JP2000160283A - Rolling mill roll excellent in wear resistance and heat crack resistance - Google Patents

Rolling mill roll excellent in wear resistance and heat crack resistance

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JP2000160283A
JP2000160283A JP10334328A JP33432898A JP2000160283A JP 2000160283 A JP2000160283 A JP 2000160283A JP 10334328 A JP10334328 A JP 10334328A JP 33432898 A JP33432898 A JP 33432898A JP 2000160283 A JP2000160283 A JP 2000160283A
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roll
resistance
rolling
heat crack
crack resistance
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JP10334328A
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Kunio Goto
邦夫 後藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot roll excellent in heat crack resistance and wear resistance even at the time of severe hot rolling. SOLUTION: In this rolling mill roll, the surface layer part to be in contact with a rolling stock has a composition consisting of 0.1-1.2% C, 0.1-2.5% Si, 0.1-2.5% Mn, 1.0-5.0% Cr, 0.1-4.0% Mo, 0.1-5.0% V, 0.1-5.0% Co, 0-7.3% Nb, 0-7.8% W, and the balance Fe with inevitable impurities and in which V(%)+2/3Nb(%)<=5.0% and W(%)+2Mo(%)<=8.0% are satisfied and also has a metallic structure in which amount of carbide is regulated to <=5% by area ratio.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、過酷な条件での熱
間圧延に際しても、耐摩耗性と耐熱亀裂性に優れた圧延
用ロールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a roll for rolling which is excellent in wear resistance and heat crack resistance even in hot rolling under severe conditions.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明は、特に、熱負荷の厳しい、例え
ば連続鋳造機や連続鋳造機から熱間圧延工程までが一貫
した連続熱延プロセス、特に、連続鋳造インライン圧延
機に使用されるのに好適な圧延用ロールに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is particularly applicable to a continuous hot rolling process in which the heat load is severe, for example, from a continuous casting machine or a continuous casting machine to a hot rolling process, particularly a continuous casting in-line rolling mill. The present invention relates to a suitable roll for rolling.

【0003】上記のようなスラブ、ビレット、あるいは
丸棒などのような単純断面形状の圧延用素材を連続して
加工する際に使用されるロールは、高面圧でしかも低速
圧延のためロール表面は、1000℃を超える高温に長
時間曝される。そのため、特に圧延用ロールにはより高
い耐摩耗性と耐熱亀裂性が要求されている。
[0003] The roll used when continuously rolling a rolling material having a simple sectional shape such as a slab, a billet, or a round bar as described above has a high surface pressure and a low roll surface due to low speed rolling. Are exposed to high temperatures exceeding 1000 ° C. for a long time. For this reason, higher wear resistance and higher heat crack resistance are particularly required for rolling rolls.

【0004】従来、熱間圧延用ロールとしては、熱的な
影響が厳しく特に靭性が要求される場合にはダクタイル
鋳鉄、アダマイト鋳鋼あるいはアダマイト鋳鉄などが使
用され、特に耐摩耗性が要求される場合には高クロム鋳
鉄、高合金グレン鋳鉄、高炭素化した高速度工具鋼など
が使用されてきた。
Conventionally, as a roll for hot rolling, ductile cast iron, adamite cast steel or adamite cast iron has been used when the thermal influence is severe and particularly toughness is required, and especially when wear resistance is required. High-chromium cast iron, high-alloy grain cast iron, high-carbon tool steel, etc. have been used.

【0005】ダクタイル鋳鉄は、組織中に球状黒鉛とセ
メンタイトを有し、アダマイト鋳鋼あるいはアダマイト
鋳鉄は、ネットワ−ク状のセメンタイト組織を有してお
り、熱間圧延用のロールとしては耐事故性などは優れる
が耐熱亀裂性、耐摩耗性などがよくないという問題があ
る。
[0005] Ductile cast iron has spheroidal graphite and cementite in its structure, and adamite cast steel or adamite cast iron has a network-like cementite structure. However, there is a problem that heat cracking resistance and abrasion resistance are not good.

