JP3919092B2

JP3919092B2 - Composite roll for hot rolling

Info

Publication number: JP3919092B2
Application number: JP2002162619A
Authority: JP
Inventors: 清林; 望小田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2022-06-04
Also published as: JP2004009063A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐摩耗性、耐焼付性および耐クラック性に優れた熱間圧延用複合ロールに関し、特に熱間厚板圧延用ワークロールに好適なロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間厚板圧延用のワークロールとして、高合金グレン材からなる外層と靭性に優れた鉄系合金からなる内層が溶着一体化された複合ロールが用いられている。一般に、高合金グレン材は金属組織中に存在する黒鉛の潤滑作用によって耐焼付き性に優れている特徴を有し、絞り圧延事故に遭遇した際でも、被圧延材の焼付きが少なく、その際のクラックの発生進展も少なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高合金グレンロールは耐摩耗性が十分ではなかった。高合金グレン材は基地、セメンタイト、黒鉛から金属組織を構成する。そこで、耐摩耗性を向上させるためには、セメンタイトの増量や、基地硬さの上昇が有効な手段と考えられるが、ロール使用時の耐クラック性の低下を招き、圧延事故発生時のクラックが深くなるため限界があった。
【０００４】
また、鋳造後の冷却時に外層の変態温度の低下に起因して、外層と内層の間に収縮差が生じるため、外層に割れが生じることがあるという問題があった。
【０００５】
本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、耐焼付性を十分確保するとともに、耐摩耗性、耐クラック性を向上させた、また鋳造後の冷却時に外層に割れが生じることを防止した熱間圧延用複合ロールを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の超硬合金製複合ロールは、第１の外層と、第１の外層の内周面に溶着された第２の外層と、第２の外層の内周面に溶着された内層とから構成され、第１の外層は、化学成分が重量％で、Ｃ：２．５〜３．５％、Ｓｉ：０．５〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｎｉ：４．０〜５．５％、Ｃｒ：１．０〜２．５％、Ｖ：０．５〜４．０％、Ｍｏ：０．１〜２．０％を含有するＦｅ基合金からなり、金属組織中に面積％で黒鉛が０．５〜５％、ＭＣ系炭化物が１．０〜１０％分散されてなり、第２の外層は、化学成分が重量％で、Ｃ：２．５〜３．５％、Ｓｉ：１．５〜２．５％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｎｉ：３．５〜５．０％、Ｃｒ：０．８〜２．０％、Ｖ：０．１〜３．０％、Ｍｏ：０．１〜１．５％を含有するＦｅ基合金からなり、内層は引張強さが４０ｋｇ／ｍｍ ^２以上、伸びが０．３％以上の強靭なＦｅ基合金である高級鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、黒鉛鋼および鋳鋼のいずれかからなることを特徴とする。
【０００７】
前記本発明において、第１の外層の厚みをａ、第２の外層の厚みをｂとした場合、ａ＋ｂが、製品使用開始時の初径から７０ｍｍ以上であることを特徴とする。また、第１の外層の厚みをａ、第２の外層の厚みをｂとした場合、ｂ／（ａ＋ｂ）が０．１〜０．５を満足する範囲内にあることを特徴とする。また、第１の外層の金属組織中に面積％で、セメンタイトが１０〜４５％分散されていることを特徴とする。さらに、第１の外層は、化学成分が重量％でさらに、Ｗ：０．３〜４．０％、Ｃｏ：１．０〜１０．０％、Ｎｂ：１．０〜１０．０％、Ｔｉ：０．０１〜２．０％、Ｂ：０．００２〜０．２％、Ｃｕ：０．０２〜１．０％の内の１種または２種以上を含有することを特徴とする。本発明の熱間圧延用複合ロールを厚板圧延用ワークロールに用いることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
従来の高合金グレン材では、基地がセメンタイトに比べ比較的軟質なために優先的に摩耗していた。そこで、本発明は外層を第１の外層とその内側の第２の外層で構成し、第１の外層は、基地中に硬質なＭＣ系炭化物を晶出させることにより耐摩耗性を著しく向上させた。
【０００９】
また、外層の厚みを確保するのに、第１の外層の耐摩耗性を向上させるため、ＭＣ系炭化物を晶出させる元素であるＶなどを添加すると金型から離れた凝固が遅い位置では黒鉛が晶出し難くなる。そこで、第１の外層の内側に黒鉛が晶出しやすい成分からなる第２の外層を用いて、第２の外層を金型から離れた位置で凝固させることにより、第１の外層と同様に黒鉛が十分晶出した層を形成でき、第１の外層と第２の外層からなる外層の厚みを厚くすることができる。
【００１０】
また、第２の外層の変態温度が、第１の外層より少し高い温度の材料とすることにより、第１の外層と第２の外層からなる外層と内層の間の収縮差を緩和できるため、外層と内層の間の発生応力を緩和し割れを防止することができる。
【００１１】
第１の外層の厚みをａ、第２の外層の厚みをｂとした場合、第１の外層と第２の外層からなる外層の厚みａ＋ｂを、製品使用開始時の初径から７０ｍｍ以上にすることにより、耐クラック性を向上できる。ロール使用終了時のロール廃却径とロール初径との径差から算出できるロール外層使用厚みはほとんどの圧延ミルで４０〜５０ｍｍである。そこで、ロール廃却径から最低２０ｍｍ以上の厚さを形成することにより、ロール初径から廃却径まで使用時の外層表面付近の圧縮残留応力を減少させ、クラックが発生しても残留応力の減少によりクラック進展を小さくできるので、発生したクラックを浅く抑えて耐クラック性を向上できる。
【００１２】
本発明ロールの第１の外層の化学組成（重量％）の限定理由について説明する。
Ｃ：２．５〜３．５％
Ｃは、同時に含有されるＣｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗと結合して硬質炭化物（ＭＣ、Ｍ₂Ｃ、Ｍ₆Ｃ、Ｍ₇Ｃ₃等）を生成し耐摩耗性を高めるとともに、ＳｉやＮｉの黒鉛化促進元素によって組織中に黒鉛を晶出して耐焼付性を付与するのに必要な元素である。Ｃが２．５％未満では硬質炭化物の生成量が不足するとともに黒鉛がほとんど晶出しない。Ｃが３．５％を超えると、セメンタイトや硬質炭化物が多くなりすぎ靭性が低下する。Ｃのより好ましい含有量は２．８〜３．４％である。
【００１３】
Ｓｉ：０．５〜２．０％
Ｓｉは、黒鉛化促進元素であるため０．５％以上必要である。Ｓｉが２．０％を超えると、基地が脆化し靭性が低下する。また黒鉛を晶出させるためには、この範囲の含有総Ｓｉ量のうち０．１％以上を接種で添加する必要がある。接種するＳｉ量は、好ましくは全Ｓｉの０．１〜０．８％とする。なお、第１の外層中のＳｉ全含有量は、より好ましくは０．８〜２．０％であり、さらに好ましくは１．０〜２．０％である。
【００１４】
Ｍｎ：０．１〜１．５％
Ｍｎは、溶湯の脱酸や不純物であるＳをＭｎＳとして固定する効果があり、０．１％以上必要である。Ｍｎが１．５％を超えると残留オーステナイトを生じやすくなり安定して硬さを維持できない。Ｍｎの含有量は、より好ましくは０．２〜１．０％であり、さらに好ましくは０．４〜０．９％である。
【００１５】
Ｎｉ：４．０〜５．５％
Ｎｉは、黒鉛の晶出および基地組織の焼入れ性を向上させるため有効な元素であり、４．０％以上必要である。５．５％を超えるとオーステナイトが安定しすぎ、ベイナイトあるいはマルテンサイトに変態しにくくなる。Ｎｉの含有量は、より好ましくは４．０〜５．０％である。
【００１６】
Ｃｒ：１．０〜２．５％
Ｃｒは、基地組織をベイナイトあるいはマルテンサイトにして硬さを保持し、耐摩耗性を保持するのに有効な元素であり、１．０％以上必要である。Ｃｒが２．５％を超えると、黒鉛の晶出を阻害したり基地組織の靭性を低下させたりするばかりでなく、Ｃｒ系炭化物（Ｍ₇Ｃ₃系、Ｍ₂₃Ｃ₆系）を形成する。この炭化物は、硬さがＭＣ系、Ｍ₆Ｃ系炭化物に比べて低いため耐摩耗性向上効果が期待できず、かつ脆くなる。このためＣｒの上限は２．５％とする。Ｃｒの含有量は、より好ましくは１．０〜２．０％である。
【００１７】
Ｖ：０．５〜４．０％
ＶはＣと結合してＭＣ系炭化物を生成する。このＭＣ系炭化物の硬さはＨｖ２５００〜３０００であり、炭化物の中でも非常に硬質である。このため、Ｖは耐摩耗性の向上に最も効果のある必須元素の１つである。晶出炭化物だけでなく、基地中の微細な析出炭化物として耐摩耗性の向上に寄与する。しかし過剰になると黒鉛の晶出を阻害し、かつセメンタイトで囲まれる基地粒径が粗大化する。そのため、Ｖの含有量は０．５〜４．０％とする。Ｖの含有量は、より好ましくは２．０〜４．０％である。
【００１８】
Ｍｏ：０．１〜１．５％
Ｍｏは、Ｃと結合して硬質のＭ₆Ｃ系、Ｍ₂Ｃ系炭化物を生成し、かつ基地組織中に固溶して基地組織を強化するので耐摩耗性の向上に有効な元素である。反面、白銑化元素であるので過剰になると、黒鉛の晶出を阻害する。このため、好ましいＭｏの含有量は、０．１〜１．５％である。より好ましいＭｏの含有量は０．５〜１．５％である。
【００１９】
Ｗ：０．３〜４．０％
本発明の第１の外層は上記必須元素の他にＷを含有することができる。ＷはＭｏと同様、Ｃと結合して硬質のＭ₆Ｃ系、Ｍ₂Ｃ系炭化物を生成し、かつ基地組織中に固溶して基地組織を強化するので耐摩耗性の向上に有効な元素である。反面、白銑化元素であるので過剰になると、黒鉛の晶出を阻害する。このため、好ましいＷの含有量は、０．３〜４．０％である。より好ましいＷの含有量は０．５〜２．０％である。
