JP2012184471A - Forging roll meeting requirement of cold rolling industry and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forging roll for use in cold rolling industry in the field of forging roll, and method for manufacturing the forging roll.SOLUTION: The forging roll for use in the cold rolling industry and the method for manufacturing such the roll are provided. The forging roll comprises a steel composition and a microstructure that comprises: tempered martensite with retained austenite at a ratio of less than 5% per volume; and an open eutectic carbide network with eutectic carbides of less than 5% per volume. The roll exhibits a hardness of from 780 to 840 HV and an internal compressive stress of -300 to -500 MPa in absolute values.

Description

この発明は、鍛造されたロールの分野および鍛造されたロールの製造に概して関する。より詳細には、本発明は、冷間圧延工業の要件を満たし、該工業での使用に主として向けられる鍛造ロールに関する。   This invention relates generally to the field of forged rolls and the production of forged rolls. More particularly, the present invention relates to a forging roll that meets the requirements of the cold rolling industry and is primarily directed to use in the industry.

一般的背景
鉄および非鉄金属の両方の工業のための冷間圧延における開発についての一般的な傾向は、より速く、より薄く、かつより幅広く圧延することである。現在の課題は、高い生産性と両立し得る平面度、厚さおよび表面アスペクトの完全な制御を達成しながら、このことを実行することである。したがって、この傾向は、主要な圧延パラメータを制御する先端の圧延技術の使用を要求する。
General Background A general trend for development in cold rolling for both ferrous and non-ferrous metals industries is to roll faster, thinner and more widely. The current challenge is to do this while achieving full control of flatness, thickness and surface aspect compatible with high productivity. This trend therefore requires the use of advanced rolling techniques to control key rolling parameters.

粗度保持(roughness retention)および表面アスペクトなどのいくつかの主要なパラメータは、作業ロールのクロムめっき(plating)を通じて保証され得る。この実施は、効果的かつ効率的であるが、ますます問題となっており、環境規制に起因して近い将来受け入れられなくなる。   Some key parameters, such as roughness retention and surface aspect, can be ensured through chrome plating of the work roll. While this implementation is effective and efficient, it is becoming increasingly problematic and will not be accepted in the near future due to environmental regulations.

現在では、表面クロムめっきを用いた鍛造作業ロール(2〜6%のCr)は、冷間圧延プロセスに通常用いられている。このようなロールのクロムめっきは、表面テクスチャの保持(surface texture retention)の点から耐摩耗性を改善するために適用され、ひいては、例えば、塗装後に、一貫した高い光沢の車体を確保することができる。クロムめっきとしての硬質電解析出技術は、焼戻し/スキンパスミル用途のために初めに開発された。これらの用途において、クロムめっきされた作業ロールは、主としてより良好な粗度保持のために、コーティングされていないロールよりも2〜8倍長い寿命を示す。この技術の実行は、リダクションミル(reduction mill)にまで次第に拡大された。   Currently, forging work rolls (2-6% Cr) using surface chrome plating are commonly used in the cold rolling process. Such roll chrome plating is applied to improve wear resistance in terms of surface texture retention and thus, for example, to ensure a consistently high gloss body after painting. it can. Hard electrolytic deposition technology as chromium plating was first developed for tempering / skin pass mill applications. In these applications, chrome-plated work rolls exhibit a 2 to 8 times longer life than uncoated rolls, primarily due to better roughness retention. The implementation of this technology has been gradually extended to a reduction mill.

コーティングを有さない使用を意図して作製されている高速度鋼(HSS)製鍛造ロールも存在するが、低い残留内部応力を有するロールに対する必要性が存在し、また、このようなロールを製造するための工業的方法に対する必要性も存在し、これはコーティングされたロールの粗度保持と少なくとも同等の粗度保持を与えながらミルにおいてコーティングを有さずに用いられることを意図している。   There are also high-speed steel (HSS) forging rolls that are made for use without a coating, but there is a need for rolls with low residual internal stress and also producing such rolls. There is also a need for an industrial method to do this, which is intended to be used without a coating in the mill while providing a roughness retention at least equivalent to the roughness retention of the coated roll.

具体的背景
冷間圧延工業の範囲内で用いられるように製造されるロールは、クラックを生じることなく、または破裂する傾向なく、使用中に処理条件または特定の作動応力を管理しなければならない。ロールの破裂は、ミルにおける操作要員の安全および付随する損害に関与し得る。したがって、低い残留内部応力を有するロールに対する必要性が存在する。
Specific Background Rolls produced for use within the cold rolling industry must manage processing conditions or specific operating stresses during use without cracking or tendency to rupture. Roll rupture can contribute to the safety of the operating personnel and associated damage in the mill. Thus, there is a need for a roll having low residual internal stress.

従来技術
冷間圧延の目的でコーティングを有さないHSSロールに対する開発を開示する従来技術の例:
C.Gaspard、C.Vergne、D.Batazzi、T.Nylen、P.H.Bolt、S.Mul、K.M.Reuver:「Implementation of in-service key parameters of HSS work roll grade dedicated to advanced cold rolling」、IST Conference May 3-6、2010、Pittsburgh、Pa、USA
C.Gaspard、S.Bataille、D.Batazzi、P.Thonus:「Improvement For Advanced Cold Rolling Reduction Mills By Using Semi-HSS and HSS Rolls」、7th International Conference on Steel Rolling (ISIJ)、Makuhari、Chiba、Japan、1998
P.H.Bolt、D.Batazzi、N.P.Belfiore、C.Gaspard、L.Goiset、M.Laugier、O.Lemaire、D.Matthews、T.Nylen、K.Reuver、D.Stocchi、F.Stork、J.Tensen、M.Tornicelli、R.Valle、E.van den Elzen、C.Vergne、I.M.Williams:「Damage Resistance and Roughness Retention of work Rolls in cold Rolling Mills」、5th European Rolling Conference、23-25 June 2009、London、UK
従来技術の他の例は、特許公報:JP09003603、JP53077821、JP57047849、JP2002285284、JP2002285285、JP10317102、JP1208437、EP0395477およびJP08158018に示されており、これらには、耐摩耗性および耐剥離性を向上させるための冷間圧延用の作業ロールが記載されている。
Prior art examples of prior art disclosing development on HSS rolls without coating for cold rolling purposes:
C. Gaspard, C. Vergne, D. Batazzi, T. Nylen, PHBolt, S. Mul, KMReuver: `` Implementation of in-service key parameters of HSS work roll grade dedicated to advanced cold rolling '', IST Conference May 3-6 , 2010, Pittsburgh, Pa, USA
C. Gaspard, S. Bataille, D. Batazzi, P. Thonus: `` Improvement For Advanced Cold Rolling Reduction Mills By Using Semi-HSS and HSS Rolls '', 7th International Conference on Steel Rolling (ISIJ), Makuhari, Chiba, Japan, 1998
PHBolt, D.Batazzi, NPBelfiore, C.Gaspard, L.Goiset, M.Laugier, O.Lemaire, D.Matthews, T.Nylen, K.Reuver, D.Stocchi, F.Stork, J.Tensen, M. Tornicelli, R.Valle, E.van den Elzen, C.Vergne, IMWilliams: `` Damage Resistance and Roughness Retention of work Rolls in cold Rolling Mills '', 5th European Rolling Conference, 23-25 June 2009, London, UK
Other examples of the prior art are shown in Patent Publications: JP09003603, JP53077821, JP57047849, JP2002285284, JP2002285285, JP10317102, JP1208437, EP0395477 and JP08158018, which are intended to improve wear resistance and peel resistance. A work roll for cold rolling is described.

しかし、これらの従来技術には、冷間圧延機における条件の際に稼働可能なこのようなHSSロールを達成し、かつ可能にするのに必要なパラメータおよび特性の開示が欠失している。   However, these prior art lacks the disclosure of the parameters and characteristics necessary to achieve and enable such HSS rolls that can operate during conditions in cold rolling mills.

発明の目的
一般的な目的
本発明の一般的な目的は、好ましくはコーティングされていない形態で、冷間圧延機における条件の際に稼働するロールおよびこのようなロールを製造するための工業的方法を提供することである。より具体的な目的は、従来技術のコーティングされたロールと少なくとも同等の、低い摩擦係数などのトライボロジー特性、高い粗度保持、鉄微粒子によるダスト汚染がないことを維持しながら、公知のロールと比較してより高い耐クラック性およびより高い操作安全性の点から改善されたミル性能を示す、このようなロールおよびこのようなロールを製造するための方法を提供することである。
Objects of the invention General objects The general object of the present invention is to provide a roll that operates in conditions in a cold rolling mill, preferably in uncoated form, and an industrial process for producing such a roll. Is to provide. More specific objectives compared to known rolls while maintaining tribological properties such as low coefficient of friction, high roughness retention, and no dust contamination with iron particulates, at least equivalent to prior art coated rolls It is therefore to provide such a roll and a method for producing such a roll that show improved mill performance in terms of higher crack resistance and higher operational safety.

部分的課題
本発明は、さらに、部分的課題:
− より高い性能をロールに与えるロール表面を改善すること
− ロール剥離事故を回避すること
− 非環境的な圧延製造方法を回避すること
− ロールの圧延距離または有効期間を改善して、ミルの一連の活動(mill campaign)あたりのより長い稼働を可能にすること
を解決しようとするものである。
Partial problem The present invention further provides a partial problem:
-Improving the roll surface which gives the roll a higher performance-avoiding roll peeling accidents-avoiding non-environmental rolling manufacturing methods-improving the rolling distance or shelf life of the roll and It is intended to solve the problem of enabling a longer run per mill campaign.

発明の概要
先に列挙した課題、部分的課題および態様に対する解決手段は、より高い耐摩耗性を維持しながらミル事故に対する感度(sensitivity)を低減することができる、改善された耐熱クラック性(fire crack resistance)および低いクラック伝播を有する本発明によるロールである。
SUMMARY OF THE INVENTION A solution to the above-listed problems, partial problems, and embodiments provides improved heat crack resistance that can reduce sensitivity to mill accidents while maintaining higher wear resistance. It is a roll according to the invention having a crack resistance and low crack propagation.

本発明は、冷間圧延工業での使用のための鍛造ロールおよびこのようなロールを製造するための方法を提供する。ロールは、好ましくはコーティングされていないが、コーティングされていてもよい。   The present invention provides a forging roll for use in the cold rolling industry and a method for producing such a roll. The roll is preferably uncoated, but may be coated.

本発明の第1態様は、鍛造ロールであって、重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV
を含み、
鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である鋼組成物を含み;
ここで、ロールの微細構造(microstructure)が、
− 体積あたり5%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 体積あたり5%未満の共晶炭化物を有する開口した(open)共晶炭化物ネットワークと、
を含み;
ロールが、
− 780HV〜840HVの間の硬度と、
− −300MPa〜−500MPaの間の内部圧縮応力と
を示す、鍛造ロールに関する。
The first aspect of the present invention is a forging roll, in weight percent,
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Including
The remainder of the steel comprises steel composition that is substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities;
Here, the microstructure of the roll is
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
-An open eutectic carbide network with less than 5% eutectic carbide per volume;
Including:
Roll
A hardness between 780 HV and 840 HV,
-It relates to a forging roll showing an internal compressive stress between -300 MPa and -500 MPa.

本発明の他の実施形態において、本発明のロールは、共晶セルのセル様(cell-like)パターンを画定する開口した共晶炭化物ネットワークを含む。   In another embodiment of the invention, the roll of the invention includes an open eutectic carbide network that defines a cell-like pattern of eutectic cells.

以下の、場合による、個々のまたは組合せ可能な態様のいずれかを含む、さらなる種々のロールは:
その開口した共晶炭化物ネットワークが、樹枝状アーム(dendritic arms)を含む、ロール。
Additional various rolls, including any of the following optional, individual or combinable embodiments:
A roll whose open eutectic carbide network includes dendritic arms.

その開口した共晶炭化物ネットワークが、共晶炭化物ネットワークの実質的に単離された(isolated)部分として形成されている、ロール。   A roll whose open eutectic carbide network is formed as a substantially isolated portion of the eutectic carbide network.

その微細構造が、少なくとも、その作業層(working layer)に存在する、ロール。   A roll whose microstructure is present at least in its working layer.

重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV、
0.015%未満のP、および
0.015%未満のS、および
1%未満のNi、
30ppm未満のO2、および
100ppm未満のN2、および
3ppm未満のH2
2%未満のW、および
1%未満のNb、および
1%未満のTi、および
0.5%未満のTa、および
0.5%未満のZr
を含み、鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である鋼組成物を含むロール。
% By weight
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%,
Less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and less than 1% Ni;
Less than 30 ppm O 2 , and less than 100 ppm N 2 , and less than 3 ppm H 2 ,
Less than 2% W, and less than 1% Nb, and less than 1% Ti, and less than 0.5% Ta, and less than 0.5% Zr
In which the remainder of the steel is substantially Fe and a steel composition that is a possible incidental and / or inevitable impurity.

鋼組成物中のC含量が、重量%で全ロール重量の0.8%〜0.99%の間のCである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the C content in the steel composition is C by weight percent between 0.8% and 0.99% of the total roll weight.

鋼組成物中のC含量が、重量%で全ロール重量の0.85%〜0.9%の間のCである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the C content in the steel composition is C by weight percent between 0.85% and 0.9% of the total roll weight.

鋼組成物中のMn含量が、重量%で全ロール重量の0.4%〜0.5%の間のMnである、本発明によるロール。   The roll according to the invention, wherein the Mn content in the steel composition is Mn by weight percent between 0.4% and 0.5% of the total roll weight.

鋼組成物中のSi含量が、重量%で全ロール重量の0.2%〜1.5%の間のSiである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the Si content in the steel composition is Si by weight percent between 0.2% and 1.5% of the total roll weight.

鋼組成物中のSi含量が、重量%で全ロール重量の0.85%〜1.15%の間のSiである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the Si content in the steel composition is Si by weight percent between 0.85% and 1.15% of the total roll weight.

鋼組成物中のCr含量が、重量%で全ロール重量の7.0%〜11%の間のCrである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the Cr content in the steel composition is between Cr and between 7.0% and 11% of the total roll weight by weight.

鋼組成物中のCr含量が、重量%で全ロール重量の7.3%〜8.0%未満の間のCrである、本発明によるロール。   A roll according to the present invention, wherein the Cr content in the steel composition is Cr by weight percent between 7.3% and less than 8.0% of the total roll weight.

鋼組成物中のMo含量が、重量%で全ロール重量の1.45%〜1.55%の間のMoである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the Mo content in the steel composition is Mo by weight percent between 1.45% and 1.55% of the total roll weight.

鋼組成物中のNi含量が、重量%で全ロール重量の0.3未満のNiである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the Ni content in the steel composition is Ni by weight percent and less than 0.3 of the total roll weight.

鋼組成物中のV含量が、重量%で全ロール重量の1.3%〜2.1%の間のVである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the V content in the steel composition is between 1.3% and 2.1% of the total roll weight by weight%.

