JP2601746B2 - Centrifugal casting sleeve roll and its manufacturing method - Google Patents

Centrifugal casting sleeve roll and its manufacturing method

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JP2601746B2
JP2601746B2 JP4135730A JP13573092A JP2601746B2 JP 2601746 B2 JP2601746 B2 JP 2601746B2 JP 4135730 A JP4135730 A JP 4135730A JP 13573092 A JP13573092 A JP 13573092A JP 2601746 B2 JP2601746 B2 JP 2601746B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性、耐クラック
性、及び強靱性を兼備し、圧延用ロール等として用いて
好適な遠心鋳造製スリーブロールとその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sleeve roll made of centrifugal casting which has both abrasion resistance, crack resistance and toughness and is suitable for use as a roll for rolling and the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、例えばH形鋼用ユニバーサルミル
における圧延ロールには、外層材として特殊アダマイト
鋼、合金ダクタイル鋳鉄或いはニッケルグレーン鋳鉄等
の高硬度系の材料を用い、内層材として靱性に優れる球
状黒鉛鋼又はダクタイル鋳鉄を用いた複合スリーブが多
用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, for example, a roll of a universal mill for an H-section steel is made of a high-hardness material such as a special adamite steel, an alloy ductile cast iron or a nickel grain cast iron as an outer layer material, and has an excellent toughness as an inner layer material. Composite sleeves using spheroidal graphite steel or ductile cast iron are frequently used.

【0003】前記複合スリーブは、周知の遠心力鋳造に
より鋳造され、所定の熱処理及び機械加工を経て、軸材
に焼嵌によりセットされ、一対組立ロールとされるのが
一般的である。
[0003] The composite sleeve is generally cast by a known centrifugal casting, subjected to a predetermined heat treatment and machining, set by shrink-fitting on a shaft, and is generally made into a pair of assembly rolls.

【0004】近年の圧延条件の苛酷化及び圧延における
生産性向上の要求から、より一層の耐摩耗性、耐クラッ
ク性及び強靱性を備えた圧延用ロールの提供が要求され
ている。
[0004] In recent years, in view of severer rolling conditions and a demand for improved productivity in rolling, it has been demanded to provide a roll for rolling having more wear resistance, crack resistance and toughness.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】然しながら、前記複合
スリーブの外層材では、圧延側の要求レベル、チャンス
フリー等の長期継続使用に対しては、特に耐摩耗性の点
で限界があり、圧延側の将来構想に対し、ロールがネッ
クになっているのが実状である。従って、このような要
求に対処可能な現材質より著しく性能に優れた外層材の
開発が望まれている。
However, the outer layer material of the composite sleeve is limited in terms of wear resistance, especially for long-term continuous use such as the required level on the rolling side and chance-free. The reality is that the role is a bottleneck for the future concept of. Therefore, there is a demand for the development of an outer layer material which is much more excellent in performance than the current material which can meet such demands.

【0006】また、内層材に関しても、例えばH形鋼圧
延における巾可変用ロール圧延等の高負荷圧延に対して
は、まだ強度が不十分で、巾薄サイズの圧延が困難等の
種々の制約を余儀なくされている。
[0006] Also, with regard to the inner layer material, various restrictions such as insufficient strength and difficulty in rolling a thin-walled size for high-load rolling such as width-variable roll rolling in H-section steel rolling are difficult. Have to be forced.

【0007】このような状況から、例えば特開昭60-124
407 号、特開昭61-177355 号には、従来の遠心力鋳造ロ
ールの外層材として高V鋳鉄を用いることが提案されて
いる。然しながら、遠心力鋳造ロールの外層材として高
V鋳鉄を用いる圧延用ロールでは、比重の小さいV炭化
物が遠心分離し、ロール外層内の特性が肉厚方向で不均
一になる。この傾向は大型ロールで外層肉厚が大なるほ
ど著しく、実用ロールとしての使用に耐えることができ
ないという問題点がある。
Under such circumstances, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-124
No. 407 and JP-A-61-177355 propose the use of high-V cast iron as the outer layer material of a conventional centrifugal casting roll. However, in a rolling roll using high-V cast iron as an outer layer material of a centrifugal casting roll, V carbide having a low specific gravity is centrifuged, and characteristics in the outer layer of the roll become uneven in the thickness direction. This tendency is remarkable as the thickness of the outer layer of a large roll increases, and there is a problem that the roll cannot be used as a practical roll.

【0008】尚、特開昭58-87249号、特開平1-96355 号
公報には、高速度鋼なみに高合金化した鋳鋼、鋳鉄を用
いたロール材が提案されている。然しながら、特開昭58
-87249号は、遠心鋳造によらない小径の鋳物を対象とし
たもので問題にならない。また、特開平1-96355 号は、
特殊な鋳掛肉盛法、遠心力鋳造法以外の特殊な製造手法
しか適用できず、生産性、経済性の面で問題がある。
[0008] JP-A-58-87249 and JP-A-1-96355 propose a rolled material using cast steel or cast iron which is made of a high alloy like high speed steel. However, JP 58
-87249 is intended for small diameter castings that do not rely on centrifugal casting, and is not a problem. Also, JP-A-1-96355 discloses that
Only special manufacturing methods other than the special casting overlay method and the centrifugal force casting method can be applied, and there is a problem in terms of productivity and economy.

【0009】即ち、圧延用ロールの製造に際し、ロール
外層にVを多量に含有させることにより、耐摩耗性を著
しく向上させることは可能であるが、複合ロール製造時
に生産性、経済性が最も優れているとして一般に実施さ
れている遠心力鋳造法を採用した場合には、炭化物の遠
心分離を生じ、所定の特性を均一に得られないという問
題点がある。
[0009] That is, in the production of a rolling roll, it is possible to significantly improve wear resistance by incorporating a large amount of V in the outer layer of the roll, but the most excellent productivity and economical efficiency during the production of a composite roll. However, when a generally used centrifugal casting method is employed, there is a problem that carbides are centrifuged and predetermined characteristics cannot be obtained uniformly.

