JP2000088729A - 熱間ロール熱衝撃試験装置 - Google Patents
熱間ロール熱衝撃試験装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 「絞り圧延」により熱間圧延ロールに発生す
る熱負荷を安定して再現できる熱間ロール熱衝撃試験装
置を提案する。 【解決手段】 板状の試験片と、円盤状の相手片とを有
し、相手片を加熱し回転しながら試験片板面に圧接した
のち試験片を急冷する方式とする。試験片はハウジング
に固設され試験片台に取付ける。相手片は相手片回転軸
の一方の端部に取付けられ回転駆動する。相手片回転軸
はハウジングに上下方向に移動自在のガイド機構をもっ
て配設された相手片回転軸軸受により支持される。相手
片回転軸軸受を荷重点とし相手材に荷重を負荷する相手
片荷重負荷装置と、さらに、相手片を所定の加熱温度に
加熱保持する相手片加熱装置と、圧接後に試験片を冷却
する冷却装置と、接触時間を制御する制御装置とが配設
される。相手片荷重負荷装置はレバー方式で、弾性体を
介して荷重負荷手段が接続され、あるいはさらに荷重負
荷方向に振動吸収手段が付設され転動時に発生する振動
を吸収する構造とする。
る熱負荷を安定して再現できる熱間ロール熱衝撃試験装
置を提案する。 【解決手段】 板状の試験片と、円盤状の相手片とを有
し、相手片を加熱し回転しながら試験片板面に圧接した
のち試験片を急冷する方式とする。試験片はハウジング
に固設され試験片台に取付ける。相手片は相手片回転軸
の一方の端部に取付けられ回転駆動する。相手片回転軸
はハウジングに上下方向に移動自在のガイド機構をもっ
て配設された相手片回転軸軸受により支持される。相手
片回転軸軸受を荷重点とし相手材に荷重を負荷する相手
片荷重負荷装置と、さらに、相手片を所定の加熱温度に
加熱保持する相手片加熱装置と、圧接後に試験片を冷却
する冷却装置と、接触時間を制御する制御装置とが配設
される。相手片荷重負荷装置はレバー方式で、弾性体を
介して荷重負荷手段が接続され、あるいはさらに荷重負
荷方向に振動吸収手段が付設され転動時に発生する振動
を吸収する構造とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延ロールの
損耗に係り、とくに熱間圧延ロールが使用中に受ける熱
負荷をシュミレートし、熱間圧延ロール材料の耐熱亀裂
性の評価を可能とする熱間ロール熱衝撃試験装置に関す
る。
損耗に係り、とくに熱間圧延ロールが使用中に受ける熱
負荷をシュミレートし、熱間圧延ロール材料の耐熱亀裂
性の評価を可能とする熱間ロール熱衝撃試験装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】高温に加熱された被圧延材を圧下する熱
間圧延ロールは、近年負荷応力も高くなり、厳しい使用
条件に耐えなければならない。そのため、熱間圧延ロー
ルには、強靱性、耐肌荒れ性、耐摩耗性、耐熱亀裂性な
どが優れていることが要求されている。
間圧延ロールは、近年負荷応力も高くなり、厳しい使用
条件に耐えなければならない。そのため、熱間圧延ロー
ルには、強靱性、耐肌荒れ性、耐摩耗性、耐熱亀裂性な
どが優れていることが要求されている。
【０００３】とくに、熱間圧延の仕上げ後段において
は、圧延材後端のエッジが折れ曲がった状態で圧延され
る「絞り圧延」が、頻度高く発生し、絞り圧延時の摩擦
発熱および加工発熱を起因とした熱衝撃により、作業ロ
ールに亀裂が発生するという問題があった。このため、
熱間圧延作業ロールにおいては、耐熱亀裂性が耐摩耗性
とともに重要な特性となっている。
は、圧延材後端のエッジが折れ曲がった状態で圧延され
る「絞り圧延」が、頻度高く発生し、絞り圧延時の摩擦
発熱および加工発熱を起因とした熱衝撃により、作業ロ
ールに亀裂が発生するという問題があった。このため、
熱間圧延作業ロールにおいては、耐熱亀裂性が耐摩耗性
とともに重要な特性となっている。
【０００４】熱間圧延ロールの耐熱亀裂性の評価は、従
来から例えば、図４、図５に示すような試験装置で行わ
れてきた。図４に示す試験装置では、ラックとピニオン
を噛み合わせ、重錘の落下によりラックを垂直方向に急
速に移動させて、噛込み材を固着させピニオンを回転さ
せて、試験片に噛込み材を衝撃的に摩擦する。この試験
片と噛込み材との衝撃的摩擦による発熱で、試験片に熱
亀裂を発生させようとするものである。また、図５に示
す試験装置では、室温で回転する金属製のロールを試験
