JP3151998B2 - Composite roll for cold rolling and production method thereof - Google Patents

Composite roll for cold rolling and production method thereof

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JP3151998B2
JP3151998B2 JP05889693A JP5889693A JP3151998B2 JP 3151998 B2 JP3151998 B2 JP 3151998B2 JP 05889693 A JP05889693 A JP 05889693A JP 5889693 A JP5889693 A JP 5889693A JP 3151998 B2 JP3151998 B2 JP 3151998B2
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outer layer
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less
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安広 神保
賢一 青木
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関東特殊製鋼株式会社
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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、冷間圧延用複合ロール
およびその製造法に関する。
The present invention relates to a composite roll for cold rolling and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば鋼板等の金属板の冷間圧延に供さ
れる冷間圧延用ロールには、圧延に際して多大な荷重が
作用する。また、冷間圧延用ロールは熱間圧延用ロール
に比較すると表層部の摩耗量が少ないため、ロールプロ
フィールの適正化のための研削量も少ない。したがっ
て、冷間圧延用ロールは熱間圧延用ロールに比較してロ
ール表層における疲労被害および疲労蓄積がいずれも増
加し易い傾向にある。したがって、冷間圧延用ロールで
は、表層部の脱落に対する抵抗性、すなわち耐スポーリ
ング性が極めて重要である。なお、冷間圧延用ロールに
求められる耐スポーリング性とは、転動疲労発生寿命に
換算すると、ヘルツ接触圧力2800MPa 下で1×106 回以
上である。
2. Description of the Related Art A large load is applied to a cold rolling roll used for cold rolling of a metal plate such as a steel plate during rolling. In addition, since the roll for cold rolling has a smaller amount of wear on the surface layer than the roll for hot rolling, the amount of grinding for optimizing the roll profile is also small. Accordingly, the fatigue damage and the accumulation of fatigue in the surface layer of the cold rolling roll tend to increase more easily than the hot rolling roll. Therefore, in the roll for cold rolling, resistance to falling off of the surface layer, that is, spalling resistance is extremely important. The spalling resistance required for a cold rolling roll is 1 × 10 6 times or more under a Hertzian contact pressure of 2800 MPa in terms of rolling fatigue life.

【0003】例えば「鉄鋼便覧 第3版 III(1)圧延基
礎・鋼板 第411 頁 表7・35」には、スポーリングの
発生原因の一つとしてロール表面における材料欠陥を指
摘している。そこで、従来より、単一の鋼塊から製造さ
れる冷間圧延用ロール(以下、「単体の冷間圧延用ロー
ル」という)の耐スポーリング性を向上するために非金
属介在物量を抑制して健全な鋼質とすることが行われて
おり、そのために冷間圧延用ロールは高清浄鋼を用いて
製造されていた。ところで、冷間圧延用ロールに存在す
る介在物は酸化物系介在物と硫化物系介在物とに大別さ
れる。
[0003] For example, "Steel Handbook, 3rd Edition, III (1) Rolling Basics / Steel Sheet, page 411, Table 7.35" points out a material defect on the roll surface as one of the causes of spalling. Therefore, in order to improve the spalling resistance of a cold rolling roll manufactured from a single ingot (hereinafter, referred to as a “single cold rolling roll”), the amount of nonmetallic inclusions has been suppressed. Therefore, cold rolling rolls have been manufactured using high-purity steel. By the way, the inclusions existing in the roll for cold rolling are roughly classified into oxide-based inclusions and sulfide-based inclusions.

【0004】鋼中のこれらの非金属介在物を低減するに
は、一般的に、(i) 酸化物系介在物:各種の真空脱ガス
法や取鍋精錬法による炉外精錬を利用することにより鋼
中のO含有量を低減する、(ii)硫化物系介在物:取鍋精
錬法やESR法による二次溶解を利用することにより鋼
中のS含有量を低減する等の手段が知られているが、現
在、単体の冷間圧延用ロールの非金属介在物の抑制に適
用されている方法は、主として、電気炉溶解→炉外精錬
による脱酸→ESR法による脱硫および非金属介在物の
細粒・分散化という工程を経るものであり、このような
方法によって冷間圧延用ロールの鋼質を健全化して耐ス
ポーリング性を確保していた。
In order to reduce these nonmetallic inclusions in steel, generally, (i) oxide-based inclusions: use of out-of-pile refining by various vacuum degassing methods or ladle refining methods (Ii) Sulfide-based inclusions: Means such as reducing the S content in steel by using secondary melting by ladle refining or ESR are known. However, the methods currently applied to the control of non-metallic inclusions in a single cold rolling roll mainly include electric furnace melting → deoxidation by out-of-pile refining → desulfurization by ESR method and nonmetallic inclusion This process involves a process of finely graining and dispersing the material, and by such a method, the steel quality of the roll for cold rolling is made sound and spalling resistance is secured.