【0010】本発明は、外層を形成する合金成分を適正
化し、炭化物組成を限定することにより、遠心力作用下
でも偏析の生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外
層材を使用するとともに、内層材に強靱性に富む黒鉛鋼
を使用し、外層と内層を冶金学的に完全に結合させて一
体とした遠心鋳造製スリーブロールを提供することを目
的とする。
The present invention uses an outer layer material having uniform wear resistance and crack resistance which does not cause segregation even under the action of centrifugal force by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition. It is another object of the present invention to provide a centrifugally cast sleeve roll in which a highly tough graphite steel is used for an inner layer material, and an outer layer and an inner layer are completely metallurgically bonded to be integrated.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、外層材と、該外層材と溶着一体化した黒鉛鋼の内層
材とからなる遠心鋳造製スリーブロールであって、 該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%
V:3.0〜10.0%, Nb:0.6〜7.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなるととも
に、 下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% ・・・(1) 0.2≦ Nb/ V ≦0.8 .・・(2) 該内層材が、 C:1.0〜2.0%,Si:1.6〜2.4%,M
n:0.2〜1.0%, P:0.05%以下,S:0.03%以下,Ni:0.
7%以下, Cr:3.5%以下,Mo:0.03〜3.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、 内層への外層混入比が5〜35%の範囲に規制されて
るようにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a sleeve roll made of centrifugal casting comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel welded and integrated with the outer layer material. Material: C: 1.0-3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities.
The following formulas (1) and (2) are satisfied: V + 1.8Nb ≦ 7.5C−6.0% (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8.・ (2) The inner layer material is: C: 1.0 to 2.0%, Si: 1.6 to 2.4%, M
n: 0.2 to 1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.
7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 0.03 to 3.0% , the balance being Fe and unavoidable impurities , and the mixing ratio of the outer layer to the inner layer is restricted to the range of 5 to 35%. It is something that has been done.

【0012】請求項2に記載の本発明は、外層材と、該
外層材と溶着一体化した黒鉛鋼の内層材とからなる遠心
鋳造製スリーブロールであって、 該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%
V:3.0〜10.0%, Nb:0.6〜7.0% 更に Ni:8.0%以下,Co:10.0%以下のうちから
選ばれた1種以上を含有し、残部Fe及び不可避的不純
物よりなるとともに、下記(1)式と(2)式を満足
し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% ・・・(1) 0.2≦ Nb/ V ≦0.8 ・・・(2) 該内層材が、 C:1.0〜2.0%,S1:1.6〜2.4%,M
n:0.2〜1.0%, P:0.05%以下,S:0.03%以下,N1:0.
7%以下, Cr:3.5%以下,Mo:0.03〜3.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、 内層への外層混入比が5〜35%の範囲に規制されて
るようにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a centrifugal casting sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1. 0.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, further contains at least one selected from Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, The balance consists of Fe and unavoidable impurities and satisfies the following equations (1) and (2)
And, V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0 % ··· (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 ··· (2) the inner layer material, C: 1.0 to 2. 0%, S1: 1.6 to 2.4%, M
n: 0.2 to 1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, N1: 0.
7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 0.03 to 3.0% , the balance being Fe and unavoidable impurities , and the mixing ratio of the outer layer to the inner layer is restricted to the range of 5 to 35%. It is something that has been done.

【0013】請求項3に記載の本発明は、外層材と、該
外層材と溶着一体化した黒鉛鋼の内層材とからなる遠心
鋳造製スリーブロールであって、 該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%
V:3.0〜10.0%, Nb:0.6〜7.0% 更に Ni:8.0%以下,Co:10.0%以下,Cu:
2.0%以下, Ti:2.0%以下,Zr:2.0%以下 B:0.1%以下のうちから選ばれた1種又は2種以上 を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% ・・・(1) 0.2≦ Nb/ V ≦0.8 ・・・(2) 該内層材が、 C:1.0〜2.0%,Si:1.6〜2.4%,M
n:0.2〜1.0%, P:0.05%以下,S:0.03%以下,Ni:0.
7%以下, Cr:3.5%以下,Mo:0.03〜3.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、 内層への外層混入比が5〜35%の範囲に規制されて
るようにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a sleeve roll made of centrifugal casting comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material comprises: C: 1 0.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, Cu:
2.0% or less, Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less , B: One or more selected from 0.1% or less, with the balance Fe and unavoidable Tomo and consisting of impurities
The following formulas (1) and (2) are satisfied: V + 1.8Nb ≦ 7.5C−6.0% (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 (2) ) The inner layer material is: C: 1.0 to 2.0%, Si: 1.6 to 2.4%, M
n: 0.2 to 1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.
7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 0.03 to 3.0% , the balance being Fe and unavoidable impurities , and the mixing ratio of the outer layer to the inner layer is restricted to the range of 5 to 35%. It is something that has been done.

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【作用】[Action]

(A) 外層材における合金元素の限定理由 C:1.0 〜3.5 % Cはロール外層材の耐摩耗性を向上する硬い炭化物を形
成するための必須元素で1.0 %以上必要であるが、3.5
%を越えると耐クラック性が著しく低下するため上限を
3.5 %とする。
(A) Reasons for limiting alloy elements in outer layer material C: 1.0 to 3.5% C is an essential element for forming hard carbide which improves the wear resistance of the outer layer material of the roll, and is required to be 1.0% or more.
%, Crack resistance is significantly reduced.
3.5%.

【0017】Si:2.0 %以下 Siは脱酸剤及び鋳造性の確保に必要な元素で添加する
が、2.0 %を越えると耐クラック性を低下するため上限
を2.0 %とする。
Si: 2.0% or less Si is added as a deoxidizing agent and an element necessary for ensuring castability, but if it exceeds 2.0%, crack resistance is reduced, so the upper limit is made 2.0%.

【0018】Mn:2.0 %以下 Mnも上記Siと同様必要であるが、2.0 %を越えると
耐クラック性が低下するため好ましくなく上限を2.0 %
とする。
Mn: 2.0% or less Mn is required in the same manner as the above Si, but if it exceeds 2.0%, the crack resistance is reduced, so that it is not preferable that the upper limit is 2.0%.
And

【0019】Cr:3.0〜12.0% Crは炭化物を形成し、耐摩耗性を向上するための必須
元素で3.0%以上必要であるが、12.0%を越える
と本発明が対象とするV,Nbを添加した場合には耐摩
耗性が劣化するため上限を12.0%とする。
Cr: 3.0 to 12.0% Cr forms a carbide and is essential for improving wear resistance.
The element is required to be 3.0% or more, but if it exceeds 12.0%, the wear resistance deteriorates when V and Nb, which is the object of the present invention, is added, so the upper limit is made 12.0%.

【0020】Mo:2.0〜8.0% MoはCrと同様に炭化物を形成して耐摩耗性を向上す
るための必須元素で2.0%以上必要であるが、基地の
焼入性、焼もどし軟化抵抗を向上し、基地組織の強化に
有効であるが、8.0%を越えると耐クラック性が低下
するため、上限を8.0%をする。
Mo: 2.0-8.0% Mo forms carbides like Cr and improves wear resistance .
2.0% or more is an essential element for improving the hardenability and temper softening resistance of the matrix, and is effective for strengthening the matrix structure. , The upper limit is set to 8.0%.

【0021】Ni:8.0 %以下、Co:10.0%以下 Niは焼入れ性を向上し、基地組織を強化するために添
加するが、8.0 %を越えると残留γの存在等不安定な組
織を形成するため好ましくなく、上限を 8.0%とする。
Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less Ni is added to improve hardenability and strengthen the base structure. However, if it exceeds 8.0%, an unstable structure such as the presence of residual γ is formed. Therefore, it is not preferable, and the upper limit is set to 8.0%.