片に圧接したのち水冷して、圧接時の摩擦発熱とその後
の急冷により熱亀裂を試験片に発生させようとするもの
である。
来から例えば、図４、図５に示すような試験装置で行わ
れてきた。図４に示す試験装置では、ラックとピニオン
を噛み合わせ、重錘の落下によりラックを垂直方向に急
速に移動させて、噛込み材を固着させピニオンを回転さ
せて、試験片に噛込み材を衝撃的に摩擦する。この試験
片と噛込み材との衝撃的摩擦による発熱で、試験片に熱
亀裂を発生させようとするものである。また、図５に示
す試験装置では、室温で回転する金属製のロールを試験
片に圧接したのち水冷して、圧接時の摩擦発熱とその後
の急冷により熱亀裂を試験片に発生させようとするもの
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す試験装置で
は、試験片と噛込み材との摩擦で発生する熱量が少な
く、実機圧延でロールに発生するような深い亀裂が試験
片に生成されない。また、図５に示す試験装置でも同様
に、金属製ロールと試験片との摩擦で発生する熱量が少
なく、試験片に実圧延ロールに発生する熱亀裂を再現で
きていないのである。また、図４、図５に示す方法は、
いずれも噛込み材、金属製ロール等の相手材が室温であ
り、実圧延における相手材が有する熱、スケール等の表
面性状が無視されている。
は、試験片と噛込み材との摩擦で発生する熱量が少な
く、実機圧延でロールに発生するような深い亀裂が試験
片に生成されない。また、図５に示す試験装置でも同様
に、金属製ロールと試験片との摩擦で発生する熱量が少
なく、試験片に実圧延ロールに発生する熱亀裂を再現で
きていないのである。また、図４、図５に示す方法は、
いずれも噛込み材、金属製ロール等の相手材が室温であ
り、実圧延における相手材が有する熱、スケール等の表
面性状が無視されている。
【０００６】「絞り圧延」に際し発生する衝撃的な熱負
荷では、ロール表面に数mm程度の深さを有する亀裂が生
成される場合が多い。従来の試験装置では、実圧延にお
ける「絞り圧延」によりロールに発生する熱負荷を十分
に再現できていないため、熱間圧延ロール用材料の耐熱
亀裂性を十分に評価できていないという問題が残されて
いた。
荷では、ロール表面に数mm程度の深さを有する亀裂が生
成される場合が多い。従来の試験装置では、実圧延にお
ける「絞り圧延」によりロールに発生する熱負荷を十分
に再現できていないため、熱間圧延ロール用材料の耐熱
亀裂性を十分に評価できていないという問題が残されて
いた。
【０００７】「絞り圧延」の熱負荷により作業ロール表
面に亀裂が発生すると、その後のバックアップロールと
の高圧繰返し接触により、亀裂が伝播し作業ロールのス
ポーリングに発展する危険がある。本発明は、上記した
従来技術の問題を有利に解決し、実圧延における「絞り
圧延」によりロールに発生する熱負荷を安定して再現
し、熱間圧延ロール用材料の耐熱亀裂性を評価できる、
熱間ロール熱衝撃試験装置を提案することを目的とす
る。
面に亀裂が発生すると、その後のバックアップロールと
の高圧繰返し接触により、亀裂が伝播し作業ロールのス
ポーリングに発展する危険がある。本発明は、上記した
従来技術の問題を有利に解決し、実圧延における「絞り
圧延」によりロールに発生する熱負荷を安定して再現
し、熱間圧延ロール用材料の耐熱亀裂性を評価できる、
熱間ロール熱衝撃試験装置を提案することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、熱間ロー
ル熱衝撃試験装置において、圧延ロール表面に相当する
試験片に深い初期亀裂を発生させる熱負荷を再現するた
めに、鋭意検討した。その結果、静止状態の試験片に相
手片を回転しながら摩擦接触させ急冷する方式が「絞り
圧延」の熱負荷を再現するのにもっとも適しているとい
う知見を得た。そして、さらに相手片を所定の温度以上
に加熱して摩擦接触させるのがもっとも良いことに想到
した。
ル熱衝撃試験装置において、圧延ロール表面に相当する
試験片に深い初期亀裂を発生させる熱負荷を再現するた
めに、鋭意検討した。その結果、静止状態の試験片に相
手片を回転しながら摩擦接触させ急冷する方式が「絞り
圧延」の熱負荷を再現するのにもっとも適しているとい
う知見を得た。そして、さらに相手片を所定の温度以上
に加熱して摩擦接触させるのがもっとも良いことに想到
した。
【０００９】本発明は、上記した知見に基づいてさらに
検討して構成されたものである。すなわち、本発明は、