【0005】ところで、現在では、冷間圧延用ロールの
胴部表面に求められる耐摩耗性と、冷間圧延用ロールの
胴部内部および軸部に求められる靱性とをともに満足す
るため、鋼組成を有し靱性の優れた芯材の周囲に同種ま
たは異種の鋼組成を有する外層材を、例えば連続鋳かけ
法、遠心鋳造法さらにはESR外層肉盛法により肉盛り
することにより耐摩耗性の向上を図った冷間圧延用複合
ロールが製造されるようになってきた。
By the way, at present, in order to satisfy both the abrasion resistance required on the body surface of the cold rolling roll and the toughness required inside the body and the shaft of the cold rolling roll, the steel composition is The outer layer material having the same or different steel composition around the core material with excellent toughness, such as continuous casting method, centrifugal casting method, and even ESR outer layer overlay method, wear resistance Improved composite rolls for cold rolling have been manufactured.

【0006】しかし、この冷間圧延用複合ロールの製造
に際して、以下に列記するような問題があった。 (i) 連続鋳かけ法または遠心鋳造法により冷間圧延用複
合ロールを製造する場合には外層材を溶鋼として大気鋳
込みを行うため、外層材の脱酸、脱硫さらには非金属介
在物の細粒化および分散化を充分に行うことができず、
外層材のS含有量および非金属介在物量をともに適正値
に抑制できない。
[0006] However, the production of this composite roll for cold rolling has the following problems. (i) When manufacturing composite rolls for cold rolling by the continuous casting method or the centrifugal casting method, since the outer layer material is cast into the atmosphere using molten steel, deoxidation and desulfurization of the outer layer material and finer nonmetallic inclusions are required. Granulation and dispersion cannot be performed sufficiently,
Neither the S content nor the amount of nonmetallic inclusions in the outer layer material can be suppressed to appropriate values.

【0007】(ii)ESR外層肉盛法により冷間圧延用複
合ロールを製造する場合には、電極である外層材をスラ
グ下で二次溶解する(過程で芯材表層部が溶融する)た
め、芯材に含有される非金属介在物が外層材に移動・拡
散してしまい外層材の非金属介在物量を所定値に抑制で
きないことがある。
(Ii) When manufacturing a composite roll for cold rolling by the ESR outer layer overlay method, the outer layer material as an electrode is secondarily melted under slag (the surface layer of the core material is melted in the process). In some cases, nonmetallic inclusions contained in the core material move and diffuse into the outer layer material, and the amount of nonmetallic inclusions in the outer layer material cannot be suppressed to a predetermined value.

