特許 6322465 内部冷却型ロール及び高温材の搬送方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6322465

(24)【登録日】2018年4月13日

(45)【発行日】2018年5月9日

(54)【発明の名称】内部冷却型ロール及び高温材の搬送方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/128 20060101AFI20180423BHJP

   C21D 1/00 20060101ALI20180423BHJP

   B21B 27/08 20060101ALI20180423BHJP

【ＦＩ】

   B22D11/128 340D

   C21D1/00 115A

   B21B27/08

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-84786(P2014-84786)

(22)【出願日】2014年4月16日

(65)【公開番号】特開2015-202520(P2015-202520A)

(43)【公開日】2015年11月16日

【審査請求日】2016年11月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】新日鉄住金エンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390022873

【氏名又は名称】ＮＳプラント設計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100127155

【弁理士】

【氏名又は名称】来田 義弘

(72)【発明者】

【氏名】妹尾 敏史

(72)【発明者】

【氏名】原田 一則

(72)【発明者】

【氏名】葉山 正信

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０６−００１８３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５１−０４８１１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０２−２４７０５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ １１／１２８，

Ｂ２１Ｂ ２７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の冷却通路を内部に有するロール本体、及び該ロール本体を回転可能に支持する一対の軸受体を備える内部冷却型ロールにおいて、
前記複数の冷却通路は前記ロール本体の軸方向に沿って、かつ環状に配置され、各前記冷却通路が流体の入口及び出口を有し、
前記ロール本体の軸を基準とした所定方向に位置する領域Ａに存在する前記冷却通路のみに、各前記冷却通路の入口から前記流体として冷却用の流体ａを供給する流体供給手段を備え、
しかも、前記流体供給手段が、前記領域Ａとは異なる領域Ｂに存在する前記冷却通路に、各前記冷却通路の入口から前記流体として前記流体ａとは異なる流体ｂを供給することを特徴とする内部冷却型ロール。

【請求項2】

請求項１記載の内部冷却型ロールにおいて、前記流体ａが水であり、前記流体ｂが空気であることを特徴とする内部冷却型ロール。

【請求項3】

請求項１又は２記載の内部冷却型ロールにおいて、前記流体供給手段は、前記冷却通路の各入口と摺動可能に接した状態で固定された端面αを有し、前記流体を前記冷却通路に供給する供給口が前記端面αに設けられ、前記供給口が前記領域Ａに存在する前記冷却通路に前記流体ａを供給する供給口Ａを含むことを特徴とする内部冷却型ロール。

【請求項4】

請求項１又は２記載の内部冷却型ロールにおいて、前記流体供給手段は、前記冷却通路の各入口と摺動可能に接した状態で固定された端面αを有し、前記流体を前記冷却通路に供給する供給口が前記端面αに設けられ、前記供給口が前記領域Ａに存在する前記冷却通路に前記流体ａを供給する供給口Ａ、及び前記領域Ｂに存在する前記冷却通路に前記流体ｂを供給する供給口Ｂを含むことを特徴とする内部冷却型ロール。

【請求項5】

請求項３又は４記載の内部冷却型ロールにおいて、前記供給口の周囲にはシール材が設けられていることを特徴とする内部冷却型ロール。

【請求項6】

請求項３〜５のいずれか１項に記載の内部冷却型ロールにおいて、前記冷却通路の各入口は前記ロール本体の外周面端部に設けられていることを特徴とする内部冷却型ロール。

【請求項7】

請求項３〜５のいずれか１項に記載の内部冷却型ロールにおいて、前記冷却通路の各入口は前記ロール本体の端面に設けられていることを特徴とする内部冷却型ロール。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載の内部冷却型ロールにおいて、前記冷却通路の各出口と摺動可能に接する端面βを有し、前記冷却通路の各出口から排出される前記流体を回収する回収口が前記端面βに設けられている流体回収手段を備えることを特徴とする内部冷却型ロール。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか１項に記載の内部冷却型ロールにおいて、前記各冷却通路は、入口側から出口側にかけて外側に傾斜していることを特徴とする内部冷却型ロール。

【請求項10】

請求項１〜９のいずれか１項に記載の内部冷却型ロールにおいて、前記ロール本体の回転により高温材を搬送し、前記領域Ａは前記高温材との接触位置を含むことを特徴とする内部冷却型ロール。

