JPH05179393A - Combination roll - Google Patents

Combination roll

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JPH05179393A
JPH05179393A JP34693191A JP34693191A JPH05179393A JP H05179393 A JPH05179393 A JP H05179393A JP 34693191 A JP34693191 A JP 34693191A JP 34693191 A JP34693191 A JP 34693191A JP H05179393 A JPH05179393 A JP H05179393A
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outer layer
layer
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cast iron
roll
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長 森川
Yoshito Seto
良登 瀬戸
Akitoshi Okabayashi
昭利 岡林
Hiroyuki Kimura
広之 木村
Takashi Shikata
敬 志方
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Abstract

PURPOSE:To develop the combination roll which has an outside layer of the uniform quality of a material and is highly resistant to wear by constituting the roll to be used for rolling, etc., of steel products of the outside layer made of a cast iron contg. a hard metal carbide, an intermediate layer made of a high-carbon cast steel and an inside layer made of a graphite cast iron. CONSTITUTION:The roll for rolling the steel products is made of the combination structure, such as solid roll or sleeve-like roll consisting of the outside layer 1, the intermediate layer 3 and the inside layer 2. The outside layer 1 of the roll is made of the wear resistant cast iron contg., by weight% 1.0 to 3.0% C, 0.1 to 2.0% Si, 0.1 to 2.0% Mn, 3.0 to 10.0% Cr, 0.1 to 9.0% Mo, 1.5 to 10.0% W, 0.5 to 10.0% Co and 3.0 to 10.0% in total of one or two kinds of V and Nb. The intermediate layer 3 is made of the high-carbon cast steel contg. 1.0 to 2.5% C, 0.2 to 3.0% Si, 0.2 to 1.5% Mn, <=4% all of Cr, Ni and Mo, further <=12% in total of W, V and Nb and a small quantity of Co. The inside layer 2 is made of the flake graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron or graphite steel.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は鉄鋼圧延用等の複合ロー
ルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite roll for rolling steel and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】複合ロールには、耐摩耗材で形成された
圧延使用層たる外層に強靭材によって形成された中実状
内層(軸芯部) を溶着したものや、図1に示すように外
層1 と内層2 との間に中間層3 を介在させたものがあ
る。尚、図2に示すように、円筒形ロールはスリーブロ
ールとも呼ばれ、通常、ロール軸に焼きばめ等により固
着され、組み立てられて圧延に供される。
2. Description of the Related Art A composite roll is one in which a solid inner layer (axial core portion) formed of a tough material is welded to an outer layer which is a layer used for rolling formed of wear resistant material, and an outer layer 1 as shown in FIG. There is an intermediate layer 3 interposed between the inner layer 2 and the inner layer 2. Note that, as shown in FIG. 2, the cylindrical roll is also called a sleeve roll, and is usually fixed to the roll shaft by shrink fitting or the like, assembled, and then used for rolling.

【0003】前記中間層3 は、外層1 と内層2 とを直接
溶着した場合に生じる、外層1 から内層2 への高合金元
素の混入を防止し、内層の強靭性劣化防止のために形成
されるものである。従来、耐摩耗性に優れた外層材とし
て、特公昭58−30382 号公報、特公昭61−16415 号公報
に開示されているように、Crを10〜25%含有した高ク
ロム鋳鉄や耐焼付性をも改善した黒鉛晶出高クロム鋳鉄
が使用されている。
The intermediate layer 3 is formed to prevent mixing of high alloying elements from the outer layer 1 to the inner layer 2 which would occur when the outer layer 1 and the inner layer 2 are directly welded, and to prevent deterioration of the toughness of the inner layer. It is something. As disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-30382 and Japanese Patent Publication No. 61-16415, high chromium cast iron containing 10 to 25% of Cr and seizure resistance have been conventionally used as outer layer materials having excellent wear resistance. A high-chromium cast iron with crystallized graphite is also used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】近年、圧延条件が苛酷
になり、より高い耐摩耗性が要求されるようになった。
このため、前記公報に言及されているように、高クロム
鋳鉄や黒鉛晶出高クロム鋳鉄にNb,Vの一種又は二種
を合計で2%以下添加して、その微細炭化物を結晶核と
して生成させ、これによって組織の微細化、緻密化を図
り、もって耐摩耗性の向上が図られている。しかし、耐
摩耗性の向上の要求に十分応えているとはいえないのが
実情である。
In recent years, rolling conditions have become more severe, and higher wear resistance has been required.
For this reason, as mentioned in the above publication, one or two kinds of Nb and V are added to high chromium cast iron or graphite crystallized high chromium cast iron in a total amount of 2% or less to generate fine carbides as crystal nuclei. As a result, the structure is made finer and denser, and the wear resistance is improved. However, in reality, it cannot be said that the demand for improvement in wear resistance is sufficiently satisfied.