【００２０】
Ｃｏ：１．０〜１０．０％
本発明の第１の外層は上記必須元素の他にＣｏを含有することができる。Ｃｏは、基地組織の強化に有効な元素であるが、過剰になると靭性を低下させる。そのため、Ｃｏの含有量は１．０〜１０．０％とする。また、Ｃｏにはセメンタイトを不安定化し、黒鉛を晶出しやすくする効果もある。より好ましいＣｏ量は、３．０〜７．０％である。
【００２１】
Ｎｂ：１．０〜１０．０％
本発明の第１の外層は上記必須元素の他にＮｂを含有することができる。Ｎｂは、Ｖと同様にＣと結合してＭＣ系炭化物を生成する。ＭＣ系炭化物は炭化物の中で最も硬いので、Ｎｂは耐摩耗性の向上に最も効果のある元素であるが、過剰になると、黒鉛の晶出を阻害する。そのため、Ｎｂの含有量は１．０〜１０．０％とする。より好ましいＮｂの含有量は、２．０〜１０．０％である。
【００２２】
Ｔｉ：０．０１〜２．０％
本発明の第１の外層は上記必須元素の他にＴｉを含有することができる。Ｔｉは、黒鉛化阻害元素であるＮおよびＯと結合して酸窒化物を形成する。Ｔｉは０．０１％未満では効果を期待できず、また含まれているＮおよびＯの量からＴｉは２．０％で十分である。より好ましいＴｉの含有量は、０．０５〜０．５％である。
【００２３】
Ｂ：０．００２〜０．２％
本発明の第１の外層は上記必須元素の他にＢを含有することができる。Ｂは、炭化物を微細化する効果があり、０．００２％未満ではその効果が十分に発揮されず、０．２％を超えると、炭化物が不安定になる。より好ましいＢの含有量は０．０１〜０．０５％である。
【００２４】
Ｃｕ：０．０２〜１．０％
本発明の第１の外層は上記必須元素の他にＣｕを含有することができる。ＣｕはＣｏと同様、セメンタイトを不安定化し、黒鉛を晶出しやすくする効果がある。０．０２％未満ではその効果が十分でなく、１．０％を超えると靭性を低下させる。より好ましいＣｕの含有量は、０．１〜０．５％である。
【００２５】
上記元素以外は不純物を除いて残部は実質的にＦｅである。不純物として主な元素はＰおよびＳであるが、Ｐは靭性低下防止のため０．１％以下、Ｓも同様の理由により０．０８％以下が好ましい。
【００２６】
本発明の第１の外層の金属組織は基地、炭化物、黒鉛から構成される。耐焼付性は黒鉛量に応じて向上する。ロール外層の金属組織中に面積％で黒鉛を０．５〜５％晶出させる必要がある。黒鉛量が面積％で０．５％未満では耐焼付性の効果が十分でない。また、黒鉛量が５％を超えると機械的性質が著しく低下する。このため、必要とされる黒鉛量は０．５〜５％である。好ましい黒鉛量は２〜４％であり、黒鉛粒子の粒径は５〜５０μｍが望ましい。
【００２７】
耐摩耗性を向上させるためには、硬質な炭化物を分散させる必要がある。特に硬質な炭化物であるＭＣ系炭化物は面積％で１．０〜１０％含有する必要がある。硬質炭化物の面積％が１．０％未満では耐摩耗性が十分でない。また黒鉛との共存関係により、１０％を超えて硬質炭化物を含有させるのは製造上困難である。好ましいＭＣ系炭化物の面積％は２．０〜６％である。
【００２８】
セメンタイトはＭＣ系炭化物に比べ軟質であるものの、高価な合金を使用することなく容易に晶出できる。また多量に晶出させることにより、軟質な基地の粒径を微細にし、かつ基地面積率を減少させ、耐摩耗性を向上させることができる。炭化物の大部分を占めるのはセメンタイトであり、これにより囲まれる基地粒径が粗大になると、摩耗の損傷形態が大きくなり、耐摩耗性が劣化する。このためセメンタイトで囲まれる平均基地粒径は１００μｍ以下とすることが必要である。セメンタイトの晶出量は１０％未満では黒鉛の晶出が困難になり、４５％を超えると靭性が低下する。好ましいセメンタイトの面積％は１５〜４０％である。
【００２９】
基地は炭化物と比較し軟質であり、圧延に使用すると優先的に基地が摩耗する。そのため耐摩耗性を改善するには基地を硬くする必要がある。ロールの基地組織は実質的にマルテンサイト、ベイナイトまたはパーライトからなるが、マルテンサイト量の増加等の組織的な硬化だけでは製造上限界が有り、また高温での硬さが期待できない。この点を改善するために基地中に微細な硬質の炭化物を析出させる析出硬化を行うことにより常温で基地硬さＨｖ６００以上を得られる。
【００３０】
次に、本発明ロールは、第１の外層の内周面に第２の外層を設ける。本発明の第２の外層は、化学成分が重量％で、Ｃ：２．５〜３．５％、Ｓｉ：１．５〜２．５％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｎｉ：３．５〜５．０％、Ｃｒ：０．８〜２．０％、Ｖ：０．１〜３．０％、Ｍｏ：０．１〜１．５％を含有するＦｅ基合金からなるのが好ましい。
【００３１】
第２の外層を設けることにより、第１の外層と第２の外層からなる外層の厚みをロール使用開始時に７０ｍｍ以上形成することができる。第１の外層のみで外層厚みを７０ｍｍ以上にすると、耐摩耗性を向上させるためにＶなどの強い白銑化元素を含む第１の外層では、接種などで黒鉛を晶出させているので金型から離れた凝固が遅い位置では接種効果が小さくなり黒鉛が晶出し難くなる。このため、セメンタイトなどの炭化物が過剰に生成し、基地組織もより低温で変態するベイナイトおよびマルテンサイトが多くなる。セメンタイトなどの炭化物がロール廃却径付近で過剰に生成すると、セメンタイトが過剰に生成した部分は脆弱になりロール使用中にスポーリング事故が発生しやすくなる。また、基地組織がより低温で変態するベイナイトおよびマルテンサイトからなるような状態では、鋳造後の冷却時に外層の変態温度が低下にして、外層と内層の間に収縮差が生じるため、外層に割れが生じ製造困難になるため好ましくない。
【００３２】
本発明では、第１の外層より黒鉛を晶出しやすくした第２の外層を設けて、第１の外層と第２の外層からなる外層厚みを７０ｍｍ以上にすることにより、前記のロール使用中の事故や鋳造後の外層の割れなどの問題を防止できる。第２の外層は、第１の外層の凝固途中に鋳込みを行うため接種効果のフェーディングを第１の外層より防止できるようにする。第２の外層は、第１の外層より黒鉛を出しやすくするため、Ｓｉを多くし白銑化元素であるＶなどを少なくし、基地組織はベイナイトおよびマルテンサイトとして第１の外層と同様に内層の基地組織であるパーライトに対して変態差が発生するように、かつ第１の外層のベイナイト変態温度より５０℃未満の温度で高く変態する化学成分に調整される。また、第２の外層の金属組織は、第１の外層と同様に基地、炭化物、黒鉛から構成されているが、第１の外層より炭化物は少なく、黒鉛は多く晶出するようにしている。
【００３３】
第２の外層を前記のような金属組織、基地組織、変態温度特性にすることにより、第１の外層と第２の外層からなる外層の厚みを７０ｍｍ以上とし、ロール初径から廃却径まで使用時の外層表面付近の圧縮残留応力を小さくし、クラックが発生しても残留応力の減少によりクラック進展を小さくできるので、発生したクラックを浅く抑えて耐クラック性を向上できる。また、第２の外層は第１の外層より基地の変態温度を少し上げているので、第１の外層と第２の外層からなる外層と内層の間の発生応力を緩和し割れを防止することができる。
【００３４】
また本発明ロールは、ロール回転軸方向と直角をなす断面における、第１の外層の厚みをａ、第２の外層の厚みをｂとした場合、ｂ／（ａ＋ｂ）で表わす比が０．１〜０．５を満足する範囲内にあることが好ましい。ｂ／（ａ＋ｂ）が０．１未満では第２の外層が及ぼす効果が十分でなく、０．５を超えると鋳造方案の設計が困難となるので好ましくない。
【００３５】
本発明の内層としては、高級鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、黒鉛鋼、鋳鋼などの強靭材が使用される。その引張強さは４０ｋｇ／ｍｍ²以上、伸びは０．３％以上が望ましい。これは圧延用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、圧延中の撓みを補正するために軸の両端部に曲げ力をかけるので、それらに対する耐久力を有する必要があるからである。また、内層は外層と強固に接合させ、内層材と外層が接合された境界部の引張試験を行った場合、境界部から破断しないことが必要である。
【００３６】
本発明のロールは、遠心力鋳造法により第１の外層を鋳造した後、同じく遠心力鋳造法により第２の外層を鋳造する。その後、その内部に内層を静置鋳造する。スリーブ状のロールを製造するときは、内層も遠心力鋳造法してよい。
【００３７】
また鋳造に際して、第１の外層の溶湯にＳｉ含有接種剤を用いて接種する必要がある。接種するＳｉの量は０．１重量％以上必要であり、０．５重量％を超えると接種剤が溶湯に均一に溶けにくくなり、鋳造組織にむらが生じ易くなる。遠心力鋳造法の場合、回転する鋳型内の溶湯中に、Ｓｉ含有接種剤を注入する。Ｓｉ含有接種剤としては、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｃａ−Ｓｉ等が挙げられる。接種剤中のＳｉの含有量は３０〜８０重量％である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
表１に示す本発明の第１の外層の化学成分（本発明材）の１６００℃に加熱した溶湯を、前もってＳｉ接種材をＳｉ量で０．１重量％入れた直径８０ｍｍ、深さ１００ｍｍの砂型へ鋳込温度１３００℃で鋳込んだ。このようにして得た試験材を、４５０℃で１０時間加熱し、徐冷することにより、残留オーステナイトの分解と鋳造応力の除去を行った。比較のため、表１に示す比較材（従来のグレン材）も同様に試験を行った。
【００３９】
試験材の底面から２０ｍｍの位置より試験片を切り出し、組織構成要素の面積％を画像解析装置（日本アビオニクス（株）製）により測定した結果、表２に示すように、面積％で黒鉛が２．２％、ＶＣ炭化物（ＭＣ系炭化物）が２．２％、セメンタイトが３３．５％であった。セメンタイトで囲まれる平均基地粒径は６０μｍであった。また、常温での基地硬さはＨｖ６０２であった。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【表２】

