JP3277638B2 - Wear-resistant composite rolls for rolling section steel - Google Patents

Wear-resistant composite rolls for rolling section steel

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JP3277638B2
JP3277638B2 JP24630493A JP24630493A JP3277638B2 JP 3277638 B2 JP3277638 B2 JP 3277638B2 JP 24630493 A JP24630493 A JP 24630493A JP 24630493 A JP24630493 A JP 24630493A JP 3277638 B2 JP3277638 B2 JP 3277638B2
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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、形鋼圧延用耐摩耗複合
ロールに関し、特に高強度で耐摩耗性及び耐肌あれ性に
優れているとともに、折損等のない形鋼圧延用耐摩耗複
合ロールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abrasion-resistant composite roll for section steel rolling, and more particularly to an abrasion-resistant composite roll for a section steel roll having high strength, excellent abrasion resistance and skin roughening resistance and free from breakage. About roles.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】圧延用
ロールには耐摩耗性、耐肌あれ性、耐事故性などが要求
されている。これは、ロール損耗による被圧延材の形状
悪化の防止とともに、ロール組替工数の低減の要求が強
いためである。特に、形鋼圧延用ロールとする場合に
は、カリバーの底からの折損を生じやすいために、耐折
損性が良好でなければならない。
2. Description of the Related Art Rolling rolls are required to have abrasion resistance, skin roughening resistance, accident resistance and the like. This is because there is a strong demand for prevention of deterioration of the shape of the material to be rolled due to roll wear and reduction in the number of man-hours for changing rolls. In particular, in the case of a roll for shaped steel rolling, breakage from the bottom of the caliber is apt to occur, so that the breakage resistance must be good.

【0003】従来の遠心鋳造ロールでは、外層材の重力
偏析の抑制や軸となる鋳鉄材の黒鉛化をはかって、靱性
を維持するために、外層材の化学組成に制約があり、上
述のような要求を十分に満たすことはできなかった。ま
た、HIP等による焼結粉末合金ロールは、耐摩耗性は
良好であるものの、凹凸の曲率(R)が小さい山形鋼等
を圧延する場合には、形鋼圧延用ロールのカリバーの底
部で割損等が生じやすく、さらに、スリーブと軸との間
ですべりが起こりやすく、このため大負荷の圧延ではス
リーブ内面から割損が生じやすいという問題がある。
In a conventional centrifugal casting roll, the chemical composition of the outer layer material is limited in order to suppress the segregation of gravity of the outer layer material and to graphitize the cast iron material as a shaft and maintain the toughness. Could not be fully satisfied. Although a sintered powder alloy roll made of HIP or the like has good abrasion resistance, when rolling an angle steel or the like having a small curvature (R) of irregularities, the roll is divided by the bottom of the caliber of the roll for shape steel rolling. In addition, there is a problem that a loss or the like is apt to occur, and a slip is likely to occur between the sleeve and the shaft.

【0004】そこで、本発明者らは、外層材の化学組成
の制約が少ないロールの製造方法として、鋼材からなる
軸の周囲に高周波コイルを用いて溶湯を加熱撹拌しなが
ら連続的に外層を形成するいわゆる連続肉盛鋳造法を提
案した(特開昭61-60256号、特願昭63-502702 号) 。こ
のような製造方法の開発により、硬質の炭化物を形成す
るV、W、Mo等の元素を外層材に多量に添加できるよう
になり、従来の遠心鋳造ロールと比較して数倍の耐用圧
延量を有するロールの製造が可能となった。
Accordingly, the present inventors have proposed a method for producing a roll having less restrictions on the chemical composition of the outer layer material, by continuously forming the outer layer while heating and stirring the molten metal using a high-frequency coil around a steel shaft. (Japanese Patent Application No. 61-60256, Japanese Patent Application No. 63-502702). With the development of such a manufacturing method, elements such as V, W, and Mo, which form hard carbides, can be added to the outer layer material in a large amount, and the useful rolling amount is several times that of the conventional centrifugal casting roll. The production of the roll which has this became possible.

【0005】しかしながら、ある程度深いカリバーを有
する形鋼圧延用ロールを製造する場合には、外層を厚く
形成する必要があるが、前記従来の方法では外層と内層
との境界付近にひけ巣が生じたり、あるいは外層の深部
の硬度の不足や、外層内部から割損が生じたりしやすく
なるという問題がある。
[0005] However, in the case of manufacturing a roll for shape steel rolling having a somewhat deep caliber, it is necessary to form the outer layer thickly. However, in the above-mentioned conventional method, shrinkage cavities occur near the boundary between the outer layer and the inner layer. Alternatively, there is a problem that the hardness of the deep portion of the outer layer is insufficient, and that the inner layer is apt to be broken.

【0006】したがって、本発明の目的は、高強度で耐
摩耗性、耐肌あれ性に優れるとともに、割損のない形鋼
圧延用耐摩耗複合ロールを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a wear-resistant composite roll for rolling a shaped steel, which has high strength, excellent wear resistance and rough skin resistance, and has no breakage.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、外層を焼入性に優れた特定のFe
基合金により形成すれば、内層に対する外層の比を大き
くしても、ひけ巣や、カリバー底部の割損等を防止する
ことができることを見出し、本発明に想到した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies in view of the above object, the present inventors have found that the outer layer is made of a specific Fe having excellent hardenability.
The present inventors have found that even if the ratio of the outer layer to the inner layer is increased, the formation of the base alloy can prevent the shrinkage cavities and the breakage of the caliber bottom portion, and have reached the present invention.