【0006】高クロム鋳鉄はM7 3 型複炭化物を面積
率で20〜35%含有し、高合金グレン鋳鉄はM3 C型
炭化物を面積率で25〜40%、黒鉛を面積率で5%以
下含む。これらのロールは熱間圧延用のロールとしては
耐摩耗性に優れるという特徴を有するが耐熱亀裂性がよ
くなく、ロールの肌が荒れやすく、製品表面外観を損な
いやすいという問題がある。いずれの場合でもロールの
交換頻度を高くする必要があり圧延の生産性や製造コス
トが高くなるという共通した問題点がある。
High chromium cast iron contains M 7 C 3 type double carbide in an area ratio of 20 to 35%, and high alloy gray cast iron contains M 3 C type carbide in an area ratio of 25 to 40% and graphite in an area ratio of 5 to 5%. % Or less. These rolls have the characteristic of being excellent in wear resistance as a roll for hot rolling, but have poor heat crack resistance, and have a problem that the roll surface is easily roughened and the surface appearance of the product is easily damaged. In either case, it is necessary to increase the frequency of roll exchange, and there is a common problem that rolling productivity and manufacturing cost increase.

【0007】特開平2−240634号公報、特開平2
−25205号公報、特開平2−88745号公報、特
開平3−126838号公報、特開平3−219047
号公報、特開平4−141553号公報、特開平5−1
48584号公報および特開平5−271875号公報
には、高炭素化された高速度工具鋼(ハイス)製のロー
ルが開示されている。
[0007] JP-A-2-240634, JP-A-2-240634
-25205, JP-A-2-88745, JP-A-3-126838, JP-A-3-219047
JP, JP-A-4-141553, JP-A-5-1
JP-A-48584 and JP-A-5-271875 disclose a roll made of high-carbon tool steel (high-speed steel) having a high carbon content.

【0008】ハイスは、金属組織中に、Vを主体とする
MC型高硬度炭化物、M2 C型、M6 C型などの複炭化
物炭化物を面積率で10〜20%含み、さらに、Mo、
W、Coなどが基地中に固溶もしくは微細炭化物として
析出させた高温軟化抵抗の高い基地を有する。ハイスは
高硬度の炭化物を基地に備えているので、熱間圧延用ロ
ールとして用いた場合には特に優れた耐摩耗性を発揮す
るといわれている。
[0008] The high-speed steel contains, in its metal structure, 10 to 20% by area ratio of a double carbide such as MC type high hardness carbide mainly composed of V, M 2 C type, M 6 C type and the like.
W, Co, and the like have a matrix with a high resistance to high-temperature softening in which a solid solution or fine carbide is precipitated in the matrix. It is said that HSS exhibits particularly excellent wear resistance when used as a roll for hot rolling, because HSS has a carbide of high hardness at its base.

【0009】しかしながら、ハイス製の圧延用ロール
を、高温から低温までの熱サイクルが周期的に加えら
れ、その表面には高い圧力が高温で作用する熱間圧延用
ロールとして使用すると、ロール表面には熱亀裂が発生
し易く、しかもそれが深く進展する。熱亀裂を起点とし
て肌荒れが進行し、圧延材に表面疵を発生させるため、
ラインを停止しての圧延用ロールの補修もしくは交換を
余儀なくされるという問題がある。
However, when a rolling roll made of HSS is used as a hot rolling roll in which a heat cycle from a high temperature to a low temperature is periodically applied, and a high pressure acts on the surface thereof at a high temperature, the roll surface becomes high. Is susceptible to thermal cracking, which propagates deeply. Since the surface roughening progresses from the thermal crack as a starting point and generates surface defects on the rolled material,
There is a problem that the rolling roll must be repaired or replaced while the line is stopped.

【0010】特開昭57−123959号公報には、C
rを10〜20%含有する耐摩耗性、耐熱亀裂性が優れ
たロール材が開示されている。しかしながらこのロール
材は、金属組織中に多量のCr炭化物を含有しているた
め靭性に乏しく、熱亀裂の発生及び進展を十分に抑制す
ることができない。また、炭化物としては高温硬度の低
いCr炭化物が主体であるため、耐摩耗性も十分ではな
かった。
JP-A-57-123959 discloses C
A roll material containing 10 to 20% of r and having excellent wear resistance and heat crack resistance is disclosed. However, since this roll material contains a large amount of Cr carbide in the metal structure, it has poor toughness and cannot sufficiently suppress the generation and propagation of thermal cracks. Further, since the carbide is mainly composed of a Cr carbide having a low high-temperature hardness, the wear resistance was not sufficient.

