JP2004250729A - Cast roll material and roll for rolling seamless steel pipe - Google Patents

Cast roll material and roll for rolling seamless steel pipe Download PDF

Info

Publication number
JP2004250729A
JP2004250729A JP2003039436A JP2003039436A JP2004250729A JP 2004250729 A JP2004250729 A JP 2004250729A JP 2003039436 A JP2003039436 A JP 2003039436A JP 2003039436 A JP2003039436 A JP 2003039436A JP 2004250729 A JP2004250729 A JP 2004250729A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roll
steel pipe
seamless steel
cast
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003039436A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4059099B2 (en
Inventor
Kenji Ichino
健司 市野
Takaaki Toyooka
高明 豊岡
Tomohito Koseki
智史 小関
Taro Kanayama
太郎 金山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2003039436A priority Critical patent/JP4059099B2/en
Publication of JP2004250729A publication Critical patent/JP2004250729A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4059099B2 publication Critical patent/JP4059099B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cast roll material for rolling a seamless steel pipe, having superior slipping resistance and inhibiting occurrence of the surface damage, and to provide a roll for rolling the seamless steel pipe. <P>SOLUTION: The cast roll material has a composition comprising 1.0-2.0% C, 0.1-1.0% Si, 0.2-2.0% Mn, 0.5-2.5% Cr, 0.5-2.5% Mo, 3.5-7.0% V, 0.1-2.0% Nb, while satisfying -0.2≤C-(0.24×V+0.13×Nb)≤0.2 (wherein, C, V and Nb denotes the contents (mass%) of respective elements), and the balance Fe with unavoidable impurities. A layer useful as a roll has preferably a hardness Hs of 29 to 43. The cast roll material can further include one or two elements selected among 1.5% or less W, 2% or less Co, 0.1% or less Ti and 0.1% or less Al. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継目無鋼管圧延用ロールに係り、とくに鋼管穿孔圧延時に発生するスリップの防止と、ロール寿命の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】
マンネスマン方式による継目無鋼管の製造においては、被穿孔材である圧延素材(丸棒)に回転鍛造効果を十分に付与して穿孔し、さらには延伸するために、圧延ロールには、圧延素材(被穿孔材)を噛み込み、十分に把持する特性を有することが要求されている。このような要求はとくにピアサーロールに対し強い。
【0003】
圧延ロールが、このような圧延素材の噛み込み性、把持性を消失して圧延素材との間でスリップを起こすと、噛み込み不良、圧延の途中停止等の圧延不良が発生し、連続圧延工程でのミル停止等の大きなトラブルに繋がるという問題がある。
このような問題に対し、例えば、特許文献1には、C:1.10〜1.85%、Si:0.3 〜1.2 %、Mn:0.4 〜1.5 %、Ni:0.5 〜2.0 %、Cr:0.5 〜2.0 %を含み、残部が実質的に鉄の高炭素合金鋳鋼を、熱間鍛造後、熱処理を施して、球状炭化物が35〜55面積%占めてなる金属学的組織を有するロールとする継目無鋼管圧延用鍛造ロールの製造方法が提案されている。特許文献1に記載された技術では、アダマイト系ロール材に熱間鍛造と熱処理を施すことにより、ロール表面のショア硬さHsが29〜34に抑えられ、網目状炭化物が消失するとともに、1〜2μmの球状炭化物が基地に析出し、耐摩耗性と噛み込み性がともに向上するとしている。
【0004】
また、特許文献2には、ピアサーロールのスリップを防止する方法が提案されている。特許文献2に記載された技術では、ピアサーロールを駆動するモータの電流値をセンサーで刻々検知し、センサーからの信号が所定電流値以下のときは、スリップ発生と予測し、ピアサーロールと丸鋼材にスリップ防止剤を吹き付けることにより、スリップを防止できるとしている。また、特許文献3には、特殊な増摩剤を圧延ロールと被圧延材との間に介在させて被圧延材と圧延ロールとの間のすべりを軽減する熱間圧延方法が提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−81937号公報
【特許文献2】
特開平10−180311 号公報
【特許文献3】
特開平6−122002号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献2、特許文献3に記載された技術では、被圧延材と圧延ロールとの間に吹き付けられたスリップ防止剤や増摩剤が下流工程で鋼管表面に食い込み鋼管表面性状を悪化させるという問題がある。また、最近では鋼管の高級化が進み、組成が高合金化し、そのため被穿孔材の熱間変形抵抗が増加しているため、特許文献1に記載された技術によっても、圧延ロールと被穿孔材とのスリップが増加するとともに、圧延ロールの表面損傷が増加しロール寿命が低下するという問題がある。このため、継目無鋼管圧延用ロールには更なる耐スリップ性の向上や、ロール寿命の長寿命化が強く要求されている。また、特許文献1に記載された技術では、鍛造工程を必要とするため、製造工程が複雑になり製造コストが高騰するという問題もある。