鋼組成物中のV含量が、重量%で全ロール重量の1.3%〜1.6%の間のVである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the V content in the steel composition is between 1.3% and 1.6% of the total roll weight by weight%.

鋼組成物が、重量%で、
0.8〜0.99%のC、および
0.4〜0.5%のMn、および
0.2〜1.5%のSi、および
7.0〜11%のCr、および
0.6〜1.6%のMo、および
1.0未満のNi、および
1.0〜2.1%のV、および
0.015%未満のP、および
0.015%未満のS、および
30ppm未満のO2、および
100ppm未満のN2、および
3ppm未満のH2
を含み、ロールの残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である、本発明によるロール。
The steel composition is in weight percent,
0.8-0.99% C, and 0.4-0.5% Mn, and 0.2-1.5% Si, and 7.0-11% Cr, and 0.6- 1.6% Mo, and less than 1.0 Ni, and 1.0-2.1% V, and less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and less than 30 ppm O 2 and less than 100 ppm N 2 and less than 3 ppm H 2
And the remainder of the roll is substantially Fe and possibly incidental and / or inevitable impurities.

鋼組成物が、重量%で、
0.85〜0.9%のC、および
0.4〜0.5%のMn、および
0.85〜1.15%のSi、および
7.3〜8.0%未満のCr、および
1.45〜1.55%のMo、および
0.3未満のNi、および
1.3〜1.6%のV、および
0.015%未満のP、および
0.015%未満のS、および
30ppm未満のO2、および
100ppm未満のN2、および
3ppm未満のH2
を含み、ロールの残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である、本発明によるロール。
The steel composition is in weight percent,
0.85 to 0.9% C, and 0.4 to 0.5% Mn, and 0.85 to 1.15% Si, and 7.3 to less than 8.0% Cr, and 1 .45 to 1.55% Mo, and less than 0.3 Ni, and 1.3 to 1.6% V, and less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and 30 ppm Less than O 2 , and less than 100 ppm N 2 , and less than 3 ppm H 2
And the remainder of the roll is substantially Fe and possibly incidental and / or inevitable impurities.

さらに、冷間圧延における作業ロールとしての使用のために構成されている、本発明によるロール。   Furthermore, a roll according to the invention which is configured for use as a work roll in cold rolling.

400kgを超える重量をさらに有する、本発明によるロール。   A roll according to the invention further having a weight of more than 400 kg.

215mm〜800mmの範囲の直径をさらに有する、本発明によるロール。   A roll according to the invention further having a diameter in the range of 215 mm to 800 mm.

本発明のさらなる態様は、以下のステップを含む方法によって製造される鍛造ロールであって、
a.重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV
を含み、鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である鋼組成物を用意するステップと;他の実施形態においては、本発明による組成物は、上記の組成物または組成物の組合せのいずれかである、
b.凝固インターバル(interval)において、ロールの表面層に相当するインゴットの表面層において15℃/分を超える凝固速度を維持してインゴットを製造するステップと;
c.インゴットをロールに鍛造するステップと;
d.誘導加熱によってロールを焼入するステップと;
e.ロールを焼戻しするステップと;
これにより、
− 体積あたり5%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 体積あたり5%未満の共晶炭化物を有する開口した共晶炭化物ネットワークと、
を含むロールの微細構造を達成し;
ロール(1)が、
− 780HV〜840HVの間の硬度と、
− −300MPa〜−500MPaの間の内部圧縮応力と
を示す、鍛造ロールを提供する。
A further aspect of the present invention is a forging roll produced by a method comprising the following steps:
a. % By weight
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Providing a steel composition in which the remainder of the steel is substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities; in other embodiments, the composition according to the invention comprises: Any of the above compositions or combinations of compositions,
b. Maintaining a solidification rate in the surface layer of the ingot corresponding to the surface layer of the roll at a solidification interval of greater than 15 ° C./minute to produce the ingot;
c. Forging the ingot into a roll;
d. Quenching the roll by induction heating;
e. Tempering the roll;
This
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
An open eutectic carbide network having less than 5% eutectic carbide per volume;
Achieving a microstructure of the roll comprising:
Roll (1) is
A hardness between 780 HV and 840 HV,
Providing a forging roll exhibiting an internal compressive stress of between -300 MPa and -500 MPa;

先に言及したロールの化学組成または微細構造に関して、以下の、場合による、個々のまたは組合せ可能な態様のいずれかを含み、以下の、場合による、個々のまたは組合せ可能な、以下に言及する態様のいずれかの特徴をさらに含む、さらなる種々のロール。   Regarding the chemical composition or microstructure of the roll referred to above, including any of the following optional, individual or combinable aspects, including the following optional individual or combinable aspects: Further various rolls further comprising any of the features

本発明のさらなる態様は、本発明による、非鍛造(non-forged)ロールを製造するための方法であって、
a.重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV
を含み、鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である鋼組成物を用意するステップと;他の実施形態においては、本発明による組成物は、上記の組成物の組合せのいずれかである、
b.凝固インターバルにおいて、ロールの作業層に相当するインゴットの作業層において15℃/分を超える凝固速度を維持してインゴットを製造するステップと;
c.インゴットをロールに鍛造するステップと;
d.誘導加熱によってロールを焼入するステップと;
e.ロールを450℃〜530℃の間の温度で焼戻しして、780HV〜840HVの間の硬度に到達させるステップと;
を含み、これにより、
− 体積あたり5%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 体積あたり5%未満の共晶炭化物を有する開口した共晶炭化物ネットワークと、
を含むロール(1)の微細構造を達成し;
ロール(1)が、
− 780HV〜840HVの間の硬度と、
− −300MPa〜−500MPaの間の内部圧縮応力と
を示す、方法を提供する。
A further aspect of the present invention is a method for producing a non-forged roll according to the present invention comprising:
a. % By weight
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Providing a steel composition in which the remainder of the steel is substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities; in other embodiments, the composition according to the invention comprises: Any of the combinations of the above compositions,
b. Maintaining a solidification rate in the work layer of the ingot corresponding to the work layer of the roll at a solidification interval that exceeds 15 ° C./min; and producing the ingot;
c. Forging the ingot into a roll;
d. Quenching the roll by induction heating;
e. Tempering the roll at a temperature between 450 ° C. and 530 ° C. to reach a hardness between 780 HV and 840 HV;
And thus
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
An open eutectic carbide network having less than 5% eutectic carbide per volume;
Achieving a microstructure of the roll (1) comprising:
Roll (1) is
A hardness between 780 HV and 840 HV,
-Providing a method showing an internal compressive stress between -300 MPa and -500 MPa;

以下の、場合による、個々のまたは組合せ可能な、以下に言及する態様のいずれかを含む、さらなる種々のロール。   Further various rolls, including any of the following, optional, individual or combinable aspects mentioned below.

インゴットが、作業層ならびにコアにおいて、15℃/分〜55℃/分、または代替的に17℃/分〜50℃/分、または代替的に35℃/分〜55℃/分、または代替的に45℃/分〜55℃/分の範囲内で凝固速度を維持して製造される、本発明による方法。   Ingots in the working layer as well as in the core 15 ° C / min to 55 ° C / min, or alternatively 17 ° C / min to 50 ° C / min, or alternatively 35 ° C / min to 55 ° C / min, or alternatively The method according to the present invention is produced while maintaining the solidification rate within a range of 45 ° C./min to 55 ° C./min.

インゴットが、凝固インターバルにおいて、インゴットの作業層または表面において35℃/分を超える凝固速度を維持して製造される、本発明による方法。   The method according to the invention, wherein the ingot is produced with a solidification rate in the working layer or surface of the ingot in the solidification interval that exceeds 35 ° C./min.

凝固インターバルが、前記インゴットについて1400℃〜1200℃の間である、本発明による方法。   The process according to the invention, wherein the solidification interval is between 1400 ° C. and 1200 ° C. for the ingot.

インゴットが、予め定められた凝固速度の関数に従ってアンペア電流供給を制御することによって、エレクトロスラグ精製炉(ESR)技術プロセスにおいて予め選択された凝固速度を維持して製造される、本発明による方法。   The method according to the invention, wherein the ingot is manufactured maintaining a preselected solidification rate in an electroslag refining furnace (ESR) technology process by controlling the ampere current supply according to a function of a predetermined solidification rate.

インゴットをロールに鍛造するステップが、
a.インゴットを約850〜1100℃または800℃〜1000℃の間の温度に好ましくは約6時間にわたって加熱するステップと、
b.インゴットを、約800℃を超える、または850℃を超える温度で鍛造するステップと、
c.インゴットが所望の形状およびサイズを有するロールに形成されるまでステップa〜bを繰り返すステップと
を含む、方法。
The step of forging the ingot into a roll
a. Heating the ingot to a temperature between about 850-1100 ° C. or between 800 ° C. and 1000 ° C., preferably for about 6 hours;
b. Forging the ingot at a temperature above about 800 ° C. or above 850 ° C .;
c. Repeating steps ab until the ingot is formed into a roll having a desired shape and size.

鍛造ステップの後に、ロールブランク(roll blank)に適用される、好ましくは約700〜1100℃または800℃〜900℃の間の温度に予備熱処理するステップであって、水素拡散処理を含んでよいステップをさらに含む方法。   After the forging step, pre-heat treatment applied to the roll blank, preferably at a temperature between about 700-1100 ° C. or 800 ° C.-900 ° C., which may include hydrogen diffusion treatment A method further comprising:

好ましくは約900〜1150℃の温度で、漸進的な(progressive)誘導加熱によって表面焼入(superficial hardening)するステップをさらに含む方法。   A method further comprising superficial hardening by progressive induction heating, preferably at a temperature of about 900-1150C.

ロールを焼戻しするステップが、
d.ロールを約450〜530℃または450℃〜520℃の間に、好ましくは3回、加熱するステップと、
e.前記加熱ステップ(複数形)の間にロールを空冷するステップと
を含む、方法。
The step of tempering the roll
d. Heating the roll between about 450-530 ° C. or between 450 ° C. and 520 ° C., preferably three times;
e. Cooling the roll during the heating step (s).

ロールを機械加工して、共晶炭化物を含む白層(white layer)をテクスチャリング(texturing)することをさらに含む方法。   The method further comprising machining the roll to texture a white layer comprising eutectic carbide.

先に言及したロールの化学組成または微細構造に関して、以下の、場合による、個々のまたは組合せ可能な態様のいずれかを含み、以下の、場合による、個々のまたは組合せ可能な、以下に言及する態様のいずれかの特徴をさらに含む、本発明のさらなる種々の方法。   Regarding the chemical composition or microstructure of the roll referred to above, including any of the following optional, individual or combinable aspects, including the following optional individual or combinable aspects: Further various methods of the invention further comprising any of the features

本発明のさらなる態様は、ロールの製造における中間製品インゴットであって、重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV
を含み、
鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である鋼組成物を含み;
インゴットから生じる(issued from)最終的なロールの微細構造は、
− 体積あたり5%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 体積あたり5%未満の共晶炭化物を有する開口した共晶炭化物ネットワークと
を含む、インゴットを提供する。
A further aspect of the invention is an intermediate product ingot in the manufacture of rolls, in weight percent,
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Including
The remainder of the steel comprises steel composition that is substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities;
The final roll microstructure from the ingot is:
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
Providing an ingot comprising an open eutectic carbide network having less than 5% eutectic carbide per volume.

先に言及したインゴットの化学組成に関して、以下の、場合による、個々のまたは組合せ可能な態様のいずれかを含み、以下の、場合による、個々のまたは組合せ可能な以下に言及する態様のいずれかの特徴をさらに含む、本発明のさらなる種々の中間体インゴット。   Regarding the chemical composition of the ingot mentioned above, including any of the following optional, individual or combinable embodiments, any of the following optional, individual or combinable embodiments mentioned below: Further various intermediate ingots of the present invention further comprising features.

本発明のさらなる態様は、高い圧延荷重を必要とする冷間圧延材料のための、本発明による鍛造ロールの使用を提供する。   A further aspect of the present invention provides the use of a forging roll according to the present invention for cold rolled materials that require high rolling loads.

本発明の他の実施形態は、AHSS鋼グレードのような高強度材料の冷間圧延のための、鍛造ロールの使用を提供する。   Other embodiments of the present invention provide for the use of forging rolls for the cold rolling of high strength materials such as AHSS steel grade.

以下:
− ブリキ板、シート、シリコン鋼、ステンレス鋼、アルミニウムおよび銅のための早期(early)および仕上げスタンド、可逆(reversible)および非可逆(non-reversible)スタンドのための冷間圧延リダクションミル;または
− 冷間圧延焼戻しおよび/もしくはスキンパスミル;または
− テクスチャリングされた、もしくはテクスチャリングされていない表面を有する、2段、4段および6段スタンドとしてのミル構成
から選択されたもの(selection)のための、本発明による鍛造ロールの使用。
Less than:
-Cold rolling reduction mill for early and finishing stands for tinplate, sheets, silicon steel, stainless steel, aluminum and copper, reversible and non-reversible stands; or- Cold rolling tempering and / or skin pass mill; or-for selections selected from mill configurations as two, four and six stage stands with textured or untextured surfaces Of the forging roll according to the invention.

作業ロールとしての、本発明による鍛造ロールの使用。   Use of a forging roll according to the invention as a work roll.

本発明によるロールは、コーティングされていないロールとして多くの用途に有用である。しかし、本発明のさらなる態様および実施形態において、ロールには、任意の現在のまたは特定の用途について選択されるコーティングが提供されていてもよい。コーティングは、例えばクロムコーティングであってよい。ロールは、加温圧延用途にも用いられ得る。   The roll according to the invention is useful for many applications as an uncoated roll. However, in further aspects and embodiments of the present invention, the roll may be provided with a coating that is selected for any current or specific application. The coating may be a chrome coating, for example. The roll can also be used for hot rolling applications.