【0005】一方、鉄鋼圧延における耐摩耗性を大幅に
改善するには、材質中にWを多量に添加すればよいと考
えられる。しかしながら、複合ロールの外層は、主とし
て遠心力鋳造によって鋳造されることから、Wが比重差
により分離し、周方向に偏析が生じて均一な材質が得難
いという問題がある。本発明はかかる問題に鑑みなされ
たもので、耐摩耗性に優れかつ均一材質の外層を備えた
鉄鋼圧延用等の複合ロールを提供することを目的とす
る。
On the other hand, it is considered that a large amount of W should be added to the material in order to greatly improve the wear resistance in steel rolling. However, since the outer layer of the composite roll is mainly cast by centrifugal casting, there is a problem that W is separated due to the difference in specific gravity, segregation occurs in the circumferential direction, and it is difficult to obtain a uniform material. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a composite roll for rolling steel and the like, which has an outer layer made of a uniform material having excellent wear resistance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の複合ロールは、
外層と中間層、中間層と内層とが相互に溶着して構成さ
れており、前記外層は、化学組成が重量%で、 C:1.0 〜3.0 %、 Si:0.1 〜2.0 %、 Mn:0.1 〜2.0 %、 Cr:3.0 〜10.0%、 Mo:0.1 〜9.0 %、 W :1.5 〜10.0%、 V, Nb:一種又は二種の総計で3.0 〜10.0%、 Co:0.5 〜10.0%、 および残部実質的にFeからなり、前記中間層はC:1.
0 〜2.5 %含有した特定組成の高炭素鋳鋼からなり、前
記内層は片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又は黒鉛鋼により
形成されている。また、外層成分には、前記外層合金成
分のほかに、Al, Ti,Zr:各々0.01〜0.50%の内
の一種又は二種以上、又は及びB:0.01〜0.50%を含有
することができる。
The composite roll of the present invention comprises:
An outer layer and an intermediate layer, and an intermediate layer and an inner layer are welded to each other, and the outer layer has a chemical composition by weight of C: 1.0 to 3.0%, Si: 0.1 to 2.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Cr: 3.0 to 10.0%, Mo: 0.1 to 9.0%, W: 1.5 to 10.0%, V, Nb: 3.0 to 10.0% in total of one or two kinds, Co: 0.5 to 10.0%, and balance balance It consists essentially of Fe and the intermediate layer is C: 1.
It is made of high carbon cast steel having a specific composition containing 0 to 2.5%, and the inner layer is made of flake graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron or graphite steel. Further, the outer layer component may contain, in addition to the outer layer alloy component, one or more of Al, Ti, and Zr: 0.01 to 0.50% each, or B: 0.01 to 0.50%.

【0007】[0007]

【作用】本発明の複合ロールに係る外層は、Cr, M
o,W,Nb,V,FeおよびCが相互に結合した高硬
度の複合炭化物が基地中に存在するため、またCoの作
用による基地の強化により、常温および高温における硬
度が向上し、耐摩耗性が飛躍的に向上する。このため、
従来の高クロム鋳鉄等と同程度の寿命を確保する場合、
外層厚さは鋳込み厚さで80mm程度以下すなわち従来の厚
さの80%程度と薄くてもよいため、高価な合金を多量に
含む外層材の使用量が少なくて済む。また、外層は高ク
ロム鋳鉄等と同様、焼入れ熱処理が施されて高硬度が付
与される。この際、本発明に係る外層材は高硬度であ
り、高クロム鋳鉄等に比べて残留応力が高くなるが、外
層を薄くすることができるため、残留応力を低く抑える
ことができ、耐事故性を改善することができる。また、
鋳込み厚さを80mm程度以下に薄くすることができるた
め、急冷凝固することができ、マクロ偏析が生じにく
く、また微細組織になり、耐摩耗性が更に向上する。一
方、外層を厚く形成する場合でも、質量の大きいWを10
%以下に抑えたので、偏析が比較的生じ易い遠心力鋳造
により外層を鋳造形成しても、マクロ偏析は生じにく
く、組織の均一性に優れる。
The outer layer of the composite roll of the present invention is made of Cr, M
Oxide, W, Nb, V, Fe and C are bonded to each other to form a high hardness composite carbide in the matrix, and the matrix is strengthened by the action of Co to improve the hardness at normal temperature and high temperature, resulting in wear resistance. It dramatically improves your sex. For this reason,
To ensure the same life as conventional high chromium cast iron,
The thickness of the outer layer may be as thin as about 80 mm or less, that is, about 80% of the conventional thickness, so that the outer layer material containing a large amount of expensive alloy can be used in a small amount. Further, like the high chromium cast iron, the outer layer is subjected to quenching heat treatment to impart high hardness. At this time, the outer layer material according to the present invention has a high hardness and has a higher residual stress as compared with high chromium cast iron and the like, but since the outer layer can be thinned, the residual stress can be suppressed to a low level and the accident resistance can be improved. Can be improved. Also,
Since the casting thickness can be reduced to about 80 mm or less, rapid solidification can be achieved, macro segregation hardly occurs, a fine structure is formed, and abrasion resistance is further improved. On the other hand, even if the outer layer is formed thick, W with a large mass is
%, The segregation is relatively easy to occur. Even if the outer layer is formed by centrifugal casting, macro segregation hardly occurs and the uniformity of the structure is excellent.