【0022】Coは高温における組織を安定化させるた
めに添加するが、10.0%を越えるとその耐熱性向上効果
が飽和するため経済性の点から上限を10.0%とする。
Co is added to stabilize the structure at a high temperature, but if it exceeds 10.0%, the effect of improving heat resistance is saturated, so the upper limit is made 10.0% from the viewpoint of economy.

【0023】Cu:2.0%以下 Cuは 基地組織を強化し、高温硬さを向上するため添加
するが、Cuは2.0%を越えるとロールの表面性状を
劣化するとともに耐摩耗性、耐クラック性を低下するた
め上限を2.0%とする。
Cu: 2.0% or less Cu is added to strengthen the base structure and improve the high-temperature hardness. However, if Cu exceeds 2.0%, the surface properties of the roll are deteriorated and the wear resistance and The upper limit is set to 2.0% to reduce crack resistance .

【0024】 Ti: 2.0%以下、Zr:2.0 %以下、B:0.1 %以下 Ti、Zr、Bはともに粗大な共晶炭化物の形成を抑制
し、耐摩耗性、耐クラック性を向上するため添加する
が、TiとZrは 2.0%を越えるとV,Nb複合炭化物
の形状を劣化し逆に耐摩耗性を低下するため上限を 2.0
%とし、Bは0.1%を越えると粒界に偏析して耐クラッ
ク性を低下するので上限を 0.1%とする。
Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less, B: 0.1% or less Both Ti, Zr and B are added to suppress the formation of coarse eutectic carbides and to improve wear resistance and crack resistance. However, if the content of Ti and Zr exceeds 2.0%, the shape of the V, Nb composite carbide deteriorates, and conversely, the wear resistance decreases.
If B exceeds 0.1%, B segregates at the grain boundary and lowers crack resistance, so the upper limit is made 0.1%.

【0025】V:3.0 〜10.0%、Nb:0.6 〜7.0 % V、Nbは本発明における最も重要な必須元素であり、
これらの複合添加と含有量制限条件が本発明の最大の特
徴である。
V: 3.0-10.0%, Nb: 0.6-7.0% V, Nb is the most important essential element in the present invention,
These complex additions and content limiting conditions are the most important features of the present invention.

【0026】Vは耐摩耗性の向上に最も有効な硬いMC
又はM43 炭化物を形成するための必須元素で、その
効果を発揮するためには3.0 %以上必要であるが、10.0
%を越えると耐クラック性の低下、製造上の問題を生じ
るため上限を10.0%とする。
V is a hard MC which is most effective for improving abrasion resistance.
Or an essential element for forming M 4 C 3 carbide, and it is necessary to have 3.0% or more to exhibit its effect.
%, Crack resistance deteriorates and production problems occur, so the upper limit is made 10.0%.

【0027】NbもVと同様耐摩耗性に有効な硬いMC
型炭化物を形成するが、単独添加では粗大な塊状炭化物
となりその効果が得られないだけでなく耐クラック性が
問題となる。
Nb is a hard MC which is effective for abrasion resistance like V.
Formed carbides are formed, but if they are added alone, they become coarse bulky carbides, and not only the effect cannot be obtained, but also crack resistance becomes a problem.

【0028】尚、本発明の外層材にあっては、上述のN
i、Co、Cu、Ti、Zr、W、Bを必ずしも含有す
ることを要しない。
In the outer layer material of the present invention, the above-mentioned N
It is not always necessary to contain i, Co, Cu, Ti, Zr, W, and B.

【0029】更に、本発明の外層材において、VとNb
を複合添加した場合の母材硬さに及ぼすC量との関係、
及び遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に起因する外
層、内層間の熱間摩耗比、熱衝撃試験におけるクラック
の最大深さとNb,Vの含有量比Nb/Vとの関係を調
べた結果をそれぞれ図1〜図4及び図5〜図8に示す。
Further, in the outer layer material of the present invention, V and Nb
Relationship with the amount of C on the base metal hardness when compounding is added,
And the relationship between the maximum wear depth in the thermal shock test and the Nb / V content ratio Nb / V in the outer layer and the inner layer due to the carbide distribution in the ring material cast by centrifugal force. 1 to 4 and FIGS. 5 to 8 respectively.

【0030】図1〜図4から耐摩耗熱間圧延用ロールと
して必要な硬さHs 75以上を得るためには V+1.8 N
b≦7.5 C−6.0 (%)を満足する必要があることが明
らかとなった。
From FIG. 1 to FIG. 4, in order to obtain the required hardness Hs of 75 or more as a roll for wear-resistant hot rolling, V + 1.8 N
It became clear that it was necessary to satisfy b ≦ 7.5 C-6.0 (%).

【0031】尚、図1の実験は、Si:0.5 %,Mn:
0.5 %, Cr:6.8 %,Mo:3.2% を含有し、C,
V,Nbを変化させた溶湯を鋳造した25mmY/ブロック
について1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施
した試料を用い、図2の実験はSi:0.5 %、Mn:0.
5 %、Ni: 2.7%,Cr:7.2 %,Mo:3.5 %を含
有し、C,V,Nbを変化させた溶湯を鋳造した25mmY
−ブロックについて1000℃焼ならし処理、 550℃焼もど
し処理を施した試料を用い、図3の実験は、Si:0.4
%,Mn:0.4 %,Ni: 1.5%,Cr:5.7 %,M
o:2.8 %、Co: 3.2%を含有し、C,V,Nbを変
化させた溶湯を鋳造した25mmY−ブロックについて1050
℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施した試料を用
い、図4の実験は、Si:0.3 %,Mn:0.4 %,C
r:6.0 %,Mo:3.2 %,Co: 4.1%を含有し、
C,V,Nbを変化させた溶湯を鋳造した25mmY−ブロ
ックについて1050℃焼入れ処理、550 ℃焼もどし処理を
施した試料を用いた。
The experiment shown in FIG. 1 shows that Si: 0.5%, Mn:
0.5%, Cr: 6.8%, Mo: 3.2%, C,
A 25 mm Y / block cast from a molten metal with varied V and Nb was subjected to a 1000 ° C. normalizing process and a 550 ° C. tempering sample. The experiment of FIG. 2 was performed with 0.5% Si and 0.5% Mn.
25mmY cast from 5%, Ni: 2.7%, Cr: 7.2%, Mo: 3.5%, and molten C, V, Nb
Using a sample subjected to a 1000 ° C. normalizing treatment and a 550 ° C. tempering treatment for the block, the experiment in FIG.
%, Mn: 0.4%, Ni: 1.5%, Cr: 5.7%, M
O: 2.8%, Co: 3.2%, 1050 for a 25 mm Y-block cast from a molten metal with varied C, V, Nb.
The samples in FIG. 4 were subjected to a normalizing process at 550 ° C. and a tempering process at 550 ° C.
r: 6.0%, Mo: 3.2%, Co: 4.1%,
Samples obtained by quenching at 1050 ° C. and tempering at 550 ° C. for a 25 mm Y-block cast from a molten metal having varied C, V, and Nb were used.

