JP2002161332A - Composite roll for hot rolling made with continuous hardfacing by casting - Google Patents
Composite roll for hot rolling made with continuous hardfacing by castingInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材の圧延に用い
られる、特に耐摩耗性及び耐肌荒れ性に優れた熱間圧延
用の複合ロールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite roll for use in rolling of steel, particularly for hot rolling, which is excellent in wear resistance and surface roughening resistance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、鉄鋼の熱間圧延分野においては、
鋼板の板厚精度向上や表面品質向上の要求が高く、圧延
用ロールに対しても、高い耐摩耗性と耐肌荒れ性が求め
られている。また、圧延操業においては、高速・高負荷
・大圧下などに対応するために、ロールの強靱性も併せ
て求めれてきている。これらの要求に対するロールとし
て、内層を強靱性の鋼材とし、前記内層に金属的に接合
した外層材に、耐摩耗性と耐肌荒れ性を有するハイス材
を採用した、いわゆる連続鋳掛け肉盛り製の熱間圧延用
のハイス系複合ロールが多数実用化されている。2. Description of the Related Art In recent years, in the field of hot rolling of steel,
There is a high demand for improving the thickness accuracy and surface quality of steel sheets, and high abrasion resistance and rough surface resistance are also required for rolling rolls. Further, in the rolling operation, the toughness of the roll is also required in order to cope with high speed, high load, and large reduction. As a roll to meet these requirements, a so-called continuous casting overlaying heat is adopted in which the inner layer is made of a tough steel material, and the outer layer material metallically bonded to the inner layer is made of a high-speed steel material having wear resistance and rough surface resistance. Many high-speed composite rolls for cold rolling have been put to practical use.
【０００３】かかる、熱間圧延用のハイス系圧延用複合
ロールとして、特許第３０３００７８号公報が知られて
いる。この特許公報に開示されているハイスロール材
は、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ等の合金を多量に含有させ、非
常に硬いＭＣ炭化物を晶析出させて、優れた耐摩耗性を
発揮させると共に、ＢやＴｉの添加により、ＭＣ炭化物
を微細に晶析出させて、ロールの表面全体の肌荒れを向
上させるものである。[0003] As such a composite roll for high-speed rolling for hot rolling, Japanese Patent Publication No. 3030078 is known. The high roll material disclosed in this patent publication contains a large amount of alloys such as Cr, Mo, V, W, etc., crystallizes very hard MC carbides, and exhibits excellent wear resistance. By adding B or Ti, MC carbides are finely crystallized to improve the roughness of the entire roll surface.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の圧延用ロールでは、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ等の高合金
による晶析出するＭＣ炭化物の形状は多角形で、そのた
めに、圧延中に欠け落ちしやすい形状となっており、圧
延用ロール材として、耐肌荒れ性が充分なものではな
い。かかる背景のもと、本発明は、ハイスロール材に晶
析出する炭化物の内、最も硬質なＭＣ炭化物に注目し、
このＭＣ炭化物を欠け落ちしにくい球状形状とするこ
と、および、より微細均一に晶出させることにより、耐
肌荒れ性を向上させると共に、Ｃｕによりその耐摩耗性
を向上させ、優れた性能を持つ連続鋳掛け肉盛り製の熱
間圧延用複合ロールを提供することにある。However, in the above-mentioned conventional rolling roll, the MC carbide precipitated by a high alloy such as Cr, Mo, V, W, etc. has a polygonal shape, so that the MC carbide is chipped during rolling. It has a shape that is easy to fall, and does not have sufficient surface roughness resistance as a roll material for rolling. Under such a background, the present invention focuses on the hardest MC carbide among the carbides precipitated in the high-sroll material,
This MC carbide has a spherical shape that is difficult to chip off, and by crystallizing it more finely and uniformly, while improving the surface roughening resistance, the wear resistance is improved by Cu, and continuous with excellent performance An object of the present invention is to provide a hot rolled composite roll made of cast overlay.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題を
解消したもので、その発明の要旨とするところは、 （１）質量％で、Ｃ：１．５〜３．５％、Ｓｉ：０．２
〜３．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｃｒ：２．０〜
１５％、Ｍｏ：０．２〜１０％、Ｖ：２．０〜１０％、
Ｂ：０．００１〜０．５０％、Ａｌ：０．００１〜０．
５０％、Ｔｉ：０．００１〜０．５０％、Ｚｒ：０．０
０１〜０．５０％、Ｃｕ；０．００１〜０．５０％、Ｍ
ｇ：０．００１〜０．５０％、Ｃａ：０．００１〜０．
５０％、を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からな
る外層と、前記外層に、金属的に接合した鋳鋼または鍛
鋼製の軸とからなる連続鋳掛け肉盛り製熱間圧延用複合
ロール。 （２）さらに、質量％で、Ｎｉ：０．１〜５％、Ｗ：
０．２〜１０％、Ｎｂ：０．２〜６％、Ｃｏ：０．２〜
１０％、の１種または２種以上含有する請求項１記載の
連続鋳掛け肉盛り製熱間圧延用複合ロールにある。The present invention has solved the above-mentioned problems. The gist of the present invention is as follows: (1) In mass%, C: 1.5 to 3.5%; 0.2
~ 3.0%, Mn: 0.2 ~ 2.0%, Cr: 2.0 ~
15%, Mo: 0.2 to 10%, V: 2.0 to 10%,
B: 0.001 to 0.50%, Al: 0.001 to 0.
