JPH03275276A - 肉盛ロールの製造方法 - Google Patents
肉盛ロールの製造方法Info
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- JPH03275276A JPH03275276A JP7528390A JP7528390A JPH03275276A JP H03275276 A JPH03275276 A JP H03275276A JP 7528390 A JP7528390 A JP 7528390A JP 7528390 A JP7528390 A JP 7528390A JP H03275276 A JPH03275276 A JP H03275276A
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- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野）
本発明は肉盛ロールに係り、特に高温下で繰返し加熱・
冷却を受けるロールにおいて耐ヒートクラツク性に優れ
た肉盛ロールの製造方法に関するものである。 （従来の技術） 連続鋳造ロールや熱間圧延ラインの移送ロールなど、高
温金属片との接触による加熱、並びに水や水蒸気等によ
る冷却を繰返し受けるロールは、耐ヒートクラツク性能
に優れていることが肝要である。 従来、このようなロールには、主として低合金鋼製ロー
ルの外周面に１１〜１７％Ｃｒ−Ｎｉ系鋼を肉盛した肉
盛ロールが使用されてきた。すなわち、肉盛金属として
１３Ｃｒ−２Ｎｉ系や１３Ｃｒ４Ｎｊ系などが用いられ
、また１６ｃ＋・−Ｎｌ系や１．’３Ｃｒ系など類似成
分系のものも尖用化されている。更に、これらの成分糸
に若干量のＭｏ或いはＶ等を添加したものも見受けられ
る。 （発明が解決しようとする課題） この種のロールは、一般に、肉盛溶接後、６００℃前後
の応力除去熱処理を施して使用されているが、使用中の
加熱・冷却の繰返しによる熱応力によってロール表面に
亀裂が発生し、ロールの使用寿命が著しく低下すると、
いう問題があった。 そこで、本発明者等は、耐ヒートクラック性に優れた肉
盛ロールに関する研究を重ね、先に、従来材に比べて耐
ヒートクラツク性を飛四的に改善した肉盛ロールを提案
した（特願平１−１６７２７３号）。 しかしながら、操業条件の苛酷化に伴い、またコストダ
ウンの観点からも、より一層のロールの長寿命化が望ま
れている現状において、」二足提案による肉盛ロールは
、必ずしも満足し得るものではなかった。 本発明は、か＼る要請に応えるべくなされたものであっ
て、特に熱間で使用した場合に優れた耐亀裂性を示し、
長寿命化が可能な肉盛ロールを提供することを目的とす
るものである。 （課題を解決するための手段） 前記課題を解決するため、本発明者等は、先の提案に係
る肉盛ロールについて更に種々検討を重ねた結果、特定
の成分相Ｊａの溶接金属の表層部に対し、固溶化熱処理
を行うことにより、ヒートクラックの発生・成長を飛躍
的に抑えることか可能であることを見い出し、ここに本
発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、ｃ：ｏ、ｏ５〜０．２５％、Ｃｒ
：１０−２０％及びＮｊ、： ０、２〜４、５％を含み
、必要に応じて、更にＭｏ：０．２−１．５％、Ｎｂ：
０ 。 ０３−０．３％、Ｖ：０．１〜１％及びＷ：０．２−２
％の工種又は２種以上を含む高Ｃｒステンレス鋼肉盛溶
接金属の表層部を８５０ ’Ｃ以」ニドこ加熱し、かつ
、１００″Ｃ／ ｈ ｒ以上の冷却速度で冷却すること
を特徴とする熱間で使用される肉盛ロールの製造方法を
要旨とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） 本発明に係る肉盛ロールは、少なくともロール表層部が
以下の特定の成分組成を有する溶接金属からなるもので
ある。 このロール表層部の化学成分の限定理由は以下のとおり
である。 Ｃ：０．０５〜０．２５％ Ｃは高温強度の維持並びにマルテンサイト紹織とする上
で不可欠である。これらの効果を得るためには、共存元
素にもよるが、０．０５％以上必要である。しかし、０
．２５％を超えると残留オーステナイトが形成され易く
なり、耐ヒートクラック性が低下すると共に肉盛溶接時
すこ高温割れの危険性がある。したがって、Ｃ量は０．
０５〜０゜２５％の範囲とする。 Ｃｒ：１０−２０％ 熱間ロールの使用環境下において、耐食性及び耐酸化性