【0008】特定組成の高炭素鋳鋼により、外層と内層
との間に中間層を形成したので、外層の高合金成分が内
層に混入して、その強靭性を劣化するのを防止すること
ができる。また、中間層と内層との境界部は低合金とな
るので、炭化物層の形成が抑制され、境界強度の向上を
図ることができる。また、外層のオーステナイト熱処理
の際、内層の温度上昇を防止することができ、内層材質
の強靭性劣化を防止しつつ、外層のみを1100℃以上の高
温に加熱することができる。また、本発明の中間層組成
では、外層の焼入れ時にマルテンサイト変態することが
ないので、外層に焼入れ熱処理を施しても、過大な残留
応力が生じることがなく、耐事故性に優れる。
Since the intermediate layer is formed between the outer layer and the inner layer by the high carbon cast steel having the specific composition, it is possible to prevent the high alloy component of the outer layer from being mixed into the inner layer and deteriorating its toughness. .. Moreover, since the boundary portion between the intermediate layer and the inner layer is made of a low alloy, the formation of the carbide layer is suppressed, and the boundary strength can be improved. Further, during the austenite heat treatment of the outer layer, it is possible to prevent the temperature rise of the inner layer, and it is possible to heat only the outer layer to a high temperature of 1100 ° C. or higher while preventing deterioration of the toughness of the material of the inner layer. Further, in the composition of the intermediate layer of the present invention, martensite transformation does not occur during quenching of the outer layer, so that even if quenching heat treatment is applied to the outer layer, excessive residual stress does not occur, resulting in excellent accident resistance.

【0009】また、内層を片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄
又は黒鉛鋼すなわち、黒鉛の晶出した鉄鋼材で形成した
ので、ヤング率を 19000kg/mm2 程度以下とすることが
でき、過負荷時にロールの偏平化によって負荷を吸収
し、耐事故性を向上することができる。また、低温歪取
り焼鈍によって、外層熱処理時の残留応力を軽減するこ
とができる。また、熱伝導性ひいては放熱性に優れ、圧
延時のロールの熱変形を防止することができる。又、良
好な靭性を有するため、衝撃的な圧延トルクに対しても
耐えることができる。
Further, since the inner layer is made of flake graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron or graphite steel, that is, a steel material in which graphite is crystallized, the Young's modulus can be about 19000 kg / mm 2 or less, and when overloaded. By flattening the roll, the load can be absorbed and accident resistance can be improved. Further, the low temperature strain relief annealing can reduce the residual stress during the heat treatment of the outer layer. In addition, it has excellent thermal conductivity and thus heat dissipation, and can prevent thermal deformation of the roll during rolling. Further, since it has good toughness, it can withstand shocking rolling torque.

【0010】[0010]