【0011】特開平6−336643号公報には、C、
Cr、Mo、Wなどの含有量を制限したロール材が開示
されている。このロール材は、Cr炭化物を抑制し、耐
熱亀裂性を改善したものであるが、逆に耐摩耗性が十分
ではないという問題がある。熱間圧延における高生産
性、圧延製品の高品質化を実現するために、耐肌荒れ性
に優れた耐摩耗性と耐熱亀裂性に優れた圧延用ロールが
求められていた。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-336643 discloses C,
A roll material in which the content of Cr, Mo, W and the like is limited is disclosed. Although this roll material suppresses Cr carbide and improves heat crack resistance, it has the problem of insufficient wear resistance. In order to achieve high productivity in hot rolling and high quality of a rolled product, a roll for rolling having excellent wear resistance and excellent heat crack resistance has been required.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、過酷
な熱間圧延に際しても耐熱亀裂性と耐摩耗性に優れた熱
間圧延用ロールを提供することに有る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hot rolling roll which is excellent in heat crack resistance and wear resistance even in severe hot rolling.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者は、圧延用ロー
ルにおいて耐摩耗性と耐熱亀裂性を両立させる方法につ
いて種々研究検討した結果、下記のような知見を得た。
Means for Solving the Problems The present inventor has conducted various studies and studies on a method for achieving both abrasion resistance and heat crack resistance in a rolling roll, and as a result, has obtained the following findings.

【0014】耐摩耗性に優れた高合金鋼をもとにし、そ
の金属組織の炭化物量を5%以下の実質的に基地主体の
金属組織とすることで耐摩耗性と耐熱亀裂性を兼備させ
ることができること、そのためには、V当量:V(%)
+2/3Nb(%)とW当量:W(%)+2Mo(%)
を規制すればよいことを知った。
Based on a high-alloy steel having excellent wear resistance, the metal structure has a carbide content of 5% or less and is substantially a base-based metal structure, thereby providing both wear resistance and heat crack resistance. What can be done, for that, V equivalent: V (%)
+ 2 / 3Nb (%) and W equivalent: W (%) + 2Mo (%)
I knew I had to regulate.

【0015】炭化物形成元素であるMo、V、W、Nb
の含有量を制限することにより粗大炭化物の出現を抑制
し、かつ、焼き入れ焼き戻し熱処理により、マトリック
ス中への固溶強化及び析出強化が実現できる。その結
果、高温時における耐摩耗性が改善されるとともに、大
きな熱衝撃を受けても亀裂が発生しない高い耐熱亀裂性
がえられる。
Mo, V, W, Nb which are carbide forming elements
, The appearance of coarse carbides is suppressed, and the solid solution strengthening and precipitation strengthening in the matrix can be realized by quenching and tempering heat treatment. As a result, not only the wear resistance at high temperatures is improved, but also high heat crack resistance, which does not crack even when subjected to a large thermal shock, is obtained.

【0016】本発明はこれらの知見を基にして完成され
たものであり、その要旨は下記の耐摩耗性と耐熱亀裂性
に優れた圧延用ロールにある。
The present invention has been completed on the basis of these findings, and the gist of the present invention resides in the following rolling roll having excellent wear resistance and heat crack resistance.

【0017】被圧延材に接する表層部の化学組成が、重
量%で、C:0.1〜1.2%、Si:0.1〜2.5
%、Mn:0.1〜2.5%、Cr:1.0〜5.0
%、Mo:0.1〜4.0%、V:0.1〜5.0%、
Co:0.1〜5.0%、Nb:0〜7.3%、かつV
(%)+2/3Nb(%)≦5.0%、W:0〜7.8
%、かつW(%)+2Mo(%)≦8.0%、残部が実
質的にFeおよび不可避的不純物からなり、その炭化物
量が面積率で5%以下である金属組織を有してなること
を特徴とする耐摩耗性と耐熱亀裂性に優れた圧延用ロー
ル。
The chemical composition of the surface layer in contact with the material to be rolled is as follows: C: 0.1-1.2%, Si: 0.1-2.5% by weight.
%, Mn: 0.1 to 2.5%, Cr: 1.0 to 5.0
%, Mo: 0.1 to 4.0%, V: 0.1 to 5.0%,
Co: 0.1 to 5.0%, Nb: 0 to 7.3%, and V
(%) + 2/3 Nb (%) ≦ 5.0%, W: 0 to 7.8
%, And W (%) + 2Mo (%) ≦ 8.0%, the balance being substantially composed of Fe and unavoidable impurities, and having a metal structure whose carbide amount is 5% or less in area ratio. Rolls for rolling with excellent wear resistance and heat crack resistance.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に詳細
に述べる。なお、以下に記す%表示は重量%を意味す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail below. The percentages described below mean weight%.

