JP2014121732A - Reproduction compound roll - Google Patents
Reproduction compound roll Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014121732A JP2014121732A JP2013264073A JP2013264073A JP2014121732A JP 2014121732 A JP2014121732 A JP 2014121732A JP 2013264073 A JP2013264073 A JP 2013264073A JP 2013264073 A JP2013264073 A JP 2013264073A JP 2014121732 A JP2014121732 A JP 2014121732A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite roll
- iron
- outer layer
- roll
- rolling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title abstract 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 296
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 197
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 143
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 137
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 94
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims abstract description 79
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 255
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 42
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims description 30
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 27
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 22
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 18
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 14
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 13
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 28
- 230000033458 reproduction Effects 0.000 description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 24
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 24
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 23
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 15
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 14
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 14
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 14
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 12
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 12
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 11
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 2
- VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum Chemical compound [Cr].[Mo] VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GETQUXSKPMRGCK-UHFFFAOYSA-N chromium;methane Chemical compound C.C.C.[Cr].[Cr].[Cr].[Cr].[Cr].[Cr].[Cr] GETQUXSKPMRGCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、鉄鋼の圧延において、特に、薄板、棒鋼、線材あるいは形鋼の熱間及び冷間圧延作業に用いられる使用済圧延用複合ロールの再生方法及びこの方法によって製造された再生複合ロールに関する。 The present invention relates to a method for reclaiming a used composite roll for use in hot and cold rolling operations of a thin plate, a steel bar, a wire, or a shape steel, and a regenerated composite roll produced by this method. .
従来、鉄鋼の圧延においては、寸法及び形状精度の高い製品への要求が高まり、またその生産性の向上が望まれていたため、製品品質やその生産効率に直接影響する圧延用ロールに対して、摩耗並びに消耗が少なく、かつ耐肌荒れ性に優れることが強く要求されてきた。
そこで、例えば、特許文献1、2に開示されたいわゆる連続鋳掛け法を使用したハイス系ロール(以下、単にロールともいう)が開発された。具体的には、鋼系材料からなる芯材の周囲に、連続鋳掛け法によって鉄系外層材(C、V、Cr、Mo、W、Co等の合金元素を含有)を形成した複合ロールであり、ショアー硬さを70〜100の範囲にして使用されるものである。
Conventionally, in steel rolling, demand for products with high dimensional and shape accuracy has increased, and improvement in productivity has been desired, so for rolling rolls that directly affect product quality and production efficiency, There has been a strong demand for low wear and wear and excellent resistance to rough skin.
Accordingly, for example, a high speed roll (hereinafter, also simply referred to as a roll) using a so-called continuous casting method disclosed in
このロールは、摩耗が極めて少なく良好な肌を長時間維持できることから、薄板、棒鋼、線材、又は形鋼の熱間圧延作業、あるいは薄板の冷間圧延作業に適用されている。なお、ロールは、その胴部の直径が、圧延設備の制約から予め設定される範囲内で使用されており、使用に伴う摩耗並びにロール表面を平滑にするための研削作業による消耗により、上記した範囲の下限値に至ると廃棄されていた。
このため、従来は、新たに製造したロールを使用して、上記した熱間圧延作業あるいは冷間圧延作業を行っていた。
Since this roll has very little wear and can maintain a good skin for a long time, it is applied to a hot rolling operation of a thin plate, a steel bar, a wire, or a shape steel, or a cold rolling operation of a thin plate. In addition, the diameter of the trunk | drum is used within the range preset by the restrictions of rolling equipment, and the roll mentioned above by wear by use and the consumption by the grinding work for smoothing the roll surface. When the lower limit of the range was reached, it was discarded.
For this reason, conventionally, the above-described hot rolling operation or cold rolling operation has been performed using a newly manufactured roll.
しかしながら、ロールを構成する芯材は、強靱でしかも極めて高価な鍛鋼材で構成されているため、その加工に費用がかかり、ロールの製造コストを高くしていた。このため、ユーザーのロールの購入コストも高くなり、ロールのランニングコストの増大を招いていた。なお、芯材は圧延作業によって摩耗しないため、そのまま廃棄することは経済的でなかった。
また、芯材は、調達先に在庫があれば問題ないが、在庫がなければ新たに加工する必要があり、その調達に長期間を要する場合があった。このため、ロールの製造工期が長くなり、ユーザーへの対応に時間を要していた。
However, since the core material which comprises a roll is comprised with the tough steel material which is tough and very expensive, the process was expensive, and the manufacturing cost of the roll was made high. For this reason, the purchase cost of a user's roll also became high, and the running cost of the roll was caused to increase. Since the core material is not worn by the rolling operation, it is not economical to discard it as it is.
Further, the core material has no problem if it is in stock at the supplier, but if it is not in stock, it needs to be newly processed, and the procurement may take a long time. For this reason, the manufacturing period of the roll became long, and it took time to deal with the user.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、短工期でかつ安価に行える使用済圧延用複合ロールの再生方法及びこの方法によって製造された再生複合ロールを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this situation, and it aims at providing the reproduction | regeneration composite roll manufactured by this method, and the reproduction | regeneration composite roll manufactured by this method which can be carried out in a short construction period and cheaply.
前記目的に沿う第1の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法は、鋼系材料からなる芯材を有し、連続鋳掛け法によって胴部に硬質の第1の鉄系外層材が形成された使用済圧延用複合ロールの再生方法であって、
前記胴部の表面を機械加工して素地を露出させ、その周囲に、質量%で、C:0.5〜3.0%、Si:0.2〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、V:0.5〜10.0%、Cr:3.0〜10.0%を含有し、更にMo:2.0〜10.0%及びW:2.0〜10.0%のいずれか一方又は双方を有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる第2の鉄系外層材を、連続鋳掛け法を用いて形成した。
The recycling method of the used roll composite roll according to the first aspect of the present invention has a core material made of a steel material, and a hard first iron-based outer layer material is formed in the body portion by a continuous casting method. A method for regenerating a used composite roll for rolling,
The surface of the body portion is machined to expose the substrate, and in the vicinity thereof, by mass%, C: 0.5 to 3.0%, Si: 0.2 to 2.0%, Mn: 0.2 -2.0%, V: 0.5-10.0%, Cr: 3.0-10.0%, Mo: 2.0-10.0% and W: 2.0-10 A second iron-based outer layer material having either or both of 0.0% and the balance of Fe and inevitable impurities was formed using a continuous casting method.
第1の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法において、前記第2の鉄系外層材が、更に質量%で、Ni:0.2〜5.0%、Co:0.2〜10.0%、Nb:0.2〜2.0%、及びTi:0を超え0.2%以下のいずれか1種又は2種以上を含有することが好ましい。
第1の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法において、前記胴部の表面に溶接による肉盛を施すことがある。
第1の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法において、前記胴部の表面の機械加工は、前記第1の鉄系外層材の一部を残して行うことが好ましい。
In the recycling method of the used roll composite roll according to the first invention, the second iron-based outer layer material is further in mass%, Ni: 0.2 to 5.0%, Co: 0.2 to 10 0.0%, Nb: 0.2 to 2.0%, and Ti: more than 0.2% and preferably any one or more of 0.2% or less.
In the method for reclaiming a used roll composite roll according to the first aspect of the present invention, the surface of the body portion may be overlaid by welding.
In the recycling method of the used roll composite roll according to the first invention, it is preferable that the machining of the surface of the body portion is performed while leaving a part of the first iron-based outer layer material.
第1の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法において、前記胴部の両側に設けられている軸部の表面の一部又は全部に溶接肉盛した補修圧延用複合ロールを、該使用済圧延用複合ロールとして使用することが好ましい。
第1の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法において、前記胴部の両側に設けられている軸部の一方又は双方を機械切断した後、機械切断された前記軸部の代わりに新たな軸部を溶接によって繋いだ補修圧延用複合ロールを、該使用済圧延用複合ロールとして使用することが好ましい。
第1の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法において、該溶接によって繋がれた前記軸部を所定寸法に機械加工することが好ましい。
In the method for recycling a used roll composite roll according to the first aspect of the present invention, the repair roll composite roll welded to a part or all of the surface of the shaft portion provided on both sides of the body portion is used. It is preferable to use it as a composite roll for finished rolling.
In the recycling method of the used roll composite roll according to the first invention, after mechanically cutting one or both of the shaft portions provided on both sides of the body portion, a new one is used instead of the mechanically cut shaft portion. It is preferable to use a composite roll for repair rolling in which the shafts are connected by welding as the composite roll for used rolling.
In the method for regenerating a used roll composite roll according to the first invention, it is preferable that the shaft portion connected by the welding is machined to a predetermined dimension.
前記目的に沿う第2の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法は、鋼系材料からなる芯材を有し、連続鋳掛け法によって胴部に硬質の第1の鉄系外層材が形成された使用済圧延用複合ロールの再生方法であって、
使用済圧延用複合ロールを焼鈍する第1工程と、
前記第1工程で焼鈍された使用済圧延用複合ロールの胴部を機械加工して金属表面を露出させる第2工程と、
前記第2工程で処理された使用済圧延用複合ロールの胴部に連続鋳掛け法によって第2の鉄系外層材を形成する第3工程と、
前記第3工程で前記第2の鉄系外層材が形成された使用済圧延用複合ロールを焼鈍する第4工程と、
前記第4工程で処理された使用済圧延用複合ロールの摩耗した部分、曲がった部分、窪んだ部分、又は酸化した部分に溶接肉盛する第5工程と、
前記第5工程で溶接肉盛された使用済圧延用複合ロールを機械加工して、所定形状の再生中間ロールとする第6工程と、
前記第6工程で形成された再生中間ロールを熱処理する第7工程と、
前記第7工程で熱処理された再生中間ロールを仕上げ加工する第8工程とを有する。
The method for recycling a used roll composite roll according to the second aspect of the present invention has a core material made of a steel-based material, and a hard first iron-based outer layer material is formed in the body by a continuous casting method. A method for regenerating a used composite roll for rolling,
A first step of annealing the used roll composite roll;
A second step of exposing the metal surface by machining the body of the composite roll for used rolling annealed in the first step;
A third step of forming a second iron-based outer layer material by continuous casting on the body of the used roll composite roll processed in the second step;
A fourth step of annealing the used composite roll for rolling in which the second iron-based outer layer material is formed in the third step;
A fifth step of welding and overlaying the worn part, the bent part, the recessed part, or the oxidized part of the composite roll for used rolling processed in the fourth step;
A sixth step of machining the composite roll for used rolling that has been welded in the fifth step to form a recycled intermediate roll having a predetermined shape;
A seventh step of heat-treating the recycled intermediate roll formed in the sixth step;
And an eighth step of finishing the recycled intermediate roll heat-treated in the seventh step.
第2の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法において、前記第5工程で行う溶接肉盛を、更に前記第6工程及び前記第7工程のいずれか一方又は双方の工程の途中又は終了後に行うことが好ましい。
第2の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法において、前記第2工程での前記胴部の表面の機械加工は、前記第1の鉄系外層材の一部を残して行うことが好ましい。
In the recycling method of the used roll composite roll according to the second invention, the weld overlaying performed in the fifth step is further performed in the middle of or in the middle of one or both of the sixth step and the seventh step. It is preferable to carry out later.
In the recycling method of the used roll composite roll according to the second invention, the machining of the surface of the body portion in the second step is performed while leaving a part of the first iron-based outer layer material. preferable.
第1、第2の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法において、再生した再生複合ロールの寸法が、前記使用済圧延用複合ロールの使用前の寸法と同一であることが好ましい。 In the recycling method of the used roll composite roll according to the first and second inventions, it is preferable that the recycled composite roll has the same size as that of the used roll composite roll before use.
前記目的に沿う第3の発明に係る再生複合ロールは、第1、第2の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法によって製造されている。
第3の発明に係る再生複合ロールにおいて、該再生複合ロールの胴部に残存させた前記第1の鉄系外層材と前記第2の鉄系外層材を鋳掛ける際に、溶融して両材が混合することが好ましい。
The recycled composite roll according to the third aspect of the invention that meets the above object is manufactured by the method for recycling the used composite roll for rolling according to the first and second aspects of the invention.
In the recycled composite roll according to the third invention, when the first iron-based outer layer material and the second iron-based outer layer material left in the body portion of the recycled composite roll are cast, both materials are melted. Are preferably mixed.
請求項1〜11記載の使用済圧延用複合ロールの再生方法、及び請求項12、13記載の再生複合ロールは、使用済圧延用複合ロールの胴部の表面を機械加工して素地を露出させ、その周囲に、第2の鉄系外層材を連続鋳掛け法を用いて形成するので、従来のように、新たに芯材を調達する必要がなく、またその加工も最小限にできる。このため、高性能な再生複合ロールを、歩留りよく、短工期かつ安価に製造することができ、工業的に大きな価値を有する。
また、規定した第2の鉄系外層材の化学成分は、高価なハイス系の材料であるため、使用済圧延用複合ロールを再生して使用する効果がより顕著に現れる。
The recycling method of the used roll composite roll according to
In addition, since the chemical component of the specified second iron-based outer layer material is an expensive high-speed material, the effect of regenerating and using the used roll composite roll appears more remarkably.
