JP3188643B2 - Composite roll for stainless steel cold rolling - Google Patents

Composite roll for stainless steel cold rolling

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JP3188643B2
JP3188643B2 JP07509697A JP7509697A JP3188643B2 JP 3188643 B2 JP3188643 B2 JP 3188643B2 JP 07509697 A JP07509697 A JP 07509697A JP 7509697 A JP7509697 A JP 7509697A JP 3188643 B2 JP3188643 B2 JP 3188643B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼の冷
間圧延ロールに関し、とくに優れた表面光沢のステンレ
ス冷延鋼帯を有利に生産しうる圧延ロールに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cold roll of stainless steel, and more particularly to a roll capable of advantageously producing a cold rolled stainless steel strip having excellent surface gloss.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ステンレス冷延鋼帯は、熱延鋼帯
を焼鈍酸洗したのち、ワークロール径150 mmφ以下の鋼
系合金製ワークロールを用いたゼンジミアミル等により
冷間圧延した後、仕上げ焼鈍酸洗又は仕上光輝焼鈍し、
圧下率1.2 %以下で仕上調質圧延する工程で製造されて
いた。このような工程を経て製造されたステンレス冷延
鋼帯は、例えば、SUS 430 に代表されるフェライト系の
場合には、製造後の表面のまま使用されることが多く、
仕上調質圧延した後の製品に優れた表面光沢が要求され
る。一方、SUS 304 に代表されるオーステナイト系の場
合には、仕上調質圧延後、さらにバフ研磨を施すことが
多く、このバフ研磨後に優れた表面光沢を呈することが
必要である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a cold-rolled stainless steel strip is cold-rolled with a Sendzimir mill or the like using a work roll made of a steel alloy having a work roll diameter of 150 mm or less after annealing and pickling a hot-rolled steel strip. Finish annealing Pickling or finish bright annealing,
It was manufactured by a process of finish pass rolling at a rolling reduction of 1.2% or less. Stainless steel cold rolled steel strip manufactured through such a process, for example, in the case of a ferrite system represented by SUS430, is often used as it is on the surface after manufacturing,
Good surface gloss is required for the product after finish temper rolling. On the other hand, in the case of an austenitic material represented by SUS 304, buffing is often performed after finish temper rolling, and it is necessary to exhibit excellent surface gloss after buffing.

【0003】ところで、最近、ステンレス冷延鋼帯を能
率良く製造するために、150mm φ以上の大径ワークロー
ルを用いた冷間タンデムミルにより一方向に連続して冷
間圧延する方法が採用されつつある。例えば、特開平8
−39103号公報には、かかる冷間タンデムミルにお
ける1以上のスタンドにWC系超合金ワークロールを用
いることによって、生産能率を高めるとともに、ステン
レス冷延鋼帯の表面光沢を高める技術が開示されてい
る。
Recently, in order to efficiently produce a cold rolled stainless steel strip, a method has been adopted in which cold rolling is continuously performed in one direction by a cold tandem mill using a work roll having a large diameter of 150 mm or more. It is getting. For example, JP-A-8
Japanese Patent No. 39103 discloses a technique for increasing the production efficiency and increasing the surface gloss of a cold rolled stainless steel strip by using a WC superalloy work roll for one or more stands in such a cold tandem mill. I have.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平8−39103号公報に開示の方法では、ステンレ
ス冷延鋼帯の表面光沢が未だ十分なレベルに達していな
いばかりか、場合によっては、ワークロールが破損した
り、ロールコストが著しく高いという問題があった。
However, according to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-39103, not only the surface gloss of the cold-rolled stainless steel strip has not yet reached a sufficient level, but depending on the case, the work may be difficult. There were problems that the roll was broken and the roll cost was extremely high.