【0008】なお、従来、複合ロールの外層材のS含有
量を限定するものとして、特開昭63−114937号公報に
は、C:0.8 〜1.2 重量%、Si:0.5 〜1.5 重量%、M
n:0.5 〜1.5 重量%、P:0.08重量%以下、S:0.06
重量%以下、Ni:0.5 〜2.0 重量%、Cr:8〜16重量
%、Mo:0.8 〜2.5 重量%、V:2.0 〜6.0 重量%、残
部Feおよび不可避的不純物からなる低炭素高クロム鋳鉄
材により形成された外層材を備えた、耐摩耗性、耐肌荒
性、耐スリップ性および耐クラック性が優れた熱間圧延
用複合ロールが、特開平3−254304号公報には、面積
比で、粒状炭化物:5〜30%と、非粒状炭化物:5%以
下とを含有する組織からなり、かつ基地の硬さがビッカ
ース硬さ:Hv550 以上の外層材を備えた、高強度で耐摩
耗性および耐肌荒性に優れた耐摩耗複合ロールが、それ
ぞれ提案されている。
Conventionally, as a material for limiting the S content of the outer layer material of a composite roll, JP-A-63-114937 discloses C: 0.8 to 1.2% by weight, Si: 0.5 to 1.5% by weight, M:
n: 0.5 to 1.5% by weight, P: 0.08% by weight or less, S: 0.06%
Wt% or less, Ni: 0.5 to 2.0% by weight, Cr: 8 to 16% by weight, Mo: 0.8 to 2.5% by weight, V: 2.0 to 6.0% by weight, low carbon high chromium cast iron consisting of balance Fe and unavoidable impurities With an outer layer material formed by the above, a composite roll for hot rolling excellent in abrasion resistance, skin roughness resistance, slip resistance and crack resistance is disclosed in JP-A-3-254304 in terms of area ratio. High strength and wear resistance with an outer layer material consisting of a structure containing 5 to 30% of granular carbide and 5% or less of non-granular carbide and having a hardness of Vickers hardness of Hv550 or more. And a wear-resistant composite roll having excellent skin roughness resistance have been proposed.

【0009】さらに、特開平1−129929号公報には、
Ni:3.3 〜6重量%を含有するニッケル鋳鉄の外層材と
鋼製の芯材とをESR法により溶着一体化した複合材を
作り、この複合材を500 〜600 ℃で焼鈍した後、750 〜
1150℃の温度に1〜10時間保持後冷却することにより焼
入れし、焼入れ後、450 〜550 ℃の高温焼戻温度に1〜
10時間保持後空冷および徐冷する焼戻しを行って硬度を
高めることにより、高硬度化、高耐摩耗性化さらには寿
命の延長を図った熱間圧延用作業ロールを製造する方法
が提案されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-129929 discloses that
Ni: A composite material in which an outer layer material of nickel cast iron containing 3.3 to 6% by weight and a steel core material are welded and integrated by an ESR method, and this composite material is annealed at 500 to 600 ° C.
After quenching by holding at a temperature of 1150 ° C for 1 to 10 hours and then cooling, after quenching, it is tempered to a high tempering temperature of 450 to 550 ° C.
A method has been proposed for producing a hot-rolling work roll with high hardness, high wear resistance, and a longer life by increasing the hardness by performing tempering by air cooling and slow cooling after holding for 10 hours. I have.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】特開昭63−114937号公
報または特開平3−254304号公報により提案された複合
ロールは、それぞれ複合ロールの耐スリップ性や耐肌荒
性の改善を図ることを目的とするものであって複合ロー
ルの耐スポーリング性の改善を図るものではない。ま
た、いずれの提案においてもS含有量を0.06重量%以下
と限定しているが、その限定理由に関しては複合ロール
の脆化防止とだけ記載されているだけであり、S含有量
の耐スポーリング性への影響については何ら言及されて
いない。
SUMMARY OF THE INVENTION The composite rolls proposed in JP-A-63-114937 or JP-A-3-254304 aim at improving the slip resistance and the surface roughness of the composite roll, respectively. It is not intended to improve the spalling resistance of the composite roll. Further, in each proposal, the S content is limited to 0.06% by weight or less, but the reason for the limitation is merely described as prevention of embrittlement of the composite roll. No effect on gender is mentioned.

【0011】また、特開平1−129929号公報により提案
された熱間圧延用作業ロールは、脆化防止および機械加
工性向上の観点からS含有量を0.05重量%以上0.15重量
%以下と限定するものであり、特開昭63−114937号公報
または特開平3−254304号公報により提案された複合ロ
ールと同様に、S含有量の耐スポーリング性への影響に
は何ら言及していない。
[0011] Further, in the work roll for hot rolling proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-129929, the S content is limited to 0.05% by weight or more and 0.15% by weight or less from the viewpoint of preventing embrittlement and improving machinability. No mention is made of the effect of the S content on the spalling resistance as in the case of the composite roll proposed in JP-A-63-114937 or JP-A-3-254304.