【0032】また、図5〜図8から遠心力鋳造法で製造
した場合にも均一な外層材を得ることができ、且つ耐ク
ラック性を損なわないためには 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 を満足する必要があることが明らかとなった。
5 to 8 that a uniform outer layer material can be obtained even when manufactured by the centrifugal casting method, and that 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 is satisfied in order not to impair the crack resistance. It became clear that we needed to do that.

【0033】尚、図5〜図8において、「摩耗比(内層
/外層)」は、リング材の内層側から採取した試験片の
摩耗量(Iw)と外層側から採取した試験片の摩耗量
(Ow)との比(Iw/Ow)であり、「熱衝撃クラッ
ク最大深さ」は、熱衝撃試験で発生したクラックの最大
深さである。
In FIGS. 5 to 8, "wear ratio (inner layer / outer layer)" means a wear amount (Iw) of a test piece taken from the inner layer side of the ring material and a wear amount of a test piece taken from the outer layer side. (Iw / Ow) with respect to (Ow), and the “thermal shock crack maximum depth” is the maximum crack depth generated in the thermal shock test.

【0034】また、図5の実験は、C:2.5 %,Si:
0.5 %,Mn:0.5 %,Cr:6.5%,Mo:3.5 %,
V: 5.4%,Nb:0 〜8.0 %を含有する溶湯を遠心力
鋳造(140 G)して得た肉厚100mm のリングサンプルに
ついて1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施し
た試料を用い、図6の実験は、C:2.7 %,Si:0.6
%,Mn:0.5 %,Ni:3.2 %,Cr:7.4 %,M
o:3.7 %,V: 5.8%,Nb:0 〜7.5 %を含有する
溶湯を遠心力鋳造(140 G)して得た肉厚100mmのリン
グサンプルについて1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もど
し処理を施した試料を用い、図7の実験は、C:2.3
%,Si:0.4 %,Mn:0.5 %,Ni:0.5 %,C
r:5.5 %,Mo:3.2 %,V: 5.4%,Co: 5.2
%,Nb:0 〜7.2 %を含有する溶湯を遠心力鋳造(14
0 G)して得た肉厚100mm のリングサンプルについて10
50℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施した試料を
用い、図8の実験は、C:2.2 %,Si:0.3 %,M
n:0.4 %,Cr:6.0 %,Mo:3.2 %,V: 5.1
%,Co: 4.1%,Nb:0 〜6.0 %を含有する溶湯を
遠心力鋳造(140 G)して得た肉厚100mm のリングサン
プルについて1050℃焼入れ処理、550 ℃焼もどし処理を
施した試料を用いた。
The experiment of FIG. 5 shows that C: 2.5%, Si:
0.5%, Mn: 0.5%, Cr: 6.5%, Mo: 3.5%,
A 100-mm thick ring sample obtained by centrifugal casting (140 G) a molten metal containing V: 5.4% and Nb: 0-8.0%, and subjected to 1000 ° C. normalizing treatment and 550 ° C. tempering treatment. The experiment shown in FIG. 6 was performed using C: 2.7% and Si: 0.6%.
%, Mn: 0.5%, Ni: 3.2%, Cr: 7.4%, M
o: A ring sample with a thickness of 100 mm obtained by centrifugal casting (140 G) a molten metal containing 3.7%, V: 5.8%, and Nb: 0 to 7.5% was subjected to 1000 ° C normalizing treatment and 550 ° C tempering. Using the treated sample, the experiment of FIG.
%, Si: 0.4%, Mn: 0.5%, Ni: 0.5%, C
r: 5.5%, Mo: 3.2%, V: 5.4%, Co: 5.2
%, Nb: 0 to 7.2%.
0 G) For a ring sample with a thickness of 100 mm obtained by
Using the samples which were subjected to 50 ° C. normalizing treatment and 550 ° C. tempering treatment, the experiment of FIG. 8 shows that C: 2.2%, Si: 0.3%, M
n: 0.4%, Cr: 6.0%, Mo: 3.2%, V: 5.1
%, Co: 4.1%, Nb: 0 to 6.0%, a 100 mm thick ring sample obtained by centrifugal casting (140 G) of a molten metal, which was quenched at 1050 ° C. and tempered at 550 ° C. Was used.

【0035】そして、摩耗試験は、φ190 ×15の相手材
とφ50×10の試験材の2円盤のすべり摩耗方式で相手材
を800 ℃に加熱し、荷重100kgfで圧接した状態で試験材
を800rpmで回転させ、すべり率3.9 %として120 分後の
摩耗減量を測定して行なった。
In the abrasion test, the mating material was heated to 800 ° C. by a sliding disk method of a 190 mm x 15 mating material and a 50 mm x 10 mating material and pressed against the sample at 800 rpm with a load of 100 kgf. At a slip rate of 3.9%, and the wear loss after 120 minutes was measured.

【0036】また、熱衝撃試験は、1200rpm で回転して
いるローラーに55×40×15の板状試験片を圧接する方式
で、荷重150kgf、接触時間15sの条件で行ない、試験片
に発生したクラック長さを測定した。
The thermal shock test was conducted by pressing a 55 × 40 × 15 plate test piece against a roller rotating at 1200 rpm under a load of 150 kgf and a contact time of 15 s. The crack length was measured.

【0037】更に、本発明の外層材に施す熱処理条件と
しては、1000〜1150℃でオーステナイト化した後、冷却
後の組織がベイナイトになるように制御冷却する。従っ
て、対象とするロール材の組成、形状、サイズにより冷
却条件は異なるものとなる。上述の図1〜図4、図5〜
図8の実験では、被熱処理材のサイズが小さいので、焼
きならし(オーステナイト化後空冷)、焼入れ(オース
テナイト化後急冷)の両処理とも可能となっている。
尚、焼もどしは 500〜 600℃の範囲で最適条件を選んで
実施する。
Further, as the heat treatment conditions for the outer layer material of the present invention, after austenitizing at 1000 to 1150 ° C., controlled cooling is performed so that the structure after cooling becomes bainite. Therefore, the cooling conditions differ depending on the composition, shape, and size of the target roll material. 1 to 4 and 5 to 5 described above.
In the experiment of FIG. 8, since the size of the material to be heat-treated is small, both normalizing (air cooling after austenitizing) and quenching (quenching after austenitizing) are possible.
In addition, tempering is performed by selecting the optimal conditions in the range of 500 to 600 ° C.