【請求項11】

複数の冷却通路を内部に有するロール本体、及び該ロール本体を回転可能に支持する一対の軸受体を備える内部冷却型ロールを用いた高温材の搬送方法において、
前記ロール本体に前記高温材を接触させた状態で前記ロール本体を回転させることにより、前記高温材を搬送する工程を有し、
前記工程において、前記高温材との接触位置を含む前記ロール本体の領域Ａに存在する前記冷却通路のみに冷却用の流体ａを供給し、前記領域Ａとは異なる前記ロール本体の領域Ｂに存在する前記冷却通路に、各前記冷却通路の入口から前記流体ａとは異なる流体ｂを供給することを特徴とする高温材の搬送方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部冷却型ロール及びこれを用いた高温材の搬送方法に関する。

【背景技術】

【0002】

連続鋳造設備や熱間圧延設備には、ガイドロール、ピンチロール、圧下ロール等の各種ロールが設けられている。これらのロールは、使用の際、外周面が高温の鋼材等と接触して高温となる。そのため、熱負荷の軽減のために内部冷却型のロールが用いられる。内部冷却型ロールとしては、複数の冷却水通路が設けられたスリーブを軸本体に嵌合して用いる構造のものがある（特許文献１、２参照）。

【0003】

従来の内部冷却型ロールにおいては、外周面の内側に設けられた複数の冷却水通路に水を流すことで、温度上昇が抑えられる。しかし、回転方向位相に関係なく、常にロールの外周面全周が均一に冷やされることとなる。すなわち、高温材と接触する位置から離れた部分にも冷却水が流されているため、高温材から離れた位置の温度低下が大きい。すなわち、ロール外周面において、高温材との接触位置とその他位置との温度差が大きくなる。このように、ロール外周面において温度差が大きいと、ロール曲がりが生じやすくなる。また、ロールの軸中心に大口径冷却水通路を設けることや、ロールを多重構造とすることは、強度低下の面から好ましくない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実公昭６１−２１１６２号公報

【特許文献2】特開平６−２７７８０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、ロール外周面における高温材との接触位置とその他位置との温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる内部冷却型ロール及び高温材の搬送方法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】

【0006】

前記目的に沿う第１の発明に係る内部冷却型ロールは、複数の冷却通路を内部に有するロール本体、及び該ロール本体を回転可能に支持する一対の軸受体を備える内部冷却型ロールにおいて、前記複数の冷却通路は前記ロール本体の軸方向に沿って、かつ環状に配置され、各前記冷却通路が流体の入口及び出口を有し、前記ロール本体の軸を基準とした所定方向に位置する領域Ａに存在する前記冷却通路のみに、各前記冷却通路の入口から前記流体として冷却用の流体ａを供給する流体供給手段を備え、しかも、前記流体供給手段が、前記領域Ａとは異なる領域Ｂに存在する前記冷却通路に、各前記冷却通路の入口から前記流体として前記流体ａとは異なる流体ｂを供給する。

【0007】

第１の発明に係る内部冷却型ロールによれば、流体供給手段により、ロール本体の軸を基準とした所定方向に位置する領域Ａ（例えば、高温材との接触位置及びその近傍）に存在する冷却通路のみに冷却用の流体ａを供給する。このため、ロール本体外周面における領域Ａ以外の領域については、冷却が積極的には行われないこととなる。従って、高温材との接触位置とその他位置との温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる。また、ロール本体中央（中心軸）に大口径冷却通路を設けない構造とすることで、強度の低下を抑制することもできる。ここで、「ロール本体の軸方向に沿って」とは、軸方向と完全に平行であることに限定されるものではなく、ロール本体の一方側から他方側へ実質的に直線状に配置されていれば良い。「ロール本体の軸」を基準とした所定方向とは、軸の上方向、下方向、横方向、各斜め方向などをいう。例えば、領域Ａが軸の上方向に位置する領域であるとした場合、この軸の上方向に位置する領域Ａに存在する冷却通路は、ロール本体の回転に伴い、順次変わっていくことになる。すなわち、流体供給手段は領域Ａに入ってくる新たな冷却通路に順次流体ａを供給することとなる。また、「所定方向に位置する領域」は幅を持った領域をいう。例えば軸の上方向に位置する領域とは、軸真上の外周面上の一直線に限定されず、その近傍（回転方向前後）を含む概念である。