【0012】ここに、本発明の目的は、所望の耐スポー
リング性を備えた冷間圧延用複合ロール、具体的には転
動疲労発生寿命がヘルツ接触圧力2800MPa 下で1×106
回以上である冷間圧延用複合ロールおよびその製造法を
提供することにある。
Here, an object of the present invention is to provide a composite roll for cold rolling having a desired spalling resistance, specifically, a rolling fatigue life of 1 × 10 6 under a Hertzian contact pressure of 2800 MPa.
It is an object of the present invention to provide a composite roll for cold rolling that is performed more than once and a method for producing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者は、所望の耐ス
ポーリング性を備えた単体の冷間圧延用ロールに共通す
る特徴を種々調査した。図1は、従来から製造されてい
る単体の冷間圧延用ロールにおけるスポーリング発生の
有無を、酸化物系介在物量ko (%) および硫化物系介
在物量ks (%) との関係で整理した結果を示すグラフ
であり、図2は、図1の結果を導く際に調査した冷間圧
延用ロールにおける全ての非金属介在物量kT (%) と
S含有量(%) との関係を示すグラフである。なお、非
金属介在物量(%)は、通常、JIS G 0555に規定される
試験方法により測定した結果が用いられており、本明細
書においても非金属介在物量はこの方法により測定した
結果を用いる。すなわち、非金属介在物量:0.03%と
は、JIS G 0555に規定される表示であるd60×400 =0.
03%、すなわち清浄度:0.03%を意味する。
The present inventor has investigated various features common to a single cold rolling roll having desired spalling resistance. FIG. 1 shows the occurrence of spalling in a single cold rolling roll manufactured conventionally in relation to the amount of oxide-based inclusions k o (%) and the amount of sulfide-based inclusions k s (%). FIG. 2 is a graph showing the arranged results, and FIG. 2 shows the relationship between all the nonmetallic inclusions k T (%) and the S content (%) in the cold rolling rolls examined in deriving the results of FIG. FIG. In addition, the amount of nonmetallic inclusions (%) is usually the result of measurement by a test method specified in JIS G 0555, and in this specification, the amount of nonmetallic inclusions uses the result of measurement by this method. . That is, the amount of non-metallic inclusions: 0.03% is d60 × 400 = 0.
03%, that is, a cleanliness level of 0.03%.

【0014】図1に示すグラフから、 全ての非金属介在物に占める硫化物系介在物の割合が
大きいこと、 酸化物系介在物は余り多くないため、従来から行って
いた脱酸と同程度の脱酸を行うことにより充分に低減で
きること、および スポーリングは、非金属介在物の総量が0.03%を超え
ると、発生する可能性が高まることがわかり、また図2
に示すグラフから、 全ての非金属介在物量を0.03%以下とするには、S含
有量を0.005 重量%以下とするのが有効であることがわ
かった。
From the graph shown in FIG. 1, it can be seen that the proportion of sulfide-based inclusions in all non-metallic inclusions is large, and that the amount of oxide-based inclusions is not so large, which is almost the same as the conventional deoxidation. It can be seen that the deoxidation can be sufficiently reduced and that spalling increases when the total amount of nonmetallic inclusions exceeds 0.03%.
From the graph shown in Fig. 7, it was found that it is effective to set the S content to 0.005% by weight or less in order to reduce the amount of all nonmetallic inclusions to 0.03% or less.

【0015】そこで、本発明者はさらに検討を重ね、冷
間圧延用複合ロールの製造において耐スポーリング性を
前述の所望のレベルとするには、単体の冷間圧延用ロー
ルと同様に、冷間圧延用複合ロールの外層材のS含有
量:0.005 重量%以下、非金属介在物量:0.03%以下と
することが有効であることを知見した。
Therefore, the present inventor has further studied, and in order to achieve the above-mentioned desired spalling resistance in the production of the composite roll for cold rolling, as in the case of a single cold rolling roll, the cold rolling is performed similarly to the case of a single cold rolling roll. It has been found that it is effective to set the S content of the outer layer material of the composite roll for cold rolling to 0.005% by weight or less and the amount of nonmetallic inclusions to 0.03% or less.

