JP3241561B2 - 熱間圧延ロール - Google Patents
熱間圧延ロールInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主として、丸鋼または平
鋼等の棒鋼用圧延および線材用圧延の中間および仕上げ
スタンドで使用される圧延ロールで、圧延速度が５〜３
０ｍ／ｓｅｃで使用される熱間圧延ロールに関する。
鋼等の棒鋼用圧延および線材用圧延の中間および仕上げ
スタンドで使用される圧延ロールで、圧延速度が５〜３
０ｍ／ｓｅｃで使用される熱間圧延ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】丸鋼または平鋼等の棒鋼圧延および線材
圧延の中間および仕上スタンドで使用される熱間圧延ロ
ールは、高度の耐摩耗性が要求されるため、焼結法で製
造したタングステンカーバイト（ＷＣ）を主体にした高
硬度の超硬ロールが使用されている。また、一部チルド
ロール等の鋳鉄ロールが使用されている。この超硬ロー
ルは、硬いタングステンカーバイト（ＷＣ）の粉末を焼
結処理して製造しているため、チルドロール等の鋳鉄ロ
ールに比較して、極めて高い耐摩耗性と耐肌荒れ性を達
成しており、棒鋼、線材ミルの中間および仕上スタンド
で広く適用されている。
圧延の中間および仕上スタンドで使用される熱間圧延ロ
ールは、高度の耐摩耗性が要求されるため、焼結法で製
造したタングステンカーバイト（ＷＣ）を主体にした高
硬度の超硬ロールが使用されている。また、一部チルド
ロール等の鋳鉄ロールが使用されている。この超硬ロー
ルは、硬いタングステンカーバイト（ＷＣ）の粉末を焼
結処理して製造しているため、チルドロール等の鋳鉄ロ
ールに比較して、極めて高い耐摩耗性と耐肌荒れ性を達
成しており、棒鋼、線材ミルの中間および仕上スタンド
で広く適用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記超
硬ロールは、耐摩耗性は優れているものの、靱性が劣る
欠点がある。従って、圧延中、特に圧延材がロール間に
噛み込まれる時、圧延材がロールに衝突する際の機械的
な衝撃力によりロールにクラックが入ったり、割損する
問題があった。また、高価なタングステンカーバイト
（ＷＣ）粉末を多量に使用する超硬ロールは、鋳鉄ロー
ルに比較してロールの価格が数１０倍、高いことも問題
であった。さらに、タングステンカーバイト（ＷＣ）の
比重が大きいため、ロールの重量が大きくなりロールの
補修，手入れ作業時のハンドリング性も悪い問題もあっ
た。
硬ロールは、耐摩耗性は優れているものの、靱性が劣る
欠点がある。従って、圧延中、特に圧延材がロール間に
噛み込まれる時、圧延材がロールに衝突する際の機械的
な衝撃力によりロールにクラックが入ったり、割損する
問題があった。また、高価なタングステンカーバイト
（ＷＣ）粉末を多量に使用する超硬ロールは、鋳鉄ロー
ルに比較してロールの価格が数１０倍、高いことも問題
であった。さらに、タングステンカーバイト（ＷＣ）の
比重が大きいため、ロールの重量が大きくなりロールの
補修，手入れ作業時のハンドリング性も悪い問題もあっ
た。
【０００４】一方、チルドロールの様な鋳鉄系ロールで
は高硬度を確保できず、圧延使用中のロール摩耗が大き
くなり、製品の形状を確保するためには、ロール交換を
頻繁に行なう必要があった。さらに、寸法精度の厳しい
仕上スタンドや寸法精度の厳格材の製品には使用できな
かった。また、鋼板用の熱間圧延で使用しているハイス
ロールの硬度レベルは７５〜８５ＨｓＣであった。従っ
て、高度の耐摩耗性が要求される棒鋼，線材ミルの中間
および仕上スタンドには適用出来なかった。
は高硬度を確保できず、圧延使用中のロール摩耗が大き
くなり、製品の形状を確保するためには、ロール交換を
頻繁に行なう必要があった。さらに、寸法精度の厳しい
仕上スタンドや寸法精度の厳格材の製品には使用できな
かった。また、鋼板用の熱間圧延で使用しているハイス
ロールの硬度レベルは７５〜８５ＨｓＣであった。従っ
て、高度の耐摩耗性が要求される棒鋼，線材ミルの中間
および仕上スタンドには適用出来なかった。
【０００５】本発明はこの様な問題を解決し、超硬ロー
ルに代わって耐摩耗性および耐割損性に優れた安価なロ
ールを提供する。さらに、比重の大きいタングステン
（Ｗ）を１０％以下に抑えて、ロールを軽量化してお
り、ロールを補修、手入れする際のハンドリング作業性
を改善することを目的とするものである。
ルに代わって耐摩耗性および耐割損性に優れた安価なロ
ールを提供する。さらに、比重の大きいタングステン
（Ｗ）を１０％以下に抑えて、ロールを軽量化してお
り、ロールを補修、手入れする際のハンドリング作業性
を改善することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、上記課題を解決す
るため、本発明ロールを解決したもので、本発明の第一
の要点は従来の超硬ロール並の硬度を確保することにあ
る。即ち、従来の鋳鉄ロールでは、チルドロールの様に
Ｍ3 Ｃ型の炭化物を利用したものでは８０ＨｓＣが限界
であり、８５ＨｓＣ以上の硬度を確保することは不可能
であった。
るため、本発明ロールを解決したもので、本発明の第一
の要点は従来の超硬ロール並の硬度を確保することにあ
る。即ち、従来の鋳鉄ロールでは、チルドロールの様に
Ｍ3 Ｃ型の炭化物を利用したものでは８０ＨｓＣが限界
であり、８５ＨｓＣ以上の硬度を確保することは不可能
であった。
【０００７】この目的を達成するための本発明の要旨と
するところは、高周波誘導加熱を利用して芯材周囲に外
層溶湯を鋳掛けて製造する圧延ロールにおいて、外層成
分を重量％で Ｃ ：１．７〜２．５％ Ｓｉ：０．３〜２．０％ Ｍｎ：０．３〜１．５％ Ｎｉ：０．２〜１．５％ Ｃｒ：３〜６％ Ｍｏ：３〜１０％ Ｗ ：３〜１０％ Ｖ ：３〜７％ Ｃｏ：０．５〜１０％ Ｐ≦０．０２０％ Ｓ≦０．０２０％で 且つ、Ｍ＝Ｃ％−０．２４×Ｖ％の値が、０．３≦Ｍ＜
１．０を満足することその他不可避的不純物と残部Ｆｅ
で構成された外層と前記外層に金属的に接合した鋳鋼ま
たは鍛鋼製の内層および軸からなるロールを連続鋳掛け
肉盛法で製造し、焼入れ温度１０００〜１１３０℃から
常温まで、３００〜６００℃／Ｈｒの冷却速度で冷却し
て、５００〜５５０℃の温度で数回焼戻して、外層硬度
を８５〜９５ＨｓＣにした耐摩耗性に優れた熱間圧延ロ
ールにある。
するところは、高周波誘導加熱を利用して芯材周囲に外
層溶湯を鋳掛けて製造する圧延ロールにおいて、外層成
分を重量％で Ｃ ：１．７〜２．５％ Ｓｉ：０．３〜２．０％ Ｍｎ：０．３〜１．５％ Ｎｉ：０．２〜１．５％ Ｃｒ：３〜６％ Ｍｏ：３〜１０％ Ｗ ：３〜１０％ Ｖ ：３〜７％ Ｃｏ：０．５〜１０％ Ｐ≦０．０２０％ Ｓ≦０．０２０％で 且つ、Ｍ＝Ｃ％−０．２４×Ｖ％の値が、０．３≦Ｍ＜
１．０を満足することその他不可避的不純物と残部Ｆｅ
で構成された外層と前記外層に金属的に接合した鋳鋼ま
たは鍛鋼製の内層および軸からなるロールを連続鋳掛け
肉盛法で製造し、焼入れ温度１０００〜１１３０℃から
常温まで、３００〜６００℃／Ｈｒの冷却速度で冷却し
て、５００〜５５０℃の温度で数回焼戻して、外層硬度
を８５〜９５ＨｓＣにした耐摩耗性に優れた熱間圧延ロ
ールにある。
【０００８】
【作用】上記の組成にすることによって、耐摩耗性の極
めて高いＭＣ系の粒状炭化物とＭ6 Ｃ系（一部Ｍ2 Ｃ）
の共晶炭化物を晶出させ、さらに熱処理によって、外層
硬度８５〜９５ＨｓＣを確保して耐摩耗性、耐肌荒れ
性、強靱性を改善したものである。材料硬度８５ＨｓＣ
以上を確保する熱処理条件を見出すため、表１に示す化
学成分でφ１００×２００ｈのインゴットを製作し、焼
入れ温度を９５０℃，１０００℃，１１００℃の３水準
から２００，２５０，３００，５００，１０００℃／Ｈ
ｒの冷却速度で、常温まで冷却した後、５００℃で１０
時間焼戻しして硬度を測定した。
めて高いＭＣ系の粒状炭化物とＭ6 Ｃ系（一部Ｍ2 Ｃ）
の共晶炭化物を晶出させ、さらに熱処理によって、外層
硬度８５〜９５ＨｓＣを確保して耐摩耗性、耐肌荒れ
性、強靱性を改善したものである。材料硬度８５ＨｓＣ
以上を確保する熱処理条件を見出すため、表１に示す化
学成分でφ１００×２００ｈのインゴットを製作し、焼
入れ温度を９５０℃，１０００℃，１１００℃の３水準
から２００，２５０，３００，５００，１０００℃／Ｈ
ｒの冷却速度で、常温まで冷却した後、５００℃で１０
時間焼戻しして硬度を測定した。
【０００９】
【表１】
【００１０】その結果を図１に示す。実験結果より、硬
度８５ＨｓＣを確保するには焼入温度が最低１０００℃
確保する必要がある。また、焼入温度を１２００℃に仕
上げた場合、インゴットの一部が溶けだすトラブルが発
生した。従って、実物ロールの焼入れでは材料の凝固完
了温度より低い１１３０℃の焼入温度が限界である。一
方、冷却速度については、２００，２５０℃／Ｈｒでは
軟らかい上部ベイナイト組織を生成するため、硬度８５
ＨｓＣを達成できないことがわかった。従って、硬度８
５ＨｓＣを確保するには、焼入温度から常温まで３００
℃／Ｈｒ以上の冷却速度で冷却する必要がある。冷却速
度は大きいほど硬度は上昇するが、実物ロールの焼入れ
では６００℃／Ｈｒが限界である。
度８５ＨｓＣを確保するには焼入温度が最低１０００℃
確保する必要がある。また、焼入温度を１２００℃に仕
上げた場合、インゴットの一部が溶けだすトラブルが発
生した。従って、実物ロールの焼入れでは材料の凝固完
了温度より低い１１３０℃の焼入温度が限界である。一
方、冷却速度については、２００，２５０℃／Ｈｒでは
軟らかい上部ベイナイト組織を生成するため、硬度８５
ＨｓＣを達成できないことがわかった。従って、硬度８
５ＨｓＣを確保するには、焼入温度から常温まで３００
℃／Ｈｒ以上の冷却速度で冷却する必要がある。冷却速
度は大きいほど硬度は上昇するが、実物ロールの焼入れ
では６００℃／Ｈｒが限界である。
【００１１】次に化学成分の影響を図２に示すが、Ｃ％
からＶＣ炭化物にとられるＣ％（０．２４×Ｖ％）を減
じた値Ｍを０．３≦Ｍ≦１．０にすると硬度８５ＨｓＣ
を確保できる。即ち、Ｖ量が多すぎるとＶＣ炭化物に炭
素をとられるため、地組織のＣ含有量が不足し、焼入れ
後の硬度が低くなることがわかった。逆にＶ量が少な過
ぎるとＶＣ炭化物が少なくなり硬度が低くなる。
からＶＣ炭化物にとられるＣ％（０．２４×Ｖ％）を減
じた値Ｍを０．３≦Ｍ≦１．０にすると硬度８５ＨｓＣ
を確保できる。即ち、Ｖ量が多すぎるとＶＣ炭化物に炭
素をとられるため、地組織のＣ含有量が不足し、焼入れ
後の硬度が低くなることがわかった。逆にＶ量が少な過
ぎるとＶＣ炭化物が少なくなり硬度が低くなる。
【００１２】また、Ｖ以外のＣｒ，Ｍｏ，ＷはＶＣ炭化
物が晶出した後、Ｃと結合し硬いＭ 6 Ｃ，Ｍ2 Ｃ炭化物
をつくり硬度アップに寄与する。さらに、Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗは地組織の焼入れ性を向上させるとともに、５００〜
５５０℃の焼戻し処理で硬い炭化物を析出し、二次硬化
させる働きがある。従って、硬度８５ＨｓＣを確保する
にはＭ＝Ｃ％−（０．２４×Ｖ％）の値を、０．３≦Ｍ
≦１．０にし、且つ焼入れ温度を１０００〜１１３０℃
で（１２００℃以上では材料が一部溶融するため、１１
３０℃とした。）焼入れ温度から常温までの冷却速度を
３００〜６００℃／ｍｉｎに制御する必要がある。
物が晶出した後、Ｃと結合し硬いＭ 6 Ｃ，Ｍ2 Ｃ炭化物
をつくり硬度アップに寄与する。さらに、Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗは地組織の焼入れ性を向上させるとともに、５００〜
５５０℃の焼戻し処理で硬い炭化物を析出し、二次硬化
させる働きがある。従って、硬度８５ＨｓＣを確保する
にはＭ＝Ｃ％−（０．２４×Ｖ％）の値を、０．３≦Ｍ
≦１．０にし、且つ焼入れ温度を１０００〜１１３０℃
で（１２００℃以上では材料が一部溶融するため、１１
３０℃とした。）焼入れ温度から常温までの冷却速度を
３００〜６００℃／ｍｉｎに制御する必要がある。
【００１３】以下合金成分を上記範囲に限定した理由を
述べる。 Ｃ：１．７％未満の場合は晶出炭化物量が少なく、高硬
度を確保できず、耐摩耗性が不十分である。また、逆に
２．５％以上になるとＭ6 Ｃ系の共晶炭化物量が増え、
塊状に偏析して、圧延使用中、その部分から剥落して肌
荒れの原因となる。また、炭化物量および硬度を適性範
囲内に制御するため、０．３≦Ｃ％−（０．２４×Ｖ
％）＜１．０を満足すること。
述べる。 Ｃ：１．７％未満の場合は晶出炭化物量が少なく、高硬
度を確保できず、耐摩耗性が不十分である。また、逆に
２．５％以上になるとＭ6 Ｃ系の共晶炭化物量が増え、
塊状に偏析して、圧延使用中、その部分から剥落して肌
荒れの原因となる。また、炭化物量および硬度を適性範
囲内に制御するため、０．３≦Ｃ％−（０．２４×Ｖ
％）＜１．０を満足すること。
【００１４】Ｓｉ：Ｓｉは鋳造性に影響し、少なすぎる
と湯流れ性を悪くし鋳造欠陥を発生しやすくなるため、
０．３％以上とした。また、溶湯中の酸素と結合し、脱
酸効果もある。また、２％以上になると焼入れ性を阻害
し、硬度が低くなるため、２％を上限とした。 Ｍｎ：ＭｎはＳｉと同様に溶湯の酸素と結合し、ガス欠
陥を防止する。また、Ｓと結合し、ＭｎＳをつくり脱硫
作用があるため結晶粒界を清浄にするため、０．３％以
上とする。また、Ｍｎが２％以上になると残留オーステ
ナイトが増え、組織を不安定にするため２％以下とし
た。
と湯流れ性を悪くし鋳造欠陥を発生しやすくなるため、
０．３％以上とした。また、溶湯中の酸素と結合し、脱
酸効果もある。また、２％以上になると焼入れ性を阻害
し、硬度が低くなるため、２％を上限とした。 Ｍｎ：ＭｎはＳｉと同様に溶湯の酸素と結合し、ガス欠
陥を防止する。また、Ｓと結合し、ＭｎＳをつくり脱硫
作用があるため結晶粒界を清浄にするため、０．３％以
上とする。また、Ｍｎが２％以上になると残留オーステ
ナイトが増え、組織を不安定にするため２％以下とし
た。
【００１５】Ｃｒ：Ｃｒは炭素と同様マトリックスの焼
入れ性を向上し、硬度を上げる。３％以下では焼入れ性
が悪く、耐摩耗性に劣る。逆に６％以上になると炭化物
が粗大化し、熱疲労特性が劣化して肌荒れの原因とな
る。 Ｍｏ：Ｍｏはマトリックスの焼入れ硬度を上昇させる効
果的な元素である。また、Ｍｏは焼戻し抵抗性の優れた
元素であり、Ｃｒ，Ｗとともに高硬度の複合炭化物をつ
くり、高温硬度を上げ耐摩耗性を向上させる。１０％以
上になるとその効果はほとんど変わらなくなる。
入れ性を向上し、硬度を上げる。３％以下では焼入れ性
が悪く、耐摩耗性に劣る。逆に６％以上になると炭化物
が粗大化し、熱疲労特性が劣化して肌荒れの原因とな
る。 Ｍｏ：Ｍｏはマトリックスの焼入れ硬度を上昇させる効
果的な元素である。また、Ｍｏは焼戻し抵抗性の優れた
元素であり、Ｃｒ，Ｗとともに高硬度の複合炭化物をつ
くり、高温硬度を上げ耐摩耗性を向上させる。１０％以
上になるとその効果はほとんど変わらなくなる。
【００１６】Ｗ：ＷはＭｏ同様、マトリックスの焼入れ
性を上げ硬化する。従って、３％以下ではその効果は少
なく、３％以上とした。また、硬い炭化物をつくり、材
料硬度を向上させるが、１０％以上になると粗大な炭化
物をつくるため肌荒れの原因となる。 Ｖ：Ｖは炭素と結合し、ＭＣ系の硬い微細な炭化物を晶
出し、耐摩耗性を著しく改善する。７％以上になるとＣ
とのバランスでその効果はなくなる。また、３％以下で
はＶの効果が少なくなる。また、炭化物量および硬度を
適性範囲内に制御するため、０．３≦Ｃ％−（０．２４
×Ｖ％）＜１．０を満足すること。
性を上げ硬化する。従って、３％以下ではその効果は少
なく、３％以上とした。また、硬い炭化物をつくり、材
料硬度を向上させるが、１０％以上になると粗大な炭化
物をつくるため肌荒れの原因となる。 Ｖ：Ｖは炭素と結合し、ＭＣ系の硬い微細な炭化物を晶
出し、耐摩耗性を著しく改善する。７％以上になるとＣ
とのバランスでその効果はなくなる。また、３％以下で
はＶの効果が少なくなる。また、炭化物量および硬度を
適性範囲内に制御するため、０．３≦Ｃ％−（０．２４
×Ｖ％）＜１．０を満足すること。
【００１７】Ｃｏ：ＣｏはＮｉと同じ効果を有し、焼入
れ性を向上させ、マトリックス組織を緻密にし、高温硬
度を上げる効果がある。しかし、多くなり過ぎると逆に
硬度が低くなる。また、Ｃｏは耐酸化性有効でＶを多量
に含む材料に対しては高温でのスケール発生防止に効果
がある。Ｃｏは０．５％以下では効果がほとんど無いた
め、０．５％以上必要である。また、１０％以上になる
と逆に焼入れ性が劣るため、１０％以下とした。 Ｎｉ：Ｎｉは焼入れ性を向上させるため、硬度確保のた
めに添加する。１．５％以上ではその効果がなくなり、
逆に残留オーステナイト量が増える等の組織不安定にな
るため、１．５％以下とした。また、０．２％以下では
焼入れ効果が出ないため、最低０．２％以上必要であ
る。
れ性を向上させ、マトリックス組織を緻密にし、高温硬
度を上げる効果がある。しかし、多くなり過ぎると逆に
硬度が低くなる。また、Ｃｏは耐酸化性有効でＶを多量
に含む材料に対しては高温でのスケール発生防止に効果
がある。Ｃｏは０．５％以下では効果がほとんど無いた
め、０．５％以上必要である。また、１０％以上になる
と逆に焼入れ性が劣るため、１０％以下とした。 Ｎｉ：Ｎｉは焼入れ性を向上させるため、硬度確保のた
めに添加する。１．５％以上ではその効果がなくなり、
逆に残留オーステナイト量が増える等の組織不安定にな
るため、１．５％以下とした。また、０．２％以下では
焼入れ効果が出ないため、最低０．２％以上必要であ
る。
【００１８】次に本発明の具体的な実施例を示す。
【実施例】 実施例１ まず、本発明の第一ステップとして、次の方法にて本発
明材および超硬ロール材，チルドロール材の試験材を製
作し高温での摩耗試験を行なった。本発明材は表１の化
学成分でφ１００×２００ｈの小型鋼塊を鋳造した。鋼
塊は軟化焼鈍後、１１００℃で１０時間保定後、常温ま
で２時間で冷却した。その後、５００℃から６５０℃の
温度範囲で２〜３回焼戻しして７０〜９５ＨｓＣの範囲
で調整した試験材を製作した。また、比較材として、８
６，９０，９４ＨｓＣの硬度の超硬ロール材と７０，７
４ＨｓＣの硬度のチルドロール材を準備した。比較材の
超硬ロール材，チルドロール材の化学成分は表２に示
す。
明材および超硬ロール材，チルドロール材の試験材を製
作し高温での摩耗試験を行なった。本発明材は表１の化
学成分でφ１００×２００ｈの小型鋼塊を鋳造した。鋼
塊は軟化焼鈍後、１１００℃で１０時間保定後、常温ま
で２時間で冷却した。その後、５００℃から６５０℃の
温度範囲で２〜３回焼戻しして７０〜９５ＨｓＣの範囲
で調整した試験材を製作した。また、比較材として、８
６，９０，９４ＨｓＣの硬度の超硬ロール材と７０，７
４ＨｓＣの硬度のチルドロール材を準備した。比較材の
超硬ロール材，チルドロール材の化学成分は表２に示
す。
【００１９】
【表２】
【００２０】図３に熱間摩耗試験結果を示す。図より本
発明ロール材と超硬ロール材，チルドロール材の摩耗減
量と硬度の影響を示す。なお、熱間摩耗試験はディスク
型の相手材を所定の温度に誘導加熱し、試験材を相手材
に一定の荷重で押付け回転させ、転動数２万回後の試験
片重量を測定し、試験前の重量との差で摩耗減量を求
め、耐摩耗性を評価した。さらに、試験片の周速を変え
て摩耗試験し、摩耗減量および表面粗度を測定して実機
圧延における圧延速度の影響について調査した。
発明ロール材と超硬ロール材，チルドロール材の摩耗減
量と硬度の影響を示す。なお、熱間摩耗試験はディスク
型の相手材を所定の温度に誘導加熱し、試験材を相手材
に一定の荷重で押付け回転させ、転動数２万回後の試験
片重量を測定し、試験前の重量との差で摩耗減量を求
め、耐摩耗性を評価した。さらに、試験片の周速を変え
て摩耗試験し、摩耗減量および表面粗度を測定して実機
圧延における圧延速度の影響について調査した。
【００２１】 〔試験条件〕 試験温度（相手材の加熱温度） ６００℃ 相手材 Ｓ４５Ｃ 荷重 ５００Ｎ （最大ヘルツ圧力：２４０ＭＰａ） 試験片周速 １０，１，５０ｍ／ｓｅｃ すべり率 ４％ 転動数 ２万回
【００２２】〔試験結果〕 試験１．本発明材は硬度８５以上にすると、摩耗減量が
小さくなり、超硬ロール材の１．５〜２倍の摩耗量を示
す。硬度が低いと摩耗減量が大きくなり超硬ロール材と
の差は大きくなる。また、チルドロール材は超硬ロール
材の２０倍以上摩耗する。従って、硬度を８５ＨｓＣ以
上にすれば、超硬ロール材の１／２位の耐摩耗性を確保
できることがわかった。
小さくなり、超硬ロール材の１．５〜２倍の摩耗量を示
す。硬度が低いと摩耗減量が大きくなり超硬ロール材と
の差は大きくなる。また、チルドロール材は超硬ロール
材の２０倍以上摩耗する。従って、硬度を８５ＨｓＣ以
上にすれば、超硬ロール材の１／２位の耐摩耗性を確保
できることがわかった。
【００２３】試験２．試験片の周速を変えて試験した結
果を図４に示す。硬度を９０ＨｓＣ以上にした本発明材
は超硬ロール材より摩耗減量は大きいが、平均して約
１．５倍であった。また、試験片周速が１ｍ／ｓｅｃの
場合は全体に摩耗減量が大きくなった。図５は表面粗度
を測定した結果である。試験片周速が１ｍ／ｓｅｃの場
合は全体に表面粗度が大きく、本発明ロール材でＲｍａ
ｘ．１００μｍ近い値である。試験片周速が５ｍ／ｓｅ
ｃ以上になるとＲｍａｘ. で３０μｍ以下になり、実機
ロールの目標値をクリアーした。なお、比較材の超硬ロ
ール材は１０〜２０μｍのレベルにあった。しかし、試
験片周速が１ｍ／ｓｅｃでは超硬，ハイス材とも、表面
粗度が大きくなった。
果を図４に示す。硬度を９０ＨｓＣ以上にした本発明材
は超硬ロール材より摩耗減量は大きいが、平均して約
１．５倍であった。また、試験片周速が１ｍ／ｓｅｃの
場合は全体に摩耗減量が大きくなった。図５は表面粗度
を測定した結果である。試験片周速が１ｍ／ｓｅｃの場
合は全体に表面粗度が大きく、本発明ロール材でＲｍａ
ｘ．１００μｍ近い値である。試験片周速が５ｍ／ｓｅ
ｃ以上になるとＲｍａｘ. で３０μｍ以下になり、実機
ロールの目標値をクリアーした。なお、比較材の超硬ロ
ール材は１０〜２０μｍのレベルにあった。しかし、試
験片周速が１ｍ／ｓｅｃでは超硬，ハイス材とも、表面
粗度が大きくなった。
【００２４】実施例２ 次に、実機ロールでの試験結果を示す。φ３００×１０
０ｍｍのスリーブタイプの試験ロールを製作し、実機の
圧延試験を行なった。なお、試験ロールの化学成分は表
３の通りで、Ｍ値は０．６６である。熱処理は１０３０
℃で２０Ｈｒ保定した後、常温まで２時間３０分で冷却
した。焼戻し処理は５４０℃で３回行ない、表面硬度９
０ＨｓＣとした。
０ｍｍのスリーブタイプの試験ロールを製作し、実機の
圧延試験を行なった。なお、試験ロールの化学成分は表
３の通りで、Ｍ値は０．６６である。熱処理は１０３０
℃で２０Ｈｒ保定した後、常温まで２時間３０分で冷却
した。焼戻し処理は５４０℃で３回行ない、表面硬度９
０ＨｓＣとした。
【００２５】
【表３】
【００２６】〔試験ロール〕 （ａ）ロールサイズ φ３００×１００ｍｍ （ｂ）化学成分 （ｃ）熱処理条件 焼入れ温度；１０３０℃ 焼入れ条件；焼入れ速度 １０００〜常温まで４００℃
／Ｈｒで冷却。 焼戻し温度；５４０℃×３回 （ｄ）硬度 ９０ＨｓＣ このロールを実圧延に使用した結果を以下に示す。ま
た、比較材として超硬ロール，チルドロールの結果も示
す。
／Ｈｒで冷却。 焼戻し温度；５４０℃×３回 （ｄ）硬度 ９０ＨｓＣ このロールを実圧延に使用した結果を以下に示す。ま
た、比較材として超硬ロール，チルドロールの結果も示
す。
【００２７】〔使用条件〕 圧延速度 １０ｍ／ｓｅｃ Ｋａｌ形状 オーバル 圧延材温度 ８２０℃ 圧延量 １２００ｔｏｎ 本発明ロール，超硬
ロール ２４０ｔｏｎ チルドロール
ロール ２４０ｔｏｎ チルドロール
【００２８】使用の結果を表４および図６，７に示す。
図６はロール消耗量に対する圧延量を比較した耐摩耗性
（ｔｏｎ／ｍｍ）であって本発明ロールは、約１２００
ｔｏｎ圧延してロールの摩耗量は片肉０．１５ｍｍで同
じ量圧延した超硬ロールを１としたときの約２倍の摩耗
量であった。また、チルドロールと摩耗量を比較すると
（同じ圧延量で比較）約１／１３であった。これをロー
ル現単価を一定にして比較したのが図７の通りである。
ロール現単価で比較すると、本発明ロールは超硬ロール
を１としたときの約２倍の耐摩耗性を示した。また、ロ
ールの表面粗度については同じ量圧延した超硬ロールに
比較して少し劣る程度であったが、使用上は全く問題の
ないレベルであった。チルドロールとの比較では、チル
ドロールの５倍の量を圧延した時とほぼ同じレベルであ
った。
図６はロール消耗量に対する圧延量を比較した耐摩耗性
（ｔｏｎ／ｍｍ）であって本発明ロールは、約１２００
ｔｏｎ圧延してロールの摩耗量は片肉０．１５ｍｍで同
じ量圧延した超硬ロールを１としたときの約２倍の摩耗
量であった。また、チルドロールと摩耗量を比較すると
（同じ圧延量で比較）約１／１３であった。これをロー
ル現単価を一定にして比較したのが図７の通りである。
ロール現単価で比較すると、本発明ロールは超硬ロール
を１としたときの約２倍の耐摩耗性を示した。また、ロ
ールの表面粗度については同じ量圧延した超硬ロールに
比較して少し劣る程度であったが、使用上は全く問題の
ないレベルであった。チルドロールとの比較では、チル
ドロールの５倍の量を圧延した時とほぼ同じレベルであ
った。
【００２９】
【表４】
【００３０】実施例３ φ４３０×７００ｍｍ×１９００Ｌの複合タイプの試験
ロールを製作し、実機の圧延試験を行なった。なお、試
験ロールの化学成分は表５の通りで、Ｍ値は０．８２で
ある。熱処理は１０５０℃で２０Ｈｒ保定した後、常温
まで２時間３０分で冷却した。焼戻し処理は５３０℃で
４回行ない、表面硬度８７ＨｓＣとした。
ロールを製作し、実機の圧延試験を行なった。なお、試
験ロールの化学成分は表５の通りで、Ｍ値は０．８２で
ある。熱処理は１０５０℃で２０Ｈｒ保定した後、常温
まで２時間３０分で冷却した。焼戻し処理は５３０℃で
４回行ない、表面硬度８７ＨｓＣとした。
【００３１】
【表５】
【００３２】〔試験ロール〕 （ａ）ロールサイズ φ４３０×７００ｍｍ×１９０
０Ｌ （ｂ）化学成分 （ｃ）熱処理条件 焼入れ温度；１０５０℃ 焼入れ条件；焼入れ速度 １０００〜常温まで３８０℃
／Ｈｒで冷却。 焼戻し温度；５３０℃×３回 （ｄ）硬度 ８７ＨｓＣ このロールを実圧延に使用した結果を表６に示す。ま
た、比較材として超硬ロール，チルドロールの結果も示
す。
０Ｌ （ｂ）化学成分 （ｃ）熱処理条件 焼入れ温度；１０５０℃ 焼入れ条件；焼入れ速度 １０００〜常温まで３８０℃
／Ｈｒで冷却。 焼戻し温度；５３０℃×３回 （ｄ）硬度 ８７ＨｓＣ このロールを実圧延に使用した結果を表６に示す。ま
た、比較材として超硬ロール，チルドロールの結果も示
す。
【００３３】〔使用条件〕 圧延速度 ８ｍ／ｓｅｃ Ｋａｌ形状 ラウンド 圧延材温度 ９００℃ 圧延量 １２０００ｔｏｎ 本発明ロール，１５
０００ｔｏｎ超硬ロール，２４００ｔｏｎ チルドロー
ル 使用の結果、本発明ロールは、約１２０００ｔｏｎ圧延
してロールの摩耗量は片肉１．０ｍｍで超硬ロールの耐
摩耗性の０．３７倍であった。また、チルドロールと比
較すると、７．５倍の耐摩耗性であった。また、ロール
原単価で比較すると、超硬ロールの約１．８倍の耐摩耗
性を達成した。
０００ｔｏｎ超硬ロール，２４００ｔｏｎ チルドロー
ル 使用の結果、本発明ロールは、約１２０００ｔｏｎ圧延
してロールの摩耗量は片肉１．０ｍｍで超硬ロールの耐
摩耗性の０．３７倍であった。また、チルドロールと比
較すると、７．５倍の耐摩耗性であった。また、ロール
原単価で比較すると、超硬ロールの約１．８倍の耐摩耗
性を達成した。
【００３４】
【表６】
【００３５】図８に本発明ロール材と超硬ロール材，チ
ルドロール材の破壊靱性値を比較しているが、本発明ロ
ール材は破壊靱性値が大きいことがわかる。実機ミル
で、本発明ロールを１８本使用したが、圧延使用中に超
硬ロールに発生するクラックおよび割損といったトラブ
ルは全く発生しておらず、耐事故性の点で優れているこ
とが確認できた。さらに、図９は本発明ロール材と超硬
ロール材，チルドロール材の密度を比較した。本発明ロ
ールは超硬ロールの約１／２の重量になり、ハンドリン
グ作業の大幅な改善が期待できる。
ルドロール材の破壊靱性値を比較しているが、本発明ロ
ール材は破壊靱性値が大きいことがわかる。実機ミル
で、本発明ロールを１８本使用したが、圧延使用中に超
硬ロールに発生するクラックおよび割損といったトラブ
ルは全く発生しておらず、耐事故性の点で優れているこ
とが確認できた。さらに、図９は本発明ロール材と超硬
ロール材，チルドロール材の密度を比較した。本発明ロ
ールは超硬ロールの約１／２の重量になり、ハンドリン
グ作業の大幅な改善が期待できる。
【００３６】
【発明の効果】本発明ロールを実機圧延ロールに使用し
た結果、ロールの耐摩耗性においては、超硬ロールの約
１／２であったが、ロール価格比でみると（ロール価格
を一緒にして比較）、逆に２倍の耐摩耗性を達成でき、
飛躍的にロールコストを低減できる。また、使用中のク
ラック等のトラブルも解消できた。さらに、ロール重量
が軽くなったことによりロール手入れ，改削作業時のハ
ンドリング作業も大幅に改善できた。
た結果、ロールの耐摩耗性においては、超硬ロールの約
１／２であったが、ロール価格比でみると（ロール価格
を一緒にして比較）、逆に２倍の耐摩耗性を達成でき、
飛躍的にロールコストを低減できる。また、使用中のク
ラック等のトラブルも解消できた。さらに、ロール重量
が軽くなったことによりロール手入れ，改削作業時のハ
ンドリング作業も大幅に改善できた。
【図１】熱処理試験による焼入れ温度および冷却速度と
硬度の関係を示す図、
硬度の関係を示す図、
【図２】熱処理試験による化学成分およびＭ値と硬度の
関係を示す図、
関係を示す図、
【図３】本発明材および超硬ロール材，チルドロール材
の硬度と摩耗減量の関係を示す図、
の硬度と摩耗減量の関係を示す図、
【図４】本発明材および超硬ロールの周速度と摩耗減量
の関係を示す図、
の関係を示す図、
【図５】本発明材および超硬ロールの周速度と表面粗度
の関係を示す図、
の関係を示す図、
【図６】ロール消耗量に対する圧延量を比較した耐摩耗
性を示す図、
性を示す図、
【図７】ロールコストを一定にしたときの耐摩耗性を比
較した図、
較した図、
【図８】各ロール材の破壊靱性値の比較を示す図、
【図９】各ロール材の密度の比較を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｌ ３０２ ３０２Ｅ 38/56 38/56 (56)参考文献 特開 平２−258949（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−346141（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−34413（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 9/00 - 9/44 C21D 9/50 B21B 27/00 B22D 19/16 C22C 37/00 - 38/60
Claims (1)
- 【請求項１】 丸鋼または平鋼の棒鋼用圧延ミルおよび
線材用圧延ミルの、中間および仕上げスタンドで使用さ
れる熱間圧延ロールにおいて、 外層成分を重量％で、 Ｃ ：１．７〜２．５％ Ｓｉ：０．３〜２．０％ Ｍｎ：０．３〜１．５％ Ｎｉ：０．２〜１．５％ Ｃｒ：３〜６％ Ｍｏ：３〜１０％ Ｗ ：３〜１０％ Ｖ ：３〜７％ Ｃｏ：０．５〜１０％ Ｐ≦０．０２０％ Ｓ≦０．０２０％で 且つ、Ｍ＝Ｃ％−０．２４×Ｖ％の値が、０．３≦Ｍ＜
１．０を満足すること、その他不可避的不純物と残部Ｆ
ｅで構成された外層と前記外層に金属的に接合した鋳鋼
または鍛鋼製の内層からなるロールを連続鋳掛け肉盛法
で製造し、焼入れ温度１０００〜１１３０℃から常温ま
で、３００〜６００℃／Ｈｒの冷却速度で冷却して、５
００〜５５０℃の温度で数回焼戻して、外層硬度を８５
〜９５ＨｓＣにした耐摩耗性に優れた熱間圧延ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05071395A JP3241561B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 熱間圧延ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05071395A JP3241561B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 熱間圧延ロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08246059A JPH08246059A (ja) | 1996-09-24 |
| JP3241561B2 true JP3241561B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=12866538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05071395A Expired - Fee Related JP3241561B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 熱間圧延ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3241561B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100643170B1 (ko) * | 2005-01-20 | 2006-11-10 | 주식회사 경도공업 | 선재 압연용 가이드롤러 조성물 |
| CN107400821B (zh) * | 2017-08-04 | 2019-04-19 | 河北工业大学 | 超低碳球墨铸铁磨球的轧制制备方法 |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP05071395A patent/JP3241561B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08246059A (ja) | 1996-09-24 |
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