板状の試験片と、円盤状の相手片とを有し、前記相手片
を加熱し回転しながら前記試験片に圧接したのち該試験
片を急冷して熱間ロールの熱衝撃を再現する熱間ロール
熱衝撃試験装置であって、ハウジングと、前記試験片
と、前記ハウジングに固設され該試験片を取替え自在に
固定する試験片台と、前記試験片の上方で円周面を該試
験片の板面に回転接触可能に配設された前記相手片と、
回転駆動を伝達する相手片回転軸と、該相手片回転軸を
回転駆動させる相手片回転軸駆動装置と、前記ハウジン
グに上下方向に移動自在のガイド機構をもって配設され
た軸受を介し回転自在に配設され前記相手片に前記ガイ
ド機構をもって配設された軸受を荷重点とし前記相手材
を介し前記相手片と前記試験片との接触時に荷重を負荷
する相手片荷重負荷装置と、前記相手片を所定の加熱温
度に加熱保持する相手片加熱装置と、前記試験片と前記
相手片との圧接後に前記試験片を冷却する冷却装置と、
前記相手片と前記試験片との接触時間を制御する制御装
置と、を有することを特徴とする熱間ロール熱衝撃試験
装置である。
検討して構成されたものである。すなわち、本発明は、
板状の試験片と、円盤状の相手片とを有し、前記相手片
を加熱し回転しながら前記試験片に圧接したのち該試験
片を急冷して熱間ロールの熱衝撃を再現する熱間ロール
熱衝撃試験装置であって、ハウジングと、前記試験片
と、前記ハウジングに固設され該試験片を取替え自在に
固定する試験片台と、前記試験片の上方で円周面を該試
験片の板面に回転接触可能に配設された前記相手片と、
回転駆動を伝達する相手片回転軸と、該相手片回転軸を
回転駆動させる相手片回転軸駆動装置と、前記ハウジン
グに上下方向に移動自在のガイド機構をもって配設され
た軸受を介し回転自在に配設され前記相手片に前記ガイ
ド機構をもって配設された軸受を荷重点とし前記相手材
を介し前記相手片と前記試験片との接触時に荷重を負荷
する相手片荷重負荷装置と、前記相手片を所定の加熱温
度に加熱保持する相手片加熱装置と、前記試験片と前記
相手片との圧接後に前記試験片を冷却する冷却装置と、
前記相手片と前記試験片との接触時間を制御する制御装
置と、を有することを特徴とする熱間ロール熱衝撃試験
装置である。
【００１０】本発明では、前記相手片荷重負荷装置を、
レバー方式、詳しくは、てこ機構の片持ちレバー方式の
荷重負荷装置とし、負荷レバーは前記ハウジングに支点
を有し、力点として、前記負荷レバーの先端部には弾性
体を介して荷重負荷手段が接続され、あるいはさらに荷
重負荷方向に振動吸収手段が付設されるのが好ましく、
また、前記荷重負荷手段は、ねじ式荷重負荷手段とする
のが好ましく、また、前記弾性体をばねとし前記振動吸
収手段を油圧ダンパーとするのが好ましい。
レバー方式、詳しくは、てこ機構の片持ちレバー方式の
荷重負荷装置とし、負荷レバーは前記ハウジングに支点
を有し、力点として、前記負荷レバーの先端部には弾性
体を介して荷重負荷手段が接続され、あるいはさらに荷
重負荷方向に振動吸収手段が付設されるのが好ましく、
また、前記荷重負荷手段は、ねじ式荷重負荷手段とする
のが好ましく、また、前記弾性体をばねとし前記振動吸
収手段を油圧ダンパーとするのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の熱間ロール熱衝撃試験装
置は、ハウジングと、板状の試験片と、円盤状の相手片
とを有する。本発明の熱間ロール熱衝撃試験装置による
熱衝撃試験の概略を模式的に図１に、熱間ロール熱衝撃
試験装置全体の構成の概略を模式的に図２に示す。
置は、ハウジングと、板状の試験片と、円盤状の相手片
とを有する。本発明の熱間ロール熱衝撃試験装置による
熱衝撃試験の概略を模式的に図１に、熱間ロール熱衝撃
試験装置全体の構成の概略を模式的に図２に示す。
【００１２】本発明の熱間ロール熱衝撃試験装置を用い
た熱衝撃試験について説明する。円盤状の相手片２を、
所定の温度に加熱し、一定速度で回転駆動する。つい
で、図１（ａ）に示すように、回転駆動させたまま、相
手片２の円周面を、試験片１の板面表面に上方から、荷
重を負荷しながら摩擦接触させる。接触は所定時間継続
させるのが好ましい。所定時間接触させたのち、相手片
２は引上げられ試験片１から離反される。ついで、図１
（ｂ）に示すように、相手片２を引き上げたのち、直ち
に冷却装置17から冷却水を噴射し試験片1 を冷却する。
相手片２との摩擦により発熱し高温となった試験片１
は、冷却装置17からの冷却水により急冷され、急熱急冷