図面の簡単な説明
本発明を、実施形態を例示することによってさらに説明する:
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is further described by way of illustration of embodiments:

本発明によるロールの概略図を示す。1 shows a schematic view of a roll according to the invention. 本発明によるロール製造方法の概略図を示す。1 shows a schematic view of a roll manufacturing method according to the present invention. 本発明によるインゴットの概略図を示す。1 shows a schematic view of an ingot according to the invention. 本発明によるインゴットの製造方法を示す。The manufacturing method of the ingot by this invention is shown. A〜Bは、本発明による製造方法を用いて作製されたロールグレードの鋳造微細構造を示す。ロールグレードを、ロールグレードの作業層の断面図に示す。A to B show roll grade cast microstructures made using the manufacturing method according to the present invention. The roll grade is shown in a sectional view of the working layer of the roll grade. A〜Bは、本発明による製造方法を用いて作製されたロールグレードの鋳造微細構造を示す。ロールグレードを、ロールグレードの作業層の断面図に示す。A to B show roll grade cast microstructures made using the manufacturing method according to the present invention. The roll grade is shown in a sectional view of the working layer of the roll grade. 本発明による製造方法を用いて作製されるが、あまりに低い凝固速度を用いたときに逸脱(deviation)が生じるロールグレードの鋳造微細構造を示す。ロールグレードを、ロールグレードの作業層の断面図に示す。Fig. 4 shows a roll grade cast microstructure produced using the manufacturing method according to the invention, but with deviations when using too low solidification rates. The roll grade is shown in a sectional view of the working layer of the roll grade. 本発明によるロール製造方法のための、第1の一連の凝固速度例を示す。2 shows a first series of solidification rate examples for a roll manufacturing method according to the present invention. 本発明によるロール製造方法のための、第2の一連の凝固速度例を示す。2 shows a second series of solidification rate examples for a roll manufacturing method according to the invention. A〜Bは、本発明による製造方法を用いたときの、実験室条件で作製されるインゴットの鋳造微細構造を示す。A to B show the cast microstructure of an ingot produced under laboratory conditions when using the production method according to the present invention. A〜Bは、本発明による製造方法を用いたときの実験室条件で作製されるが、あまりに高いMo含量を用いたときに逸脱が生じるインゴットの鋳造微細構造を示す。A-B show ingot cast microstructures that are made in laboratory conditions when using the manufacturing method according to the present invention, but deviate when using too high Mo content. 本発明による鍛造の概略図を示す。1 shows a schematic view of forging according to the invention. 本発明によりインゴットをロールに鍛造することによってインゴットを形成するステップの概略図を示す。FIG. 3 shows a schematic diagram of the steps of forming an ingot by forging the ingot into a roll according to the present invention. 本発明によるロールの、異なる周波数を用いた漸進的な誘導焼入の概略図を示す。Fig. 2 shows a schematic diagram of a progressive induction quenching with different frequencies of a roll according to the invention. A〜Bは、表面テクスチャリング(EDTテクスチャリング)の後の標準グレードによるロールの表面の微細構造を示す。C〜Dは、表面テクスチャリング(EDTテクスチャリング)の後の本発明によるロールの表面の微細構造を示す。A to B show the microstructure of the surface of the roll according to the standard grade after surface texturing (EDT texturing). C to D show the microstructure of the surface of the roll according to the invention after surface texturing (EDT texturing). A〜Dは、低クロム含量および高モリブデン含量を有するロールの製造の際に生成されたロールにおける不利な欠陥を示す。A to D show disadvantageous defects in the rolls produced during the production of rolls having a low chromium content and a high molybdenum content. Aは、開口した共晶ネットワークを有する本発明による微細構造の実施形態を示す。Bは、共晶炭化物200が、明確に分離された共晶セル212を有する閉鎖された共晶ネットワークを形成する、閉鎖された(closed)共晶ネットワークを有する微細構造の例を示す。A shows an embodiment of a microstructure according to the invention with an open eutectic network. B shows an example of a microstructure having a closed eutectic network where the eutectic carbide 200 forms a closed eutectic network with clearly separated eutectic cells 212. 放電テクスチャリング後の本発明によるロール表面の微細構造を表す例を示す。An example representing the microstructure of the roll surface according to the invention after discharge texturing is shown. ロールの焼戻しおよび誘導焼入後のロール表面における4mmの深さのロール微細構造を示す。Fig. 4 shows a roll microstructure of 4 mm depth on the roll surface after tempering and induction quenching of the roll.

詳細な説明
序論
本発明は、400kgを超える重量、または一般用途のための実施形態におけるように例えば1000kgを超える重量を好ましくは有する鍛造ロール1に概して関する。本発明によるロールは、鍛造ロール製造方法に従って製造され、該方法は、その一般的ステップにおいてはそれ自体公知であるが、本発明によるロールを製造することができる発明概念に従って特に改変されている。
DETAILED DESCRIPTION INTRODUCTION The present invention generally relates to a forging roll 1 that preferably has a weight of over 400 kg, or preferably over a weight of, for example, 1000 kg as in the embodiment for general use. The roll according to the invention is produced according to a forged roll production method, which is known per se in its general steps, but is particularly modified according to the inventive concept by which the roll according to the invention can be produced.

本発明は、400kgと10000kgとの間の重量を有するロールを主として対象とする。本発明によるロールは、典型的には200mmを超える、例えば215mm〜800mmの間の直径2、典型的には1〜3メートルの間のバレル(barrel)の長さ8、およびネック部10を含む典型的には約6メートルの最大長を有する。ロール1は、外側層部分に相当し、直径が、具体的なロールの用途に応じておよび/または全体のロール直径2に応じて典型的には20mmと120mmとの間の範囲である作業層4を有する。一般には、ロールの直径2の外側1/6の部分6は、ロール1の作業層4と称される。図1を参照されたい。インゴット34の直径2の外側1/6の部分6もまた、本明細書において、インゴット34の作業層4と称される。   The present invention is primarily directed to rolls having a weight between 400 kg and 10,000 kg. A roll according to the invention comprises a diameter 2 of typically greater than 200 mm, for example between 215 mm and 800 mm, typically between 1 and 3 meters 8 and a neck 10. Typically has a maximum length of about 6 meters. The roll 1 corresponds to the outer layer portion and the diameter is typically in the range between 20 and 120 mm depending on the specific roll application and / or the overall roll diameter 2. 4. In general, the outer portion 6 of the roll diameter 2 is referred to as the working layer 4 of the roll 1. Please refer to FIG. A portion 6 of the outer 1/6 diameter 2 of the ingot 34 is also referred to herein as the working layer 4 of the ingot 34.

これらの大きなロール部を形成するときに関与する内部応力に起因して、大きな鍛造ロールを作製するのに関与する特別な問題および課題が存在する。より小さい直径を有するロールは、内部応力がより小さく、ロールが例えば焼入の際に破裂する傾向がないため、同様の処理を必要としないであろう。   Due to the internal stresses involved when forming these large rolls, there are special problems and challenges involved in making large forged rolls. A roll with a smaller diameter will not require similar treatment because the internal stress is less and the roll does not tend to burst, for example upon quenching.

本発明によるロール製造方法12は、本発明によるこのサイズのロール1を製造するのに重要である。本発明のロールの改善された機械的特性、例えば低い残留内部応力は、ロール製造方法12から得られる。得られるロールにおいて低いレベルの残留内部応力を達成するためには、温度勾配および同素変態によって誘導される内部応力が、鋳造、鍛造、熱処理および機械加工を通して製造方法の全段階で最小化されなければならない。本発明によるロール1の微細構造は、本発明によるロールの製造方法および化学組成に起因して、5体積%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトを含む。   The roll production method 12 according to the invention is important for producing rolls 1 of this size according to the invention. Improved mechanical properties of the roll of the present invention, such as low residual internal stress, are obtained from the roll manufacturing method 12. In order to achieve low levels of residual internal stress in the resulting roll, internal stresses induced by temperature gradients and allotropic transformations must be minimized at all stages of the manufacturing process through casting, forging, heat treatment and machining. I must. The microstructure of the roll 1 according to the invention comprises tempered martensite having a residual austenite ratio of less than 5% by volume due to the production method and chemical composition of the roll according to the invention.

本発明によるロール製造方法は、図2のフロー図に概略的に示す以下の基本ステップから選択されたものを含む:
14.鋼組成物を用意する
16.インゴット34を製造する
18.前記インゴット34をロール1に鍛造する
20.前記ロール1を予備熱処理する
22.前記ロール1を粗機械加工する
24.前記ロール1を誘導焼入する
26.前記ロール1を焼戻し熱処理する
28.前記ロール1を機械加工する
中間製品が、それぞれのステップの後に得られる。具体的な制御パラメータおよびロールの化学組成は、本発明によるロールを製造するように選択される。
The roll production method according to the invention comprises a selection from the following basic steps schematically shown in the flow diagram of FIG.
14 Prepare steel composition16. 18. Manufacture ingot 34 Forging the ingot 34 into the roll 1 20. 21. Pre-heat treatment of the roll 1 Rough machine the roll 1 24. 26. induction hardening the roll 1; 27. Tempering heat treatment of the roll 1 An intermediate product for machining the roll 1 is obtained after each step. Specific control parameters and the chemical composition of the roll are selected to produce the roll according to the invention.

ロール製造方法
本発明は、以下の方法によって製造される鍛造ロール(1)に関する:
a.重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV
を含み、鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である鋼組成物を用意するステップと;
b.凝固インターバルにおいて、インゴットの作業層において15℃/分を超える凝固速度を維持してインゴットを製造するステップと;
c.インゴットをロールに鍛造するステップと;
d.誘導加熱によってロールを焼入するステップと;
e.ロールを焼戻しするステップと;
を含み、これにより、
− 体積あたり5%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 体積あたり5%未満の共晶炭化物を有する開口した共晶炭化物ネットワークと、
を含むロール(1)の微細構造を達成し;
ロール(1)が、
− 780HVを超える硬度と、
− 絶対値で−500MPa未満の内部圧縮応力と
を示す。
The present invention relates to a forging roll (1) produced by the following method:
a. % By weight
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Providing a steel composition wherein the remainder of the steel is substantially Fe and possibly incidental and / or inevitable impurities;
b. Maintaining the solidification rate in the working layer of the ingot in the solidification interval at a solidification rate exceeding 15 ° C./min; and producing the ingot;
c. Forging the ingot into a roll;
d. Quenching the roll by induction heating;
e. Tempering the roll;
And thus
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
An open eutectic carbide network having less than 5% eutectic carbide per volume;
Achieving a microstructure of the roll (1) comprising:
Roll (1) is
-A hardness exceeding 780 HV;
-It shows an internal compression stress of less than -500 MPa in absolute value.

ここで、記載された本発明による方法のステップと組み合わせて用いられる本発明による提供された化学組成は、本発明によるロールの微細構造において所望の特性を本発明によるロールに与える。   The chemical composition provided according to the invention, used here in combination with the steps of the method according to the invention described here, gives the roll according to the invention the desired properties in the microstructure of the roll according to the invention.

本発明による鍛造ロールを作製する方法は、以下のステップを含む。   The method for producing a forging roll according to the present invention includes the following steps.

ステップ14:鋼組成物の用意
本発明の一実施形態において、鋼組成物は、表1に列挙する重量%で示す以下の構成成分を含む、またはこれらからなる合金を含む。表1において、構成成分の影響ならびに選択された構成成分および特定のインターバルによって達成される創意あるロールの効果が説明される。
Step 14: Preparation of Steel Composition In one embodiment of the present invention, the steel composition comprises an alloy comprising or consisting of the following components shown in Table 1 in weight percent listed in Table 1. In Table 1, the effects of the components and the effects of the creative roll achieved by the selected components and specific intervals are described.

それぞれ、0.4重量%未満の量で、H2、N2、O2、Al、Cuをさらに場合により含み、鋼組成物の残りの部分は、偶発的な元素および不可避の不純物は別として、実質的にFeである。 Each optionally further comprising H 2 , N 2 , O 2 , Al, Cu, in an amount of less than 0.4% by weight, the remainder of the steel composition, apart from incidental elements and inevitable impurities , Substantially Fe.

本発明の実施形態において、鋼組成物は、重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV
を含み、鋼の残りの部分が、偶発的な元素および不可避の不純物は別として、実質的にFeである。
In an embodiment of the present invention, the steel composition is in weight percent,
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
And the remainder of the steel is substantially Fe, apart from incidental elements and inevitable impurities.

本発明の異なる変形例および実施形態において、該組成物は、以下の例による構成成分(重量%)の組合せまたは選択を含む、またはこれらからなる。一部の場合において、先に言及した実施形態は、構成成分量の以下の変形例と組み合わされ、これと置換され、またはこれによって狭められる。   In different variants and embodiments of the invention, the composition comprises or consists of a combination or selection of components (% by weight) according to the following examples. In some cases, the above-described embodiments are combined with, substituted for, or narrowed by the following variations of component amounts.

重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV、
0.015%未満のP、および
0.015%未満のS、および
1%未満のNi、
30ppm未満のO2、および
100ppm未満のN2、および
3ppm未満のH2
2%未満のW、および
1%未満のNb、および
1%未満のTi、および
0.5%未満のTa、および
0.5%未満のZr
を含み、鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である鋼組成物を含むロール。
% By weight
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%,
Less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and less than 1% Ni;
Less than 30 ppm O 2 , and less than 100 ppm N 2 , and less than 3 ppm H 2 ,
Less than 2% W, and less than 1% Nb, and less than 1% Ti, and less than 0.5% Ta, and less than 0.5% Zr
In which the remainder of the steel is substantially Fe and a steel composition that is a possible incidental and / or inevitable impurity.

鋼組成物中のC含量が、重量%で全ロール重量の0.8%〜0.99%の間のCである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the C content in the steel composition is C by weight percent between 0.8% and 0.99% of the total roll weight.

鋼組成物中のC含量が、重量%で全ロール重量の0.85%〜0.9%の間のCである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the C content in the steel composition is C by weight percent between 0.85% and 0.9% of the total roll weight.

鋼組成物中のMn含量が、重量%で全ロール重量の0.4%〜0.5%の間のMnである、本発明によるロール。   The roll according to the invention, wherein the Mn content in the steel composition is Mn by weight percent between 0.4% and 0.5% of the total roll weight.

鋼組成物中のSi含量が、重量%で全ロール重量の0.2%〜1.5%の間のSiである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the Si content in the steel composition is Si by weight percent between 0.2% and 1.5% of the total roll weight.

鋼組成物中のSi含量が、重量%で全ロール重量の0.85%〜1.15%の間のSiである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the Si content in the steel composition is Si by weight percent between 0.85% and 1.15% of the total roll weight.

鋼組成物中のCr含量が、重量%で全ロール重量の7.0%〜11%の間のCrである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the Cr content in the steel composition is between Cr and between 7.0% and 11% of the total roll weight by weight.

鋼組成物中のCr含量が、重量%で全ロール重量の7.3%〜8.0%未満の間のCrである、本発明によるロール。   A roll according to the present invention, wherein the Cr content in the steel composition is Cr by weight percent between 7.3% and less than 8.0% of the total roll weight.

鋼組成物中のMo含量が、重量%で全ロール重量の1.45%〜1.55%の間のMoである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the Mo content in the steel composition is Mo by weight percent between 1.45% and 1.55% of the total roll weight.

鋼組成物中のNi含量が、重量%で全ロール重量の0.3未満のNiである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the Ni content in the steel composition is Ni by weight percent and less than 0.3 of the total roll weight.

鋼組成物中のV含量が、重量%で全ロール重量の1.3%〜2.1%の間のVである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the V content in the steel composition is between 1.3% and 2.1% of the total roll weight by weight%.

鋼組成物中のV含量が、重量%で全ロール重量の1.3%〜1.6%の間のVである、本発明によるロール。   A roll according to the invention, wherein the V content in the steel composition is between 1.3% and 1.6% of the total roll weight by weight%.