【0007】
本発明は、かかる従来技術の問題を有利に解決し、耐スリップ性に優れ、表面損傷を抑制できる、継目無鋼管圧延用ロール材および継目無鋼管圧延用ロールを安価に提供することを目的とする。なお、本発明でいう「耐スリップ性」とは、圧延初期における噛み込み時の被穿孔圧延材と圧延ロールとのスリップ、および噛み込んだ後の圧延ロールと被穿孔圧延材とのスリップを含めたスリップの困難性をいうものとする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した課題を達成するため、まず、耐スリップ性および、表面損傷の抑制に影響する要因について鋭意検討した。その結果、網目状炭化物を減少させ、圧延ロールの表層に硬質物質である粗大なMC型炭化物を多量分散させることができる組成とし、圧延ロール硬さをHs29〜43と低く抑えることにより、耐スリップ性の向上と表面損傷の抑制が同時に達成可能であることを見出した。
【0009】
本発明は、上記した知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨は、つぎのとおりである。
(1)継目無鋼管圧延用ロールに用いられるロール材であって、質量%で、C:1.0 〜2.0 %、Si:0.1 〜1.0 %、Mn:0.2 〜2.0 %、Cr:0.5 〜2.5 %、Mo:0.5 〜2.5 %、V:3.5 〜7.0 %、Nb:0.1 〜2.0 %を含み、かつ次(1)式
−0.2 ≦ C−(0.24×V+0.13×Nb) ≦0.2 ………(1)
(ここで、C,V,Nb:各元素の含有量(質量%))
を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする耐スリップ性に優れた継目無鋼管圧延用鋳造ロール材。
(2)(1)においてロール使用層範囲内の硬さが、Hs29〜43であることを特徴とする継目無鋼管圧延ロール用鋳造ロール材。
(3)(1)または(2)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、W:1.5 %以下を含有することを特徴とする継目無鋼管圧延用鋳造ロール材。
(4)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Co:2%以下を含有することを特徴とする継目無鋼管圧延用鋳造ロール材。
(5)(1)ないし(4)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Ti:0.1 %以下、Al:0.1 %以下のうちから選ばれた1種または2種を含有することを特徴とする継目無鋼管圧延用鋳造ロール材。
(6)(1)ないし(5)のいずれかに記載の鋳造ロール材をロール使用層としてなる継目無鋼管圧延用ロール。
【0010】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の鋳造ロール材の組成限定理由について説明する。なお、以下、組成における質量%は、単に%で示す。
C:1.0 〜2.0 %
Cは、硬質MC型炭化物を形成するとともに、基地硬さを増加させて、耐スリップ性を向上させると同時に耐摩耗性を向上させてロールの表面損傷を低下させる作用を有する。このような効果は1.0 %以上の含有で認められる。Cが1.0 %未満では、凝固温度が上昇し鋳造性が劣化し、引け巣欠陥が発生しやすくなる。一方、2.0 %を超えて含有すると、共晶炭化物が生成し却ってスリップが発生しやすくなるとともに、ヒートクラックが発生する危険性が増大する。このようなことから、Cは1.0 〜2.0 %の範囲に限定した。
【0011】
Si:0.1 〜1.0 %
Siは、脱酸剤として作用する元素であり、本発明では0.1 %以上の含有を必要とする。一方、1.0 %を超えて含有しても上記した効果が飽和するとともに、また、MC炭化物が粗大化してクラックが発生しやすくなる。このため、Siは0.1 〜1.0 %の範囲に限定した。
【0012】
Mn:0.2 〜2.0 %
Mnは、耐摩耗性を阻害するSをMnS として固定し、無害化、安定化するために有効である。また、Mnはロール表面を保護するスケールの形成を促進する作用を有している。このような効果を得るためには、0.2 %以上の含有が必要である。しかし、2.0 %を超えて含有しても効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなり、経済的に不利となる。このため、Mnは0.2 〜2.0 %の範囲に含有した。なお、好ましくは0.2 〜1.5 %である。
【0013】
Cr:0.5 〜2.5 %
Crは、基地の耐熱性を向上させて、ヒートクラックの発生や高温における塑性流動を抑制する作用を有する元素であり、本発明では0.5 %以上の含有を必要とする。一方、2.5 %を超えて含有すると、クロム系共晶炭化物が生成し、ロール表面が平滑化してスリップが発生しやすくなり耐スリップ性が低下するとともに、ヒートクラックの発生が顕著となる。このため、Crは0.5 〜2.5 %の範囲に限定した。なお、好ましくは0.5 〜2.0 %である。
【0014】
Mo:0.5 〜2.5 %
Moは、基地の高温強度を増加させて、高温における塑性流動を抑制し耐摩耗性を向上させる作用を有する元素であり、本発明では0.5 %以上の含有を必要とする。一方、2.5 %を超えて含有すると、共晶炭化物が生成し、ロール表面が平滑化してスリップが発生しやすくなり耐スリップ性が低下するとともに、ヒートクラックの発生が顕著となる。このため、Moは0.5 〜2.5 %の範囲に限定した。
【0015】
V:3.5 〜7.0 %
Vは、スリップ防止に有効な粗大な硬質MC型炭化物を形成する有効な元素であり、本発明では重要な元素の一つである。Vを3.5 %以上含有することによりスリップ防止に有効な粗大な硬質MC型炭化物が適量晶出するが、7.0 %を超えて含有すると、MC炭化物が粗大化するとともに過多となるため、鋳造時に偏析したり、溶湯の流動性を低下させ、鋳造性を阻害する。このため、Vは3.5 〜7.0 %の範囲に限定した。
【0016】
Nb:0.1 〜2.0 %
Nbは、MC型炭化物に固溶して炭化物を強化するとともに、MC型炭化物の重力偏析を抑制する作用を有する元素であり、このような効果を得るために本発明では0.1 %以上の含有を必要とする。一方、2.0 %を超えて含有すると、MC炭化物を過度に粗大化させるためMC型炭化物の偏析を助長する。このため、Nbは0.1 〜2.0 %の範囲に限定した。
【0017】
本発明では、C,V,Nbの含有量を上記した範囲内としたうえで、さらに、次(1)式を満足するように各成分の含有量を調整することが重要である。
