the thermal expansion of the support roll, the deflection during use of the support roll and the difference in thermal expansion between the two can be absorbed into the gap between the two. Even in such cases, since no means for fixing the sleeve is used, problems such as breakage or cracking of the sleeve from the location where such a fixing means is provided do not occur.
さらに、本発明によれば、サポートロールをラ
イン速度に対応し強制駆動、軌道回転するように
構成することにより、サポートロール外周面とス
リーブの内周面との摩擦力でサポートロールの回
転に追従させてスリーブを回転せしめ、一方、サ
ポートロールを強制駆動させない場合にあつて
は、移送されてくる材料によつてサポートロール
を含めた耐熱ロール全体が回転し、ストリツプ表
面へのすり疵発生を防止する。また、鋼板つまり
被加熱材料の急速な加減速、サポートロールの急
停止等を行うときは、スリーブが遊嵌されている
ことからスリーブ自体とロール軸本体間でずれ
(すべり)が生じ、直接スリーブに割損に至る衝
撃力が伝わらず、割れを生じさせることはない。 Furthermore, according to the present invention, by configuring the support roll to be forcibly driven and orbitally rotated in accordance with the line speed, the rotation of the support roll is followed by the frictional force between the outer peripheral surface of the support roll and the inner peripheral surface of the sleeve. On the other hand, if the support roll is not forcibly driven, the entire heat-resistant roll including the support roll is rotated by the transferred material, preventing scratches on the strip surface. do. In addition, when rapidly accelerating or decelerating a steel plate, that is, the material to be heated, or suddenly stopping a support roll, etc., since the sleeve is loosely fitted, misalignment (sliding) occurs between the sleeve itself and the roll shaft body, and the sleeve directly No impact force that would cause breakage is transmitted to the product, and no cracks will occur.
(発明の態様)
次に本発明に係る耐熱ロールの具体的構造につ
いて添付図面を参照してさらに説明する。(Aspects of the Invention) Next, the specific structure of the heat-resistant roll according to the present invention will be further explained with reference to the accompanying drawings.
第1図は本発明に係る耐熱ロールをハースロー
ラ式加熱炉に適用した場合を略式で説明する側面
図、第2図はその耐熱ロールの部分拡大図、第3
図は第2図における−線の切断図および第4
図はサポートロールの曲げ応力と平均クリアラン
スとの関係を示すグラフである。 FIG. 1 is a side view schematically explaining the case where the heat-resistant roll according to the present invention is applied to a hearth roller heating furnace, FIG. 2 is a partially enlarged view of the heat-resistant roll, and FIG.
The figure is a cutaway view taken along the - line in Figure 2 and the 4th line.
The figure is a graph showing the relationship between the bending stress of the support roll and the average clearance.
なお、図中、同一符号は同一部材を示すもので
ある。 In addition, in the drawings, the same reference numerals indicate the same members.
図中、ハースローラ式加熱炉1にはチエーン、
スプロケツト等の適宜の駆動機構2により軌道回
転し得るようになつた一連の耐熱ロール3が設け
られている。本発明によれば、上記耐熱ロール3
はライン速度に対応させて強制駆動されるサポー
トロール4とその胴部5の外周面に遊嵌された耐
熱性のセラミツクスリーブ6とから構成される。 In the figure, the hearth roller heating furnace 1 includes a chain,
A series of heat resistant rolls 3 are provided which can be orbitally rotated by a suitable drive mechanism 2 such as a sprocket. According to the present invention, the heat resistant roll 3
The support roll 4 is forcibly driven in accordance with the line speed, and the heat-resistant ceramic sleeve 6 is loosely fitted around the outer peripheral surface of the body 5 of the support roll 4.
耐熱ロール3上に載置された被加熱材(図示せ
ず)はサポートロール4の回転に追従して回転す
るセラミツクスリーブ6の上を移送されていくの
である。 The material to be heated (not shown) placed on the heat-resistant roll 3 is transferred over the ceramic sleeve 6 which rotates following the rotation of the support roll 4.