鋼組成物が、重量%で、
0.8〜0.99%のC、および
0.4〜0.5%のMn、および
0.2〜1.5%のSi、および
7.0〜11%のCr、および
0.6〜1.6%のMo、および
1.0未満のNi、および
1.0〜2.1%のV、および
0.015%未満のP、および
0.015%未満のS、および
30ppm未満のO2、および
100ppm未満のN2、および
3ppm未満のH2
を含み、ロールの残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である、本発明によるロール。
The steel composition is in weight percent,
0.8-0.99% C, and 0.4-0.5% Mn, and 0.2-1.5% Si, and 7.0-11% Cr, and 0.6- 1.6% Mo, and less than 1.0 Ni, and 1.0-2.1% V, and less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and less than 30 ppm O 2 and less than 100 ppm N 2 and less than 3 ppm H 2
And the remainder of the roll is substantially Fe and possibly incidental and / or inevitable impurities.

鋼組成物が、重量%で、
0.85〜0.9%のC、および
0.4〜0.5%のMn、および
0.85〜1.15%のSi、および
7.3〜8.0%未満のCr、および
1.45〜1.55%のMo、および
0.3未満のNi、および
1.3〜1.6%のV、および
0.015%未満のP、および
0.015%未満のS、および
30ppm未満のO2、および
100ppm未満のN2、および
3ppm未満のH2
を含み、ロールの残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である、本発明によるロール。
The steel composition is in weight percent,
0.85 to 0.9% C, and 0.4 to 0.5% Mn, and 0.85 to 1.15% Si, and 7.3 to less than 8.0% Cr, and 1 .45 to 1.55% Mo, and less than 0.3 Ni, and 1.3 to 1.6% V, and less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and 30 ppm Less than O 2 , and less than 100 ppm N 2 , and less than 3 ppm H 2
And the remainder of the roll is substantially Fe and possibly incidental and / or inevitable impurities.

ステップ16:円筒形状インゴット34の製造16
本発明の典型的な用途において、中間製品である、本発明の方法により製造されるインゴット34は、450mmと1100mmとの間の直径32、最大で6メートルの長さ30、および400kgと30000kgとの間の重量を好ましくは有する。図3を参照されたい。本発明によるインゴット34を作製する方法は、インゴット34の製造の際の迅速な冷却を可能にする技術を用いることを含む。例えば、インゴット34は、種々のインゴット形成技術を用いて製造され得る。好適な製造技術は、特定の最小の凝固速度を達成および維持するように制御され得る技術である。
Step 16: Manufacture 16 of the cylindrical ingot 34
In a typical application of the invention, the ingot 34 produced by the method of the invention, which is an intermediate product, has a diameter 32 between 450 mm and 1100 mm, a length 30 up to 6 meters, and 400 kg and 30000 kg. Preferably having a weight between. Please refer to FIG. The method of making the ingot 34 according to the present invention includes using a technique that allows for rapid cooling during manufacture of the ingot 34. For example, the ingot 34 can be manufactured using various ingot forming techniques. A suitable manufacturing technique is one that can be controlled to achieve and maintain a certain minimum solidification rate.

本発明の実施形態によると、平均凝固速度は、インゴットの形成の際に、表面において15℃/分を超え、また、コアにおいて好ましくは10℃/分を超えて制御される。好ましくは、この凝固速度は、例えば1400℃と1200℃との間であってよい凝固インターバルにおいてインゴット材料の冷却を制御しながら維持される。本発明の他の実施形態において、平均凝固速度は、凝固インターバルにおいて、作業層において35℃/分を超えるように制御される。   According to an embodiment of the invention, the average solidification rate is controlled at the surface in excess of 15 ° C./min at the formation of the ingot and preferably at the core in excess of 10 ° C./min. Preferably, this solidification rate is maintained while controlling the cooling of the ingot material in a solidification interval, which may be, for example, between 1400 ° C and 1200 ° C. In another embodiment of the invention, the average solidification rate is controlled to exceed 35 ° C./min in the working layer during the solidification interval.

実用的観点から、本発明を実行するとき、非常に高い凝固速度を達成することは一般に困難である。本発明のさらなる実施形態は、15℃/分〜55℃/分、または代替的に35℃/分〜55℃/分、または代替的に45℃/分〜55℃/分の範囲内であるように制御された、作業層およびコアにおける平均凝固速度を含む。   From a practical point of view, it is generally difficult to achieve very high solidification rates when carrying out the present invention. Further embodiments of the invention are in the range of 15 ° C / min to 55 ° C / min, or alternatively 35 ° C / min to 55 ° C / min, or alternatively 45 ° C / min to 55 ° C / min. The average solidification rate in the working layer and core is controlled.

本発明に従う凝固パラメータに関してプロセスを制御するために本発明において用いられる技術は、例えば種々のタイプのエレクトロスラグ精製炉(ESR)、例えば移動金型(moving mold)ESR溶融技術もしくはESRクラッド技術、または噴霧形成技術などである。   Techniques used in the present invention to control the process with respect to solidification parameters according to the present invention are, for example, various types of electroslag refining furnaces (ESR), such as moving mold ESR melting techniques or ESR cladding techniques, or Such as spray formation technology.

本発明による上記実施形態のいずれかに記載した凝固速度および化学組成を用いて作製されるインゴットは、以下の特性を有する:
− 非常に微細な樹枝状マクロ構造
− 化学的性質の均一性
− 中間層におけるマクロ偏析および濃いベイニングの欠失
− 小さな(minor)偏析がない。
An ingot made using the solidification rate and chemical composition described in any of the above embodiments according to the present invention has the following properties:
-Very fine dendritic macrostructures-homogeneity of chemical properties-lack of macrosegregation and deep baining in the intermediate layer-no minor segregation.

さらに、本発明による方法を用いて作製されるインゴットは、圧延品において以下の利点を有する:
− 「オレンジピール」効果(樹枝状間(interdendritic)領域の摩耗の差に起因した樹枝状パターンの顕在化からなる)の排除
− ピンホールの問題がない
− 非常に明るい表面仕上げ
− テクスチャリングによって得られるテクスチャの均質性
− 構造の不均質に関係する跡の不在。
Furthermore, the ingot produced using the method according to the invention has the following advantages in the rolled product:
-Elimination of "orange peel" effect (consisting of manifestation of dendritic patterns due to differences in interdendritic area wear)-No pinhole problems-Very bright surface finish-Obtained by texturing Texture homogeneity-the absence of traces related to structural inhomogeneities.

本発明の一実施形態において、エレクトロスラグ精製炉(ESR)は、本発明によるインゴット34の製造に用いられる。概略図については図4を参照されたい。エレクトロスラグ精製炉(ESR)は、約300〜1100kg/hを溶融することが可能であり、電極クランプ36、スティンガ38、電極40、冷却ジャケット出口42、冷却水用冷却ジャケット入口50を含む。ESRにおいて、インゴットは、電極40を溶融することによって形成され、したがって、電極付近に位置するスラグプール44および溶融金属プール46などの種々の層が、インゴット材料48において形成される。   In one embodiment of the present invention, an electroslag refining furnace (ESR) is used to manufacture the ingot 34 according to the present invention. See FIG. 4 for a schematic diagram. The electroslag refining furnace (ESR) can melt about 300-1100 kg / h, and includes an electrode clamp 36, a stinger 38, an electrode 40, a cooling jacket outlet 42, and a cooling water cooling jacket inlet 50. In ESR, the ingot is formed by melting the electrode 40, and thus various layers such as a slag pool 44 and a molten metal pool 46 located near the electrode are formed in the ingot material 48.

ESRはまた、水冷54される出発プレート(starting plate)52も含む。図4を参照されたい。ESR技術は、再溶融されて本発明によるインゴット48を形成する従来の溶融プロセスによって得られる出発インゴット(電極40)を必要とする場合がある。ESRを用いた再溶融は、インゴットの形成の際にインゴットの作業層において、さらにはコアにおいて、本発明の実施形態による平均凝固速度、例えば、15℃/分を超える平均凝固速度を達成するために、注意深く制御される。   The ESR also includes a starting plate 52 that is water cooled 54. Please refer to FIG. The ESR technique may require a starting ingot (electrode 40) obtained by a conventional melting process that is remelted to form an ingot 48 according to the present invention. Remelting using ESR is to achieve an average solidification rate according to an embodiment of the present invention, eg, an average solidification rate exceeding 15 ° C./min, in the working layer of the ingot and also in the core during the formation of the ingot. Be carefully controlled.

電極40は、電流によって、例えば高いアンペア電流によって、ESRプロセスにおいてこうして加熱されて、電極の鋼を再溶融して本発明によるインゴットを形成する。電極40の高いアンペア電流は、注意深く制御されて再溶融速度を制御し、該電流はまた、冷却速度、およびこれによる凝固速度にも影響を与える。凝固速度は、予め定められた関数に従って電極に供給されるアンペア電流に依存する。基本的には、アンペア電流が高いほど、電極40を再溶融するために供給される電力が高い(オームの法則を参照されたい)。供給される電力が高いと、スラグ温度が高くなり、かつ凝固速度が低くなる。   The electrode 40 is thus heated in an ESR process by a current, for example by a high ampere current, to remelt the steel of the electrode to form an ingot according to the invention. The high ampere current of electrode 40 is carefully controlled to control the remelting rate, which also affects the cooling rate and thereby the solidification rate. The solidification rate depends on the ampere current supplied to the electrode according to a predetermined function. Basically, the higher the ampere current, the higher the power supplied to remelt the electrode 40 (see Ohm's Law). When the supplied electric power is high, the slag temperature becomes high and the solidification rate becomes low.

正確な再溶融速度およびスラグ温度を維持することにより、あるインターバルにおいてインゴットを冷却しながらコアにおいておよび作業層において本発明による凝固速度を用いて方向性の(directional)凝固が達成され得る。例えば、一実施形態において、凝固速度は、1400℃〜1200℃の凝固インターバルにおいてインゴットを冷却しながら、インゴットのコアおよび作業層の両方において平均で15℃/分を超える。   By maintaining an accurate remelt rate and slag temperature, directional solidification can be achieved using the solidification rate according to the present invention in the core and in the working layer while cooling the ingot at certain intervals. For example, in one embodiment, the solidification rate averages over 15 ° C./min in both the core and working layer of the ingot while cooling the ingot in a solidification interval of 1400 ° C. to 1200 ° C.

本発明によると、また、本発明概念の鋼組成物およびプロセスの組合せの結果として、インゴット中の共晶炭化物含量は、5体積%未満に保持される。これにより、得られるロールに良好な研削性(grindability)を付与する。ロールの研削性は、研削が、最終的なロールの使用の際に、冷間圧延プロセスに関してロールの適切な粗度を達成するのに重要な手法であるため、重要である。5%を超える共晶炭化物濃度は、満足でない研削性のこのようなロールを与えることが知られている。   According to the present invention, and as a result of the steel composition and process combination of the inventive concept, the eutectic carbide content in the ingot is kept below 5% by volume. This imparts good grindability to the resulting roll. The grindability of the roll is important because grinding is an important technique in achieving the proper roughness of the roll with respect to the cold rolling process during final roll use. Eutectic carbide concentrations greater than 5% are known to give such rolls with unsatisfactory grindability.

さらに、低い共晶炭化物含量の別の効果は、ミルにおける操作の際にロールがダストを形成する傾向が低いことである。対照的に、ダスト形成は、高濃度の炭化物を有するロールにおいて生じ得、圧延品、およびミルでの作業環境に関して良くないことである。   Furthermore, another effect of low eutectic carbide content is that the roll is less prone to dust during operation in the mill. In contrast, dust formation can occur in rolls with high concentrations of carbides and is not good with respect to the rolled product and the working environment in the mill.

高いレベルのCr(例えば7〜13%)を含む組成物からインゴットを作製するとき、凝固速度を制御することが特に重要である。凝固速度が遅すぎると得られる高い偏析は、高クロムインゴットに欠陥を生じさせる(defects)。インゴットを作製するとき凝固インターバルの際の凝固速度が15℃/分を超えることで、低い偏析速度を与え、結果として5体積%未満の共晶炭化物含量をもたらす。   When making ingots from compositions containing high levels of Cr (eg, 7-13%), it is particularly important to control the solidification rate. The high segregation obtained when the solidification rate is too slow causes defects in high chromium ingots. When making an ingot, the solidification rate during the solidification interval exceeds 15 ° C./min, giving a low segregation rate, resulting in a eutectic carbide content of less than 5% by volume.

本発明は、以下の例を参照することで、より容易に理解されよう。しかし、これらの例は、本発明のインゴット形成ステップの実施形態の変形例を説明することを意図しており、本発明の範囲を限定すると解釈されてはならない。   The present invention will be more readily understood with reference to the following examples. However, these examples are intended to illustrate variations of embodiments of the ingot forming step of the present invention and should not be construed to limit the scope of the present invention.

比較例
例1は、本発明によるロール1の微細構造に対する、本発明の方法が有する効果を示す。例2は、比較例である。これらの例は、自然な(natural)スケールにおいてロールのプロトタイプの製造の際に実施される。実験は、用いた凝固速度に応じて鋳造した後のインゴットにおける共晶炭化物の分布およびネットワーク形状の重要な変化を示す。以下の例1および2、ならびに表2を参照されたい。共晶炭化物の分布およびインゴットにおいて見られるネットワーク形状は、本発明による鍛造および焼戻し後の最終的なロールにおいて維持される。
Comparative Example Example 1 shows the effect that the method of the invention has on the microstructure of the roll 1 according to the invention. Example 2 is a comparative example. These examples are implemented during the manufacture of roll prototypes on a natural scale. Experiments show significant changes in eutectic carbide distribution and network shape in the ingot after casting depending on the solidification rate used. See Examples 1 and 2 below and Table 2. The distribution of eutectic carbides and the network shape found in the ingot are maintained in the final roll after forging and tempering according to the invention.

例1
この例は、本発明によるインゴット34の形成の際に15℃/分を超える凝固速度を用いるときの、本発明によるロールにおける微細構造に対する効果を示す。
Example 1
This example shows the effect on the microstructure in the roll according to the invention when using solidification rates in excess of 15 ° C./min in forming the ingot 34 according to the invention.

図5A〜Bは、1400℃から1200℃までインゴットを冷却しながら、(インゴットの90mmの深さにおいて)平均50℃/分の凝固速度によるプロセスを用いて作製される本発明によるインゴット1の微細構造の例を示す。本発明による例インゴット1における共晶セルは小さく(940、942)、図5Bは、開口した共晶ネットワークを有する断片化されたネットワークを示す。凝固の際のインゴットの種々の部分における種々の凝固インターバルに関しては、コア82、中間の半径部分(mid-radius)84、90mmの86、50mmの88、30mmの90および表面92における温度速度を示している図8も参照されたい。図5Bは、図5Aの拡大図である。表2も参照されたい。   FIGS. 5A-B show the fineness of an ingot 1 according to the invention made using a process with an average solidification rate of 50 ° C./min (at 90 mm depth of the ingot) while cooling the ingot from 1400 ° C. to 1200 ° C. An example of the structure is shown. The eutectic cell in Example Ingot 1 according to the present invention is small (940, 942) and FIG. 5B shows a fragmented network with an open eutectic network. For various solidification intervals in various parts of the ingot during solidification, the temperature rates at the core 82, mid-radius 84, 90mm 86, 50mm 88, 30mm 90 and surface 92 are shown. See also FIG. FIG. 5B is an enlarged view of FIG. 5A. See also Table 2.