−0.2 ≦ C−(0.24×V+0.13×Nb) ≦0.2 ………(1)
(ここで、C,V,Nb:各元素の含有量(質量%))
(0.24×V+0.13×Nb)は、VとNbによってMC型炭化物の形成に消費されるC量を意味し、{C−(0.24×V+0.13×Nb)}は、MC炭化物の形成には消費されずに基地に固溶し、ロール材硬さに影響するC量を表す。以下、本発明では、{C−(0.24×V+0.13×Nb)}を有効C量とも呼ぶ。
【0018】
有効C量が、−0.2 未満では基地硬さが低下して耐摩耗性が劣化し、ロール寿命が低下する。一方、有効C量が、0.2 を超えて大きくなると、ロール材硬さが硬くなり過ぎ、また共晶炭化物を出現させてスリップが発生しやすくなる。このため、有効C量は−0.2 〜0.2 の範囲に限定した。有効C量とロール硬さの関係を図1に示す。
【0019】
図1は、次のような実験により得られた結果である。
質量%で、1.3 %C−0.5 %Si−0.6 %Mn−1.5 %Cr−1.0 %Mo−1.0 %Nb−3.5 〜6.0 %V系および1.6 %C−0.4 %Si−0.4 %Mn−1.4 %Cr−0.8 %Mo−1.3 %Nb−4.8 〜7.2 %V系の溶湯を遠心鋳造法により、280mm φのリングロールを作製し、室温まで冷却(空冷) し試験片素材とした。これらリング状試験片から試験片を採取して、該試験片に焼戻処理を施し硬さを測定した。なお、焼戻処理は、690 ℃×20h(1.3 %C−1.0 %Nb−V系)、720 ℃×20h(1.6 %C−1.3 %Nb−V系)とした。硬さは、JIS Z 2246に準拠してショア硬さHsを測定した。図1から、有効C量が−0.2 〜0.2 の範囲内となるようにC,Nb, V含有量を調整することにより、ロール硬さを耐スリップ性に優れる硬さ範囲である、Hs29〜43の範囲とすることができることが分かる。
【0020】
上記した基本成分に加えて、さらにW、またはCo、またはTi、Alのうちから選ばれた1種または2種、を必要に応じ選択して含有できる。
W:1.5 %以下
Wは、炭化物を強化し、耐摩耗性を向上させる作用を有し、必要に応じ含有することができる。このような効果は0.5 %以上の含有で認められるが、1.5 %を超えて含有すると、共晶炭化物を過多に生成して耐スリップ性が低下する。このため、本発明ではWは1.5 %以下に限定することが好ましい。なお、より好ましくは1.0 %以下である。
【0021】
Co:2%以下
Coは、基地を強化し、熱間での塑性流動を抑制して、ロールを長寿命化する作用を有し、本発明では必要に応じ含有できる。このような効果は0.5 %以上の含有で認められるが、2%を超えて含有しても効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できず経済的に不利となる。このようなことから、Coは2%以下に限定することが好ましい。
【0022】
Ti:0.1 %以下、Al:0.1 %以下のうちから選ばれた1種または2種
Ti、Alはいずれも、組織を微細化する作用を有する元素であり、必要に応じ選択して含有できる。Ti、Alがそれぞれ0.1 %を超えて含有すると、溶湯の流動性が低下して鋳造性が低下する。なお、より好ましくはAl:0.08%以下、Ti:0.05%以下である。
【0023】
上記した成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。不可避的不純物として、P:0.2 %以下、S:0.1 %以下、N:0.1 %以下が許容できる。
上記した組成に加えて、本発明の鋳造ロール材は、ロールとして有効に使用できる深さ方向の範囲、すなわちロール使用層における硬さをHs29〜43とすることが好ましい。ロール使用層の硬さが、Hs29未満では、硬さが低過ぎて耐摩耗性が低下しロール寿命が低下する。一方、Hs43を超えると、硬さが高過ぎて耐スリップ性が低下する。このため、本発明のロール材ではロール使用層の硬さをHs29〜43の範囲に限定することが好ましい。
【0024】
つぎに、本発明ロール材の好ましい製造方法について説明する。
本発明のロール材は、上記した組成の溶湯を、遠心鋳造法で所定寸法のリング状ロール材とすることが、エネルギーコスト、製造コストの観点から好ましい。遠心鋳造法は、公知の方法がいずれも適用できる。
上記した組成の溶湯を遠心鋳造法でリング状ロール材としたのち、該リング状ロール材をロール外層とし、該リング状ロール材の凝固途中あるいは完全凝固後に、鋳型の回転を停止し内層材を静置鋳造して、複合ロールとすることもできる。これにより外層材の内面側が再溶解され外層と内層が溶着一体化した、複合ロールとなる。静置鋳造される内層材は、鋳造性と機械的性質に優れた黒鉛鋼や球状黒鉛鋳鉄、あるいは過共析鋼などを用いるのが好ましい。また、外層と内層の間に、過共析鋼からなる中間層を設けてもよい。遠心鋳造法でロールを製造する場合、中間層は、外層の遠心鋳造に引きつづいて、遠心鋳造すれば良い。
【0025】
また、本鋳造ロール材は靱性に富むため、外層だけでスリーブロールを作成し、軸材に焼嵌めして製造できる。
上記したようにリング状ロール材を遠心鋳造したのち、該リング状ロール材をロール使用層であるスリーブとし、該スリーブに軸材を焼嵌めあるいは冷し嵌め等により嵌合し組立てて、スリーブ式ロールとすることもできる。なお、軸材としては、鋳鋼、鋳鉄、鍛鋼がいずれも適用できるが、炭素鋼、CrMo鋼あるいは球状黒鉛鋳鉄等が硬度の観点から好ましい。
【0026】
上記したように、本発明の鋳造ロール材を用いて製造されたロールは、ピアサロール以外にもエロンゲータロール等の継目無鋼管圧延用ロールとして好適に適用できる。
【0027】
【実施例】
表1に示す組成を有する溶湯を低周波溶解炉で溶製し、遠心鋳造法により、リング状のロール材(外径:1348mmφ−内径:655mm φ×長さ2080mm)とした。なお、鋳込み温度は1530℃、遠心力は重力倍数で150 Gとした。なお、P:0.005 〜0.010 %、S:0.008 〜0.015 %であった。鋳造後、690 〜740 ℃で焼戻処理を施した。得られたリング状ロール材を所定寸法に仕上げ加工を施し、アーバー(軸材)に焼嵌めし、スリーブ式ロールに組立て、継目無鋼管圧延用のピアサーロールとした。
【0028】
得られたピアサーロールのロール表面(圧延面)で、JIS Z 2246に準拠してロール硬さHsを測定した。
また、得られたピアサーロールをマンネスマン式穿孔圧延機に装着し、Crを9質量%以上含有する高Cr系合金ビレット(外径:207 mmφ)の穿孔圧延を実施し、ロール寿命を測定した。噛み込み不良、スリップの発生、ロール損傷により再使用が不可能となった時点までの圧延本数をそのロールのロール寿命とした。なお、鍛造アダマイト製ロールを使用した場合を従来例とした。
【0029】
得られた結果を表1に併記した。なお、各ロールのロール寿命は、従来例である鍛造アダマイト製ロールの圧延本数を基準値として、基準値に対する圧延本数の比、ロール寿命比=(圧延本数)/(従来例の圧延本数)で評価した。
【0030】
【表1】