【0038】(B) 内層材における合金元素の限定理由 複合ロールにおいては、外層と内層を冶金的に結合させ
るために、外層内面側と内層を混合させることが不可欠
である。然しながら、内層の機能である優れた強靱性を
損なうまで過度に外層を混入させてはならない。このた
め、鋳造条件を選定し、内層部への外層の混入比(内層
材中に混入した外層材重量が、全内層材溶湯重量に対し
てなす重量%)を適切な範囲に保つことが極めて重要で
ある。本発明では、この範囲を5 〜35%に規制するのが
最適であることを見出した。即ち、 5%以下では、遠心
力分離によって外層最内面に形成されたC、Siの濃厚
偏析層が完全に洗われずに残留するため、境界層の健全
性を確保できない。また、35%を越えると、外層成分の
うち、内層黒鉛鋼の特性を特に劣化させるCr、Cが多
量に混入し、凝固後の内層組織が高C−Cr系となり、
内層の黒鉛形状不良及び著しい白銑化を招き、その機能
が減退する。
(B) Reasons for Restriction of Alloy Elements in Inner Layer Material In the composite roll, it is essential to mix the inner layer side of the outer layer and the inner layer in order to metallurgically bond the outer layer and the inner layer. However, the outer layer should not be mixed excessively until the excellent toughness function of the inner layer is impaired. For this reason, it is extremely necessary to select the casting conditions and keep the mixing ratio of the outer layer in the inner layer portion (the weight% of the outer layer material mixed in the inner layer material with respect to the weight of the entire inner layer material melt) in an appropriate range. is important. In the present invention, it has been found that it is optimal to regulate this range to 5 to 35%. That is, if it is 5% or less, the dense segregation layer of C and Si formed on the innermost surface of the outer layer by centrifugal force separation remains without being completely washed, so that the soundness of the boundary layer cannot be secured. On the other hand, if it exceeds 35%, a large amount of Cr and C, which particularly deteriorate the properties of the inner graphite steel, is mixed in the outer layer components, and the inner layer structure after solidification becomes a high C-Cr system,
This leads to poor graphite shape of the inner layer and significant whitening of iron, resulting in reduced functions.

【0039】従って、外層混入比を前記5 〜35%の範囲
で規制し、これによる成分上昇を考慮して凝固後の内層
組成が、下記範囲を満足するように溶湯の化学組成を選
択する必要がある。
Therefore, it is necessary to regulate the mixing ratio of the outer layer within the range of 5 to 35%, and to select the chemical composition of the molten metal so that the composition of the inner layer after solidification satisfies the following range in consideration of the resulting increase in components. There is.

【0040】C:1.0 〜2.0 % Cは黒鉛鋼材質の場合、基地中に溶け込んで強度を確保
するとともに、一部グラファイトとなって、収縮巣やガ
ス欠陥の発生を抑止する作用がある。C含有量が1.0 %
未満ではその効果が不十分であり、一方、2.0 %を越え
ると、Cは炭化物生成元素でもあるために炭化物が多く
なり強靱性が劣化する。よって、Cは1.0 〜2.0 %と規
定する。
C: 1.0 to 2.0% In the case of graphite steel, C has the effect of dissolving in the matrix to secure the strength, and has the effect of suppressing the occurrence of shrinkage cavities and gas defects while being partially graphite. 1.0% C content
If the content is less than 2.0%, the effect is insufficient. On the other hand, if the content is more than 2.0%, since C is also a carbide-forming element, the amount of carbide increases and the toughness deteriorates. Therefore, C is defined as 1.0 to 2.0%.

【0041】Si:1.6 〜2.4 % Siはグラファイトを晶出させる効果があるが、1.6 %
未満ではその効果が期待できず、2.4 %を越えると、フ
ェライト中に溶け込んだSiが材質強度を劣化するの
で、1.6 〜2.4 %の範囲とする。
Si: 1.6 to 2.4% Si has the effect of crystallizing graphite, but 1.6% to 2.4%.
If it is less than 2.4%, the effect cannot be expected. If it exceeds 2.4%, the Si dissolved in the ferrite deteriorates the material strength.

【0042】Mn:0.2 %〜1.0 % Mnは材質強度を向上させる効果があるが、多過ぎた場
合の粒界への偏析が靱性を劣化させることを考慮して、
0.2 %〜1.0 %の範囲とする。
Mn: 0.2% to 1.0% Mn has the effect of improving the material strength, but considering that segregation to the grain boundary when the content is too large deteriorates the toughness,
The range is 0.2% to 1.0%.

【0043】P:0.05%以下 Pは溶湯の流動性を増加させるが、材質を脆弱にするた
め低いほど良く、好ましくは0.05%以下とする。
P: 0.05% or less P increases the fluidity of the molten metal, but the lower the better, to make the material brittle, the more preferable it is 0.05% or less.

【0044】S:0.03%以下 SはPと同様に材質を脆弱にするため、その含有量は低
いほど良く、0.03%以下とする。
S: 0.03% or less S, like P, makes the material brittle, so the lower the content, the better, the content being 0.03% or less.

【0045】Ni:0.7 %以下 Niは強度及び靱性の確保に有効であるが、0.7 %を越
えるとコストアップになるため、必要かつ十分な0.7 %
以下とした。
Ni: 0.7% or less Ni is effective in securing strength and toughness, but if it exceeds 0.7%, the cost increases, so a necessary and sufficient 0.7% is required.
It was as follows.

【0046】Cr:3.5 %以下 Crは強靱性を劣化させるために低い方が望ましいが外
層のCr混入を完全に防止できないため、鋳込み前の溶
湯でのCr含有量は1.0 %未満とし、外層から再溶解拡
散されて入ってくるCr%との合計で、結果的に3.5 %
以下となるものである。
Cr: 3.5% or less It is desirable that Cr is low in order to degrade the toughness, but Cr cannot be completely prevented from being mixed in the outer layer. Therefore, the Cr content in the molten metal before casting should be less than 1.0%. 3.5% in total with Cr% that has been redissolved and diffused in
It is as follows.

【0047】Mo:0.03〜3.0% MoはNiと同様に強靭性確保の点で重要な元素であっ
て0.03%未満ではその効果が不充分であり0.03
%以上とするが、3.0%を越えても、添加量の割には
効果が得られないので、経済性を考慮して3.0%以下
とする。
[0047] Mo: 0.03~3.0% Mo is there an important element in terms of similarly toughness security and Ni
If less than 0.03%, the effect is insufficient and 0.03%
%, But if it exceeds 3.0%, no effect is obtained for the added amount. Therefore, the content is set to 3.0% or less in consideration of economy.

【0048】また、脱酸剤としてAl、Ti、Zr等を
0.1 %以下使用することもできる。
Also, Al, Ti, Zr, etc. are used as deoxidizing agents.
0.1% or less can be used.