従来の方式と全く異なつて、本発明にあつては
サポートロール4の回転力はセラミツクスリーブ
6との摩擦力によつて伝えられるのであり、従来
のようなピン、キーを介して伝えられるものでな
いため、その部分の欠損、亀裂発生の問題はな
い。そのとき両接触面の少なくとも一方の表面粗
度はRmax25μm以上とする。このように、サポ
ートロール4の胴部5の外表面の表面粗度あるい
はスリーブ6の内表面の表面粗度を適当に調整
し、あるいはスリーブ重量を調整することにより
十分な摩擦力が生じスリーブ6の軌道回転が可能
となる。したがつて、キー、ピン等を介して駆動
させた場合にみられたような駆動時の衝撃等によ
るスリーブの割損もない。 Completely different from the conventional method, in the present invention, the rotational force of the support roll 4 is transmitted by the frictional force with the ceramic sleeve 6, and is not transmitted through a pin or key as in the conventional method. Therefore, there is no problem of damage or cracking in that part. At this time, the surface roughness of at least one of both contact surfaces shall be Rmax 25 μm or more. In this way, by appropriately adjusting the surface roughness of the outer surface of the body 5 of the support roll 4 or the surface roughness of the inner surface of the sleeve 6, or by adjusting the weight of the sleeve, a sufficient frictional force can be generated. orbital rotation becomes possible. Therefore, there is no breakage of the sleeve due to impact during driving, which occurs when the sleeve is driven via a key, pin, etc.
本発明において上述のようなセラミツクスリー
ブ6の内表面の表面粗度の調整は、例えば原料粉
末の粗度選定および/または成形型の表面を予め
粗面化しておくことによつて行えばよい。Rmax
≧25μmというのはかなりの粗面化であつて、セ
ラミツクスといえども通常の製造工程ではそのよ
うな粗面は実現されない。 In the present invention, the surface roughness of the inner surface of the ceramic sleeve 6 as described above may be adjusted by, for example, selecting the roughness of the raw material powder and/or roughening the surface of the mold in advance. Rmax
≧25 μm is a considerable surface roughness, and even with ceramics, such a rough surface cannot be achieved through normal manufacturing processes.
さらに本発明によれば、サポートロール4とセ
ラミツクスリーブ6との間には外周クリアランス
7が設けられ、これにより径方向のサポートロー
ルの熱膨張さらにはそれにもとずくサポートロー
ルの軸方向の撓みを吸収する。一方、サポートロ
ール4の軸方向には、第2図に示すように、その
両端において環状クリアランス8を介して、冠状
あるいは平状のストツパー9が設けられ、環状ス
ペーサ10を介して止め金11により、このセラ
ミツクスリーブの軸方向に対する移動範囲を適宜
設定し得るようになつている。この環状クリアラ
ンスの大きさはサポートロール4の使用時におけ
る軸方向熱膨張を吸収するに必要かつ十分なもの
である。 Furthermore, according to the present invention, an outer circumferential clearance 7 is provided between the support roll 4 and the ceramic sleeve 6, which prevents thermal expansion of the support roll in the radial direction and axial deflection of the support roll due to the thermal expansion of the support roll. Absorb. On the other hand, in the axial direction of the support roll 4, as shown in FIG. The range of movement of this ceramic sleeve in the axial direction can be set appropriately. The size of this annular clearance is necessary and sufficient to absorb axial thermal expansion when the support roll 4 is used.
ここに、一般に径方向の外周クリアランス7の
平均値、すなわち平均クリアランスは、計算で求
め得る熱膨張分、撓み分のほかに余裕として、1
mm以上を見込めば良い、また長手方向の環状クリ
アランス8についても同様である。ただし、環状
クリアランス8については前述のストツパー9の
設定位置を適宜変えることで常に調整可能であ
る。 Here, the average value of the outer circumferential clearance 7 in the radial direction, that is, the average clearance, is generally calculated by adding 1 as a margin in addition to the thermal expansion and deflection that can be obtained by calculation.
The same applies to the annular clearance 8 in the longitudinal direction. However, the annular clearance 8 can always be adjusted by appropriately changing the setting position of the stopper 9 mentioned above.