【0005】なお、本発明の一部と類似した技術が、特
公平5−55202号公報、特開平4−41007号公
報、特開昭60−11704号公報に提案されている。
しかし、特公平5−55202号公報に開示のものは、
超硬あるいは高速度鋼の粉末を鋼製の円筒外部に高温静
水圧成形にて焼結させ、鋼の円筒と拡散接合させたスリ
ーブと鋼のアーバーとを嵌合した複合ロールであるもの
の、熱間の線材、棒鋼圧延用のロールであり、冷間圧延
における表面光沢を向上させるための条件については全
く言及されていない。また、高ヤング率材料はセラミッ
クスや超硬合金など脆性材料であり、圧延中に応力が集
中するとその場所から破壊が生じることが懸念される。
従って圧延中の該材質への応力集中を防ぐことが重要と
なる。特開平4−41007号公報に開示の技術は、こ
の応力集中を防ぐ方法の提案である。この方法は、圧延
ロール最外層にセラミックスまたは超硬合金を用い、こ
れと芯材との間に中間材として弾塑性体である無酸化銅
に鋸歯状の溝を加工したり、銅線にして巻き付けるなど
の手段で、実効弾性係数を3000〜17000kgf/mm2として配
するものである。しかし、この圧延ロールでは、例えば
ステンレス鋼板のように極めて変形抵抗の高い圧延材を
高荷重高面圧で圧延する場合に、中間層の塑性変形によ
りロールが偏芯したり円筒形状が保持できなくなり、さ
らに圧延が進むとロールが破壊し大きな問題となるとい
う恐れがあった。さらに、特開昭60−111704号
公報の提案は、超硬合金製のロールバレルと鋼製のロー
ルネック部を持つ圧延ロールで、この超硬合金製ロール
バレルと鋼製ネック部との中間に、このロールバレルの
超硬合金よりバインダ含有量が高くて強度が高い超硬合
金製の中間材をろう付けにより設ける圧延ロールについ
てのものである。しかし、超硬合金の材質についての記
載がないばかりか、ロールバレル部全体を超硬合金で構
成しているため、大径ロールを製造する場合の大幅なコ
スト低減は全く解決されていない。
A technique similar to a part of the present invention is proposed in Japanese Patent Publication No. 5-55202, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-41007, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-11704.
However, the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-55202
This is a composite roll in which carbide or high-speed steel powder is sintered to the outside of a steel cylinder by high-temperature isostatic pressing, and a steel cylinder and a diffusion-bonded sleeve are fitted with a steel arbor. It is a roll for rolling a bar and a bar between them, and there is no mention of conditions for improving the surface gloss in cold rolling. Further, the high Young's modulus material is a brittle material such as ceramics and cemented carbide, and if stress is concentrated during rolling, there is a concern that destruction may occur from that location.
Therefore, it is important to prevent stress concentration on the material during rolling. The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-41007 is a proposal of a method for preventing this stress concentration. In this method, ceramic or cemented carbide is used for the outermost layer of the rolling roll, and a saw-tooth groove is formed in non-oxidized copper, which is an elastoplastic body, as an intermediate material between this and the core material, or a copper wire is formed. The effective elastic modulus is set to 3000 to 17000 kgf / mm 2 by means such as winding. However, with this rolling roll, for example, when rolling a rolled material having extremely high deformation resistance such as a stainless steel plate at a high load and a high surface pressure, the roll cannot be eccentric due to the plastic deformation of the intermediate layer or the cylindrical shape cannot be maintained. When the rolling further proceeds, there is a fear that the rolls break and cause a serious problem. Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-111704 proposes a roll having a hard metal alloy roll barrel and a steel roll neck portion, which is provided between the hard metal alloy roll barrel and the steel neck portion. The present invention relates to a roll in which an intermediate material made of cemented carbide having a higher binder content and higher strength than that of the cemented carbide of the roll barrel is provided by brazing. However, not only is there no description about the material of the cemented carbide, but since the entire roll barrel portion is made of cemented carbide, no significant cost reduction in the case of manufacturing a large-diameter roll has been solved.

【0006】そこで、本発明の目的は、従来技術が抱え
ている上記問題を解決し、ステンレス冷延鋼帯の表面光
沢のさらなる向上が可能で、安定した圧延が可能なステ
ンレス鋼冷間圧延用ロールを提供することにある。本発
明の他の目的は、ステンレス冷延鋼帯の表面光沢のさら
なる向上を図ることが可能で、ロール切損などのトラブ
ルを招くことのない、安価なステンレス鋼冷間圧延用ロ
ールを提供することにある。本発明のさらに他の目的
は、上記各特性が、冷間タンデムミルに用いて特に効果
を奏する、ステンレス鋼冷間圧延用ロールを提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to solve the above problems the prior art has had, is capable of further improvement of the surface gloss of the stainless cold-rolled steel strip, capable of stably rolling stearate
Rolls for stainless steel cold rolling. Another object of the present invention is to provide an inexpensive stainless steel cold-rolling roll which can further improve the surface gloss of a cold-rolled stainless steel strip and does not cause trouble such as roll breakage. It is in. Still another object of the present invention is to provide a roll for stainless steel cold rolling, in which each of the above characteristics is particularly effective when used in a cold tandem mill.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、ロールバレル
が同心円状の3つ以上の層からなり、最外層は、ヤング
率が35000kgf/mm以上、かつ層の厚みがロール半径の
3%以上であり、該最外層と軸芯との間に位置する中間
層は、ヤング率が最外層のヤング率より小さく、軸芯の
ヤング率より大きい、ステンレス鋼冷間圧延用複合ロー
ルである。
According to the present invention, the roll barrel is composed of three or more concentric layers, and the outermost layer has a Young's modulus of 35,000 kgf / mm 2 or more and a layer thickness of 3% of the roll radius. As described above, the intermediate layer located between the outermost layer and the shaft core is a composite roll for stainless steel cold rolling having a Young's modulus smaller than that of the outermost layer and larger than that of the shaft core.

【0008】また、上記発明において、中間層が2つ以
上の層からなる場合には、該中間層は相対的に外側にあ
る層ほど大きいヤング率を有する材質を配置することが
望ましい。
In the above invention, when the intermediate layer is composed of two or more layers, it is preferable to arrange a material having a higher Young's modulus as the intermediate layer is relatively outer.