【0008】

さらに、流体供給手段が、領域Ａとは異なる領域Ｂに存在する冷却通路に、各冷却通路の入口から流体として流体ａとは異なる流体ｂを供給することで、領域Ａ以外の冷却させたくない領域に位置した冷却通路においては、流体ｂにより流体ａを強制的に排出することができる。従って、領域Ａ以外の領域の温度低下をより抑制することができる。なお、領域Ｂも、ロール本体の軸を基準とした（領域Ａとは異なる）所定方向に位置する領域である。流体ｂの熱伝導率は、流体ａの熱伝導率より小さいことが好ましい。流体ｂの温度は流体ａの温度より高いことが好ましい。流体ｂの温度は、流体ａの温度以下であってもよいが、この場合、流体ｂとして、熱伝導率が流体ａの熱容量よりも小さい流体が用いられる。

【0009】

第１の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記流体ａが水であり、前記流体ｂが空気であることが好ましい。水と空気を用いることで、経済性を高めることができる。また、水と比して熱伝導率が十分に小さい空気を流体ｂに用いることで、領域Ａ以外の領域の温度低下をより抑制することができる。

【0010】

第１の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記流体供給手段は、前記冷却通路の各入口と摺動可能に接した状態で固定された端面αを有し、前記流体を前記冷却通路に供給する供給口が前記端面αに設けられ、前記供給口が前記領域Ａに存在する前記冷却通路に前記流体ａを供給する供給口Ａを含むことが好ましい。流体供給手段が具体的にこのような構造となっていることで、領域Ａに存在する冷却通路に効率的に流体ａを供給することができる。

【0011】

第１の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記流体供給手段は、前記冷却通路の各入口と摺動可能に接した状態で固定された端面αを有し、前記流体を前記冷却通路に供給する供給口が前記端面αに設けられ、前記供給口が前記領域Ａに存在する前記冷却通路に前記流体ａを供給する供給口Ａ、及び前記領域Ｂに存在する前記冷却通路に前記流体ｂを供給する供給口Ｂを含むことが好ましい。流体供給手段が具体的にこのような構造となっていることで、領域Ａに存在する冷却通路に流体ａを、領域Ｂに存在する冷却通路に流体ｂをそれぞれ効率的に供給することができる。

【0012】

第１の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記供給口の周囲にはシール材が設けられていることが好ましい。供給口の周囲にシール材を設けることで、流体供給手段から回転している冷却通路へ流体を供給する際の流体漏れを低減することができる。

【0013】

第１の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記冷却通路の各入口は前記ロール本体の外周面端部に設けられていることが好ましい。このようにすることで、冷却通路を設けることによるロール本体の強度低下が抑えられる。また、温度が比較的低いロール端部にシール材を接触させることができるため、シール材等の劣化が抑制できる。

【0014】

第１の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記冷却通路の各入口は前記ロール本体の端面に設けられていることが好ましい。このようにすることで、外周から中心方向への穿孔が不要となるため、製造コスト（穿孔に係るコスト）が低減でき、ロール本体の強度低下もより抑えられる。また、温度が比較的低いロール端部にシール材を接触させることができるため、シール材等の劣化がより抑制できる。

【0015】

第１の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記冷却通路の各出口と摺動可能に接する端面βを有し、前記冷却通路の各出口から排出される前記流体を回収する回収口が前記端面βに設けられている流体回収手段を備えることが好ましい。出口側にこのような流体回収手段を設けることで、冷却通路へ供給された流体の排出、回収を効率的に行うことができる。

【0016】

第１の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記各冷却通路は、入口側から出口側にかけて外側に傾斜していることが好ましい。この場合、ロール本体における外周面から冷却通路までの距離（肉厚）が、入口側から出口側にかけて小さくなる。このようにすることで出口側に向かうほど熱伝導性が高まり、温度が出口側に向かうほど上昇するために生じる流体ａの冷却能力の低下とのバランスをとり、冷却能力の均一化を図ることができる。