の熱負荷を与えられる。この熱負荷により、耐熱亀裂性
の劣る材料は亀裂を発生する。
た熱衝撃試験について説明する。円盤状の相手片２を、
所定の温度に加熱し、一定速度で回転駆動する。つい
で、図１（ａ）に示すように、回転駆動させたまま、相
手片２の円周面を、試験片１の板面表面に上方から、荷
重を負荷しながら摩擦接触させる。接触は所定時間継続
させるのが好ましい。所定時間接触させたのち、相手片
２は引上げられ試験片１から離反される。ついで、図１
（ｂ）に示すように、相手片２を引き上げたのち、直ち
に冷却装置17から冷却水を噴射し試験片1 を冷却する。
相手片２との摩擦により発熱し高温となった試験片１
は、冷却装置17からの冷却水により急冷され、急熱急冷
の熱負荷を与えられる。この熱負荷により、耐熱亀裂性
の劣る材料は亀裂を発生する。
【００１３】試験片１は、板状とし、試験片台３に板面
を水平面として取替え可能に固定される。なお、試験片
台３はハウジング13に取外し自在にネジで固設される。
相手片２は、相手片回転軸５の１方の端部に取り付けら
れ、相手片回転軸５の回転と同期するようにナット止
め、またはピン止め、あるいはそれらの両方で止められ
るのが好ましく、１回の試験が終了後、取り外され、新
しい相手片と交換される。
を水平面として取替え可能に固定される。なお、試験片
台３はハウジング13に取外し自在にネジで固設される。
相手片２は、相手片回転軸５の１方の端部に取り付けら
れ、相手片回転軸５の回転と同期するようにナット止
め、またはピン止め、あるいはそれらの両方で止められ
るのが好ましく、１回の試験が終了後、取り外され、新
しい相手片と交換される。
【００１４】相手片回転軸５は、相手片回転軸軸受51に
より支持され、相手片回転軸駆動装置6bにより回転駆動
され、相手片２を回転させる。相手片回転軸駆動装置6b
は、モータ６と、モータ６の回転を減速する減速機61b
と電磁クラッチを有するのが好ましい。図２には、１台
の減速機61b が図示されているが、これに限定されるも
のではない。相手片の回転数を任意の回転数に設定する
ために、モータ６と、変速機、減速機、電磁クラック等
を複数配設し、これらの組合せにより高速から低速域ま
で任意に回転数を変更できる。
より支持され、相手片回転軸駆動装置6bにより回転駆動
され、相手片２を回転させる。相手片回転軸駆動装置6b
は、モータ６と、モータ６の回転を減速する減速機61b
と電磁クラッチを有するのが好ましい。図２には、１台
の減速機61b が図示されているが、これに限定されるも
のではない。相手片の回転数を任意の回転数に設定する
ために、モータ６と、変速機、減速機、電磁クラック等
を複数配設し、これらの組合せにより高速から低速域ま
で任意に回転数を変更できる。
【００１５】また、相手片１に付加されるトルクを測定
するため、相手片回転軸５の適当な箇所にトルクメータ
ー64b を配設するのが好ましい。その他カップリング等
は適宜設置できるのは言うまでもない。相手片回転軸５
を支持する相手片回転軸軸受51は、上下方向に移動自在
のガイド機構をもってハウジング13に配設される。この
相手片回転軸軸受51を介し相手片２に荷重を負荷するこ
とができる。しかもガイド機構により上下方向に移動可
能とされるため、相手片の上下方向の移動が簡便にで
き、試験片や相手片の交換が容易となる。
するため、相手片回転軸５の適当な箇所にトルクメータ
ー64b を配設するのが好ましい。その他カップリング等
は適宜設置できるのは言うまでもない。相手片回転軸５
を支持する相手片回転軸軸受51は、上下方向に移動自在
のガイド機構をもってハウジング13に配設される。この
相手片回転軸軸受51を介し相手片２に荷重を負荷するこ
とができる。しかもガイド機構により上下方向に移動可
能とされるため、相手片の上下方向の移動が簡便にで
き、試験片や相手片の交換が容易となる。
【００１６】相手片２は、相手片加熱装置15により所定
の温度に加熱される。相手片を加熱し試験片に摩擦接触
させることが、熱亀裂を発生させるために最も重要であ
る。相手片２を、熱間圧延材相当の温度に加熱されるこ
とにより、圧延ロールである試験片１に実圧延相当の熱
的負荷を与えることができる。加熱方式はとくに限定さ
れないが、温度制御性の観点からは高周波誘導加熱方式
が好ましく、図１に示すように相手片２に沿って付設さ
れた加熱コイル14を介し相手片加熱装置15により加熱さ
れるのが好ましい。相手片の加熱は、測温計16により測
定され、その出力信号により所定の温度に制御される。