【0008】すなわち、本発明の形鋼圧延用耐摩耗複合
ロールは、C 1.5〜3.0 重量%、Si0.3〜3.0 重量%、M
n0.3 〜1.5 重量%、Cr2〜7重量%、Mo5〜9重量
%、V3〜15重量%、W20重量%以下、B500ppm以下、
残部実質的にFe及び不純物元素からなる組成を有する外
層と、引張強さ55kg/ mm2 以上及び伸び1.0 %以上の鋼
製の内層とが金属接合してなる形鋼圧延用耐摩耗複合ロ
ールであって、前記外層が連続肉盛鋳造法により形成さ
れたものであり、かつロール最大径の位置での外層の断
面積/内層の断面積が1.0 〜3.0 であることを特徴とす
る。
[0008] That is, the wear-resistant composite roll for section steel rolling of the present invention has a C content of 1.5 to 3.0% by weight, a Si content of 0.3 to 3.0% by weight,
n0.3-1.5 wt%, Cr2-7 wt%, Mo5-9 wt%, V3-15 wt%, W20 wt% or less, B500 ppm or less,
A wear-resistant composite roll for section steel rolling in which the outer layer having a composition substantially composed of Fe and an impurity element and a steel inner layer having a tensile strength of 55 kg / mm 2 or more and an elongation of 1.0% or more are metal-bonded. The outer layer is formed by a continuous overlay casting method, and the cross-sectional area of the outer layer / the cross-sectional area of the inner layer at the position of the maximum diameter of the roll is 1.0 to 3.0.

【0009】以下に本発明を詳細に説明する。 〔1〕外層の化学成分 外層の化学成分の限定理由は以下の通りである。 (a) C:1.5 〜3.0 重量% Cは耐摩耗性向上のための炭化物の形成に必要である。
その量が1.5 重量%未満の場合、晶出炭化物量が少な
く、耐摩耗性の点で十分でない。一方、Cが3.0重量%
を超えると炭化物量が過剰になり、耐肌荒れ性の点で問
題が生じるとともに、材質が脆化する。好ましいCの含
有量は1.6 〜2.5 重量%である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. [1] Chemical Components of Outer Layer The reasons for limiting the chemical components of the outer layer are as follows. (a) C: 1.5 to 3.0% by weight C is necessary for forming carbides for improving wear resistance.
When the amount is less than 1.5% by weight, the amount of carbides to be crystallized is small and is not sufficient in terms of wear resistance. On the other hand, C is 3.0% by weight
If it exceeds 300, the amount of carbides will be excessive, and a problem will occur in terms of resistance to rough skin, and the material will become brittle. The preferred C content is 1.6-2.5% by weight.

【0010】(b) Si:0.3 〜3.0 重量% Siは脱酸剤として必要な元素である。また溶湯の流動性
を保つためにも必要である。その量が0.3 重量%未満で
は、上記効果が十分に得られない。一方、Siが3.0 重量
%を超えると、炭化物量が過剰になるとともに、セメン
タイトの晶出が少なくなり、脆化しやすくなり不都合で
ある。好ましいSiの含有量は0.3 〜1.5重量%である。
(B) Si: 0.3 to 3.0% by weight Si is an element required as a deoxidizing agent. It is also necessary to maintain the fluidity of the molten metal. If the amount is less than 0.3% by weight, the above effects cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the content of Si exceeds 3.0% by weight, the amount of carbides becomes excessive and the crystallization of cementite decreases, which is liable to cause embrittlement. The preferred Si content is 0.3-1.5% by weight.

【0011】(c) Mn:0.3 〜1.5 重量% Mnは脱酸作用とともに不純物であるSをMnSとして固定
する作用がある。その量が0.3 重量%未満では、上記効
果が十分に得られない。一方、Mnが1.5 重量%を超える
と残留オーステナイトが生じやすくなり、安定して十分
な硬さを維持できない。好ましいMnの含有量は0.3 〜1.
0 重量%である。
(C) Mn: 0.3 to 1.5% by weight Mn has a deoxidizing action and an action of fixing S as an impurity as MnS. If the amount is less than 0.3% by weight, the above effects cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if Mn exceeds 1.5% by weight, retained austenite is likely to be generated, and sufficient hardness cannot be stably maintained. The preferred Mn content is 0.3-1.
0% by weight.

【0012】(d) Cr:2〜7重量% Crは2重量%未満では焼入れ性に劣り、また7重量%を
超えるとクロム系炭化物が過多となるため不都合であ
る。すなわちCr系炭化物例えばM 23C 6 はMC、M4 C
3 、M 2 C と比較して硬さが低く、耐摩耗性を低下さ
せる。好ましいCrの含有量は3.5 〜6.5 重量%である。
(D) Cr: 2 to 7% by weight When Cr is less than 2% by weight, the hardenability is poor, and when it exceeds 7% by weight, chromium carbides are excessive, which is inconvenient. That is, Cr-based carbide such as M 23 C 6 is MC, M 4 C
3, M 2 C and lower hardness in comparison to lower the wear resistance. The preferred Cr content is 3.5-6.5% by weight.