50%, Ti: 0.001 to 0.50%, Zr: 0.0
01 to 0.50%, Cu; 0.001 to 0.50%, M
g: 0.001 to 0.50%, Ca: 0.001 to 0.
A composite roll for hot rolling by continuous casting overlaying, comprising an outer layer containing 50%, the balance being Fe and unavoidable impurities, and a shaft made of cast steel or forged steel which is metallically joined to the outer layer. (2) Further, in mass%, Ni: 0.1 to 5%, W:
0.2 to 10%, Nb: 0.2 to 6%, Co: 0.2 to
The composite roll for hot rolling according to claim 1, which comprises one or more of 10% or more.
【０００６】以下、本発明について詳細に説明する。ハ
イスロール材のミクロ組織は、一般的に硬質のＶＣを主
体としたＭＣ炭化物とＭ2 Ｃ、Ｍ6 ＣもしくはＭ7 Ｃ3
炭化物及び適度な熱処理を施してマルテンサイトとなっ
たマトリックス組織で構成されている。本発明は、この
内、最も硬質なＭＣ炭化物に注目し、Ｍｇ、Ｃａを複合
で含有させることにより、ＭｇＯやＣａＯの酸化物を生
成させ、これを核として溶湯中から直接、ＭＣ炭化物を
微細均一かつ球状に晶出させたミクロ組織を得ること。
さらには、Ｃｕの添加により基地組織を強化し、耐摩耗
性を向上させ、このハイスロール材を連続鋳掛け肉盛り
法にて製造されて熱間圧延用複合ロールの耐摩耗性や耐
肌荒れ性を大幅に向上させるものである。Hereinafter, the present invention will be described in detail. The microstructure of the high-sroll material is generally MC carbide mainly composed of hard VC and M 2 C, M 6 C or M 7 C 3
It is composed of a carbide and a matrix structure that has been subjected to an appropriate heat treatment to become martensite. The present invention focuses on the hardest MC carbides among them, and generates MgO or CaO oxides by containing Mg and Ca in a composite form, and uses these as nuclei to directly reduce MC carbides from the molten metal. Obtaining a uniform and spherically crystallized microstructure.
Furthermore, the addition of Cu strengthens the base structure, improves wear resistance, and manufactures this high-speed roll material by continuous casting and overlaying to improve the wear resistance and rough surface resistance of the composite roll for hot rolling. This is a significant improvement.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る各化学成分
の限定理由について述べる。 Ｃ：１．５〜３．５％ Ｃは主として、マトリックス中に固溶されマルテンサイ
ト相を生成する。また、さらに、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｖ，Ｗ等と結合して種々の炭化物を形成する。しかし、
１．５％未満であると炭化物量が少なく、耐摩耗性が得
られない。また、逆に３．５％を超えると、粗大な炭化
物が形成され、靱性の低下や肌荒れの原因となる。従っ
て、その範囲を１．５〜３．５％とする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The reasons for limiting each chemical component according to the present invention will be described below. C: 1.5 to 3.5% C is mainly dissolved in a matrix to form a martensite phase. Further, Fe, Cr, Mo,
Combines with V, W, etc. to form various carbides. But,
If it is less than 1.5%, the amount of carbides is small and wear resistance cannot be obtained. On the other hand, when the content exceeds 3.5%, coarse carbides are formed, which causes a decrease in toughness and a rough surface. Therefore, the range is set to 1.5 to 3.5%.
【０００８】Ｓｉ：０．２〜３．０％ Ｓｉは脱酸作用を目的として添加する。しかし、０．２
％未満であるとその効果が不十分であり、逆に、３．０
％を超える添加は靱性を低下させるため、その範囲を
０．２〜３．０％とする。 Ｍｎ：０．２〜２．０％ Ｍｎは脱酸、脱硫作用を目的として添加する。しかし、
０．２％未満であるとその効果が不十分であり、また、
２．０％を超えると靱性を低下させるため、その範囲を
０．２〜２．０％とする。Si: 0.2 to 3.0% Si is added for the purpose of deoxidizing. However, 0.2
%, The effect is insufficient, and conversely, 3.0%
%, The toughness is reduced, so the range is set to 0.2 to 3.0%. Mn: 0.2 to 2.0% Mn is added for the purpose of deoxidation and desulfurization. But,
If it is less than 0.2%, the effect is insufficient, and
If it exceeds 2.0%, the toughness is reduced, so the range is set to 0.2 to 2.0%.