図6A〜Bは、1400℃から1200℃までインゴットを冷却しながら、(インゴットの90mmの深さにおいて)平均18℃/分の凝固速度によるプロセスを用いて作製される本発明によるインゴット2の微細構造の例を示す。図6は、本発明による例インゴット2における共晶セルを示し、これらは小さい。例えば、断面距離1024を参照されたい。凝固80の際のインゴットの種々の部分における種々の凝固インターバルに関しては、コア100、中間の半径部分102、90mmの104、50mmの106、30mmの108および表面110における温度速度を示している図9も参照されたい。図6Bは、図6Aの拡大図である。表2も参照されたい。   6A-B show the fineness of an ingot 2 according to the invention made using a process with an average solidification rate of 18 ° C./min (at 90 mm depth of the ingot) while cooling the ingot from 1400 ° C. to 1200 ° C. An example of the structure is shown. FIG. 6 shows eutectic cells in example ingot 2 according to the invention, which are small. For example, see cross-sectional distance 1024. For various solidification intervals in various parts of the ingot during solidification 80, FIG. 9 shows the temperature velocities at the core 100, the intermediate radius 102, the 90mm 104, the 50mm 106, the 30mm 108 and the surface 110. See also FIG. 6B is an enlarged view of FIG. 6A. See also Table 2.

結論
本発明による方法は、インゴットの中間の半径部分における偏析の不在を確実にする。中間の半径部分(または、円筒ロールの直径の5/6内側部)における偏析の不在は、焼入プロセスの際にロールの完全性(integrity)を保証する。作業層における15℃/分を超える凝固速度は、したがって、先に説明したように、研削およびダスト汚染の観点においてより良好であるより細かい微細構造を生成する。図5A〜Bおよび図6A〜Bを参照されたい。
Conclusion The method according to the invention ensures the absence of segregation in the middle radius of the ingot. The absence of segregation in the middle radius (or 5/6 inner diameter of the cylindrical roll) ensures roll integrity during the quenching process. Solidification rates in the working layer exceeding 15 ° C./min thus produce finer microstructures that are better in terms of grinding and dust contamination, as explained above. See FIGS. 5A-B and FIGS. 6A-B.

例2
この例は、試験1インゴットの形成の際に15℃/分未満の凝固速度を用いる効果を示す。
Example 2
This example shows the effect of using a solidification rate of less than 15 ° C./min when forming a Test 1 ingot.

図7A〜Cは、1400℃から1200℃までの凝固インターバルにおいてインゴットを冷却しながら、15(実際には10よりさらに低い)℃/分未満の凝固速度を有するプロセスを用いて作製される試験1インゴットの微細構造の例を示す。図7A〜Cにおける比較試験1インゴットのセル700は、サイズがより大きい。例えば断面708を参照されたい。該断面は、本発明による例1における例えばインゴット1における最大断面よりも大きい断面長さ708を有する。試験1インゴットはまた、収縮孔(shrinkage porosities)704も示す。粗い集塊(conglomerate)共晶ネットワーク702はまた、図7A〜Cにおいても見られ得る。表2も参照されたい。図7B〜Cは、図7Aの拡大図である。   7A-C are test 1 made using a process with a solidification rate of less than 15 (actually lower than 10) ° C / min while cooling the ingot in the solidification interval from 1400 ° C to 1200 ° C. An example of the fine structure of an ingot is shown. The comparative test 1 ingot cell 700 in FIGS. 7A-C is larger in size. See for example cross section 708. The cross-section has a cross-section length 708 that is greater than the maximum cross-section in eg ingot 1 in Example 1 according to the invention. Test 1 ingots also exhibit shrinkage porosities 704. A coarse conglomerate eutectic network 702 can also be seen in FIGS. See also Table 2. 7B to 7C are enlarged views of FIG. 7A.

結論
凝固インターバルの範囲内の15℃/分未満の凝固速度は、炭化物の高い偏析および粗い炭化物ネットワーク702を試験1インゴットの中間半径部分の構造およびさらには細孔704に与える。図7A〜Cを参照されたい。炭化物の高い偏析および粗い炭化物ネットワークは、試験1によるインゴットによって作製された白ブランク(white blank)のロールまたは仕上げられたロールを、誘導焼入(白ブランクのロール)の際にまたは冷間圧延機(仕上げロール)において、脆性に、したがって、破裂する傾向にする。
Conclusion Solidification rates less than 15 ° C./min within the solidification interval provide high segregation of carbides and a coarse carbide network 702 to the structure of the intermediate radius portion of test 1 ingot and also to pores 704. See Figures 7A-C. High segregation of carbides and coarse carbide network can be applied to white blank rolls or finished rolls made by ingots according to Test 1 during induction quenching (white blank rolls) or cold rolling mills. In the (finishing roll), it is brittle and therefore tends to burst.

例2はまた、15℃/分未満の凝固速度が、インゴットが本発明によるように15℃/分を超える凝固速度を用いて作製されるときと比較して、共晶セル構造のサイズをより大きく、かつより粗くすることも示す。   Example 2 also shows that a solidification rate of less than 15 ° C./min results in a more eutectic cell structure size compared to when the ingot is made using a solidification rate greater than 15 ° C./min as in the present invention. Also shown to be larger and rougher.

インゴットを作製するときの凝固インターバルの際の15℃/分を超える凝固速度は、低い偏析速度を与え、結果として、5体積%未満の共晶炭化物含量をもたらす。   Solidification rates exceeding 15 ° C./min during the solidification interval when making the ingot give a low segregation rate, resulting in a eutectic carbide content of less than 5% by volume.

表2は、インゴットの90mmの深さにおいて1400℃から1200℃までインゴットを冷却しながら、異なる平均凝固速度(*)を用いたインゴットの試験に関する実験データを示す。 Table 2 shows experimental data for testing ingots using different average solidification rates ( * ) while cooling the ingot from 1400 ° C. to 1200 ° C. at 90 mm depth of the ingot.

比較例
例3は、例えば、本発明の方法およびインゴットの化学組成がインゴットの微細構造およびしたがって本発明のロールに対しても及ぼす効果を実証する。例4は、比較例である。例3および4は、制御された凝固装置および制御された冷却速度を用いて実験室での実験によって製造されたインゴットの微細構造を示す。
Comparative Example Example 3 demonstrates, for example, the effect of the method of the invention and the chemical composition of the ingot on the microstructure of the ingot and thus also the roll of the invention. Example 4 is a comparative example. Examples 3 and 4 show the microstructures of ingots produced by laboratory experiments using controlled solidification equipment and controlled cooling rate.

インゴットにおける共晶炭化物ネットワークの形状は、用いた化学組成に応じて影響される。表3も参照されたい。   The shape of the eutectic carbide network in the ingot is affected depending on the chemical composition used. See also Table 3.

例3
この例は、凝固インターバルにおいて、制御された凝固装置および15℃/分を超える制御された冷却速度を用いて実験室での実験によって本発明の方法に従って製造されたインゴット1の微細構造を示す。Moを1.4%で含む化学組成を本発明に従って用いるとき、開口した共晶炭化物系750が、インゴット構造において達成される。図10A〜Bを参照されたい。表3も参照されたい。この開口した共晶炭化物系750は、本発明によるロール1において見られるように、樹枝状パターンとして特徴づけられ、共晶炭化物構造752は、閉鎖された共晶炭化物ネットワークを形成しない(比較例4、試験2におけるように)が、代わりに、ネットワークにおいて樹枝状アームを形成する。図10A〜Bを参照されたい。該図は、本発明の方法によって製造された1.4%のMoを含むインゴットの微細構造の写真を示す。本発明によるこの開口した共晶炭化物系は、1.6%を超える量のMoを用いて作製されたロールと比較して、ロールの研削を容易にする。
Example 3
This example shows the microstructure of an ingot 1 manufactured according to the method of the present invention by laboratory experiments using a controlled solidification apparatus and a controlled cooling rate exceeding 15 ° C./min during the solidification interval. When a chemical composition containing 1.4% Mo is used in accordance with the present invention, an open eutectic carbide system 750 is achieved in the ingot structure. See Figures 10A-B. See also Table 3. This open eutectic carbide system 750 is characterized as a dendritic pattern as seen in roll 1 according to the present invention, and the eutectic carbide structure 752 does not form a closed eutectic carbide network (Comparative Example 4). , As in test 2) instead form dendritic arms in the network. See Figures 10A-B. The figure shows a photograph of the microstructure of an ingot containing 1.4% Mo produced by the method of the present invention. This open eutectic carbide system according to the present invention facilitates grinding of the roll compared to rolls made with more than 1.6% Mo.

例4
試験2インゴットは、本発明の方法および組成物を用いて作製され、組成物の主な構成成分は上記実施形態によるが化学組成がMoの量に関しては本発明と異なるという差違を有する。この試験2インゴットは、凝固インターバルにおいて、制御された凝固装置および15℃/分を超える制御された冷却速度を用いて実験室での実験によって本発明の方法に従って製造される。試験2において、Moの量は2.77%である。表3も参照されたい。インゴットを製造する本発明の方法において2.77%のMoを含む化学組成を用いることで、インゴットの共晶炭化物系が閉鎖された共晶炭化物のセルの形になる。図11A〜Bを参照されたい。共晶炭化物852は、試験2の微細構造を示す図11A〜Bにおける島または偏析されたセル構造のように、実質的に単離された部分850を形成する。図11A〜Bにおける白色領域は、マトリックスを表す;主として鉄、黒色は、二次炭化物である。
Example 4
Test 2 ingots are made using the methods and compositions of the present invention, with the main components of the composition being according to the above embodiment, but with the difference that the chemical composition differs from the present invention with respect to the amount of Mo. This test 2 ingot is manufactured according to the method of the present invention by laboratory experiments using a controlled coagulator and a controlled cooling rate in excess of 15 ° C./min during the coagulation interval. In Test 2, the amount of Mo is 2.77%. See also Table 3. By using a chemical composition containing 2.77% Mo in the method of the present invention for producing an ingot, the ingot eutectic carbide system is in the form of a closed eutectic carbide cell. See Figures 11A-B. Eutectic carbide 852 forms a substantially isolated portion 850, such as the island or segregated cell structure in FIGS. The white areas in FIGS. 11A-B represent the matrix; mainly iron and black are secondary carbides.

試験2における合金元素の過剰添加により、炭化物の偏析にリンクした粗い炭化物ネットワークの形成をもたらす。表3も参照されたい。   The excessive addition of alloying elements in Test 2 results in the formation of a coarse carbide network linked to carbide segregation. See also Table 3.

表3は、インゴットを1400℃から1200℃まで冷却しながら異なる平均凝固速度(*)を用いたインゴットの試験についての実験データを示す。Mo以外の構成成分は、上記のようにインターバルの範囲内である。 Table 3 shows experimental data for ingot tests using different average solidification rates ( * ) while cooling the ingot from 1400 ° C to 1200 ° C. The constituent components other than Mo are within the interval as described above.

ステップ18:前記インゴット34のロール1への鍛造
本発明の典型的な適用において、本発明の先のステップによって作製されたインゴット34を次いで鍛造する。本発明の一実施形態において、インゴット34は、インゴットから本発明によるロール1を形成するハンマーとアンビル(anvil)との間にインゴットを通すことによって断面積を低減すると同時に形状を変化させる、それ自体公知のプロセスを用いてホットプレス鍛造される。インゴットは専用の炉において加熱される。鍛造ステップの概略図については図12を参照されたい。
Step 18: Forging said ingot 34 into roll 1 In a typical application of the present invention, the ingot 34 produced by the previous step of the present invention is then forged. In one embodiment of the invention, the ingot 34 changes shape while reducing the cross-sectional area by passing the ingot between an ingot and the anvil that forms the roll 1 according to the invention. Hot press forging is performed using a known process. The ingot is heated in a dedicated furnace. See FIG. 12 for a schematic diagram of the forging step.

本発明による鍛造ステップ18は、以下のステップを含む。図12を参照されたい;
− インゴット34を約6時間、800℃〜1200℃の間、または850℃〜1100℃の間の温度に予熱するステップ56。予熱ステップ56は、インゴット34を表面からインゴットのコア内までずっと加熱することを含む。鍛造の際の温度は、1200℃を超える温度ではロールの焼成に起因してインゴット構造の欠陥をもたらすため、800℃〜1200℃、または850℃〜1100℃の間のインターバルの範囲内に調整される。インゴットの温度を示した温度インターバルで保つ理由は、800℃未満の温度ではインゴットのクラックの形成をもたらすからである。インゴット34は、冷却されると、より強くなりかつ延性が低くなり、これにより、変形が継続するとクラックを誘発し得る。
The forging step 18 according to the present invention includes the following steps. See FIG. 12;
-Preheating the ingot 34 to a temperature between 800 ° C and 1200 ° C or between 850 ° C and 1100 ° C for about 6 hours 56; The preheating step 56 includes heating the ingot 34 all the way from the surface into the core of the ingot. The temperature during forging is adjusted within an interval range between 800 ° C. and 1200 ° C. or between 850 ° C. and 1100 ° C., because it causes defects in the ingot structure due to the firing of the roll at temperatures exceeding 1200 ° C. The The reason for keeping the temperature of the ingot in the temperature interval indicated is that a temperature below 800 ° C. results in the formation of cracks in the ingot. As the ingot 34 cools, it becomes stronger and less ductile, which can induce cracks as the deformation continues.

インゴット1を予熱(ステップ56)した後、1.35〜2.0の鍛造比を用いて鍛造する(ステップ60)。鍛造ステップ60および予熱ステップ56が繰り返され、この鍛造サイクルは、一般的にはヒート(heat)58と呼ばれる。ヒート58を必要に応じて多数回繰り返して、本発明によるロールを形成する。図12を参照されたい。   After the ingot 1 is preheated (step 56), it is forged using a forging ratio of 1.35 to 2.0 (step 60). The forging step 60 and the preheating step 56 are repeated and this forging cycle is commonly referred to as heat 58. Heat 58 is repeated as many times as necessary to form a roll according to the present invention. Please refer to FIG.

一実施形態において、本発明によるロール1は、インゴットをロールブランクに鍛造するためにヒート58を3〜6回用いて鍛造される。ロールブランクは、ロールの形状を有するが、ミルにおいて使用可能なロールになるための最終処理を欠くバレルを依然として有するロールである。   In one embodiment, roll 1 according to the present invention is forged using heat 58 3-6 times to forge the ingot into a roll blank. A roll blank is a roll that has the shape of a roll but still has a barrel that lacks final processing to become a usable roll in a mill.