【0017】

第１の発明に係る内部冷却型ロールにおいて、前記ロール本体の回転により高温材を搬送し、前記領域Ａは前記高温材との接触位置を含むことが好ましい。高温材を搬送する際のロール周面における温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる。

【0018】

前記目的に沿う第２の発明に係る高温材の搬送方法は、複数の冷却通路を内部に有するロール本体、及び該ロール本体を回転可能に支持する一対の軸受体を備える内部冷却型ロールを用いた高温材の搬送方法において、前記ロール本体に前記高温材を接触させた状態で前記ロール本体を回転させることにより、前記高温材を搬送する工程を有し、前記工程において、前記高温材との接触位置を含む前記ロール本体の領域Ａに存在する前記冷却通路のみに冷却用の流体ａを供給し、前記領域Ａとは異なる前記ロール本体の領域Ｂに存在する前記冷却通路に、各前記冷却通路の入口から前記流体ａとは異なる流体ｂを供給する。第２の発明に係る高温材の搬送方法によれば、高温材を搬送する際、ロール外周における高温材との接触位置とその他位置との温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる。

【発明の効果】

【0019】

第１の発明に係る内部冷却型ロール及び第２の発明に係る高温材の搬送方法によれば、ロール外周面における高温材との接触位置とその他位置との温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる。従って、第１の発明に係る内部冷却型ロール及び第２の発明に係る高温材の搬送方法は、例えば連続鋳造設備や熱間圧延設備に設けられるガイドロール、ピンチロール、圧下ロール等に好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る内部冷却型ロールを示す模式的断面図である。

【図2】（a）は同内部冷却型ロールのＸ１−Ｘ１矢視模式的断面図であり、（ｂ）はＹ１−Ｙ１矢視模式的断面図である。

【図3】本発明の第２の実施の形態に係る内部冷却型ロールを示す模式的断面図である。

【図4】（a）は同内部冷却型ロールのＸ２−Ｘ２矢視模式的断面図であり、（ｂ）はＹ２−Ｙ２矢視模式的断面図である。

【図5】（ａ）〜（ｄ）は、実施例における冷却水入側スラブ端部より１００ｍｍの位置の温度分布を示すグラフである。

【図6】実施例における冷却水入側スラブ端部より１００ｍｍの位置の温度分布を示す表である。

【図7】（ａ）〜（ｄ）は、実施例における冷却水出側スラブ端部より１００ｍｍの位置の温度分布を示すグラフである。

【図8】実施例における冷却水出側スラブ端部より１００ｍｍの位置の温度分布を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

続いて、添付した図面を参照しながら本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る内部冷却型ロール１０は、ロール本体１１、一対の軸受体１２、流体供給手段１３及び流体回収手段１４を備えている。なお、高温材６０の搬送は、一対の内部冷却型ロール１０、１１０により行われる。以下、一方の内部冷却型ロール１０を中心に説明し、他方の内部冷却型ロール１１０については、内部冷却型ロール１０と異なる点について後に説明する。

【0022】

ロール本体１１は円柱状であり、通常、金属製である。ロール本体１１は、中心軸が水平に配置されている。ロール本体１１は、複数の冷却通路１５を内部に有する。

【0023】

複数の冷却通路１５は、流体（液体、気体等）が流れる通路であり、流体の入口１６及び出口１７が設けられている。複数の冷却通路１５は、ロール本体１１の軸方向に沿って、環状かつ等角度間隔に配置されている。冷却通路１５はロール本体１１の軸と略平行である。冷却通路１５の本数は、図２の１６本に限定されるものではなく、例えば６〜３０本、好ましく１０〜２０本程度である。

【0024】

各冷却通路１５の入口１６は、ロール本体１１の外周面端部１８（図１においては左側端部）に設けられている。すなわち、各冷却通路１５の入口１６近傍は、外周面端部１８から中心軸方向に向かって形成されている。ロール本体１１の外周面端部１８は、他の外周面よりも径が小さくなっている。

【0025】

各冷却通路１５の出口１７は、入口１６とは反対側のロール本体１１の外周面端部１９（図１においては右側端部）に設けられている。すなわち、各冷却通路１５の出口１７近傍は、外周面端部１９から中心軸方向に向かって形成されている。ロール本体１１の外周面端部１９は、他の外周面よりも径が小さくなっている。