【0009】さらに、これらの発明において、最外層お
よび中間層が、いずれもWC系超合金からなり、該超
合金の組成は相対的に外側にある層ほどバインダ金属
の結合当量を少なくすることが望ましい。
Furthermore, in these inventions, the outermost layer and the intermediate layer are both made of WC-based cemented carbide, ultrafine
It is desirable that the composition of the hard alloy be such that the outermost layer has a smaller binder metal equivalent.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず始めに、発明者らは、製品の表面光沢
に冷間圧延後の鋼帯の表面粗さが大きく影響し、この冷
間圧延後の鋼帯の表面粗さが、冷間圧延前の鋼帯(熱延
後に焼鈍、酸洗した鋼帯)の表面粗さの一部が冷間圧延
後に残存するものであること、表面光沢の良好な鋼帯を
得るためには、冷間圧延開始時に存在する鋼帯表面の凹
部を圧延中に小さくするとよいことを見いだした。しか
し、冷間圧延中にロール表面の凸部を鋼帯表面に充分に
接触させて、冷間圧延前の鋼帯表面の凹部を十分に低減
することは、大径ワークロールを用いる冷間タンデムミ
ルにおいては、従来の小径ロールミルに比較して、ロー
ル径が大きいため、圧延油を大量にロールと鋼帯の間に
介在させてしまい、ロール表面の凸部を鋼帯表面の凹部
に十分に接触させることが難しい。
Embodiments of the present invention will be described below. First, the inventors have found that the surface roughness of the steel strip after cold rolling has a great effect on the surface gloss of the product, and the surface roughness of the steel strip after cold rolling has a significant effect on the steel before cold rolling. In order to obtain a steel strip with good surface gloss, a part of the surface roughness of the strip (steel strip annealed and pickled after hot rolling) remains after cold rolling, It has been found that it is better to reduce the existing recesses on the surface of the steel strip during rolling. However, in order to sufficiently reduce the concave portions of the steel strip surface before the cold rolling by sufficiently contacting the convex portions of the roll surface with the steel strip surface during the cold rolling, a cold tandem using a large-diameter work roll is required. In the mill, the roll diameter is large compared to the conventional small-diameter roll mill, so a large amount of rolling oil is interposed between the roll and the steel strip, and the convex part of the roll surface is sufficiently inserted into the concave part of the steel strip surface. Difficult to contact.

【0011】これに対応するために、発明者らは、以下
の(a), (b)の条件を満たすことが効果的であることを知
見した。 (a) 圧延油がロールと鋼帯の間にできるだけ引き込まれ
にくくすること。 (b) ロールと鋼帯との間に十分な圧力を生じさせるこ
と。 まず、(a) について、ロールと鋼帯との間に圧延油が引
き込まれる原因は、圧延油に働く流体力学的な力であ
り、この力は、噛み込み角度に大きく影響され、かつ、
この角度を大きくすると圧延油が引き込まれ難くなるこ
とがわかった。そこで、発明者らは、ロールのヤング率
に着目し、ロールのヤング率を大きくするとロールの偏
平が小さくなり、その結果噛み込み角度を大きくでき
て、圧延油を引き込み難くできるとの結論に達したので
ある。
To cope with this, the inventors have found that it is effective to satisfy the following conditions (a) and (b). (a) To make the rolling oil as hard as possible to be drawn between the roll and the steel strip. (b) Create sufficient pressure between the roll and the steel strip. First, regarding (a), the cause of the rolling oil being drawn between the roll and the steel strip is a hydrodynamic force acting on the rolling oil, and this force is greatly affected by the biting angle, and
It was found that when this angle was increased, the rolling oil was less likely to be drawn. Therefore, the inventors focused on the Young's modulus of the roll, and concluded that if the Young's modulus of the roll was increased, the flatness of the roll was reduced, and as a result, the bite angle could be increased and the rolling oil could be hardly drawn. It was done.

【0012】そこで、ロールのヤング率と圧延後の鋼板
表面の光沢との関係について述べる。ステンレス冷延鋼
帯の表面光沢について、JIS Z8741 光沢度測定方法(Gs
20°)により測定し、良好な順に光沢度950 以上を特
A、800 〜950 をA、600 〜800 をB、400 〜600 を
C、400 以下をDとして5段階で評価した。発明者らの
実験によれば、図1に示すように、ヤング率を鋼の値21
000kgf/mmから大きくしていくと光沢は少しづつ向上
するが、ヤング率35000kgf/mm以上となると明確に光
沢の違いが現われる。また、ヤング率は35000kgf/mm
以上であれば、その値が高ければ高いほどよく、50000k
gf/mm以上にする一層優れた光沢を呈し望ましいこ
とがわかった。なお、一般的にヤング率が高くなると、
一種の脆性を示すようになることが多く、あまりに高い
ヤング率の材料をロール材料として用いることは、ロー
ルの強度上好ましくない。例えば、高いヤング率を有す
る材料としてWC系の超硬合金が挙げられるが、ヤング
率を58000kgf/mm以下にするように結合当量を設定す
るのがよい。また、ヤング率を大きくさせると、上述し
た効果に加えて、ロールと鋼帯との接触長さが短くなっ
て、ロールと鋼帯との間の圧力が増加する結果、前記
(b) に示す十分な圧力を生じる効果もあることを確認し
た。
Therefore, the relationship between the Young's modulus of the roll and the gloss of the steel sheet surface after rolling will be described. For the surface gloss of cold rolled stainless steel strip, see JIS Z8741 Glossiness measurement method (Gs
20 °), and the gloss was evaluated in the following order from 5 to 950 or higher: A: 800-950: A; 600-800: B; 400-600: C; According to the experiments performed by the inventors, as shown in FIG.
Gloss increases gradually from 000 kgf / mm 2, but a distinct difference in gloss appears when the Young's modulus is 35,000 kgf / mm 2 or more. The Young's modulus is 35000kgf / mm 2
If it is above, the higher the value, the better, 50000k
It was found that when the gf / mm 2 or more was used , more excellent gloss was exhibited, which was desirable. In general, when the Young's modulus increases,
It often shows a kind of brittleness, and using a material having too high Young's modulus as a roll material is not preferable in terms of roll strength. For example, as a material having a high Young's modulus, a WC cemented carbide may be mentioned, but it is preferable to set the bonding equivalent so that the Young's modulus is 58000 kgf / mm 2 or less. Further, when the Young's modulus is increased, in addition to the above-described effects, the contact length between the roll and the steel strip is reduced, and as a result, the pressure between the roll and the steel strip is increased.
It was confirmed that there was also an effect of generating a sufficient pressure as shown in (b).

