JP4352819B2

JP4352819B2 - 巻取装置用ピンチロール

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Publication number: JP4352819B2
Application number: JP2003306527A
Authority: JP
Inventors: 裕二佐藤
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: JP2005074455A

Description

本発明は、金属帯を巻取装置で巻き取る際に使用する、巻取装置用ピンチロールに関する。

例えば鋼帯の熱間圧延ラインでは、被圧延材（鋼帯）を巻取装置で巻き取る際に、巻取装置の上流に設置した上、下のピンチロールにより被圧延材を挟持（ピンチ）しつつ、該上、下のピンチロールを回転させることで、被圧延材のばたつきを抑制し、被圧延材に適正張力を作用させながら、巻き取っている。この熱間圧延ラインにおける巻取装置用ピンチロールは、被圧延材との接触による熱、冷却水や水蒸気による腐食、被圧延材先端噛込時の衝撃、被圧延材搬送速度とピンチロール周速との不一致によるスリップ（摺動）等を受ける過酷な条件下で使用されており、このため、焼付、腐食、摩耗等により使用できる期間に限度があり、製造コストの点で問題となっている。

帯鋼の熱間圧延ライン以外で用いられるピンチロールでも、腐食（冷却水によるものとは限らない）、摩耗は問題になる。一般に、巻取装置用ピンチロールには、組成が質量％で、Ｃ：０．４％以上、Ｃｒ：５．０％以下を含有するＦｅ系材料が使用されているが、それらへの対策を取った種々のロール材料が提案されている。

例えば、クロム鋳鉄材料を熱間圧延ラインにおける巻取装置用ピンチロールとして使用することが知られている。特許文献１記載のクロム鋳鉄材料は、組成が質量％で、Ｃ：２．８〜３．５％、Ｓｉ：１．５〜２．５％、Ｍｎ：０．５〜１．０％、Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．０８％以下、Ｎｉ：３．５〜４．５％（４．５％を除く）、Ｃｒ：３．５〜５．０％（５．０％を除く）、Ｍｏ：０．３〜１．０％を含有し、残部実質的にＦｅからなる。

上記のＦｅ系材料やクロム鋳鉄材料を使用したロールは、中空である場合もあるし、ロール半径方向に異種の組成の金属を積層あるいは被覆させた場合もあるが、ロール長手方向に組成は均一である。
特開平１−２７８９０６号公報

しかしながら、上記特許文献１の組成のクロム鋳鉄材料を帯鋼の熱間圧延ラインのピンチロールに使用した場合、高温の被圧延材とピンチロールの接触、その状態でのスリップに起因した焼付は防止できるものの、何日か使用していくうちに、ピンチロールの長手方向両クォータ部にプロフィール段差ができ、両プロフィール段差間よりも広幅の被圧延材をピンチすると被圧延材側に筋模様が入るようになる、という問題があった。

本発明者は、この原因を鋭意究明した結果、腐食により、ピンチロールの両端部における直径の減少量が中央部における直径の減少量を上回り、これによりピンチロールの長手方向両クォータ部に形成された両プロフィール段差が、両プロフィール段差間よりも広幅の被圧延材表面に転写され、筋模様となることがわかった。

すなわち、巻取装置により挟幅の被圧延材（以下、狭幅材）を巻き取っている時、回転するピンチロールの両端部は、狭幅材と接触せず、水蒸気に曝されている。このため、狭幅材と接触しているピンチロールのロール長手方向中央部に比べ、同両端部では腐食がより進行する。何ｍｍ以上を広幅材といい、何ｍｍ未満を狭幅材というかは、その熱間圧延ラインで製造する被圧延材（何日かで数千本に及ぶ）の幅構成によるため、一概には言えないが、大体、７００〜１３００ｍｍが両者の境目である。何日間かの継続使用により狭幅材と接触しないピンチロールの両端部と、狭幅材と接触している中央部との間に図６（ｂ）中に矢印で示すような腐食によるピンチロールの長手方向のプロフィール段差が形成される。プロフィール段差のできる位置は、これも一概には言えないが、大体、被圧延材相当で７００〜１３００ｍｍの幅エッジと接触する位置、ピンチロールの長手方向中央振分で３５０〜６５０ｍｍのどこかの位置にプロフィール段差ができる。このようなピンチロールで、両プロフィール段差間よりも幅の広い広幅材をピンチすると、広幅材は、狭幅材がピンチロールと接触していた通板部分より両端部側でなおかつ腐食による長手方向のプロフィール段差よりもさらに両端部側のピンチロール表面でもピンチされることがあり得るから、広幅材の表面には腐食によるピンチロールの長手方向のプロフィール段差が転写される。