別の実施形態において、インゴット34は、数回のヒート58において鍛造される。ロールを鍛造する概略図については図13を参照されたい:
a)まず、インゴット34は、数回または1〜2回のヒート58で断面積が調整される、
b)ロールの一方のネック部は、1回のヒートで作製される、
c)ロールの他方のネック部は、次回のヒートで鍛造される。
In another embodiment, the ingot 34 is forged in several heats 58. See FIG. 13 for a schematic diagram for forging a roll:
a) First, the ingot 34 has its cross-sectional area adjusted by several or one or two heats 58.
b) One neck of the roll is made by one heat,
c) The other neck of the roll is forged by the next heat.

本発明による鋼組成物を鍛造することは、例となる標準の鋼グレードの鍛造と比較して、本発明に従うより高い合金含量のために、実施がより困難である。   Forging a steel composition according to the present invention is more difficult to implement due to the higher alloy content according to the present invention compared to the exemplary standard steel grade forging.

鍛造の際、インゴット34の直径32は、本発明によるロール1に鍛造される間に、30%〜50%低減される。例えば、本発明によるロール1は、250mm〜800mmの間の直径2を好ましくは有する。図1を参照されたい。本発明によるインゴット34は、400mm〜1000mmの間、または450mm〜1100mmの間の直径32を好ましくは有する。   During forging, the diameter 32 of the ingot 34 is reduced by 30% to 50% while being forged into the roll 1 according to the invention. For example, the roll 1 according to the invention preferably has a diameter 2 between 250 mm and 800 mm. Please refer to FIG. The ingot 34 according to the invention preferably has a diameter 32 of between 400 mm and 1000 mm, or between 450 mm and 1100 mm.

インゴット34が、凝固ステップ80の際のインゴット34の製造方法の際に形成される所望の共晶炭化物微細構造を有することが重要である。5体積%未満の共晶炭化物量を有する、本発明による共晶炭化物微細構造を有するインゴット34は、熱圧鍛造技術を用いて鍛造することが可能であることが示される。別の方法により、例えば15℃/分未満の凝固速度により形成されたインゴットを用いると、これらの大きなロールに、誘導焼入の際またはミルにおいて破裂を生じさせる。   It is important that the ingot 34 has the desired eutectic carbide microstructure that is formed during the method of manufacturing the ingot 34 during the solidification step 80. It is shown that an ingot 34 having a eutectic carbide microstructure according to the present invention having an eutectic carbide content of less than 5% by volume can be forged using hot press forging techniques. Another method, for example using ingots formed with a solidification rate of less than 15 ° C./min, causes these large rolls to burst during induction quenching or in the mill.

ステップ20:前記ロール1の予備熱処理
本発明の製造方法において、ロールは予備熱処理ステップによって処理される。本発明の一実施形態において、ロールは、本発明による予備熱処理20の際に炉において700℃〜1100℃の間に加熱されて、次いでロールは満足のいく水素拡散が起こるまで或る時間の間、該温度で保たれる。予備熱処理(焼準(normalizing)および球状化焼鈍)は、ロールの機械加工性を改善するために実施される。
Step 20: Pre-heat treatment of the roll 1 In the production method of the present invention, the roll is treated by a pre-heat treatment step. In one embodiment of the invention, the roll is heated in a furnace between 700 ° C. and 1100 ° C. during the pre-heat treatment 20 according to the invention, and then the roll is for a period of time until satisfactory hydrogen diffusion occurs. , Kept at the temperature. Pre-heat treatment (normalizing and spheroidizing annealing) is performed to improve the machinability of the roll.

ステップ22:前記ロールの粗機械加工22
本発明の製造方法において、ロールは、粗機械加工ステップ22によって処理される。本発明によって形成されたロール1の粗機械加工22は、鍛造ロールの外側層を除去することを意味する。本発明の一実施形態において外側層は粗機械加工の際に除去される。ロールは、粗機械加工により処理される前は、黒ブランク(black blank)と呼ばれる。ロールの表面における酸化層を除去することにより、黒ブランクロールは次いで白ブランクに変えられる。
Step 22: Rough machining 22 of the roll
In the manufacturing method of the present invention, the roll is processed by a rough machining step 22. The rough machining 22 of the roll 1 formed according to the invention means removing the outer layer of the forging roll. In one embodiment of the invention, the outer layer is removed during rough machining. The roll is called a black blank before being processed by rough machining. By removing the oxide layer on the surface of the roll, the black blank roll is then converted to a white blank.

ステップ24:前記ロール1の誘導焼入
本発明の製造方法において、ロールは誘導焼入によって処理される。ロールの誘導焼入の際、ロールの硬質表面が形成される。誘導焼入ステップの概略図については図14を参照されたい。
Step 24: Induction quenching of the roll 1 In the production method of the present invention, the roll is treated by induction quenching. During the induction hardening of the roll, a hard surface of the roll is formed. See FIG. 14 for a schematic diagram of the induction quenching step.

本発明の一実施形態において、ロールは、電流または50Hz〜1000Hzの間の電圧周波数が誘導焼入ステップの際にインダクタ配置(arrangement)70を通して適用される間に、下方にゆっくりと移動される。ロール1は、加熱ステップの後に、水冷72を用いて冷却される。図14を参照されたい。形成された硬質表面はまた、ロールの作業層4とも呼ばれ、ロール1の全体の直径2の約1/6である(図1、番号6を参照されたい)。ロールのバレル表面は、急冷ボックスに通じている電気コイルを含む一連のインダクタを通って降下されるとき、迅速に加熱される。誘導加熱の迅速な熱浸透および水を用いた直後の急冷は、均一なロール表面硬度を有する所定の層を製造する。ロールのネック部およびコアは、いずれも、このプロセスを通じて低温のままである。誘導焼入の際、典型的には50Hz〜1000Hzの間の周波数がロール1の表面に適用され、そのインターバルのより低い部分から選択された周波数はロール1のより深い作業層4を付与する。形成される作業層の深さに影響する他の因子は、(いくつかのインダクタが用いられる場合)インダクタ70間のギャップである。インダクタ70とロール1との間のギャップまたは距離はまた、形成される作業層4の深さに影響する。本発明による誘導焼入ステップ24は、単一または二重以上の周波数であり得る。   In one embodiment of the present invention, the roll is slowly moved down while a current or voltage frequency between 50 Hz and 1000 Hz is applied through the inductor arrangement 70 during the induction quenching step. The roll 1 is cooled using water cooling 72 after the heating step. See FIG. The hard surface formed is also called the working layer 4 of the roll and is about 1/6 of the overall diameter 2 of the roll 1 (see FIG. 1, number 6). The roll barrel surface is rapidly heated as it is lowered through a series of inductors including electrical coils leading to a quench box. Rapid heat penetration with induction heating and rapid cooling immediately after using water produce a given layer with uniform roll surface hardness. Both the roll neck and core remain cold throughout the process. During induction quenching, a frequency typically between 50 Hz and 1000 Hz is applied to the surface of roll 1, and a frequency selected from the lower part of the interval provides a deeper working layer 4 of roll 1. Another factor that affects the depth of the working layer that is formed is the gap between the inductors 70 (if several inductors are used). The gap or distance between the inductor 70 and the roll 1 also affects the depth of the working layer 4 to be formed. Induction quenching step 24 according to the present invention may be single or double or more frequencies.

本発明によるロールは、従来の焼入技術を用いると破裂し、誘導加熱は、本発明によるロールの焼入に最も好適な技術である。誘導焼入24の際のロール1の冷却は、高流量の冷水によって実施される。   The roll according to the present invention bursts using conventional quenching techniques, and induction heating is the most suitable technique for quenching the roll according to the present invention. Cooling of the roll 1 during the induction quenching 24 is performed with a high flow rate of cold water.

本発明の一実施形態において、誘導焼入34は、2度の誘導焼入によってなされ、誘導焼入24後のロール1の冷却は、40℃の温度を有しかつ約300m3/hの流量で搬送される高流量の水によってなされ、ロールは、0.3mm〜1mm/sの速度で下方に移動される。 In one embodiment of the invention, induction quenching 34 is done by two induction quenching, and cooling of roll 1 after induction quenching 24 has a temperature of 40 ° C. and a flow rate of about 300 m 3 / h. The roll is moved downward at a speed of 0.3 mm to 1 mm / s.

一実施形態において、誘導焼入ステップ24は、0.5時間〜2時間の間を要する。   In one embodiment, induction quenching step 24 takes between 0.5 hours and 2 hours.

ステップ26:前記ロールの焼戻し
本発明の製造方法において、ロール1は焼戻しされる。焼戻しステップの目的は、ロールの脆性を低減させ、硬度のレベルを調整することである。焼戻しステップ26は、内部応力を減少させるため、ロールの形成の際に重要なステップである。焼戻しステップの際に、ロールは、炭化物の拡散および二次析出によってその最終的な微細構造に達する。空冷は、焼戻し加熱ステップ(複数)の間に適用される。ロールは450℃〜530℃において好ましくは3回焼戻しされる。焼戻しステップにより、ロールが、780HVを超える、または780HV〜840HVの間の所要の硬度レベルを得る。焼戻しプロセスの際の時間および温度の正確な制御は、焼戻し後に本発明の方法によって作製されるロールが5体積%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトを有するように、よく均衡の取れた微細構造、例えば焼戻しマルテンサイトを有する金属を達成するのに重要である。
Step 26: Tempering of the roll In the production method of the present invention, the roll 1 is tempered. The purpose of the tempering step is to reduce the brittleness of the roll and adjust the level of hardness. The tempering step 26 is an important step in forming the roll in order to reduce internal stress. During the tempering step, the roll reaches its final microstructure by carbide diffusion and secondary precipitation. Air cooling is applied during the tempering heating step (s). The roll is preferably tempered three times at 450 ° C. to 530 ° C. The tempering step gives the roll the required hardness level above 780 HV or between 780 HV and 840 HV. Accurate control of time and temperature during the tempering process is a well-balanced fine so that after tempering the rolls made by the method of the invention have tempered martensite with a residual austenite ratio of less than 5% by volume. It is important to achieve a metal with a structure, for example tempered martensite.

ステップ28:前記ロールの機械加工
本発明の製造方法において、ロールは、ミルで用いられる前に機械加工ステップ28によって好ましくは処理される。例えばミルにおいてロールの用途に特定の表面処理が、研削および他の表面処理によって実施されて、ロールの表面において所望の粗度および関係する摩擦が得られる。ロールの表面処理の例は、例えば、レーザビームテクスチャリング(LBT)、電子ビームテクスチャリング(EBT)または放電テクスチャリング(EDT)である。
Step 28: Machining of the roll In the production method of the invention, the roll is preferably processed by a machining step 28 before being used in a mill. For example, surface treatments specific to roll applications in mills are performed by grinding and other surface treatments to obtain the desired roughness and related friction at the surface of the roll. Examples of roll surface treatments are, for example, laser beam texturing (LBT), electron beam texturing (EBT) or discharge texturing (EDT).

一実施形態において、ロールは、研削および放電テクスチャリング(EDT)表面処理によって処理される。図15A〜Bは、放電テクスチャリング後の低いクロム組成を含むロールの表面の微細構造を示す。図15C〜Dは、放電テクスチャリング後の本発明によるロールの表面の微細構造を示す。図15Dにおける白層300の下部には、再オーステナイト化層およびより薄い軟化ゾーンが存在する。なぜなら、このグレードは、高い焼戻し温度を有するからである。図15Dにおける白層内では、共晶炭化物302が電気アークエネルギーによって影響されていないことにも注意されたい。比較として、これらの種類の炭化物は、図15A〜Bに記載のロールには存在しない。本発明によるロールは、白層における硬質共晶炭化物の存在に起因して標準グレードのロール(図15A〜Bを参照されたい)よりも良好な特性および性能を有する。   In one embodiment, the roll is treated by grinding and electrical discharge texturing (EDT) surface treatment. FIGS. 15A-B show the microstructure of the roll surface with a low chromium composition after discharge texturing. 15C-D show the microstructure of the surface of the roll according to the invention after discharge texturing. At the bottom of the white layer 300 in FIG. 15D, there is a re-austenite layer and a thinner softening zone. This is because this grade has a high tempering temperature. Note also that in the white layer in FIG. 15D, eutectic carbide 302 is not affected by the electric arc energy. For comparison, these types of carbides are not present in the rolls described in FIGS. The rolls according to the present invention have better properties and performance than standard grade rolls (see FIGS. 15A-B) due to the presence of hard eutectic carbides in the white layer.

図18は、図15Dのさらなる概略図を示し、再溶融に起因して形成された、新たに形成された共晶炭化物302が、白層304内に存在する、本発明によるロール表面の微細構造を表す。先に形成された共晶炭化物300もまた図18に示す。図18におけるロール表面は、本発明によって放電テクスチャリング後に表面がどのように見えるかを示す。スケール306は、5μmを表す。   FIG. 18 shows a further schematic diagram of FIG. 15D, in which the newly formed eutectic carbide 302 formed due to remelting is present in the white layer 304 and the microstructure of the roll surface according to the invention. Represents. The previously formed eutectic carbide 300 is also shown in FIG. The roll surface in FIG. 18 shows how the surface looks after discharge texturing according to the present invention. Scale 306 represents 5 μm.

上記の方法によって作製される本発明によるロール1
本発明による典型的なロールは、215mmと800mmとの間、または250mm〜700mmの間の直径を有し、ネック部を含む全長は、最大で6メートルであり、ここで、バレル長は1メートル〜3メートルの間である。ロールの典型的な重量は、400kg〜10000kgの間である。本発明の実施形態によるロールの微細構造は、5体積%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトを含むことを特徴とし、ここで、ロールは、5体積%未満の共晶炭化物の開口した共晶炭化物ネットワークを含み、ロール(1)は、780HV〜840HVの間の硬度;および−300〜−500MPaの間の内部圧縮応力を示す。ロールのこれらの特性は、本発明のロール製造方法に起因しており、また本発明の化学組成によるロールの化学組成にも起因している。
Roll 1 according to the present invention produced by the above method
A typical roll according to the present invention has a diameter between 215 mm and 800 mm, or between 250 mm and 700 mm, and the total length including the neck is up to 6 meters, where the barrel length is 1 meter. Between ~ 3 meters. The typical weight of the roll is between 400 kg and 10000 kg. The microstructure of the roll according to an embodiment of the invention is characterized in that it comprises tempered martensite having a residual austenite ratio of less than 5% by volume, wherein the roll is an open co-crystal of less than 5% by volume of eutectic carbide. Roll (1) contains a crystal carbide network and exhibits a hardness between 780 HV and 840 HV; and an internal compressive stress between -300 and -500 MPa. These characteristics of the roll are attributed to the roll manufacturing method of the present invention and also to the chemical composition of the roll according to the chemical composition of the present invention.