【００４２】
表１の試験材から外径６０ｍｍ、内径４０ｍｍ、幅４０ｍｍの小型スリーブロール試験片を作製し、圧延摩耗試験機で摩耗試験を、摩擦熱衝撃試験機で焼付試験を行った。
【００４３】
図１は圧延摩耗試験機の概略図を示す。図１において、圧延摩耗試験機は、圧延機１と、圧延材Ｓを余熱する加熱炉４と、圧延材Ｓを冷却する冷却水槽５と、圧延材Ｓの巻取り機６とテンションコントローラ７とから構成される。圧延機１には試験用ロール２、３が組み込まれる。圧延摩耗試験機に試験用ロールを組み込み、試験条件が、圧延材料：ＳＵＳ３０４、圧下率：２５％、圧延速度：１５０ｍ／ｍｉｎ、圧延温度：９００℃、圧延距離：３００ｍ／回、ロール冷却：水冷、ロール数：４重式にて試験を行った。圧延後、試験用ロールの表面に生じた摩耗の深さを触針式表面粗さ計（SURFCOM）により測定した。
【００４４】
図２は摩擦熱衝撃試験機の概略図を示す。図２において、摩擦熱衝撃試験機は、ラック８に重り９を落下させることによりピニオン１０を回動させ、試験材１１に噛み込み材１２を強く接触させるものである。
【００４５】
表２に試験結果を示す。本発明材は、摩耗量が従来のグレン材の約６０％であり、また、焼付き面積率が従来のグレン材とほぼ同等であった。これらの結果より、本発明ロールは、耐焼付性が従来のグレン材と同等で、耐摩耗性が約１．６倍という優れた性能を発揮することが明らかとなった。
【００４６】
（実施例２）
本発明の第１の外層用溶湯を回転する遠心力鋳造用金型に注湯して遠心力鋳造した。円筒状の外層が完全に凝固した後、続いて、本発明の第２の外層用の溶湯を遠心力鋳造し、第１の外層と第２の外層とを溶着させた。鋳込み量は肉厚で第１の外層が９５ｍｍ、第２の外層が２５ｍｍである。第１の外層および第２の外層が完全に凝固した後、金型の回転を止め、第１の外層と第２の外層を内面に有する金型を垂直に立てて、両端に上型および下型をセットして、金型の内部に内層としてダクタイル鋳鉄を鋳込んだ。そして、第２の外層と内層を完全に溶着させた。このようにして複合ロールが完全に冷却した後、金型から取り出した。表３に本発明のロールの第１の外層および第２の外層の化学成分を分析した結果を示す。
【００４７】
【表３】