本発明の目的は、上記のような従来技術の問題を改善することにあり、狭幅材を継続して巻き取った場合でも腐食によるピンチロールの長手方向のプロフィール段差がピンチロールの中央部と両端部の間に形成され難く、しかも高温の被圧延材とピンチロールの接触、その状態でのスリップに起因した焼付も抑制でき、長期間使用することができる巻取装置用ピンチロールを提供することにある。

本発明は、巻取装置用ピンチロールであって、ロール母材に金属を被覆してなり、該ピンチロールの長手方向中央部に被覆した金属は、組成が質量％で、Ｃ：０．４％以上、Ｃｒ：５．０％以下を含有し、かつＣｒ/Ｃが１２．５以下であり、該ピンチロールの長手方向両端部に被覆した金属は、Ｃ：０．３％以下、Ｃｒ：５．０％以上を含有し、かつＣｒ/Ｃが１６以上であり、かつ該ピンチロールの長手方向中央部および両端部に被覆した金属とも、Ｎｉ：０．５％以下、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗのうちから選ばれた１種または２種以上の合計：２〜６％を含有し、残部、鉄および不可避的不純物からなることを特徴とする巻取装置用ピンチロールである。

本発明によれば、狭幅材を継続して巻き取った場合でも、金属帯と非接触となるピンチロールの両端部の耐食性を向上することができるため、腐食によるピンチロールの長手方向のプロフィール段差が形成され難く、しかも金属帯とピンチロールのスリップに起因した焼付が抑制でき、長期間使用することができる。このため、手入れ研磨や切削あるいは肉盛溶接などの補修費の削減の効果もある。

上述の例でいうところの熱間圧延ラインにおける巻取装置用ピンチロール（以下、単にロールともいう）は、例えば図１（ａ）に示すような外形形状を有し、図１（ｂ）に示す内部構造を有するのが好ましい。図１中、符号１は、金属を被覆するロール母材を示し、中実でも中空でもよく、中空の場合は内部を水冷することができる。符号２、３は、金属の被覆層を示す。

発明を実施するための最良の形態のロールは、両端部がテーパ状で、中央部がフラットとされ、フラットな中央部の長さＡに相当するロール母材１表面に金属を被覆してなる被覆層２と、テーパ状の両端部の長さＢに相当するロール母材１表面に金属を被覆してなる被覆層３とを有する。このロールの使用時、中央部の長さＡよりも幅の狭い被圧延材は、フラットな中央部の長さＡに相当する部分の範囲内、すなわち、被覆層２の部分にのみ接触して、ピンチされるようになっており、一方、中央部の長さＡよりも幅の広い被圧延材は、フラットな中央部の長さＡの範囲を超えた、テーパ状の両端部の長さＢに相当する部分の範囲とも接触して、ピンチされるようになっている。

なお、このようなロール形状は、中央部の長さＡよりも幅の広い被圧延材を挟持（ピンチ）したとき、もしも被圧延材が蛇行しようとすると、それを熱間圧延ラインの幅中央に引き戻すセンタリング作用を発揮することができるので好ましいのであるが、本発明はこれに限るものではない。

なお、図１（ａ）、図１（ｂ）中、符号４は、ロール軸芯を示す。

次いで、図１（ｂ）に示す中央部の被覆層２の金属組成および両端部の被覆層３の金属組成の限定理由について説明する。

中央部の被覆層２の金属組成の限定理由（％は質量％）
Ｃ：０．４％以上
Ｃは、Ｃｒ、Ｆｅと結合して高硬度Ｃｒ炭化物およびセメンタイトを形成し、耐摩耗性の向上に寄与するが、０．４％未満では、使用時、例えば高温の金属帯をピンチするに際し、短期間の使用により、中央部の被覆層２に焼付が生じやすくなる。そこで、中央部の被覆層２の金属組成は、被圧延材とピンチロールのスリップによる焼付を防止するため、Ｃ：０．４％以上と限定した。