【０００９】Ｃｒ：２．０〜１５％ Ｃｒはマトリックス中に固溶されて焼入れ性を高めると
共に、Ｃと結合して炭化物を形成する。しかし、２．０
％未満であると炭化物量が少なく、耐摩耗性が低下し、
逆に、１５％を超えると、粗大な炭化物が形成され、靱
性の低下や肌荒れを招く。従って、その範囲を２．０〜
１５％とする。 Ｍｏ：０．２〜１０％ ＭｏもＣｒと同様に、マトリックス中に固溶されて基地
を強化すると共に、Ｃと結合して炭化物を形成する。従
って、基地強化のためには、最低０．２％以上の含有が
必要であるが、１０％を超えると粗大炭化物が形成され
靱性が低下する。従って、その範囲を０．２〜１０％と
する。Cr: 2.0 to 15% Cr forms a solid solution in the matrix to enhance hardenability, and combines with C to form a carbide. However, 2.0
%, The amount of carbide is small, the wear resistance is reduced,
Conversely, if it exceeds 15%, coarse carbides are formed, leading to a decrease in toughness and rough skin. Therefore, the range is 2.0 to
15%. Mo: 0.2 to 10% Mo, like Cr, forms a solid solution in the matrix to strengthen the matrix and combines with C to form a carbide. Therefore, in order to strengthen the matrix, the content must be at least 0.2% or more, but if it exceeds 10%, coarse carbides are formed and the toughness is reduced. Therefore, the range is set to 0.2 to 10%.
【００１０】Ｖ：２．０〜１０％ ＶはＣと結合してＭＣ炭化物を形成する重要な元素であ
る。しかし、２．０％未満では炭化物量が不十分で耐摩
耗性が確保できず、１０％を超えると、ＭＣ炭化物が粗
大化し過ぎてやはり靱性の低下に繋がる。従って、その
範囲を２．０〜１０％とする。 Ｂ：０．００１〜０．５０％ Ｂは、０．００１％以上で、焼入れ性が高まり、また、
靱性の低下を防ぐことができる。しかし、過剰になる
と、靱性が低下するため、０．５０％以下に抑える必要
がある。従って、その範囲を０．００１〜０．５０％す
る。V: 2.0 to 10% V is an important element that combines with C to form MC carbide. However, if it is less than 2.0%, the amount of carbides is insufficient and wear resistance cannot be ensured. If it exceeds 10%, MC carbides become too coarse, which also leads to a decrease in toughness. Therefore, the range is set to 2.0 to 10%. B: 0.001 to 0.50% B is 0.001% or more, the hardenability increases, and
It is possible to prevent a decrease in toughness. However, if it is excessive, the toughness is reduced, so it is necessary to suppress the toughness to 0.50% or less. Therefore, the range is made 0.001 to 0.50%.
【００１１】Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ：０．００１〜０．５０
％ Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒは、溶湯中で酸化物を生成して、溶湯
中の酸素含有量を低下させ、製品の健全性を向上させる
共に、生成した酸化物が結晶核として作用するために凝
固組織の微細化に効果がある。０．００１％でその効果
があるが、余り多く含有させると、介在物となって製品
中に残存することになるため、その上限は各々０．５０
％となるようにする。 Ｃｕ：０．００１〜０．５０％ Ｃｕは、基地組織を強化し高温硬度を向上させるため、
後述する本発明のＭｇ、Ｃａと共に主要な化学成分であ
る。０．００１％以下では、その効果がなく、一方、
０．５０％を超えると、耐摩耗性、耐クラック性が低下
すると共にロールの表面正常が劣化するため、その上限
を０．５０％とした。Al, Ti, Zr: 0.001 to 0.50
% Al, Ti, and Zr form oxides in the molten metal, reduce the oxygen content in the molten metal, improve the soundness of the product, and solidify because the generated oxides act as crystal nuclei. It is effective for making the structure finer. The effect is 0.001%, but if it is contained too much, it becomes an inclusion and remains in the product.
%. Cu: 0.001 to 0.50% Cu strengthens the base structure and improves the high-temperature hardness.
It is a main chemical component together with Mg and Ca of the present invention described later. If it is less than 0.001%, there is no effect.
If it exceeds 0.50%, the abrasion resistance and crack resistance are reduced, and the normal surface of the roll is deteriorated. Therefore, the upper limit is set to 0.50%.