特に、請求項3記載の使用済圧延用複合ロールの再生方法は、使用済圧延用複合ロールの胴部芯材の直径が小さくなった場合に、その表面の一部又は全部に、芯材を構成する材料と同程度の硬度を有する肉盛材を溶接肉盛するので、再生を繰返し行うことができる。
請求項4、10記載の使用済圧延用複合ロールの再生方法は、胴部の表面の機械加工が第1の鉄系外層材の一部を残して行われるので、芯材の直径が著しく小さくなることはなく、芯材は、使用済圧延用複合ロールの使用前の寸法より鋳掛け時の溶損量(例えば、0を超え10mm以下)分が、僅かに小さくなるのみである。従って、再生を繰返し行うことができる。一方、胴部の表面の機械加工が、第1の鉄系外層材を残して行われない場合は、芯材の直径が小さくなるため、再生を繰返し行うことで、直径が著しく小さくなり、少ない再生回数で、軸部との直径差がなくなり、その結果、鋳掛け作業ができなくなるため望ましくない。
従って、再生複合ロールを、前回使用していた同一の使用場所、例えば、熱間圧延あるいは冷間圧延にそのまま使用できる。
また、芯材の表面に第1の鉄系外層材を残すことで、第2の鉄系外層材を芯材の表面に直接形成する場合よりも、その結合力を高めることができ、製品品質の向上が図れる。更には、第1の鉄系外層材が無い場合と比較して、第2の鉄系外層材の鋳掛ける厚みを薄くできるので、再生複合ロールの製造コストを更に低減できる。
In particular, in the method for regenerating a used roll composite roll according to
In the method for regenerating a used roll composite roll according to
Therefore, the recycled composite roll can be used as it is in the same place where it was used last time, for example, hot rolling or cold rolling.
Also, by leaving the first iron-based outer layer material on the surface of the core material, it is possible to increase the bonding force compared to the case where the second iron-based outer layer material is directly formed on the surface of the core material, and to improve product quality Can be improved. Furthermore, compared with the case where there is no first iron-based outer layer material, the thickness of the second iron-based outer layer material cast can be reduced, so that the manufacturing cost of the recycled composite roll can be further reduced.
請求項5記載の使用済圧延用複合ロールの再生方法は、使用済圧延用複合ロールとして、胴部に設けられている軸部の表面に溶接肉盛した補修圧延用複合ロールを使用するので、例えば、軸部に部分的に損傷が発生していても、その部分を補修するだけで再利用できる。
請求項6記載の使用済圧延用複合ロールの再生方法は、使用済圧延用複合ロールとして、胴部に設けられている軸部を機械切断した後、これに新たな軸部を溶接によって繋いだ補修圧延用複合ロールを使用するので、例えば、軸部全体に損傷が発生していても、その部分を取換えるだけで再利用できる。
請求項7記載の使用済圧延用複合ロールの再生方法は、溶接によって繋がれた軸部を、所定寸法に機械加工するので、例えば、元の形状に容易に成形し直すことができる。
Since the recycling method of the used roll composite roll according to
The regeneration method of the composite roll for used rolling of Claim 6 is a composite roll for used rolling, after mechanically cutting the axial part provided in the trunk | drum, this was connected with the new axial part by welding. Since the composite roll for repair rolling is used, for example, even if the entire shaft portion is damaged, it can be reused simply by replacing that portion.
In the method for regenerating a used roll composite roll according to the seventh aspect, since the shaft portions connected by welding are machined to a predetermined size, for example, they can be easily reshaped into the original shape.
請求項9記載の使用済圧延用複合ロールの再生方法は、第5工程で行う溶接肉盛を、更に第6工程及び第7工程のいずれか一方又は双方の工程の途中又は終了後に行うので、例えば、使用済圧延用複合ロールの再生過程で損傷が発見されても、容易に補修ができる。
請求項11記載の使用済圧延用複合ロールの再生方法は、再生された圧延用複合ロールの寸法が、使用済圧延用複合ロールの使用前の寸法と同一であるので、再生複合ロールを、前回使用していた同一の使用場所、例えば、熱間圧延あるいは冷間圧延にそのまま使用できる。
Since the recycling method of the composite roll for used rolling according to claim 9 performs the welding build-up performed in the fifth step, and further during or after the process of either one or both of the sixth step and the seventh step, For example, even if damage is discovered in the recycling process of the composite roll for used rolling, it can be easily repaired.
In the method for regenerating a used composite roll for rolling according to
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
なお、以下の説明においては、説明の煩雑さをなくすため、回収してきた使用済圧延用複合ロールと、これを再生した再生複合ロールの使用済圧延用複合ロールに、それぞれ同一番号を符している。また、同様に、第1の鉄系外層材と第2の鉄系外層材についても、各製造工程において形状は異なるが、それぞれ同一番号を符している。
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法によって製造した再生複合ロール(以下、単に再生複合ロール又はロールともいう)10は、芯材11の胴部12に、従来公知の連続鋳掛け法(連続鋳掛け鋳造法ともいう)によって硬質の第1の鉄系外層材13が形成された使用済圧延用複合ロール14を使用したものであり、この使用済圧延用複合ロール14の胴部15の表面を機械加工して素地を露出させ、その周囲に、第2の鉄系外層材16を連続鋳掛け法を用いて形成したものである。以下、詳しく説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
In the following description, the same numbers are assigned to the used composite rolls for used rolling and the used composite rolls for regenerated composite rolls that have been recovered in order to eliminate the complexity of the description. Yes. Similarly, the first iron-based outer layer material and the second iron-based outer layer material also have the same numbers, although the shapes are different in each manufacturing process.
As shown in FIG. 1, a recycled composite roll (hereinafter, also simply referred to as a “recycled composite roll” or “roll”) 10 manufactured by the method for recycling a used roll composite roll according to an embodiment of the present invention is a
再生複合ロール10は、鉄鋼の圧延において、特に、薄板、棒鋼、線材あるいは形鋼の熱間圧延作業及び冷間圧延作業に用いられるものであり、その寸法が、使用済圧延用複合ロール14の使用前(未使用時)の寸法と同一のものである。なお、再生複合ロールの寸法は、設備的に使用が可能な小さい直径とすることも可能であるが、使用する直径範囲が減少し経済的でない。
この再生複合ロール10の胴部(外層)17の外径(胴径)Dは、例えば、300〜900mmであり、胴部17の幅(胴長)Wは、例えば、1500〜2500mmであり、胴部17の両側に設けられた軸部(以下、軸受部ともいう)18、19も含めた全長Lは、例えば、4000〜7000mmである。
The recycled
The outer diameter (trunk diameter) D of the trunk portion (outer layer) 17 of the recycled
使用済圧延用複合ロール14は、鋼系材料(例えば、クロム−モリブデン鋼のような機械構造用合金)からなる芯材11を有しており、この芯材11の胴部12の両側には、軸部18、19が設けられている。なお、軸部18、19は、設備に対応させて異なる形状としているが、同一形状の場合もある。
使用済の圧延用複合ロールは、軸部が使用に際してほとんど損傷していない場合、軸部の補修作業を行うことなくそのまま使用済圧延用複合ロール14として使用できる。しかし、軸部の一方又は双方に、例えば、摩耗、曲がり、窪み、又は酸化が部分的に発生した場合、更には全体的に損傷が発生した場合は、以下の方法で補修した補修圧延用複合ロールを、使用済圧延用複合ロール14として使用する。
The used rolling
When the shaft portion is hardly damaged in use, the used composite roll for rolling can be used as the used
軸部が部分的に損傷している場合は、その軸部の表面の一部又は全部に、芯材を構成する材料と同程度の硬度(例えば、Hv300〜400程度、以下同様)を有する肉盛材を、サブマージ・アーク溶接により溶接肉盛し、必要に応じて機械加工する。
また、軸部が全体的に損傷している場合は、損傷している軸部を機械切断した後、機械切断された軸部の代わりに新たな軸部を溶接によって繋ぐ。なお、この軸部は、芯材を構成する材料と同程度の硬度を有する軸材を溶接によって繋いだ後、この軸材を最終形状(所定形状:製品である再生複合ロールの軸部の形状)の寸法に機械加工することにより形成するが、最終形状に機械加工された軸部を溶接によって繋いでもよい。
When the shaft part is partially damaged, the meat having the same degree of hardness as the material constituting the core material (for example, about Hv 300 to 400, the same shall apply hereinafter) on part or all of the surface of the shaft part The build-up material is welded by submerged arc welding and machined as necessary.
When the shaft portion is totally damaged, the damaged shaft portion is mechanically cut, and then a new shaft portion is connected by welding instead of the mechanically cut shaft portion. In addition, this shaft portion is obtained by joining shaft materials having the same degree of hardness as the material constituting the core material by welding, and then, this shaft material is formed into a final shape (predetermined shape: the shape of the shaft portion of the recycled composite roll as a product) ), The shaft portion machined to the final shape may be joined by welding.
なお、再生過程において、使用済圧延用複合ロールの胴部芯材の直径が小さくなった場合に、その表面の一部又は全部に、芯材を構成する材料と同程度の硬度を有する肉盛材を溶接肉盛する。
以上の補修作業により、損傷した使用済圧延用複合ロールについても、よりよい状態に戻して使用できる。
再生複合ロール10は、芯材11の胴部12の周囲表面に、厚みT1が、例えば、0を超え30mm以下(好ましくは、10mm以下)の第1の鉄系外層材13が形成され、この第1の鉄系外層材13の周囲表面に、厚みT2が、例えば、50mm以上150mm以下の第2の鉄系外層材16を鋳掛けて形成されている。なお、第1の鉄系外層材13と第2の鉄系外層材16は、溶融混合することが望ましい。また、上記した第1の鉄系外層材13を介することなく、芯材11の胴部12の周囲表面に、第2の鉄系外層材16を直接形成してもよい。
In addition, when the diameter of the core part of the core of the composite roll for used rolling becomes small in the regeneration process, a part of or all of the surface is built up with a hardness comparable to the material constituting the core. Weld the material.
Through the above repair work, the damaged used composite roll for rolling can be returned to a better state and used.
In the recycled
上記した第1、第2の鉄系外層材13、16は、質量%で、C:0.5〜3.0%、Si:0.2〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、V:0.5〜10.0%、Cr:3.0〜10.0%を含有し、更にMo:2.0〜10.0%及びW:2.0〜10.0%のいずれか一方又は双方を有し、残部がFe及び不可避的不純物からなるものである。
この第1、第2の鉄系外層材13、16は、耐摩耗性を確保し、かつ耐熱き裂性を向上するため、硬い粒状の炭化物を用いることが望ましく、主にMC型炭化物を使用している。このMC型炭化物の晶出量は、面積率で、熱間圧延用では5%以上(上限は、例えば10%程度)、冷間圧延用では1%以上5%以下とすることが必要である。
一方、同時に晶出するM7C3型、M2C型、M3C型の各炭化物は、その量が少量の場合、本願発明の効果を損なうものではなく、耐摩耗性の確保には有効なものである。
The above-described first and second iron-based
The first and second iron-based
On the other hand, when M 7 C 3 type, M 2 C type and M 3 C type carbides that crystallize at the same time are small, the effects of the present invention are not impaired, and the wear resistance is ensured. It is effective.
続いて、第1、第2の鉄系外層材13、16の化学成分を限定した理由について述べる。
C(炭素):0.5質量%以上3.0質量%以下
Cは、ロールの性能に直接影響する硬さを得るために最も重要な元素である。このため、C量が0.5質量%未満の場合、耐摩耗性及び耐肌荒れ性を向上するために有効な硬い炭化物の晶出量が少なく、更に基地に固溶するC量が不足し、焼入れ性によっても十分な基地硬さを得られなくなると共に、合金添加の効果を十分発揮できず、耐摩耗性が著しく低下する。一方、3.0質量%を超える場合、本来は脆い炭化物の晶出量が増加し、特に粗大な炭化物が凝集して結晶粒界に晶出し、圧延中に、これが表層から剥離しロールの消耗を早め、ひいては圧延製品を損傷し使用に耐えなくなるため、これを上限とした。
Next, the reason why the chemical components of the first and second iron-based
C (carbon): 0.5 mass% or more and 3.0 mass% or less C is the most important element for obtaining hardness that directly affects the performance of the roll. For this reason, when the amount of C is less than 0.5% by mass, the amount of crystallization of hard carbide effective for improving wear resistance and skin roughness resistance is small, and the amount of C dissolved in the base is insufficient. Even with hardenability, sufficient base hardness cannot be obtained, and the effect of alloy addition cannot be fully exhibited, and the wear resistance is significantly reduced. On the other hand, if it exceeds 3.0% by mass, the amount of crystallization of brittle carbides increases, and especially coarse carbides aggregate and crystallize at the grain boundaries. As a result, the rolled product was damaged and could not be used, so this was made the upper limit.
Si(ケイ素)、Mn(マンガン):それぞれ0.2質量%以上2.0質量%以下
SiとMnは、本願発明を特徴づけるものではないが、共に脱酸効果及び溶湯の流動性を高めることを目的として、それぞれ一般の高速度鋼に含まれる0.2質量%以上2.0質量%以下の量を含有させている。なお、0.2質量%未満の場合、その効果が不十分であり、2.0質量%を超える場合、靱性が低下するため、上記した範囲に規定した。
Si (silicon) and Mn (manganese): 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less, respectively Si and Mn do not characterize the present invention, but both improve the deoxidation effect and the fluidity of the molten metal. For the purpose of the above, an amount of 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less contained in general high speed steel is included. In addition, since the effect is inadequate when less than 0.2 mass%, and exceeds 2.0 mass%, toughness falls, it specified in the above-mentioned range.