を維持するためには、Ｃｒは１０％以上が必要である。 しかし、２０％を超えるとδフェライトの生成を促進し
、耐ヒートクラツク性が低下し、更には不経済となる。 したがって、Ｃｒ量は］０〜２０％の範囲どする。 Ｎｊ：０．２〜４．５％ Ｎｊは、０．２％以上で焼入性を向上させ、δフエライ
１−の生成を抑制するが、４．５％を超えるとその効果
が飽和すると共に残留オーステナイトが生威し易くなり
、かえって耐ヒートクラック性の低下を招く。したがっ
て、Ｎｊｆｆｌは０．２〜４゜５％の範囲とする。 溶接金属は以上の成分を必須成分とするが、必要に応じ
て更に、以下の成分のうちの工種又は２種以上を適量で
添加すると、高温強度並びに耐ヒートクラツク性能を向
上させることができる。 Ｍｏ：０．２〜１．５％ Ｍｏは高温酸化性、高温強度の向上に寄与するが、０．
２％未満ではその効果がなく、また１、５％を超えると
δフェライトが生成し易くなり、耐ヒートクラツク性が
低下するので、Ｍｏ量は０．２〜１．５％の範囲とする
。 Ｎｂ：０．０３〜０．３％ Ｎｂは、Ｃと結合して炭化物を形成し、また高温強度を
向上させる。０．０３％以上でこれらの効果が発揮され
るが、０．３％を超えるとδフェライトが生成され易く
なり、耐ヒートクラツク性が低下する。したがって、Ｎ
ｂ量は０．０３〜０゜３％の範囲とする。 Ｖ：０．１％工％ ■は高温強度並びに高温における軟化抵抗の向上に寄与
することができる。０．１％以上でこれらの効果が発揮
されるが、１％を超えるとこれらの効果が飽和すると共
に高温割れが発生し易くなる。したかって、Ｖ量は０．
１〜１％の範囲とする。 Ｗ：０．２〜２％ Ｗは高温強度の向」二に寄与する元素であり、０゜２％
以上でその効果が発揮される。しかし、２％を超えると
効果が飽和すると共にδフェライ１−が生威し易くなり
、耐ヒートクラツク性が低下する。 したがって、Ｗ量は０．２〜２％の範囲とする。 」二連の化学成分を有する肉盛溶接金属はフルテンサイ
１〜系絹織であるが、溶接時の凝固形態が原因となって
粗大な柱状晶になっている。更には、溶接時に生成する
熱影響部は、焼戻し効果を受け、他の部分に比べて高温
強度が低下しているため、繰返しの加熱・冷却を受ける
と、柱状晶境界や熱影響部に選択的なりラックが発生し
易く、このクランクかロール寿命を決定する大きな因子
となっていることが判明した。 その対策については、本発明者等は、これらのヒートク
ラックに対する弱点を消失させることで、ロール寿命を
飛躍的に向上させることができることを見い出した。 すなわち、上記化学成分を有する溶接金属の場合、その
表層部を８５０℃以上に加熱し、１００’Ｃ／ｈｒ以上
の冷却速度で冷却する熱処理を行うことにより、ヒート
クラックの発生、成長を効果的に抑制できる。 なお、ロール表層部の加熱には、いかなる方法も適用可
能であるが、ロール芯部まで該温度域に加熱すると、ロ
ール母材の強度低下や靭性の劣化を招く恐れがある。し
たがって、高周波やレーザ、或いは電子ビームなど、ロ
ール表層部のみを熱処理できる加熱方法が好ましい。 また、８５０ ’Ｃ以上に加熱する熱処理後であれば、
より低温での熱処理を行うこともできる。 更に、ロールには、一体型ロールのほか、胴部がスリー
ブタイプのものや、胴部にスリンＩ・を形成したものな
ど、種々の形式のものがあるが、い一 かなる形態のロールに対しても、本発明は適用可能であ
る。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 以下の要領にて、第１表しこ示す化学成分の肉盛溶接金
属をイＩする肉盛ロールを製造し、これを連続鋳造設備
における引抜きロールに組み込み、使用時の亀裂発生度
合いを調査した。 組込み肉盛ロールは、胴部が３２０φのドライブロール
てあり、低合金鋼製ロールの表層部に、厚さ約５ｍｍの
肉盛溶接金属をバンドアーク溶接にて形成した。その後
、ロール表層部について第１表に示す条件の熱処理を施
した。ロール表層部の加熱方法は、本発明例の場合は高
周波誘導加熱、比較例の場合は電気炉によるものである
。なお、肉盛ロールの組込み位置は、連鋳ロール群にお
ける矯正ゾーンとした。 各ロールを組込んだ後、約３０００チヤージ使用後のロ
ール表面の亀裂発生状態並びに亀裂の最大深さ（クラッ
クメーターにて計測）を調査した。 その結果を第２表に示す。 第２表より明らかなように、従来の肉盛ロールは、ロー
ル円周上に連続した線状の亀裂が発生し、しかも深い亀
裂であった。これに対して、本発明による肉盛ロールは