【００４８】
図３は、このようにして得られた本発明のロールの胴部断面図を示す。本発明のロールは、第１の外層１４と、第１の外層１４の内周面に溶着された第２の外層１５と、第２の外層１５の内周面に溶着された内層１６とからなる。超音波探傷試験によって溶着状況を確認したところ、溶着は良好であった。
【００４９】
第１の外層表面の圧縮残留応力を測定した結果、−１７ｋｇ／ｍｍ^２とロールの残留応力としては適正・十分な応力値が得られた。このため、外層は使用時のクラック進展を十分防止できることが確認できた。また、鋳造後の冷却時に外層と内層の収縮差により、外層に割れが生じることも無く健全に製造できた。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の熱間圧延用複合ロールは、耐摩耗性を向上でき、外層の耐クラック性も十分得られる、鋳造後の冷却時に外層に割れが生じることを防止できる。この熱間圧延用複合ロールは特に熱間厚板圧延用ワークロールにおいて優れた性能を発揮し、圧延工場における生産性の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態で用いた圧延摩耗試験機の概略図である。
【図２】実施の形態で用いた摩擦熱衝撃試験機の概略図である。
【図３】本発明例のロールの胴部断面図である。
【符号の説明】
１圧延摩耗試験機、２試験用ロール、３試験用ロール、
４加熱炉、５冷却水槽、６巻取り機、７テンションコントローラ、
Ｓ圧延材、８ラック、９重り、１０ピニオン、
１１試験材、１２噛み込み材
１４第１の外層、１５第２の外層、１６内層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite roll for hot rolling excellent in wear resistance, seizure resistance and crack resistance, and particularly to a roll suitable for a work roll for hot thick plate rolling.
[0002]
[Prior art]
As a work roll for hot plate rolling, a composite roll is used in which an outer layer made of a high alloy grain material and an inner layer made of an iron-based alloy having excellent toughness are welded and integrated. In general, high-alloy grain materials are characterized by excellent seizure resistance due to the lubricating action of graphite present in the metal structure, and there is little seizure of the material to be rolled even when encountering a draw rolling accident. There was also little progress of crack generation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional high alloy grain rolls have not been sufficiently wear resistant. High-alloy Glen material constitutes a metal structure from matrix, cementite, and graphite. Therefore, in order to improve the wear resistance, increasing the amount of cementite and increasing the base hardness are considered to be effective means, but this leads to a decrease in crack resistance when using rolls, and cracks when a rolling accident occurs. There was a limit because it became deeper.
[0004]
In addition, there is a problem that cracking may occur in the outer layer because a shrinkage difference occurs between the outer layer and the inner layer due to a decrease in the transformation temperature of the outer layer during cooling after casting.
[0005]
The present invention has been made in view of these problems, and while ensuring sufficient seizure resistance, has improved wear resistance and crack resistance, and that the outer layer is cracked during cooling after casting. It aims at providing the composite roll for hot rolling which prevented.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The composite roll made of cemented carbide according to the present invention comprises a first outer layer, a second outer layer welded to the inner peripheral surface of the first outer layer, and an inner layer welded to the inner peripheral surface of the second outer layer. The first outer layer is composed of a chemical component by weight%, C: 2.5 to 3.5%, Si: 0.5 to 2.0%, Mn: 0.1 to 1.5%, Ni : Fe-base alloy containing 4.0-5.5%, Cr: 1.0-2.5%, V: 0.5-4.0%, Mo: 0.1-2.0% In the metal structure, graphite is dispersed in an area of 0.5 to 5% and MC carbide is 1.0 to 10%, and the second outer layer has a chemical content of% by weight, C: 2.5 -3.5%, Si: 1.5-2.5%, Mn: 0.1-1.5%, Ni: 3.5-5.0%, Cr: 0.8-2.0%, Fe-based alloy containing V: 0.1-3.0%, Mo: 0.1-1.5% Rannahli, inner layer tensile strength of 40 kg / mm ² or more, elongation is characterized in that it consists either of a higher cast iron is 0.3% or more of the tough Fe-based alloy, ductile cast iron, graphitic steel and cast steel .
[0007]
In the present invention, when the thickness of the first outer layer is a and the thickness of the second outer layer is b, a + b is 70 mm or more from the initial diameter at the start of product use. Further, when the thickness of the first outer layer is a and the thickness of the second outer layer is b, b / (a + b) is in a range satisfying 0.1 to 0.5. Further, it is characterized in that cementite is dispersed by 10 to 45% in area% in the metal structure of the first outer layer. Further, the first outer layer has a chemical composition of wt%, W: 0.3 to 4.0%, Co: 1.0 to 10.0%, Nb: 1.0 to 10.0%, Ti : 0.01 to 2.0%, B: 0.002 to 0.2%, Cu: 0.02 to 1.0%, or one or more of them are contained. The composite roll for hot rolling according to the present invention is used for a work roll for thick plate rolling.
[0008]
[Action]
In the conventional high-alloy Glen material, the base wears preferentially because it is relatively soft compared to cementite. Therefore, in the present invention, the outer layer is composed of the first outer layer and the second outer layer inside the first outer layer, and the first outer layer remarkably improves the wear resistance by crystallizing hard MC-based carbide in the base. It was.
[0009]
In addition, in order to improve the wear resistance of the first outer layer in order to secure the thickness of the outer layer, if V or the like, which is an element that causes MC-based carbides to crystallize, is added at a position where solidification away from the mold is slow, the graphite Becomes difficult to crystallize. Therefore, by using the second outer layer made of a component in which graphite tends to crystallize inside the first outer layer, the second outer layer is solidified at a position away from the mold, so that the graphite is formed in the same manner as the first outer layer. Can be formed, and the thickness of the outer layer composed of the first outer layer and the second outer layer can be increased.
[0010]
Moreover, since the transformation temperature of the second outer layer is a material having a temperature slightly higher than that of the first outer layer, the shrinkage difference between the outer layer and the inner layer made of the first outer layer and the second outer layer can be reduced. The generated stress between the outer layer and the inner layer can be relaxed and cracking can be prevented.
[0011]
When the thickness of the first outer layer is a and the thickness of the second outer layer is b, the thickness a + b of the outer layer composed of the first outer layer and the second outer layer is set to 70 mm or more from the initial diameter at the start of product use. Thus, the crack resistance can be improved. The roll outer layer use thickness that can be calculated from the difference between the roll scrap diameter at the end of roll use and the roll initial diameter is 40 to 50 mm in most rolling mills. Therefore, by forming a thickness of at least 20 mm from the roll scrap diameter, the compressive residual stress near the outer layer surface during use is reduced from the roll initial diameter to the scrap diameter, and even if cracks occur, the residual stress is reduced. Since the crack progress can be reduced by the decrease, the crack resistance can be suppressed by suppressing the generated crack shallowly.
[0012]
The reason for limiting the chemical composition (% by weight) of the first outer layer of the roll of the present invention will be described.
C: 2.5-3.5%
C combines with Cr, V, Mo, and W contained at the same time to produce hard carbides (MC, M ₂ C, M ₆ C, M ₇ C _3, etc.) to improve wear resistance, and Si and Ni It is an element necessary for crystallizing graphite in the structure with the graphitization promoting element to impart seizure resistance. If C is less than 2.5%, the amount of hard carbide produced is insufficient and graphite hardly crystallizes. When C exceeds 3.5%, cementite and hard carbide increase too much and the toughness decreases. The more preferable content of C is 2.8 to 3.4%.
[0013]
Si: 0.5 to 2.0%
Since Si is a graphitization promoting element, 0.5% or more is necessary. If Si exceeds 2.0%, the base becomes brittle and the toughness decreases. In order to crystallize graphite, it is necessary to add 0.1% or more of the total Si content in this range by inoculation. The amount of Si to be inoculated is preferably 0.1 to 0.8% of the total Si. The total content of Si in the first outer layer is more preferably 0.8 to 2.0%, and further preferably 1.0 to 2.0%.
[0014]
Mn: 0.1 to 1.5%
Mn has an effect of deoxidizing the molten metal and fixing S, which is an impurity, as MnS, and needs to be 0.1% or more. When Mn exceeds 1.5%, retained austenite tends to be generated, and the hardness cannot be stably maintained. The Mn content is more preferably 0.2 to 1.0%, still more preferably 0.4 to 0.9%.
[0015]
Ni: 4.0 to 5.5%
Ni is an effective element for improving the crystallization of graphite and the hardenability of the matrix structure, and needs to be 4.0% or more. If it exceeds 5.5%, austenite becomes too stable and it becomes difficult to transform into bainite or martensite. The Ni content is more preferably 4.0 to 5.0%.
[0016]
Cr: 1.0-2.5%
Cr is an element effective for maintaining the hardness and maintaining the wear resistance by changing the base structure to bainite or martensite, and is required to be 1.0% or more. If Cr exceeds 2.5%, not only will the crystallization of graphite be inhibited or the toughness of the base structure will be reduced, but Cr-based carbides (M ₇ C ₃ system, M ₂₃ C ₆ system) will be formed. . Since this carbide has a lower hardness than MC-based and M ₆ C-based carbides, the effect of improving wear resistance cannot be expected, and it becomes brittle. For this reason, the upper limit of Cr is set to 2.5%. The content of Cr is more preferably 1.0 to 2.0%.
[0017]
V: 0.5-4.0%
V combines with C to produce MC carbide. The hardness of this MC-based carbide is Hv 2500 to 3000, and is extremely hard among the carbides. For this reason, V is one of the essential elements that is most effective in improving wear resistance. Not only crystallized carbides but also fine precipitated carbides in the matrix contributes to improved wear resistance. However, if it is excessive, the crystallization of graphite is inhibited and the matrix particle size surrounded by cementite becomes coarse. Therefore, the content of V is set to 0.5 to 4.0%. The content of V is more preferably 2.0 to 4.0%.
[0018]
Mo: 0.1 to 1.5%
Mo combines with C to form hard M ₆ C-based and M ₂ C-based carbides, and dissolves in the base structure to strengthen the base structure, so it is an effective element for improving wear resistance. . On the other hand, since it is a whitening element, if it is excessive, crystallization of graphite is inhibited. For this reason, the preferable Mo content is 0.1 to 1.5%. A more preferable Mo content is 0.5 to 1.5%.
[0019]
W: 0.3-4.0%
The first outer layer of the present invention can contain W in addition to the above essential elements. W, like Mo, combines with C to form hard M ₆ C and M ₂ C carbides, and dissolves in the base structure to strengthen the base structure, so it is effective in improving wear resistance. It is an element. On the other hand, since it is a whitening element, if it is excessive, crystallization of graphite is inhibited. For this reason, the preferable W content is 0.3 to 4.0%. A more preferable W content is 0.5 to 2.0%.
[0020]
Co: 1.0-10.0%
The first outer layer of the present invention can contain Co in addition to the above essential elements. Co is an element effective for strengthening the base structure, but when it is excessive, toughness is reduced. Therefore, the content of Co is set to 1.0 to 10.0%. Co also has the effect of destabilizing cementite and facilitating crystallization of graphite. A more preferable amount of Co is 3.0 to 7.0%.