ここで、図２を参照しつつ、さらに好適な態様について説明する。

図２は、後述する実施例で得た、Ｃｒ／Ｃが耐焼付性および耐食性に及ぼす影響を例示するグラフである。図２中、符号（イ）は、耐焼付性に優れる領域を示し、符号（ロ）は、耐食性に優れる領域を示す。図２（耐焼付性（左目盛り）の変化を示すマル印を参照）からわかるように、摺動試験後の試験片の摺動面の幅方向に測定した表面粗さＲｙ（ＪＩＳＢ０６０１：２００１にいう輪郭曲線の最大高さＲｚ（³））が６０μm 以下となる範囲を耐焼付性の好適範囲とすると、Ｃｒ／Ｃが１２．５未満を満たすような組成とするのがさらに好適ということになる。

例えば、Ｃｒ含有量を一定とし、Ｃ含有量が増えた場合には、Ｃｒ／Ｃが小さくなり、図２からわかるように耐焼付性が向上する。しかしながら、Ｃｒ／Ｃが小さくなり過ぎると、今度は一方で、同図２（耐食性（右目盛り）の変化を示す四角部を参照）からわかるように、酸化後の試験片の重量変化量が増大する、すなわち耐食性が悪くなる傾向がある。但し、Ｃｒ／Ｃ≧６では、酸化後の試験片の重量変化が０．２０μg/cm²以下であり、これを満たせば耐食性の点から中央部の被覆層２として好適なことがわかっている。すなわち、例えばＣｒ含有量を耐焼付性から規定される上限の５．０％とし、Ｃ含有量を０．８３％を超えて増やした場合、Ｃｒ／Ｃ（Ｃｒ＝５．０％、Ｃ＝０．８３％で、Ｃｒ／Ｃ＝５．０／０．８３＝６．０）が６未満となってしまい、中央部の被覆層２の耐食性が比較的劣るようになる可能性が出てくる。そこで、中央部の被覆層２のＣ含有量は、耐食性の点から０．８３％以下とするのが好ましい。

Ｃｒ：５．０％以下
Ｃｒは、Ｃと結合してＨｖ１３５０程度の高硬度Ｃｒ炭化物を形成し、耐摩耗性向上に寄与する。一方、５．０％を超えて含有させた場合、耐焼付性が顕著に低下する。そこで、中央部の被覆層２の金属組成は、高温の被圧延材とピンチロールの接触、その状態でのスリップによる焼付を防止するため、Ｃｒ：５．０％以下と限定した。なお、中央部の被覆層２のＣｒ含有量が、１．５％未満となると、高硬度Ｃｒ炭化物が不足し、耐摩耗性が不十分となる。そこで、ロール中央部被覆層２のＣｒ含有量は、１．５％以上とするのが好ましい。

Ｎｉ：０．５％以下
Ｎｉは、基地組織を微細にし、靭性を向上させる元素である。靭性を向上させることにより被圧延材先端の噛込時の衝撃によっても欠け落ちたりしにくくなる。すなわち、耐衝撃性を向上することができる。絶対不可欠の成分というわけではないが、この効果を十分発揮するためには、０．１％以上含有させるのが好ましい。一方、０．５％を超えた場合、残留オーステナイトγが増大し、耐焼付性が悪くなる。そこで、０．５％以下とする。

Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗのうちから選ばれた１種または２種以上の合計：２〜６％
上記の各元素は、基地組織を強化し、耐衝撃性、耐摩耗性を向上する。これらの効果を発揮するため、上記の各元素のうちから選ばれれた１種または２種以上を合計で２〜６％含有させる。上記の各元素のうちから選ばれた１種または２種以上の合計が２％未満では、それらの効果が不十分となり、一方、上記の各元素のうちから選ばれた１種または２種以上の合計が６％を超えると、偏析しやすくなり、この偏析の生じた部分を起点とする表層の欠け落ちが生じやすくなる。そこで、上記の各元素は、１種または２種以上を合計で２〜６％含有するようにした。

また、Ｐ、Ｓは、脆化を抑制する観点から含有量が少ないほど望ましく、Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．０８％以下とするのが望ましい。また、Ｓｉ、Ｍｎは、脱酸を促進したい観点から、Ｓｉ：０．３〜１．０％、Ｍｎ：０．５〜３．０％とするのが望ましい。