【００１２】Ｍｇ、Ｃａ：０．００１〜０．５０％ Ｍｇ，Ｃａは、本発明の圧延用ロールの耐肌荒れ性向上
に最も寄与する元素である。Ｍｇ及びＣａは、脱酸や脱
硫作用の強い元素であり、ＭｇＯやＣａＯの酸化物を生
成し、これが溶湯中に懸濁されて核となり、ＭＣ炭化物
を微細均一に晶出させる。また、その理由は明らかでな
いが、球状黒鉛鋳鉄の黒鉛がこれらの元素の添加によっ
て球状化されるのと同様に予測される作用によって、晶
出するＭＣ炭化物が球状となることを見出した。Ｍｇ，
Ｃａの量は、各々０．００１％以上でその効果が認めら
れる、しかし、０．５０％を超えてはその効果が飽和す
ると共に、Ｍｇ合金やＣａ合金の大量の添加は溶湯との
反応が激しいために作業的に危険である。従って、Ｍ
ｇ，Ｃａの範囲を０．００１〜０．５０％とする。Mg, Ca: 0.001 to 0.50% Mg, Ca is an element most contributing to the improvement of the surface roughness resistance of the rolling roll of the present invention. Mg and Ca are elements having strong deoxidizing and desulfurizing effects, and generate oxides of MgO and CaO, which are suspended in the molten metal to become nuclei and crystallize MC carbides finely and uniformly. Further, although the reason is not clear, it has been found that the MC carbide to be crystallized becomes spherical due to the expected effect in the same manner as the graphite of spheroidal graphite cast iron is spheroidized by the addition of these elements. Mg,
The effect is recognized when the amount of Ca is 0.001% or more, respectively. However, when the amount exceeds 0.50%, the effect is saturated, and when a large amount of Mg alloy or Ca alloy is added, the reaction with the molten metal may occur. It is dangerous to work because it is intense. Therefore, M
The range of g and Ca is set to 0.001 to 0.50%.
【００１３】Ｎ：１０００ｐｐｍ以下 Ｎは、耐肌荒れ性を向上のために、１０００ｐｐｍ以下
とする。すなわち、１０００ｐｐｍ以下とすることによ
り、炭化物に対する核生成効果が抑制され粗大な初晶炭
化物の量が減り、そのかわり、細長く微細な共晶炭化物
が増加し、ＶＣ炭化物が微細・均一に分散する。それに
より耐肌荒れ性が向上する。しかし、１０００ｐｐｍを
超えると、その効果がなくなるため、その上限を１００
０ｐｐｍとした。なお、望ましくは、５００ｐｐｍ以
下、より望ましくは、３００ｐｐｍとする。低減の方法
としては、ロールの原材料となっているロール屑や、ス
クラップ材などにおいて、Ｎ量の少ないものの使用、溶
解炉内をＡｒ等の不活性ガス雰囲気にして、原材料を溶
解することも有効である。N: 1000 ppm or less N is 1000 ppm or less in order to improve the resistance to rough skin. That is, when the content is 1000 ppm or less, the nucleation effect on carbides is suppressed, and the amount of coarse primary carbides is reduced. Instead, elongated and fine eutectic carbides are increased, and VC carbides are finely and uniformly dispersed. Thereby, the rough skin resistance is improved. However, if the concentration exceeds 1000 ppm, the effect is lost.
It was set to 0 ppm. Note that the concentration is preferably 500 ppm or less, more preferably 300 ppm. As a method of reduction, it is also effective to use a small amount of N, such as roll scrap or scrap material, which is a raw material of the roll, and to dissolve the raw material in an atmosphere of an inert gas such as Ar in a melting furnace. It is.
【００１４】Ｏ：５００ｐｐｍ以下 Ｏは、非金属介在物となって材質の清浄化を低下させる
ため多量に含有すると、鋳造割れが発生しやすくなる。
従って、低減量は、５００ｐｐｍ以下になるようにす
る。なお、望ましくは、３００ｐｐｍ以下、より望まし
くは、１００ｐｐｍとなるようにする。低減の方法とし
ては、例えば、溶解炉内をＡｒ等の不活性ガス雰囲気に
して、原材料を溶解することが有効である。O: 500 ppm or less O becomes a nonmetallic inclusion and deteriorates the quality of the material, so that if O is contained in a large amount, casting cracks are likely to occur.
Therefore, the reduction amount is set to 500 ppm or less. Note that the concentration is desirably 300 ppm or less, more desirably, 100 ppm. As a reduction method, for example, it is effective to dissolve the raw materials in an atmosphere of an inert gas such as Ar in the melting furnace.