【0026】

各冷却通路１５は、入口１６側から出口１７側にかけて（流れ方向に沿って）外側に若干傾斜している。この結果、ロール本体１１の冷却通路１５配設部分における外周面から冷却通路１５までの距離（肉厚）が、入口側から出口側にかけて小さくなっている。

【0027】

一対の軸受体１２は、ロール本体１１を回転可能に、ロール本体１１左右の軸受２０で支持している。軸受体１２は、公知のベアリング等から構成される。

【0028】

流体供給手段１３（流体供給装置）は、ロール本体１１の軸を基準とした所定方向に位置する領域Ａに存在する冷却通路１５のみに、各冷却通路１５の入口１６から冷却用の流体ａを供給し、領域Ａとは異なる領域Ｂに存在する冷却通路１５に、各冷却通路１５の入口１６から流体ａとは異なる流体ｂを供給するように構成されている。流体供給手段１３は、入口側の軸受体１２に対して固定されており、ロール本体１１と共に回転しないように構成されている。

【0029】

ここで、図２（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、ロール本体１１、流体供給手段１３及び流体回収手段１４における領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃについて定義する。ロール本体１１の軸に垂直な断面でロール本体１１を三分割した３領域のうち、領域Ａはロール本体１１の軸を基準とした下方（高温材６０と接触する側）に位置する領域であり、領域Ｂは図２においてロール本体１１の軸を基準とした右上方（領域Ａの回転方向下流）に位置する領域であり、領域Ｃは図２においてロール本体１１の軸を基準とした左上方（領域Ｂの回転方向下流）に位置する領域である。なお、領域Ａ〜Ｃは三等分されている必要はない。例えば、ロール本体１１の軸に垂直な断面における領域Ａ外周面の円弧の円周角としては、１°以上１８０°未満とすることができる。

【0030】

流体供給手段１３は、環状体２１（環状管）と、環状体２１に連結される２つのパイプ２２、２３とを備えている。また、流体供給手段１３は、２つのパイプ２２、２３を介して、環状体２１に２種の流体を供給するポンプ（図示しない）を有する。

【0031】

環状体２１は、ロール本体１１の入口１６側の外周面端部１８に嵌めこまれて、固定されている。環状体２１が、ロール本体１１の外周面端部１８（各冷却通路１５の入口１６）と接する環状（円筒状）の面が端面α２４となる。端面α２４は、冷却通路１５の各入口１６（外周面端部１８）と摺動可能に接した状態で固定されている（回転しない）。

【0032】

環状体２１には分離された２つの中空部２５、２６を有している。中空部２５は、環状体２１を軸方向視にて三分割した部分のうちの、下方に位置した部分（領域Ａに対応する位置）に設けられる。中空部２５は、環状体２１の外側でパイプ２２と連結している。中空部２６は、環状体２１を軸方向視にて三分割した部分のうちの、中空部２５の下流（ロール本体１１の回転方向下流）に位置した部分（領域Ｂに対応する位置）に設けられる。中空部２６は、環状体２１の外側でパイプ２３と連結している。なお、環状体２１の領域Ｃに対応する部分は中実である。

【0033】

中空部２５、２６の内側はそれぞれ開口しており、この開口が供給口Ａ２８、供給口Ｂ２９となっている。すなわち、環状体２１の内側（端面α２４）には、流体を冷却通路１５に供給する２つの供給口２７（供給口Ａ２８、供給口Ｂ２９）が設けられている。供給口Ａ２８は領域Ａに存在する冷却通路１５に流体ａを供給し、供給口Ｂ２９は領域Ｂに存在する冷却通路１５に流体ｂを供給する。すなわち、流体ａは、パイプ２２、中空部２５、供給口Ａ２８、及び領域Ａに存在する冷却通路１５の入口１６の順に流れる。流体ｂは、パイプ２３、中空部２６、供給口Ｂ２９、及び領域Ｂに存在する冷却通路１５の入口１６の順に流れる。

【0034】

端面α２４における各供給口２７の周囲（ロール本体１１と環状体２１との間）にはシール材３０が設けられている。具体的には、環状の端面α２４における両端部分に環状にそれぞれシール材３０が設けられている。シール材３０には公知のＵパッキン、Ｏリング等のパッキンなどを用いることができる。