【0013】(e) Mo:5〜9重量% Moは M2 C (Mo2 C)の炭化物を晶出させて合金の凝固完
了温度を上昇させ、ひけ巣を防止するとともに、焼入れ
性と高温硬さを得るために必要である。その量が5重量
%未満では、上記効果が十分に得られない。一方9重量
%を超えるとCとVとMoとのバランスにおいて、MC系
炭化物に比べてM 6 C 系炭化物が増加し、靭性および耐
肌あれ性を低下させる。好ましいMoの含有量は5.5 〜7
重量%である。
(E) Mo: 5 to 9% by weight Mo crystallizes carbides of M 2 C (Mo 2 C) to raise the solidification completion temperature of the alloy, to prevent shrinkage cavities, and to improve hardenability and high temperature. Necessary for obtaining hardness. If the amount is less than 5% by weight, the above effects cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the content exceeds 9% by weight, in the balance of C, V and Mo, the amount of M 6 C-based carbide increases as compared with the MC-based carbide, and the toughness and the surface roughening resistance decrease. The preferred Mo content is 5.5 to 7
% By weight.

【0014】(f) V:3〜15重量% Vは耐摩耗性の向上に効果のあるMC系炭化物を形成す
るための必須元素である。従って3重量%未満では十分
な効果がなく、また15重量%より多いと、溶湯の酸化が
激しくなり、大気中での溶解が困難になってくる。好ま
しいVの含有量は4〜10重量%である。
(F) V: 3 to 15% by weight V is an essential element for forming an MC-based carbide effective in improving abrasion resistance. Therefore, if the content is less than 3% by weight, the effect is not sufficient. If the content is more than 15% by weight, the oxidization of the molten metal becomes severe, and the melting in the atmosphere becomes difficult. The preferred V content is 4 to 10% by weight.

【0015】(g) W:20重量%以下 Wは高温硬さの維持の点で必要であるが、20重量%を超
えるとM 6 C 系炭化物が増加して靭性及び耐肌あれ性の
点で好ましくないので、上限を20重量%とする。好まし
いWの含有量は10重量%以下である。
(G) W: not more than 20% by weight W is necessary for maintaining high-temperature hardness, but if it exceeds 20% by weight, M 6 C-based carbides increase, and the toughness and the resistance to rough skin are increased. Therefore, the upper limit is set to 20% by weight. The preferred W content is 10% by weight or less.

【0016】(h) 不可避的不純物 不可避的不純物として微量のBが含まれる。Bは基地中
の非粒状炭化物の生成を助長して基地を脆化する。非粒
状炭化物にそってマイクロクラックが生じ、そのクラッ
クを起点にして結晶粒単位で脱落摩耗を促進し、肌あれ
を生じるので、不純物としてのBの量を制限しなくては
ならない。その濃度が500ppm以下の場合には基地中に非
粒状炭化物の生成が助長されず、共晶炭化物に沿って発
生するクラックもほとんど認められない。好ましくはB
を300ppm以下とする。
(H) Inevitable impurities A small amount of B is included as inevitable impurities. B promotes the formation of non-granular carbides in the matrix and embrittles the matrix. Microcracks are formed along the non-granular carbides, and the cracks are used as starting points to promote abrasion wear in units of crystal grains and to cause rough skin. Therefore, the amount of B as an impurity must be limited. When the concentration is 500 ppm or less, the formation of non-granular carbide in the matrix is not promoted, and cracks generated along the eutectic carbide are hardly observed. Preferably B
To 300 ppm or less.

【0017】その他の不純物として主なものはP及びS
であるが、Pは脆化防止のため0.08重量%以下であり、
Sは同様に0.06重量%以下である必要がある。
The other main impurities are P and S.
Where P is 0.08% by weight or less to prevent embrittlement,
S must likewise be less than 0.06% by weight.

【0018】(i) 付加的元素 本発明の耐摩耗複合ロールの外層には、上記各成分の他
に必要に応じてNi、Co、Nb、N及びTiの1種又は2種以
上を添加することができる。
(I) Additional elements In addition to the above components, one or more of Ni, Co, Nb, N and Ti are added to the outer layer of the wear-resistant composite roll of the present invention, if necessary. be able to.

【0019】Niは焼入れ性を向上させる作用を有する。
このため、特に大型ロールのような焼入れ速度を速くで
きないものには添加するのが好ましい。しかしその含有
量が5重量%を超えると、オーステナイトが安定化しす
ぎ、熱処理後の残留オーステナイトが過多となり、十分
な硬さが得られない。
Ni has an effect of improving hardenability.
For this reason, it is preferable to add the quenching speed to a material that cannot increase the quenching speed such as a large roll. However, if the content exceeds 5% by weight, the austenite is too stabilized, the residual austenite after the heat treatment becomes excessive, and sufficient hardness cannot be obtained.