【００１５】Ｐ，Ｓは、原材料より、不可避的に混入す
るものであり、材質の脆くするので少ないほど好まし
く、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．１％以下にすると良
い。本発明材の基本成分は、上記の通りであるが、適用
を対象とするロールのサイズ、要求されるロールの使用
特性等により、その他の化学成分として、上記した本発
明の化学成分に加えて、さらに、以下の成分を適宜選択
添加するとよい。P and S are inevitably mixed in from the raw material, and are preferably as small as possible because the material becomes brittle. P: 0.2% or less and S: 0.1% or less are good. The basic components of the material of the present invention are as described above, but depending on the size of the roll targeted for application, the required use properties of the roll, etc., as other chemical components, in addition to the above-mentioned chemical component of the present invention, Further, the following components may be appropriately selected and added.
【００１６】Ｗ：０．２〜１０％ Ｗは、Ｍｏと同様にマトリックス中に固溶されて基地を
強化すると共に、Ｃと結合して炭化物を形成する。基地
強化のためには、最低０．２％以上の含有が必要である
が、１０％を超えると粗大炭化物が形成され靱性が低下
する。また、遠心鋳造法で１０％を超えた場合、層状偏
析が発生する。なお、Ｗの添加有無の選択については、
例えば使用特性上の耐摩耗性や耐クラック性等を考慮
し、適宜判断するとよい。W: 0.2 to 10% W is dissolved in a matrix as in the case of Mo to strengthen the matrix, and combines with C to form a carbide. In order to strengthen the matrix, the content must be at least 0.2% or more, but if it exceeds 10%, coarse carbides are formed and the toughness is reduced. In addition, when it exceeds 10% by centrifugal casting, laminar segregation occurs. In addition, regarding the selection of the addition or non-addition of W,
For example, it may be appropriately determined in consideration of wear resistance and crack resistance in use characteristics.
【００１７】Ｎｉ：０．１〜５％ また、本発明材は上記した化学成分に加えて、さらにＮ
ｉを０．１〜５％含有してもよい。Ｎｉはマトリックス
中に固溶され、基地のオーステナイトを安定化して焼入
れ性を向上する。そのため、０．１％以上の少量を含有
させるが、５％を超えて含有させた場合、オーステナイ
トが安定化しすぎてオーステナイトの残留を来して、硬
度の確保が困難になったり、圧延使用中の変形等を起こ
すことがある。なお、前記Ｎｉ添加の選択有無について
は、例えば製造を対象とする圧延ロールのサイズ、硬度
等を考慮し、その添加の要否を適宜判断するとよい。Ni: 0.1 to 5% In addition to the above chemical components, the material of the present invention further comprises N
i may be contained at 0.1 to 5%. Ni is dissolved in the matrix to stabilize austenite in the matrix and improve quenchability. For this reason, a small amount of 0.1% or more is contained. However, if the content exceeds 5%, austenite is excessively stabilized, austenite remains, and it becomes difficult to secure hardness, or during rolling use. May be deformed. It should be noted that the presence or absence of the addition of Ni may be determined as appropriate, for example, in consideration of the size, hardness, and the like of the rolling rolls to be manufactured.
【００１８】Ｎｂ：０．２〜６％ また、本発明材は上記した化学成分に加えて、さらにＮ
ｂを０．２〜６％含有してもよい。ＮｂはＶと同様にＣ
と結合して高硬度のＭＣ炭化物を形成する。０．２％未
満ではその効果は不十分であり、６％を越えて含有させ
た場合、ＭＣ炭化物が粗大化しすぎて靱性の低下に繋が
る。なお、Ｎｂ添加の選択有無については、例えば、圧
延ロールのサイズ、硬度等を考慮し、その添加の要否を
適宜判断するとよい。Nb: 0.2 to 6% The material of the present invention further comprises N
b may be contained in an amount of 0.2 to 6%. Nb is C like V
To form high hardness MC carbides. If the content is less than 0.2%, the effect is insufficient, and if the content exceeds 6%, the MC carbide becomes too coarse, leading to a decrease in toughness. It should be noted that whether or not to add Nb may be appropriately determined in consideration of, for example, the size and hardness of the rolling roll, and whether or not the addition is necessary.
【００１９】Ｃｏ：０．２〜１０％ また、本発明材は上記した化学成分に加えて、さらにＣ
ｏを０．２〜１０％含有してもよい。Ｃｏはその殆どが
マトリックス中に固溶され基地を強化する。そのため、
高温での硬度及び強度を向上させる作用を有している。
しかし、０．２％未満ではその効果は不十分であり、１
０％を超えてはその効果が飽和するため、経済性の観点
からも１０％以下が望ましい。Ｃｏ添加の選択有無につ
いては、例えば、使用特性上の高温硬度や摩擦係数低減
等を考慮し、その添加の要否を適宜判断するとよい。Co: 0.2 to 10% In addition to the chemical components described above, the material of the present invention further comprises C
o may be contained in an amount of 0.2 to 10%. Co is mostly dissolved in the matrix to strengthen the matrix. for that reason,
It has the effect of improving hardness and strength at high temperatures.