【0019】被圧延材に接する表層部の化学組成; C:Cは、Cr、Mo、W、V、Nbなどの炭化物形成
元素と結合して鋼を析出硬化させる作用を通じて高温時
における鋼の耐摩耗性向上に寄与する。C含有量が0.
1%に満たない場合には上記耐摩耗性向上効果が不足す
る。このためCは0.1%以上含有させる。好ましくは
0.3%以上である。他方、炭化物量が過度に増すと鋼
の靭性や耐熱亀裂性が低下する。これを防止するために
C含有量は1.2%以下とする。好ましくは1.0%以
下である。
Chemical composition of the surface layer in contact with the material to be rolled; C: C is combined with carbide-forming elements such as Cr, Mo, W, V, and Nb to precipitate and harden the steel, thereby making the steel resistant at high temperatures. Contributes to improved wear. C content is 0.
If it is less than 1%, the effect of improving the wear resistance is insufficient. Therefore, C is contained in an amount of 0.1% or more. It is preferably at least 0.3%. On the other hand, if the amount of carbide is excessively increased, the toughness and heat crack resistance of the steel decrease. In order to prevent this, the C content is set to 1.2% or less. Preferably it is 1.0% or less.

【0020】Si:Siは、鋼の脱酸と湯流れ性をよく
して鋳造作業を容易にする効果がある。この効果を得る
ためにSiは0.1%以上含有させる。好ましくは0.
2%以上である。Si含有量が過度に増すと靭性や機械
的性質が劣化する。これを避けるためにその含有量は
2.5%以下とする。好ましくは2.0%以下である。
Si: Si has the effect of improving the deoxidation and flowability of steel and facilitating the casting operation. In order to obtain this effect, 0.1% or more of Si is contained. Preferably 0.
2% or more. If the Si content is excessively increased, toughness and mechanical properties deteriorate. In order to avoid this, the content is set to 2.5% or less. Preferably it is 2.0% or less.

【0021】Mn:Mnは、鋼を脱酸する作用があり、
十分な脱酸効果を得るためにその含有量は0.1%以上
とする。好ましくは0.2%以上である。他方、過度に
Mn含有量を増すと靭性が劣化する。このためMn含有
量の上限は2.5%とする。好ましくは2.0%であ
る。
Mn: Mn has an action of deoxidizing steel,
In order to obtain a sufficient deoxidizing effect, the content is set to 0.1% or more. It is preferably at least 0.2%. On the other hand, if the Mn content is excessively increased, the toughness deteriorates. Therefore, the upper limit of the Mn content is set to 2.5%. Preferably it is 2.0%.

【0022】Cr:Crは、マトリックス中に固溶して
基地を強化する作用がある。この効果を得るためにCr
は1.0%以上含有させる。好ましくは1.5%以上で
ある。Crを過度に含有させると炭化物が粗大化すると
共にその量も過剰となり靭性、耐熱亀裂性が低下する。
したがって、Cr含有量は、5.0%以下とする。好ま
しくは4.5%以下である。 Mo:Moは、マトリックスに固溶して高温軟化抵抗を
改善し、高温強度を高める作用がある。この効果を得る
ためにMoを0.1%以上含有させる。好ましくは0.
5%以上である。Mo含有量を過度に大きくすると、M
oがCと結合し、M6 C型やM2 C型の複合炭化物を形
成し、靭性および耐熱亀裂性が低下する。これを避ける
ためにMo含有量は4.0%以下とする。好ましくは
3.5%以下である。
Cr: Cr has the effect of forming a solid solution in the matrix to strengthen the matrix. To obtain this effect,
1.0% or more. Preferably it is 1.5% or more. If Cr is excessively contained, the carbides become coarse and the amount thereof becomes excessive, resulting in a decrease in toughness and heat crack resistance.
Therefore, the Cr content is set to 5.0% or less. Preferably it is 4.5% or less. Mo: Mo has a function of improving the high-temperature softening resistance by forming a solid solution in the matrix and increasing the high-temperature strength. To obtain this effect, Mo is contained in an amount of 0.1% or more. Preferably 0.
5% or more. If the Mo content is too large, M
O combines with C to form an M 6 C-type or M 2 C-type composite carbide, and the toughness and the heat crack resistance are reduced. In order to avoid this, the Mo content is set to 4.0% or less. Preferably it is 3.5% or less.