V(バナジウム):0.5質量%以上10.0質量%以下
Vは、優先的にCと結合し、従来のロールに認められるセメンタイト(Fe3C)やクロム炭化物(Cr7C3)に比べて極めて硬く、しかも粒状のMC型炭化物、即ちVC型炭化物を晶出及び析出させて、耐摩耗性を向上させるために極めて有効な元素である。なお、Vの含有量は、Cとの関係で選択される。
ここで、Cが0.5質量%以上10.0質量%以下の範囲(上記したC:0.5〜3.0質量%が含まれる範囲)においては、V量が0.5質量%未満の場合、VC型炭化物が晶出及び析出せず、耐摩耗性を向上させ得ないため、これを下限とした。一方、10.0質量%を超える場合、前記したとおり、初晶の炭化物が多量に晶出し、材料強度を損なうと共に、炭化物が粒界に析出して、これが圧延使用中にロール表面から欠け落ち耐肌荒れ性を損なうため、これを上限とした。
V (vanadium): 0.5% by mass or more and 10.0% by mass or less V is preferentially bonded to C and is added to cementite (Fe 3 C) and chromium carbide (Cr 7 C 3 ) found in conventional rolls. It is an extremely effective element for improving wear resistance by crystallizing and precipitating granular MC type carbide, that is, VC type carbide. The content of V is selected in relation to C.
Here, in the range where C is 0.5% by mass or more and 10.0% by mass or less (the above-mentioned C: a range including 0.5 to 3.0% by mass), the V amount is less than 0.5% by mass. In this case, the VC type carbide was not crystallized and precipitated, and the wear resistance could not be improved. On the other hand, when it exceeds 10.0 mass%, as described above, a large amount of primary crystal carbides crystallize, and the strength of the material is impaired, and the carbide precipitates at the grain boundaries, and this is chipped off from the roll surface during rolling use. In order to impair the rough skin resistance, this was made the upper limit.
Cr(クロム):3.0質量%以上10.0質量%以下
Crは、単独ではCr7C3炭化物として、結晶粒界に網目状に多量に凝集して晶出するため、これを多量に生成させないため、10.0質量%以下に限定して含有させている。なお、Crは、Mo(モリブデン)、W(タングステン)と共に、硬いM2C型の共晶炭化物を形成することがあるが、後述するように、その晶出量を限定する必要がある。一方、Crは、基地組織にも固溶し、焼入れにより硬さを向上させ、更に焼戻しにおいては、析出硬化作用を促進するのに有効な元素であり、その効果を発揮させるために、3.0質量%以上含有することが必要であり、これを下限とした。
Cr (chromium): 3.0% by mass or more and 10.0% by mass or less Cr alone is Cr 7 C 3 carbide, and is agglomerated and crystallized in a large amount in a network at the grain boundaries. Since it is not generated, it is limited to 10.0% by mass or less. In addition, Cr may form a hard M 2 C type eutectic carbide together with Mo (molybdenum) and W (tungsten), but it is necessary to limit the amount of crystallization as described later. On the other hand, Cr is a solid solution in the matrix structure, improves the hardness by quenching, and is an element effective for accelerating the precipitation hardening action in tempering. It is necessary to contain 0% by mass or more, and this is set as the lower limit.
Mo(モリブデン):2.0質量%以上10.0質量%以下
W(タングステン):2.0質量%以上10.0質量%以下
MoとWは、種としてM2C型の共晶炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させるもので、従来は積極的に用いられていた。この炭化物は、棒状もしくは板状に結晶粒界に晶出する。この点、前述の凝集して晶出するFe3C、Cr7C3ほど著しく有害ではないが、複数の炭化物が密集して晶出した場合には、結果的に大きな炭化物としてみなされ、これが欠け落ちる。このため、晶出量を少量に抑制することが望ましく、実用的には、組織に占める面積率で3%以下とする。
Mo (molybdenum): 2.0 mass% or more and 10.0 mass% or less W (tungsten): 2.0 mass% or more and 10.0 mass% or less Mo and W are M 2 C type eutectic carbides as seeds. It is formed and improves wear resistance, and has been actively used in the past. This carbide crystallizes at the grain boundary in the form of a rod or plate. In this respect, although not as harmful as the above-mentioned Fe 3 C and Cr 7 C 3 which are agglomerated and crystallized, when a plurality of carbides are crystallized densely, it is regarded as a large carbide as a result. Chipped. For this reason, it is desirable to suppress the amount of crystallization to a small amount, and practically, the area ratio in the structure is set to 3% or less.
なお、本願発明においては、鋳造時に晶出したM2C型炭化物が、その後の熱処理工程を経てM6C型炭化物になる。一方、MoはCrと同様、一部が基地組織にも固溶して、焼入れにより硬さを向上させ、更に焼戻しにおいて析出硬化を促進し、またWも一部が基地組織に固溶し、高温での強度及び硬さを向上させるため、熱間圧延に供した場合、耐摩耗性を向上させる作用を有している。その効果が現れるためには、2.0質量%以上10.0質量%以下のMo、及び2.0質量%以上10.0質量%以下のWの1種又は2種を含有することが必要であり、前記晶出炭化物の量を考慮した場合、望ましくは両元素の総量を4質量%以上15質量%以下とする。 In the present invention, the M 2 C type carbide crystallized during casting becomes M 6 C type carbide through the subsequent heat treatment step. On the other hand, Mo, like Cr, partly dissolves in the matrix structure, improves hardness by quenching, further promotes precipitation hardening in tempering, and W also partially dissolves in matrix structure, When subjected to hot rolling in order to improve the strength and hardness at high temperatures, it has the effect of improving wear resistance. In order to exhibit the effect, it is necessary to contain one or two kinds of Mo of 2.0% by mass to 10.0% by mass and W of 2.0% by mass to 10.0% by mass. In consideration of the amount of the crystallization carbide, the total amount of both elements is desirably 4% by mass or more and 15% by mass or less.
更に、第1、第2の鉄系外層材13、16は、質量%で、Ni:0.2〜5.0%、Co:0.2〜10.0%、Nb:0.2〜2.0%、及びTi:0を超え0.2%以下のいずれか1種又は2種以上を含有してもよい。
Ni(ニッケル):0.2質量%以上5.0質量%以下
Niは、0.2質量%以上添加すると、焼入れ性を向上させる効果を有する。直径の大きいロールなどが、大きい硬度深度が要求される場合には、その要求に応じて添加するとよい。しかし、多量に添加すると、残留オーステナイトが過剰となり、かえって高硬度が得られなくなるため、5.0質量%以下の範囲で用いることが有効である。
Furthermore, the 1st, 2nd iron-type outer-
Ni (nickel): 0.2% by mass or more and 5.0% by mass or less Ni, when added in an amount of 0.2% by mass or more, has an effect of improving hardenability. When a roll having a large diameter or the like requires a large depth of hardness, it may be added according to the requirement. However, when added in a large amount, the retained austenite becomes excessive and high hardness cannot be obtained. Therefore, it is effective to use in a range of 5.0% by mass or less.
Co(コバルト):0.2質量%以上10.0質量%以下
Coは、0.2質量%以上添加すると、高温使用下で基地の硬さと強度を向上させるため、特に熱間圧延用ロールの場合には、10.0質量%以下の範囲で用いることが有効である。
Co (cobalt): 0.2% by mass or more and 10.0% by mass or less Co is added in an amount of 0.2% by mass or more to improve the hardness and strength of the base under high temperature use. In this case, it is effective to use in the range of 10.0% by mass or less.
Nb(ニオブ):0.2質量%以上2.0質量%以下
Nbは、Vと同様にMC型炭化物を生成するため、Vの代替元素として、0.2質量%以上2.0質量%以下添加することが有効である。このNbの添加によりMC型炭化物(NbC)が偏析せずに分散して晶出する2.0質量%を上限値とし、実用的に効果を奏する0.2質量%を下限値とした。
Nb (Niobium): 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less Nb generates MC type carbides similarly to V. Therefore, as an alternative element of V, 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less It is effective to add. The upper limit was set to 2.0 mass% at which MC carbide (NbC) was dispersed and crystallized without segregation due to the addition of Nb, and the lower limit was set to 0.2 mass%, which had practical effects.
Ti(チタン):0を超え0.2質量%以下
Tiは、極めて微細で、かつ極めて硬いTiC炭化物を生成するが、併せてMC型炭化物の晶出核の役目を果たし、炭化物の分散を促進することで有効である。その含有量は、少量でも効果があるが、実用的な下限値は0.02質量%である。なお、Tiは、極めて強い酸化元素であり、酸化生成物が介在物欠陥として外層材に残存しないため、0.2質量%を上限とした。
Ti (titanium): more than 0 and 0.2% by mass or less Ti produces extremely fine and extremely hard TiC carbides, but also serves as a crystallization nucleus for MC type carbides and promotes dispersion of carbides. It is effective to do. The content is effective even with a small amount, but the practical lower limit is 0.02% by mass. Ti is an extremely strong oxidizing element, and the oxidation product does not remain as inclusion defects in the outer layer material, so the upper limit was set to 0.2% by mass.
以上に示した第1、第2の鉄系外層材13、16は、更に、Al(アルミニウム)及びZr(ジルコニウム)のいずれか一方又は双方を含有してもよく、この場合、それぞれ0.2質量%以下含有すると、Tiと同様の効果をそれぞれ奏し、本願発明の効果を損なうものではない。
なお、第1の鉄系外層材13と第2の鉄系外層材16を構成する各化学成分は、以上に示した化学成分及びその含有量の範囲内であれば、同一でもよく、また異なっていてもよい。
The first and second iron-based
The chemical components constituting the first iron-based
次に、本発明の一実施の形態に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法について説明する。
まず、熱間圧延設備又は冷間圧延設備から回収した使用済圧延用複合ロール14を焼鈍(例えば、600〜900℃程度)し、使用済圧延用複合ロール14の胴部15に残存する第1の鉄系外層材13を軟化させる。
なお、ここでは、回収した使用済圧延用複合ロール14の表面並びに内部に、有害な欠陥が無いことを、例えば、目視、浸透探傷法、及び超音波探傷法のいずれか1又は2以上を用いて確認する(以上、第1工程)。
Next, a method for recycling a used roll composite roll according to an embodiment of the present invention will be described.
First, the used rolling
Here, for example, one or more of visual inspection, penetrating flaw detection method, and ultrasonic flaw detection method are used to confirm that there are no harmful defects on the surface and inside of the collected
次に、焼鈍された使用済圧延用複合ロール14の胴部15を機械加工して、金属表面を露出させる。
このとき、芯材11の胴部12の外周に、第1の鉄系外層材13が、前記した0を超え30mm以下の範囲内残存するように機械加工を行う。この場合、第1の鉄系外層材13の表面が、上記した露出する金属表面(即ち、素地)となる。
なお、機械加工は、更に芯材11の胴部12まで行ってもよい。この場合、芯材11の胴部12の表面が、上記した露出する金属表面(即ち、素地)となる。
以上の機械加工により、使用済圧延用複合ロール14の胴部15の表面を滑らかにできる(以上、第2工程)。
Next, the
At this time, machining is performed on the outer periphery of the
In addition, you may perform a machining to the trunk | drum 12 of the
The surface of the trunk | drum 15 of the
そして、使用済圧延用複合ロール14の胴部15に、従来公知の連続鋳掛け法(例えば、特開2000−176628号公報)によって第2の鉄系外層材16を形成する。概略を述べると、前記した化学成分からなる溶湯を、耐火枠と使用済圧延用複合ロール14の胴部15との隙間に注入して誘導加熱を行い、次いで、この耐火枠の下方に設けた水冷モールドで溶湯を凝固して第2の鉄系外層材16を形成し、一体となった第2の鉄系外層材16と使用済圧延用複合ロール14を順次下方へ引き抜き出してロールを製造する。
従来は、圧延用複合ロールを製造するたびに、新たに鍛鋼製芯材を調達して用いていたため、その加工に時間がかかり、調達までに長期間を要していた。一方、本願発明では、鍛鋼製の芯材11を有する使用済圧延用複合ロール14を用いてロールを再生するため、調達までの時間が不要となった。
And the 2nd iron-type outer-
Conventionally, every time a composite roll for rolling is manufactured, a forged steel core material is newly procured and used, so that the processing takes time, and it takes a long time to procure. On the other hand, in this invention, since the roll is regenerated using the
その結果、安価かつ短工期で、高性能の再生複合ロール10を供給することが可能となる。
特に、使用済圧延用複合ロール14の胴部15の表面に、第1の鉄系外層材13の全部もしくは一部を残した状態で、第2の鉄系外層材16を鋳掛けることで、以下の利点が得られる。
第1の鉄系外層材13は低融点であるため、鋳掛け鋳造時には、使用済圧延用複合ロール14の胴部15の表面に残存した第1の鉄系外層材13が溶融して、第2の鉄系外層材16を、第1の鉄系外層材13を介して芯材11に容易に溶着させることができ、剥離しにくい健全な境界層を形成できる。
また、これにより、第2の鉄系外層材16の厚みを過度に厚くすることなく、ロールを繰り返し再生して使用することが可能となり、圧延により製造される製品品質のばらつきを低減できる(以上、第3工程)。
As a result, it is possible to supply the high-performance recycled
In particular, by casting the second iron-based
Since the first iron-based
In addition, this makes it possible to repeatedly regenerate and use the roll without excessively increasing the thickness of the second iron-based
上記した方法により、第2の鉄系外層材16が形成された使用済圧延用複合ロール14を焼鈍(例えば、600〜900℃程度)する(以上、第4工程)。
そして、処理された使用済圧延用複合ロール14の軸部の摩耗した部分、曲がった部分、窪んだ部分、又は酸化した部分に、芯材11を構成する材料と同程度の硬度を有する肉盛材を溶接肉盛する。このとき、軸部が全体的に損傷している場合は、損傷している軸部を機械切断した後、機械切断された軸部の代わりに新たな軸材を溶接によって繋ぎ、更にこの軸材を最終形状の寸法に機械加工する。
また、使用済圧延用複合ロール14の胴部についても、ここで溶接肉盛してもよい。
なお、使用済圧延用複合ロール14の軸部と胴部の溶接肉盛については、この工程に限られることなく他の工程で行ってもよい(以上、第5工程)。
次に、溶接肉盛された使用済圧延用複合ロール14を、所定形状、即ち、最終製品よりも数%程度大きい形状に機械加工して、再生中間ロールを製造する(以上、第6工程)。
そして、この再生中間ロールに対して、以下に示す熱処理を施す。
By the method described above, the used rolling
And the build-up which has the hardness comparable as the material which comprises the
Further, the body portion of the
In addition, about the welding overlay of the axial part and trunk | drum of the
Next, the
And the heat processing shown below is given with respect to this reproduction | regeneration intermediate | middle roll.