【0013】さて、冷間タンデムミルのように大径ワー
クロールに光沢を向上させる材料としてヤング率の高い
WC系超硬合金を用いる場合に、WC系超硬合金の一体
ロールを用いてもよいが、コストが極めて高くなるとい
う問題がある。この問題を解決するためには、WC系超
硬合金を外層の材質とし、芯を鋼系の材質とした複合ロ
ールを採用することが極めて効果的である。
When a WC cemented carbide having a high Young's modulus is used as a material for improving the gloss of a large-diameter work roll such as a cold tandem mill, an integral roll of the WC cemented carbide may be used. However, there is a problem that the cost is extremely high. In order to solve this problem, it is extremely effective to employ a composite roll in which the outer layer is made of a WC cemented carbide and the core is a steel material.

【0014】ただし、このような複合ロールを用いる場
合、圧延中のロールの偏平変形はWC系超硬合金一体ロ
ールの場合と異なることが考えられる。圧延後の鋼帯表
面の光沢は偏平ロール半径に大きく係っており、複合ロ
ールの偏平変形が、WC系超硬合金一体ロールのそれと
大きく異ならないように、ロールバレル外層の肉厚を最
適な値にする必要がある。ロールバレル外層の肉厚を余
りに大きくすると、ロール偏平をWC系超硬合金一体ロ
ールと異ならないようにすることは可能であるが、やは
りコストが高くなるので、性能とコストとを両立させる
肉厚の設定が極めて重要である。
However, when such a composite roll is used, it is conceivable that the flat deformation of the roll during rolling is different from that of the WC cemented carbide integrated roll. The gloss of the steel strip surface after rolling is greatly related to the flat roll radius, and the thickness of the outer layer of the roll barrel is optimized so that the flat deformation of the composite roll does not differ greatly from that of the WC cemented carbide integrated roll. Must be a value. If the thickness of the outer layer of the roll barrel is too large, the flatness of the roll can be made different from that of the WC-based hard metal integrated roll, but the cost also increases, so the thickness that balances performance and cost Is very important.

【0015】発明者らは上記観点から、外層にWC系超
硬合金を用いた複合ロールの外層の肉厚についてFEM
解析および圧延実験により鋭意検討した。図2は、高ヤ
ング率を有するWC系超硬合金(ヤング率51000kgf/m
m2)一体ロールの偏平ロール半径をR1 としたとき、外
層の肉厚を種々変化させた複合ロールの偏平ロール半径
RのR1 との差を、(R−R1 )×100 /R1 で表し、
この比率と、外層肉厚の半径に対する比率との関係を示
したものである。また図3は、同様に表した冷延鋼帯の
表面光沢と外層肉厚の半径に対する比率との関係を示し
たものである。図2および図3に示すように、鋼一体ロ
ール(ヤング率21000kgf/mm2) では偏平ロール半径の差
は約70%であるのに対し、複合ロールの偏平ロール半径
は外層の肉厚がロール半径の約3%(すなわち、直径の
1.5 %)ではとWC系超硬合金一体ロールとの偏平差が
10%以内となり、光沢に対し十分な効果を得ることが可
能であるということがわかった。また、WC外層の肉厚
をロール半径の10%以上(直径の5%以上)に設定する
と、偏平ロール半径のWC系超硬合金一体ロールの場合
との差は2%以内にできて、光沢に対しより高い効果が
得られることもわかった。これより、WC外層の肉厚は
半径の3%以上、好ましくは半径の10%以上である。さ
らに、発明者らが上記ロール半径と外層肉厚との関係に
ついて検討した結果、外層のヤング率が変化しても、こ
の関係は、ほぼ同じであることがわかった。
[0015] From the above viewpoint, the inventors of the present invention have examined the thickness of the outer layer of a composite roll using a WC cemented carbide for the outer layer by FEM.
The analysis and the rolling experiment were studied diligently. Figure 2 shows a WC cemented carbide with a high Young's modulus (Young's modulus 51000kgf / m
m 2) when the flat roll radius integral roll was R 1, the difference between R 1 of the flat roll radius R of the composite roll of the thickness of the outer layer was varied, (R-R 1) × 100 / R Expressed as 1 ,
The relationship between this ratio and the ratio of the outer layer thickness to the radius is shown. FIG. 3 shows the relationship between the surface gloss of the cold-rolled steel strip and the ratio of the outer layer thickness to the radius, which are similarly expressed. As shown in FIGS. 2 and 3, the difference in flat roll radius is about 70% for a steel integrated roll (Young's modulus: 21000 kgf / mm 2 ), while the flat roll radius of the composite roll is About 3% of the radius (ie,
1.5%), the flatness difference with the WC cemented carbide integrated roll is
It was within 10%, indicating that a sufficient effect on gloss could be obtained. Also, when the thickness of the WC outer layer is set to 10% or more of the roll radius (5% or more of the diameter), the difference between the flat roll radius and the case of the WC cemented carbide integrated roll can be made within 2%, and It was also found that a higher effect was obtained with respect to. Thus, the thickness of the WC outer layer is at least 3% of the radius, preferably at least 10% of the radius. Furthermore, as a result of studying the relationship between the roll radius and the thickness of the outer layer by the inventors, it was found that this relationship was substantially the same even when the Young's modulus of the outer layer changed.

