JP2004195517A - 連続鋳造用ロール - Google Patents

Abstract

【課題】従来品よりも寿命が長く交換頻度を下げることができる連続鋳造用ロールを提供する。
【解決手段】連続鋳造用ロールの胴部外周面に、アスペクト比（深さ／幅）が高く先端に曲面状の空洞部４を持つスリット３を、多数形成する。アスペクト比は１０以上とすることが好ましく、空洞部４の径をスリット幅よりも大きくすることが好ましい。スラブと接触した面に生ずる部分的な熱膨張が高アスペクト比のスリット３により吸収され、座屈が防止される。このため反対側に回転して冷えたときにも強い引張応力が発生することがなく、亀裂を防止することができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鋼からスラブを連続鋳造するために使用される連続鋳造用ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平４−７１７６２号公報
【０００３】
スラブを連続鋳造するために使用される連続鋳造ロール（ＣＣロール）１は、図５に示すようにスラブ８との接触面が熱膨張するため、接触面に▲１▼に示す圧縮応力が発生する。また、連続鋳造ロール１はその軸部２、２に▲２▼に示す圧下力が加えられてスラブ８に対して押し付けられているため、▲３▼に示す曲げ応力による圧縮応力が▲１▼の応力に加わる。そして、これらの圧縮応力がロール材料の降伏応力を上回ると、スラブ８との接触面側において座屈が発生する。
【０００４】
また、ロールの回転につれて座屈の発生した部分がスラブ８から離れると温度が降下し収縮することになるが、座屈が発生しているため収縮が拘束されて強い引張応力▲４▼が発生する。さらにその部分がスラブ８の反対側にまで回転すると、前記曲げ応力▲３▼による引張応力が発生して▲４▼の応力に加わる。この引張応力によって連続鋳造ロール１の表面に亀裂が発生し、また、すでに存在する亀裂はさらに進展することになる。このような繰り返しにより亀裂が進展し、最終的には連続鋳造ロール１が折損する。
【０００５】
そこで従来から連続鋳造ロールの長寿命化のために連続鋳造ロールの材質について検討され種々提案されているが未だ満足できるものではなく、１０ヶ月程度で交換せざるを得ないのが現状である。なお前記の特許文献１には、スラブとの接触によるロール表面の初期亀裂の発生を防止するために、ロール表面に多数の浅いスリット溝を形成した鋳片端部加熱用搬送ロールが開示されている。しかしこのような搬送ロールに比較して連続鋳造ロールにはより高温で強い圧下力が加えられるため、このようなスリット溝を形成しても寿命延長の効果はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、寿命が長く交換頻度を下げることができる連続鋳造用ロールを提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の連続鋳造用ロールは、ロール胴部の外周面に、アスペクト比（深さ／幅）が高く先端に曲面状の空洞部を持つスリットを、多数形成したことを特徴とするものである。なおスリットのアスペクト比を１０以上とすることが好ましく、空洞部の径をスリット幅よりも大きくすることが好ましい。
【０００８】
本発明の連続鋳造用ロールは、外周面に高アスペクト比のスリットを多数形成したものであるから、高温のスラブとの接触により発生する熱膨張をスリットにより吸収し、座屈を避けることができる。このためスラブの反対側に回転し冷却された際にも強い引張応力が発生することはない。更にスリットの先端に断面曲面状の空洞部を形成したので、スリット先端部の応力集中を避けることができ、使用寿命を大幅に伸ばすことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図を参照しながら説明する。
図１は本発明の連続鋳造用ロールの正面図、図２は外周面近傍部分の拡大断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図示のように、ロール胴部の外周面には高アスペクト比のスリット３が多数平行に設けてある。スリット３のアスペクト比はその深さ／幅として定義される値であり、熱膨張を吸収させるためにはアスペクト比を１０以上とすることが好ましい。スリット３の幅は０．３〜１．０ｍｍ、深さは１０〜２０ｍｍとすることが好ましく、スリット３のピッチは例えば２０ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００１０】