まず、鋳掛け鋳造後に、熱処理炉にて再生中間ロール全体を、例えば750℃以上に加熱し、一定時間保持した後、炉内又は大気中で除冷し焼鈍処理して、鋳造応力を除去すると共に、第2の鉄系外層材16を軟化させて、加工し易くする。
その後、鋳掛け部表面及び両端の組織不安定部を機械加工し、再生中間ロールの全体又は胴部を、900℃以上1100℃以下に加熱し、一定時間保持する。そして、大気中、衝風、又は気水噴霧により、常温近くまで冷却することにより焼入れし、基地を硬いマルテンサイトもしくはベイナイトとした後、500℃以上600℃以下で、1回もしくは2回以上の焼戻しを実施し、ショアー硬さ(HS)を70〜100にする。
なお、上記した鋳造時並びに熱処理を行うに際しては、軸部18、19に、変形や表面の高温酸化が発生する。
First, after cast casting, the entire regenerated intermediate roll is heated to, for example, 750 ° C. or higher in a heat treatment furnace and held for a certain period of time, then cooled in the furnace or in the atmosphere and annealed to remove casting stress. The second iron-based
Thereafter, the surface of the cast-in part and the unstable part of the structure at both ends are machined, and the entire regenerated intermediate roll or the body is heated to 900 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower and held for a certain time. And after quenching by cooling to near normal temperature by air, blast, or air-water spray, the base is made hard martensite or bainite, and it is 500 ° C or higher and 600 ° C or lower once or twice or more. Tempering is performed, and the Shore hardness (HS) is set to 70-100.
In addition, when performing the above-described casting and heat treatment, deformation and high-temperature oxidation of the surface occur in the
そこで、前記した第5工程で行う溶接肉盛を、第6工程及び第7工程のいずれか一方又は双方の工程の途中又は終了後に、軸部18、19の全体もしくは一部に対して行い、形状の復元並びに強度を確保する。ここで、上記した肉盛溶接を、焼入れ前もしくは焼戻しを行う前に行うことにより、その後に行う熱処理で肉盛溶接による残留応力を除去できる。
この方法を採用することにより、使用可能な肉盛溶接材の選択の自由度が広がることから、特に、軸部18、19の軸受部20、21や、駆動側軸部19の端部に位置するウォブラー部(駆動系カップリングに挿入される部分)22の摩耗損傷を低減させることができ、また必要により強度の向上も図れる。
なお、焼鈍及び焼入れは、通常は再生中間ロール全体を加熱して行うが、その胴部のみを加熱して行う方法、例えば誘導加熱法を採用することもでき、この場合、熱処理時間の短縮や軸部の変形並びに酸化が少ない観点から望ましい(以上、第7工程)。
Therefore, the welding build-up performed in the fifth step described above is performed on the whole or a part of the
By adopting this method, the degree of freedom of selection of usable build-up welding materials is expanded, so that the positions of the bearing
The annealing and quenching are usually performed by heating the entire regenerated intermediate roll, but a method of heating only the body portion, for example, induction heating method can also be adopted. This is desirable from the viewpoint of less deformation and oxidation of the shaft (the seventh step).
上記した方法で熱処理された再生中間ロールを、機械加工により最終形状(製品の形状)に仕上げ加工して、再生複合ロール10にする(以上、第8工程)。
なお、以上に示した鋳掛け鋳造後、焼入れ前加工後、再生複合ロール10の完成時にも、前記した目視、浸透探傷法、及び超音波探傷法のいずれか1又は2以上を用い、健全なロールであることを確認したうえで、製造した再生複合ロール10を使用に供する。
The recycled intermediate roll heat-treated by the above-described method is finished into a final shape (product shape) by machining to obtain a recycled composite roll 10 (the eighth step).
In addition, after the casting casting shown above, after the pre-quenching process, and when the recycled
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、胴径:620mm、胴長:1850mm、全長:4573mmの熱間薄板連続圧延(ホットストリップ・ミル)に使用する仕上げ圧延機用ロール(再生複合ロール)を製造した。なお、仕上げ圧延機用ロールの製造に際しては、表1に示す芯材と、表1に示す化学成分(ハイス系)を有する第2の鉄系外層材を用い、連続鋳掛け法により表1に示す鋳造速度で鋳造し、軸部の一部又は全体を機械加工(小寸法への機械加工)、溶接継ぎ、又は肉盛溶接を施した。以下、具体的に説明する。
Next, examples carried out for confirming the effects of the present invention will be described.
Here, a roll for a finish rolling mill (recycled composite roll) used for hot sheet continuous rolling (hot strip mill) having a trunk diameter of 620 mm, a trunk length of 1850 mm, and a total length of 4573 mm was manufactured. In the production of a roll for a finish rolling mill, the core material shown in Table 1 and the second iron-based outer layer material having a chemical component (high-speed type) shown in Table 1 are used, and shown in Table 1 by a continuous casting method. Casting was performed at a casting speed, and a part or the whole of the shaft portion was subjected to machining (machining to a small size), welded joint, or overlay welding. This will be specifically described below.
表1に示す実施例1は、図2に示す再生複合ロール30である。
この再生複合ロール30は、胴径:660mm(廃棄時の胴径:575mm)、胴長:1940mm、全長:5600mmの使用済圧延用複合ロール(図2の一点鎖線)に残存する第1の鉄系外層材を全て除去し、更に寸法を小さくした芯材の胴部32の外周面に、第2の鉄系外層材33を連続鋳掛け法にて溶着させたものである。なお、最終的には、軸部31に機械加工される。
Example 1 shown in Table 1 is a recycled
This recycled
また、実施例2、3は、それぞれ図3、図4に示す再生複合ロール40、50である。
この各再生複合ロール40、50は、それぞれ胴径が550mmとなった使用済圧延用複合ロール41、51を用い、その胴部42、52の胴径が530mmになるように機械加工し、胴部42、52に、0を超え15mm以下の厚みの第1の鉄系外層材43、53が残留した状態で、その外周面に第2の鉄系外層材44、54を連続鋳掛け法にて溶着させたものである。なお、第1の鉄系外層材と第2の鉄系外層材は、いずれも本願発明の化学成分範囲のものである。
この実施例2の再生複合ロール40の両側に設けられた軸部45、46は、最終的に行う焼戻し前に、Hv350レベルの肉盛材を、サブマージ・アーク法にて肉盛溶接し、その形状が未使用時の状態に復元されている(図3の斜線部)。これは、軸部に変形と酸化が発生し、その径が小さくなったためである。
Examples 2 and 3 are regenerated composite rolls 40 and 50 shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
The recycled composite rolls 40 and 50 are machined so that the barrel diameters of the
The
また、実施例3の再生複合ロール50の一方側に設けられた非駆動側軸部55の軸受部56と他方の駆動側に設けられた駆動側軸部57についても、上記した実施例2の再生複合ロール40と同様の理由から、その形状が未使用時の状態に復元されている(図4の斜線部)。なお、実施例3の再生複合ロール50については、更に、非駆動側軸部55の小径となった部分(軸受部の先側でスラスト軸受部)を機械切断した後、新しい軸材58を軸受部56に溶接にて継いで、最終的に機械加工にて形状を復元している。
Further, the bearing
一方、従来例は、図5に示す圧延用複合ロール60である。
この圧延用複合ロール60は、鍛鋼材を機械加工した未使用品の鍛鋼製芯材61を使用しており、その鍛鋼製芯材61の胴部63の外周面に第2の鉄系外層材64を連続鋳掛け法にて溶着させたものである。なお、最終的には軸部62に機械加工される。
上記した従来例及び実施例1〜3の各種製造条件及び試験結果を、表2に示す。
On the other hand, the conventional example is a composite roll for rolling 60 shown in FIG.
This
Table 2 shows various manufacturing conditions and test results of the above-described conventional example and Examples 1 to 3.
実施例1〜3のいずれについても、連続鋳掛け法での鋳造速度を、従来例の1.5倍である22.5mm/分という高速で行ったが、第2の鉄系外層材が使用済圧延用複合ロールに溶着し、使用済圧延用複合ロールの表面と第2の鉄系外層材との境界は健全であった。なお、鋳造後は直ちに焼鈍し、ロールの胴部を機械加工して、焼入れ焼戻し処理を行った。この最終の焼戻しは、550℃で行い、溶接部の残留応力を除去して使用に供した。
その結果、実施例1〜3の第2の鉄系外層材の性能、即ち耐摩耗性並びに耐肌荒れ性は、いずれも従来例と同等以上の結果が得られ、強度的にも使用に十分耐えることを確認できた。
以上のことから、使用済圧延用複合ロールを使用することで、従来時間を要していた芯材の調達期間が省略され、工期が著しく短縮されると共に、芯材の新規購入費用が軽減され、圧延用複合ロールの製造コストを削減することができることを確認できた。
In all of Examples 1 to 3, the casting speed in the continuous casting method was 1.5 times that of the conventional example, which was 22.5 mm / min, but the second iron-based outer layer material was used. The boundary between the surface of the used composite roll for rolling and the second ferrous outer layer material was welded to the composite roll for rolling. In addition, it annealed immediately after casting, the body part of the roll was machined, and the quenching tempering process was performed. This final tempering was performed at 550 ° C., and the residual stress in the weld was removed before use.
As a result, the performance of the second iron-based outer layer material of Examples 1 to 3, that is, the wear resistance and the rough skin resistance, both obtained results equal to or better than those of the conventional examples, and the strength sufficiently withstands use. I was able to confirm that.
From the above, the use of composite rolls for used rolling eliminates the core material procurement period, which previously required time, significantly shortens the work period, and reduces the cost of new core material purchase. It has been confirmed that the manufacturing cost of the composite roll for rolling can be reduced.
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の使用済圧延用複合ロールの再生方法及びこの方法によって製造された再生複合ロールを構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。 As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the matters described in the scope of claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope are also included. For example, the present invention can also be applied to a case where a part of or a whole of the above-described embodiments and modifications are combined to form a recycled composite roll for use rolling according to the present invention and a recycled composite roll manufactured by this method. Included in the scope of rights.
10:再生複合ロール、11:芯材、12:胴部、13:第1の鉄系外層材、14:使用済圧延用複合ロール、15:胴部、16:第2の鉄系外層材、17:胴部、18、19:軸部、20、21:軸受部、22:ウォブラー部、30:再生複合ロール、31:軸部、32:胴部、33:第2の鉄系外層材、40:再生複合ロール、41:使用済圧延用複合ロール、42:胴部、43:第1の鉄系外層材、44:第2の鉄系外層材、45、46:軸部、50:再生複合ロール、51:使用済圧延用複合ロール、52:胴部、53:第1の鉄系外層材、54:第2の鉄系外層材、55:非駆動側軸部、56:軸受部、57:駆動側軸部、58:軸材、60:圧延用複合ロール、61:鍛鋼製芯材、62:軸部、63:胴部、64:第2の鉄系外層材 10: recycled composite roll, 11: core material, 12: trunk, 13: first iron-based outer layer material, 14: composite roll for used rolling, 15: trunk, 16: second iron-based outer layer material, 17: trunk part, 18, 19: shaft part, 20, 21: bearing part, 22: wobbler part, 30: recycled composite roll, 31: shaft part, 32: trunk part, 33: second iron-based outer layer material, 40: Recycled composite roll, 41: Used roll composite roll, 42: Body, 43: First iron-based outer layer material, 44: Second iron-based outer layer material, 45, 46: Shaft, 50: Recycled Composite roll, 51: Composite roll for used rolling, 52: Body part, 53: First iron-based outer layer material, 54: Second iron-based outer layer material, 55: Non-driving side shaft part, 56: Bearing part, 57: Drive side shaft part, 58: Shaft material, 60: Composite roll for rolling, 61: Core material made of forged steel, 62: Shaft part, 63: Body part, 64: Outside the second iron system Wood
本発明は、鉄鋼の圧延において、特に、薄板、棒鋼、線材あるいは形鋼の熱間及び冷間圧延作業に用いられる使用済圧延用複合ロールを再生した再生複合ロールに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a recycled composite roll obtained by regenerating a used composite roll for use in hot and cold rolling operations of steel sheets, steel bars, wire rods, and shaped steels in rolling steel.