【0016】一方、このようにロールを複合化した場
合、高ヤング率材質であるロール外層と鋼の軸芯との境
界のヤング率の不連続により、圧延中のロール外層の内
径周面に引張り応力が生じ、この応力が限界を超えて大
きくなるとロールの破壊につながる。そこで本発明者ら
は、この応力を緩和するために、図4に示すように、ロ
ール外層とロール軸芯との間に、外層よりは小さく、軸
芯よりは大きなヤング率を有する材料を素材とした中間
層を設け、上記応力を緩和できることを知見した。図5
は、上記応力の半径方向分布を示すものである。図5の
ように、従来例である高ヤング率外層と鋼軸芯の2層か
らなる複合ロールの場合には、外層と軸芯の境界近くの
外層内部に大きな引張り応力が働き、ロールの破損を起
こし易い。これに対して、本発明に従う中間層を設ける
ことにより、外層と中間層の境界近くの引張り応力、中
間層と軸芯の境界近くの引張り応力とも、従来の場合よ
り小さくなっており、ロールを破損せずに安定して用い
ることができる。
On the other hand, when the roll is compounded in this manner, the discontinuity of the Young's modulus at the boundary between the outer layer of the roll, which is a high Young's modulus material, and the steel core causes a pull on the inner peripheral surface of the outer layer of the roll during rolling. Stresses are generated, and when the stresses exceed the limits, the rolls break. In order to alleviate this stress, the present inventors used a material having a Young's modulus smaller than the outer layer and larger than the shaft core between the roll outer layer and the roll axis as shown in FIG. It was found that the above-mentioned stress can be relieved by providing an intermediate layer. FIG.
Shows the radial distribution of the stress. As shown in FIG. 5, in the case of a conventional composite roll composed of two layers of a high Young's modulus outer layer and a steel shaft core, a large tensile stress acts on the inside of the outer layer near the boundary between the outer layer and the shaft core, and the roll breaks. Easily occur. On the other hand, by providing the intermediate layer according to the present invention, the tensile stress near the boundary between the outer layer and the intermediate layer and the tensile stress near the boundary between the intermediate layer and the axis are smaller than in the conventional case. It can be used stably without being damaged.

【0017】発明者らは、さらにこの引張り応力を緩和
する方法について検討した。そして、引張り応力はロー
ル外層と中間層との間のヤング率の差により生じるわけ
であるから、このヤング率の差を小さくすることにより
引張り応力を更に緩和可能であることを把握した。しか
し、中間層のヤング率をロール外層のヤング率に近づけ
ると、中間層とロール軸芯との間のヤング率の差が大き
くなり、中間層の内面に大きな引張り応力が働くことに
なる。そこでさらに検討を加えた結果、発明者らは、こ
のような現象を解消するためには、中間層として2層以
上の複数層を設けることが極めて有効であることを知見
した。
The inventors have further studied a method for relaxing the tensile stress. Since the tensile stress is caused by the difference in the Young's modulus between the outer layer of the roll and the intermediate layer, it has been found that the tensile stress can be further reduced by reducing the difference in the Young's modulus. However, when the Young's modulus of the intermediate layer approaches the Young's modulus of the outer layer of the roll, the difference in the Young's modulus between the intermediate layer and the roll core increases, and a large tensile stress acts on the inner surface of the intermediate layer. Therefore, as a result of further study, the inventors have found that it is extremely effective to provide two or more layers as an intermediate layer in order to eliminate such a phenomenon.