【0035】

流体回収手段１４（流体回収装置）は、出口側の軸受体１２に対して固定されており、ロール本体１１と共に回転しないように構成されている。流体回収手段１４は、環状体３１（環状管）と、環状体３１に連結される２つのパイプ３２、３３とを備えている。パイプ３２、３３は、流体を強制的に排出する吸引装置などと連結されていてもよい。

【0036】

環状体３１は、ロール本体１１の出口１７側の外周面端部１９に嵌めこまれて、固定されている。環状体３１が、ロール本体１１の外周面端部１９（各冷却通路１５の出口１７）と接する環状（円筒状）の面が端面β３４となる。端面β３４は、冷却通路１５の各出口１７（外周面端部１９）と摺動可能に接した状態で固定されている（回転しない）。

【0037】

環状体３１には１つの中空部３５を有している。中空部３５は、領域Ａ及び領域Ｂに対応する位置に設けられている。すなわち、流体供給手段１３の環状体２１においては、２つの中空部２５、２６が区切られているが、流体回収手段１４の環状体３１においては、一体となっている。中空部３５は、環状体３１の外側下方（領域Ａに対応する位置）でパイプ３２と連結しており、図２における環状体３１の右上方（領域Ｂに対応する位置）でパイプ３３と連結している。なお、環状体３１の領域Ｃに対応する部分は中実である。

【0038】

環状体３１の内側（端面β３４）には、冷却通路１５の各出口１７から排出される流体（流体ａ、流体ｂ）を回収する回収口３６が設けられている。すなわち、中空部３５の内側は開口しており、この開口が回収口３６となっている。回収口３６から回収された流体のうちの一方である流体ａ（例えば水）は、下側のパイプ３２から回収され、流体ｂ（例えば空気）は、上側のパイプ３３から回収される。端面β３４における各回収口３６の周囲（ロール本体１１と環状体３１との間）には、供給口２７側と同様にシール材３７が設けられている。

【0039】

他方の内部冷却型ロール１１０は、以下の点を除き、内部冷却型ロール１０を上下反転させた構造である。内部冷却型ロール１１０の流体回収手段１１４の環状体１３１は、領域Ａに対応する位置に設けられた中空部１３５ａと、領域Ｂに対応する位置に設けられた中空部１３５ｂとを有する。環状体１３１においては、区切られた２つの中空部１３５ａ、１３５ｂとを有する。なお、内部冷却型ロール１１０における領域Ａ、Ｂ、Ｃの位置も、内部領域型ロール１０を上下反転させた位置である。

【0040】

次いで、内部冷却型ロール１０の使用方法（高温材の搬送方法）を説明する。内部冷却型ロール１０の使用方法（高温材の搬送方法）は、図１、図２に示すように、ロール本体１１に高温材６０を接触させた状態でロール本体１１を回転させることにより、高温材６０を搬送する搬送工程を有する。高温材６０としては、連続鋳造や熱間圧延に供される鋼材等が挙げられる。

【0041】

この搬送工程において、流体供給手段１３により、パイプ２２から流体ａとして水を、パイプ２３から流体ｂとして空気を供給する。このようにすることで、高温材６０との接触位置を含むロール本体１１の領域Ａに存在する冷却通路１５のみに冷却用の流体ａ（水）が供給される。一方、領域Ａに対して回転方向下流に位置する領域Ｂに存在する冷却通路１５には、流体ｂ（空気）が供給される。すなわち、ロール本体１１の回転により高温材６０に近づき領域Ａに入った冷却通路１５には水が供給され、ロール本体１１を冷却させる。次いで回転により領域Ｂに移動した冷却通路１５には空気が供給されるため、水は出口１７から押し出され、領域Ｂに移動した冷却通路１５内は空気で満たされる。さらに回転により領域Ｃに移動した冷却通路１５は流体が供給及び排出されない状態なので、空気が満たされたままである。用いる流体ａ（水）及び流体ｂ（空気）の温度としては限定されず、常温でよい。また、冷却した流体ａ、及び加温した流体ｂを用いてもよい。