However, if the content is less than 0.2%, the effect is insufficient.
If it exceeds 0%, the effect is saturated. Therefore, from the viewpoint of economy, 10% or less is desirable. Regarding the presence or absence of the addition of Co, for example, the necessity of the addition may be appropriately determined in consideration of the high-temperature hardness and the reduction of the friction coefficient in the use characteristics.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例を従来材及び比較例と
共に説明する。 （実施例１）高周波誘導炉にて溶解した後、表１に示す
化学成分の該溶湯を、直径１００ｍｍ、高さ１００ｍｍ
の砂型に注入し、その後、１０００℃からの焼入れ処理
とさらに５００〜５５０℃の焼戻し処理を施しミクロ組
織試験片および熱間摩耗試験片を作製した。なお、前記
試験材の製造において、表１に示す本発明例であるＡ〜
Ｎ材、及び比較材であるＳ〜Ｖ材についての溶湯へのＣ
ａ，Ｍｇの添加については、炉から出湯後の溶湯に、取
鍋にてＣａ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇ合金を添加し
た。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below together with conventional materials and comparative examples. (Example 1) After being melted in a high frequency induction furnace, the molten metal having the chemical components shown in Table 1 was prepared to have a diameter of 100 mm and a height of 100 mm.
And then subjected to a quenching treatment at 1000 ° C. and a tempering treatment at 500 to 550 ° C. to produce a microstructure test piece and a hot wear test piece. In the production of the test material, A to A which are examples of the present invention shown in Table 1
C to molten metal for N material and S to V materials as comparative materials
Regarding the addition of a and Mg, a Ca—Si alloy or an Fe—Si—Mg alloy was added to the molten metal after the tapping from the furnace using a ladle.
【００２１】[0021]
【表１】 [Table 1]
【００２２】表１に示す化学組成としては、Ａ〜Ｎは本
発明例であり、Ｏ〜Ｒは従来例であり、また、Ｓ〜Ｖは
比較例である。その各試験材でのミクロ組織の結果を図
１によって模式図をもって示す。すなわち、図１（ａ）
に示すように、前記の試験片表面より１０ｍｍ深さ位置
のミクロ組織を本発明材（代表例としてＣ材）と図１
（ｂ）に示す従来材（代表材として組成Ｐ）で比較して
示した。この図１（ｂ）から従来材の組成Ｑ材の化学成
分のものでは、そのミクロ組織は、最も硬質なＭＣ炭化
物が結晶粒界のみに殆ど晶出し、全体的な均一化が図ら
れていないことが明らかである。また、一部にマトリッ
クス内にも一部のその晶出が認められるが、形状は不規
則な多角形となっている。これに対して、本発明材の組
成Ｃ材のものは、ＭＣ炭化物がマトリックス内も含め均
一に晶出しており、かつ、その形状も角張った所がな
く、球状に近い形状で晶出していることが明らかであ
る。As chemical compositions shown in Table 1, A to N are examples of the present invention, O to R are conventional examples, and S to V are comparative examples. The result of the microstructure of each test material is schematically shown in FIG. That is, FIG.
As shown in FIG. 1, the microstructure at a depth of 10 mm from the surface of the test piece was compared with the material of the present invention (material C as a representative example) and FIG.
The comparison was made with the conventional material (composition P as a representative material) shown in (b). From FIG. 1 (b), in the case of the chemical composition of the conventional composition Q material, the hardest MC carbide is hardly crystallized only at the crystal grain boundaries, and the overall uniformity is not achieved. It is clear that. Although some of the crystallization is observed in the matrix, the shape is irregular polygon. On the other hand, in the case of the composition C of the material of the present invention, MC carbide is uniformly crystallized even in the matrix, and its shape is not angular but crystallized in a nearly spherical shape. It is clear that.