【0018】また、発明者らは、ヤング率の高い材料と
して、例えばWC系超硬合金を用いると、組織は極めて
均一であり、圧延初期に低く設定したロール表面粗度
は、圧延が進み磨耗が進んでも鋼系ロールのようには粗
度が大きくならないことを見いだした。ここに、WC系
超硬合金は、主成分としてのWC(炭化タングステン)
にNi基合金、Co基合金、TiやCr等を単独又は、複数種添
加したものである。そしてバインダー金属であるNi、C
o、Ti、Crなどの結合当量を少なくするにしたがって、
ヤング率が徐々に増加し、層と層の間に作用する引張応
力が緩和される。このことから、最外層および中間層に
WC系超合金を用いる場合には、超合金の組成は相
対的に外側にある層ほどバインダ金属の結合当量を少な
くすることが望ましいと言える。
Further, when the inventors use, for example, a WC cemented carbide as a material having a high Young's modulus, the structure is extremely uniform, and the roll surface roughness set low at the beginning of rolling is such that the rolling progresses and It has been found that the roughness does not increase as steel rolls do. Here, the WC cemented carbide is composed of WC (tungsten carbide) as a main component.
Ni-based alloys, Co-based alloys, Ti and Cr, etc., alone or in combination. And the binder metals Ni and C
As the bond equivalent of o, Ti, Cr, etc. is reduced,
The Young's modulus gradually increases, and the tensile stress acting between the layers is reduced. Therefore, when using a WC-based cemented carbide as outermost layers and the intermediate layer, the composition of the cemented carbide is said to be desirable to reduce the bond equivalent of the binder metal as a layer on the relatively outer side.

【0019】[0019]

【実施例】フェライト系ステンレス鋼帯としてのSUS 43
0 鋼帯を用い、熱延鋼帯を焼鈍酸洗した後、5スタンド
冷間タンデムミルの第5スタンド(ロール径φ285mm)
に、発明例として、軸芯を5%Cr鍛鋼、最外層をヤング
率51000kgf/mm、Co17%のWC系超合金、中間層を
ヤング率約40000kgf/mm、Co40%のWC系超合金と
し、直径285mm 、最外層の肉厚5mm(ロール半径の3.5
%)、中間層の肉厚4mmの3層からなる複合ワークロー
ルを適用し、熱延鋼帯厚み4.0mm から冷間圧延した。そ
の際に、第5スタンドの圧下率を20%、30%、40%の3
水準に設定した。その後、この鋼帯を仕上焼鈍、酸洗し
て、伸び率1.0 %で調質圧延した。(発明例1)また、
他の発明例として、第5スタンドに、軸芯を5%Cr鍛
鋼、最外層をヤング率51000kgf/mm、Co17%のWC系
合金、外側の中間層(中間層1)をヤング率約4500
0kgf/mm、Co30%のWC系超合金、内側の中間層
(中間層2)をヤング率約35000kgf/mm、Co50%のW
C系超合金として配した、直径285mm、最外層の肉厚
5mm、中間層1の肉厚4mm、中間層2の肉厚3mmの4層
からなる複合ワークロールを適用し、冷間圧延した。そ
の後、この鋼帯を仕上焼鈍、酸洗して、伸び率1.0 %で
調質圧延した。(発明例2)
[Example] SUS 43 as ferritic stainless steel strip
0 After the hot rolled steel strip is annealed and pickled using a steel strip, the fifth stand of a five-stand cold tandem mill (roll diameter φ285 mm)
To, as an invention example, the shaft core 5% Cr forged steel, the Young's modulus 51000kgf / mm 2 the outermost layer, Co17% of WC-based cemented carbide, about 40000kgf / mm 2 Young's modulus of the intermediate layer, Co40% of WC-based than Hard metal, diameter 285mm, outermost layer thickness 5mm (roll radius 3.5mm)
%), And a composite work roll composed of three layers having an intermediate layer thickness of 4 mm was applied, and cold-rolled from a hot-rolled steel strip thickness of 4.0 mm. At this time, the rolling reduction of the 5th stand is set at 20%, 30%, and 40%.
Set to standard. Thereafter, the steel strip was finish-annealed, pickled, and temper-rolled at an elongation of 1.0%. (Invention Example 1)
As another invention embodiment, the fifth stand, the Young's modulus of the shaft core 5% Cr forged steel, the Young's outermost layer modulus 51000kgf / mm 2, Co17% of WC-based cemented carbide, the outer intermediate layer (intermediate layer 1) About 4500
0kgf / mm 2, Co30% of WC-based cemented carbide, inside the intermediate layer (the intermediate layer 2) Young's modulus of about 35000kgf / mm 2, Co50% of W
Arranged as a C-based cemented carbide, apply a composite work roll of a diameter of 285 mm, the outermost layer of thickness 5 mm, thickness 4mm the intermediate layer 1, four layers thick 3mm of the intermediate layer 2, was cold rolled . Thereafter, the steel strip was finish-annealed, pickled, and temper-rolled at an elongation of 1.0%. (Invention Example 2)