従来、鉄鋼の圧延においては、寸法及び形状精度の高い製品への要求が高まり、またその生産性の向上が望まれていたため、製品品質やその生産効率に直接影響する圧延用ロールに対して、摩耗並びに消耗が少なく、かつ耐肌荒れ性に優れることが強く要求されてきた。
そこで、例えば、特許文献1、2に開示されたいわゆる連続鋳掛け法を使用したハイス系ロール(以下、単にロールともいう)が開発された。具体的には、鋼系材料からなる芯材の周囲に、連続鋳掛け法によって鉄系外層材(C、V、Cr、Mo、W、Co等の合金元素を含有)を形成した複合ロールであり、ショアー硬さを70〜100の範囲にして使用されるものである。
Conventionally, in steel rolling, demand for products with high dimensional and shape accuracy has increased, and improvement in productivity has been desired, so for rolling rolls that directly affect product quality and production efficiency, There has been a strong demand for low wear and wear and excellent resistance to rough skin.
Accordingly, for example, a high speed roll (hereinafter, also simply referred to as a roll) using a so-called continuous casting method disclosed in
このロールは、摩耗が極めて少なく良好な肌を長時間維持できることから、薄板、棒鋼、線材、又は形鋼の熱間圧延作業、あるいは薄板の冷間圧延作業に適用されている。なお、ロールは、その胴部の直径が、圧延設備の制約から予め設定される範囲内で使用されており、使用に伴う摩耗並びにロール表面を平滑にするための研削作業による消耗により、上記した範囲の下限値に至ると廃棄されていた。
このため、従来は、新たに製造したロールを使用して、上記した熱間圧延作業あるいは冷間圧延作業を行っていた。
Since this roll has very little wear and can maintain a good skin for a long time, it is applied to a hot rolling operation of a thin plate, a steel bar, a wire, or a shape steel, or a cold rolling operation of a thin plate. In addition, the diameter of the trunk | drum is used within the range preset by the restrictions of rolling equipment, and the roll mentioned above by wear by use and the consumption by the grinding work for smoothing the roll surface. When the lower limit of the range was reached, it was discarded.
For this reason, conventionally, the above-described hot rolling operation or cold rolling operation has been performed using a newly manufactured roll.
しかしながら、ロールを構成する芯材は、強靱でしかも極めて高価な鍛鋼材で構成されているため、その加工に費用がかかり、ロールの製造コストを高くしていた。このため、ユーザーのロールの購入コストも高くなり、ロールのランニングコストの増大を招いていた。なお、芯材は圧延作業によって摩耗しないため、そのまま廃棄することは経済的でなかった。
また、芯材は、調達先に在庫があれば問題ないが、在庫がなければ新たに加工する必要があり、その調達に長期間を要する場合があった。このため、ロールの製造工期が長くなり、ユーザーへの対応に時間を要していた。
However, since the core material which comprises a roll is comprised with the tough steel material which is tough and very expensive, the process was expensive, and the manufacturing cost of the roll was made high. For this reason, the purchase cost of a user's roll also became high, and the running cost of the roll was caused to increase. Since the core material is not worn by the rolling operation, it is not economical to discard it as it is.
Further, the core material has no problem if it is in stock at the supplier, but if it is not in stock, it needs to be newly processed, and the procurement may take a long time. For this reason, the manufacturing period of the roll became long, and it took time to deal with the user.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、短工期でかつ安価に使用済圧延用複合ロールを再生した再生複合ロールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a reproducing composite roll of reproducing short construction period a and a composite roll inexpensively spent rolling.
前記目的に沿う第1の発明に係る再生複合ロールは、鋼系材料からなる芯材を有し、連続鋳掛け法によって胴部に硬質の第1の鉄系外層材が形成された使用済圧延用複合ロールの前記胴部の表面を機械加工して素地を露出させ、その周囲に、質量%で、C:0.5〜3.0%、Si:0.2〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、V:0.5〜10.0%、Cr:3.0〜10.0%を含有し、更にMo:2.0〜10.0%及びW:2.0〜10.0%のいずれか一方又は双方を有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる第2の鉄系外層材が連続鋳掛け法を用いて形成され、かつ前記胴部の両側に設けられている軸部の一方又は双方を機械切断した後、機械切断された前記軸部の代わりに新たな軸部を溶接によって繋いだ。
前記目的に沿う第2の発明に係る再生複合ロールは、鋼系材料からなる芯材を有し、連続鋳掛け法によって胴部に硬質の第1の鉄系外層材が形成された使用済圧延用複合ロールの前記胴部の表面を機械加工して素地を露出させ、その周囲に、C:0.5〜3.0%、Si:0.2〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、V:0.5〜10.0%、Cr:3.0〜10.0%を含有し、更にMo:2.0〜10.0%及びW:2.0〜10.0%のいずれか一方又は双方を有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる第2の鉄系外層材が連続鋳掛け法を用いて形成され、かつ前記胴部の両側に設けられている軸部の一部又は全部に溶接による肉盛りが施されている。
The recycled composite roll according to the first invention that meets the above object has a core material made of a steel-based material, and is used for used rolling in which a hard first iron-based outer layer material is formed on a body portion by a continuous casting method. The surface of the body portion of the composite roll is machined to expose the base, and in the periphery, C: 0.5 to 3.0%, Si: 0.2 to 2.0%, Mn: 0.2 to 2.0%, V: 0.5 to 10.0%, Cr: 3.0 to 10.0%, Mo: 2.0 to 10.0% and W: 2. A second iron-based outer layer material having either one or both of 0 to 10.0%, the balance being Fe and inevitable impurities, is formed using a continuous casting method , and is provided on both sides of the barrel portion. After mechanically cutting one or both of the shaft portions that were being cut, a new shaft portion was joined by welding instead of the mechanically cut shaft portion.
The recycled composite roll according to the second invention that meets the above-mentioned object has a core material made of a steel-based material, and is used for used rolling in which a hard first iron-based outer layer material is formed on a body portion by a continuous casting method. The surface of the body portion of the composite roll is machined to expose the base, and C: 0.5 to 3.0%, Si: 0.2 to 2.0%, Mn: 0.2 to 2.0%, V: 0.5-10.0%, Cr: 3.0-10.0%, Mo: 2.0-10.0% and W: 2.0-10. A shaft that has either one or both of 0%, the second iron-based outer layer material, the balance of which is Fe and inevitable impurities, is formed using a continuous casting method, and is provided on both sides of the body portion. Some or all of the parts are overlaid by welding.
第1、第2の発明に係る再生複合ロールにおいて、前記第2の鉄系外層材が、更に質量%で、Ni:0.2〜5.0%、Co:0.2〜10.0%、Nb:0.2〜2.0%、及びTi:0を超え0.2%以下のいずれか1種又は2種以上を含有することが好ましい。
第1、第2の発明に係る再生複合ロールにおいて、前記胴部の表面に溶接による肉盛を施すことがある。
第1、第2の発明に係る再生複合ロールにおいて、前記胴部の表面の機械加工は、前記第1の鉄系外層材の一部を残して行うことが好ましい。
In the recycled composite roll according to the first and second inventions, the second iron-based outer layer material is further mass%, Ni: 0.2 to 5.0%, Co: 0.2 to 10.0% Nb: 0.2 to 2.0% and Ti: more than 0.2% and preferably any one or more of 0.2% or less.
In the recycled composite roll according to the first and second inventions, the surface of the body portion may be overlaid by welding.
In the recycled composite roll according to the first and second inventions, it is preferable that the machining of the surface of the body portion is performed while leaving a part of the first iron-based outer layer material.
使用済圧延用複合ロールの再生方法において、前記胴部の両側に設けられている軸部の表面の一部又は全部に溶接肉盛した補修圧延用複合ロールを、該使用済圧延用複合ロールとして使用することが好ましい。
また、使用済圧延用複合ロールの再生方法において、前記胴部の両側に設けられている軸部の一方又は双方を機械切断した後、機械切断された前記軸部の代わりに新たな軸部を溶接によって繋いだ補修圧延用複合ロールを、該使用済圧延用複合ロールとして使用することが好ましい。
そして、第1の発明に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法において、該溶接によって繋がれた前記軸部を所定寸法に機械加工することが好ましい。
In the used rolling composite roll regeneration method, a repair rolling composite roll welded to a part or all of the surface of the shaft portion provided on both sides of the body portion is used as the used rolling composite roll. It is preferable to use it.
Further, in the recycling method of the used roll composite roll, after mechanically cutting one or both of the shaft portions provided on both sides of the body portion, a new shaft portion is used instead of the mechanically cut shaft portion. It is preferable to use the composite roll for repair rolling connected by welding as the composite roll for used rolling.
And in the reproduction | regenerating method of the composite roll for used rolling which concerns on 1st invention, it is preferable to machine the said axial part connected by this welding to a predetermined dimension.
第1、第2の発明に係る再生複合ロールにおいて、再生した該再生複合ロールの寸法が、前記使用済圧延用複合ロールの使用前の寸法と同一であることが好ましい。 First, in the reproduction composite roll according to the second invention, the dimensions of the reproduction composite roll of reproducing is preferably the same as in the previous dimensions using the spent rolling composite roll.
第1、第2の発明に係る再生複合ロールにおいて、該再生複合ロールの胴部に残存させた前記第1の鉄系外層材に前記第2の鉄系外層材を鋳掛ける際に、溶融して両材が混合することが好ましい。 In the recycled composite roll according to the first and second inventions, when the second iron-based outer layer material is cast on the first iron-based outer layer material remaining in the body portion of the recycled composite roll, It is preferable that both materials are mixed.
請求項1〜5記載の再生複合ロールは、使用済圧延用複合ロールの胴部の表面を機械加工して素地を露出させ、その周囲に、第2の鉄系外層材を連続鋳掛け法を用いて形成するので、従来のように、新たに芯材を調達する必要がなく、またその加工も最小限にできる。このため、高性能な再生複合ロールを、歩留りよく、短工期かつ安価に製造することができ、工業的に大きな価値を有する。
また、規定した第2の鉄系外層材の化学成分は、高価なハイス系の材料であるため、使用済圧延用複合ロールを再生して使用する効果がより顕著に現れる。
The recycled composite roll according to any one of
In addition, since the chemical component of the specified second iron-based outer layer material is an expensive high-speed material, the effect of regenerating and using the used roll composite roll appears more remarkably.
請求項5記載の再生複合ロールは、胴部の表面の機械加工が第1の鉄系外層材の一部を残して行われるので、芯材の直径が著しく小さくなることはなく、芯材は、使用済圧延用複合ロールの使用前の寸法より鋳掛け時の溶損量(例えば、0を超え10mm以下)分が、僅かに小さくなるのみである。従って、再生を繰返し行うことができる。一方、胴部の表面の機械加工が、第1の鉄系外層材を残して行われない場合は、芯材の直径が小さくなるため、再生を繰返し行うことで、直径が著しく小さくなり、少ない再生回数で、軸部との直径差がなくなり、その結果、鋳掛け作業ができなくなるため望ましくない。
従って、再生複合ロールを、前回使用していた同一の使用場所、例えば、熱間圧延あるいは冷間圧延にそのまま使用できる。
また、芯材の表面に第1の鉄系外層材を残すことで、第2の鉄系外層材を芯材の表面に直接形成する場合よりも、その結合力を高めることができ、製品品質の向上が図れる。更には、第1の鉄系外層材が無い場合と比較して、第2の鉄系外層材の鋳掛ける厚みを薄くできるので、再生複合ロールの製造コストを更に低減できる。
In the recycled composite roll according to
Therefore, the recycled composite roll can be used as it is in the same place where it was used last time, for example, hot rolling or cold rolling.
Also, by leaving the first iron-based outer layer material on the surface of the core material, it is possible to increase the bonding force compared to the case where the second iron-based outer layer material is directly formed on the surface of the core material, and to improve product quality Can be improved. Furthermore, compared with the case where there is no first iron-based outer layer material, the thickness of the second iron-based outer layer material cast can be reduced, so that the manufacturing cost of the recycled composite roll can be further reduced.
請求項2記載の再生複合ロールは、使用済圧延用複合ロールの軸部の表面に溶接肉盛するので、例えば、軸部に部分的に損傷が発生していても、その部分を補修するだけで再利用できる。
請求項1記載の再生複合ロールは、使用済圧延用複合ロールの軸部を機械切断した後、これに新たな軸部を溶接によって繋いでいるので、例えば、軸部全体に損傷が発生していても、その部分を取換えるだけで再利用できる。
Since the recycled composite roll according to
Reproducing composite roll according to
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
なお、以下の説明においては、説明の煩雑さをなくすため、回収してきた使用済圧延用複合ロールと、これを再生した再生複合ロールの使用済圧延用複合ロールに、それぞれ同一番号を符している。また、同様に、第1の鉄系外層材と第2の鉄系外層材についても、各製造工程において形状は異なるが、それぞれ同一番号を符している。
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法によって製造した再生複合ロール(以下、単に再生複合ロール又はロールともいう)10は、芯材11の胴部12に、従来公知の連続鋳掛け法(連続鋳掛け鋳造法ともいう)によって硬質の第1の鉄系外層材13が形成された使用済圧延用複合ロール14を使用したものであり、この使用済圧延用複合ロール14の胴部15の表面を機械加工して素地を露出させ、その周囲に、第2の鉄系外層材16を連続鋳掛け法を用いて形成したものである。以下、詳しく説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
In the following description, the same numbers are assigned to the used composite rolls for used rolling and the used composite rolls for regenerated composite rolls that have been recovered in order to eliminate the complexity of the description. Yes. Similarly, the first iron-based outer layer material and the second iron-based outer layer material also have the same numbers, although the shapes are different in each manufacturing process.