【0042】

このような方法により、高温材６０との接触位置及びその近傍（領域Ａ）のみを積極的に冷却させることができる。従って、高温材６０との接触位置とその反対位置との温度差を低減し、ロール曲がりの発生を抑制することができる。なお、冷却通路１５から排出される流体ａ、ｂは、流体回収手段１４、１１４を介して回収される。ここで、上側の内部冷却型ロール１０の流体回収手段１４は、環状体３１の中空部３５が一つのみであるが、比重の大きい水は下側のパイプ３２から排出（回収）され、残水と空気は上側のパイプ３３から排出（回収）される。一方、下側の内部冷却型ロール１１０の流体回収手段１１４においては、水は中空部１３５ａを介して上側のパイプ１３２から排出（回収）され、残水と空気は中空部１３５ｂを介して下側のパイプ１３３から排出（回収）される。

【0043】

図３、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る内部冷却型ロール２１０は、ロール本体２１１、一対の軸受体２１２、流体供給手段２１３及び流体回収手段２１４を備えている。第２の実施の形態に係る内部冷却型ロール２１０は、第１の実施の形態に係る内部冷却型ロール１０と比べて、ロール本体２１１が有する複数の冷却通路２１５の入口２１６及び出口２１７の位置並びにこれに対応する流体供給手段２１３の環状体２２１及び流体排出手段２１４の環状体２３１の構造が異なる。以下、上記の点を説明する。また、説明を省略する部分については内部冷却型ロール１０を参照できる。

【0044】

各冷却通路２１５の入口２１６は、ロール本体２１１の端面２１８（図３においては左側端面）に設けられている。各冷却通路２１５の出口２１７は、ロール本体２１１の端面２１９（図３においては右側端面）に設けられている。すなわち、各冷却通路２１５は入口２１６から出口２１７まで一直線に形成（穿孔）されている。

【0045】

流体供給手段２１３の環状体２２１は、ロール本体２１１の端面２１８（各冷却通路２１５の入口２１６）と接する平面的な環状の端面α２２４を有する。端面α２２４は、冷却通路２１５の各入口２１６（端面２１８）と摺動可能に接した状態で固定されている（回転しない）。環状体２２１の端面α２２４には、流体ａを領域Ａの冷却通路２１５に供給する供給口Ａ２２８と、流体ｂを領域Ｂの冷却通路２１５に供給する供給口Ｂ２２９とが設けられている。すなわち、中空部２２５、２２６のロール本体２１１側（端面２１８側）はそれぞれ開口しており、この開口が供給口Ａ２２８、供給口Ｂ２２９となっている。流体ａは、パイプ２２２、中空部２２５、供給口Ａ２２８、及び領域Ａに存在する冷却通路２１５の入口２１６の順に流れる。流体ｂは、パイプ２２３、中空部２２６、供給口Ｂ２２９、及び領域Ｂに存在する冷却通路２１５の入口２１６の順に流れる。

【0046】

流体回収手段２１４の環状体２３１は、ロール本体２１１の端面２１９（各冷却通路２１５の出口２１７）と接する平面的な環状の端面β２３４を有する。端面β２３４は、冷却通路２１５の各出口２１７（端面２１９）と摺動可能に接した状態で固定されている（回転しない）。端面β２３４は、平面状である。端面β２３４には、複数の回収口２３６が設けられている。流体ａは、領域Ａに位置する回収口２３６から中空部２３５及び下側のパイプ２３２を介して回収される。流体ｂは、領域Ｂに位置する回収口２３６から中空部２３５及び上側のパイプ２３３を介して回収される。

【0047】

内部冷却型ロール２１０の対となる内部冷却型ロール３１０については、内部冷却ロール２１０を上下反転させた基本構造である。但し、第１の実施の形態と同様に、流体回収手段３１４の環状体３３１が、区切られた２つの中空部３３５ａ、３３５ｂを有することが異なる。

【0048】

第２の実施の形態に係る内部冷却型ロール２１０、３１０の使用方法は、第１の実施の形態に係る内部冷却型ロール１０、１１０と同様である。内部冷却型ロール２１０、３１０においては、冷却通路２１５が一直線に形成されているため、冷却通路２１５を設けたことによるロール本体２１１の強度低下が抑えられる。また、温度が比較的低いロール本体２１１の端部にシール材２３０を接触させることができるため、シール材２３０等の劣化が抑制できる。