[0021]
Nb: 1.0 to 10.0%
The first outer layer of the present invention can contain Nb in addition to the above essential elements. Nb combines with C in the same manner as V to produce MC-based carbides. Since MC carbide is the hardest carbide, Nb is the most effective element for improving the wear resistance. However, when it is excessive, crystallization of graphite is inhibited. Therefore, the Nb content is 1.0 to 10.0%. A more preferable content of Nb is 2.0 to 10.0%.
[0022]
Ti: 0.01 to 2.0%
The first outer layer of the present invention can contain Ti in addition to the above essential elements. Ti combines with N and O, which are graphitization inhibiting elements, to form oxynitrides. If Ti is less than 0.01%, the effect cannot be expected, and 2.0% is sufficient for Ti from the amount of N and O contained. A more preferable Ti content is 0.05 to 0.5%.
[0023]
B: 0.002 to 0.2%
The first outer layer of the present invention can contain B in addition to the above essential elements. B has an effect of making carbide finer. If it is less than 0.002%, the effect is not sufficiently exhibited. If it exceeds 0.2%, the carbide becomes unstable. A more preferable content of B is 0.01 to 0.05%.
[0024]
Cu: 0.02 to 1.0%
The first outer layer of the present invention can contain Cu in addition to the above essential elements. Cu, like Co, has the effect of destabilizing cementite and facilitating crystallization of graphite. If it is less than 0.02%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 1.0%, the toughness is lowered. A more preferable Cu content is 0.1 to 0.5%.
[0025]
Except for the above elements, the remainder is substantially Fe except for impurities. The main elements as impurities are P and S. P is preferably 0.1% or less for preventing toughness deterioration, and S is preferably 0.08% or less for the same reason.
[0026]
The metal structure of the first outer layer of the present invention is composed of matrix, carbide, and graphite. The seizure resistance is improved according to the amount of graphite. It is necessary to crystallize 0.5 to 5% of graphite by area% in the metal structure of the outer layer of the roll. When the amount of graphite is less than 0.5% in area%, the seizure resistance effect is not sufficient. Further, when the amount of graphite exceeds 5%, the mechanical properties are remarkably deteriorated. For this reason, the amount of graphite required is 0.5 to 5%. The preferable graphite amount is 2 to 4%, and the particle size of the graphite particles is desirably 5 to 50 μm.
[0027]
In order to improve the wear resistance, it is necessary to disperse hard carbides. In particular, MC carbide, which is a hard carbide, needs to be contained in an area of 1.0 to 10%. When the area percentage of the hard carbide is less than 1.0%, the wear resistance is not sufficient. In addition, due to the coexistence with graphite, it is difficult to produce a hard carbide exceeding 10%. The preferred area percentage of MC carbide is 2.0 to 6%.
[0028]
Although cementite is softer than MC carbide, it can be easily crystallized without using an expensive alloy. Moreover, by crystallizing in a large amount, the particle size of the soft matrix can be made fine, the matrix area ratio can be reduced, and the wear resistance can be improved. It is cementite that occupies most of the carbide. When the matrix particle size surrounded by the cementite becomes coarse, the damage form of wear increases and the wear resistance deteriorates. For this reason, the average base particle diameter surrounded by cementite needs to be 100 μm or less. If the crystallization amount of cementite is less than 10%, crystallization of graphite becomes difficult, and if it exceeds 45%, the toughness decreases. The preferred area percent of cementite is 15 to 40%.
[0029]
The base is softer than carbides and wears preferentially when used for rolling. Therefore, it is necessary to harden the base in order to improve the wear resistance. Although the base structure of the roll is substantially composed of martensite, bainite or pearlite, there is a manufacturing limit only by systematic hardening such as an increase in the amount of martensite, and hardness at high temperatures cannot be expected. In order to improve this point, base hardness Hv 600 or more can be obtained at room temperature by performing precipitation hardening in which fine hard carbides are precipitated in the base.
[0030]
Next, this invention roll provides a 2nd outer layer in the internal peripheral surface of a 1st outer layer. In the second outer layer of the present invention, the chemical component is wt%, C: 2.5 to 3.5%, Si: 1.5 to 2.5%, Mn: 0.1 to 1.5%, Ni : Fe-based alloy containing 3.5-5.0%, Cr: 0.8-2.0%, V: 0.1-3.0%, Mo: 0.1-1.5% Is preferred.
[0031]
By providing the second outer layer, the thickness of the outer layer composed of the first outer layer and the second outer layer can be formed to 70 mm or more at the start of roll use. If the thickness of the outer layer is 70 mm or more with only the first outer layer, the first outer layer containing a strong whitening element such as V in order to improve the wear resistance is caused by crystallization of graphite by inoculation or the like. At the position where solidification is far away from the mold, the inoculation effect is small and graphite is difficult to crystallize. For this reason, carbides such as cementite are generated excessively, and the bainite and martensite whose base structure is transformed at a lower temperature are increased. If carbides such as cementite are excessively generated near the roll scrap diameter, the portion where excessive cementite is generated becomes brittle and a spalling accident is likely to occur during roll use. Also, in a state where the base structure is composed of bainite and martensite that transform at a lower temperature, the transformation temperature of the outer layer decreases during cooling after casting, and a shrinkage difference occurs between the outer layer and the inner layer. This is not preferable because it causes manufacturing difficulties.
[0032]
In the present invention, by providing a second outer layer that facilitates crystallization of graphite from the first outer layer, and making the outer layer thickness of the first outer layer and the second outer layer 70 mm or more, the roll is being used. Problems such as accidents and cracking of the outer layer after casting can be prevented. Since the second outer layer is cast during solidification of the first outer layer, fading of the inoculation effect can be prevented from the first outer layer. The second outer layer has a higher Si content and less whitening elements such as V to make graphite easier than the first outer layer, and the base structure is an inner layer similar to the first outer layer as bainite and martensite. It is adjusted to a chemical component that transforms higher than the bainite transformation temperature of the first outer layer at a temperature lower than 50 ° C. so that a transformation difference is generated with respect to pearlite, which is a base structure. The metal structure of the second outer layer is composed of matrix, carbide, and graphite as in the first outer layer, but has less carbide than the first outer layer and a large amount of graphite is crystallized.
[0033]
By making the second outer layer have the metal structure, base structure, and transformation temperature characteristics as described above, the thickness of the outer layer composed of the first outer layer and the second outer layer is set to 70 mm or more, and from the roll initial diameter to the scrap diameter. The compressive residual stress in the vicinity of the outer layer surface during use can be reduced, and even if a crack is generated, the crack progress can be reduced by reducing the residual stress. Therefore, the generated crack can be suppressed shallowly and the crack resistance can be improved. In addition, since the transformation temperature of the base is slightly higher in the second outer layer than in the first outer layer, the generated stress between the outer layer and the inner layer composed of the first outer layer and the second outer layer is relaxed to prevent cracking. Can do.
[0034]
The roll of the present invention has a ratio of b / (a + b) of 0.1 when the thickness of the first outer layer is a and the thickness of the second outer layer is b in the cross section perpendicular to the roll rotation axis direction. It is preferable to be within a range satisfying ˜0.5. If b / (a + b) is less than 0.1, the effect of the second outer layer is not sufficient, and if it exceeds 0.5, it is not preferable because it becomes difficult to design a casting plan.
[0035]
As the inner layer of the present invention, tough materials such as high-grade cast iron, ductile cast iron, graphite steel, and cast steel are used. The tensile strength is preferably 40 kg / mm ² or more and the elongation is 0.3% or more. This is because a large rolling force is applied when used as a roll for rolling, and a bending force is applied to both ends of the shaft in order to correct bending during rolling, so that it is necessary to have durability against them. Further, when the inner layer is firmly bonded to the outer layer and a tensile test is performed on the boundary portion where the inner layer material and the outer layer are bonded, it is necessary that the inner layer does not break from the boundary portion.
[0036]
In the roll of the present invention, the first outer layer is cast by the centrifugal casting method, and then the second outer layer is cast by the centrifugal casting method. Thereafter, the inner layer is statically cast therein. When producing a sleeve-shaped roll, the inner layer may also be centrifugally cast.
[0037]
In casting, it is necessary to inoculate the molten metal of the first outer layer using a Si-containing inoculant. The amount of Si to be inoculated must be 0.1% by weight or more, and if it exceeds 0.5% by weight, the inoculum becomes difficult to dissolve uniformly in the molten metal, and unevenness in the cast structure tends to occur. In the case of the centrifugal casting method, the Si-containing inoculant is injected into the molten metal in the rotating mold. Examples of the Si-containing inoculant include Fe-Si and Ca-Si. The content of Si in the inoculum is 30 to 80% by weight.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example 1
The melt of the first outer layer chemical component of the present invention shown in Table 1 (material of the present invention) heated to 1600 ° C. was previously added with a Si inoculum of 0.1 wt% in terms of Si amount of 80 mm in diameter and 100 mm in depth. Cast into a sand mold at a casting temperature of 1300 ° C. The test material thus obtained was heated at 450 ° C. for 10 hours and gradually cooled to decompose residual austenite and remove casting stress. For comparison, the comparative material (conventional glen material) shown in Table 1 was also tested.
[0039]
A test piece was cut out from a position 20 mm from the bottom surface of the test material, and the area% of the tissue constituent elements was measured with an image analyzer (manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd.). .2%, VC carbide (MC carbide) was 2.2%, and cementite was 33.5%. The average matrix particle size surrounded by cementite was 60 μm. Moreover, the base hardness at normal temperature was Hv602.
[0040]
[Table 1]