【0020】Coは、材質の靱性を向上させ、かつ熱間硬
さを向上させる作用がある。従ってCoを添加することに
より耐肌あれ性、耐摩耗性の向上をはかることができ
る。上記向上効果はその含有量が8重量%でほぼ飽和す
ることから、その上限は8重量%である。
Co has the effect of improving the toughness of the material and improving the hot hardness. Therefore, the addition of Co can improve the rough skin resistance and the abrasion resistance. Since the above-mentioned improvement effect is almost saturated when the content is 8% by weight, the upper limit is 8% by weight.

【0021】NbはVと同様に粒状炭化物を形成する。さ
らに粒状炭化物であるMC炭化物を微細にする作用を有す
る。これにより、耐摩耗性、耐肌あれ性を改善する。し
かしその含有量が5重量%を超えると溶湯の酸化が激し
くなり、大気中での溶解、鋳造が困難になる。
Nb forms granular carbides similarly to V. Further, it has an effect of making MC carbide, which is granular carbide, fine. Thereby, abrasion resistance and skin roughening resistance are improved. However, when the content exceeds 5% by weight, the molten metal is oxidized violently, and it is difficult to melt and cast in the atmosphere.

【0022】Nは焼戻し硬さの向上に効果がある。しか
し、過剰になると材質が脆化するので、含有量の上限は
0.15%以下である。
N is effective in improving the tempering hardness. However, since the material becomes brittle when excessive, the upper limit of the content is
0.15% or less.

【0023】TiはMC系炭化物を形成し、この炭化物は
ビッカース硬さHvが2000以上と硬く、これらの炭化物を
外層材に含有させれば、ロールの耐摩耗性の向上に有効
であるが、1重量%を超えると溶湯の酸化が激しくな
り、大気中での溶解、鋳造が困難になる。
Ti forms an MC-based carbide, which has a Vickers hardness Hv as high as 2,000 or more. If these carbides are contained in the outer layer material, it is effective for improving the wear resistance of the roll. If the content exceeds 1% by weight, the molten metal is oxidized violently, and it is difficult to melt and cast in the atmosphere.

【0024】〔2〕内層(軸材) また、本発明の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールの内層
(軸)は鋳鋼や鍛鋼等の鋼材を用いるが、例えばSNC
M439等の焼入れ時にベイナイト変態するもの(パー
ライト変態が少ないもの)を使用するのが好ましい。焼
入れ時にベイナイト変態するものを使用することによ
り、ロール焼入れ時の残留応力が過大となるのを防止す
ることができる。
[2] Inner Layer (Shaft Material) The inner layer (shaft) of the wear-resistant composite roll for section steel rolling of the present invention is made of a steel material such as cast steel or forged steel.
It is preferable to use a material such as M439 which undergoes bainite transformation during quenching (a material having little pearlite transformation). By using a material that undergoes bainite transformation during quenching, it is possible to prevent residual stress during roll quenching from becoming excessive.

【0025】また、軸材の引張強さは55kg/mm2 以上、
伸びは1.0 %以上である。これは形鋼圧延ロールとして
用いた場合に、大きな圧下力がかかるとともに、圧延中
のたわみを補正するために軸の両端部にかける曲げ力に
対して耐えられる必要があるためである。
The tensile strength of the shaft is 55 kg / mm 2 or more.
The elongation is greater than 1.0%. This is because when used as a shaped steel rolling roll, a large rolling force is applied, and it is necessary to be able to withstand the bending force applied to both ends of the shaft in order to correct deflection during rolling.

【0026】ロール最大径の位置での外層と軸との断面
積比(外層の断面積/内層の断面積)は1.0 〜3.0 、好
ましくは1.0 〜2.6 である。断面積比が1.0 未満では、
必要とされる十分な深さのカリバーを形成できない。断
面積比の上限については、3.0 を超えると、外層と軸と
の境界位置付近での半径方向引張残留応力が過大となる
ため好ましくない。また、上記値が大きいとボイドやひ
け等が生じやすくなるが、本発明においては外層を前述
したようなFe基合金にて形成することにより、ボイドや
ひけ等の問題が解決される。
The cross-sectional area ratio of the outer layer to the shaft at the position of the maximum diameter of the roll (cross-sectional area of outer layer / cross-sectional area of inner layer) is 1.0 to 3.0, preferably 1.0 to 2.6. If the cross-sectional area ratio is less than 1.0,
Inability to form the required depth of caliber. If the upper limit of the cross-sectional area ratio exceeds 3.0, the tensile residual stress in the radial direction near the boundary between the outer layer and the shaft becomes excessively large, which is not preferable. In addition, when the above value is large, voids and sinks tend to occur, but in the present invention, the problems such as voids and sinks are solved by forming the outer layer of the above-mentioned Fe-based alloy.