【0016】しかし、本発明者はさらに検討を重ねた結
果、外層材のS含有量および非金属介在物量だけを所定
値とするためにESR法を用いて芯材に外層材を肉盛り
すると、肉盛りの際に芯材に含まれる非金属介在物が外
層材に移動・拡散し、外層材の非金属介在物量を所定値
にできない場合があることを知見した。
However, as a result of further studies, the present inventor has found that when the outer layer material is overlaid on the core material using the ESR method in order to set only the S content and the amount of nonmetallic inclusions in the outer layer material to predetermined values, It has been found that non-metallic inclusions contained in the core material move and diffuse into the outer layer material during the overlaying, and the amount of non-metallic inclusions in the outer layer material may not be able to be set to a predetermined value.

【0017】そこで、本発明者は、このような冷間圧延
用複合ロールを製造する方法を種々検討した結果、外層
材のS含有量および非金属介在物量のみならず、芯材の
非金属介在物量をも限定することにより、所望のレベル
の耐スポーリング性を備えた冷間圧延用複合ロールが得
られることを知見して、本発明を完成した。
The present inventor has studied various methods for manufacturing such a composite roll for cold rolling. As a result, not only the S content and the amount of nonmetallic inclusions in the outer layer material, but also the nonmetallic The present invention was completed by finding that a composite roll for cold rolling having a desired level of spalling resistance can be obtained by limiting the physical quantity.

【0018】ここに、本発明の要旨とするところは、そ
れぞれ鋼組成を有する芯材および外層材により構成され
る冷間圧延用複合ロールであって、芯材の素材の非金属
介在物量は0.03%以下であり、さらに外層材の非金属介
在物量は0.03%以下であるとともに外層材のS含有量は
0.005重量%以下であることを特徴とする冷間圧延用複
合ロールである。
Here, the gist of the present invention is a composite roll for cold rolling composed of a core material having a steel composition and an outer layer material, wherein the amount of nonmetallic inclusions in the material of the core material is 0.03. % And the non-metallic inclusions in the outer layer material are 0.03% or less and the S content of the outer layer material is
A composite roll for cold rolling characterized by being 0.005% by weight or less.

【0019】上記の本発明にかかる冷間圧延用複合ロー
ルは、非金属介在物量が0.03%以下である鋼組成を有す
る芯材の素材の周囲に同種または異種の鋼組成を有する
外層材をESR法により肉盛りすることにより、外層材
の非金属介在物量:0.03%以下、かつ外層材のS含有
量:0.005 重量%以下とされて製造される。本発明にか
かる冷間圧延用複合ロールの芯材および外層材は、それ
ぞれ鋼組成を有する。芯材および外層材は同種であって
もよく、または異種でもよい。
The above-mentioned composite roll for cold rolling according to the present invention is characterized in that an outer layer material having the same or different steel composition is surrounded by a core material having a steel composition having a nonmetallic inclusion content of 0.03% or less. It is manufactured by overlaying by the method so that the amount of nonmetallic inclusions in the outer layer material is 0.03% or less and the S content of the outer layer material is 0.005% by weight or less. The core material and the outer layer material of the composite roll for cold rolling according to the present invention each have a steel composition. The core material and the outer layer material may be the same or different.

【0020】[0020]

【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明にかかる冷間圧延用複合ロールでは、外層材のS含
有量および非金属介在物量と、芯材の非金属介在物量と
をそれぞれ所定値以下に抑制することにより、耐スポー
リング性を前述のレベル [転動疲労発生寿命がヘルツ接
触圧力2800MPa 下で1×106 回以上] とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail together with the functions and effects. In the composite roll for cold rolling according to the present invention, the S content and the amount of nonmetallic inclusions in the outer layer material and the amount of nonmetallic inclusions in the core material are each suppressed to a predetermined value or less, so that the spalling resistance is reduced. [The rolling fatigue occurrence life is 1 × 10 6 times or more under the Hertzian contact pressure of 2800 MPa].

【0021】すなわち、冷間圧延用複合ロールでは、外
層材における非金属介在物量が0.03%以下であれば転動
疲労発生寿命:ヘルツ接触圧力2800MPa 下で1×106
以上の耐スポーリング性が得られる。前述のように、非
金属介在物の多くは硫化物系介在物であるため、本発明
では、外層材のS含有量を0.005 重量%以下と抑制する
ことにより、硫化物系介在物ひいては非金属介在物の総
量の低減を図る。
That is, in the composite roll for cold rolling, when the amount of nonmetallic inclusions in the outer layer material is 0.03% or less, the rolling fatigue generation life is 1 × 10 6 times or more under the Hertz contact pressure of 2800 MPa. Is obtained. As described above, most of the non-metallic inclusions are sulfide-based inclusions. Therefore, in the present invention, by controlling the S content of the outer layer material to 0.005% by weight or less, the sulfide-based inclusions and thus the non-metallic inclusions are reduced. Reduce the total amount of inclusions.