【0049】凝固後の内層組成が前記範囲に満足するこ
とにより、内層材として用いる黒鉛鋼の機能が得られる
が、本発明の場合、外層から混入するV及びNbの含有
により、複合ロール内層としての一般の黒鉛鋼に比べ、
機械的性質が更に向上するという利点がある。
When the inner layer composition after solidification satisfies the above range, the function of the graphite steel used as the inner layer material can be obtained. In the present invention, however, the inclusion of V and Nb mixed from the outer layer causes Compared to general graphite steel,
There is an advantage that the mechanical properties are further improved.

【0050】これは、凝固後の内層組織を前記範囲に保
つことにより、炭化物の生成が抑制されることに加え、
結晶粒微細化作用を有し、かつ焼入性向上元素であるV
及びNbが適量含有するため、高温熱処理によって炭化
物の極めて少ない微細なベイナイト基地組織が得られる
ためである。
This is because the formation of carbides is suppressed by keeping the inner layer structure after solidification within the above range.
V, which has a crystal grain refining action and is an element for improving hardenability
This is because a fine bainite matrix structure with a very small amount of carbides can be obtained by high-temperature heat treatment due to appropriate amounts of Nb and Nb.

【0051】この効果により、従来より更に高負荷圧延
にも使用可能となる他、内層の肉厚を薄くすることが可
能になる。この利点は、例えばH型鋼圧延におけるフラ
ンジ脚長の大きい製品を圧延する場合に、極めて有利で
ある。該製品の圧延に用いるロールは、厚い外層厚を必
要とする分、内層厚が薄くなるため、割損の危険を伴
う。従って、従来の実用ロールでは、複合タイプではな
く鋼系の、例えばアダマイト製の一体式ロールが一般に
用いられてきた。このため、ロールの摩耗及び焼付の発
生で、早期のロール交換を強いられていた。
By this effect, it is possible to use it for higher load rolling than before, and it is possible to make the thickness of the inner layer thinner. This advantage is extremely advantageous, for example, when rolling a product having a large flange leg length in H-section steel rolling. The roll used for rolling the product requires a large outer layer thickness, so the inner layer thickness becomes thinner, which involves a risk of breakage. Therefore, in the conventional practical roll, a steel-based, for example, adamite-made integral roll has been generally used instead of the composite type. For this reason, early roll replacement has been forced due to the occurrence of roll wear and seizure.

【0052】本発明によるロールの場合、従来ロールに
比べ内層強度が著しく大きいため、前記製品の圧延に対
しても複合ロールとしての機能を提供できるのである。
In the case of the roll according to the present invention, since the inner layer strength is significantly higher than that of the conventional roll, the function as a composite roll can be provided for the rolling of the product.

【0053】[0053]

【実施例】本発明に係る遠心鋳造製スリーブロールは、
前記詳述した構成を有しているものであり、このロール
の製造方法について図9に示す例によって説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A centrifugally cast sleeve roll according to the present invention comprises:
It has the configuration described in detail above, and a method of manufacturing this roll will be described with reference to an example shown in FIG.

【0054】先ず、遠心力鋳造機の上で回転し、内面に
耐火物を被覆した金属製鋳型10の中に、外層1を形成
すべき溶湯を鋳込んだ後、その外層1の内面が未凝固の
間に内層2を鋳込み、この外層1、内層2を完全に冶金
学的に結合させて一体のスリーブ式ロールとする。内層
2の鋳込後も回転を継続し、外層1及び内層2が完全に
凝固するのを待って停止する。
First, after the molten metal for forming the outer layer 1 is cast in a metal mold 10 which is rotated on a centrifugal force casting machine and has a refractory coated on the inner surface, the inner surface of the outer layer 1 is left uncoated. The inner layer 2 is cast during solidification and the outer layer 1 and the inner layer 2 are completely metallurgically joined to form an integral sleeve-type roll. After the casting of the inner layer 2, the rotation is continued, and the process is stopped after the outer layer 1 and the inner layer 2 are completely solidified.

【0055】図10は本発明に係る遠心鋳造製スリーブ
ロールであり、アーバー3に内層2の中空部を焼嵌によ
りセットされ、使用に供される。
FIG. 10 shows a centrifugally cast sleeve roll according to the present invention, in which the hollow portion of the inner layer 2 is set in the arbor 3 by shrink fitting and used.

【0056】(実験例1)(表1〜表3参照) 製品胴径φ880mm 、内径φ524mm 、巾420mm のロールを
製造した。
(Experimental Example 1) (See Tables 1 to 3) Rolls having a product body diameter of 880 mm, an inner diameter of 524 mm, and a width of 420 mm were manufactured.

【0057】(1) 外層として肉厚100mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1500℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) As an outer layer, a molten metal having a thickness of 100 mm was cast at a casting temperature of 1500 ° C. into a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0058】(2) 外層を鋳込み始めてから22分後に内層
溶湯として肉厚115mm を回転鋳型中に1470℃で鋳込ん
だ。
(2) 22 minutes after the start of the casting of the outer layer, a 115 mm thick wall was cast at 1470 ° C. as an inner layer molten metal in a rotary mold.

【0059】(3) 外層を鋳込み始めてから60分後に外層
及び内層は完全に凝固する。 (4) その後、鋳型を垂直に立て常温まで徐冷する。
(3) After 60 minutes from the start of casting the outer layer, the outer layer and the inner layer are completely solidified. (4) Then, stand the mold vertically and slowly cool it to room temperature.

【0060】(5) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工後、アーバーに焼嵌を行なって
最終製品のロールとした。
(5) After cooling completely, the roll was taken out of the mold, and after heat treatment and machining, it was shrink-fitted to the arbor to obtain a roll of the final product.

【0061】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは内層の鋳込みにより70mmとなってお
り、内層の厚さは135mm で、Cr含有量は、1.2 〜1.8
%であった。そして、外層及び内層は互いに完全に結合
しており、組織的な連続性が認められた。
As a result of ultrasonic inspection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 70 mm due to the casting of the inner layer, the thickness of the inner layer was 135 mm, and the Cr content was 1.2 to 1.8.
%Met. Then, the outer layer and the inner layer were completely bonded to each other, and organizational continuity was recognized.

【0062】外層及び内層の溶湯段階での化学組成は表
1の通りである。
Table 1 shows the chemical compositions of the outer layer and the inner layer at the molten metal stage.

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】尚、上記表1の組成で鋳込まれたロールの
外層及び内層の凝固後の化学組成は表2の如くである。
The chemical composition after solidification of the outer and inner layers of the roll cast with the composition shown in Table 1 is as shown in Table 2.