【0027】上述したような外層と軸 (内層) とは強固
に金属接合している必要がある。このためには両者の境
界部の接合強さは外層と軸のうちの弱い方の機械的強度
と同等以上でなければならない。このように鋼製軸の外
周に大きな接合強度で外層を形成するには、基本的には
特開昭61-60256号公報に示されるような、鋼の周囲に高
周波コイルを用いて溶湯を加熱撹拌しながら連続的に外
層を形成する、いわゆる連続肉盛鋳造法によるのが好ま
しい。
The outer layer and the shaft (inner layer) need to be firmly metal-joined as described above. For this purpose, the joint strength at the boundary between the two must be equal to or greater than the mechanical strength of the weaker of the outer layer and the shaft. In order to form an outer layer with a large bonding strength on the outer periphery of a steel shaft in this way, basically, a molten metal is heated using a high-frequency coil around the steel as shown in JP-A-61-60256. It is preferable to use a so-called continuous overlay casting method in which an outer layer is continuously formed while stirring.

【0028】図1は連続肉盛鋳造法を実施するのに使用
し得る装置の一例を示す。本装置はテーパ部および平行
部の周壁を有するロート状の耐火枠1と、その下に同軸
的に設置された冷却型4とからなる組合わせモールド10
を有する。
FIG. 1 shows an example of an apparatus that can be used to perform a continuous overlay casting method. This apparatus is a combination mold 10 comprising a funnel-shaped refractory frame 1 having a peripheral wall of a tapered portion and a parallel portion, and a cooling mold 4 coaxially installed thereunder.
Having.

【0029】耐火枠1には、この外周を包囲するように
環状の誘導加熱用コイル2が配置されており、またその
下部に同軸的に耐火枠1の下部と同径の内孔を有する環
状の緩衝型3が設けられている。またその下方の冷却型
4は緩衝型3とほぼ同じ内径を有し、かつ同軸的であ
る。冷却型4の入口14から冷却水が連続的に型内に導入
され、出口14′から排出される。
An annular induction heating coil 2 is arranged in the refractory frame 1 so as to surround the outer periphery of the refractory frame 1. Is provided. The lower cooling mold 4 has substantially the same inner diameter as the buffer mold 3 and is coaxial. Cooling water is continuously introduced into the mold from the inlet 14 of the cooling mold 4 and discharged from the outlet 14 '.

【0030】以上の構成の組合せモールド10の内側にロ
ールの軸5をセットする。軸5の下端又は必要に応じて
下端から適宜はなれた位置に注入外層の外径とほぼ同径
の外径を有する閉止部材(図示せず)を固定し、さらに
その下部は軸5の昇降機構(図示せず)に取付ける。軸
5と耐火枠1との間の空間に溶湯7を注入し、溶湯表面
は溶融フラックス6で空気に触れないようにシールす
る。そして溶湯7が凝固しないように加熱コイル2で加
熱撹拌する。溶湯7は図中の矢印Aで示す方向に流動し
撹拌運動を起こす。つぎに軸5に固定された閉止部材を
軸材とともに逐次降下させる。軸材及び閉止部材の降下
と連動して溶湯7も降下し、緩衝型3および水冷鋳型4
面で溶湯7の凝固が始まる。この凝固のとき軸と外層は
完全に金属的に接合される。湯だまりの溶湯の表面も軸
材及び閉止部材の降下に併せて低下してくるが、新しい
溶湯を適宜注入して液面をある水準に保持する。そし
て、降下と注入を順次くり返して溶湯を下方から逐次凝
固させて外層8の形成を行う。
The roll shaft 5 is set inside the combination mold 10 having the above configuration. A closing member (not shown) having an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the injection outer layer is fixed to the lower end of the shaft 5 or a position appropriately separated from the lower end as necessary. (Not shown). The molten metal 7 is poured into the space between the shaft 5 and the refractory frame 1, and the surface of the molten metal is sealed with a molten flux 6 so as not to come into contact with air. Then, the mixture is heated and stirred by the heating coil 2 so that the molten metal 7 does not solidify. The molten metal 7 flows in a direction indicated by an arrow A in the figure and causes a stirring motion. Next, the closing member fixed to the shaft 5 is sequentially lowered together with the shaft member. In conjunction with the lowering of the shaft member and the closing member, the molten metal 7 also descends, and the buffer mold 3 and the water-cooling mold 4
Solidification of the molten metal 7 starts on the surface. During this solidification, the shaft and the outer layer are completely metallically joined. Although the surface of the molten metal in the basin also decreases as the shaft member and the closing member descend, the liquid level is maintained at a certain level by appropriately injecting a new molten metal. Then, the descending and the pouring are repeated in order to solidify the molten metal sequentially from below to form the outer layer 8.

【0031】上述したような連続肉盛鋳造法により、軸
材のまわりに外層を形成した後、所望の形状に加工すれ
ばよいが、本発明のように外層のBの含有量を500ppm以
下とするためには、肉盛前の軸材表面の被覆及び外層用
溶湯表面の被覆に使用するフラックスとして、B又はB
化合物を含まないものを使用するのが好ましい。
After forming the outer layer around the shaft material by the continuous overlay casting method as described above, it may be processed into a desired shape. However, as in the present invention, the B content of the outer layer is set to 500 ppm or less. To do so, the flux used for coating the surface of the shaft before cladding and for coating the surface of the molten metal for the outer layer is B or B
It is preferable to use one that does not contain a compound.