の温度に加熱される。相手片を加熱し試験片に摩擦接触
させることが、熱亀裂を発生させるために最も重要であ
る。相手片２を、熱間圧延材相当の温度に加熱されるこ
とにより、圧延ロールである試験片１に実圧延相当の熱
的負荷を与えることができる。加熱方式はとくに限定さ
れないが、温度制御性の観点からは高周波誘導加熱方式
が好ましく、図１に示すように相手片２に沿って付設さ
れた加熱コイル14を介し相手片加熱装置15により加熱さ
れるのが好ましい。相手片の加熱は、測温計16により測
定され、その出力信号により所定の温度に制御される。
【００１７】相手片２には、相手片荷重負荷装置12によ
り、試験片１との接触時に荷重が負荷される。相手片荷
重負荷装置12からの荷重は、負荷レバーの荷重点12d か
ら相手片回転軸軸受51を介し相手片２に負荷される。本
発明では、相手片荷重負荷装置12は、レバー方式、詳し
くは、てこ機構の片持ちレバー方式の荷重負荷装置とす
るのが好ましい。負荷レバーは、レバー12aとレバーの
各位置に支点12b と荷重点12d と力点12c と、バランス
ウェイト12eを有し、荷重点に圧縮力が負荷されるよう
に設定される。支点12b はハウジング13の天板に接続さ
れ、一方、荷重点12d にはロット等を介し相手片回転軸
軸受51が接続されるのが好ましい。荷重点12d から、相
手片回転軸軸受51に圧縮荷重が伝達され、相手片回転軸
５と相手片２を介し接触時に試験片に荷重が負荷され
る。
り、試験片１との接触時に荷重が負荷される。相手片荷
重負荷装置12からの荷重は、負荷レバーの荷重点12d か
ら相手片回転軸軸受51を介し相手片２に負荷される。本
発明では、相手片荷重負荷装置12は、レバー方式、詳し
くは、てこ機構の片持ちレバー方式の荷重負荷装置とす
るのが好ましい。負荷レバーは、レバー12aとレバーの
各位置に支点12b と荷重点12d と力点12c と、バランス
ウェイト12eを有し、荷重点に圧縮力が負荷されるよう
に設定される。支点12b はハウジング13の天板に接続さ
れ、一方、荷重点12d にはロット等を介し相手片回転軸
軸受51が接続されるのが好ましい。荷重点12d から、相
手片回転軸軸受51に圧縮荷重が伝達され、相手片回転軸
５と相手片２を介し接触時に試験片に荷重が負荷され
る。
【００１８】相手片荷重負荷装置12を、レバー方式の荷
重負荷装置とすることにより、試験片１と相手片２との
接触時の振動が、荷重検出器であるロードセル11に直接
伝達されにくくなり、安定した熱衝撃試験が実施でき
る。また、負荷レバーの力点12c にはロッド等が接続さ
れ、ロッド等には弾性体10を介して荷重負荷手段９が接
続され、あるいはさらに荷重負荷方向に振動吸収手段８
が付設されるのが好ましい。
重負荷装置とすることにより、試験片１と相手片２との
接触時の振動が、荷重検出器であるロードセル11に直接
伝達されにくくなり、安定した熱衝撃試験が実施でき
る。また、負荷レバーの力点12c にはロッド等が接続さ
れ、ロッド等には弾性体10を介して荷重負荷手段９が接
続され、あるいはさらに荷重負荷方向に振動吸収手段８
が付設されるのが好ましい。
【００１９】荷重負荷手段９としては、ねじ式荷重負荷
手段とするのが好ましく、とくに、サーボモータ9bとボ
ールネジ9aとの組み合わせ方式が好適である。荷重負荷
手段と負荷レバーとの間には荷重検出用ロードセル11を
組込むのが好ましい。荷重の制御は、ロードセルフィー
ドバックによるクローズドループ方式とするのが好まし
い。
手段とするのが好ましく、とくに、サーボモータ9bとボ
ールネジ9aとの組み合わせ方式が好適である。荷重負荷
手段と負荷レバーとの間には荷重検出用ロードセル11を
組込むのが好ましい。荷重の制御は、ロードセルフィー
ドバックによるクローズドループ方式とするのが好まし
い。
【００２０】図３に示すように、弾性体10を介し、荷重
負荷手段９のボールネジ9aを回転させて荷重を負荷する
と、まず弾性体10が圧縮され、これによって生じる反発
力によりレバー12ａに荷重が伝達され、さらに荷重負荷
手段９のボールネジ9aを回転させて荷重を負荷すること
により、レバー12a 、相手片回転軸軸受51、相手片２を
介し試験片１に圧縮荷重が負荷されることになる。
負荷手段９のボールネジ9aを回転させて荷重を負荷する
と、まず弾性体10が圧縮され、これによって生じる反発
力によりレバー12ａに荷重が伝達され、さらに荷重負荷
手段９のボールネジ9aを回転させて荷重を負荷すること