【0023】V:Vは、Cと結合してMC型の高硬度複
合炭化物を形成して耐摩耗性を高め、さらに結晶粒を微
細化して靭性を向上させる作用がある。これらの効果を
得るためにVを0.1%以上含有させる。好ましくは
0.5%以上である。他方、過度にV含有量を増すと炭
化物量が増加し、靭性や耐熱亀裂性が低下する。これを
避けるためにV含有量は5.0%以下とする。好ましく
は4.5%以下である。
V: V combines with C to form an MC-type high-hardness composite carbide to enhance wear resistance, and further serves to refine crystal grains to improve toughness. In order to obtain these effects, V is contained at 0.1% or more. Preferably it is 0.5% or more. On the other hand, if the V content is excessively increased, the amount of carbide increases, and toughness and heat crack resistance decrease. In order to avoid this, the V content is set to 5.0% or less. Preferably it is 4.5% or less.

【0024】Co:Coには、その大部分がマトリック
スに固溶してマトリックスの硬度や高温軟化抵抗を高
め、耐摩耗性を改善する作用がある。これらの効果を得
るためにCoは0.1%以上含有させる。好ましくは
0.2%以上である。他方Coを過度に含有させると炭
化物の析出が助長され、高温での耐酸化性や靭性を低下
させるので好ましくない。このため、Co含有量は5.
0%以下とする。好ましくは4.5%以下である。
Co: Most of Co has a function of improving the hardness and the high-temperature softening resistance of the matrix and improving the wear resistance by forming a solid solution in the matrix. In order to obtain these effects, Co is contained at 0.1% or more. It is preferably at least 0.2%. On the other hand, if Co is excessively contained, precipitation of carbides is promoted, and oxidation resistance and toughness at high temperatures are undesirably reduced. Therefore, the Co content is 5.
0% or less. Preferably it is 4.5% or less.

【0025】Nb:NbはVと同様にCと結合して高硬
度炭化物を形成し、耐摩耗性を改善する作用がある。ま
た、組織を微細化し靭性や耐熱亀裂性を改善する作用も
ある。このため、必須元素ではないが、これらの効果を
得るためにNbを含有させても構わない。本発明者の研
究結果によれば、V(%)+2/3Nb(%)で計算さ
れる値が5.0を超えると、鋼の靭性や耐熱亀裂性が低
下することがある。この理由はV当量で規定される関係
によりVとなど価な効果を有し、粗大炭化物が多量に出
現しやすくなるからである。このような不具合を避ける
ために、Nbを含有させる場合でもその上限はV+2/
3Nb≦5.0%とするのがよい。より好ましくは4.
5%以下である。
Nb: Like V, Nb combines with C to form a high-hardness carbide and has an effect of improving wear resistance. It also has the effect of making the structure finer and improving toughness and heat crack resistance. Therefore, although not an essential element, Nb may be contained in order to obtain these effects. According to the research results of the inventor, when the value calculated by V (%) + 2 / 3Nb (%) exceeds 5.0, the toughness and heat crack resistance of the steel may be reduced. This is because the relationship defined by the V equivalent has an effect equivalent to that of V and a large amount of coarse carbides is likely to appear. In order to avoid such a problem, even when Nb is contained, the upper limit is V + 2 /
It is preferable that 3Nb ≦ 5.0%. More preferably, 4.
5% or less.

【0026】W:WはCと結合して高硬度複合炭化物を
形成して耐摩耗性を高めたり、基地に固溶して焼き戻し
軟化抵抗を高める作用がある。Wは必須元素ではないが
前述の効果を得るために含有させても構わない。しかし
ながら、W(%)+2Mo(%)で計算される値が8.
0%を超えると、鋼の靭性や耐熱亀裂性が低下すること
がある。また、粗大炭化物が多量に出現し易くなる傾向
がある。このような不都合を避けるために、Wを含有さ
せる場合でもその上限はW(%)+2Mo(%)≦8.
0%とするのがよい。より好ましくは7.0%以下であ
る。
W: W combines with C to form a high-hardness composite carbide to enhance wear resistance, or to form a solid solution in the matrix to increase tempering softening resistance. W is not an essential element, but may be contained in order to obtain the above-mentioned effects. However, the value calculated by W (%) + 2Mo (%) is 8.
If it exceeds 0%, the toughness and heat crack resistance of the steel may decrease. In addition, a large amount of coarse carbides tends to appear. In order to avoid such inconvenience, even when W is contained, the upper limit is W (%) + 2Mo (%) ≦ 8.
It is good to make it 0%. It is more preferably at most 7.0%.