【実施例】まず、本発明の複合ロールの外層に使用され
る耐摩耗鋳鉄材の化学組成の限定理由について説明す
る。以下、成分の単位はすべて重量%である。 C:1.0 〜3.0 % Cは主としてFeおよびCrと結合してM7 3 型の高
硬度複合炭化物を形成すると共に、Cr, Mo, V, N
b, Wと結合してMC型,M6 C型,M2 C型等の高硬
度複合炭化物をも形成する。この高硬度複合炭化物形成
のために、 1.0%以上のC%が必要である。一方、 3.0
%を越えてCが含有されると炭化物量が増すと共に脆く
なり、耐クラック性が劣化するため、 3.0%以下とす
る。 Si:0.1 〜2.0 % Siは本発明材が鋳造合金であるため、湯流れ性の確保
のために必要な元素であり、同時に又、使用原材料から
0.1%程度は不可避的に含有される。しかし、2.0%を
越えると靭性の低下を招くため好ましくない。 Mn:0.1 〜2.0 % Mnは硬化能を増し、また、Sと結合してMnSを生成
し、Sによる脆化を防ぐ元素であり、同時に使用原材料
から 0.1%程度は不可避的に含有される。しかし、 2.0
%を越えると靭性の低下を招くため好ましくない。 Cr:3.0 〜10.0% CrはFe, Mo, V, Nb, Wと共にCと結合して、
高硬度複合炭化物を形成して高温に於ける耐摩耗性の向
上に寄与する。また、一部は基地中に固溶して焼入れ性
および耐摩耗性を改善する。 3.0%未満ではこれらの効
果が少なく、耐摩耗性改善が期待できない。一方、10.0
%を越えて含有されると靭性の劣化を来すため好ましく
ない。 Mo:0.1 〜9.0 % MoはFe, Cr, V, Nb, Wと共にCと容易に結合
して、主としてM7 3 型, M6 C型, M2 C型複合炭
化物を形成し、常温および高温硬度を高めて耐摩耗性の
向上に寄与する。MoはWに比較して少量添加でその効
果を発揮する。このさい、 0.1%未満では所期の耐摩耗
性を得ることができず、一方、 9.0%を越えると靭性の
低下を来し好ましくない。 W:1.5 〜10.0% Wも同様にFe, Cr, Mo,V, Nbと共にCと容易
に結合して複合炭化物を形成し、常温および高温硬度を
高めて耐摩耗性の向上に寄与する。 1.5%未満では所期
の耐摩耗性を得ることができず、一方、10.0%を越える
と靭性の低下を来し、耐ヒートクラック性を悪化させ
る。また、遠心力鋳造の際、マクロ偏析を生成し易くさ
せる。このため10.0%以下とする。 V, Nb:一種又は二種の総計で0.3 〜10.0% VはNbと同様にFe, Cr, Mo, Wと共にCと容易
に結合して、主としてMC型の複合炭化物を形成し、常
温および高温硬度を高めて耐摩耗性の向上に寄与する。
また、このMC型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成す
るため、基地の塑性変形を抑止し、機械的性質、さらに
は耐クラック性の向上にも寄与する。単独または二種を
複合して 3.0%以上添加しないとかかる効果は現れにく
い。しかし、添加量が10.0%を越えると靭性の低下を招
来すると共に、遠心力鋳造の際、マクロ偏析を生成し易
くなる。このため、10.0%以下とする。 Co:0.5 〜10.0% Coは本発明を特徴づける重要な元素であり、基地を改
善する上で大きな効果がある。CoはCの拡散を抑制す
る特殊な作用があり、炭化物の形成には無関係に基地に
固溶して強靭性を増すと共に、高温硬さと耐摩耗性を向
上する効果がある。また、Coは炭化物生成元素のオー
ステナイト中への固溶量を増大させるため、基地の硬さ
と焼戻し抵抗が増大する。これらの効果を期待するには
0.5%以上の含有が必要であるが、10.0%を超えて添加
してもその効果が飽和し、かつ、高価な元素であるの
で、 0.5〜10.0%とする。なお、高合金の鋳鉄材料を遠
心力鋳造によって鋳造し、複合ロールを製作する場合、
炭化物の分布に不均一性ができ易く、鋳造条件の適正化
が必要であるが、本発明のCoを含有する高合金材料の
場合、Coは上述のように炭化物の形成には無関係に基
地に固溶するため、炭化物の不均一性を大きくすること
なく上述の優れた効果を期待できる。
EXAMPLES First, the outer layer of the composite roll of the present invention was used.
The reasons for limiting the chemical composition of wear-resistant cast iron materials
It In the following, all units of components are% by weight. C: 1.0 to 3.0% C is mainly combined with Fe and Cr to form M7C3Mold high
In addition to forming hardness composite carbide, Cr, Mo, V, N
b, combined with W MC type, M6C type, M2High hardness such as C type
It also forms complex carbides. This high hardness composite carbide formation
Therefore, a C% of 1.0% or more is required. On the other hand, 3.0
If C is contained in excess of 10%, the amount of carbide increases and it becomes brittle.
Since the crack resistance deteriorates, 3.0% or less
It Si: 0.1-2.0% Since Si is a casting alloy of the present invention, it ensures the flowability of molten metal.
Is an element necessary for, and at the same time, from the raw materials used
 About 0.1% is inevitably contained. But 2.0%
If it exceeds the range, toughness is deteriorated, which is not preferable. Mn: 0.1-2.0% Mn increases the curing ability and also combines with S to form MnS
However, it is an element that prevents embrittlement due to S, and at the same time it is a raw material used.
Therefore, about 0.1% is inevitably contained. But 2.0
%, It is not preferable because the toughness is deteriorated. Cr: 3.0-10.0% Cr combines with C together with Fe, Mo, V, Nb, W,
Improves wear resistance at high temperature by forming high hardness composite carbide
Contribute to the above. In addition, some are solid-solved in the base and hardenable.
And improve wear resistance. Below 3.0%, these effects
There are few fruits, and improvement in wear resistance cannot be expected. On the other hand, 10.0
%, The toughness of the steel will deteriorate.
Absent. Mo: 0.1-9.0% Mo easily combines with C along with Fe, Cr, V, Nb, and W.
And mainly M7C 3Mold, M6C type, M2C type composite coal
To increase wear resistance by increasing the hardness at room temperature and high temperature.
Contribute to improvement. Mo is effective when added in a small amount compared to W
Exert fruit. In this case, if it is less than 0.1%, the desired wear resistance
Toughness cannot be obtained, while if it exceeds 9.0%, toughness
It is not preferable because it will decrease. W: 1.5-10.0% W is also easily C with Fe, Cr, Mo, V, and Nb.
To form complex carbides,
It contributes to the improvement of abrasion resistance. Expected if less than 1.5%
Wear resistance cannot be obtained, while exceeding 10.0%
And toughness decrease, and heat crack resistance deteriorates.
It Also, it is easy to generate macrosegregation during centrifugal casting.
Let Therefore, it is set to 10.0% or less. V, Nb: One or two in total 0.3-10.0% V is easy to be C together with Fe, Cr, Mo, W like Nb
To form mainly MC-type composite carbides.
It contributes to the improvement of wear resistance by increasing the temperature and high temperature hardness.
Further, this MC type composite carbide is formed in a branch shape in the thickness direction.
Therefore, the plastic deformation of the base is suppressed, the mechanical properties,
Also contributes to the improvement of crack resistance. Single or two
This effect will not appear unless combined with 3.0% or more.
Yes. However, if the addition amount exceeds 10.0%, the toughness is reduced.
And easy to generate macro-segregation during centrifugal casting
Become Therefore, the amount is 10.0% or less. Co: 0.5-10.0% Co is an important element that characterizes the present invention, and the base is modified.
It has a great effect on doing good. Co suppresses diffusion of C
It has a special effect that
Improves toughness by forming a solid solution and improves high temperature hardness and wear resistance.
There is an effect to improve. In addition, Co is an element of a carbide-forming element.
The hardness of the matrix is increased to increase the amount of solid solution in the stenite.
And the tempering resistance increases. To expect these effects
 It is necessary to contain 0.5% or more, but added over 10.0%
However, the effect is saturated and it is an expensive element.
Then, 0.5 to 10.0%. Note that high alloy cast iron materials
When casting by composite casting to make a composite roll,
The distribution of carbides is likely to be non-uniform, and casting conditions are optimized
Of the high alloy material containing Co of the present invention.
In this case, Co is a group that is independent of the formation of carbides as described above.
Greater non-uniformity of carbides as it forms a solid solution in the ground
Nonetheless, the above-mentioned excellent effect can be expected.