第4図は、第1図ないし第3図に示す本発明に
係る耐熱ロールを使つて、使用時つまり一定荷重
下における炉温度でのサポートロールの受ける曲
げ応力(サポートロール、スリーブの重量による
ものを含む)と前述の平均クリアランスとの関係
を示すもので、これらは連続使用条件で1ケ月毎
に炉内の耐熱ロールを点検したときの結果であ
り、図中黒丸●は1ケ月目の点検時にスリーブに
割損のみられたもの、白丸○は1年6ケ月後にお
いても割れのみられなかつたものを示す。半黒丸
〓は6ケ月目の点検時にはじめて割損のみられた
ものを示す。斜影線で示す領域がより好ましい安
全領域である。 Figure 4 shows the bending stress (due to the weight of the support roll and sleeve) that the support roll receives during use, that is, at the furnace temperature under a constant load, using the heat-resistant roll according to the present invention shown in Figures 1 to 3. ) and the above-mentioned average clearance. These are the results when the heat-resistant rolls in the furnace were inspected every month under continuous use conditions, and the black circles in the figure indicate the first month's inspection. At times, the sleeves showed breakage, and the white circles indicate those that did not show any cracking even after 1 year and 6 months. The half-black circles indicate those for which breakage was first observed at the 6th month inspection. The area indicated by the hatched line is a more preferable safe area.
従来のセラミツクスリーブが数日で使用不能と
なつたのと比較して、1ケ月でも連続使用できた
ことは従来のものに対して大きな改善といえる。
また、1年6ケ月後においても割れのみられなか
つたということは実用上大きな利益といえる。 Compared to conventional ceramic sleeves that became unusable after a few days, the fact that they can be used continuously for even a month is a major improvement over conventional ceramic sleeves.
Furthermore, the fact that no cracking was observed even after 1 year and 6 months is a great practical benefit.
なお、このときのロール材質その他は次の通り
であつた。 The roll material and other materials used at this time were as follows.
セラミツクスリーブ:
材質:溶融シリカ焼結体(SiO2:99.7%、
Al2O3:0.05%)
厚さ:50mm
内径:200mm
外径:300mm
長さ:1800mm
表面粗度:30〜50μm
サポートロール:
材質:Ni−Cr合金(Ni:50%、Cr:35%、w:
15%)
外径:176〜195mm
胴部長さ:2500mm(軸受間距離)
表面粗度:15〜25μm
図示結果からも、サポートロールにかかる曲げ
応力δ(Kgf/mm2)および平均クリアランスα
(mm)は、α≧1、δ≦4.0を満足するように径方
向の平均クリアランスを選択することによりスリ
ーブ割れは防止できる。好ましくは下記式により
上記クリアランスを設定すればより満足すべき結
果が得られる。 Ceramic sleeve: Material: Fused silica sintered body ( SiO2 : 99.7%,
Al 2 O 3 : 0.05%) Thickness: 50mm Inner diameter: 200mm Outer diameter: 300mm Length: 1800mm Surface roughness: 30-50μm Support roll: Material: Ni-Cr alloy (Ni: 50%, Cr: 35%, w:
15%) Outer diameter: 176 to 195 mm Body length: 2500 mm (distance between bearings) Surface roughness: 15 to 25 μm From the shown results, the bending stress δ (Kgf/mm 2 ) applied to the support roll and the average clearance α
Sleeve cracking can be prevented by selecting the average clearance in the radial direction (mm) to satisfy α≧1 and δ≦4.0. Preferably, more satisfactory results can be obtained by setting the above clearance according to the following formula.
式:
α≧0.2δ2+1
なお、上述曲げ応力(δ)および平均クリアラ
ンス(α)の関係は一般に使用される形状寸法の
耐熱スリーブについて成立することが、本発明者
等の一連の実験によつて確認された。またサポー
トロールの材質の点からも従来のNi−Cr系の耐
熱合金、ステンレス鋼などを使用することで十分
上述のδ≦4Kgf/mm2の条件は満足されることが
確認された。Formula: α≧0.2δ 2 +1 A series of experiments conducted by the inventors has shown that the above relationship between bending stress (δ) and average clearance (α) holds true for heat-resistant sleeves with commonly used shapes and dimensions. It was confirmed that In addition, from the viewpoint of the material of the support roll, it was confirmed that the above-mentioned condition of δ≦4Kgf/mm 2 can be sufficiently satisfied by using conventional Ni-Cr heat-resistant alloys, stainless steel, etc.