【0027】ここで、Wの含有量の上限をMo含有量と
関連させて決定する理由は、これらの元素がW当量で規
定される関係により等価な効果を有するからである。
The reason why the upper limit of the W content is determined in relation to the Mo content is that these elements have an equivalent effect due to the relationship defined by the W equivalent.

【0028】P及びS:P及びSは機械的性質の劣化を
招くので少ない方がよい。しかし、いずれも0.08%
以下であればそれほどの悪影響を及ぼさないので、それ
以下にするのが好ましい。上記成分以外の残部はFeお
よび不可避的不純物である。
P and S: Since P and S cause deterioration of mechanical properties, the smaller the better, the better. However, all were 0.08%
If the amount is less than the above, no significant adverse effect is exerted. The balance other than the above components is Fe and inevitable impurities.

【0029】本発明の少なくとも被圧延材に接する表層
部の鋼の金属組織は、炭化物が面積率で5%以下である
ことが必要である。
In the present invention, at least the metal structure of the steel in the surface layer in contact with the material to be rolled must have an area ratio of carbide of 5% or less.

【0030】本発明において圧延ロールとは、一体式の
ロールまたは、芯体とスリーブまたは外殻層からなる複
合ロールなどを意味する。被圧延材に接する表層部と
は、一体式ロールである場合には被圧延材が接する部分
であり、複合ロールにおいてはその外殻層における被圧
延材が接する部分を意味する。少なくとも上記の表層部
が本発明の規定する化学組成および金属組織を有するも
のであればよく、ロール全体が上述の化学組成、組織構
成であってもよいし、例えば複合ロールにおいては外殻
層のみが上記の内容であっても良い。後者の場合には、
芯体としては公知のものが適用できるが、特に、ダクタ
イル鋳鉄、普通鋳鉄、黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、鍛鋼、
鋳鋼などの強靭材が好適である。
In the present invention, the rolling roll means an integral roll or a composite roll comprising a core and a sleeve or an outer shell layer. The surface layer portion in contact with the material to be rolled is a portion where the material to be rolled is in contact with the integrated roll, and means a portion of the outer shell layer where the material to be rolled is in contact with the composite roll. It is sufficient that at least the surface layer portion has the chemical composition and metal structure specified by the present invention, and the entire roll may have the above-described chemical composition and structure structure.For example, in the case of a composite roll, only the outer shell layer is used. May be the contents described above. In the latter case,
As the core body, known ones can be applied, but in particular, ductile cast iron, ordinary cast iron, graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron, forged steel,
A tough material such as cast steel is preferred.

【0031】本発明の圧延用ロールは、遠心力鋳造法、
高周波加熱を利用した連続肉盛り方法、粉末冶金法を利
用して熱間静水圧により外層を成形する方法、エレクト
ロスラグ溶解を利用した肉盛方法などの複合ロール製造
方法やエレクトロスラグ再溶解された溶湯を静置鋳造
し、鍛造を施す一体ロール製造方法など公知の方法など
により製造することができる。
The roll for rolling according to the present invention comprises a centrifugal casting method,
A composite roll manufacturing method such as a continuous overlay method using high-frequency heating, a method for forming an outer layer by hot isostatic pressure using powder metallurgy, an overlay method using electroslag melting, and electroslag remelting. It can be manufactured by a known method such as a method of manufacturing an integrated roll in which a molten metal is statically cast and forged.

【0032】本発明にかかる圧延用ロールは、熱延鋼板
圧延用ロール、ホットスキンパスミル用ロール、条鋼圧
延用ロール、各種製管用ロールなど、熱間で使用される
あらゆるロールに使用することができる。また、温間圧
延、冷間圧延、低温圧延用の圧延用ロールとして要求さ
れる一般特性も備えており、適用可能である。特に、1
000〜1250℃にも達する被圧延材を低速で高加工
度を与えるような熱間圧延機の圧延用ロールに適用して
顕著な耐摩耗性と耐熱亀裂性を奏するものである。
The roll for rolling according to the present invention can be used for all rolls that are used hot, such as a roll for hot-rolled steel sheet, a roll for hot skin pass mill, a roll for strip steel, and a roll for various pipes. . In addition, it has general characteristics required as a rolling roll for warm rolling, cold rolling, and low-temperature rolling, and is applicable. In particular, 1
The material to be rolled, which has a temperature of 000 to 1250 ° C., is applied to a rolling roll of a hot rolling mill which gives a high degree of work at a low speed, and exhibits remarkable wear resistance and heat crack resistance.