Figure 2004250729
【0031】
本発明例はいずれも、従来例の1.5 倍以上のロール寿命延長が達成されている。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、噛み込み不良の発生(ロールNo.8、No.10 )、あるいは圧延途中でスリップが発生(ロールNo.9、No.13 )し、従来例に比べても短いロール寿命となっている。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、継目無鋼管圧延用として耐スリップ性に優れ、表面損傷を抑制でき、長寿命を有する、継目無鋼管圧延用ロール材および継目無鋼管圧延用ロールを安価に提供でき、産業上格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ロール材硬さと有効C量との関係を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roll for seamless steel pipe rolling, and more particularly to prevention of slip generated during piercing and rolling of steel pipe and improvement of roll life.
[0002]
[Prior art]
In the manufacture of seamless steel pipes by the Mannesmann method, a rolling material (round bar) that is a material to be drilled is sufficiently imparted with a rotary forging effect to perform piercing and further stretching. It has been required to have a property of biting and sufficiently grasping a material to be perforated. Such a demand is particularly strong against the peer-surroll.
[0003]
When the rolling roll loses the biting and gripping properties of the rolled material and slips between the rolled material, rolling defects such as biting failure and rolling stoppage occur, and the continuous rolling process There is a problem that it leads to a big trouble such as a mill stoppage in the factory.
For such a problem, for example, in Patent Document 1, C: 1.10 to 1.85%, Si: 0.3 to 1.2%, Mn: 0.4 to 1.5%, Ni: A high carbon alloy cast steel containing 0.5 to 2.0%, Cr: 0.5 to 2.0%, and the balance being substantially iron is subjected to heat treatment after hot forging, and spherical carbide is 35 to 35%. A method for producing a forging roll for seamless steel pipe rolling, which has a metallographic structure occupying 55 area%, has been proposed. In the technique described in Patent Document 1, by performing hot forging and heat treatment on the adamite roll material, the Shore hardness Hs of the roll surface is suppressed to 29 to 34, and the net-like carbide disappears. It is said that 2 μm of spherical carbide precipitates on the matrix, improving both wear resistance and biting property.
[0004]
Patent Document 2 proposes a method for preventing the slip of the piercer roll. In the technique described in Patent Document 2, the current value of the motor that drives the piercer roll is detected by a sensor, and when the signal from the sensor is equal to or lower than the predetermined current value, the occurrence of slip is predicted, and the piercer roll and the round steel material It is said that slip can be prevented by spraying an anti-slip agent on the surface. Patent Document 3 proposes a hot rolling method in which a special lubricant is interposed between the rolling roll and the material to be rolled to reduce the slip between the material to be rolled and the rolling roll. .
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-81937 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-180311 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-122002
[Problems to be solved by the invention]
However, in the techniques described in Patent Document 2 and Patent Document 3, the anti-slip agent and the lubricant sprayed between the material to be rolled and the rolling roll bite into the steel pipe surface in the downstream process and deteriorate the steel pipe surface properties. There is a problem. In addition, recently, the upgrading of steel pipes has progressed and the composition has become highly alloyed, so that the hot deformation resistance of the material to be drilled has increased. Therefore, even with the technique described in Patent Document 1, the rolling roll and the material to be drilled are also used. As the slip increases, the surface damage of the rolling roll increases and the roll life decreases. For this reason, the roll for seamless steel pipe rolling is strongly required to further improve the slip resistance and to prolong the roll life. Moreover, since the technique described in Patent Document 1 requires a forging process, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost increases.
[0007]
An object of the present invention is to solve the problems of the prior art advantageously, to provide a roll material for seamless steel pipe rolling and a roll for seamless steel pipe rolling, which are excellent in slip resistance and can suppress surface damage, at low cost. To do. The term “slip resistance” as used in the present invention includes slippage between the punched rolled material and the rolling roll during biting in the initial stage of rolling, and slippage between the rolling roll and the punched rolled material after biting. This refers to the difficulty of slipping.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described problems, the present inventors first made extensive studies on factors that affect slip resistance and suppression of surface damage. As a result, the amount of mesh carbide is reduced, and a large amount of coarse MC-type carbide, which is a hard material, can be dispersed on the surface layer of the rolling roll. It was found that the improvement of the property and the suppression of the surface damage can be achieved at the same time.
[0009]
The present invention has been completed based on the above findings and further studies. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) It is a roll material used for a roll for seamless steel pipe rolling, and in mass%, C: 1.0 to 2.0%, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 0.2 to 2.0%, Cr: 0.5-2.5%, Mo: 0.5-2.5%, V: 3.5-7.0%, Nb: 0.1-2.0% included And the following equation (1) -0.2≤C- (0.24 * V + 0.13 * Nb) ≤0.2 (1)
(Here, C, V, Nb: content of each element (mass%))
And having a composition comprising the balance Fe and inevitable impurities, a cast roll material for seamless steel pipe rolling excellent in slip resistance.
(2) A cast roll material for a seamless steel pipe rolling roll, wherein the hardness in the roll use layer range in (1) is Hs29 to 43.
(3) A cast roll material for seamless steel pipe rolling according to (1) or (2), further comprising, in addition to the above composition, W: 1.5% or less by mass%.
(4) In any one of (1) to (3), in addition to the above composition, the casting roll material for seamless steel pipe rolling further contains, by mass%, Co: 2% or less.
(5) In any one of (1) to (4), in addition to the above composition, in addition to one by mass, one selected from Ti: 0.1% or less, Al: 0.1% or less A cast roll material for rolling seamless steel pipes, comprising two types.