【0032】以上のようにして得られる本発明の形鋼圧
延用耐摩耗複合ロールの外層の表面硬さはショアー硬さ
75以上、軸の引張強さ55kg/mm2 以上、伸びは1.0 %以
上であり、外層と内層とは金属的に接合しているため
に、その境界部の接合強さは外層又は内層の弱い方の強
度以上である。
The surface hardness of the outer layer of the wear-resistant composite roll for section steel rolling of the present invention obtained as described above is Shore hardness.
75 or more, axial tensile strength of 55 kg / mm 2 or more, elongation of 1.0% or more. Since the outer layer and the inner layer are metallically bonded, the bonding strength at the boundary is weak in the outer layer or the inner layer. It is more than one strength.

【0033】[0033]

【作用】本発明の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールは、外層
にひけ巣がなく、圧縮残留応力が付与されているため、
カリバーを深くしても、カリバー底部から割損が生じな
い。また、内層は機械的性質が良好なため、内層からの
破損もない。
The wear-resistant composite roll for section steel rolling of the present invention has no shrinkage cavities in the outer layer and has a compressive residual stress,
Even if the caliber is deepened, no breakage occurs from the bottom of the caliber. Further, since the inner layer has good mechanical properties, there is no breakage from the inner layer.

【0034】[0034]

【実施例】【Example】

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。実施例1〜5及び比較例1 鍛鋼製の350 mmφの軸材と、表1に示す組成の外層材用
溶湯を用いて、連続肉盛鋳造法により胴径550 mmφ、胴
長1000mmのロールを鋳造し、このロールを加工して、胴
径530 mmφとするとともに、アングル形状で深さ36mmの
カリバーを6個形成した。
The present invention is described in more detail by the following examples. Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 Using a forged steel shaft material of 350 mmφ and a melt for the outer layer material having the composition shown in Table 1, rolls having a trunk diameter of 550 mmφ and a trunk length of 1000 mm were formed by continuous overlay casting. This roll was cast and processed to form six calipers having a body diameter of 530 mmφ and an angle shape and a depth of 36 mm.

【0035】得られたロールに対して、900 〜1000℃か
らの焼入れ及び500 〜550 ℃での焼戻しの熱処理を3回
施し、形鋼圧延用耐摩耗複合ロールを作製した。なお、
このロールの外層の断面積/軸材の断面積の値は1.25で
あった。
The obtained roll was subjected to heat treatment of quenching from 900 to 1000 ° C. and tempering at 500 to 550 ° C. three times to produce a wear-resistant composite roll for section steel rolling. In addition,
The value of (cross-sectional area of outer layer / cross-sectional area of shaft) of the roll was 1.25.

【0036】各試験用ロールの外層表面の硬さをショア
ー硬さ計により測定した結果、及びロール外層中の金属
炭化物含有率とM2 C化合物含有率とを測定した結果を
表2に示す。次にこの試験用ロールの圧延摩耗試験を行
った。圧延摩耗試験は、上記それぞれのロールに対し
て、以下の圧延条件で熱間圧延摩耗試験機を用いて行っ
た。
Table 2 shows the results of measuring the hardness of the outer layer surface of each test roll with a Shore hardness meter, and the results of measuring the metal carbide content and the M 2 C compound content in the roll outer layer. Next, a rolling wear test of this test roll was performed. The rolling wear test was performed on each of the above rolls using a hot rolling wear tester under the following rolling conditions.

【0037】圧延材:普通鋼、厚さ1mm、幅15mm 圧延距離:800m 圧延温度:900℃ 圧下率:25% 圧延速度:150m/分 摩耗量の結果を表2に示す。Rolled material: ordinary steel, thickness 1 mm, width 15 mm Rolling distance: 800 m Rolling temperature: 900 ° C. Reduction rate: 25% Rolling speed: 150 m / min The results of the wear amount are shown in Table 2.

【0038】また、各実施例及び比較例1の形鋼圧延用
耐摩耗複合ロールの、外層と軸との境界付近でのひけ
巣、割損等の欠陥を超音波探傷したところ、いずれも欠
陥は認められなかった。
Further, the wear-resistant composite rolls for section steel rolling of each of Examples and Comparative Example 1 were subjected to ultrasonic inspection for defects such as shrinkage cavities and breakage near the boundary between the outer layer and the shaft. Was not found.

【0039】 表 1 組 成 (wt%) Si Mn Ni Cr Mo 実施例1 2.5 0.7 0.5 0.01 5.1 7.3 5.5 2.7 実施例2 2.4 0.8 0.4 1.4 4.5 6.2 6.5 4.2 実施例3 2.3 0.5 0.4 0.01 4.8 5.1 4.0 7.5 実施例4 2.8 0.6 0.5 0.01 4.3 7.1 3.3 10.5 実施例5 1.9 0.4 0.5 0.8 4.0 5.8 8.7 6.1 比較例1 2.1 0.6 0.4 0.01 5.9 2.7 5.5 2.3[0039] Table 1 set formed (wt%) C Si Mn Ni Cr Mo V W Example 1 2.5 0.7 0.5 0.01 5.1 7.3 5.5 2.7 Example 2 2.4 0.8 0.4 1.4 4.5 6.2 6.5 4.2 Example 3 2.3 0.5 0.4 0.01 4.8 5.1 4.0 7.5 Example 4 2.8 0.6 0.5 0.01 4.3 7.1 3.3 10.5 Example 5 1.9 0.4 0.5 0.8 4.0 5.8 8.7 6.1 Comparative Example 1 2.1 0.6 0.4 0.01 5.9 2.7 5.5 2.3

