JP2564327B2 - 連続鋳造用ロールの防食方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続鋳造用ロールの溶接部の防食方法に関す
る。

〔従来の技術〕

一般に連続鋳造用ロールにおいては、鋳造熱片（以下
スラブという）からの熱によってロール材質が過熱され
る。この過熱によるロールの強度低下や軟化を防止する
ために、ロール内に冷却水路を形成し、内部から冷却し
ている。

その冷却水に対するロールの防食方法として、特開昭
59−185558号公報には冷却水路を形成するロールの内壁
面にアルミニウムなどの保護被膜を形成する方法が開示
されており、また実開昭58−71451号公報には、スリー
ブ内面とロール軸外面との間に冷却水路を有するロール
においてスリーブ内面ならびにロール軸外面に、耐食性
合金の内盛層を有する中実スリーブ型連続鋳造用ロール
が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来技術はいずれも溶接継手部以外の冷
却水路側を貴な電位にもっていくもので、構成各部材の
内面に保護被膜を施すことは可能であるが、それら部材
の溶接継手部を保護することはできなかった。

このような冷却水路側の部材全面をアノードの状態に
する方法では、実開昭56−71351号公報において示され
る外周に冷却水路を有するロール軸と、これを外包する
スリーブをスリーブの両端部とロール軸を嵌合し、それ
ぞれ又は片方の外面から溶接する構造を有した連続鋳造
用ロールにおいては、溶接部がカソードとなり、スラブ
からの熱により発生する溶接部の半径方向の熱応力と協
同作用を起こし、溶接ルート部に引張応力が作用し、水
素脆化型（以下HE）の応力腐食割れ（以下SCCという）
が生ずる。

それによりその溶接部は損傷を受け、ついには溶接部
破断により内部冷却水が漏れて事故に至るといった欠点
があった。

本発明は前記欠点を解決するため、スリーブの両端部
を外面からの溶接によってロール軸に水密状に固定する
接合構造を有する連続鋳造用ロールの上記溶接部の防食
方法を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、次の２工程の技術手段から成る。

（１）ロール軸とスリーブの溶接部の溶接開先ルート部
にアルミニウムまたはその合金からなる保護被膜を形成
する。

（２）この保護被膜の上に溶接する。

〔作用〕

本発明は溶接後、溶接部の電位を上げ、冷却水路内よ
りも貴な電位にするものである。

アルミニウムは純度99.92重量％以上のものを用い
る。これは不純物としての銅、鉄は著しく耐食性を害す
るためである。

またアルミニウム合金は、アルミニウム７重量％以
上、鉄２重量％以上、ニッケル0.5重量％以上、マンガ
ン0.5重量％以上、銅79重量％以上のものを用いる。こ
の合金は一般にアルミニウム青銅であり、この範囲で耐
食性を保持するためである。

また被膜の厚みは50μｍ以上、3.5mm以下とする必要
がある。ここで下限値50μｍは継手溶接時の希釈によっ
ても被膜効果を失うことがないために必要な厚さであ
り、上限値3.5mmは溶接継手の強度を保つために必要な
寸法である。

〔実施例〕

第１図は本発明の適用される第１の実施例を示す連続
鋳造用ロールの一部断面側面図である。第２図は本発明
の適用される第２の実施例を示す連続鋳造用ロールの一
部断面側面図である。

両図において、１はロール軸、２はスリーブ、３はス
リーブ内面冷却水路、3bは溶接部冷却水路、５はブッシ
ュである。

第１図の構成において、溶接継手４は、ロール軸１と
スリーブ２により形成される。第２図の構成において溶
接継手４はスリーブ２とブッシュ５によって形成され
る。

第３図は溶接開先の部分断面図であり、第２図に示し
た第２の実施例の詳細図である。本発明の第１工程とし
て溶接開先にはスリーブ２とブッシュ５の両側にアルミ
ニウムまたはその合金の被膜６を形成する。