(6) A seamless steel pipe rolling roll comprising the cast roll material according to any one of (1) to (5) as a roll use layer.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the reasons for limiting the composition of the cast roll material of the present invention will be described. Hereinafter, the mass% in the composition is simply represented by%.
C: 1.0-2.0%
C forms a hard MC type carbide and increases the base hardness to improve the slip resistance and at the same time improve the wear resistance and reduce the surface damage of the roll. Such an effect is recognized when the content is 1.0% or more. If C is less than 1.0%, the solidification temperature rises, castability deteriorates, and shrinkage defects are likely to occur. On the other hand, if the content exceeds 2.0%, eutectic carbides are generated and slip is likely to occur, and the risk of heat cracking increases. For this reason, C is limited to a range of 1.0 to 2.0%.
[0011]
Si: 0.1 to 1.0%
Si is an element that acts as a deoxidizing agent, and in the present invention, it is necessary to contain 0.1% or more. On the other hand, even if the content exceeds 1.0%, the above-described effect is saturated, and MC carbides are coarsened and cracks are likely to occur. For this reason, Si was limited to the range of 0.1 to 1.0%.
[0012]
Mn: 0.2 to 2.0%
Mn is effective for fixing S which inhibits wear resistance as MnS, detoxifying and stabilizing. Moreover, Mn has the effect | action which accelerates | stimulates formation of the scale which protects the roll surface. In order to obtain such an effect, the content of 0.2% or more is necessary. However, even if the content exceeds 2.0%, the effect is saturated and an effect commensurate with the content cannot be expected, which is economically disadvantageous. For this reason, Mn was contained in the range of 0.2 to 2.0%. In addition, Preferably it is 0.2 to 1.5%.
[0013]
Cr: 0.5 to 2.5%
Cr is an element that has the effect of improving the heat resistance of the base and suppressing the occurrence of heat cracks and plastic flow at high temperatures. In the present invention, it is necessary to contain 0.5% or more. On the other hand, if the content exceeds 2.5%, a chromium-based eutectic carbide is generated, the roll surface is smoothed, slip is likely to occur, slip resistance is lowered, and heat cracks become prominent. For this reason, Cr was limited to the range of 0.5 to 2.5%. In addition, Preferably it is 0.5 to 2.0%.
[0014]
Mo: 0.5 to 2.5%
Mo is an element that has the effect of increasing the high temperature strength of the base, suppressing the plastic flow at high temperatures and improving the wear resistance. In the present invention, it is necessary to contain 0.5% or more. On the other hand, if the content exceeds 2.5%, eutectic carbides are generated, the roll surface is smoothed, slip is likely to occur, slip resistance is lowered, and heat cracks become prominent. For this reason, Mo was limited to the range of 0.5 to 2.5%.
[0015]
V: 3.5-7.0%
V is an effective element for forming a coarse hard MC type carbide effective for slip prevention, and is one of the important elements in the present invention. An appropriate amount of coarse hard MC type carbide effective for slip prevention crystallizes when V is contained in an amount of 3.5% or more. However, if it exceeds 7.0%, MC carbide becomes coarse and excessive. , Segregates during casting, lowers the fluidity of the molten metal, and hinders castability. For this reason, V was limited to the range of 3.5 to 7.0%.
[0016]
Nb: 0.1-2.0%
Nb is an element having an action of solid-dissolving in MC-type carbides to strengthen the carbides and suppressing gravity segregation of MC-type carbides. Containing is required. On the other hand, if the content exceeds 2.0%, MC carbides are excessively coarsened, which promotes segregation of MC type carbides. For this reason, Nb was limited to the range of 0.1 to 2.0%.
[0017]
In the present invention, it is important to adjust the content of each component so as to satisfy the following formula (1) after the contents of C, V, and Nb are within the above-described range.
−0.2 ≦ C− (0.24 × V + 0.13 × Nb) ≦ 0.2 (1)
(Here, C, V, Nb: content of each element (mass%))
(0.24 × V + 0.13 × Nb) means the amount of C consumed for the formation of MC type carbide by V and Nb, and {C− (0.24 × V + 0.13 × Nb)} is MC It represents the amount of C that dissolves in the base without being consumed in the formation of carbides and affects the hardness of the roll material. Hereinafter, in the present invention, {C− (0.24 × V + 0.13 × Nb)} is also referred to as an effective C amount.
[0018]
When the effective C amount is less than -0.2, the base hardness is lowered, the wear resistance is deteriorated, and the roll life is shortened. On the other hand, if the effective C amount exceeds 0.2, the roll material hardness becomes too hard, and eutectic carbides appear and slip is likely to occur. For this reason, the amount of effective C was limited to the range of -0.2 to 0.2. The relationship between the effective C amount and the roll hardness is shown in FIG.
[0019]
FIG. 1 shows the results obtained by the following experiment.
In mass%, 1.3% C-0.5% Si-0.6% Mn-1.5% Cr-1.0% Mo-1.0% Nb-3.5 to 6.0% V system And 1.6% C-0.4% Si-0.4% Mn-1.4% Cr-0.8% Mo-1.3% Nb-4.8 to 7.2% A ring roll having a diameter of 280 mm was prepared by centrifugal casting, and cooled to room temperature (air-cooled) to obtain a test piece material. Test pieces were collected from these ring-shaped test pieces, subjected to tempering treatment, and the hardness was measured. The tempering treatment was 690 ° C. × 20 h (1.3% C-1.0% Nb-V system) and 720 ° C. × 20 h (1.6% C-1.3% Nb-V system). . The hardness measured the Shore hardness Hs based on JISZ2246. From FIG. 1, by adjusting the C, Nb, V content so that the effective C amount is in the range of -0.2 to 0.2, the roll hardness is a hardness range excellent in slip resistance. It can be seen that it can be in the range of Hs29 to 43.
[0020]
In addition to the basic components described above, one or two selected from W, Co, Ti, or Al can be selected and contained as necessary.
W: 1.5% or less W has an action of strengthening carbides and improving wear resistance, and can be contained if necessary. Such an effect is recognized when the content is 0.5% or more. However, when the content exceeds 1.5%, an excessive amount of eutectic carbide is generated, and slip resistance is lowered. For this reason, in this invention, it is preferable to limit W to 1.5% or less. In addition, More preferably, it is 1.0% or less.