【0040】 表 1 (続 き)組 成 (wt%) Co Nb Ti * * Fe 実施例1 − − − 0.03 0.01 60 320 残部 実施例2 − − − 0.03 0.01 150 500 残部 実施例3 3.8 − − 0.02 0.01 70 400 残部 実施例4 − 2.5 − 0.03 0.02 80 620 残部 実施例5 − − 0.1 0.03 0.01 200 680 残部 比較例1 − − − 0.03 0.01 90 430 残部 注)*:単位はppm。[0040] Table 1 (continued) sets formed (wt%) Co Nb Ti P S B * N * Fe Example 1 - - - 0.03 0.01 60 320 balance Example 2 - - - 0.03 0.01 150 500 balance Example 3 3.8 − − 0.02 0.01 70 400 Remaining Example 4 − 2.5 − 0.03 0.02 80 620 Remaining Example 5 − − 0.1 0.03 0.01 200 680 Remaining Comparative Example 1 − − − 0.03 0.01 90 430 Remaining Note) *: The unit is ppm.

【0041】 表 2 金属炭化物 M2 C 化合物 表面硬さ 摩耗量 含有率 (wt%) 含有率 (wt%) (HS ) (mm) 実施例1 13.5 5.7 81 0.55 実施例2 13.3 5.5 84 0.5 実施例3 12.7 7.3 83 0.6 実施例4 15.6 10.1 82 0.6 実施例5 12.9 4.7 82 0.45 比較例1 12.6 − 80 0.6 [0041] Table 2 metal carbides M 2 C compound surface hardness wear amount content (wt%) content (wt%) (H S) (mm) Example 1 13.5 5.7 81 0.55 Example 2 13.3 5.5 84 0.5 Embodiment Example 3 12.7 7.3 83 0.6 Example 4 15.6 10.1 82 0.6 Example 5 12.9 4.7 82 0.45 Comparative example 1 12.6-80 0.6

【0042】実施例1〜5及び比較例1の形鋼圧延用耐
摩耗複合ロールの、ロール表面からの深さと、硬度との
関係を測定した。結果を図2に示す。
The relationship between the depth from the roll surface and the hardness of the wear-resistant composite rolls for rolling section steels of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was measured. The results are shown in FIG.

【0043】表2及び図2から明らかなように、本発明
の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールは、モリブデンの含有量
が5.0 重量%以下である比較例1の形鋼圧燐用耐摩耗複
合ロールと比較して、同等以上の耐摩耗性を有するとと
もに、表面から90mmの箇所においても硬度の低下がほと
んど見られなかった。これに対して比較例1の形鋼圧延
用耐摩耗複合ロールは、硬度の低下、特に50mmより深部
における硬度の低下が大きい。
As apparent from Table 2 and FIG. 2, the wear-resistant composite roll for shaped steel rolling according to the present invention has a molybdenum content of 5.0% by weight or less. Compared to the roll, it had the same or higher wear resistance, and hardly any decrease in hardness was observed even at a position 90 mm from the surface. On the other hand, the wear-resistant composite roll for section steel rolling of Comparative Example 1 has a large decrease in hardness, particularly in a deeper portion than 50 mm.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の形鋼圧延用耐摩耗複合ロール
は、外層を焼入性に優れた特定のFe基合金から形成して
いるので、外層を内層に対してある程度の厚さのものと
することができ、しかも形鋼圧延用の耐摩耗複合ロール
のひけ巣や、カリバー底部の割損等が防止されている。
According to the present invention, the outer layer is formed of a specific Fe-based alloy having excellent hardenability, so that the outer layer has a certain thickness with respect to the inner layer. In addition, the shrinkage cavities of the wear-resistant composite roll for section steel rolling and the breakage of the caliber bottom are prevented.

【0045】このため、圧延製品の形状が良好となり、
さらに歩留り向上等も期待できる。また改削までの耐用
圧延量が増加するため、ロール組替の回数を減らすこと
ができ、圧延作業の省力化も可能となる。
As a result, the shape of the rolled product becomes good,
Further improvement in yield can be expected. Further, since the durable rolling amount until the reshaping increases, the number of times of roll change can be reduced, and the labor of the rolling operation can be saved.

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

【図1】連続肉盛り鋳造法を実施するのに使用し得る装
置の一例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an apparatus that can be used to perform a continuous overlay casting method.