【0033】[0033]

【実施例】表1に示す種々の化学組成からなる外層部材
料を遠心鋳造法にて複合ロール(胴部直径150mm、
胴長300mm、全長510mm)を成形した。芯材に
は、C:3.0%、Si:1.1%、Mn:0.5%、
Ni:1.1%、Cr:0.1%、Mo:0.25%を
含有し残部が実質的にFeからなるダクタイル鋳鉄を用
いた。
EXAMPLE An outer layer material having various chemical compositions shown in Table 1 was subjected to centrifugal casting to form a composite roll (body diameter 150 mm,
(Body length 300 mm, total length 510 mm). In the core material, C: 3.0%, Si: 1.1%, Mn: 0.5%,
Ductile cast iron containing Ni: 1.1%, Cr: 0.1%, Mo: 0.25% and the balance substantially consisting of Fe was used.

【0034】各ロールには、1050〜1150℃での
焼入れと500〜580℃での焼戻しの2回の熱処理を
施すことにより、表面硬度をHs70〜75に調整し
た。
Each roll was subjected to two heat treatments of quenching at 1050 to 1150 ° C. and tempering at 500 to 580 ° C. to adjust the surface hardness to 70 to 75 Hs.

【0035】これらのロールを連続鋳造から熱間圧延ま
でが一貫した連続圧延プロセスにおけるインライン熱間
圧延機に適用した際の圧延条件をシミュレ−トした熱間
コイル圧延実験装置(4段式圧延機、補強ロール胴径3
00mm)の圧延用ロールとして組み込み、板厚3m
m、板幅40mm、長さ800mの鋼板を熱間圧延した
(圧下率50%、被加工材温度1150℃、圧延速度2
0m/分)。
A hot coil rolling experimental device (a four-stage rolling mill) simulating rolling conditions when these rolls are applied to an in-line hot rolling mill in a continuous rolling process from continuous casting to hot rolling. , Reinforcement roll body diameter 3
00mm) as a roll for rolling, 3m thick
m, a sheet width of 40 mm and a length of 800 m were hot-rolled (rolling reduction 50%, workpiece temperature 1150 ° C., rolling speed 2)
0 m / min).

【0036】熱間圧延前のロールの胴部表層から顕微鏡
用の試験片を採取し、エッチングにより炭化物を出現さ
せ、その面積率を画像処理法により測定した。
A test piece for a microscope was collected from the surface of the body of the roll before hot rolling, carbides appeared by etching, and the area ratio was measured by an image processing method.

【0037】耐摩耗性は、圧延後のロールプロフィ−ル
から最大摩耗深さを測定してその値で評価した。耐熱亀
裂性は、ロールに発生した最大亀裂深さを測定して評価
した。最大亀裂深さは、ダイチェックとロール研磨を繰
り返し、亀裂がロール研磨によって確認されなくなるま
での研磨量(半径方向の深さ)で評価した。耐熱亀裂性
は、JIS−B0601に規定される算術平均粗さRa
を測定し、表面粗さの程度により評価した。耐熱亀裂性
が良いロールは基地の欠落が少なく、圧延後のロール表
面が滑らかであるのでRaの変化を測定することで耐熱
亀裂性が評価できる。
The abrasion resistance was evaluated by measuring the maximum abrasion depth from the roll profile after rolling. The heat crack resistance was evaluated by measuring the maximum crack depth generated in the roll. The maximum crack depth was evaluated by repeating the die check and the roll polishing, and the amount of polishing (radial depth) until the crack was no longer confirmed by the roll polishing. The heat crack resistance is calculated by the arithmetic mean roughness Ra specified in JIS-B0601.
Was measured and evaluated according to the degree of surface roughness. A roll having good heat crack resistance has few bases and the roll surface after rolling is smooth, so that the heat crack resistance can be evaluated by measuring the change in Ra.