[0021]
Co: 2% or less Co has the effect of strengthening the base and suppressing hot plastic flow to prolong the life of the roll. In the present invention, Co can be contained if necessary. Such an effect is recognized when the content is 0.5% or more, but even if the content exceeds 2%, the effect is saturated, and an effect commensurate with the content cannot be expected, resulting in an economical disadvantage. For this reason, Co is preferably limited to 2% or less.
[0022]
One or two types selected from Ti: 0.1% or less and Al: 0.1% or less are both Ti and Al, which are elements having an effect of refining the structure, and are selected as necessary. Can be contained. When Ti and Al each contain more than 0.1%, the fluidity of the molten metal is lowered and the castability is lowered. More preferably, Al: 0.08% or less, Ti: 0.05% or less.
[0023]
The balance other than the above components is Fe and inevitable impurities. As inevitable impurities, P: 0.2% or less, S: 0.1% or less, and N: 0.1% or less are acceptable.
In addition to the above composition, the cast roll material of the present invention preferably has a depth range that can be effectively used as a roll, that is, the hardness in the roll use layer is Hs29 to 43. When the hardness of the roll use layer is less than Hs29, the hardness is too low, wear resistance is reduced, and roll life is reduced. On the other hand, if it exceeds Hs43, the hardness is too high and the slip resistance decreases. For this reason, in the roll material of this invention, it is preferable to limit the hardness of a roll use layer to the range of Hs29-43.
[0024]
Below, the preferable manufacturing method of this invention roll material is demonstrated.
In the roll material of the present invention, it is preferable from the viewpoint of energy cost and manufacturing cost that the molten metal having the above composition is formed into a ring-shaped roll material having a predetermined size by a centrifugal casting method. Any known method can be applied to the centrifugal casting method.
After the molten metal having the above composition is made into a ring-shaped roll material by centrifugal casting, the ring-shaped roll material is used as an outer layer of the roll, and during the solidification of the ring-shaped roll material or after complete solidification, the rotation of the mold is stopped to It can also be statically cast to form a composite roll. Thereby, the inner surface side of the outer layer material is redissolved and the outer layer and the inner layer are welded and integrated to form a composite roll. As the inner layer material to be statically cast, it is preferable to use graphite steel, spheroidal graphite cast iron, or hypereutectoid steel having excellent castability and mechanical properties. Moreover, you may provide the intermediate | middle layer which consists of hypereutectoid steel between an outer layer and an inner layer. When a roll is manufactured by centrifugal casting, the intermediate layer may be centrifugally cast following the centrifugal casting of the outer layer.
[0025]
Moreover, since this cast roll material is rich in toughness, it can be manufactured by making a sleeve roll with only the outer layer and shrink-fitting the shaft material.
After the ring-shaped roll material is centrifugally cast as described above, the ring-shaped roll material is used as a sleeve which is a roll use layer, and the shaft material is fitted into the sleeve by shrink fitting or cold fitting, and assembled. It can also be a roll. As the shaft material, cast steel, cast iron, and forged steel can be used, but carbon steel, CrMo steel, spheroidal graphite cast iron, and the like are preferable from the viewpoint of hardness.
[0026]
As described above, the roll produced using the cast roll material of the present invention can be suitably applied as a seamless steel pipe rolling roll such as an elongator roll in addition to the piercer roll.
[0027]
【Example】
A molten metal having the composition shown in Table 1 was melted in a low-frequency melting furnace, and a ring-shaped roll material (outer diameter: 1348 mmφ−inner diameter: 655 mmφ × length 2080 mm) was obtained by centrifugal casting. The casting temperature was 1530 ° C., and the centrifugal force was 150 G as a multiple of gravity. In addition, P was 0.005 to 0.010% and S was 0.008 to 0.015%. After casting, a tempering treatment was performed at 690 to 740 ° C. The obtained ring-shaped roll material was finished to a predetermined size, shrink-fitted to an arbor (shaft material), assembled into a sleeve-type roll, and used as a piercer roll for seamless steel pipe rolling.
[0028]
The roll hardness Hs was measured on the roll surface (rolled surface) of the obtained piercer roll in accordance with JIS Z 2246.
The obtained piercer roll was mounted on a Mannesmann piercing and rolling machine, and piercing and rolling of a high Cr alloy billet (outer diameter: 207 mmφ) containing 9% by mass or more of Cr was performed, and the roll life was measured. The number of rolling rolls up to the point at which reuse became impossible due to biting failure, occurrence of slip, and roll damage was defined as the roll life of the roll. In addition, the case where the roll made from a forged adamite was used was made into the prior art example.
[0029]
The obtained results are also shown in Table 1. The roll life of each roll is the ratio of the number of rolled rolls to the reference value, the roll life ratio = (the number of rolled rolls) / (the number of rolled rolls in the conventional example), based on the number of rolled rolls of forged adamite rolls as a standard example. evaluated.
[0030]
[Table 1]
Figure 2004250729
[0031]
In all of the examples of the present invention, a roll life extension of 1.5 times or more of the conventional example is achieved. On the other hand, the comparative examples which are out of the scope of the present invention are the conventional examples in which the occurrence of a biting failure (roll No. 8, No. 10) or the occurrence of slip during rolling (roll No. 9, No. 13). Compared to this, the roll life is short.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a roll material for seamless steel pipe rolling and a roll for seamless steel pipe rolling at low cost, which has excellent slip resistance, can suppress surface damage, and has a long service life. Has an exceptional effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the relationship between roll material hardness and effective C amount.