本発明によるロールは、高圧に耐えるロールを必要とする冷間ストリップミルにおいて用いられることを意図している。本発明によるロールは、作業ロールとして冷間ストリップミルにおいて用いられることを意図しており、圧延プロセスにおけるいずれのスタンドにも好適であり、2段〜6段(2Hi〜6Hi)ミルにおいて好適であり、表面において、仕上げスタンドで必要とされる0.3μm〜0.5μmの粗度から、最初の(initial)スタンドにおいて必要とされる1.5μm〜2.5μmの粗度までを有し得る。   The roll according to the invention is intended for use in cold strip mills that require a roll that can withstand high pressures. The rolls according to the invention are intended to be used in cold strip mills as work rolls and are suitable for any stand in the rolling process and suitable for 2 to 6 (2Hi to 6Hi) mills. The surface may have a roughness of 0.3 μm to 0.5 μm required at the finishing stand to a roughness of 1.5 μm to 2.5 μm required at the initial stand.

本発明は、以下の例を参照することによってより容易に理解されよう。しかし、これらの例は、本発明のロール特性を示すことを意図しており、本発明の範囲を限定すると解釈されてはならない。   The invention will be more readily understood by reference to the following examples. However, these examples are intended to illustrate the roll properties of the present invention and should not be construed to limit the scope of the present invention.

表4において、種々のロールが、本発明によるロールと比較される。全てのロールは、0.2〜0.5の間の重量%の量でMnを含む。   In Table 4, various rolls are compared with rolls according to the present invention. All rolls contain Mn in an amount of weight percent between 0.2 and 0.5.

本発明の2つの例
表4における本発明によるロール1は、本発明による方法を用いて、凝固インターバルの際に作業層において15℃/分を超える凝固速度を用いて、ならびにさらには50HZ〜250HZの周波数を用いた誘導加熱を用いて、および450℃〜530℃にて3回焼戻しして作製される。
Two Examples of the Invention The roll 1 according to the invention in Table 4 uses the method according to the invention, using a solidification rate in the working layer of more than 15 ° C./min during the solidification interval, and even from 50 HZ to 250 HZ. And tempering three times at 450 ° C. to 530 ° C. using induction heating with a frequency of

表4における本発明によるロール2は、本発明による方法を用いて、凝固インターバルの際に作業層において18℃/分の凝固速度を用いて、ならびにさらには50HZ〜250HZの周波数を用いた誘導加熱を用いて、および;最初は490℃で、次いで490℃で、最後の焼戻しにおいては480℃で3回焼戻しして作製される。図19は、焼戻しおよび誘導焼入の後のロールの微細構造を示す(ロール2の表面から4mmの深さでサンプリングされている)。ロールの、開口した共晶ネットワークおよび共晶炭化物1032を有する微細構造1034はまた、図19にも示される。   The roll 2 according to the invention in Table 4 is induction-heated using the method according to the invention, using a solidification rate of 18 ° C./min in the working layer during the solidification interval, and also using a frequency of 50 HZ to 250 HZ. And tempering three times at 490 ° C., then at 490 ° C., and 480 ° C. in the final tempering. FIG. 19 shows the microstructure of the roll after tempering and induction quenching (sampled at a depth of 4 mm from the surface of roll 2). A microstructure 1034 having an open eutectic network and eutectic carbide 1032 in a roll is also shown in FIG.

表4におけるロールのMn含量は、全て0.4〜0.5の範囲内であり、表4におけるロールのSi含量は、全て0.2〜2.0の範囲内であり、Niは、常に1%未満である。   The Mn contents of the rolls in Table 4 are all in the range of 0.4 to 0.5, the Si contents of the rolls in Table 4 are all in the range of 0.2 to 2.0, and Ni is always Less than 1%.

ロールの用途
ロールが好適である用途は、
アルミニウム工業:
− シングルスタンド、4段、可逆ミルなし(no reversing mill)
鋼工業:
− 4段、シングルスタンド、可逆
− 連続および非連続方法におけるシートについては、4段、タンデム、4および5スタンド
− ブリキ板については、4段、タンデム、4および5スタンド
− シートについては、6段、タンデムミル
である。
Applications of rolls Applications where rolls are suitable are:
Aluminum industry:
-Single stand, 4 stages, no reversing mill
Steel industry:
-4 steps, single stand, reversible-4 steps, tandem, 4 and 5 stands for sheets in continuous and discontinuous methods-4 steps, tandem, 4 and 5 stands for tinplate-6 steps for sheets Tandem mill.

ロールの用法
本発明による鍛造ロールは、冷間圧延機における、または例えば;
− ブリキ板、シート、ケイ素鋼、アルミニウムまたは銅用の、早期および仕上げスタンド、可逆および非可逆スタンドのための冷間圧延リダクションミル。
− 冷間圧延焼戻しおよび/またはスキンパスミル;
− テクスチャリングされた、もしくはテクスチャリングされていない表面を有する2段、4段および6段スタンドとしてのミル構成、
− AHSS鋼グレードの冷間圧延
における例えば作業ロールまたは中間ロールとして用いられるのに好適である。
Usage of the roll The forging roll according to the invention is in a cold rolling mill or for example;
-Cold rolling reduction mill for early and finishing stands, reversible and irreversible stands for tinplate, sheets, silicon steel, aluminum or copper.
-Cold rolling tempering and / or skin pass mill;
-Mill configurations as two-, four- and six-stage stands with textured or untextured surfaces;
-Suitable for use, for example, as work rolls or intermediate rolls in cold rolling of AHSS steel grades.

ロール表面
表面テクスチャ
公知のロールについての1つの課題は、表面テクスチャがロールの使用中に摩耗してしまうことである。表面テクスチャは、摩擦係数を確保してストリップの滑りおよび/または脱線を回避するため、重要である。さらに、表面テクスチャは、圧延されたストリップの深絞りおよび塗装に重要な表面特性を付与するストリップの表面テクスチャを決定する。本発明によるロールは、ロールの白層に起因して、その表面テクスチャを保つための増大した能力を示し、ここで、白層は、硬質共晶炭化物をM73として含む。作業層において;最終の熱処理後の本発明のロールの微細構造は、5体積%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトならびにマトリックス内に微細かつ均一に分布したMCおよびM2C(M=金属、C=炭素)としての炭化物からなる。このタイプの微細構造は、ロールの表面テクスチャを保つために重要であることが示されている。
Roll Surface Surface Texture One problem with known rolls is that the surface texture wears during use of the roll. The surface texture is important because it ensures a coefficient of friction and avoids slipping and / or derailment of the strip. Furthermore, the surface texture determines the surface texture of the strip that imparts important surface properties to deep drawing and painting of the rolled strip. The roll according to the present invention exhibits an increased ability to maintain its surface texture due to the white layer of the roll, where the white layer comprises hard eutectic carbide as M 7 C 3 . In the working layer; the microstructure of the inventive roll after the final heat treatment is tempered martensite with a residual austenite ratio of less than 5% by volume and MC and M 2 C (M = metal) finely and uniformly distributed in the matrix , C = carbon). This type of microstructure has been shown to be important for maintaining the surface texture of the roll.

粗度の移動(roughness transfer)
ロール表面の粗度の移動は、ロールの使用中に変化する。本発明によるロールは、ロールの寿命に重要である圧延の際に粗度の移動を一定に保つための増大された能力を示す。これは、ロールを作製するときに用いられる特定の特許請求された組成およびさらには製造方法に起因する。
Roughness transfer
The roll surface roughness shift varies during use of the roll. The roll according to the invention exhibits an increased ability to keep the roughness shift constant during rolling, which is important for the life of the roll. This is due to the specific claimed composition and even manufacturing method used when making the roll.

ミルにおけるスケジュールフリー(schedule-free)圧延
ロールの使用中の課題は、ロール表面上に積み重ねられた汚れがストリップ上に線状の跡を残すことである。作業層において、本発明によるロールは、本発明のロールの微細構造が、5体積%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトならびにマトリックス内に微細かつ均一に分布されたMCおよびM2C(ここで、Mは金属を示し、Cは炭素を示す)としての炭化物を含むことに起因して、強い表面を有する。この特別な微細構造は、スケジュールフリー圧延の可能性を増大させる。
A challenge during the use of schedule-free rolling rolls in the mill is that the dirt accumulated on the roll surface leaves a linear trace on the strip. In the working layer, the roll according to the invention comprises MC and M 2 C in which the microstructure of the roll according to the invention is finely and uniformly distributed in the matrix as well as tempered martensite with a residual austenite ratio of less than 5% by volume. And M represents a metal, and C represents carbon), and thus has a strong surface. This special microstructure increases the possibility of schedule-free rolling.

剥離
公知のロールについての別の課題は、ロール内部でのクラックの伝播が、圧延操作およびロールの残留内部応力場によって誘発される累積応力によって支配されることである。稼働中のロールは、一連の複雑な応力に供される。本発明によるロールは、低いレベルの残留内部応力、およびしたがって良好な剥離耐性を示し、これによりミル事故発生率を低くする。
Delamination Another problem with known rolls is that the propagation of cracks inside the roll is dominated by the cumulative stress induced by the rolling operation and the residual internal stress field of the roll. A running roll is subjected to a series of complex stresses. The roll according to the invention exhibits a low level of residual internal stress and thus good peel resistance, thereby lowering the rate of mill accidents.

本発明のロールの機械的強度は、本発明のロールと同じ合金組成を有するが別の製造方法を用いて作製されるロールと比較してより良好である。本発明によるロールの機械的強度は、ロールの作業層において形成された開口した共晶ネットワークに起因している。この開口した共晶ネットワークは、ロール作製方法における冷却ステップの際に形成される。インゴットを作製するとき冷却ステップの際に凝固速度が15℃/分を超えることは、本発明によるロールに存在する開口したネットワークの形成に重要である。   The mechanical strength of the roll of the present invention is better compared to a roll having the same alloy composition as the roll of the present invention but made using another manufacturing method. The mechanical strength of the roll according to the invention is due to the open eutectic network formed in the working layer of the roll. This open eutectic network is formed during the cooling step in the roll fabrication method. It is important for the formation of open networks present in the roll according to the invention that the solidification rate exceeds 15 ° C./min during the cooling step when making the ingot.

また、焼入後、ロールの製造の際に高温で、例えば450℃〜530℃の間で種々の焼戻し処理を蓄積することで、ロールの内部応力の重要な緩和を誘発する。内部応力は、外層の特異的(differential)加熱を用いることによって最小化される。本発明によるロールの硬さ浸透深さは、ロール表面から内側方向に測定した直径で20mmと120mmとの間に制御され得る。本発明のロールの内部圧縮応力は、好ましくは絶対値で(in absolute value)−300MPa〜−500MPaの間であるか、または例えば−400MPa未満である。   Also, after quenching, accumulating various tempering treatments at high temperatures, for example between 450 ° C. and 530 ° C., during the production of the rolls, induces significant relaxation of the internal stress of the rolls. Internal stress is minimized by using differential heating of the outer layer. The hardness penetration depth of the roll according to the invention can be controlled between 20 mm and 120 mm in diameter measured inward from the roll surface. The internal compressive stress of the roll according to the invention is preferably in absolute value between -300 MPa and -500 MPa or for example less than -400 MPa.

ロールの微細構造
図17Aは、本発明による例示されたロール微細構造の概略図を示す。図17Aにおいて、開口した炭化物ネットワークを形成することによって共晶セル構造204を形成する共晶炭化物から構成される樹枝状アーム210が見られる。共晶セル204を形成する樹枝状アーム210から構成される開口した共晶ネットワークは、図17Aに見ることができ、本発明による特定の化学組成に起因して本方法において形成される。スケール208は、100μmを表す。
Roll Microstructure FIG. 17A shows a schematic diagram of an exemplary roll microstructure according to the present invention. In FIG. 17A, dendritic arms 210 composed of eutectic carbide forming eutectic cell structure 204 by forming an open carbide network can be seen. An open eutectic network composed of dendritic arms 210 forming the eutectic cell 204 can be seen in FIG. 17A and is formed in the present method due to the particular chemical composition according to the present invention. Scale 208 represents 100 μm.

本発明の一実施形態において、本発明のロールの微細構造は、セル構造の1つの粒子または2つの粒子にわたってのみ広がる開口した共晶ネットワークを含む。   In one embodiment of the present invention, the microstructure of the roll of the present invention comprises an open eutectic network that extends only over one particle or two particles of the cell structure.

比較すると、図17Bは、閉鎖された共晶ネットワークを示し、ここで、共晶炭化物200は、明確に分離された共晶セル212を有する閉鎖された共晶ネットワークを形成する。このタイプのネットワークは、このタイプの微細構造を含むとき、ロールの脆性に起因して本発明によるロールには望ましくない。スケール214は、100μmを表す。   In comparison, FIG. 17B shows a closed eutectic network where eutectic carbide 200 forms a closed eutectic network with clearly separated eutectic cells 212. This type of network, when including this type of microstructure, is undesirable for a roll according to the present invention due to the brittleness of the roll. Scale 214 represents 100 μm.

本発明は、付随する特許請求の範囲内にある種々の実施形態によって説明されてきた。   The present invention has been described in terms of various embodiments within the scope of the appended claims.