により、レバー12a 、相手片回転軸軸受51、相手片２を
介し試験片１に圧縮荷重が負荷されることになる。
【００２１】荷重負荷手段９に弾性体10、あるいはさら
に振動吸収手段８を配設することにより、試験片と相手
片との転動時等に発生する振動を吸収しハンチングを防
止して、試験片に一定荷重を負荷することができるよう
になる。弾性体10は波長の長い振動を吸収し、振動吸収
手段８は波長の短い振動を吸収する。弾性体10は、ば
ね、ゴム、ばね特性を持たせた加工部品等とするのが好
ましい。また、振動吸収手段８としては、油圧ダンパ、
エアダンパ等とするのが好ましい。
に振動吸収手段８を配設することにより、試験片と相手
片との転動時等に発生する振動を吸収しハンチングを防
止して、試験片に一定荷重を負荷することができるよう
になる。弾性体10は波長の長い振動を吸収し、振動吸収
手段８は波長の短い振動を吸収する。弾性体10は、ば
ね、ゴム、ばね特性を持たせた加工部品等とするのが好
ましい。また、振動吸収手段８としては、油圧ダンパ、
エアダンパ等とするのが好ましい。
【００２２】試験片１には、図１に示すように、相手片
との接触の入側および／または出側で試験片１を冷却す
る冷却装置17が付設される。冷却剤は、水、水溶性潤滑
剤、または油とするのが好ましい。試験片１を冷却する
ことにより、図１（ｃ）に示すように、耐熱亀裂性が低
い材料の試験片には亀裂が発生し、「絞り圧延」時に熱
間圧延作業ロールに発生するクラックへの抵抗性（耐絞
りクラック性）をシミュレートすることが可能となる。
なお、相手片２と試験片１の回転接触が終了後直ちに試
験片１に冷却水を噴射するため、相手片の引上げのタイ
ミングと連動し、冷却水を噴射するのが好ましい。
との接触の入側および／または出側で試験片１を冷却す
る冷却装置17が付設される。冷却剤は、水、水溶性潤滑
剤、または油とするのが好ましい。試験片１を冷却する
ことにより、図１（ｃ）に示すように、耐熱亀裂性が低
い材料の試験片には亀裂が発生し、「絞り圧延」時に熱
間圧延作業ロールに発生するクラックへの抵抗性（耐絞
りクラック性）をシミュレートすることが可能となる。
なお、相手片２と試験片１の回転接触が終了後直ちに試
験片１に冷却水を噴射するため、相手片の引上げのタイ
ミングと連動し、冷却水を噴射するのが好ましい。
【００２３】また、本発明の装置では、相手片と試験片
との接触時間を制御する制御装置が配設され、試験片に
加えられる熱負荷を調整することができる。本発明の構
成とすることにより、試験片に高温加熱と急冷の熱負荷
が再現され、実熱間圧延における「絞り圧延」時の作業
ロールの熱衝撃状況に近似した条件で試験が実施でき、
ロール材料の耐熱亀裂性の正確な評価が可能となる。
との接触時間を制御する制御装置が配設され、試験片に
加えられる熱負荷を調整することができる。本発明の構
成とすることにより、試験片に高温加熱と急冷の熱負荷
が再現され、実熱間圧延における「絞り圧延」時の作業
ロールの熱衝撃状況に近似した条件で試験が実施でき、
ロール材料の耐熱亀裂性の正確な評価が可能となる。
【００２４】
【実施例】図２に示す構成の熱間ロール熱衝撃試験装置
を用いて、高速度鋼系ロール材Ａ、Ｂの熱衝撃試験を実
施した。試験片は、25mm厚×60mm×30mmの板状試片、相
手片（ S45C 製）は、外径190mmφ×15mm幅の円盤状試
片を用いた。
を用いて、高速度鋼系ロール材Ａ、Ｂの熱衝撃試験を実
施した。試験片は、25mm厚×60mm×30mmの板状試片、相
手片（ S45C 製）は、外径190mmφ×15mm幅の円盤状試
片を用いた。
【００２５】熱衝撃試験は、相手片を700 ℃に加熱し、
回転数を250 rpm として、回転させながら、負荷荷重を
100kg として、試験片に圧接した。30s 間圧接後、相手
片を引上げると同時に冷却装置から冷却水を噴射した。
試験後、試験片の断面を観察し、亀裂の有無を観察し
た。その結果、高速度鋼系ロールＡには亀裂が発生し、
高速度鋼系ロール材Ｂには亀裂の発生は認められなかっ
た。この傾向は、実圧延における、各ロールの熱亀裂発
生傾向に一致した。
回転数を250 rpm として、回転させながら、負荷荷重を
100kg として、試験片に圧接した。30s 間圧接後、相手
片を引上げると同時に冷却装置から冷却水を噴射した。
試験後、試験片の断面を観察し、亀裂の有無を観察し
た。その結果、高速度鋼系ロールＡには亀裂が発生し、
高速度鋼系ロール材Ｂには亀裂の発生は認められなかっ