【0065】[0065]

【表2】 [Table 2]

【0066】また、本発明ロール内層の機械的性質を同
一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表3の如
くである。
Table 3 shows the mechanical properties of the inner layer of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【0067】[0067]

【表3】 [Table 3]

【0068】表1、表2の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析の生
じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用す
るとともに、内層材に強靱性に富む黒鉛鋼を使用し、外
層と内層を冶金学的に完全に結合させて一体とした遠心
鋳造製スリーブロールとすることができる。
In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 1 and 2, the alloy components forming the outer layer were optimized and the carbide composition was limited, so that segregation did not occur even under the action of centrifugal force. Using an outer layer material with uniform crack resistance and crack resistance, and using a tough graphite steel for the inner layer material, the outer layer and the inner layer are completely metallurgically bonded to form a centrifugally cast sleeve roll. be able to.

【0069】(実験例2)(表4〜表6参照) 製品胴径φ1060mm、内径φ550mm 、巾460mm のロールを
製造した。
(Experimental Example 2) (See Tables 4 to 6) Rolls having a product body diameter of φ1060 mm, an inner diameter of 550 mm, and a width of 460 mm were manufactured.

【0070】(1) 外層として肉厚210mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1505℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) A molten metal having a thickness of 210 mm as an outer layer was cast at a casting temperature of 1505 ° C. into a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0071】(2) 外層を鋳込み始めてから48分後に内層
溶湯として肉厚100mm を回転鋳型中に1480℃で鋳込ん
だ。
(2) 48 minutes after the start of casting of the outer layer, a 100 mm-thick wall was cast at 1480 ° C. as an inner layer molten metal in a rotary mold.

【0072】(3) 外層を鋳込み始めてから100 分後に外
層及び内層は完全に凝固する。 (4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出し、熱処理及び
機械加工後、アーバーに焼嵌を行なって最終製品のロー
ルとした。
(3) 100 minutes after the start of casting the outer layer, the outer layer and the inner layer are completely solidified. (4) After the roll was completely cooled, the roll was taken out of the mold, and after heat treatment and machining, shrink-fitting was performed on the arbor to obtain a roll of the final product.

【0073】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは内層の鋳込みにより180mm となってお
り、内層の厚さは85mmで、Cr含有量は、0.7 〜0.94%
であった。そして、外層及び内層は互いに完全に結合し
ており、組織的な連続性が認められた。
As a result of ultrasonic inspection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 180 mm due to the casting of the inner layer, the thickness of the inner layer was 85 mm, and the Cr content was 0.7 to 0.94%.
Met. Then, the outer layer and the inner layer were completely bonded to each other, and organizational continuity was recognized.

【0074】外層及び内層の溶湯段階での化学組成は表
4の通りである。
Table 4 shows the chemical compositions of the outer layer and the inner layer at the molten metal stage.

【0075】[0075]

【表4】 [Table 4]

【0076】尚、上記表4の組成で鋳込まれたロールの
外層及び内層の凝固後の化学組成は表5の如くである。
The chemical composition after solidification of the outer and inner layers of the roll cast with the composition shown in Table 4 is as shown in Table 5.

【0077】[0077]

【表5】 [Table 5]

【0078】また、本発明ロール内層の機械的性質を同
一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表6の如
くである。
Table 6 shows the mechanical properties of the inner layer of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【0079】[0079]

【表6】 [Table 6]

【0080】表4、表5の組成からなる本発明ロールに
あっても、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析の生
じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用す
るとともに、内層材に強靱性に富む黒鉛鋼を使用し、外
層と内層を冶金学的に完全に結合させて一体とした遠心
鋳造製スリーブロールとすることができる。
Even in the case of the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 4 and 5, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance which does not cause segregation even under the action of centrifugal force is obtained. Using an outer layer material with uniform crack resistance and crack resistance, and using a tough graphite steel for the inner layer material, the outer layer and the inner layer are completely metallurgically bonded to form a centrifugally cast sleeve roll. be able to.

【0081】(実験例3)(表7〜表9参照) 製品胴径φ1060mm、内径φ550mm 、巾460mm のロールを
製造した。
(Experimental Example 3) (See Tables 7 to 9) Rolls having a product body diameter of 1060 mm, an inner diameter of 550 mm, and a width of 460 mm were manufactured.

【0082】(1) 外層として肉厚150mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1510℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) As an outer layer, a molten metal having a thickness of 150 mm was cast at a casting temperature of 1510 ° C. into a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0083】(2) 外層を鋳込み始めてから32分後に内層
溶湯として肉厚160mm を回転鋳型中に1490℃で鋳込ん
だ。
(2) Thirty-two minutes after the start of casting the outer layer, an inner layer molten metal having a thickness of 160 mm was cast at 1490 ° C. in a rotary mold.

【0084】(3) 外層を鋳込み始めてから 100分後に外
層及び内層は完全に凝固する。 (4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出し、熱処理及び
機械加工後、アーバーに焼嵌を行なって最終製品のロー
ルとした。
(3) After 100 minutes from the start of casting the outer layer, the outer layer and the inner layer are completely solidified. (4) After the roll was completely cooled, the roll was taken out of the mold, and after heat treatment and machining, shrink-fitting was performed on the arbor to obtain a roll of the final product.

【0085】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは内層の鋳込みにより120mm となってお
り、内層の厚さは128mm で、Cr含有量は、1.33〜1.85
%であった。そして、外層及び内層は互いに結合してお
り、組織的な連続性が認められた。
As a result of ultrasonic inspection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 120 mm due to the casting of the inner layer, the thickness of the inner layer was 128 mm, and the Cr content was 1.33 to 1.85.
%Met. Then, the outer layer and the inner layer were bonded to each other, and organizational continuity was recognized.

【0086】外層及び内層の溶湯段階での化学組成は表
7の通りである。
Table 7 shows the chemical compositions of the outer layer and the inner layer at the molten metal stage.

【0087】[0087]

【表7】 [Table 7]

【0088】尚、上記表7の組成で鋳込まれたロールの
外層及び内層の凝固後の化学組成は表8の如くである。
The chemical composition after solidification of the outer layer and the inner layer of the roll cast with the composition shown in Table 7 is as shown in Table 8.

【0089】[0089]

【表8】 [Table 8]

【0090】また、本発明ロール内層の機械的性質を同
一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表9の如
くである。
Table 9 shows the mechanical properties of the inner layer of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【0091】[0091]

【表9】 [Table 9]

【0092】表7、表8の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析の生
じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用す
るとともに、内層材に強靱性に富む黒鉛鋼を使用し、外
層と内層を冶金学的に完全に結合させて一体とした遠心
鋳造製スリーブロールとすることができる。
In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 7 and 8, the alloy components forming the outer layer were optimized and the carbide composition was limited, so that segregation did not occur even under the action of centrifugal force. Using an outer layer material with uniform crack resistance and crack resistance, and using a tough graphite steel for the inner layer material, the outer layer and the inner layer are completely metallurgically bonded to form a centrifugally cast sleeve roll. be able to.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、外層を形
成する合金成分を適正化し、炭化物組成を限定すること
により、遠心力作用下でも偏析の生じない耐摩耗性と耐
クラック性の均一な外層材を使用するとともに、内層材
に強靱性に富む黒鉛鋼を使用し、外層と内層を冶金学的
に完全に結合させて一体とした遠心鋳造製スリーブロー
ルを提供することができる。
As described above, according to the present invention, the wear resistance and the crack resistance which do not cause segregation even under the action of centrifugal force are improved by optimizing the alloy component forming the outer layer and limiting the carbide composition. It is possible to provide a centrifugally cast sleeve roll in which a uniform outer layer material is used, a tough graphite steel is used for the inner layer material, and the outer layer and the inner layer are completely metallurgically bonded and integrated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the influence of a composite addition amount of V and Nb and a C amount on a base metal hardness.