【0011】本発明外層の耐摩耗鋳鉄材は以上の合金成
分のほか残部がFeおよび不純物で形成される。尚、
P, Sは原料より不可避的に混入するが、材質を脆くす
るので少ない程望ましく、P:0.2 %以下、S:0.1 %
以下に止めておくのがよい。本発明に係る外層の耐摩耗
鋳鉄材には、前記合金成分のほかに、下記組成範囲のA
l, Ti,Zrの内の一種又は二種以上、又は及びBを
含有するものを含む。 Al, Ti,Zr:各々0.01〜0.50% Al, Ti,Zrは溶湯中で酸化物を生成して、溶湯中
の酸素含有量を低下させ、製品の健全性を向上させると
共に、生成した酸化物が結晶核として作用するために凝
固組織の微細化に効果がある。0.01%未満ではこの効果
は十分ではなく、一方、0.50%を越えて含有されると介
在物となって残留し、好ましくない。尚、Al, Ti,
Zrは、本発明では主として鋳造組織の微細化による耐
摩耗性改善のために添加されるものであり、単に脱ガス
を目的として添加されるものではない。 B:0.01〜0.50% Bは溶湯中の酸素と結合して、脱酸効果を示す。その
他、生成した酸化物を核とする凝固組織の微細化効果、
および基地中に溶け込んだBによる焼入れ性の増大効果
を有する。圧延ロールのような大質量の鋳物の場合、冷
却温度を速くすることが困難な場合があるが、焼入れ性
の増大によって、焼入れ組織を得易くなる。0.01未満で
はこのような効果が十分ではなく、一方0.50%を越える
と材質が脆くなり好ましくない。
In the wear resistant cast iron material of the outer layer of the present invention, the balance is formed by Fe and impurities in addition to the above alloy components. still,
P and S are inevitably mixed in from the raw material, but they are desirable because they make the material brittle, so it is preferable that they are less than P: 0.2%, S: 0.1%
It is better to stop below. The wear-resistant cast iron material of the outer layer according to the present invention contains, in addition to the above alloy components, A of the following composition range:
One, two or more of 1, Ti, and Zr, or those containing B are included. Al, Ti, Zr: 0.01 to 0.50% each Al, Ti, Zr forms an oxide in the melt, reduces the oxygen content in the melt, improves the soundness of the product, and forms the oxide. Acts as a crystal nucleus, which is effective for refining the solidified structure. If it is less than 0.01%, this effect is not sufficient, while if it exceeds 0.50%, it remains as inclusions, which is not preferable. In addition, Al, Ti,
In the present invention, Zr is mainly added to improve wear resistance by refining the cast structure, and is not simply added for degassing. B: 0.01 to 0.50% B combines with oxygen in the molten metal to show a deoxidizing effect. In addition, the effect of refining the solidified structure with the generated oxide as the core,
Also, it has the effect of increasing the hardenability due to B dissolved in the matrix. In the case of a large-mass casting such as a rolling roll, it may be difficult to increase the cooling temperature, but the increased hardenability makes it easier to obtain a hardened structure. If it is less than 0.01, such an effect is not sufficient, while if it exceeds 0.50%, the material becomes brittle, which is not preferable.

【0012】次に本発明複合ロールの内層材について説
明する。内層材としては、下記の理由により黒鉛が晶出
した材料、具体的には片状黒鉛鋳鉄(FCと略記) 、球
状黒鉛鋳鉄(DCIと略記) 、黒鉛鋼(SGSと略記)
を用いる。 黒鉛晶出材を用いる理由 圧延使用時には、過負荷状態の発生(例えば、2枚
板噛み) は避けられないが、外層材のヤング率は 21000
〜 23000kg/mm2 と高いため、外層材中に大きな応力が
発生する。中間層のヤング率は 20000〜 23000kgf /mm
2 であるが、層厚が25〜30mm程度と比較的薄いため、複
合化する内層材のヤング率が低ければ、過負荷時には、
ロールの偏平化によって内層材の方で負荷を吸収し得
る。
Next, the inner layer material of the composite roll of the present invention will be described. The inner layer material is a material in which graphite is crystallized for the following reasons, specifically, flake graphite cast iron (abbreviated as FC), spheroidal graphite cast iron (abbreviated as DCI), graphite steel (abbreviated as SGS).
To use. Reasons for using graphite crystallized material When rolling is used, an overload condition (for example, biting of two plates) cannot be avoided, but the Young's modulus of the outer layer material is 21000.
Since it is as high as ~ 23000kg / mm 2 , large stress is generated in the outer layer material. Young's modulus of the middle layer is 20000-23000kgf / mm
Is 2, since the layer thickness is relatively thin as about 25 to 30 mm, the lower the Young's modulus of the inner layer material to be complexed, during overload,
The flattening of the roll allows the inner layer material to absorb the load.

【0013】このため、内層材のヤング率を低くする方
が、使用時の安全性を増す。20000kg/mm2 未満のヤン
グ率とするためには、内層材は、黒鉛の晶出したもので
なければならない。 外層材は特殊合金が含まれており、また、焼戻し2
次硬化現象によって硬化するため、一般に残留応力の除
去がされ難い材料である。このため、複合ロールに対
し、外層材の硬化熱処理すると、外層材の変態による膨
張により、外層には圧縮応力、内層には引張応力が生じ
る。内層材の引張応力が過大になると、内層の破損や中
間層・内層の境界部での破断が生じ、ロールの破壊に至
る。
Therefore, lowering the Young's modulus of the inner layer material increases the safety during use. In order to have a Young's modulus of less than 20000 kg / mm 2 , the inner layer material must be crystallized from graphite. The outer layer material contains a special alloy and is tempered 2
Since it is hardened by the secondary hardening phenomenon, it is generally difficult to remove residual stress. Therefore, when the outer layer material is subjected to a hardening heat treatment on the composite roll, a compressive stress is generated in the outer layer and a tensile stress is generated in the inner layer due to expansion due to transformation of the outer layer material. When the tensile stress of the inner layer material becomes excessively large, the inner layer is broken or the boundary portion between the intermediate layer and the inner layer is broken, and the roll is broken.