【図2】本発明の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールと、比較
例の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールとのロール表面からの
深さと、硬さとの関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the depth from the roll surface and the hardness of the wear-resistant composite roll for section steel rolling of the present invention and the wear-resistant composite roll for section steel rolling of the comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・耐火枠 2・・・誘導加熱用コイル 3・・・緩衝型 4・・・冷却型4 5・・・軸 6・・・フラックス 7・・・溶湯 8・・・外層 10・・・組み合わせモールド10 14・・・入口 14′・・・出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Refractory frame 2 ... Induction heating coil 3 ... Buffer type 4 ... Cooling type 4 5 ... Shaft 6 ... Flux 7 ... Molten metal 8 ... Outer layer 10 ...・ Combination mold 10 14 ・ ・ ・ Inlet 14 ′ ・ ・ ・ Outlet

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C22C 38/00 302 C22C 38/00 302X 38/24 38/24 (56)参考文献 特開 昭61−60256(JP,A) 特開 平2−25205(JP,A) 特開 平7−70692(JP,A) 特開 平6−41676(JP,A) 特開 平4−182013(JP,A) 特開 平4−182011(JP,A) 特開 平4−180548(JP,A) 特開 平3−285703(JP,A) 特開 平3−126838(JP,A) 特開 平1−91901(JP,A) 特開 昭62−127108(JP,A) 特開 昭58−38655(JP,A) 国際公開88/7594(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 27/00 B21B 27/02 B22D 11/00 B22D 19/16 C22C 38/00 302 C22C 38/24 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI C22C 38/00 302 C22C 38/00 302X 38/24 38/24 (56) References JP-A-61-60256 (JP, A) 2-25205 (JP, A) JP-A-7-70692 (JP, A) JP-A-6-41676 (JP, A) JP-A-4-182013 (JP, A) JP-A-4-182011 (JP, A A) JP-A-4-180548 (JP, A) JP-A-3-285703 (JP, A) JP-A-3-126838 (JP, A) JP-A-1-91901 (JP, A) JP-A-62 -127108 (JP, A) JP-A-58-38655 (JP, A) WO 88/7594 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B21B 27/00 B21B 27 / 02 B22D 11/00 B22D 19/16 C22C 38/00 302 C22C 38/24

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 C 1.5〜3.0 重量%、Si 0.3〜3.0 重量
%、Mn0.3 〜1.5 重量%、Cr2〜7重量%、Mo5〜9重
量%、V3〜15重量%、W20重量%以下、B500ppm以
下、残部実質的にFe及び不純物元素からなる組成を有す
る外層と、引張強さ55kg/ mm2 以上及び伸び1.0 %以上
の鋼製の内層とが金属接合してなる形鋼圧延用耐摩耗複
合ロールであって、前記外層が連続肉盛鋳造法により形
成されたものであり、かつロール最大径の位置での外層
の断面積/内層の断面積が1.0 〜3.0 であることを特徴
とする形鋼圧延用耐摩耗複合ロール。
1. C 1.5 to 3.0% by weight, Si 0.3 to 3.0% by weight, Mn 0.3 to 1.5% by weight, Cr 2 to 7% by weight, Mo 5 to 9% by weight, V 3 to 15% by weight, W 20% by weight or less, B Wear resistance for rolled section steel formed by metal bonding of an outer layer having a composition of 500 ppm or less and the balance substantially consisting of Fe and impurity elements and a steel inner layer having a tensile strength of 55 kg / mm 2 or more and an elongation of 1.0% or more. A composite roll, wherein the outer layer is formed by a continuous overlay casting method, and the cross-sectional area of the outer layer / the cross-sectional area of the inner layer at the position of the maximum diameter of the roll is 1.0 to 3.0. Wear-resistant composite roll for rolling section steel.
【請求項2】 請求項1に記載の形鋼圧延用耐摩耗複合
ロールにおいて、前記外層が5重量%以下のNiを含有す
ることを特徴とする形鋼圧延用耐摩耗複合ロール。
2. The wear-resistant composite roll for section steel rolling according to claim 1, wherein the outer layer contains 5% by weight or less of Ni.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の形鋼圧延用耐摩
耗複合ロールにおいて、前記外層が8重量%以下のCoを
含有することを特徴とする形鋼圧延用耐摩耗複合ロー
ル。
3. The wear-resistant composite roll for section steel rolling according to claim 1, wherein the outer layer contains 8% by weight or less of Co.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の形鋼
圧延用耐摩耗複合ロールにおいて、前記外層が5重量%
以下のNbを含有することを特徴とする形鋼圧延用耐摩耗
複合ロール。
4. The wear-resistant composite roll for rolling a shaped steel according to claim 1, wherein the outer layer is 5% by weight.
A wear-resistant composite roll for section steel rolling, comprising the following Nb.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載の形鋼
圧延用耐摩耗複合ロールにおいて、前記外層が0.15重量
%以下のNを含有することを特徴とする形鋼圧延用耐摩
耗複合ロール。
5. The wear-resistant composite roll for section steel rolling according to claim 1, wherein the outer layer contains 0.15% by weight or less of N. roll.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載の形鋼
圧延用耐摩耗複合ロールにおいて、前記外層が1重量%
以下のTiを含有することを特徴とする形鋼圧延用耐摩耗
複合ロール。
6. The wear-resistant composite roll for section steel rolling according to claim 1, wherein the outer layer is 1% by weight.
A wear-resistant composite roll for section steel rolling, characterized by containing the following Ti.
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