[0041]
[Table 2]

[0042]
Small sleeve roll test pieces having an outer diameter of 60 mm, an inner diameter of 40 mm, and a width of 40 mm were prepared from the test materials shown in Table 1, and subjected to a wear test using a rolling wear tester and a seizure test using a frictional thermal shock tester.
[0043]
FIG. 1 shows a schematic view of a rolling wear tester. In FIG. 1, the rolling wear tester includes a rolling mill 1, a heating furnace 4 that preheats the rolled material S, a cooling water tank 5 that cools the rolled material S, a winder 6 for the rolled material S, and a tension controller 7. Consists of Test rolls 2 and 3 are incorporated in the rolling mill 1. A test roll is incorporated in the rolling wear tester, and the test conditions are rolling material: SUS304, rolling reduction: 25%, rolling speed: 150 m / min, rolling temperature: 900 ° C., rolling distance: 300 m / time, roll cooling: water cooling The number of rolls: The test was performed by a quadruple type. After rolling, the depth of wear generated on the surface of the test roll was measured with a stylus type surface roughness meter (SURFCOM).
[0044]
FIG. 2 shows a schematic diagram of a frictional thermal shock tester. In FIG. 2, the frictional thermal shock tester rotates a pinion 10 by dropping a weight 9 on a rack 8, and causes the test material 11 to come into strong contact with the biting material 12.
[0045]
Table 2 shows the test results. The wear amount of the present invention material was about 60% of that of the conventional grain material, and the seizing area ratio was almost the same as that of the conventional grain material. From these results, it has been clarified that the roll of the present invention exhibits excellent performance with seizure resistance equivalent to that of a conventional grain material and wear resistance of about 1.6 times.
[0046]
(Example 2)
The first outer layer melt of the present invention was poured into a rotating centrifugal casting mold and subjected to centrifugal casting. After the cylindrical outer layer was completely solidified, the second outer layer molten metal according to the present invention was then cast by centrifugal force to weld the first outer layer and the second outer layer. The casting amount is thick, the first outer layer is 95 mm, and the second outer layer is 25 mm. After the first outer layer and the second outer layer are completely solidified, the rotation of the mold is stopped, the mold having the first outer layer and the second outer layer on the inner surface is set up vertically, the upper mold and the lower mold at both ends. The mold was set and ductile cast iron was cast as an inner layer inside the mold. Then, the second outer layer and the inner layer were completely welded. Thus, after the composite roll was completely cooled, it was taken out from the mold. Table 3 shows the results of analyzing the chemical components of the first outer layer and the second outer layer of the roll of the present invention.
[0047]
[Table 3]