【0014】破壊を防止するには、複合ロールに歪取り
焼鈍を施し、内層材の残留応力を解放すればよい。しか
し、600 ℃を越える高温歪取り焼鈍では外層の硬度低下
を招来する。従って、低温歪取り焼鈍により、内層材の
残留応力を解放する必要がある。このためには、内層材
は黒鉛が晶出したものがよい。尚、本発明の場合、低温
歪取り焼鈍は外層の焼戻し熱処理によりその目的を達成
することができる。 ロールは使用時に圧延材(1000℃前後) から熱を受
ける。ロールの熱変形を防止、所定形状を維持するには
放熱が良好でなければならない。従って、内層は熱の伝
導が良くなければならない。そのため内層材として黒鉛
晶出材が好適である。 ロールのネック部には、ベンディング力とモーター
トルクに耐える強度が必要である。衝撃的な荷重もある
ことから、強度とともに靭性も重要である。黒鉛を晶出
させることにより、靭性を向上させることができる。
In order to prevent the destruction, the composite roll may be subjected to strain relief annealing to release the residual stress of the inner layer material. However, high temperature strain relief annealing exceeding 600 ° C causes a decrease in hardness of the outer layer. Therefore, it is necessary to release the residual stress of the inner layer material by low temperature strain relief annealing. For this purpose, the inner layer material is preferably graphite crystallized. In the case of the present invention, the low temperature strain relief annealing can achieve its purpose by the tempering heat treatment of the outer layer. The roll receives heat from the rolled material (around 1000 ° C) during use. To prevent thermal deformation of the roll and maintain a predetermined shape, heat radiation must be good. Therefore, the inner layer must have good heat conduction. Therefore, a graphite crystallized material is suitable as the inner layer material. The roll neck must be strong enough to withstand bending forces and motor torque. Since there are impact loads, toughness is important as well as strength. By crystallizing graphite, toughness can be improved.

【0015】次に、複合ロールの内層を形成する各種内
層材の特徴および好ましい組成(単位wt%) について説
明する。内層は叙上の通り、黒鉛を含むことが必要であ
るが、外層と内層との溶着時に外層の高合金成分の混入
が必然的に生じる。この点を考慮して組成を決定する必
要がある。 (1) FCの場合 FCは鋳造性が良好で、ヤング率が10000 〜15000 kg/
mm2 と低く、又黒鉛の形態が片状であるため、残留応力
の除去が容易で、熱伝導率も高い。また、加工性も良好
で、中空ロールの内層材として用いた場合、内面加工が
容易である。もっとも、強度は30kg/mm2 程度が限度で
あるため、圧延荷重の大きな条件下で使用する複合ロー
ルには適さない。尚、下記組成のFCの固相線は1130〜
1170℃である。
Next, the characteristics and preferable composition (unit: wt%) of various inner layer materials forming the inner layer of the composite roll will be described. As described above, the inner layer needs to contain graphite, but when the outer layer and the inner layer are welded, a high alloy component of the outer layer is inevitably mixed. It is necessary to determine the composition in consideration of this point. (1) In the case of FC, FC has good castability and Young's modulus of 10000 to 15000 kg /
Since it is as low as mm 2, and the graphite is in the form of flakes, residual stress can be easily removed and the thermal conductivity is high. Further, the workability is also good, and when used as the inner layer material of the hollow roll, the inner surface processing is easy. However, since the strength is limited to about 30 kg / mm 2 , it is not suitable for composite rolls used under conditions of large rolling load. The solidus of FC with the following composition is 1130-
It is 1170 ° C.

【0016】以下に好ましい組成例と限定理由を示す。 C:2.5 〜4.0 % Cは黒鉛を晶出させるために必要であり、 2.5%未満で
は黒鉛量が少ない。一方、4.0 %を越えると黒鉛量が過
多となり、強度が低下する。 Si:0.8 〜2.5 % Siは黒鉛晶出を助長する作用をなし、 0.8%未満では
黒鉛化が不充分である。一方、 2.5%を越えると基地が
脆くなる。
Preferred composition examples and reasons for limitation are shown below. C: 2.5 to 4.0% C is necessary for crystallizing graphite, and if less than 2.5%, the amount of graphite is small. On the other hand, if it exceeds 4.0%, the amount of graphite becomes excessive and the strength decreases. Si: 0.8 to 2.5% Si acts to promote crystallization of graphite, and if it is less than 0.8%, graphitization is insufficient. On the other hand, if it exceeds 2.5%, the base becomes brittle.

【0017】Mn:0.2 〜1.5 % Mnは基地の強化と共にSの害を防ぐ作用がある。 0.2
%未満ではその作用がほとんど期待できない。一方、
1.5%を越えると材質が脆くなる。 P, S:各々0.2 %以下 P, Sは不純元素であるため少ない程よく、 0.2%以下
に止めるのがよい。
Mn: 0.2-1.5% Mn has the function of strengthening the matrix and preventing the damage of S. 0.2
If it is less than%, the effect can hardly be expected. on the other hand,
If it exceeds 1.5%, the material becomes brittle. P and S: 0.2% or less of each P and S are impure elements, so the smaller the better, the better it is to keep the content to 0.2% or less.