【0022】このようなS含有量および非金属介在物量
の外層材を備えた複合ロールを製造するには、外層材か
らなる電極の内側に芯材を配置しておき電極を再溶解す
るESR肉盛法を用いて芯材の周囲に、同種または異種
の外層材を肉盛り溶接すればよい。
In order to manufacture a composite roll having such an outer layer material having an S content and a non-metallic inclusion amount, a core material is disposed inside an electrode made of the outer layer material, and the ESR meat for re-dissolving the electrode is prepared. The same or different outer layer materials may be build-up welded around the core material using the build-up method.

【0023】ただし、芯材の非金属介在物量は0.03%以
下である。芯材の非金属介在物量が0.03%超であると、
ESR肉盛法により電極を外層材として芯材の周囲に肉
盛り溶接する際に高温のスラグあるいは溶鋼に接する芯
材の表面が溶融するため、芯材に含まれる非金属介在物
が外層材へ移動して外層材の非金属介在物量が0.03%超
になってしまうからである。
However, the amount of nonmetallic inclusions in the core material is 0.03% or less. If the amount of nonmetallic inclusions in the core material exceeds 0.03%,
Non-metallic inclusions contained in the core material are transferred to the outer layer material because the surface of the core material in contact with the high-temperature slag or molten steel melts when the electrode is formed as an outer layer material by the ESR overlaying method around the core material. This is because the material moves and the amount of nonmetallic inclusions in the outer layer material exceeds 0.03%.

【0024】なお、本発明にかかる冷間圧延用複合ロー
ルの芯材および外層材は、それぞれ公知の冷間圧延用複
合ロールの芯材および外層材に用いられる鋼を適用すれ
ばよい。例えば、C:0.35〜1.2 重量%、Si:0.15〜1.
0 重量%、Mn:0.15〜1.0 重量%、Cr:0.5 〜5.0 重量
%、Mo:0.70重量%以下、Ni:2.0 重量%以下を含有す
る鋼組成の芯材、C:0.5 〜1.7 重量%、Si:0.15〜3.
0 重量%、Mn:0.15〜5.0 重量%、Cr:3〜13重量%、
Mo:11.0重量%以下、V:6.0 重量%以下、Co:13重量
%以下、W:20.0重量%以下、Ni:5.0 重量%以下を含
有する鋼組成の外層材を例示することができる。さら
に、本発明を実施例を参照しながら詳述するが、これは
本発明の例示でありこれにより本発明が限定されるもの
ではない。
As the core material and the outer layer material of the composite roll for cold rolling according to the present invention, the steel used for the core material and the outer layer material of the known composite roll for cold rolling may be applied. For example, C: 0.35 to 1.2% by weight, Si: 0.15 to 1.
0% by weight, Mn: 0.15 to 1.0% by weight, Cr: 0.5 to 5.0% by weight, Mo: 0.70% by weight or less, Ni: 2.0% by weight or less, C: 0.5 to 1.7% by weight, Si: 0.15-3.
0% by weight, Mn: 0.15 to 5.0% by weight, Cr: 3 to 13% by weight,
An outer layer material having a steel composition containing Mo: 11.0% by weight or less, V: 6.0% by weight or less, Co: 13% by weight or less, W: 20.0% by weight or less, and Ni: 5.0% by weight or less can be exemplified. Further, the present invention will be described in detail with reference to examples, but this is an exemplification of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

【0025】[0025]