た。この傾向は、実圧延における、各ロールの熱亀裂発
生傾向に一致した。
【００２６】また、比較例として、同一の高速度鋼系ロ
ール材Ａ、Ｂについて、図５に示す試験装置を用いて熱
衝撃試験を実施した。試験条件は、相手片の回転数を10
0 rpm 、相手片を常温とし、負荷荷重を100kg とし、試
験片に圧接した。30s 圧接後、相手片を引上げ、直に冷
却装置から冷却水を噴射した。試験後、試験片の断面を
観察し、亀裂の有無を観察した。その結果、いずれのロ
ール材にも亀裂の発生は認められなった。
ール材Ａ、Ｂについて、図５に示す試験装置を用いて熱
衝撃試験を実施した。試験条件は、相手片の回転数を10
0 rpm 、相手片を常温とし、負荷荷重を100kg とし、試
験片に圧接した。30s 圧接後、相手片を引上げ、直に冷
却装置から冷却水を噴射した。試験後、試験片の断面を
観察し、亀裂の有無を観察した。その結果、いずれのロ
ール材にも亀裂の発生は認められなった。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、「絞り圧延」時熱間圧
延作業ロールに発生する熱亀裂を再現よく発生すること
が可能であり、熱間圧延ロール材の性能評価を正確にし
かも簡便に行うことができ、熱間圧延ロール材の開発を
促進するという産業上格段の効果を奏する。試験条件の
選択も自由であり、しかも少ない材料で試験実施が可能
で、研究開発コストの低減に寄与できるという効果もあ
る。
延作業ロールに発生する熱亀裂を再現よく発生すること
が可能であり、熱間圧延ロール材の性能評価を正確にし
かも簡便に行うことができ、熱間圧延ロール材の開発を
促進するという産業上格段の効果を奏する。試験条件の
選択も自由であり、しかも少ない材料で試験実施が可能
で、研究開発コストの低減に寄与できるという効果もあ
る。
【図１】本発明の熱間ロール熱衝撃試験装置による熱衝
撃試験の概要を模式的に示す説明図である。
撃試験の概要を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の１実施例を示す概略説明図である。
【図３】荷重負荷装置と試験片への荷重負荷状況を示す
説明図である。
説明図である。
【図４】従来の熱間ロール熱衝撃試験装置の概略を示す
説明図である。
説明図である。
【図５】従来の熱間ロール熱衝撃試験装置の概略を示す
説明図である。
説明図である。
１ 試験片（板状） ２ 相手片 ３ 試験片台 ５ 相手片回転軸 51 相手片回転軸軸受 ６ モータ ６b 相手片回転軸駆動装置 61b 減速機 63 軸受 64b トルクメータ 65 ジョイント ８ 振動吸収手段 ９ 荷重負荷手段 9a ボールネジ 9b サーボモータ 10 弾性体（ばね） 11 ロードセル 12 相手片荷重負荷装置 12a レバー 12b 支点 12c 力点 12d 荷重点 12e バランスウェイト 13 ハウジング 14 加熱コイル 15 相手片加熱装置 16 測温計 17 冷却装置 18 ラック 19 ピニオン 20 噛込み材 21 錘 22 試験材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大平 丈夫 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 田村 勝司 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 河合 幸博 愛知県豊橋市北島町字北島202 ジェイテ ィトーシ株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 板状の試験片と、円盤状の相手片とを有
し、前記相手片を加熱し回転しながら前記試験片に圧接
したのち試験片を急冷して熱間ロールの熱衝撃を再現す
る熱間ロール熱衝撃試験装置であって、ハウジングと、
前記試験片と前記ハウジングに固設され、該試験片を取
替え自在に固定する試験片台と、前記試験片の上方で円
周面を該試験片の板面に回転接触可能に配設された前記
相手片と、前記ハウジングに上下方向に移動自在のガイ
ド機構をもって配設された軸受を介し、回転自在に配設
され前記相手片に回転駆動を伝達する相手片回転軸と、
該相手片回転軸を回転駆動させる相手片回転軸駆動装置
と、前記ガイド機構をもって配設された軸受を荷重点と
し前記相手材を介し前記相手片と前記試験片との接触時
に荷重を負荷する相手片荷重負荷装置と、前記相手片を
所定の加熱温度に加熱保持する相手片加熱装置と、前記