第４図は本発明の第２工程を完了した溶接部の部分断
面図であり、第３図に示した溶接開先のアルミニウムま
たはその合金の被膜上に溶接施工したもので、溶接部断
面は溶接により溶融したアルミニウムまたはその合金の
被膜6aと溶接金属７で構成されている。

スリーブ２、ブッシュ５またはロール軸１の材質が鉄
系金属である場合には、アルミニウムまたはその合金の
被膜は必ず貴な電位となるため、冷却水路３に接する金
属部分において、アルミニウムまたはその合金の被膜6a
がアノード、スリーブ２、ブッシュ５またはロール軸１
がカソードになる。

カソード部分は平滑であるため、アノード部分で生じ
た電子がカソード部分に流れ、その溶接面で水柱の水素
イオンと結合し、原子状水素となり、単に冷却水中を流
れていくことになる。

それによって溶接部に原子状水素または水素イオンが
集積することがなくなるので、溶接部がHE型のSCCを生
ずることはない。

次に本発明の具体例について述べる。

内面にアルミニウム被膜を施したロール軸とスリーブ
を用いて嵌合部の直径180mmφのロールの溶接開先に、5
0〜100μｍのアルミニウムめっきを施した。次いでMIG
溶接により開先部を溶接した。

以上のように防食したロールを３本製作し、それを軸
水冷しながら、外面を900℃に加熱し、次いで水槽で冷
却する工程を繰返し、その加熱冷却によって半径方向の
熱応力を与える試験をした。

従来の方法では、繰返し数20回で試験ロール３本全数
に割れが発生していたが、本発明方法によって防食した
ロールは繰返し数80回になったものを解体し、冷却水路
側を観察したところ、ロール軸とスリーブの内面溶液部
には、わずかなスケールが生じているものの、溶接部の
アルミニウム被膜は健全であった。

さらに同仕様のロールを３本、実機の連続鋳造機に取
付け、１年間使用したものを解体し、調査したところ、
溶接部のアルミニウム被膜は健全であり、溶接割れ等は
全く認められなかった。

なお、今回実施したアルミニウム被膜の形成方法はめ
っきであるが、別の方法として、溶射や肉盛溶接による
方法でも良い。また上記実施例では内面にアルミニウム
被膜を施したロール軸とスリーブを用いた例を示した
が、内面にアルミニウム被膜を施さない場合にも同様の
効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明はスリーブの両端部をロール軸に固定するため
の接合構造を溶接構造とし、予めその継手の溶接開先内
面にアルミニウムまたはその合金からなる保護被膜を形
成した後溶接することにより、溶接後、溶接部がアノー
ドとなるため、溶接部での原子状水素、または水素イオ
ン生成がなくなり、水素アタックやHE型SCCが生じなく
なった。

それにより、ロールの長期間使用が可能となり、ロー
ル費用が低下した。

さらに水漏れ事故によるスラブ急冷が生ずることがな
くなったので、安定した品質の連鋳スラブが得られるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の適用される実施例を示す連続
鋳造用ロールの一部断面側面図、第３図は本発明の第１
工程における溶接開先の断面詳細図、第４図は本発明の
第２工程を完了した後の溶接断面詳細図である。 １……ロール軸 ２……スリーブ ３……スリーブ内面冷却水路 3a……ロール軸冷却水路 3b……溶接部裏側冷却水路 ４……溶接部 ５……ブッシュ ６……アルミニウムまたはその合金 6a……溶接熱により溶融したアルミニウムまたはその合
金 ７……溶接金属

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スリーブの端部とロール軸を外面から溶接
   により水密状に固定するロールの溶接部を防食するに当
   り、該溶接の開先ルート部にアルミニウムまたはアルミ
   ニウム合金からなる保護被膜を形成し、次いで該保護被
   膜上に溶接を行うことを特徴とするロール溶接部の防食
   方法。