上記中央部の被覆層２の金属組成は、残部、鉄および不可避的不純物からなる。

両端部の被覆層３の金属組成の限定理由（％は質量％）
ロールの両端部は、中央部に比べて高温の被圧延材と接触する頻度が低くなる。ロールの長手方向中央部を含め、そのラインで製造する製品金属帯の最小幅の金属帯（被圧延材）と接触する領域は、全ての被圧延材と接触するのに対し、両端部にいくほど被圧延材幅よりも両端の非接触部分に該当する頻度が増えるからである。このことから、両端部の被覆層３には、中央部の被覆層２ほどの耐焼付性は必要とされず、耐焼付性よりもむしろ、狭幅材を継続して巻き取った際に、腐食によるロール長手方向のプロフィール段差が形成され難くする必要があることから、耐食性を高める組成とすることが必要となる。

Ｃ：０．３％以下
Ｃは、Ｃｒ、Ｆｅと結合して高硬度Ｃｒ炭化物およびセメンタイトを形成し、耐摩耗性の向上に寄与するが、０．３％を超えた場合、耐食性が不十分となる。そこで、両端部の被覆層３の金属組成はＣ：０．３％以下とした。

ここで、図２を参照しつつ、さらに好適な態様について説明する。図２（耐食性（右目盛り）の変化を示す四角印を参照）からわかるように、酸化後の試験片の重量変化量が０．１μg/cm²以下となる範囲を耐食性の好適な範囲とすると、Ｃｒ／Ｃが１６以上を満たすような組成とするのがさらに好適ということになる。

例えば、Ｃｒ含有量を一定とし、Ｃ含有量を減らした場合には、Ｃｒ／Ｃが大きくなり、図２からわかるように、酸化後の試験片の重量変化が小さくなって耐食性が向上する。しかしながら、Ｃｒ／Ｃが大きくなり過ぎると、今度は一方で、同図２（耐焼付性（左目盛り）の変化を示すマル印を参照）からわかるように、摺動試験後試験片の摺動面の表面粗さＲｙが増大する、すなわち耐焼付性が悪くなる傾向がある。但し、Ｃｒ／Ｃが２６（Ｃｒ＝５．０％、Ｃ＝０．１９％で、Ｃｒ／Ｃ＝５．０／０．１９＝２６）までは、摺動試験後試験片の摺動面の先述と同じ表面粗さＲｙが２００μm を超えないので、これを満たせば、耐焼付性の点から両端部の被覆層３として好適なことがわかっている。すなわち、両端部の被覆層３に、被圧延材が接触した場合でも、高温の被圧延材とピンチロールの接触、その状態でのスリップに起因した焼付が抑制できる。そこで、両端部の被覆層３のＣ含有量は、耐焼付性の観点から０．１９％以上とするのが好ましい。

Ｃｒ：５．０％以上
Ｃｒは、上述したとおり耐摩耗性向上に寄与する。しかし、含有量が５．０％未満になると、耐食性が不十分となる。そこで、両端部の被覆層３の金属組成はＣｒ：５．０％以上と限定した。なお、Ｃｒ含有量を増やすほど、耐摩耗性は向上するものの、ロールの製造コストが高くなるため、ロールコストに見合った耐食性向上すなわち使用できる期間の延長効果がある８．０％を両端部の被覆層３のＣｒ含有量の上限とするのが好ましい。

Ｎｉ：０．５％以下
Ｎｉは、上述した中央部の被覆層２の金属組成の限定理由と同じ理由により、両端部の被覆層３においてもＮｉ含有量：０．５％以下とした。また、基地組織を微細にし、靭性を向上させる元素であり、被圧延材先端の噛込時の衝撃によっても欠け落ちにくくなるため、両端部の被覆層３においても０．１％以上含有させるのが好ましい。

Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗのうちから選ばれた１種または２種以上の合計：２〜６％
この限定理由は、中央部の被覆層２の金属組成の限定理由と同じであるので説明を省略する。また、Ｐ、Ｓは、脆化を防ぐ観点から、含有量が少ないほど望ましく、Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．０８％以下とするのが望ましい。また、Ｓｉ、Ｍｎは、脱酸を促進したい観点から、Ｓｉ：０．３〜１．０％、Ｍｎ：０．５〜３．０％とするのが望ましい。