なお、すでに述べたように前記ストツパー9は
取外し容易な冠状のものでも位置決め可能な固定
式の平状のものであつてもよく、その使用は任意
である。前記セラミツクスリーブ6の軸方向に対
する移動範囲は、第2図に示すように冠状ストツ
パー9とサポートロール4の胴部5との間の距離
で決定されるが、その距離はストツパー9とこれ
を固定させるための止め金11間に適宜厚さの環
状スペーサー10を介在させることにより、任意
の範囲に設定できるものである。 As already mentioned, the stopper 9 may be a crown-shaped one that is easy to remove, or a fixed flat one that can be positioned, and its use is arbitrary. The range of movement of the ceramic sleeve 6 in the axial direction is determined by the distance between the crown stopper 9 and the body 5 of the support roll 4, as shown in FIG. By interposing an annular spacer 10 of an appropriate thickness between the clasps 11, the thickness can be set to any desired range.
さらに、前記サポートロール4には、サポート
ロール冷却用の流体通路を、その軸心中央部の長
手方向全域に亘るよう設けても良く、この流体流
路内に外部から冷却流体、例えば水等を供給させ
ることにより、そのサポートロールの軸方向への
撓みを可及的に少なくするように構成してもよ
い。 Further, the support roll 4 may be provided with a fluid passage for cooling the support roll so as to extend over the entire longitudinal direction of the central part of the support roll, and a cooling fluid such as water, etc. may be supplied from the outside into this fluid passage. By supplying the support roll, the axial deflection of the support roll may be reduced as much as possible.
さらにまた、前記セラミツクスリーブ6は、そ
の熱膨張の曲がりによる破損を防止すべく軸方向
に沿つて適宜大きさに分割して配置させても良
く、すなわち、前記サポートロール4の長手方向
に沿つて所要長さづつ分割させ得るよう、それぞ
れ各両端面を面取り加工した短小円筒状の分割ス
リーブとして、これをそのサポートロール4の胴
部5の外周面に対して遊嵌状に連続的に装着させ
るようにしても良い。 Furthermore, the ceramic sleeve 6 may be divided into appropriate sizes and arranged along the axial direction in order to prevent damage due to bending due to thermal expansion. The short and small cylindrical divided sleeves are each chamfered on both end faces so that they can be divided into required lengths, and these are continuously attached to the outer circumferential surface of the body 5 of the support roll 4 in a loose fit manner. You can do it like this.
かくして、本発明に係る耐熱ロールは従来の耐
熱ロールとは異なり、ロールの撓みや衝撃による
スリーブの損傷を実質上安全に防止でき、それに
よりスリーブの長期使用を可能にし、いわゆるセ
ラミツクスリーブによる耐熱ロールを実用可能と
した、技術的には勿論経済的にもすぐれた価値の
高いものである。 Thus, unlike conventional heat-resistant rolls, the heat-resistant roll according to the present invention can substantially safely prevent damage to the sleeve due to roll deflection or impact, thereby making it possible to use the sleeve for a long period of time. It is a highly valuable product that is technically and economically excellent, making it possible to put it into practical use.
第1図は、ハースローラ式加熱炉に適用した本
発明に係る耐熱ロールを示す略式断面図;第2図
は、その部分拡大図;第3図は、第2図の−
に沿つた切断図;および第4図は、サポートロー
ルの曲げ応力と平均クリアランスとの関係を示す
グラフである。
1:ハースローラ式加熱炉、3:耐熱ロール、
4:サポートロール、5:胴部、6:セラミツク
スリーブ、7:外周クリアランス、8:環状クリ
アランス、9:ストツパー。
Fig. 1 is a schematic sectional view showing a heat-resistant roll according to the present invention applied to a hearth roller heating furnace; Fig. 2 is a partially enlarged view thereof; Fig. 3 is a -
and FIG. 4 are graphs showing the relationship between the bending stress of the support roll and the average clearance. 1: Hearth roller heating furnace, 3: Heat resistant roll,
4: Support roll, 5: Body, 6: Ceramic sleeve, 7: Peripheral clearance, 8: Annular clearance, 9: Stopper.