Claims (42)

重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV
を含む鋼組成物を含み、
鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物であり、
ここで、ロール(1)の微細構造が、
− 体積あたり5%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 体積あたり5%未満の共晶炭化物を有する開口した共晶炭化物ネットワークと、
を含み、ロール(1)が、
− 780HV〜840HVの間の硬度と、
− −300MPa〜−500MPaの間の内部圧縮応力と
を示す、鍛造ロール(1)。
% By weight
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
A steel composition comprising
The remainder of the steel is substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities;
Here, the microstructure of the roll (1) is
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
An open eutectic carbide network having less than 5% eutectic carbide per volume;
The roll (1)
A hardness between 780 HV and 840 HV,
A forging roll (1) showing an internal compressive stress between -300 MPa and -500 MPa.
開口した共晶炭化物ネットワークが、共晶セルのセル様パターンを画定する、前記請求項のロール。   The roll of any preceding claim, wherein the open eutectic carbide network defines a cell-like pattern of eutectic cells. 開口した共晶炭化物ネットワークが、樹枝状アームを含む、前記請求項のいずれかに記載のロール。   A roll according to any preceding claim, wherein the open eutectic carbide network comprises dendritic arms. 前記微細構造が、少なくとも、ロールの作業層に存在する、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any one of the preceding claims, wherein the microstructure is present at least in a working layer of the roll. 重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV、
0.015%未満のP、および
0.015%未満のS、および
1%未満のNi、
30ppm未満のO2、および
100ppm未満のN2、および
3ppm未満のH2
2%未満のW、および
1%未満のNb、および
1%未満のTi、および
0.5%未満のTa、および
0.5%未満のZr
を含む鋼組成物を含み、鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である、前記請求項のいずれかに記載のロール。
% By weight
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%,
Less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and less than 1% Ni;
Less than 30 ppm O 2 , and less than 100 ppm N 2 , and less than 3 ppm H 2 ,
Less than 2% W, and less than 1% Nb, and less than 1% Ti, and less than 0.5% Ta, and less than 0.5% Zr
A roll according to any preceding claim, comprising a steel composition comprising: the remainder of the steel being substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities.
鋼組成物中のC含量が、重量%で全ロール重量の0.8%〜0.99%の間のCである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, wherein the C content in the steel composition is C by weight percent between 0.8% and 0.99% of the total roll weight. 鋼組成物中のC含量が、重量%で全ロール重量の0.85%〜0.9%の間のCである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   A roll according to any preceding claim, wherein the C content in the steel composition is C by weight percent between 0.85% and 0.9% of the total roll weight. 鋼組成物中のMn含量が、重量%で全ロール重量の0.4%〜0.5%の間のMnである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, wherein the Mn content in the steel composition is Mn by weight percent between 0.4% and 0.5% of the total roll weight. 鋼組成物中のSi含量が、重量%で全ロール重量の0.2%〜1.5%の間のSiである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, wherein the Si content in the steel composition is Si by weight percent between 0.2% and 1.5% of the total roll weight. 鋼組成物中のSi含量が、重量%で全ロール重量の0.85%〜1.15%の間のSiである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, wherein the Si content in the steel composition is Si by weight percent between 0.85% and 1.15% of the total roll weight. 鋼組成物中のCr含量が、重量%で全ロール重量の7.0%〜11%の間のCrである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any one of the preceding claims, wherein the Cr content in the steel composition is between 7% and 11% Cr by weight% of the total roll weight. 鋼組成物中のCr含量が、重量%で全ロール重量の7.3%〜8.0%未満の間のCrである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   A roll according to any of the preceding claims, wherein the Cr content in the steel composition is between 7% and less than 8.0% of the total roll weight by weight%. 鋼組成物中のMo含量が、重量%で全ロール重量の1.45%〜1.55%の間のMoである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, wherein the Mo content in the steel composition is Mo by weight percent between 1.45% and 1.55% of the total roll weight. 鋼組成物中のNi含量が、重量%で全ロール重量の0.3未満のNiである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, wherein the Ni content in the steel composition is Ni by weight percent and less than 0.3 of the total roll weight. 鋼組成物中のV含量が、重量%で全ロール重量の1.3%〜2.1%の間のVである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, wherein the V content in the steel composition is between 1.3% and 2.1% of the total roll weight by weight%. 鋼組成物中のV含量が、重量%で全ロール重量の1.3%〜1.6%の間のVである、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, wherein the V content in the steel composition is between 1.3% and 1.6% of the total roll weight in wt%. 鋼組成物が、重量%で、
0.8〜0.99%のC、および
0.4〜0.5%のMn、および
0.2〜1.5%のSi、および
7.0〜11%のCr、および
0.6〜1.6%のMo、および
1.0未満のNi、および
1.0〜2.1%のV、および
0.015%未満のP、および
0.015%未満のS、および
30ppm未満のO2、および
100ppm未満のN2、および
3ppm未満のH2
を含み、ロールの残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である、前記請求項のいずれかに記載のロール。
The steel composition is in weight percent,
0.8-0.99% C, and 0.4-0.5% Mn, and 0.2-1.5% Si, and 7.0-11% Cr, and 0.6- 1.6% Mo, and less than 1.0 Ni, and 1.0-2.1% V, and less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and less than 30 ppm O 2 and less than 100 ppm N 2 and less than 3 ppm H 2
A roll according to any preceding claim, wherein the remainder of the roll is substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities.
鋼組成物が、重量%で、
0.85〜0.9%のC、および
0.4〜0.5%のMn、および
0.85〜1.15%のSi、および
7.3〜8.0%未満のCr、および
1.45〜1.55%のMo、および
0.3未満のNi、および
1.3〜1.6%のV、および
0.015%未満のP、および
0.015%未満のS、および
30ppm未満のO2、および
100ppm未満のN2、および
3ppm未満のH2
を含み、ロールの残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である、前記請求項のいずれかに記載のロール。
The steel composition is in weight percent,
0.85 to 0.9% C, and 0.4 to 0.5% Mn, and 0.85 to 1.15% Si, and 7.3 to less than 8.0% Cr, and 1 .45 to 1.55% Mo, and less than 0.3 Ni, and 1.3 to 1.6% V, and less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and 30 ppm Less than O 2 , and less than 100 ppm N 2 , and less than 3 ppm H 2
A roll according to any preceding claim, wherein the remainder of the roll is substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities.
さらに、冷間圧延における作業ロールとしての使用のために構成されている、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, further configured for use as a work roll in cold rolling. 400kgを超える重量をさらに有する、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, further having a weight of more than 400 kg. 215mm〜800mmの範囲の直径をさらに有する、前記請求項のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of the preceding claims, further having a diameter in the range of 215 mm to 800 mm. 非鍛造ロールを製造するための方法であって、
a.重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV
を含み、鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である鋼組成物を用意するステップと、
b.凝固インターバルにおいて、インゴットの作業層において15℃/分を超える凝固速度を維持してインゴットを製造するステップと、
c.インゴットをロールに鍛造するステップと、
d.誘導加熱によってロールを焼入するステップと、
e.ロールを450℃〜530℃の間の温度で焼戻しして、780HV〜840HVの間の硬度に到達させるステップと
を含み、これにより、
− 体積あたり5%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 体積あたり5%未満の共晶炭化物を有する開口した共晶炭化物ネットワークと
を含むロール(1)の微細構造を達成し、
ロール(1)が、
− 780HV〜840HVの間の硬度と、
− −300MPa〜−500MPaの間の内部圧縮応力と
を示す、方法。
A method for producing a non-forged roll,
a. % By weight
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Providing a steel composition wherein the remaining portion of the steel is substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities;
b. Producing an ingot at a solidification interval while maintaining a solidification rate of greater than 15 ° C./min in the working layer of the ingot;
c. Forging the ingot into a roll;
d. Quenching the roll by induction heating;
e. Tempering the roll at a temperature between 450 ° C. and 530 ° C. to reach a hardness between 780 HV and 840 HV, whereby
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
Achieving a microstructure of the roll (1) comprising an open eutectic carbide network with less than 5% eutectic carbide per volume;
Roll (1) is
A hardness between 780 HV and 840 HV,
-A method showing an internal compressive stress between -300 MPa and -500 MPa.
インゴットが、作業層ならびにコアにおいて、15℃/分〜55℃/分、または代替的に17℃/分〜50℃/分、または代替的に35℃/分〜55℃/分、または代替的に45℃/分〜55℃/分の範囲内で凝固速度を維持して製造される、請求項22に記載の方法。   Ingots in the working layer as well as in the core 15 ° C / min to 55 ° C / min, or alternatively 17 ° C / min to 50 ° C / min, or alternatively 35 ° C / min to 55 ° C / min, or alternatively The method according to claim 22, wherein the solidification rate is maintained within a range of 45 ° C / min to 55 ° C / min. インゴットが、凝固インターバルにおいて、インゴットの作業層において35℃/分を超える凝固速度を維持して製造される、請求項22から23のいずれかに記載の方法。   24. A method according to any of claims 22 to 23, wherein the ingot is produced at a solidification interval, maintaining a solidification rate of greater than 35 [deg.] C / min in the working layer of the ingot. 凝固インターバルが、前記インゴットに関して1400℃〜1200℃の間である、請求項22から24のいずれかに記載の方法。   25. A method according to any of claims 22 to 24, wherein the solidification interval is between 1400 <0> C and 1200 <0> C for the ingot. インゴットが、凝固速度の予め定められた関数に従ってアンペア電流供給を制御することによって、エレクトロスラグ精製炉(ESR)技術プロセスにおいて予め選択された凝固速度を維持して製造される、請求項22から25のいずれかに記載の方法。   26. The ingot is manufactured maintaining a preselected solidification rate in an electroslag refining furnace (ESR) technology process by controlling an ampere current supply according to a predetermined function of the solidification rate. The method in any one of. インゴットをロールに鍛造するステップが、
a.インゴットを800℃〜1200℃の間または850℃〜1100℃の間の温度に好ましくは約6時間にわたって加熱するステップと、
b.インゴットを800℃を超える、または850℃を超える温度で鍛造するステップと、
c.インゴットが所望の形状およびサイズを有するロールに形成されるまでステップa〜bを繰り返すステップと
を含む、請求項22から26のいずれかに記載の方法。
The step of forging the ingot into a roll
a. Heating the ingot to a temperature between 800 ° C. and 1200 ° C. or between 850 ° C. and 1100 ° C., preferably for about 6 hours;
b. Forging the ingot at a temperature above 800 ° C or above 850 ° C;
c. 27. A method according to any of claims 22 to 26, comprising repeating steps ab until the ingot is formed into a roll having a desired shape and size.
鍛造ステップの後に、好ましくは700℃〜1100℃の間または800℃〜900℃の間の温度に予備熱処理するステップであって、水素拡散処理を含んでよいステップをさらに含む、請求項22から27のいずれかに記載の方法。   28. The method further comprising the step of pre-heat treatment after the forging step, preferably to a temperature between 700 ° C. and 1100 ° C. or between 800 ° C. and 900 ° C., which may include a hydrogen diffusion treatment. The method in any one of. ロールを焼戻しするステップが、
a.ロールを約450℃〜530℃に、好ましくは3回、加熱するステップと、
b.加熱ステップ(複数)の間にロールを空冷するステップと
を含む、請求項22から29のいずれかに記載の方法。
The step of tempering the roll
a. Heating the roll to about 450 ° C. to 530 ° C., preferably three times;
b. 30. A method according to any of claims 22 to 29, comprising air cooling the roll during the heating step (s).
ロールを機械加工して、共晶炭化物を含む白層をテクスチャリングすることをさらに含む、請求項22から29のいずれかに記載の方法。   30. A method according to any of claims 22 to 29, further comprising machining the roll to texture a white layer comprising eutectic carbide. 白層における前記共晶炭化物が、M73から選択される、請求項30に記載の方法。 The eutectic carbide in the white layer is selected from the M 7 C 3, The method of claim 30. 請求項1から21のいずれかに記載の特徴をさらに含む、請求項22から31のいずれかに記載の方法。   32. A method according to any of claims 22 to 31 further comprising the features of any of claims 1 to 21. 以下のステップを含む方法によって製造される鍛造ロール(1)であって、
a.重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV
を含み、鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である鋼組成物を用意するステップ;
b.凝固インターバルにおいて、インゴットの作業層において15℃/分を超える凝固速度を維持してインゴットを製造するステップ;
c.インゴットをロールに鍛造するステップ;
d.誘導加熱によってロールを焼入するステップ;
e.ロールを焼戻しするステップ;
これにより、
− 体積あたり5%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 体積あたり5%未満の共晶炭化物を有する開口した共晶炭化物ネットワークと
を含むロール(1)の微細構造が達成され;
ロール(1)が、
− 780HV〜840HVの間の硬度と、
− −300MPa〜−500MPaの間の内部圧縮応力と
を示す、鍛造ロール(1)。
A forging roll (1) manufactured by a method comprising the following steps,
a. % By weight
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Providing a steel composition wherein the remainder of the steel is substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities;
b. Maintaining a solidification rate in the working layer of the ingot at a solidification interval of greater than 15 ° C./min during the solidification interval;
c. Forging the ingot into a roll;
d. Quenching the roll by induction heating;
e. Tempering the roll;
This
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
A microstructure of the roll (1) comprising an open eutectic carbide network with less than 5% eutectic carbide per volume is achieved;
Roll (1) is
A hardness between 780 HV and 840 HV,
A forging roll (1) showing an internal compressive stress between -300 MPa and -500 MPa.
請求項1から32のいずれかに記載の特徴をさらに含む、請求項33のロール。   34. The roll of claim 33, further comprising the features of any of claims 1-32. 前記請求項1から34のいずれかに記載のロールの製造における中間製品インゴットであって、重量%で、
0.8〜1%未満のC、
0.2〜0.5%のMn、
0.2〜2.0%のSi、
7.0〜13.0%のCr、
0.6〜1.6%のMo、
1.0を超え3.0%までのV
を含み、
鋼の残りの部分が、実質的にFeならびにあり得る偶発的なおよび/または不可避の不純物である鋼組成物を含み、
インゴットから生じる最終的なロールの微細構造が、
− 体積あたり5%未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 体積あたり5%未満の共晶炭化物を有する開口した共晶炭化物ネットワークと
を含む、インゴット。
An intermediate product ingot in the manufacture of a roll according to any of the preceding claims, in weight percent,
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Including
The remainder of the steel comprises a steel composition that is substantially Fe and possible incidental and / or inevitable impurities;
The final roll microstructure resulting from the ingot is
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
An ingot comprising an open eutectic carbide network with less than 5% eutectic carbide per volume.
請求項1から34のいずれかに記載の特徴をさらに含む、前記請求項の中間製品インゴット。   35. The intermediate product ingot of claim 1, further comprising the features of any of claims 1-34. 高い圧延荷重を必要とする冷間圧延材料のための、請求項1から21または33から34のいずれかに記載のロールの使用。   35. Use of a roll according to any of claims 1 to 21 or 33 to 34 for cold rolled materials requiring high rolling loads. AHSS鋼グレードのような高強度材料の冷間圧延のための、請求項1から21または33から34のいずれかに記載のロールの使用。   Use of a roll according to any of claims 1 to 21 or 33 to 34 for cold rolling of high strength materials such as AHSS steel grade. − ブリキ板、シート、ケイ素鋼、ステンレス鋼、アルミニウムおよび銅のための早期および仕上げスタンド、可逆および非可逆スタンドのための冷間圧延リダクションミル;または
− 冷間圧延焼戻しおよび/もしくはスキンパスミル;または
− テクスチャが与えられた、もしくはテクスチャが与えられていない表面を有する、2段、4段および6段スタンドとしてのミル構成
から選択されるもののための、請求項1から21または33から34のいずれかに記載のロールの使用。
-Cold rolling reduction mill for early and finishing stands for tinplate, sheets, silicon steel, stainless steel, aluminum and copper, reversible and irreversible stands; or-cold rolling tempering and / or skin pass mill; or 35. Any one of claims 1 to 21 or 33 to 34 for one selected from mill configurations as two-stage, four-stage and six-stage stands having a textured or untextured surface Use of the roll described in Crab.
請求項1から21または33から34のいずれかに記載のロールの、作業ロールとしての使用。   Use of a roll according to any of claims 1 to 21 or 33 to 34 as a work roll. ロールがコーティングされていない、前記請求項のいずれかに記載のロール、方法によって製造されたロール、ロールを製造するための方法および/またはロールの使用。   A roll according to any of the preceding claims, a roll produced by the method, a method for producing a roll and / or use of a roll, wherein the roll is uncoated. ロールが選択可能なコーティング、例えばクロムコーティングによってコーティングされている、前記請求項のいずれかに記載のロール、方法によって製造されたロール、ロールを製造するための方法および/またはロールの使用。   A roll according to any preceding claim, a roll produced by the method, a method for producing a roll and / or use of a roll, wherein the roll is coated with a selectable coating, for example a chromium coating.
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