、短い不連続な線状で浅い亀裂が発生しているのみであ
り、従来ロールに比べて損傷の度合いは著しく低減され
ていることが確認された。
冷却を受けるロールにおいて耐ヒートクラツク性に優れ
た肉盛ロールの製造方法に関するものである。 （従来の技術） 連続鋳造ロールや熱間圧延ラインの移送ロールなど、高
温金属片との接触による加熱、並びに水や水蒸気等によ
る冷却を繰返し受けるロールは、耐ヒートクラツク性能
に優れていることが肝要である。 従来、このようなロールには、主として低合金鋼製ロー
ルの外周面に１１〜１７％Ｃｒ−Ｎｉ系鋼を肉盛した肉
盛ロールが使用されてきた。すなわち、肉盛金属として
１３Ｃｒ−２Ｎｉ系や１３Ｃｒ４Ｎｊ系などが用いられ
、また１６ｃ＋・−Ｎｌ系や１．’３Ｃｒ系など類似成
分系のものも尖用化されている。更に、これらの成分糸
に若干量のＭｏ或いはＶ等を添加したものも見受けられ
る。 （発明が解決しようとする課題） この種のロールは、一般に、肉盛溶接後、６００℃前後
の応力除去熱処理を施して使用されているが、使用中の
加熱・冷却の繰返しによる熱応力によってロール表面に
亀裂が発生し、ロールの使用寿命が著しく低下すると、
いう問題があった。 そこで、本発明者等は、耐ヒートクラック性に優れた肉
盛ロールに関する研究を重ね、先に、従来材に比べて耐
ヒートクラツク性を飛四的に改善した肉盛ロールを提案
した（特願平１−１６７２７３号）。 しかしながら、操業条件の苛酷化に伴い、またコストダ
ウンの観点からも、より一層のロールの長寿命化が望ま
れている現状において、」二足提案による肉盛ロールは
、必ずしも満足し得るものではなかった。 本発明は、か＼る要請に応えるべくなされたものであっ
て、特に熱間で使用した場合に優れた耐亀裂性を示し、
長寿命化が可能な肉盛ロールを提供することを目的とす
るものである。 （課題を解決するための手段） 前記課題を解決するため、本発明者等は、先の提案に係
る肉盛ロールについて更に種々検討を重ねた結果、特定
の成分相Ｊａの溶接金属の表層部に対し、固溶化熱処理
を行うことにより、ヒートクラックの発生・成長を飛躍
的に抑えることか可能であることを見い出し、ここに本
発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、ｃ：ｏ、ｏ５〜０．２５％、Ｃｒ
：１０−２０％及びＮｊ、： ０、２〜４、５％を含み
、必要に応じて、更にＭｏ：０．２−１．５％、Ｎｂ：
０ 。 ０３−０．３％、Ｖ：０．１〜１％及びＷ：０．２−２
％の工種又は２種以上を含む高Ｃｒステンレス鋼肉盛溶
接金属の表層部を８５０ ’Ｃ以」ニドこ加熱し、かつ
、１００″Ｃ／ ｈ ｒ以上の冷却速度で冷却すること
を特徴とする熱間で使用される肉盛ロールの製造方法を
要旨とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） 本発明に係る肉盛ロールは、少なくともロール表層部が
以下の特定の成分組成を有する溶接金属からなるもので
ある。 このロール表層部の化学成分の限定理由は以下のとおり
である。 Ｃ：０．０５〜０．２５％ Ｃは高温強度の維持並びにマルテンサイト紹織とする上
で不可欠である。これらの効果を得るためには、共存元
素にもよるが、０．０５％以上必要である。しかし、０
．２５％を超えると残留オーステナイトが形成され易く
なり、耐ヒートクラック性が低下すると共に肉盛溶接時
すこ高温割れの危険性がある。したがって、Ｃ量は０．
０５〜０゜２５％の範囲とする。 Ｃｒ：１０−２０％ 熱間ロールの使用環境下において、耐食性及び耐酸化性
を維持するためには、Ｃｒは１０％以上が必要である。 しかし、２０％を超えるとδフェライトの生成を促進し
、耐ヒートクラツク性が低下し、更には不経済となる。 したがって、Ｃｒ量は］０〜２０％の範囲どする。 Ｎｊ：０．２〜４．５％ Ｎｊは、０．２％以上で焼入性を向上させ、δフエライ
１−の生成を抑制するが、４．５％を超えるとその効果
が飽和すると共に残留オーステナイトが生威し易くなり
、かえって耐ヒートクラック性の低下を招く。したがっ
て、Ｎｊｆｆｌは０．２〜４゜５％の範囲とする。 溶接金属は以上の成分を必須成分とするが、必要に応じ
て更に、以下の成分のうちの工種又は２種以上を適量で
添加すると、高温強度並びに耐ヒートクラツク性能を向
上させることができる。 Ｍｏ：０．２〜１．５％ Ｍｏは高温酸化性、高温強度の向上に寄与するが、０．
２％未満ではその効果がなく、また１、５％を超えると