Claims (6)

継目無鋼管圧延用ロールに用いられるロール材であって、質量%で、
C:1.0 〜2.0 %、 Si:0.1 〜1.0 %、
Mn:0.2 〜2.0 %、 Cr:0.5 〜2.5 %、
Mo:0.5 〜2.5 %、 V:3.5 〜7.0 %、
Nb:0.1 〜2.0 %
を含み、かつ下記(1)式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする耐スリップ性に優れた継目無鋼管圧延ロール用鋳造ロール材。

−0.2 ≦ C−(0.24×V+0.13×Nb) ≦0.2 ………(1)
ここで、C,V,Nb:各元素の含有量(質量%)
It is a roll material used for a roll for seamless steel pipe rolling.
C: 1.0 to 2.0%, Si: 0.1 to 1.0%,
Mn: 0.2 to 2.0%, Cr: 0.5 to 2.5%,
Mo: 0.5 to 2.5%, V: 3.5 to 7.0%,
Nb: 0.1-2.0%
And satisfying the following formula (1), and having a composition comprising the remaining Fe and inevitable impurities, a cast roll material for a seamless steel pipe rolling roll excellent in slip resistance.
−0.2 ≦ C− (0.24 × V + 0.13 × Nb) ≦ 0.2 (1)
Here, C, V, Nb: content of each element (mass%)
ロール使用層範囲内の硬さが、Hs29〜43であることを特徴とする請求項1に記載の継目無鋼管圧延ロール用鋳造ロール材。The hardness within a roll use layer range is Hs29-43, The cast roll material for seamless steel pipe rolling rolls of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記組成に加えてさらに、質量%で、W:1.5 %以下を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の継目無鋼管圧延ロール用鋳造ロール材。The cast roll material for seamless steel pipe rolling rolls according to claim 1 or 2, further comprising W: 1.5% or less by mass% in addition to the composition. 前記組成に加えてさらに、質量%で、Co:2%以下を含有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の継目無鋼管圧延ロール用鋳造ロール材。The cast roll material for a seamless steel pipe rolling roll according to any one of claims 1 to 3, further comprising Co: 2% or less in mass% in addition to the composition. 前記組成に加えてさらに、質量%で、Ti:0.1 %以下、Al:0.1 %以下のうちから選ばれた1種または2種を含有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の継目無鋼管圧延ロール用鋳造ロール材。5. In addition to the composition, the composition further contains one or two selected from Ti: 0.1% or less and Al: 0.1% or less by mass%. A cast roll material for a seamless steel pipe rolling roll according to any one of the above. 請求項1ないし5のいずれかに記載の鋳造ロール材をロール使用層としてなる継目無鋼管圧延用ロール。A seamless steel pipe rolling roll comprising the cast roll material according to any one of claims 1 to 5 as a roll use layer.
JP2003039436A 2003-02-18 2003-02-18 Casting roll material for seamless steel pipe rolling and roll for seamless steel pipe rolling Expired - Lifetime JP4059099B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003039436A JP4059099B2 (en) 2003-02-18 2003-02-18 Casting roll material for seamless steel pipe rolling and roll for seamless steel pipe rolling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003039436A JP4059099B2 (en) 2003-02-18 2003-02-18 Casting roll material for seamless steel pipe rolling and roll for seamless steel pipe rolling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004250729A true JP2004250729A (en) 2004-09-09
JP4059099B2 JP4059099B2 (en) 2008-03-12