【実施例】 (実施例1)C:1.50重量%、Si:0.35重量%、Mn:0.35
重量%、P:0.01重量%、S:0.008 重量%、Cr:12.0
重量%、Mo:0.90重量%、V:0.55重量%、残部Feおよ
び不可避的不純物からなる鋼組成 (合金工具鋼SKD11 相
当) の外径660 mm、内径570 mm、長さ3000mmの中空円柱
形状の電極と、C:0.40重量%、Si:0.25重量%、Mn:
0.75重量%、P:0.01重量%、Cr:1.05重量%、Mo:0.
25重量%、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼組成
(機械構造用鋼SCM440相当) の外径500 mm、長さ1500mm
の芯材とを用い、内径750 mmの銅製モールド内でESR
溶解を行って、芯材の周囲に電極を再溶解して外層材と
して肉盛りした。なお、ESR溶解の際に芯材のS含有
量および非金属介在物量を5水準で変更して、それぞれ
の芯材について複合鋼塊を製造した。
EXAMPLES (Example 1) C: 1.50% by weight, Si: 0.35% by weight, Mn: 0.35%
% By weight, P: 0.01% by weight, S: 0.008% by weight, Cr: 12.0
Weight: 0.90% by weight, Mo: 0.90% by weight, V: 0.55% by weight, balance of steel composition (equivalent to alloy tool steel SKD11) consisting of Fe and unavoidable impurities. Electrode, C: 0.40% by weight, Si: 0.25% by weight, Mn:
0.75% by weight, P: 0.01% by weight, Cr: 1.05% by weight, Mo: 0.
Steel composition consisting of 25% by weight, balance Fe and unavoidable impurities
Outer diameter of 500 mm (equivalent to SCM440 steel for machine structural use), length 1500 mm
ESR in a copper mold with an inner diameter of 750 mm
After the dissolution, the electrode was re-dissolved around the core material and was overlaid as an outer layer material. In addition, at the time of ESR melting, the S content of the core material and the amount of nonmetallic inclusions were changed at five levels, and a composite steel ingot was manufactured for each core material.

【0026】これらの複合鋼塊の外層部から試料No.1な
いし試料No.5を採取し、JIS G 0555に規定される試験方
法により非金属介在物量を測定するとともにS含有量を
測定した。結果を表1に示す。表1から、鋼塊の外層材
における非金属介在物量を0.03%以下とするには、芯材
の非金属介在物量も0.03%以下とすればよいことがわか
る。
Samples No. 1 to No. 5 were collected from the outer layers of these composite steel ingots, and the amount of nonmetallic inclusions and the S content were measured by the test method specified in JIS G 0555. Table 1 shows the results. From Table 1, it can be seen that the amount of non-metallic inclusions in the outer layer material of the steel ingot should be 0.03% or less, and the amount of non-metallic inclusions in the core material should be 0.03% or less.

【0027】さらに、これらの試料について、ヘルツ接
触圧力2800MPa の条件下で転動疲労発生回数を測定し
た。結果を表1にあわせて示す。表1から、本発明によ
れば、目標である耐スポーリング性 (ヘルツ接触圧力28
00MPa 下での転動疲労発生寿命:1×106 回以上) を達
成できたことがわかる。
Further, with respect to these samples, the number of times of occurrence of rolling fatigue was measured under the condition of a Hertzian contact pressure of 2800 MPa. The results are shown in Table 1. From Table 1, it can be seen that according to the present invention, the goal of spalling resistance (Hertz contact pressure 28
It can be seen that the rolling fatigue occurrence life under 00 MPa was at least 1 × 10 6 times).

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】(実施例2)前述の図1のデータの採取を行
った冷間圧延用複合ロールを用いて、ヘルツ接触圧力28
00 MPaの条件で転動疲労寿命テストを行って、冷間圧延
用複合ロールの外層材の非金属介在物と転動疲労発生寿
命との関係を調査した。結果を図3にグラフ (○印) で
示す。図3から、外層材の非金属介在物量が0.03%超に
なると転動疲労発生寿命の低下が著しいことがわかる。
Example 2 Using the composite roll for cold rolling from which the data of FIG.
A rolling fatigue life test was performed under the condition of 00 MPa, and the relationship between nonmetallic inclusions in the outer layer material of the composite roll for cold rolling and rolling fatigue occurrence life was investigated. The results are shown in FIG. FIG. 3 shows that when the amount of nonmetallic inclusions in the outer layer material exceeds 0.03%, the rolling fatigue occurrence life is significantly reduced.