試験片と前記相手片との圧接後に前記試験片を冷却する
冷却装置と、前記相手片と前記試験片との接触時間を制
御する制御装置と、を有することを特徴とする熱間ロー
ル熱衝撃試験装置。 - 【請求項２】 前記相手片荷重負荷装置は、レバー方式
の荷重負荷装置とし、負荷レバーは前記ハウジングに支
点を有し、力点として、前記負荷レバーの先端部には弾
性体を介して荷重負荷手段が接続され、あるいはさらに
荷重負荷方向に振動吸収手段が付設されることを特徴と
する請求項１に記載の熱間ロール熱衝撃試験装置。 - 【請求項３】 前記荷重負荷手段は、ねじ式荷重負荷手
段であることを特徴とする請求項２に記載の熱間ロール
熱衝撃試験装置。 - 【請求項４】 前記弾性体がばねで、前記振動吸収手段
が油圧ダンパーであることを特徴とする請求項２または
３に記載の熱間ロール熱衝撃試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25487098A JP3572335B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 熱間ロール熱衝撃試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25487098A JP3572335B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 熱間ロール熱衝撃試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000088729A true JP2000088729A (ja) | 2000-03-31 |
| JP3572335B2 JP3572335B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=17270987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25487098A Expired - Fee Related JP3572335B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 熱間ロール熱衝撃試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3572335B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010101752A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Jfe Steel Corp | 熱間圧延用ロールの評価方法 |
| JP2019152522A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | 日本製鉄株式会社 | 熱疲労試験機及び熱疲労試験方法 |
| CN118533679A (zh) * | 2024-07-24 | 2024-08-23 | 中地设计集团有限公司 | 一种土木工程力学实验的材料强度检测设备 |
-
1998
- 1998-09-09 JP JP25487098A patent/JP3572335B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010101752A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Jfe Steel Corp | 熱間圧延用ロールの評価方法 |
| JP2019152522A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | 日本製鉄株式会社 | 熱疲労試験機及び熱疲労試験方法 |
| JP7114936B2 (ja) | 2018-03-02 | 2022-08-09 | 日本製鉄株式会社 | 熱疲労試験機及び熱疲労試験方法 |
| CN118533679A (zh) * | 2024-07-24 | 2024-08-23 | 中地设计集团有限公司 | 一种土木工程力学实验的材料强度检测设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3572335B2 (ja) | 2004-09-29 |
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