[0048]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the trunk of the roll of the present invention obtained in this way. The roll of the present invention includes a first outer layer 14, a second outer layer 15 welded to the inner peripheral surface of the first outer layer 14, and an inner layer 16 welded to the inner peripheral surface of the second outer layer 15. Become. When the welding condition was confirmed by an ultrasonic flaw detection test, the welding was good.
[0049]
As a result of measuring the compressive residual stress on the surface of the first outer layer, an appropriate and sufficient stress value was obtained as -17 kg / mm ² and the residual stress of the roll. For this reason, it has been confirmed that the outer layer can sufficiently prevent crack propagation during use. In addition, the outer layer and the inner layer could be soundly manufactured without cracking due to the difference in shrinkage between the outer layer and the inner layer during cooling after casting.
[0050]
【The invention's effect】
The composite roll for hot rolling according to the present invention can improve wear resistance and sufficiently obtain crack resistance of the outer layer, and can prevent the outer layer from cracking during cooling after casting. This composite roll for hot rolling exhibits excellent performance particularly in a work roll for hot plate rolling, and contributes to improvement of productivity in a rolling mill.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a rolling wear tester used in an embodiment.
FIG. 2 is a schematic view of a frictional thermal shock tester used in the embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a body part of a roll according to an example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Rolling wear testing machine, 2 testing roll, 3 testing roll,
4 Heating furnace 5 Cooling water tank 6 Winding machine 7 Tension controller
S Rolled material, 8 racks, 9 weights, 10 pinions,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Test material, 12 Biting material 14 1st outer layer, 15 2nd outer layer, 16 Inner layer