各スリット３の先端にはそれぞれ曲面状の空洞部４が形成されている。この実施形態では空洞部４の断面形状は円形であるが、楕円などの曲面状であっても差し支えない。また空洞部４の径をスリット幅よりも大きくし、その曲率半径を２〜３ｍｍとすることが好ましい。曲率半径がこれより小さいと、応力集中を緩和する効果が薄れるからである。
【００１１】
このようなスリット３及び空洞部４は、ロールを電解加工することにより形成することができる。図４はその加工方法の一例を示すもので、連続鋳造用ロール１を図示しない回転保持機構に回転自在に保持する。連続鋳造用ロール１の中心軸２と平行な軸５を中心に回転自在とした円盤状の加工電極６が連続鋳造用ロール１の中心軸に垂直な面内で連続鋳造用ロール１に接近、離脱自在に設けられている。連続鋳造用ロール１と加工電極６はそれぞれ直流電源７のプラス極とマイナス極に接続されており、加工電極６と連続鋳造用ロール１の間に電解液を供給する図示しない電解液供給装置が設けられている。電解液としては例えば２５％程度の塩化ナトリウム水溶液を使用することができる。
【００１２】
連続鋳造用ロール１と加工電極６を回転させ、連続鋳造用ロール１と加工電極６の間に電解液を供給しながら加工電極６を連続鋳造用ロール１に接近させれば、電解液を通して連続鋳造用ロール１から加工電極６に電流が流れ、連続鋳造用ロール１はイオン化して溶解されるので、連続鋳造用ロール１の溶解に合わせて加工電極６を送り込んで行けばスリット３が形成される。加工電極６は外周先端部のみに電極機能を有するものとするのが好ましい。それにより、スリット３の外周側が多めに溶解されるのを避けることができる。所定の深さまでスリット３が形成されたところで加工電極６の送り込みを止め、さらに電解を続ければ、スリット３の底部の空洞部４が形成される。連続鋳造用ロール１あるいは加工電極６をピッチ分だけ連続鋳造用ロール１の軸方向にずらして同様に加工を繰り返せば、スリット３を多数平行に形成することができる。
【００１３】
このように構成された連続鋳造用ロール１は、従来の連続鋳造用ロールと同様にスラブ８と接触した面が高温となって部分的な熱膨張が生じるが、この部分的な熱膨張は高アスペクト比のスリット３により吸収され、座屈を生ずることはない。座屈が発生した部分がないので反対側に回転して冷えたときにも強い引張応力が発生することがなく、連続鋳造ロール１の表面に亀裂が発生することが防止できる。また、スリット３の先端に空洞部４が形成されているので、応力が集中することがなくなり、亀裂の発生を防止することができる。この結果、従来は１０ヶ月程度で亀裂が３０ｍｍ程度進展して交換を余儀なくされていたのに対し、本発明によれば使用寿命を１５０ヶ月程度まで延ばすことができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の連続鋳造用ロールは幅が狭く深いスリットをロール表面に多数平行に設けたので、スラブとの接触による部分的な熱膨張がスリットにより吸収されて座屈が防止され、反対側に回転したときにも引張応力が発生しない。またスリットの先端に曲面状の空洞部を形成したことにより、応力集中を防止することができる。このため亀裂が発生したり進展することがなく、使用寿命を大幅に伸ばすことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続鋳造用ロールの外観を示す正面図である。
【図２】連続鋳造用ロールの外周面近傍部分の拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】スリットの加工方法の例を示す斜視図である。
【図５】連続鋳造用ロールに作用する力の説明図である。
【符号の説明】
１ 連続鋳造用ロール
２ 軸部
３ スリット
４ 空洞部
５ 軸
６ 加工電極
７ 直流電源
８ スラブ

Claims (3)

1. ロール胴部の外周面に、アスペクト比（深さ／幅）が高く先端に曲面状の空洞部を持つスリットを、多数形成したことを特徴とする連続鋳造用ロール。
2. スリットのアスペクト比を１０以上とした請求項１に記載の連続鋳造用ロール。
3. 空洞部の径をスリット幅よりも大きくした請求項１又は２に記載の連続鋳造用ロール。

Images