Claims (1)
したセラミツクスリーブとから成る耐熱ロールで
あつて、前記サポートロールが軸方向および径方
向への最大熱膨張を示すときにもなお前記セラミ
ツクスリーブが前記サポートロールに遊嵌に装着
されるように構成するとともに、前記サポートロ
ールの外周面と前記セラミツクスリーブの内周面
との各接触面の少なくとも一方を表面粗度を
Rmax≧25μmに仕上げ、使用時に前記サポート
ロールにかかる曲げ応力をδ(Kgf/mm2)、該サポ
ートロールと前記セラミツクスリーブとの径方向
の平均クリアランスをα(mm)とすると、 α≧1およびδ≦4.0 を満足することを特徴とする耐熱ロール。 2 前記セラミツクスリーブが溶融シリカから成
る、特許請求の範囲第1項記載の耐熱ロール。 3 前記曲げ応力(δ)および平均クリアランス
(α)が 式:α≧0.2δ2+1 を満足する、特許請求の範囲第1項または第2項
記載の耐熱ロール。[Scope of Claims] 1. A heat-resistant roll comprising a support roll and a ceramic sleeve externally fitted onto the support roll, wherein the support roll exhibits maximum thermal expansion in the axial and radial directions. The ceramic sleeve is configured to be loosely fitted to the support roll, and at least one of the contact surfaces between the outer peripheral surface of the support roll and the inner peripheral surface of the ceramic sleeve is roughened.
Rmax≧25 μm, the bending stress applied to the support roll during use is δ (Kgf/mm 2 ), and the average radial clearance between the support roll and the ceramic sleeve is α (mm), then α≧1 and A heat-resistant roll that satisfies δ≦4.0. 2. The heat-resistant roll according to claim 1, wherein the ceramic sleeve is made of fused silica. 3. The heat-resistant roll according to claim 1 or 2, wherein the bending stress (δ) and the average clearance (α) satisfy the formula: α≧0.2δ 2 +1.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP568284A JPS60152614A (en) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | Heat resistant roll |
| US06/591,812 US4553931A (en) | 1983-03-22 | 1984-03-21 | Heat-resisting furnace roll |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP568284A JPS60152614A (en) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | Heat resistant roll |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152614A JPS60152614A (en) | 1985-08-10 |
| JPH0428766B2 true JPH0428766B2 (en) | 1992-05-15 |
Family
ID=11617864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP568284A Granted JPS60152614A (en) | 1983-03-22 | 1984-01-18 | Heat resistant roll |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60152614A (en) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH049424A (en) * | 1990-02-22 | 1992-01-14 | Kubota Corp | Hearth roll for steel heat-treating furnace |
| JP2519737Y2 (en) * | 1990-06-26 | 1996-12-11 | 石川島播磨重工業株式会社 | Heat treatment furnace |
| JP4866679B2 (en) * | 2006-08-21 | 2012-02-01 | 有限会社シーエスピー | Outerwear suitable for childcare and supplementary cloth for childcare |
| JP6320321B2 (en) * | 2015-02-27 | 2018-05-09 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Heat insulation roller |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5548086A (en) * | 1978-09-18 | 1980-04-05 | Babcock Hitachi Kk | Pulverulent and granular body discharge device |
| JPS5551007A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-14 | Dai Ichi Pure Chem Co Ltd | Antifouling agent |
| JPS6040583Y2 (en) * | 1981-01-30 | 1985-12-07 | 黒崎炉工業株式会社 | Roller sleeve for preventing scratches on heated materials |
-
1984
- 1984-01-18 JP JP568284A patent/JPS60152614A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60152614A (en) | 1985-08-10 |
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