以上説明した両端部の被覆層３の金属組成は、残部、鉄および不可避的不純物からなる。

上述した中央部の被覆層２および両端部の被覆層３は、溶接金属を肉盛溶接することで形成することができる。例えばバンド法による肉盛溶接を適用することができる。

バンド法による肉盛溶接は、バンド厚よりバンド幅が広い溶接用バンド材を溶接電極として使用する方法で、溶接条件を適宜設定して溶接金属を肉盛溶接したのち切削および／又は研磨することにより、例えば図１に示したような形状のロールを得ることができる。バンド法による肉盛溶接は、公知の溶接方法であって、溶接電極として使用したバンド材を溶接アークにより溶融しつつ、溶接電極をロール軸方向に沿って移動させるとともに、ロールをロール軸回りに回転させ、回転するロール母材に溶接金属をスパイラル状に肉盛する方法である。その際、ロールの中央部の長さＡの部分に使用する溶接用バンド材と、ロールの両端部の長さＢの部分に使用する溶接用バンド材を異なる組成の材料とすることにより、上述したような中央部と両端部で異なる組成の被覆層を形成できる。

金属をロール母材１表面に肉盛する肉盛溶接方法によれば、組成の境界がロール長手方向のどこにくるか、そのロール軸方向位置を、製造する被圧延材の幅構成に応じて簡単に変更できる。例えば、被覆層２のロール軸方向の長さＡを、７００ｍｍとすれば、それに相当するロール長手方向中央部の長さＡ以下の幅の狭幅材を巻取装置により巻き取る際には、被圧延材を被覆層２のみでピンチすることになり、それに相当するロール長手方向中央部の長さＡを超える幅の広幅材を巻取装置により巻き取る際には、被圧延材を被覆層２および被覆層３の両方でピンチすることになる。

被覆層２はロール長手方向中心振分どこまでとするのが好適で、それに対応して被覆層３は中心振分どこからとするのが好適か。それは、その工場特有のプロダクトミックスの違いによる幅構成の違いからプロフィール段差のできる位置のロール長手方向位置の違いになって現れるその経験的な値を基にプロダクトミックスの多少の変動が起こった場合でも、プロフィール段差が被覆層３に完全にかかるように中心振分両方とも５０ｍｍ程度余裕を見越して決めるのが好ましい。その条件も考慮して、結局、被覆層２のロール軸方向長さＡを中心振分３００〜７００ｍｍずつとし、それよりもロール軸方向両端寄りの部分に相当する範囲の長さＢについてはロールの軸方向長さの全長からＡを差し引いた値をさらに、２分して、この値をＢとするのが好ましいことになる。

なお、以上の説明では、フラットな中央部とテーパ状の両端部をもつピンチロールを例に説明したが、本発明はこれに限るものではなく、サインカーブ、べき関数、あるいは完全にフラットなプロフィールその他のプロフィールをもつ形状のものであってもよい。

また、本発明は熱間圧延ラインの巻取装置用ピンチロール以外にも、摩耗や腐食などが問題となる、例えば冷間圧延ラインや酸洗ライン、連続焼鈍ラインやリコイリングライン、スキンパスラインなどの巻取装置用ピンチロールにも同様に適用できる。

さらに、帯鋼に限らず、そして、圧延された直後の被圧延材に限らず、その他の金属帯を巻き取るのに用いられる巻取装置用ピンチロールにも同様に適用できる。

〔実施例１〕
組成を変えた試験片を用い、熱間圧延ラインにおけるピンチロールの使用条件に対応させて、以下の耐食性評価試験および耐焼付性評価試験を行った。
（耐食性評価試験）
耐食性評価用試験片の寸法：厚み２ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ２０ｍｍ
耐食性評価用試験片の組成：Ｃ：０．４％以上、Ｃｒ：５．０％以下を含有するものから、Ｃ：０．３％以下、Ｃｒ：５．０％以上を含有するものまで広範囲に変え、各試験片は、それぞれ、Ｎｉ：０．５％以下、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗのうちから選ばれた１種または２種以上の合計：２〜６％を含有し、残部、鉄および不可避的不純物からなる。

耐食性評価試験方法：図３に示す耐食性評価試験装置を用い、酸化試験片３９の水蒸気雰囲気中での酸化試験を行った。酸化後の試験片重量の変化は、次のようにして測定した。酸化試験片３９をトレイ３８に載置し、水蒸気雰囲気の石英管３７内に挿入し、管状電気炉３６により６００℃×９６ｈの加熱を行い、冷却した後に酸化後の試験片重量を、トレイ３８内の剥離酸化物も含めて測定した。そして単位表面積当たりの酸化後の試験片重量の変化を下記式により求めた。