【0018】低濃度のものは高コストになるため、経済
性を考慮すると、0.01%程度以上の含有は止むを得ない
であろう。 Ni:3.0 %以下 Niは黒鉛化と基地の強化のために有効であるが、 3.0
%を越えると未変態組織が残留し易くなり、強度が劣化
する。
Since low-concentration ones are expensive, it is unavoidable to contain them in an amount of about 0.01% or more in consideration of economical efficiency. Ni: 3.0% or less Ni is effective for graphitization and strengthening of the matrix, but 3.0
If it exceeds%, the untransformed structure tends to remain and the strength deteriorates.

【0019】Cr, Mo:各々2.0 %以下 Cr, Moは基地の強化作用があるが、多過ぎると黒鉛
化を阻害させる。基地強化のためには、 0.1%以上含有
させることが望ましい。一方、黒鉛化の阻害を防止する
には、外層からの混入量を含めて 2.0%以下に止める必
要がある。
Cr and Mo: 2.0% or Less Each Cr and Mo have a strengthening effect on the matrix, but if they are too much, they inhibit graphitization. To strengthen the base, it is desirable to contain 0.1% or more. On the other hand, in order to prevent the inhibition of graphitization, it is necessary to limit the content to 2.0% or less including the amount mixed from the outer layer.

【0020】W, V, Nb:総計で4.0 %以下 これらの元素は外層から必然的に混入する。W, V, N
bは内層材質改善作用はない。従って、これらの元素は
不純物として解釈され、内層材の機械的性質を劣化させ
ない範囲として、4%まで許容される。尚、外層にA
l, Ti,Zr,Bを含む場合、これらの元素も中間層
を介して内層に必然的に混入するが微量であるため、材
質上ほとんど問題にはならない。また、Coも必然的に
混入するが、Coは内層材質を劣化させないので特に制
限されない。
W, V, Nb: 4.0% or less in total These elements are inevitably mixed from the outer layer. W, V, N
b has no effect of improving the material quality of the inner layer. Therefore, these elements are interpreted as impurities, and up to 4% is allowed as a range that does not deteriorate the mechanical properties of the inner layer material. A on the outer layer
In the case of including 1, Ti, Zr, and B, these elements are inevitably mixed in the inner layer through the intermediate layer, but the amount thereof is very small, so that there is almost no problem in terms of material. Further, Co is inevitably mixed, but Co is not particularly limited because it does not deteriorate the material of the inner layer.

【0021】FCは以上の成分の他、残部実質的にFe
で形成される。尚、中間層に溶着する前すなわち鋳込前
の溶湯組成範囲を下記に例示する。溶湯組成は溶着後に
上記内層組成となるように、中間層からの成分混入量が
考慮されて決定される。 C :2.5 〜4.0 %、 Si:0.8 〜2.5 %、 Mn:0.2 〜1.5 %、 P :0.2 %以下、 S :0.2 %以下、 Ni:3.0 %以下、 Cr:2.0 %以下、 Mo:2.0 %以下、 残部実質的にFe (2) DCIの場合 DCIは鋳造性が良好で、ヤング率が15000 〜19000 kg
/mm2 であり、黒鉛量も多い。更に、その黒鉛の形態
は、FCと異なり、球状であるため、強度および靭性も
優れている。また、加工性も良好である。このため内層
材として好適である。尚、特公昭59−52930 号公報、特
公昭59−52931 号公報に開示されているように、フェラ
イト・オーステナイト共存温度域(780 〜900 ℃) に加
熱保持後、200 〜800 ℃/Hrで急冷し、オーステナイ
トを微細パーライト化する熱処理により、基地組織がフ
ェライト・パーライトの2相混合組織となる。この組織
はクラックの進展、残留応力の除去効果に特に優れる。
前記2相混合組織化の熱処理は、複合ロールの外層の硬
化熱処理の前熱処理として行えばよい。尚、下記組成の
DCIの固相線は1130〜1170℃である。
In addition to the above components, FC consists essentially of Fe.
Is formed by. The composition range of the molten metal before welding to the intermediate layer, that is, before casting is exemplified below. The composition of the molten metal is determined in consideration of the amount of components mixed from the intermediate layer so that the composition of the inner layer is obtained after welding. C: 2.5 to 4.0%, Si: 0.8 to 2.5%, Mn: 0.2 to 1.5%, P: 0.2% or less, S: 0.2% or less, Ni: 3.0% or less, Cr: 2.0% or less, Mo: 2.0% or less. The balance is substantially Fe (2) DCI. DCI has good castability and Young's modulus of 15000 to 19000 kg.
/ Mm 2 and a large amount of graphite. Further, the shape of graphite is spherical, unlike FC, and therefore is excellent in strength and toughness. In addition, the workability is also good. Therefore, it is suitable as an inner layer material. As disclosed in JP-B-59-52930 and JP-B-59-52931, the material is heated and held in the ferrite / austenite coexistence temperature range (780 to 900 ° C) and then rapidly cooled at 200 to 800 ° C / Hr. Then, the matrix structure becomes a two-phase mixed structure of ferrite and pearlite by the heat treatment for converting austenite into fine pearlite. This structure is particularly excellent in the effects of crack development and residual stress removal.
The heat treatment of the two-phase mixed texture may be performed as a heat treatment before the heat treatment for hardening the outer layer of the composite roll. The solidus of DCI having the following composition is 1130-1170 ° C.