As shown in FIG. 1, a recycled composite roll (hereinafter, also simply referred to as a “recycled composite roll” or “roll”) 10 manufactured by the method for recycling a used roll composite roll according to an embodiment of the present invention is a
再生複合ロール10は、鉄鋼の圧延において、特に、薄板、棒鋼、線材あるいは形鋼の熱間圧延作業及び冷間圧延作業に用いられるものであり、その寸法が、使用済圧延用複合ロール14の使用前(未使用時)の寸法と同一のものである。なお、再生複合ロールの寸法は、設備的に使用が可能な小さい直径とすることも可能であるが、使用する直径範囲が減少し経済的でない。
この再生複合ロール10の胴部(外層)17の外径(胴径)Dは、例えば、300〜900mmであり、胴部17の幅(胴長)Wは、例えば、1500〜2500mmであり、胴部17の両側に設けられた軸部(以下、軸受部ともいう)18、19も含めた全長Lは、例えば、4000〜7000mmである。
The recycled
The outer diameter (trunk diameter) D of the trunk portion (outer layer) 17 of the recycled
使用済圧延用複合ロール14は、鋼系材料(例えば、クロム−モリブデン鋼のような機械構造用合金)からなる芯材11を有しており、この芯材11の胴部12の両側には、軸部18、19が設けられている。なお、軸部18、19は、設備に対応させて異なる形状としているが、同一形状の場合もある。
使用済の圧延用複合ロールは、軸部が使用に際してほとんど損傷していない場合、軸部の補修作業を行うことなくそのまま使用済圧延用複合ロール14として使用できる。しかし、軸部の一方又は双方に、例えば、摩耗、曲がり、窪み、又は酸化が部分的に発生した場合、更には全体的に損傷が発生した場合は、以下の方法で補修した補修圧延用複合ロールを、使用済圧延用複合ロール14として使用する。
The used rolling
When the shaft portion is hardly damaged in use, the used composite roll for rolling can be used as the used
軸部が部分的に損傷している場合は、その軸部の表面の一部又は全部に、芯材を構成する材料と同程度の硬度(例えば、Hv300〜400程度、以下同様)を有する肉盛材を、サブマージ・アーク溶接により溶接肉盛し、必要に応じて機械加工する。
また、軸部が全体的に損傷している場合は、損傷している軸部を機械切断した後、機械切断された軸部の代わりに新たな軸部を溶接によって繋ぐ。なお、この軸部は、芯材を構成する材料と同程度の硬度を有する軸材を溶接によって繋いだ後、この軸材を最終形状(所定形状:製品である再生複合ロールの軸部の形状)の寸法に機械加工することにより形成するが、最終形状に機械加工された軸部を溶接によって繋いでもよい。
When the shaft part is partially damaged, the meat having the same degree of hardness as the material constituting the core material (for example, about Hv 300 to 400, the same shall apply hereinafter) on part or all of the surface of the shaft part The build-up material is welded by submerged arc welding and machined as necessary.
When the shaft portion is totally damaged, the damaged shaft portion is mechanically cut, and then a new shaft portion is connected by welding instead of the mechanically cut shaft portion. In addition, this shaft portion is obtained by joining shaft materials having the same degree of hardness as the material constituting the core material by welding, and then, this shaft material is formed into a final shape (predetermined shape: the shape of the shaft portion of the recycled composite roll as a product). ), The shaft portion machined to the final shape may be joined by welding.
なお、再生過程において、使用済圧延用複合ロールの胴部芯材の直径が小さくなった場合に、その表面の一部又は全部に、芯材を構成する材料と同程度の硬度を有する肉盛材を溶接肉盛する。
以上の補修作業により、損傷した使用済圧延用複合ロールについても、よりよい状態に戻して使用できる。
再生複合ロール10は、芯材11の胴部12の周囲表面に、厚みT1が、例えば、0を超え30mm以下(好ましくは、10mm以下)の第1の鉄系外層材13が形成され、この第1の鉄系外層材13の周囲表面に、厚みT2が、例えば、50mm以上150mm以下の第2の鉄系外層材16を鋳掛けて形成されている。なお、第1の鉄系外層材13と第2の鉄系外層材16は、溶融混合することが望ましい。また、上記した第1の鉄系外層材13を介することなく、芯材11の胴部12の周囲表面に、第2の鉄系外層材16を直接形成してもよい。
In addition, when the diameter of the core part of the core of the composite roll for used rolling becomes small in the regeneration process, a part of or all of the surface is built up with a hardness comparable to the material constituting the core. Weld the material.
Through the above repair work, the damaged used composite roll for rolling can be returned to a better state and used.
In the recycled
上記した第1、第2の鉄系外層材13、16は、質量%で、C:0.5〜3.0%、Si:0.2〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、V:0.5〜10.0%、Cr:3.0〜10.0%を含有し、更にMo:2.0〜10.0%及びW:2.0〜10.0%のいずれか一方又は双方を有し、残部がFe及び不可避的不純物からなるものである。
この第1、第2の鉄系外層材13、16は、耐摩耗性を確保し、かつ耐熱き裂性を向上するため、硬い粒状の炭化物を用いることが望ましく、主にMC型炭化物を使用している。このMC型炭化物の晶出量は、面積率で、熱間圧延用では5%以上(上限は、例えば10%程度)、冷間圧延用では1%以上5%以下とすることが必要である。
一方、同時に晶出するM7C3型、M2C型、M3C型の各炭化物は、その量が少量の場合、本願発明の効果を損なうものではなく、耐摩耗性の確保には有効なものである。
The above-described first and second iron-based
The first and second iron-based
On the other hand, when M 7 C 3 type, M 2 C type and M 3 C type carbides that crystallize at the same time are small, the effects of the present invention are not impaired, and the wear resistance is ensured. It is effective.
続いて、第1、第2の鉄系外層材13、16の化学成分を限定した理由について述べる。
C(炭素):0.5質量%以上3.0質量%以下
Cは、ロールの性能に直接影響する硬さを得るために最も重要な元素である。このため、C量が0.5質量%未満の場合、耐摩耗性及び耐肌荒れ性を向上するために有効な硬い炭化物の晶出量が少なく、更に基地に固溶するC量が不足し、焼入れ性によっても十分な基地硬さを得られなくなると共に、合金添加の効果を十分発揮できず、耐摩耗性が著しく低下する。一方、3.0質量%を超える場合、本来は脆い炭化物の晶出量が増加し、特に粗大な炭化物が凝集して結晶粒界に晶出し、圧延中に、これが表層から剥離しロールの消耗を早め、ひいては圧延製品を損傷し使用に耐えなくなるため、これを上限とした。
Next, the reason why the chemical components of the first and second iron-based
C (carbon): 0.5 mass% or more and 3.0 mass% or less C is the most important element for obtaining hardness that directly affects the performance of the roll. For this reason, when the amount of C is less than 0.5% by mass, the amount of crystallization of hard carbide effective for improving wear resistance and skin roughness resistance is small, and the amount of C dissolved in the base is insufficient. Even with hardenability, sufficient base hardness cannot be obtained, and the effect of alloy addition cannot be fully exhibited, and the wear resistance is significantly reduced. On the other hand, if it exceeds 3.0% by mass, the amount of crystallization of brittle carbides increases, and especially coarse carbides aggregate and crystallize at the grain boundaries. As a result, the rolled product was damaged and could not be used, so this was made the upper limit.
Si(ケイ素)、Mn(マンガン):それぞれ0.2質量%以上2.0質量%以下
SiとMnは、本願発明を特徴づけるものではないが、共に脱酸効果及び溶湯の流動性を高めることを目的として、それぞれ一般の高速度鋼に含まれる0.2質量%以上2.0質量%以下の量を含有させている。なお、0.2質量%未満の場合、その効果が不十分であり、2.0質量%を超える場合、靱性が低下するため、上記した範囲に規定した。
Si (silicon) and Mn (manganese): 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less, respectively Si and Mn do not characterize the present invention, but both improve the deoxidation effect and the fluidity of the molten metal. For the purpose of the above, an amount of 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less contained in general high speed steel is included. In addition, since the effect is inadequate when less than 0.2 mass%, and exceeds 2.0 mass%, toughness falls, it specified in the above-mentioned range.
V(バナジウム):0.5質量%以上10.0質量%以下
Vは、優先的にCと結合し、従来のロールに認められるセメンタイト(Fe3C)やクロム炭化物(Cr7C3)に比べて極めて硬く、しかも粒状のMC型炭化物、即ちVC型炭化物を晶出及び析出させて、耐摩耗性を向上させるために極めて有効な元素である。なお、Vの含有量は、Cとの関係で選択される。
ここで、Cが0.5質量%以上10.0質量%以下の範囲(上記したC:0.5〜3.0質量%が含まれる範囲)においては、V量が0.5質量%未満の場合、VC型炭化物が晶出及び析出せず、耐摩耗性を向上させ得ないため、これを下限とした。一方、10.0質量%を超える場合、前記したとおり、初晶の炭化物が多量に晶出し、材料強度を損なうと共に、炭化物が粒界に析出して、これが圧延使用中にロール表面から欠け落ち耐肌荒れ性を損なうため、これを上限とした。
V (vanadium): 0.5% by mass or more and 10.0% by mass or less V is preferentially bonded to C and is added to cementite (Fe 3 C) and chromium carbide (Cr 7 C 3 ) found in conventional rolls. It is an extremely effective element for improving wear resistance by crystallizing and precipitating granular MC type carbide, that is, VC type carbide. The content of V is selected in relation to C.
Here, in the range where C is 0.5% by mass or more and 10.0% by mass or less (the above-mentioned C: a range including 0.5 to 3.0% by mass), the V amount is less than 0.5% by mass. In this case, the VC type carbide was not crystallized and precipitated, and the wear resistance could not be improved. On the other hand, when it exceeds 10.0 mass%, as described above, a large amount of primary crystal carbides crystallize, and the strength of the material is impaired, and the carbide precipitates at the grain boundaries, and this is chipped off from the roll surface during rolling use. In order to impair the rough skin resistance, this was made the upper limit.
Cr(クロム):3.0質量%以上10.0質量%以下
Crは、単独ではCr7C3炭化物として、結晶粒界に網目状に多量に凝集して晶出するため、これを多量に生成させないため、10.0質量%以下に限定して含有させている。なお、Crは、Mo(モリブデン)、W(タングステン)と共に、硬いM2C型の共晶炭化物を形成することがあるが、後述するように、その晶出量を限定する必要がある。一方、Crは、基地組織にも固溶し、焼入れにより硬さを向上させ、更に焼戻しにおいては、析出硬化作用を促進するのに有効な元素であり、その効果を発揮させるために、3.0質量%以上含有することが必要であり、これを下限とした。
Cr (chromium): 3.0% by mass or more and 10.0% by mass or less Cr alone is Cr 7 C 3 carbide, and is agglomerated and crystallized in a large amount in a network at the grain boundaries. Since it is not generated, it is limited to 10.0% by mass or less. In addition, Cr may form a hard M 2 C type eutectic carbide together with Mo (molybdenum) and W (tungsten), but it is necessary to limit the amount of crystallization as described later. On the other hand, Cr is a solid solution in the matrix structure, improves the hardness by quenching, and is an element effective for accelerating the precipitation hardening action in tempering. It is necessary to contain 0% by mass or more, and this is set as the lower limit.
Mo(モリブデン):2.0質量%以上10.0質量%以下
W(タングステン):2.0質量%以上10.0質量%以下
MoとWは、種としてM2C型の共晶炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させるもので、従来は積極的に用いられていた。この炭化物は、棒状もしくは板状に結晶粒界に晶出する。この点、前述の凝集して晶出するFe3C、Cr7C3ほど著しく有害ではないが、複数の炭化物が密集して晶出した場合には、結果的に大きな炭化物としてみなされ、これが欠け落ちる。このため、晶出量を少量に抑制することが望ましく、実用的には、組織に占める面積率で3%以下とする。
Mo (molybdenum): 2.0 mass% or more and 10.0 mass% or less W (tungsten): 2.0 mass% or more and 10.0 mass% or less Mo and W are M 2 C type eutectic carbides as seeds. It is formed and improves wear resistance, and has been actively used in the past. This carbide crystallizes at the grain boundary in the form of a rod or plate. In this respect, although not as harmful as the above-mentioned Fe 3 C and Cr 7 C 3 which are agglomerated and crystallized, when a plurality of carbides are crystallized densely, it is regarded as a large carbide as a result. Chipped. For this reason, it is desirable to suppress the amount of crystallization to a small amount, and practically, the area ratio in the structure is set to 3% or less.