【0020】一方、比較例として、第5スタンドに、Co
を17%含有するWC系超合金からなり、ロール径285m
m の一体ワークロールを適用し、冷間圧延した。その
後、この鋼帯を仕上げ焼鈍、酸洗して、伸び率1.0 %で
調質圧延した。(比較例1)また、第5スタンドに、Co
17%、Ni28%、Cr7%を含有するWC系超合金で、ヤ
ング率を33000kgf/mmとした、ロール径285mm の一体
ワークロールを適用し、冷間圧延した。その後、この鋼
帯を仕上げ焼鈍、酸洗して伸び率1.0 %で調質圧延し
た。(比較例2)また、第5スタンドに、軸芯を5%Cr
鍛鋼とし、最外層をヤング率約51000kgf/mm、Co17%
のWC系超合金からなり、直径285mm 、外層の肉厚5
mmの2層の複合ワークロールを適用し、冷間圧延した。
その後、この鋼帯を仕上焼鈍、酸洗して、伸び率1.0 %
で調質圧延した。(比較例3)また、第5スタンドに、
Coを17%含有したWC系超硬合金を5%Cr鍛鋼の軸芯に
溶射により、肉厚0.5mm (ロール半径の0.35%)を盛っ
たロール径285mm の複合ワークロールを適用し、冷間圧
延した。その後、この鋼帯を仕上げ焼鈍、酸洗して、伸
び率1.0 %で調質圧延した。(比較例4)さらに、従来
例として、5スタンド冷間タンデムミルの全スタンド
に、通常の5%Cr鍛鋼を用いたワークロールを適用した
場合についても同様に冷間圧延した。その後、この鋼帯
を仕上げ焼鈍酸洗して伸び率1.0 %で調質圧延した。
On the other hand, as a comparative example, Co was added to the fifth stand.
The consists WC-based cemented carbide containing 17%, roll diameter 285m
m and cold rolled. Thereafter, the steel strip was finish-annealed, pickled, and temper-rolled at an elongation of 1.0%. (Comparative Example 1) Also, Co was added to the fifth stand.
17%, in Ni28% WC-based cemented carbide containing Crs 7% and a Young's modulus and 33000kgf / mm 2, by applying the integral work rolls of roll diameter 285 mm, and cold rolling. Thereafter, the steel strip was finish-annealed, pickled, and temper-rolled at an elongation of 1.0%. (Comparative Example 2) In addition, the shaft core was set to 5% Cr on the fifth stand.
And forged steel Young's modulus of about 51000kgf / mm 2 the outermost layer, Co17%
It consists of WC-based cemented carbide, diameter 285mm, wall thickness of the outer layer 5
A 2 mm composite work roll was applied and cold rolled.
Then, the steel strip is finish-annealed and pickled, and the elongation is 1.0%.
Temper rolling. (Comparative Example 3) Also, in the fifth stand,
A WC-based cemented carbide containing 17% Co is sprayed onto a 5% Cr forged steel shaft core to apply a composite work roll with a roll diameter of 285mm with a wall thickness of 0.5mm (0.35% of the roll radius). Rolled. Thereafter, the steel strip was finish-annealed, pickled, and temper-rolled at an elongation of 1.0%. (Comparative Example 4) Further, as a conventional example, cold rolling was similarly performed in the case where a work roll using ordinary 5% Cr forged steel was applied to all stands of a five-stand cold tandem mill. Thereafter, the steel strip was subjected to finish annealing pickling and temper rolling at an elongation of 1.0%.

【0021】以上の各例の第5スタンドロール仕様を表
1に示す。これらステンレス冷延鋼帯の表面光沢につい
て、JIS Z8741 光沢度測定方法(Gs20°)により測定
し、良好な順に光沢度950 以上を特A、800 〜950 を
A、600 〜800 をB、400 〜600 をC、400 以下をDと
して5段階で評価した。表2に示す結果より、本発明の
圧延ロールを用いて製造したステンレス冷延鋼帯は、比
較例1のWC系超硬合金一体ロールを用いて製造した鋼
帯と同等で、比較例2、4及び従来例で製造した鋼帯に
比較して著しく良好な光沢を有していた。またロール強
度についても、比較例3および比較例4の場合より高い
圧下率でもロールの破損はなく良好な結果が得られた。
これに対し、従来例では圧下率30%以上で圧延材の表面
とロール表面にヒートストリーク(焼付疵)が発生し
て、表面光沢は不合格となった。
Table 1 shows the specifications of the fifth stand roll in each of the above examples. The surface gloss of these cold-rolled stainless steel strips was measured by the JIS Z8741 gloss measurement method (Gs20 °), and in the order of goodness, the gloss was 950 or more: A, 800-950: A, 600-800: B, 400-400. The evaluation was made on a scale of 1 to 5, with 600 being C and 400 or less being D. From the results shown in Table 2, the stainless steel cold rolled steel strip manufactured using the rolling roll of the present invention is equivalent to the steel strip manufactured using the WC-based cemented carbide integrated roll of Comparative Example 1; 4 and a significantly better gloss than the steel strips manufactured in the conventional examples. Regarding the roll strength, even when the rolling reduction was higher than in the case of Comparative Example 3 and Comparative Example 4, good results were obtained without breakage of the roll.
On the other hand, in the conventional example, when the rolling reduction was 30% or more, heat streaks (seizure flaws) occurred on the surface of the rolled material and the roll surface, and the surface gloss was rejected.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、ヤ
ング率が35000kgf/mm2以上、かつ肉厚がロール半径の3
%以上である最外層と、軸芯と、ヤング率が最外層より
小さく、軸芯より大きい中間層と、からなる複合ロール
とすれば、表面光沢が極めて良好なステンレス冷延鋼帯
を、ロールの破損を招くことなく圧延することが可能と
なる。また、この中間層が2層以上の場合には、外側の
層のヤング率が内側の層のヤング率より大きくなるよう
に配置することにより、一層ロール破損の危険を少なく
できる。そして、本発明によれば、ヤング率の調整によ
り、層境界における周方向の応力を低下させることがで
きるので、軸芯とロール外層のみからなる複合ロールに
比べてより強圧下が可能となり、効率的な圧延が可能と
なる。なお、本発明の複合ロールは、ステンレス鋼帯の
冷間圧延のみならず、普通鋼帯の圧延においても優れた
効果を示すものである。
As described above, according to the present invention, the Young's modulus is 35,000 kgf / mm 2 or more and the thickness is 3 mm of the roll radius.
% Of the outermost layer, a shaft core, and an intermediate layer having a Young's modulus smaller than the outermost layer and larger than the shaft core. Can be rolled without causing breakage. When the intermediate layer has two or more layers, the risk of roll breakage can be further reduced by arranging the outer layer so that the Young's modulus of the outer layer is higher than the Young's modulus of the inner layer. According to the present invention, by adjusting the Young's modulus, the circumferential stress at the layer boundary can be reduced, so that a stronger reduction can be achieved as compared with a composite roll composed of only the shaft core and the outer layer of the roll, and the efficiency can be reduced. Rolling becomes possible. The composite roll of the present invention exhibits excellent effects not only in cold rolling of stainless steel strip but also in rolling of ordinary steel strip.