【００２３】次に、図２に示す熱間回転摩耗試験機を用
いて、比較試験を行った。なお、熱間回転摩耗試験機と
しては、図２に示すような加熱片１および試験片２を接
触状態で回転させる転動装置３と、加熱片１および試験
片２を囲み、これらを加熱する高周波誘導加熱コイル４
と冷却装置５と、放射温度計６とを備えたディスク対デ
ィスクタイプの試験機を使用した。その時の試験条件
は、両ディスク間の最大接触応力は約２５０Ｎ／ｍｍ2
で、試験片の周速度（回転数）は、７２０ｒｐｍとし、
両ディスク間のすべり率は、４．５％で行った。また、
熱間圧延材に相当する加熱片の温度は９６０℃とし、試
験片の温度は６５０℃として５００回転動させ、試験片
の摩耗量を測定した。その後、該摩耗試験後の試験片の
表面粗度を各々測定した。Next, a comparative test was conducted using a hot rolling wear tester shown in FIG. In addition, as a hot rotary wear tester, a rolling device 3 for rotating the heating piece 1 and the test piece 2 in a contact state as shown in FIG. 2 and the heating piece 1 and the test piece 2 are surrounded and heated. High frequency induction heating coil 4
A disk-to-disk type tester equipped with a cooling device 5 and a radiation thermometer 6 was used. The test conditions at that time were that the maximum contact stress between both disks was about 250 N / mm 2
The peripheral speed (rotation speed) of the test piece is set to 720 rpm,
The slip ratio between the two disks was 4.5%. Also,
The temperature of the heated piece corresponding to the hot-rolled material was 960 ° C., the temperature of the test piece was 650 ° C., and the sample was rotated 500 times, and the wear amount of the test piece was measured. Thereafter, the surface roughness of the test piece after the wear test was measured.
【００２４】図３は本発明材Ａ〜Ｎ材、従来材Ｏ〜Ｒ材
および比較材Ｓ〜Ｖ材の熱間回転摩耗試験による摩耗減
量の測定結果を示す図である。また、図４は、本発明
材、従来材、および比較材の熱間回転摩耗試験後の試験
片の表面粗度の測定結果を示す図である。この図３及び
図４から明らかなように、本発明材のＡ〜Ｎ材は従来材
Ｏ〜Ｒに比較し、いずれもその摩耗減量が少なく、ま
た、耐肌荒れ性の評価の指標となる表面粗度も小さくな
っている。また、比較材Ｓ〜Ｖの化学成分は、本発明材
の特徴とするＣａ、ＭｇおよびＣｕの量が本発明材Ａ〜
Ｎ材より高いものであり、本発明材と同等の摩耗減量と
表面粗度になっているが、いずれも本発明材を超える結
果は得られず、効果が飽和してきている。このように、
高いＣａ、Ｍｇの添加は、添加時の安全性確保の点から
好ましくない。以上の各種の試験結果により、本発明材
は、実際の圧延ロールに適用した場合、その目的とする
耐摩耗性と耐肌荒れ性の作用・効果を十分に奏すること
が明らかとなり、続いて、実際の圧延ロールに適用した
結果について説明する。FIG. 3 is a graph showing the results of measurement of wear loss of the materials A to N of the present invention, conventional materials O to R, and comparative materials S to V by a hot rotational wear test. FIG. 4 is a view showing the measurement results of the surface roughness of the test piece after the hot rotational wear test of the material of the present invention, the conventional material, and the comparative material. As is clear from FIGS. 3 and 4, the A to N materials of the present invention have less abrasion loss than the conventional materials O to R, and have a surface which is an index for evaluating the resistance to rough skin. The roughness is also small. In addition, the chemical components of the comparative materials S to V are such that the amounts of Ca, Mg, and Cu, which are the characteristics of the material of the present invention, are different from those of the material of the present invention.
It is higher than the N material and has the same wear loss and surface roughness as the material of the present invention, but none of the results exceed the material of the present invention, and the effect is becoming saturated. in this way,
Addition of high Ca and Mg is not preferable from the viewpoint of ensuring safety at the time of addition. From the above various test results, it is clarified that the material of the present invention, when applied to an actual rolling roll, sufficiently exerts its intended wear resistance and surface roughness resistance action and effect. The result applied to the rolling roll of Example 1 will be described.
【００２５】（実施例２）低周波誘導炉を用いて溶解し
た外層溶湯に、出湯時Ｃａ−Ｓｉ合金を添加して、表２
に示す本発明の化学組成とした。この溶湯を、鍛造芯材
のまわりに配された耐火枠内に注入する連続肉盛鋳造
法、詳しくは特許第３０３００７８号に開示の方法によ
り、胴径６５０ｍｍ、長さ２０００ｍｍの複合ロールを
製造した。このロールを冷却後粗削加工を行い、１００
０℃の焼入れと５００〜５５０℃で数回の焼き戻し処理
を実施した後、仕上げ加工を行った。その後、ロールの
表面を仕上げ加工後、超音波探傷を行い、欠陥のない健
全なロールであることを確認した。また、ロール胴部の
表面ミクロ組織を確認し、図５に示すように、やはり硬
質なＭＣ炭化物が球状で微細均一に晶出されていること
を確認した。なお、本発明の製造法としては、前記の実
施例に限られるものではなく、例えば、他の製造方法と
しては、鋼製の芯材の周囲に、エレクトロスラグ法によ
って、外層を溶着させて、本発明の圧延用複合ロールを
形成してもよい。(Example 2) A Ca-Si alloy was added at the time of tapping to the molten outer layer melted using a low-frequency induction furnace.