Claims

The first outer layer is composed of a second outer layer welded to the inner peripheral surface of the first outer layer, and an inner layer welded to the inner peripheral surface of the second outer layer. Is by weight, C: 2.5-3.5%, Si: 0.5-2.0%, Mn: 0.1-1.5%, Ni: 4.0-5.5%, Cr : 1.0-2.5%, V: 0.5-4.0%, Mo: Fe-based alloy containing 0.1-2.0%, graphite in area% in the metal structure is 0 0.5 to 5%, MC type carbide is 1.0 to 10% dispersed, and the second outer layer has a chemical content of wt%, C: 2.5 to 3.5%, Si: 1.5 -2.5%, Mn: 0.1-1.5%, Ni: 3.5-5.0%, Cr: 0.8-2.0%, V: 0.1-3.0%, Mo: 0.1 to 1.5% of Fe base alloy containing, inner layer tensile strength of 40k / Mm ² or more, higher cast iron elongation of 0.3% or more of the tough Fe-based alloy, hot rolling composite roll, characterized in that it consists either of ductile iron, graphite steel and cast steel.

2. The hot according to claim 1, wherein when the thickness of the first outer layer is a and the thickness of the second outer layer is b, a + b is 70 mm or more from the initial diameter at the start of product use. Composite roll for rolling.

2. When the thickness of the first outer layer is a and the thickness of the second outer layer is b, b / (a + b) is in a range satisfying 0.1 to 0.5. Or the composite roll for hot rolling of 2.

The composite roll for hot rolling according to any one of claims 1 to 3, wherein cementite is dispersed by 10 to 45% in area% in the metal structure of the first outer layer.

The first outer layer has a chemical composition of wt%, W: 0.3 to 4.0%, Co: 1.0 to 10.0%, Nb: 1.0 to 10.0%, Ti: It contains one or more of 0.01 to 2.0%, B: 0.002 to 0.2%, and Cu: 0.02 to 1.0%. The composite roll for hot rolling in any one of -4.

It is used for the work roll for thick plate rolling, The composite roll for hot rolling in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.