なお、本願発明においては、鋳造時に晶出したM2C型炭化物が、その後の熱処理工程を経てM6C型炭化物になる。一方、MoはCrと同様、一部が基地組織にも固溶して、焼入れにより硬さを向上させ、更に焼戻しにおいて析出硬化を促進し、またWも一部が基地組織に固溶し、高温での強度及び硬さを向上させるため、熱間圧延に供した場合、耐摩耗性を向上させる作用を有している。その効果が現れるためには、2.0質量%以上10.0質量%以下のMo、及び2.0質量%以上10.0質量%以下のWの1種又は2種を含有することが必要であり、前記晶出炭化物の量を考慮した場合、望ましくは両元素の総量を4質量%以上15質量%以下とする。 In the present invention, the M 2 C type carbide crystallized during casting becomes M 6 C type carbide through the subsequent heat treatment step. On the other hand, Mo, like Cr, partly dissolves in the matrix structure, improves hardness by quenching, further promotes precipitation hardening in tempering, and W also partially dissolves in matrix structure, When subjected to hot rolling in order to improve the strength and hardness at high temperatures, it has the effect of improving wear resistance. In order to exhibit the effect, it is necessary to contain one or two kinds of Mo of 2.0% by mass to 10.0% by mass and W of 2.0% by mass to 10.0% by mass. In consideration of the amount of the crystallization carbide, the total amount of both elements is desirably 4% by mass or more and 15% by mass or less.
更に、第1、第2の鉄系外層材13、16は、質量%で、Ni:0.2〜5.0%、Co:0.2〜10.0%、Nb:0.2〜2.0%、及びTi:0を超え0.2%以下のいずれか1種又は2種以上を含有してもよい。
Ni(ニッケル):0.2質量%以上5.0質量%以下
Niは、0.2質量%以上添加すると、焼入れ性を向上させる効果を有する。直径の大きいロールなどが、大きい硬度深度が要求される場合には、その要求に応じて添加するとよい。しかし、多量に添加すると、残留オーステナイトが過剰となり、かえって高硬度が得られなくなるため、5.0質量%以下の範囲で用いることが有効である。
Furthermore, the 1st, 2nd iron-type outer-
Ni (nickel): 0.2% by mass or more and 5.0% by mass or less Ni, when added in an amount of 0.2% by mass or more, has an effect of improving hardenability. When a roll having a large diameter or the like requires a large depth of hardness, it may be added according to the requirement. However, when added in a large amount, the retained austenite becomes excessive and high hardness cannot be obtained. Therefore, it is effective to use in a range of 5.0% by mass or less.
Co(コバルト):0.2質量%以上10.0質量%以下
Coは、0.2質量%以上添加すると、高温使用下で基地の硬さと強度を向上させるため、特に熱間圧延用ロールの場合には、10.0質量%以下の範囲で用いることが有効である。
Co (cobalt): 0.2% by mass or more and 10.0% by mass or less Co is added in an amount of 0.2% by mass or more to improve the hardness and strength of the base under high temperature use. In this case, it is effective to use in the range of 10.0% by mass or less.
Nb(ニオブ):0.2質量%以上2.0質量%以下
Nbは、Vと同様にMC型炭化物を生成するため、Vの代替元素として、0.2質量%以上2.0質量%以下添加することが有効である。このNbの添加によりMC型炭化物(NbC)が偏析せずに分散して晶出する2.0質量%を上限値とし、実用的に効果を奏する0.2質量%を下限値とした。
Nb (Niobium): 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less Nb generates MC type carbides similarly to V. Therefore, as an alternative element for V, 0.2b% or more and 2.0% by mass or less It is effective to add. The upper limit was set to 2.0 mass% at which MC carbide (NbC) was dispersed and crystallized without segregation due to the addition of Nb, and the lower limit was set to 0.2 mass%, which had practical effects.
Ti(チタン):0を超え0.2質量%以下
Tiは、極めて微細で、かつ極めて硬いTiC炭化物を生成するが、併せてMC型炭化物の晶出核の役目を果たし、炭化物の分散を促進することで有効である。その含有量は、少量でも効果があるが、実用的な下限値は0.02質量%である。なお、Tiは、極めて強い酸化元素であり、酸化生成物が介在物欠陥として外層材に残存しないため、0.2質量%を上限とした。
Ti (titanium): more than 0 and 0.2% by mass or less Ti produces extremely fine and extremely hard TiC carbides, but also serves as a crystallization nucleus for MC type carbides and promotes dispersion of carbides. It is effective to do. The content is effective even with a small amount, but the practical lower limit is 0.02% by mass. Ti is an extremely strong oxidizing element, and the oxidation product does not remain as inclusion defects in the outer layer material, so the upper limit was set to 0.2% by mass.
以上に示した第1、第2の鉄系外層材13、16は、更に、Al(アルミニウム)及びZr(ジルコニウム)のいずれか一方又は双方を含有してもよく、この場合、それぞれ0.2質量%以下含有すると、Tiと同様の効果をそれぞれ奏し、本願発明の効果を損なうものではない。
なお、第1の鉄系外層材13と第2の鉄系外層材16を構成する各化学成分は、以上に示した化学成分及びその含有量の範囲内であれば、同一でもよく、また異なっていてもよい。
The first and second iron-based
The chemical components constituting the first iron-based
次に、本発明の一実施の形態に係る使用済圧延用複合ロールの再生方法について説明する。
まず、熱間圧延設備又は冷間圧延設備から回収した使用済圧延用複合ロール14を焼鈍(例えば、600〜900℃程度)し、使用済圧延用複合ロール14の胴部15に残存する第1の鉄系外層材13を軟化させる。
なお、ここでは、回収した使用済圧延用複合ロール14の表面並びに内部に、有害な欠陥が無いことを、例えば、目視、浸透探傷法、及び超音波探傷法のいずれか1又は2以上を用いて確認する(以上、第1工程)。
Next, a method for recycling a used roll composite roll according to an embodiment of the present invention will be described.
First, the used rolling
Here, for example, one or more of visual inspection, penetrating flaw detection method, and ultrasonic flaw detection method are used to confirm that there are no harmful defects on the surface and inside of the collected
次に、焼鈍された使用済圧延用複合ロール14の胴部15を機械加工して、金属表面を露出させる。
このとき、芯材11の胴部12の外周に、第1の鉄系外層材13が、前記した0を超え30mm以下の範囲内残存するように機械加工を行う。この場合、第1の鉄系外層材13の表面が、上記した露出する金属表面(即ち、素地)となる。
なお、機械加工は、更に芯材11の胴部12まで行ってもよい。この場合、芯材11の胴部12の表面が、上記した露出する金属表面(即ち、素地)となる。
以上の機械加工により、使用済圧延用複合ロール14の胴部15の表面を滑らかにできる(以上、第2工程)。
Next, the
At this time, machining is performed on the outer periphery of the
In addition, you may perform a machining to the trunk | drum 12 of the
The surface of the trunk | drum 15 of the
そして、使用済圧延用複合ロール14の胴部15に、従来公知の連続鋳掛け法(例えば、特開2000−176628号公報)によって第2の鉄系外層材16を形成する。概略を述べると、前記した化学成分からなる溶湯を、耐火枠と使用済圧延用複合ロール14の胴部15との隙間に注入して誘導加熱を行い、次いで、この耐火枠の下方に設けた水冷モールドで溶湯を凝固して第2の鉄系外層材16を形成し、一体となった第2の鉄系外層材16と使用済圧延用複合ロール14を順次下方へ引き抜き出してロールを製造する。
従来は、圧延用複合ロールを製造するたびに、新たに鍛鋼製芯材を調達して用いていたため、その加工に時間がかかり、調達までに長期間を要していた。一方、本願発明では、鍛鋼製の芯材11を有する使用済圧延用複合ロール14を用いてロールを再生するため、調達までの時間が不要となった。
And the 2nd iron-type outer-
Conventionally, every time a composite roll for rolling is manufactured, a forged steel core material is newly procured and used, so that the processing takes time, and it takes a long time to procure. On the other hand, in this invention, since the roll is regenerated using the
その結果、安価かつ短工期で、高性能の再生複合ロール10を供給することが可能となる。
特に、使用済圧延用複合ロール14の胴部15の表面に、第1の鉄系外層材13の全部もしくは一部を残した状態で、第2の鉄系外層材16を鋳掛けることで、以下の利点が得られる。
第1の鉄系外層材13は低融点であるため、鋳掛け鋳造時には、使用済圧延用複合ロール14の胴部15の表面に残存した第1の鉄系外層材13が溶融して、第2の鉄系外層材16を、第1の鉄系外層材13を介して芯材11に容易に溶着させることができ、剥離しにくい健全な境界層を形成できる。
また、これにより、第2の鉄系外層材16の厚みを過度に厚くすることなく、ロールを繰り返し再生して使用することが可能となり、圧延により製造される製品品質のばらつきを低減できる(以上、第3工程)。
As a result, it is possible to supply the high-performance recycled
In particular, by casting the second iron-based
Since the first iron-based
In addition, this makes it possible to repeatedly regenerate and use the roll without excessively increasing the thickness of the second iron-based
上記した方法により、第2の鉄系外層材16が形成された使用済圧延用複合ロール14を焼鈍(例えば、600〜900℃程度)する(以上、第4工程)。
そして、処理された使用済圧延用複合ロール14の軸部の摩耗した部分、曲がった部分、窪んだ部分、又は酸化した部分に、芯材11を構成する材料と同程度の硬度を有する肉盛材を溶接肉盛する。このとき、軸部が全体的に損傷している場合は、損傷している軸部を機械切断した後、機械切断された軸部の代わりに新たな軸材を溶接によって繋ぎ、更にこの軸材を最終形状の寸法に機械加工する。
また、使用済圧延用複合ロール14の胴部についても、ここで溶接肉盛してもよい。
なお、使用済圧延用複合ロール14の軸部と胴部の溶接肉盛については、この工程に限られることなく他の工程で行ってもよい(以上、第5工程)。
次に、溶接肉盛された使用済圧延用複合ロール14を、所定形状、即ち、最終製品よりも数%程度大きい形状に機械加工して、再生中間ロールを製造する(以上、第6工程)。
そして、この再生中間ロールに対して、以下に示す熱処理を施す。
By the method described above, the used rolling
And the build-up which has the hardness comparable as the material which comprises the
Further, the body portion of the
In addition, about the welding overlay of the axial part and trunk | drum of the
Next, the
And the heat processing shown below is given with respect to this reproduction | regeneration intermediate | middle roll.
まず、鋳掛け鋳造後に、熱処理炉にて再生中間ロール全体を、例えば750℃以上に加熱し、一定時間保持した後、炉内又は大気中で除冷し焼鈍処理して、鋳造応力を除去すると共に、第2の鉄系外層材16を軟化させて、加工し易くする。
その後、鋳掛け部表面及び両端の組織不安定部を機械加工し、再生中間ロールの全体又は胴部を、900℃以上1100℃以下に加熱し、一定時間保持する。そして、大気中、衝風、又は気水噴霧により、常温近くまで冷却することにより焼入れし、基地を硬いマルテンサイトもしくはベイナイトとした後、500℃以上600℃以下で、1回もしくは2回以上の焼戻しを実施し、ショアー硬さ(HS)を70〜100にする。
なお、上記した鋳造時並びに熱処理を行うに際しては、軸部18、19に、変形や表面の高温酸化が発生する。
First, after cast casting, the entire regenerated intermediate roll is heated to, for example, 750 ° C. or higher in a heat treatment furnace and held for a certain period of time, then cooled in the furnace or in the atmosphere and annealed to remove casting stress. The second iron-based
Thereafter, the surface of the cast-in part and the unstable part of the structure at both ends are machined, and the entire regenerated intermediate roll or the body is heated to 900 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower and held for a certain time. And after quenching by cooling to near normal temperature by air, blast, or air-water spray, the base is made hard martensite or bainite, and it is 500 ° C or higher and 600 ° C or lower once or twice or more. Tempering is performed, and the Shore hardness (HS) is set to 70-100.
In addition, when performing the above-described casting and heat treatment, deformation and high-temperature oxidation of the surface occur in the
そこで、前記した第5工程で行う溶接肉盛を、第6工程及び第7工程のいずれか一方又は双方の工程の途中又は終了後に、軸部18、19の全体もしくは一部に対して行い、形状の復元並びに強度を確保する。ここで、上記した肉盛溶接を、焼入れ前もしくは焼戻しを行う前に行うことにより、その後に行う熱処理で肉盛溶接による残留応力を除去できる。
この方法を採用することにより、使用可能な肉盛溶接材の選択の自由度が広がることから、特に、軸部18、19の軸受部20、21や、駆動側軸部19の端部に位置するウォブラー部(駆動系カップリングに挿入される部分)22の摩耗損傷を低減させることができ、また必要により強度の向上も図れる。
なお、焼鈍及び焼入れは、通常は再生中間ロール全体を加熱して行うが、その胴部のみを加熱して行う方法、例えば誘導加熱法を採用することもでき、この場合、熱処理時間の短縮や軸部の変形並びに酸化が少ない観点から望ましい(以上、第7工程)。
Therefore, the welding build-up performed in the fifth step described above is performed on the whole or a part of the
By adopting this method, the degree of freedom of selection of usable build-up welding materials is expanded, so that the positions of the bearing
The annealing and quenching are usually performed by heating the entire regenerated intermediate roll, but a method of heating only the body portion, for example, induction heating method can also be adopted. This is desirable from the viewpoint of less deformation and oxidation of the shaft (the seventh step).
上記した方法で熱処理された再生中間ロールを、機械加工により最終形状(製品の形状)に仕上げ加工して、再生複合ロール10にする(以上、第8工程)。
なお、以上に示した鋳掛け鋳造後、焼入れ前加工後、再生複合ロール10の完成時にも、前記した目視、浸透探傷法、及び超音波探傷法のいずれか1又は2以上を用い、健全なロールであることを確認したうえで、製造した再生複合ロール10を使用に供する。
The recycled intermediate roll heat-treated by the above-described method is finished into a final shape (product shape) by machining to obtain a recycled composite roll 10 (the eighth step).