And the chemical composition of the present invention shown in FIG. A composite roll having a body diameter of 650 mm and a length of 2000 mm was manufactured by a continuous overlay casting method in which the molten metal was poured into a refractory frame arranged around a forged core material, specifically, a method disclosed in Japanese Patent No. 3030078. . After this roll is cooled, roughing is performed and 100
After quenching at 0 ° C. and tempering several times at 500 to 550 ° C., finishing was performed. Then, after finishing the surface of the roll, ultrasonic testing was performed to confirm that the roll was a defect-free and healthy roll. In addition, the surface microstructure of the roll body was confirmed, and as shown in FIG. 5, it was also confirmed that the hard MC carbides were spherical and finely uniformly crystallized. In addition, the manufacturing method of the present invention is not limited to the above-described embodiment.For example, as another manufacturing method, an outer layer is welded around a steel core material by an electroslag method, The composite roll for rolling of the present invention may be formed.
【００２６】[0026]
【表２】 [Table 2]
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の連続鋳掛け
肉盛り製熱間圧延用複合ロールは、特にＣａおよびＭｇ
の作用により、硬質のＭＣ炭化物の球状化と微細均一
化、またＣｕの作用により、基地の高温強度が増加し、
耐肌荒れ性と耐摩耗性の大幅な向上が可能となり、圧延
ロールの長寿命化が図れる。また、ロール性能の向上に
よる圧延製品の品質改善にも大幅に寄与する効果があ
る。As described above, the composite roll for continuous hot-rolling hot rolling of the present invention is particularly suitable for Ca and Mg.
, The high-temperature strength of the matrix increases due to the spheroidization and fine uniformity of the hard MC carbide,
This makes it possible to significantly improve the surface roughening resistance and the wear resistance, thereby extending the life of the rolling roll. Further, there is an effect that the quality of a rolled product is significantly improved by improving the roll performance.
【図１】本発明材および従来材の試験片から採取した材
料の金属組織の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of the metal structures of materials obtained from test pieces of the present invention and conventional materials.
【図２】熱間回転摩耗試験機の概要構成を示す説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory view showing a schematic configuration of a hot rotary wear tester.
【図３】本発明材、従来材及び比較材の回転摩耗試験に
よる摩耗減量を示す図である。FIG. 3 is a graph showing the loss of wear of a material of the present invention, a conventional material and a comparative material by a rotational wear test.
【図４】本発明材、従来材及び比較材の回転摩耗試験後
の表面粗度を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the surface roughness of a material of the present invention, a conventional material and a comparative material after a rotational wear test.
【図５】本発明の実施例２により製造したロールの胴部
中央における金属組織の顕微鏡写真（１００倍）であ
る。FIG. 5 is a micrograph (× 100) of a metal structure at the center of the body of a roll manufactured according to Example 2 of the present invention.
１ 加熱片 ２ 試験片 ３ 転動装置 ４ 高周波誘導加熱コイル ５ 冷却装置 ６ 放射温度計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating piece 2 Test piece 3 Rolling device 4 High frequency induction heating coil 5 Cooling device 6 Radiation thermometer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/58 Ｃ２２Ｃ 38/58 Ｆターム(参考） 4E016 AA02 BA01 CA04 CA08 CA09 DA03 EA03 EA04 FA02 FA14──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C22C 38/58 C22C 38/58 F-term (Reference) 4E016 AA02 BA01 CA04 CA08 CA09 DA03 EA03 EA04 FA02 FA14
Claims (2)
と、前記外層に、金属的に接合した鋳鋼または鍛鋼製の
軸とからなる連続鋳掛け肉盛り製熱間圧延用複合ロー
ル。1. Mass%: C: 1.5 to 3.5%, Si: 0.2 to 3.0%, Mn: 0.2 to 2.0%, Cr: 2.0 to 15% Mo: 0.2 to 10%, V: 2.0 to 10%, B: 0.001 to 0.50%, Al: 0.001 to 0.50%, Ti: 0.001 to 0.50 %, Zr: 0.001 to 0.50%, Cu; 0.001 to 0.50%, Mg: 0.001 to 0.50%, Ca: 0.001 to 0.50%, A composite roll for hot rolling by continuous casting overlaying, comprising an outer layer composed of a balance of Fe and unavoidable impurities, and a shaft made of cast steel or forged steel that is metallically joined to the outer layer.
け肉盛り製熱間圧延用複合ロール。2. One type of Ni: 0.1 to 5%, W: 0.2 to 10%, Nb: 0.2 to 6%, and Co: 0.2 to 10% by mass%. 2. The composite roll for continuous hot-rolling hot rolling according to claim 1, which contains two or more kinds.
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