【図2】図2はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
FIG. 2 is a graph showing the effect of the composite addition amount of V and Nb and the C amount on base metal hardness.

【図3】図3はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
FIG. 3 is a graph showing the effect of the composite addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.

【図4】図4はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
FIG. 4 is a graph showing the effect of the composite addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.

【図5】図5は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
FIG. 5 is a graph showing a hot wear ratio between an outer layer and an inner layer caused by a carbide distribution of a centrifugally cast ring material, and a content ratio Nb of Nb and V on a maximum crack depth in a thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図6】図6は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
FIG. 6 shows the hot wear ratio between the outer layer and the inner layer due to the carbide distribution of the ring material cast by centrifugal force, and the content ratio Nb of Nb and V on the maximum crack depth in the thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図7】図7は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
FIG. 7 shows the hot wear ratio between the outer layer and the inner layer caused by the carbide distribution of the ring material cast by centrifugal force, and the content ratio Nb of Nb and V on the maximum crack depth in the thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図8】図8は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
FIG. 8 shows the hot wear ratio between the outer layer and the inner layer caused by the carbide distribution of the centrifugally cast ring material, and the content ratio Nb of Nb and V on the maximum crack depth in the thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図9】図9は本発明ロールの製造方法を示す模式図で
ある。
FIG. 9 is a schematic view showing a method for producing the roll of the present invention.

【図10】図10は本発明ロールを示す模式図である。FIG. 10 is a schematic view showing a roll of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 義弘 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭57−101645(JP,A) 特開 平2−258949(JP,A) 特開 平2−285047(JP,A) 特開 昭53−25213(JP,A) 特開 昭53−76119(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshihiro Kataoka 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-57-101645 (JP, A) JP-A-2-258949 (JP, A) JP-A-2-285047 (JP, A) JP-A-53-25213 (JP, A) JP-A-53-76119 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外層材と、該外層材と溶着一体化した黒
鉛鋼の内層材とからなる遠心鋳造製スリーブロールであ
って、 該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%
V:3.0〜10.0%, Nb:0.6〜7.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% ・・・(1) 0.2≦ Nb/V ≦0.8 ・・・(2) 該内層材が、 C:1.0〜2.0%,Si:1.6〜2.4%,M
n:0.2〜1.0%, P:0.05%以下,S:0.03%以下,Ni:0.
7%以下, Cr:3.5%以下,Mo:0.03〜3.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、 内層への外層混入比が5〜35%の範囲に規制されて
ることを特徴とする遠心鋳造製スリーブロール。
1. A centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material has C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities.
In addition, the following formulas (1) and (2) are satisfied: V + 1.8Nb ≦ 7.5C−6.0% (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 (2) ) The inner layer material is: C: 1.0 to 2.0%, Si: 1.6 to 2.4%, M
n: 0.2 to 1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.
7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 0.03 to 3.0% , the balance being Fe and unavoidable impurities , and the mixing ratio of the outer layer to the inner layer is restricted to the range of 5 to 35%. A centrifugal casting sleeve roll characterized by being made.
【請求項2】 外層材と、該外層材と溶着一体化した黒
鉛鋼の内層材とからなる遠心鋳造製スリーブロールであ
って、 該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%
V:3.0〜10.0%, Nb:0.6〜7.0% 更に Ni:8.0%以下,Co:10.0%以下のうちから
選ばれた1種以上を含有し、残部Fe及び不可避的不純
物よりなるとともに、下記(1)式と(2)式を満足
し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% ・・・(1) 0.2≦ Nb/ V ≦0.8 ・・・(2) 該内層材が、 C:1.0〜2.0%,S1:1.6〜2.4%,M
n:0.2〜1.0%, P:0.05%以下,S:0.03%以下,Ni:0.
7%以下, Cr:3.5%以下,Mo:0.03〜3.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、 内層への外層混入比が5〜35%の範囲に規制されて
ることを特徴とする遠心鋳造製スリーブロール。
2. A centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material has a C content of 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, further contains at least one selected from Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, The balance consists of Fe and unavoidable impurities and satisfies the following equations (1) and (2)
And, V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0 % ··· (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 ··· (2) the inner layer material, C: 1.0 to 2. 0%, S1: 1.6 to 2.4%, M
n: 0.2 to 1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.
7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 0.03 to 3.0% , the balance being Fe and unavoidable impurities , and the mixing ratio of the outer layer to the inner layer is restricted to the range of 5 to 35%. A centrifugal casting sleeve roll characterized by being made.
【請求項3】 外層材と、該外層材と溶着一体化した黒
鉛鋼の内層材とからなる遠心鋳造製スリーブロールであ
って、 該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%
V:3.0〜10.0%, Nb:0.6〜7.0% 更に Ni:8.0%以下,Co:10.0%以下,Cu:
2.0%以下, Ti:2.0%以下,Zr:2.0%以下 B:0.1%以下のうちから選ばれた1種又は2種以上 を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% ・・・(1) 0.2≦ Nb/ V ≦0.8 ・・・(2) 該内層材が、 C:1.0〜2.0%,S1:1.6〜2.4%,M
n:0.2〜1.0%, P:0.05%以下,S:0.03%以下,N1:0.
7%以下, Cr:3.5%以下,Mo:0.03〜3.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、 内層への外層混入比が5〜35%の範囲に規制されて
ることを特徴とする遠心鋳造製スリーブロール。
3. A centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material has C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3 . 0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, Cu:
2.0% or less, Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less , B: One or more selected from 0.1% or less, with the balance Fe and unavoidable Tomo and consisting of impurities
The following formulas (1) and (2) are satisfied: V + 1.8Nb ≦ 7.5C−6.0% (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 (2) ) The inner layer material is: C: 1.0 to 2.0%, S1: 1.6 to 2.4%, M
n: 0.2 to 1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, N1: 0.
7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 0.03 to 3.0% , the balance being Fe and unavoidable impurities , and the mixing ratio of the outer layer to the inner layer is restricted to the range of 5 to 35%. A centrifugal casting sleeve roll characterized by being made.
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