【0030】また、実施例1で製造した複合鋼塊の外層
部から試料を切り出し、転動疲労試験を行って転動疲労
発生寿命を測定した。結果を図3にグラフ(△印)で示
す。図3から、芯材の非金属介在物量が0.03%超になる
と転動疲労発生寿命の低下が著しいことがわかる。
Further, a sample was cut out from the outer layer portion of the composite steel ingot manufactured in Example 1, and a rolling fatigue test was performed to measure a rolling fatigue generation life. The results are shown in the graph (グ ラ フ) in FIG. FIG. 3 shows that when the amount of nonmetallic inclusions in the core material exceeds 0.03%, the rolling fatigue occurrence life is significantly reduced.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、冷
間圧延用複合ロールの耐スポーリング性を改善すること
が可能となった。
As described in detail above, the present invention makes it possible to improve the spalling resistance of a composite roll for cold rolling.

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

【図1】従来から製造されている単体の冷間圧延用ロー
ルにおけるスポーリング発生の有無を、酸化物系介在物
量Ko (%) および硫化物系介在物量Ks (%) との関
係で整理した結果を示すグラフである。
FIG. 1 shows the occurrence of spalling in a single cold roll manufactured conventionally, in relation to the amount of oxide-based inclusions K o (%) and the amount of sulfide-based inclusions K s (%). It is a graph which shows the result of arrangement.

【図2】図1の結果を導く際に調査した冷間圧延用ロー
ルにおける全ての非金属介在物量KT (%) とS含有量
(重量%) との関係を示すグラフである。
FIG. 2 shows the total amount of nonmetallic inclusions K T (%) and S content in the cold rolling rolls investigated in deriving the results of FIG.
6 is a graph showing the relationship with (% by weight).

【図3】実施例2における転動疲労発生寿命と非金属介
在物量との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the rolling fatigue occurrence life and the amount of nonmetallic inclusions in Example 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−157836(JP,A) 特開 平4−365836(JP,A) 特開 平1−240635(JP,A) 特開 平4−358046(JP,A) 特開 昭63−157707(JP,A) 特開 平4−182011(JP,A) 特開 昭57−134013(JP,A) 特開 平4−297565(JP,A) 特開 昭63−235006(JP,A) 特開 平1−129929(JP,A) 特開 平6−226309(JP,A) 特開 平6−128686(JP,A) 特開 平1−104750(JP,A) 特開 昭58−171552(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 27/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-63-157836 (JP, A) JP-A-4-365836 (JP, A) JP-A-1-240635 (JP, A) JP-A-4- 358046 (JP, A) JP-A-63-157707 (JP, A) JP-A-4-182011 (JP, A) JP-A-57-134013 (JP, A) JP-A-4-297565 (JP, A) JP-A-63-235006 (JP, A) JP-A-1-129929 (JP, A) JP-A-6-226309 (JP, A) JP-A-6-128686 (JP, A) JP-A-1-104750 (JP, A) JP-A-58-171552 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B21B 27/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 それぞれ鋼組成を有する芯材および外層
材により構成される冷間圧延用複合ロールであって、前
記芯材の素材の非金属介在物量は0.03%以下であり、さ
らに、前記外層材の非金属介在物量は0.03%以下である
とともに前記外層材のS含有量は0.005 重量%以下であ
ることを特徴とする冷間圧延用複合ロール。
1. A composite roll for cold rolling comprising a core material and an outer layer material each having a steel composition, wherein the material of the core material has a non-metallic inclusion content of 0.03% or less. A composite roll for cold rolling, wherein the amount of nonmetallic inclusions in the material is 0.03% or less and the S content of the outer layer material is 0.005% by weight or less.
【請求項2】 非金属介在物量が0.03%以下である鋼組
成を有する芯材の素材の周囲に同種または異種の鋼組成
を有する外層材をESR法により肉盛りすることによ
り、前記外層材の非金属介在物量:0.03%以下、かつ外
層材のS含有量:0.005 重量%以下である冷間圧延用複
合ロールを製造することを特徴とする冷間圧延用複合ロ
ールの製造法。
2. An outer layer material having the same or different steel composition is built up by an ESR method around a core material having a steel composition in which the amount of nonmetallic inclusions is 0.03% or less. A method for producing a composite roll for cold rolling, comprising producing a non-metallic inclusion: 0.03% or less and an S content of the outer layer material: 0.005% by weight or less.
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