【0049】

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。例えば、流体ａと流体ｂとの組み合わせとしては、水と空気に限定されず、二種の流体（液体又は気体）を適宜組み合わせて用いればよい。例えば、流体ａとして冷水を、流体ｂとして温水を用いることもできる。また、流体回収手段には一つのパイプのみを設け、２種類の流体ａ、ｂをまとめて回収するようにしてもよい。さらには、３種以上の流体を供給する構造としてもよい。

【実施例】

【0050】

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下の比較例１、２及び実施例１、２の条件で、内部冷却型ロールを冷却しながらスラブを搬送した。ロール外周面上の各位置における温度を測定した。
［ａ：比較例１］
冷却通路を中心軸のみに設けた中心孔ロールをロール本体に用いた内部冷却型ロールとした（流量６０Ｌ／ｍｉｎ）。
［ｂ：比較例２］
１６本の冷却通路を環状に設けた表層冷却ロールをロール本体に用いた内部冷却型ロールとした。但し、全冷却通路に水を供給した（流量６０Ｌ／ｍｉｎ）。
［ｃ：実施例１］
１６本の冷却通路を環状に設けた表層冷却ロールをロール本体に用いた内部冷却型ロールとした。但し、高温材（スラブ）との接触位置を中心に約６０°の領域Ａに位置する冷却通路のみに水を供給した（流量６０Ｌ／ｍｉｎ）。他の領域には何も供給しなかった。他の領域には領域Ａで供給した水が残っていることが確認できた。
［ｄ：実施例２］
１６本の冷却通路を環状に設けた表層冷却ロールをロール本体に用いた内部冷却型ロールとした。但し、高温材（スラブ）との接触位置を中心に約６０°の領域Ａに位置する冷却通路のみに水を供給した（流量６０Ｌ／ｍｉｎ）。他の領域には空気を供給、封入した。他の領域には残水が確認されなかった。

【0051】

［結果］
測定結果を図５〜図８に示す。図５（ａ）〜（ｄ）及び図６は、冷却水入側高温材端部より１００ｍｍの位置の温度分布を示すグラフ及び表である。図７（ａ）〜（ｄ）及び図８は、冷却水出側高温材端部より１００ｍｍの位置の温度分布を示すグラフ及び表である。

【0052】

図５〜図８に示されるように、接触点位置における温度については、実施例１、２は全周を冷却している比較例２と同様に十分に冷却が行われている。一方、接触点位置とその反対側の位置との温度差（Ｔ０°−Ｔ１８０°）は、比較例１、２と比して、実施例１、２は小さく、特に実施例２においては更に小さいことがわかる。

【符号の説明】

【0053】

１０：内部冷却型ロール、１１：ロール本体、１２：軸受体、１３：流体供給手段、１４：流体回収手段、１５：冷却通路、１６：入口、１７：出口、１８、１９：外周面端部、２０：軸受、２１：環状体、２２、２３：パイプ、２４：端面α、２５、２６：中空部、２７：供給口、２８：供給口Ａ、２９：供給口Ｂ、３０：シール材、３１：環状体、３２、３３：パイプ、３４：端面β、３５：中空部、３６：回収口、３７：シール材、６０：高温材、１１０：内部冷却型ロール、１１４：流体回収手段、１３１：環状体、１３２、１３３：パイプ、１３５ａ、１３５ｂ：中空部、２１０：内部冷却型ロール、２１１：ロール本体、２１２：軸受体、２１３：流体供給手段、２１４：流体回収手段、２１５：冷却通路、２１６：入口、２１７：出口、２１８、２１９：端面、２２１：環状体、２２２、２２３：パイプ、２２４：端面α、２２５、２２６：中空部、２２８：供給口Ａ、２２９：供給口Ｂ、２３０：シール材、２３１：環状体、２３２、２３３：パイプ、２３４：端面β、２３５：中空部、２３６：回収口、３１０：内部冷却型ロール、３１４：流体回収手段、３３１：環状体、３３５ａ、３３５ｂ：中空部、Ａ：領域Ａ、Ｂ：領域Ｂ、Ｃ：領域Ｃ、ａ：流体ａ、ｂ：流体ｂ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】