単位表面積当たりの酸化後の試験片重量の変化＝（酸化後の試験片重量−酸化前の試験片重量）／酸化前の試験表面積
なお、図３中、符号３１はエアポンプを示し、流量計３２により流量を５００ｍｌ／ｍｉｎとした空気が水槽３４内の５０℃の温水３５中に吹き出され、飽和空気集合器３３により集められ、管状電気炉３６内の石英管３７に供給される。
（耐焼付性評価試験）
耐焼付性評価用試験片４１の寸法：厚さ２０ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ（但し、図４に示すように下記溶接金属を肉盛した被覆層４３を有する。）
耐焼付性評価用試験片の被覆層４３の溶接金属組成：耐食性評価用試験片の組成と同じ
耐焼付性評価試験方法：上記摺動試験片４１を用い、厚さ１５ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ２００ｍｍのＳＵＳ４３０製の相手材４２と接触させ、図４に示ように繰り返し摺動させた後、摺動試験片４１の摺動面の表面粗さＲｙを測定した。

相手材３の表面温度（下面を誘導コイルにより加熱）：５００℃
接触面圧：０．４９ＭＰａ（錘Ｗにより設定）
往復摺動回数：７００回
合計摺動距離：４２０００ｍｍ
表面粗さＲｙはＪＩＳＢ０６０１：２００１にいうＲｚ⁽³⁾の幅方向に測定し、カットオフ値λc は１ｍｍ、基準長さは試験片幅の両端を除いた中央域の１８ｍｍとした。

表面粗さＲｙの測定方向：摺動方向に対して直角な試験片幅方向（図４で紙面の法線方向）
上述した耐食性評価用試験片の組成、および耐焼付性評価用試験片の被覆層４３の溶接金属組成における、Ｃｒ／Ｃ（質量比）を横軸に取り、縦軸に試験値を取って図２に示した。

図２中、領域イは、摺動試験後試験片の摺動面の表面粗さＲｙが６０μm 以下と小さく、耐焼付性に優れる領域を示す。この耐焼付性に優れる領域の組成を有する金属でロールの中央部を被覆し、上ピンチロールとして使用した場合、中央部には焼付が生じないことが別途、図５の上ピンチロール１２５に適用して確認されている。

一方、領域ロは、単位表面積当たりの酸化後の試験片重量変化が０．１０μg/cm²以下と小さく、耐食性に優れる領域を示す。耐食性に優れる領域の組成を有する溶接金属でロールの両端部を被覆し、ピンチロールとして使用した場合、両端部に腐食段差が生じないことが別途、図５の上ピンチロール１２５に適用して確認されている。

図２に示す結果から、中央部の被覆層の溶接金属中のＣｒ／Ｃ（質量比）を１２．５以下とすることにより、ピンチロールとして使用した場合、中央部には焼付が生じないことがわかった。また、同図２から、両端部の被覆層の溶接金属中のＣｒ／Ｃ（質量比）を１６以上とすることにより、ピンチロールとして使用した場合、両端部に腐食段差が生じないこともわかった。

またさらに、Ｃｒ／Ｃ（質量比）が小さくなるほど、単位表面積当たりの酸化後の試験片の重量変化が増えるものの、Ｃｒ／Ｃ（質量比）＝６までの範囲内とすることで、前記試験片の重量変化を０．２０μg/cm²以下とすることができ、ロールの中央部の被覆層の溶接金属として好適に使用できることが別途、図５の上ピンチロール１２５に適用して確認されている。これとは逆にＣｒ／Ｃ（質量比）が大きくなるほど、摺動試験後試験片の摺動面の表面粗さＲｙが粗くなるが、Ｃｒ／Ｃ（質量比）＝２６までの範囲内とすることで、前記表面粗さＲｙを２００μm 以下とすることができ、ロール両端部の被覆層の溶接金属として好適であることも別途、図５の上ピンチロール１２５に適用して確認されている。

このことから、ピンチロールの被覆層の溶接金属は、組成が上記を満足し、Ｃｒ／Ｃ（質量比）が、中央部では耐焼付性の観点から１２．５以下を満たし、両端部では耐食性の観点から１６以上を満たすのが好ましいことがわかったのである。
〔実施例２〕
組成が表１に示す発明例と比較例のロールを、図５に示すような公知の熱間圧延ライン１００の上ピンチロール１２５に適用し、その試験結果を表２にまとめて示した。

実機試験は、通常の使用期間（１ヶ月）より短い１４日間、通常の使用期間（１ヶ月）、通常の使用期間より長い４５日の３段階とし、ロールの中央部長さＡは９００ｍｍ、中央部直径は６５０ｍｍ、ロールの端部長さＢは６５０ｍｍで、テーパ量は直径当たり２．５ｍｍ／６５０ｍｍとした。

但し、表２中、耐焼付性×のものは、１４日間の使用により焼付が発生しそれ以上使用できないロールであることを示し、耐焼付性△のものは、１４日間を超えて継続使用した場合、１ヶ月に至る以前に焼付が発生するロールであることを示す。

耐焼付性○のものは、通常の使用期間（１ヶ月）より長く使用した場合でも、焼付が発生しないロールであることを示す。また、耐焼付性が◎とは、組成に鑑みて耐焼付性が○のものより焼付が発生し難いロールであることを示す。耐食性については、腐食段差を対象として、上述した焼付と同様にして評価した。なお、比較例のロールは、ロール長手方向に組成を変化させていないものである。

なお、上記した図５に示す帯鋼の熱間圧延ライン１００には、加熱炉１１０、粗圧延機１１２、クロップシャ１１４、デスケーリング装置１１６、仕上圧延機１１８，冷却ゾーン１２２、巻取装置１２４が上流側から順に配設されている。符号１９０はビジネスコンピュータを示し、符号１７０はプロセスコンピュータを示す。プロセスコンピュータ１７０は制御装置１５０を介して、各装置を制御している。符号１１１は、仕上圧延機１１８のワークロール１１９により仕上げ圧延を施され、冷却ゾーン１２２で水冷され、巻取装置１２４で巻き取られて熱延鋼板とされる被圧延材を示す。

表２に示す結果から、ロール長手方向に組成を変化させず、かつ本発明の組成の範囲を外れた比較例の場合には、通常の使用期間（１ヶ月）より短い１４日間で、すでに、ピンチロールの中央部に焼付が発生するか、もしくは、ロールの両端部に腐食段差が発生した。これに対して、ロール長手方向に組成を変化させた本発明の組成の範囲内の発明例の場合は、ピンチロールの中央部および両端部のどちらにも焼付が発生せず、ピンチロールの両端部に腐食段差も発生しないという良好な結果が得られた。

本発明の実施の形態の一例に係るピンチロールを説明する模式図である。溶接金属中のＣｒ／Ｃ（質量比）が耐焼付性および耐食性に及ぼす影響を示すグラフである。耐食性評価試験方法を説明する模式図である。耐焼付性評価試験方法を説明する模式図である。本発明を適用する帯鋼の熱間圧延ラインの模式図である。従来技術の問題を説明する模式図である。

符号の説明

１ロール母材
２、３被覆層
４ロール軸芯
Ａ中央部の長さ
Ｂ両端部の長さ
イ耐焼付性に優れる領域
ロ耐食性に優れる領域
３１エアポンプ
３２流量計
３３飽和空気発生器
３４水槽
３５温水
３６管状電気炉
３７石英管
３８トレイ
３９酸化試験片
４１摺動試験片
４２相手材
４３被覆層
１００熱間圧延ライン
１２４巻取装置
１２５上ピンチロール

Claims

巻取装置用ピンチロールであって、ロール母材に金属を被覆してなり、該ピンチロールの長手方向中央部に被覆した金属は、組成が質量％で、Ｃ：０．４％以上、Ｃｒ：５．０％以下を含有し、かつＣｒ/Ｃが１２．５以下であり、該ピンチロールの長手方向両端部に被覆した金属は、Ｃ：０．３％以下、Ｃｒ：５．０％以上を含有し、かつＣｒ/Ｃが１６以上であり、かつ該ピンチロールの長手方向中央部および両端部に被覆した金属とも、Ｎｉ：０．５％以下、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗのうちから選ばれた１種または２種以上の合計：２〜６％を含有し、残部、鉄および不可避的不純物からなることを特徴とする巻取装置用ピンチロール。