δフェライトが生成し易くなり、耐ヒートクラツク性が
低下するので、Ｍｏ量は０．２〜１．５％の範囲とする
。 Ｎｂ：０．０３〜０．３％ Ｎｂは、Ｃと結合して炭化物を形成し、また高温強度を
向上させる。０．０３％以上でこれらの効果が発揮され
るが、０．３％を超えるとδフェライトが生成され易く
なり、耐ヒートクラツク性が低下する。したがって、Ｎ
ｂ量は０．０３〜０゜３％の範囲とする。 Ｖ：０．１％工％ ■は高温強度並びに高温における軟化抵抗の向上に寄与
することができる。０．１％以上でこれらの効果が発揮
されるが、１％を超えるとこれらの効果が飽和すると共
に高温割れが発生し易くなる。したかって、Ｖ量は０．
１〜１％の範囲とする。 Ｗ：０．２〜２％ Ｗは高温強度の向」二に寄与する元素であり、０゜２％
以上でその効果が発揮される。しかし、２％を超えると
効果が飽和すると共にδフェライ１−が生威し易くなり
、耐ヒートクラツク性が低下する。 したがって、Ｗ量は０．２〜２％の範囲とする。 」二連の化学成分を有する肉盛溶接金属はフルテンサイ
１〜系絹織であるが、溶接時の凝固形態が原因となって
粗大な柱状晶になっている。更には、溶接時に生成する
熱影響部は、焼戻し効果を受け、他の部分に比べて高温
強度が低下しているため、繰返しの加熱・冷却を受ける
と、柱状晶境界や熱影響部に選択的なりラックが発生し
易く、このクランクかロール寿命を決定する大きな因子
となっていることが判明した。 その対策については、本発明者等は、これらのヒートク
ラックに対する弱点を消失させることで、ロール寿命を
飛躍的に向上させることができることを見い出した。 すなわち、上記化学成分を有する溶接金属の場合、その
表層部を８５０℃以上に加熱し、１００’Ｃ／ｈｒ以上
の冷却速度で冷却する熱処理を行うことにより、ヒート
クラックの発生、成長を効果的に抑制できる。 なお、ロール表層部の加熱には、いかなる方法も適用可
能であるが、ロール芯部まで該温度域に加熱すると、ロ
ール母材の強度低下や靭性の劣化を招く恐れがある。し
たがって、高周波やレーザ、或いは電子ビームなど、ロ
ール表層部のみを熱処理できる加熱方法が好ましい。 また、８５０ ’Ｃ以上に加熱する熱処理後であれば、
より低温での熱処理を行うこともできる。 更に、ロールには、一体型ロールのほか、胴部がスリー
ブタイプのものや、胴部にスリンＩ・を形成したものな
ど、種々の形式のものがあるが、い一 かなる形態のロールに対しても、本発明は適用可能であ
る。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 以下の要領にて、第１表しこ示す化学成分の肉盛溶接金
属をイＩする肉盛ロールを製造し、これを連続鋳造設備
における引抜きロールに組み込み、使用時の亀裂発生度
合いを調査した。 組込み肉盛ロールは、胴部が３２０φのドライブロール
てあり、低合金鋼製ロールの表層部に、厚さ約５ｍｍの
肉盛溶接金属をバンドアーク溶接にて形成した。その後
、ロール表層部について第１表に示す条件の熱処理を施
した。ロール表層部の加熱方法は、本発明例の場合は高
周波誘導加熱、比較例の場合は電気炉によるものである
。なお、肉盛ロールの組込み位置は、連鋳ロール群にお
ける矯正ゾーンとした。 各ロールを組込んだ後、約３０００チヤージ使用後のロ
ール表面の亀裂発生状態並びに亀裂の最大深さ（クラッ
クメーターにて計測）を調査した。 その結果を第２表に示す。 第２表より明らかなように、従来の肉盛ロールは、ロー
ル円周上に連続した線状の亀裂が発生し、しかも深い亀
裂であった。これに対して、本発明による肉盛ロールは
、短い不連続な線状で浅い亀裂が発生しているのみであ
り、従来ロールに比べて損傷の度合いは著しく低減され
ていることが確認された。
特開平３
２７５２７６ （４）
（発明の効果）
以」＝詳述したように、本発明によれば、極めて優れた
耐ヒートクラツク性を備えた肉盛ロールを提供すること
ができる。また耐摩耗性、耐食性も良好である。したが
って、連続鋳造用引抜きロール等の各種熱間ロールとし
て適している。
耐ヒートクラツク性を備えた肉盛ロールを提供すること
ができる。また耐摩耗性、耐食性も良好である。したが
って、連続鋳造用引抜きロール等の各種熱間ロールとし
て適している。
Claims (2)
- （１）重量％で（以下、同じ）、Ｃ：０．０５〜０．２
５％、Ｃｒ：１０〜２０％及びＮｉ：０．２〜４．５％
を含む高Ｃｒステンレス鋼肉盛溶接金属の表層部を８５
０℃以上に加熱し、かつ、１００℃／ｈｒ以上の冷却速
度で冷却することを特徴とする熱間で使用される肉盛ロ
ールの製造方法。 - （２）前記高Ｃｒステンレス鋼肉盛溶接金属が、更にＭ
ｏ：０．２〜１．５％、Ｎｂ：０．０３〜０．３％、Ｖ
：０．１〜１％及びＷ：０．２〜２％の１種又は２種以
上を含むものである請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7528390A JPH03275276A (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | 肉盛ロールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7528390A JPH03275276A (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | 肉盛ロールの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03275276A true JPH03275276A (ja) | 1991-12-05 |
Family
ID=13571747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7528390A Pending JPH03275276A (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | 肉盛ロールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03275276A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009130079A1 (de) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co | Rolle zum stützen und transportieren von heissem gut mit einer auftragsschweissung, verfahren zur herstellung einer rolle, mit einer auftragschweissung, verfahren zur wiederherstellung einer abgenützten rolle |
| JP2011050994A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造機の鋳片保持ロール |
-
1990
- 1990-03-23 JP JP7528390A patent/JPH03275276A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009130079A1 (de) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co | Rolle zum stützen und transportieren von heissem gut mit einer auftragsschweissung, verfahren zur herstellung einer rolle, mit einer auftragschweissung, verfahren zur wiederherstellung einer abgenützten rolle |
| CN102149500A (zh) * | 2008-04-22 | 2011-08-10 | 西门子Vai金属科技有限责任公司 | 用于支承和运输热物料的辊子，用于加工辊子的方法，用于修复磨损的辊子的方法 |
| US8845501B2 (en) | 2008-04-22 | 2014-09-30 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Process for producing a roll for supporting and conveying hot material, process for repairing a worn roll |
| JP2011050994A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造機の鋳片保持ロール |
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