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

【図1】外層材のヤング率と冷延鋼帯の表面光沢との関
係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the Young's modulus of an outer layer material and the surface gloss of a cold-rolled steel strip.

【図2】高ヤング率外層材のロール半径に対する比率と
偏平ロール半径との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a ratio of a high Young's modulus outer layer material to a roll radius and a flat roll radius.

【図3】高ヤング率外層材のロール半径に対する比率と
冷延鋼帯の表面光沢との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a ratio of a high Young's modulus outer layer material to a roll radius and a surface gloss of a cold-rolled steel strip.

【図4】複合ロールのバレル部の断面摸式図である。FIG. 4 is a schematic sectional view of a barrel portion of a composite roll.

【図5】複合ロールの層境界における周方向応力分布を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a circumferential stress distribution at a layer boundary of a composite roll.

フロントページの続き (72)発明者 永井 肇 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 福原 明彦 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭63−180310(JP,A) 特開 平8−39103(JP,A) 特開 平4−41007(JP,A) 特開 昭61−219408(JP,A) 特開 昭60−111704(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 27/00 B21B 1/22 B21B 3/02 B21B 27/03 510 Continuing on the front page (72) Inventor Hajime Nagai 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Corporation Chiba Works (72) Inventor Akihiko Fukuhara 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Corp. Inside steelworks (56) References JP-A-63-180310 (JP, A) JP-A-8-39103 (JP, A) JP-A-4-41007 (JP, A) JP-A-61-219408 (JP, A) JP-A-60-111704 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B21B 27/00 B21B 1/22 B21B 3/02 B21B 27/03 510

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ロールバレルが同心円状の3つ以上の層
からなり、最外層は、ヤング率が35000kgf/mm以上、
かつ層の厚みがロール半径の3%以上であり、該最外層
と軸芯との間に位置する中間層は、ヤング率が最外層の
ヤング率より小さく、軸芯のヤング率より大きいことを
特徴とする、ステンレス鋼冷間圧延用複合ロール。
The roll barrel comprises three or more concentric layers, and the outermost layer has a Young's modulus of 35,000 kgf / mm 2 or more,
And the thickness of the layer is 3% or more of the roll radius, and the intermediate layer located between the outermost layer and the shaft core has a Young's modulus smaller than that of the outermost layer and larger than that of the shaft core. Characteristic, composite roll for cold rolling of stainless steel .
【請求項2】 中間層が2つ以上の層からなり、該中間
層のヤング率は相対的に外側にある層ほど大きいことを
特徴とする、請求項1に記載のステンレス鋼冷間圧延用
複合ロール。
2. The stainless steel for cold rolling as claimed in claim 1, wherein the intermediate layer is composed of two or more layers, and the Young's modulus of the intermediate layer is larger as the layer is relatively outer. Composite roll.
【請求項3】 最外層および中間層が、いずれもWC系
合金からなり、該超合金の組成は相対的に外側に
ある層ほどバインダ金属の結合当量が少ないことを特徴
とする、請求項1または請求項2に記載のステンレス鋼
冷間圧延用複合ロール。
Wherein the outermost layer and the intermediate layer are both made of WC-based cemented carbide, the composition of the ultra-hard alloy, wherein the bond equivalent of the binder metal as a layer on the relatively outer side is small, The composite roll for cold rolling of stainless steel according to claim 1 or 2.
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