In addition, after the casting casting shown above, after the pre-quenching process, and when the recycled
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、胴径:620mm、胴長:1850mm、全長:4573mmの熱間薄板連続圧延(ホットストリップ・ミル)に使用する仕上げ圧延機用ロール(再生複合ロール)を製造した。なお、仕上げ圧延機用ロールの製造に際しては、表1に示す芯材と、表1に示す化学成分(ハイス系)を有する第2の鉄系外層材を用い、連続鋳掛け法により表1に示す鋳造速度で鋳造し、軸部の一部又は全体を機械加工(小寸法への機械加工)、溶接継ぎ、又は肉盛溶接を施した。以下、具体的に説明する。
Next, examples carried out for confirming the effects of the present invention will be described.
Here, a roll for a finish rolling mill (recycled composite roll) used for hot sheet continuous rolling (hot strip mill) having a trunk diameter of 620 mm, a trunk length of 1850 mm, and a total length of 4573 mm was manufactured. In the production of a roll for a finish rolling mill, the core material shown in Table 1 and the second iron-based outer layer material having a chemical component (high-speed type) shown in Table 1 are used, and shown in Table 1 by a continuous casting method. Casting was performed at a casting speed, and a part or the whole of the shaft portion was subjected to machining (machining to a small size), welded joint, or overlay welding. This will be specifically described below.
表1に示す実施例1は、図2に示す再生複合ロール30である。
この再生複合ロール30は、胴径:660mm(廃棄時の胴径:575mm)、胴長:1940mm、全長:5600mmの使用済圧延用複合ロール(図2の一点鎖線)に残存する第1の鉄系外層材を全て除去し、更に寸法を小さくした芯材の胴部32の外周面に、第2の鉄系外層材33を連続鋳掛け法にて溶着させたものである。なお、最終的には、軸部31に機械加工される。
Example 1 shown in Table 1 is a recycled
This recycled
また、実施例2、3は、それぞれ図3、図4に示す再生複合ロール40、50である。
この各再生複合ロール40、50は、それぞれ胴径が550mmとなった使用済圧延用複合ロール41、51を用い、その胴部42、52の胴径が530mmになるように機械加工し、胴部42、52に、0を超え15mm以下の厚みの第1の鉄系外層材43、53が残留した状態で、その外周面に第2の鉄系外層材44、54を連続鋳掛け法にて溶着させたものである。なお、第1の鉄系外層材と第2の鉄系外層材は、いずれも本願発明の化学成分範囲のものである。
この実施例2の再生複合ロール40の両側に設けられた軸部45、46は、最終的に行う焼戻し前に、Hv350レベルの肉盛材を、サブマージ・アーク法にて肉盛溶接し、その形状が未使用時の状態に復元されている(図3の斜線部)。これは、軸部に変形と酸化が発生し、その径が小さくなったためである。
Examples 2 and 3 are regenerated composite rolls 40 and 50 shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
The recycled composite rolls 40 and 50 are machined so that the barrel diameters of the
The
また、実施例3の再生複合ロール50の一方側に設けられた非駆動側軸部55の軸受部56と他方の駆動側に設けられた駆動側軸部57についても、上記した実施例2の再生複合ロール40と同様の理由から、その形状が未使用時の状態に復元されている(図4の斜線部)。なお、実施例3の再生複合ロール50については、更に、非駆動側軸部55の小径となった部分(軸受部の先側でスラスト軸受部)を機械切断した後、新しい軸材58を軸受部56に溶接にて継いで、最終的に機械加工にて形状を復元している。
Further, the bearing
一方、従来例は、図5に示す圧延用複合ロール60である。
この圧延用複合ロール60は、鍛鋼材を機械加工した未使用品の鍛鋼製芯材61を使用しており、その鍛鋼製芯材61の胴部63の外周面に第2の鉄系外層材64を連続鋳掛け法にて溶着させたものである。なお、最終的には軸部62に機械加工される。
上記した従来例及び実施例1〜3の各種製造条件及び試験結果を、表2に示す。
On the other hand, the conventional example is a composite roll for rolling 60 shown in FIG.
This
Table 2 shows various manufacturing conditions and test results of the above-described conventional example and Examples 1 to 3.
実施例1〜3のいずれについても、連続鋳掛け法での鋳造速度を、従来例の1.5倍である22.5mm/分という高速で行ったが、第2の鉄系外層材が使用済圧延用複合ロールに溶着し、使用済圧延用複合ロールの表面と第2の鉄系外層材との境界は健全であった。なお、鋳造後は直ちに焼鈍し、ロールの胴部を機械加工して、焼入れ焼戻し処理を行った。この最終の焼戻しは、550℃で行い、溶接部の残留応力を除去して使用に供した。
その結果、実施例1〜3の第2の鉄系外層材の性能、即ち耐摩耗性並びに耐肌荒れ性は、いずれも従来例と同等以上の結果が得られ、強度的にも使用に十分耐えることを確認できた。
以上のことから、使用済圧延用複合ロールを使用することで、従来時間を要していた芯材の調達期間が省略され、工期が著しく短縮されると共に、芯材の新規購入費用が軽減され、圧延用複合ロールの製造コストを削減することができることを確認できた。
In all of Examples 1 to 3, the casting speed in the continuous casting method was 1.5 times that of the conventional example, which was 22.5 mm / min, but the second iron-based outer layer material was used. The boundary between the surface of the used composite roll for rolling and the second ferrous outer layer material was welded to the composite roll for rolling. In addition, it annealed immediately after casting, the body part of the roll was machined, and the quenching tempering process was performed. This final tempering was performed at 550 ° C., and the residual stress in the weld was removed before use.
As a result, the performance of the second iron-based outer layer material of Examples 1 to 3, that is, the wear resistance and the rough skin resistance, both obtained results equal to or better than those of the conventional examples, and the strength sufficiently withstands use. I was able to confirm that.
From the above, the use of composite rolls for used rolling eliminates the core material procurement period, which previously required time, significantly shortens the work period, and reduces the cost of new core material purchase. It has been confirmed that the manufacturing cost of the composite roll for rolling can be reduced.
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の再生複合ロールを構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。 As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the matters described in the scope of claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope are also included. For example, a case where the reclaimed composite roll of the present invention is configured by combining some or all of the above-described embodiments and modifications is also included in the scope of the right of the present invention.
10:再生複合ロール、11:芯材、12:胴部、13:第1の鉄系外層材、14:使用済圧延用複合ロール、15:胴部、16:第2の鉄系外層材、17:胴部、18、19:軸部、20、21:軸受部、22:ウォブラー部、30:再生複合ロール、31:軸部、32:胴部、33:第2の鉄系外層材、40:再生複合ロール、41:使用済圧延用複合ロール、42:胴部、43:第1の鉄系外層材、44:第2の鉄系外層材、45、46:軸部、50:再生複合ロール、51:使用済圧延用複合ロール、52:胴部、53:第1の鉄系外層材、54:第2の鉄系外層材、55:非駆動側軸部、56:軸受部、57:駆動側軸部、58:軸材、60:圧延用複合ロール、61:鍛鋼製芯材、62:軸部、63:胴部、64:第2の鉄系外層材 10: recycled composite roll, 11: core material, 12: trunk, 13: first iron-based outer layer material, 14: composite roll for used rolling, 15: trunk, 16: second iron-based outer layer material, 17: trunk part, 18, 19: shaft part, 20, 21: bearing part, 22: wobbler part, 30: recycled composite roll, 31: shaft part, 32: trunk part, 33: second iron-based outer layer material, 40: Recycled composite roll, 41: Used roll composite roll, 42: Body, 43: First iron-based outer layer material, 44: Second iron-based outer layer material, 45, 46: Shaft, 50: Recycled Composite roll, 51: Composite roll for used rolling, 52: Body part, 53: First iron-based outer layer material, 54: Second iron-based outer layer material, 55: Non-driving side shaft part, 56: Bearing part, 57: Drive side shaft part, 58: Shaft material, 60: Composite roll for rolling, 61: Core material made of forged steel, 62: Shaft part, 63: Body part, 64: Outside the second iron system Wood
Claims (5)
焼鈍した前記胴部の表面を機械加工して素地を露出させ、その周囲に、第2の鉄系外層材が連続鋳掛けされ、焼鈍処理及び機械加工を行って所定形状としたことを特徴とする再生複合ロール。 A recycled composite roll having a core material made of a steel material and regenerating a used composite roll for rolling in which a hard first iron-based outer layer material is formed on the body portion by a continuous casting method,
The surface of the annealed body portion is machined to expose the base, and the second iron-based outer layer material is continuously cast around the surface, and annealing treatment and machining are performed to obtain a predetermined shape. Recycled composite roll.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013264073A JP5760074B2 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Recycled composite roll |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013264073A JP5760074B2 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Recycled composite roll |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012060696A Division JP5726114B2 (en) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | Recycling method of used roll composite rolls |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014121732A true JP2014121732A (en) | 2014-07-03 |
JP5760074B2 JP5760074B2 (en) | 2015-08-05 |
Family
ID=51402690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013264073A Active JP5760074B2 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Recycled composite roll |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5760074B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59225806A (en) * | 1983-06-07 | 1984-12-18 | Kubota Ltd | Rolling roll having tough neck-part and manufacture thereof |
JPS62207580A (en) * | 1986-03-06 | 1987-09-11 | Kobe Steel Ltd | Welding repair method for large diameter long sized roll with partial wear |
JPH0143802B2 (en) * | 1986-05-28 | 1989-09-22 | Kobe Steel Ltd | |
JPH0829330B2 (en) * | 1987-12-21 | 1996-03-27 | 株式会社クボタ | Long and small diameter compound roll |
JPH11310825A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Nippon Steel Corp | Manufacture of work roll for cold rolling |
JP2001049344A (en) * | 1999-08-02 | 2001-02-20 | Nippon Steel Corp | Production of combined roll for cold-rolling and roll |
JP2002346613A (en) * | 2001-05-28 | 2002-12-03 | Nippon Steel Corp | Composite roll for hot rolling and hot rolling method using the same |
-
2013
- 2013-12-20 JP JP2013264073A patent/JP5760074B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59225806A (en) * | 1983-06-07 | 1984-12-18 | Kubota Ltd | Rolling roll having tough neck-part and manufacture thereof |
JPS62207580A (en) * | 1986-03-06 | 1987-09-11 | Kobe Steel Ltd | Welding repair method for large diameter long sized roll with partial wear |
JPH0143802B2 (en) * | 1986-05-28 | 1989-09-22 | Kobe Steel Ltd | |
JPH0829330B2 (en) * | 1987-12-21 | 1996-03-27 | 株式会社クボタ | Long and small diameter compound roll |
JPH11310825A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Nippon Steel Corp | Manufacture of work roll for cold rolling |
JP2001049344A (en) * | 1999-08-02 | 2001-02-20 | Nippon Steel Corp | Production of combined roll for cold-rolling and roll |
JP2002346613A (en) * | 2001-05-28 | 2002-12-03 | Nippon Steel Corp | Composite roll for hot rolling and hot rolling method using the same |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6014050848; IRON & STEEL SOCIETY Inc.: ROLLS FOR THE METALWORKING INDUSTRIES , 1990 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5760074B2 (en) | 2015-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5726114B2 (en) | Recycling method of used roll composite rolls | |
JP5268431B2 (en) | Recycling method of used roll composite rolls | |
JP2012110968A5 (en) | ||
JP7047387B2 (en) | Manufacturing methods for steel sheets, butt welded members, hot pressed molded products, steel pipes, hollow hardened products, and steel plates. | |
JP3563587B2 (en) | Hot width reduction press tool and manufacturing method thereof | |
JP5437669B2 (en) | Hot and hot forging die | |
JP5760074B2 (en) | Recycled composite roll | |
KR20180084108A (en) | Rolls for hot rolling processes and methods for their manufacture | |
JP5667502B2 (en) | Friction welding machine structural steel and friction welding parts | |
JP3772202B2 (en) | Composite work roll for cold rolling and manufacturing method thereof | |
JP2006297427A (en) | Method for manufacturing forged sleeve roll for rolling wide flange shape | |
JPH0680176B2 (en) | Method of manufacturing work rolls for hot rolling | |
JP3819255B2 (en) | Method for producing martensitic stainless steel strip with excellent punchability | |
JPH089045B2 (en) | Cavity roll for cold tube rolling mill and method for manufacturing the same | |
JP2004217992A (en) | Electric resistance welded tube and production method therefor | |
JP3711090B2 (en) | Hot width reduction press mold | |
JP2019157267A (en) | Carbon alloy steel sheet and method for manufacturing carbon alloy steel sheet | |
JP5279002B2 (en) | Method for manufacturing roller shell of lower traveling body of construction machine | |
JPH03248703A (en) | Work roll for hot rolling and its manufacture | |
JP3116585B2 (en) | Manufacturing method of rolls for hot rolling | |
JP2000034537A (en) | High strength hot rolled steel plate excellent in machinability, and its production | |
JPH03126838A (en) | Composite roll | |
JP2001105176A (en) | Material for plasma welding excellent in wear resistance, corrosion resistance, seizure resistance and compound tool | |
JP2000158020A (en) | Composite roll for iron manufacturing rolling equipment, excellent in impact resistance and corrosion resistanve | |
JP4214334B2 (en) | Hot rolling method for stainless steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150526 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150608 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5760074 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |