JPH04107242A

JPH04107242A - 耐食耐摩耗性および耐熱亀裂性を有する搬送ローラ用合金

Info

Publication number: JPH04107242A
Application number: JP22394290A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Yamamoto; 厚生山本; Yasuhiko Moritaka; 森高　靖彦; Susumu Tamagawa; 玉川　進; Shinichi Sakamoto; 真一坂本
Original assignee: Fujiko KK; Fujikoo KK
Current assignee: Fujiko KK; Fujikoo KK
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1990-08-24
Publication date: 1992-04-08

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、耐食耐摩耗性および耐熱亀裂性を有する搬送
ローラ用合金、例えば、鉄鋼圧延に用いる搬送ローラ用
、特に、熱延鋼板の搬送設備に用いる耐食耐摩耗性およ
び耐熱亀裂性を有する搬送ローラ用合金に関する。

（従来の技術）一般に、熱延鋼板を圧延する場合、仕上圧延された鋼板
は、製造工程では１００〜１５０ｍの長さを有する搬送
設備、いわゆるランナウトテーブル上で、所定の鋼板品
質に応じた制御冷却が行われながら搬送され、捲取機で
コイル状に巻取られる。

ランナウトテーブルは搬送方向と直交する方向に軸を有
する複数の搬送ローラ（以下、単にローラという）を互
にほぼ平行に、かつ間隔を開けて配置し、このローラ上
を鋼板が移動できるようにしている。鋼板の制御冷却は
、ランナウトテーブルの中間部に設けられた冷却ゾーン
で行われ、この冷却ゾーンにあるローラの表面には冷却
水による水膜が生成している。また、ランナウトテーブ
ル上のローラは、鋼板を安定して搬送するため、鋼板の
搬送速度よりも大きい周速で回転駆動され、鋼板とロー
ラ表面とは激しい相対すべりを起こす。

このように、制御冷却用の冷却水と鋼板の熱のため、ロ
ーラ表面は腐食雰囲気となっており、機械的な摩耗に腐
食摩耗が加わりローラの摩耗の進行は大きくなっている
。このようなローラ使用条件から、冷却ゾーンにおける
ローラの材質には、耐焼付性に加えて耐熱亀裂性と耐食
耐摩耗性が要求される。このような要求に応するものと
して、本発明者らの一人は、特公昭５７−６５０４号公
報に記載されたようなものを開示している。

この前記公報に記載の合金は、炭素、クロム、バナジウ
ムのそれぞれの含有量が高い高炭素、高クロム、高バナ
ジウム系鋼（以下、単に、高Ｃ−Ｃｒ−Ｖ系鋼という）
であり、冷却ゾーン用ローラに用いられている。この合
金を用いたローラは耐腐食性および耐摩耗性を有し、さ
らに、鋼板とローラの焼付きが起こりにくいことから、
非冷却ゾーンにおいても良好な結果が得られており、ラ
ンナウトテーブルのローラ全体にわたって使用されてい
る。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記、高Ｃ−Ｃｒ−ＶｌｉＪを用いたロー
ラは、一部の熱延鋼板圧延機（以下、単に圧延機という
）において、ローラの腐食摩耗の進行が大であるという
問題点があった。

本発明者らは、これらローラの使用結果の著しく異なる
圧延機間で、各種の使用条件の調査、試験を行った。そ
の結果、ローラの腐食摩耗は、冷却水の水質が腐食摩耗
に大きく関与していることを見出した。特に、冷却水中
ＯｐＨ値が低く塩素イオン＜ｃｉ−＞　と硫酸イオン（
ｓｏ、”）が多量に含まれている冷却水の場合、ローラ
の腐食を著しく進行させることが判明した。

また、このような腐食摩耗性の冷却水におけるローラ材
の摩耗状況を確認するために、ローラの腐食摩耗が著し
い別表１に示す如き冷却水を使って、各種ローラ材の試
験片を用いて腐食試験を行った。その結果、第３図に示
すように、全クロム含有量が１５重量％以下では相対的
に腐食減量が大きくなることが明らかになった。

一方、第３図にも示したように、クロム含有ｔと腐食減
量の関係は、いわゆる基地中のクロム含有量（酸化クロ
ム化合物）に起因するものであり、また、この基地中の
クロム含有量は炭素含有量との関係で決まることが知ら
れている。

そこで、基地中のクロム含有量と炭素含有量の比と、腐
食減量を調査したところ、前記比（クロム（重量％）／
炭素（重量％））が１０以下では耐腐食摩耗性が不十分
であり、この値が１０以上であることが必要であること
が明らかになった。

さらに、従来のローラ材の問題点として耐熱亀裂性が不
十分である。ランナウトテーブルのローラは、圧延され
る鋼板の材質および圧延条件によって、冷却ゾーンでも
非水冷で使用されることがあり、ローラの表面は、とき
にはかなりの高温に達する。この高温の状態でローラが
水冷された場合、ローラの表面は大きな熱応力によって
亀裂が発生し昌い。また、このように水冷および非水冷
の繰返しは、ローラの腐食摩耗を著しく助長するもので
ある。このため、このような使用条件で使用されるロー
ラは、耐熱亀裂性と耐食耐摩耗性の双方が十分でないと
いう問題点がある。

そこで、本発明は、このような従来の課題に着目してな
されたものであり、水冷および非水冷を繰返すような条
件下で、かつ、腐食性の冷却水に接する場合においても
、耐食耐摩耗性を十分に有し、同時に耐熱亀裂性も優れ
た搬送ローラ用合金を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明に係る耐食耐摩耗性および耐熱亀裂性を有する搬
送ローラ用合金は、０．５〜１．５重置％の炭素、０．
３〜１．５重置％の珪素、０．３〜１．５重量％のマン
ガン、２．０重量％以下のニッケル、１５．０〜２０．
０重量％のクロム、０．２〜３．０重量％のモリブデン
、０．２〜７．０重量％のバナジウムを含有し、残部は
実質的に鉄からなり、クロム含有量と炭素含有量との比
（（クロム重量％）／（炭素重量％））が１０〜３０で
あることを特徴としている。

ここで、上記の成分の数値限定理由につき述べる。

炭素を０．５〜１．５重量％とじたのは、炭素は、クロ
ム、モリブデン、バナジウム等と結合して、硬質の炭化
物を形成する元素であるが、０．５重量％未満では上記
炭化物の量が不足して耐摩耗性が悪く、一方、１．５重
量％を超えると炭化物の量が過剰となり、耐熱性が悪化
し、熱亀裂が発生し易くなるからである。また、炭素は
基地中のクロム含有量に影響を与えるため、前記のよう
にクロム含有量と炭素含有量との比が１０以上であると
き、良好な耐腐食、耐摩耗性が得られる。

珪素およびマンガンをともに０．３〜１．５重量％とじ
たのは、珪素およびマンガンは溶湯の脱酸のために必要
な元素であり、ともに０．３重量％未満では脱酸効果が
不足し、１．５重量％を超えると脆化するため好ましく
ないからである。

また、ニッケルを２．０重量％以下としたのは、ニッケ
ルは基地の変態点を下げ、低温でも、焼付き発生の原因
になり易いオーステナイトに変態するため、好ましくな
く、２．０重量％を超えると、ニッケルの上記の弊害が
生ずるためである。

また、クロムを１５．０〜２０．０重量％としたのは、
クロムは硬質の炭化物を生成すると共に、基地に固溶し
、耐食性を向上するために、必須の元素であり、１５５
重量未満では、第３図に示したように、上記の効果が不
十分であり、２０重量％を超えるとクロム炭化物の硬度
が低下すると共に、基地のクロム含有量も大になるため
に、耐酸化性が良くなり、ロール表面の酸化層が薄くな
って、鋼板とロールの焼付が発生するため、好ましくな
いからである。

クロム含有量と炭素含有量と比（クロム重量％／炭素重
量％）を１０〜３０としたのは、この比が１０未満では
耐食耐摩耗性が低下し、３０を超えるとクロム量が多く
必要となり、経済的でないからである。

モリブデンを０．２〜３．０重量％としたのは、モリブ
デンは、炭化物の硬度を高め、焼戻し軟化抵抗を大きく
する元素であるが、０．２重量％未満では上記効果が期
待できず、３．０重量％を超えると、硬度が高くなりす
ぎ、脆化するので好ましくないからである。

バナジウムを０．２〜７．０重量％とじたのは、バナジ
ウムは微細な硬質炭化物をつくると共に基地を強化する
効果があるが、０．２重量％未満ではその効果が期待で
きず、７．０重量％を超えると炭化物の量が過剰となり
、粗大になって脆化するからである。

なお、溶湯中に燐および硫黄が過剰に増加すると脆化す
るため、これら燐および硫黄の量は０．０５重量％以下
とするのが好ましい。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１．２図は本発明に係る耐食耐摩耗性および耐熱亀裂
性を有する搬送ローラ用合金の一実施例を示す図である
。

この実施例では、本発明に係る耐食耐摩耗性および耐熱
亀裂性を有する搬送ローラ用合金を用いて、熱間圧延機
の冷却ゾーンに用いる搬送用ローラ（以下、ローラ１１
という）を製造し、このローラ１１を工場で稼動中の熱
間圧延機の冷却ゾーンに装着した。冷却ゾーンは、冷却
水に別表２に示す腐食摩耗のはげしい冷却水Ａおよび通
常の組成を有する冷却水Ｂを用いて冷却し稼動させ、ロ
ーラ１１の耐食耐摩耗性および耐熱亀裂性を、従来の搬
送用ローラ１２（以下ローラ１２という）と比較した。

本発明に係る耐食耐摩耗性および耐熱亀裂性を有する搬
送ローラ用合金（実施例）としては、ローラ１１に別表
３に示す合金Ｐの成分を有するものを用い、また、比較
例として従来のローラ１２には別表３に示す合金Ｑの成
分を有するものを用いた。

これらの合金は、第２図に示す高周波溶解炉１で溶解し
た後、いわゆる連続鋳かけ肉盛法によりロールの母材で
ある鋼管（ＳＴＫＭ−１３Ａ）２の周りに肉盛りし、複
合材である搬送用ローラ材３を得た。第２図において、
５は合金Ｐであり、５ａは合金Ｐ５の溶けた溶湯、５ｂ
は合金Ｐ５の冷却固化した肉盛層である。６は余熱用電
磁誘導加熱コイル、７は主電磁誘導加熱コイルである。

鋼管２を徐々に下方に移動させることにより、合金Ｐ５
は鋼管２の外側で冷却され肉盛層５ｂとして形成される
。その後、鋳放しのまま６００　’Ｃで熱処理し応力除
去を行い、得た供試材を機械加工した後、試験用のロー
ラ１１とした。比較例として、合金Ｑを用いて前述と同
様に比較用のローラ１２を造った。これらのローラの胴
径は３００ｍｍ、胴長は１７８０ｇ＋ｓである。

これらの試験用のローラ１１および比較用のローラ１２
は工場の熱間圧延機の搬送設備のランナウトテーブルに
おける冷却ゾーンに装着され、通常の制御冷却をする稼
動を行った。冷却水は別表２に示す冷却水Ａまたは冷却
水Ｂを用いた。

試験結果は、第１図に示す。第１図において、縦軸はロ
ーラの摩耗量であり、ローラの軸方向複数個所における
摩耗量の平均を算出したものである。横軸はローラが装
着されている冷却ゾーンを通過する熱間圧延鋼板の通過
トン数を示す。

第１図において、従来の合金Ｑを有するローラ１２の場
合、別表２の通常の冷却水Ｂを用いると、摩耗量３１は
熱間圧延鋼板の通過量の増大とともに徐々に増加するが
、塩素イオンおよび硫酸イオンの多い冷却水Ａを用いる
と、摩耗量３２のように急速に増加する。一方、本発明
に係る合金Ｐを用いたローラ１１は、前述と同様な腐食
性の冷却水Ａを用いた稼動条件において、摩耗量３３に
示すように、極めて低い値を示した。ローラ１１の耐食
耐摩耗性は、従来のローラ１２に対して極めて大幅に向
上している。

また、ローラ１１の表面には熱亀裂等の発生は全（なく
、ローラ１１は良好な耐熱亀裂性を示している。

すなわち、本発明の合金Ｐを有するローラ１１は、熱延
鋼板圧延機のランナウトテーブルローラとして用いた場
合、従来のローラ１２に比較し、耐食耐摩耗性および耐
熱亀裂性をともに大幅に向上し、ローラの寿命を大幅に
延長するとともに設備保全の簡素化を図ることができる
。

（効果）以上説明したように、本発明によれば、水冷および非水
冷を繰返すような条件下で、かつ、腐食性の冷却水に接
する場合においても、耐食耐摩耗性を大幅に向上し、同
時に耐熱亀裂性も優れたものとすることができる。

また、本発明の合金を搬送用ローラに用い、熱間圧延機
のランナウトテーブルに装着することにより、腐食性の
冷却水に接する場合でも、耐食耐摩耗および耐熱亀裂性
とともに大幅に向上し、ローラの耐久性を大幅に向上で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明の一実施例を示す図であり、第１図
はその耐食耐摩耗性を示すグラフ、第２図はそれを用い
た搬送用ローラの製造を示す概略図である。第３図はク
ロム含有量と腐食減量との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

０．５〜１．５重量％の炭素、０．３〜１．５重量％の
珪素、０．３〜１．５重量％のマンガン、２．０重量％
以下のニッケル、１５．０〜２０．０重量％のクロム、
０．２〜３．０重量％のモリブデン、０．２〜７．０重
量％のバナジウムを含有し、残部は実質的に鉄からなり
、クロム含有量と炭素含有量との比｛（クロム重量％）
／（炭素重量％）｝が１０〜３０であることを特徴とす
る耐食耐摩耗性および耐熱亀裂性を有する搬送ローラ用
合金。