【0038】圧延実験に供した各ロールの外層の化学組
成、炭化物面積率、および各ロールの耐摩耗性、耐熱亀
裂性、耐肌荒れ性を評価した結果を表1に示す。
Table 1 shows the results of evaluating the chemical composition of the outer layer of each roll, the area ratio of carbides, and the abrasion resistance, heat crack resistance, and rough surface resistance of each roll used in the rolling test.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】本発明が規定する範囲の化学組成を備え、
炭化物の面積率で5%以下である試験番号1〜13は、
本発明の規定する条件を外れた試験番号14〜17に比
べて耐摩耗性、耐熱亀裂性、耐肌荒れ性のバランスがよ
く優れていた。とりわけ、NbおよびWを好ましい範囲
で含有した試験番号1〜11は、試験番号12または1
3に比べ耐熱亀裂性、耐肌荒れ性が優れていた。これに
対し、Cr含有量が多く、V+2/3NbとW+2Mo
とが共に本願発明の範囲を外れた試験番号14は、脆弱
で高温硬度の低いCr炭化物を多く含むため耐摩耗性、
耐熱亀裂性、耐肌荒れ性は大幅に劣った結果となった。
V+2/3Mo またはW+2Mo が本願発明の範囲から
外れた試験番号15および16では、高硬度の炭化物が
面積率で5%を超えて存在するため耐摩耗性は良好であ
るが、耐熱亀裂性や耐肌荒れ性が大幅に劣った。V+2
/3NbとW+2Moとが共に本願発明の範囲から外
れ、炭化物面積率が5%を超えた試験番号17は、耐熱
亀裂性と耐肌荒れ性とがよくなかった。
Having a chemical composition within the range defined by the present invention;
Test numbers 1 to 13 in which the area ratio of carbide is 5% or less,
Compared with Test Nos. 14 to 17 which deviated from the conditions specified by the present invention, the balance of abrasion resistance, heat crack resistance, and rough surface resistance was excellent. In particular, Test Nos. 1 to 11 containing Nb and W in a preferable range are Test Nos. 12 and 1
In comparison with No. 3, heat crack resistance and skin roughness resistance were excellent. On the other hand, the Cr content is large, and V + 2Nb and W + 2Mo
Test number 14, both of which are out of the scope of the present invention, contains a large amount of fragile and low-temperature hardness Cr carbide, so that the abrasion resistance,
Heat cracking resistance and skin roughness resistance were significantly inferior.
In Test Nos. 15 and 16 in which V + 2 / 3Mo or W + 2Mo was out of the range of the present invention, the wear resistance was good because the high-hardness carbide was present in an area ratio exceeding 5%, but the heat crack resistance and the heat resistance were high. Skin roughness was significantly inferior. V + 2
Test No. 17, in which both / 3Nb and W + 2Mo were out of the range of the present invention and the carbide area ratio exceeded 5%, had poor heat crack resistance and rough surface resistance.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の圧延用ロールは優れた耐摩耗
性、耐熱亀裂性、耐肌荒れ性を有するので、厳しい環境
の熱間圧延に使用しても、ロールの摩耗と肌荒れが生じ
難く、ロール寿命の延長、ロール交換頻度の低減、ロー
ル原単位向上などの効果が得られる。その結果、圧延製
品の品質向上や高生産性を実現することができる。
The rolling roll of the present invention has excellent abrasion resistance, heat crack resistance, and surface roughening resistance. Therefore, even when used in hot rolling in a severe environment, the roll is hardly abraded and roughened. The effects of extending the life of the roll, reducing the frequency of replacing the roll, and improving the unit consumption of the roll can be obtained. As a result, quality improvement and high productivity of the rolled product can be realized.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被圧延材に接する表層部の化学組成が、
重量%で、C:0.1〜1.2%、Si:0.1〜2.
5%、Mn:0.1〜2.5%、Cr:1.0〜5.0
%、Mo:0.1〜4.0%、V:0.1〜5.0%、
Co:0.1〜5.0%、Nb:0〜7.3%、かつV
(%)+2/3Nb(%)≦5.0%、W:0〜7.8
%、かつW(%)+2Mo(%)≦8.0%、残部が実
質的にFeおよび不可避的不純物からなり、その炭化物
量が面積率で5%以下である金属組織を有してなること
を特徴とする耐摩耗性と耐熱亀裂性に優れた圧延用ロー
ル。
1. The chemical composition of a surface layer in contact with a material to be rolled,
C: 0.1-1.2%, Si: 0.1-2.
5%, Mn: 0.1 to 2.5%, Cr: 1.0 to 5.0
%, Mo: 0.1 to 4.0%, V: 0.1 to 5.0%,
Co: 0.1 to 5.0%, Nb: 0 to 7.3%, and V
(%) + 2/3 Nb (%) ≦ 5.0%, W: 0 to 7.8
%, And W (%) + 2Mo (%) ≦ 8.0%, the balance being substantially composed of Fe and unavoidable impurities, and having a metal structure whose carbide amount is 5% or less in area ratio. Rolls for rolling with excellent wear resistance and heat crack resistance.
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