Family

ID=33023615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003039436A Expired - Lifetime JP4059099B2 (en) 2003-02-18 2003-02-18 Casting roll material for seamless steel pipe rolling and roll for seamless steel pipe rolling

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4059099B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006126678A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Roll for rolling seamless pipes
JP2015199656A (en) * 2014-03-31 2015-11-12 日立金属株式会社 Ceramic roll and manufacturing method thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006126678A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Roll for rolling seamless pipes
EP1894641A1 (en) * 2005-05-27 2008-03-05 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Roll for rolling seamless pipes
EP1894641A4 (en) * 2005-05-27 2009-07-01 Sumitomo Metal Ind Roll for rolling seamless pipes
JP4710904B2 (en) * 2005-05-27 2011-06-29 住友金属工業株式会社 Seamless pipe rolling roll
JP2015199656A (en) * 2014-03-31 2015-11-12 日立金属株式会社 Ceramic roll and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP4059099B2 (en) 2008-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9718106B2 (en) Centrifugally cast, hot-rolling composite roll
JP2009221573A (en) Composite roll made by centrifugal casting for hot rolling
WO2020032144A1 (en) Centrifugal cast composite roll for rolling and manufacturing method therefor
JP4483585B2 (en) Roll outer layer material for hot rolling and composite roll for hot rolling
JP4569358B2 (en) Cast roll material for hot rolling and roll for hot rolling
WO2018124101A1 (en) Composite roll for rolling
JP5041938B2 (en) Composite roll for rolling
JP6292362B1 (en) Roll outer layer material for hot rolling and composite roll for hot rolling
JP4525444B2 (en) Cast roll material for hot rolling and roll for hot rolling
JP4059099B2 (en) Casting roll material for seamless steel pipe rolling and roll for seamless steel pipe rolling
JP4123903B2 (en) Hot roll outer layer material and hot roll composite roll
JP5434249B2 (en) Centrifugal cast composite roll for hot rolling
JP4428214B2 (en) High Cr roll outer layer material for hot rolling and high Cr composite roll for hot rolling
JPH0820837A (en) High speed steel type outer layer material of roll for rolling
JP6669109B2 (en) Roll outer layer material for hot rolling and composite roll for hot rolling
JPH1177118A (en) Combined sleeve for rolling wide-flange shape steel
JP2003193175A (en) Single layer sleeve roll for rolling
JP4569122B2 (en) Roll outer layer material for hot rolling and composite roll for hot rolling
JP6866958B2 (en) Roll for hot rolling Outer layer material and composite roll for hot rolling
JP7400771B2 (en) Hot rolling roll outer layer material and hot rolling composite roll
JP6840696B2 (en) Composite roll for rolling
JPH03126838A (en) Composite roll
JP2004009063A (en) Complex roll for hot-rolling
JP2005246391A (en) Three-layer composite sleeve roll
JP2002161333A (en) Composite roll for cold rolling made with continuous hardfacing by casting

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051026

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070904

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071102

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071210

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101228

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4059099

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101228

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111228

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121228

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121228

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131228

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term