【0022】以下に好ましい組成例と限定理由を示す。 C :2.5 〜4.0 %、 Si:1.3 〜3.5 %、 Mn:0.2 〜1.5 %、 P :0.2 %以下、 S :0.2 %以下、 Ni:3.0 %以下、 Cr:2.0 %以下、 Mo:2.0 %以下、 W, V, Nb:総計で4%以下、 Mg:0.02〜0.1
%、 残部中間層から混入したCoおよび実質的にFe Si, Mg以外の成分限定理由はFCと同様のため、こ
の二成分について説明する。
Preferred composition examples and reasons for limitation are shown below. C: 2.5 to 4.0%, Si: 1.3 to 3.5%, Mn: 0.2 to 1.5%, P: 0.2% or less, S: 0.2% or less, Ni: 3.0% or less, Cr: 2.0% or less, Mo: 2.0% or less. , W, V, Nb: 4% or less in total, Mg: 0.02 to 0.1
%, Co mixed from the remaining intermediate layer and components other than substantially Fe 2 Si and Mg are the same as in FC, so these two components will be described.

【0023】Siは黒鉛化促進元素である。DCIは黒
鉛の球状化のため、Mgが含有される。Mgは強力な黒
鉛化阻害元素であるため、Mgの存在下で黒鉛化を図る
には、Si 1.3%以上必要である。一方、 3.5%を越え
ると、基地を脆くすると共に、多量のフェライトを析出
させ、強度も低下する。Mgは黒鉛を球状化させる作用
を有する。その作用を得るためには0.02%以上必要であ
る。一方、 0.1%を越えると、黒鉛化を阻害し、又鋳造
欠陥を発生させ易くする。
Si is a graphitization promoting element. DCI contains Mg due to spheroidization of graphite. Since Mg is a strong graphitization inhibiting element, 1.3% or more of Si is required to achieve graphitization in the presence of Mg. On the other hand, if it exceeds 3.5%, the matrix becomes brittle and a large amount of ferrite precipitates, resulting in a decrease in strength. Mg has a function of making graphite spherical. 0.02% or more is necessary to obtain the effect. On the other hand, if it exceeds 0.1%, graphitization is hindered and casting defects are easily generated.

【0024】尚、外層に溶着する前のDCIの好適な溶
湯組成を下記に例示する。 C :2.5 〜4.0 %、 Si:1.3 〜3.5 %、 Mn:0.2 〜1.5 %、 P :0.2 %以下、 S :0.2 %以下、 Ni:3.0 %以下、 Cr:2.0 %以下、 Mo:2.0 %以下、 Mg:0.02〜0.1 %、 残部実質的にFe (3) SGSの場合 SGSはヤング率が17000 〜20000 kg/mm2 と高く、ま
た黒鉛量も少ないため、残留応力は比較的除去され難
い。また、鋳造性もあまり良好ではなく、大きな押湯等
を必要とする。しかし、強度は40kg/mm2 以上と優れて
おり、また靭性にも優れているので、大きなベンダー荷
重等が働く苛酷な使用条件で用いられるロールには最適
である。また、固相線(下記組成のSGSの場合) が11
70〜1250℃とFC, DCIに比べて高いので、外層のオ
ーステナイト化熱処理の際に劣化しにくい利点がある。
The suitable molten metal composition of DCI before welding to the outer layer is illustrated below. C: 2.5 to 4.0%, Si: 1.3 to 3.5%, Mn: 0.2 to 1.5%, P: 0.2% or less, S: 0.2% or less, Ni: 3.0% or less, Cr: 2.0% or less, Mo: 2.0% or less. , Mg: 0.02 to 0.1%, balance substantially Fe (3) SGS Since SGS has a high Young's modulus of 17000 to 20000 kg / mm 2 and a small amount of graphite, residual stress is relatively difficult to remove. Also, the castability is not very good, and a large feeder or the like is required. However, its strength is excellent at 40 kg / mm 2 or more, and its toughness is also excellent, so it is optimal for rolls used under severe operating conditions under which a large bender load is applied. Also, the solidus line (for SGS with the composition below) is 11
Since it is 70 to 1250 ° C, which is higher than that of FC and DCI, there is an advantage that it is less likely to deteriorate during the austenitizing heat treatment of the outer layer.

【0025】以下に好ましい組成例と限定理由を示す。 C :1.0 〜2.3 %、 Si:0.5 〜3.0 %、 Mn:0.2 〜1.5 %、 P :0.2 %以下、 S :0.2 %以下、 Ni:3.0 %以下、 Cr:2.0 %以下、 Mo:2.0 %以下、 W, V, Nb:合計で4.0 %以下、 残部中間層から混入したCoおよび実質的にFe C, Si以外の成分限定理由はFCと同様のため、この
二成分について説明する。
Preferred composition examples and reasons for limitation are shown below. C: 1.0 to 2.3%, Si: 0.5 to 3.0%, Mn: 0.2 to 1.5%, P: 0.2% or less, S: 0.2% or less, Ni: 3.0% or less, Cr: 2.0% or less, Mo: 2.0% or less. , W, V, Nb: 4.0% or less in total, Co mixed in from the remaining intermediate layer and components other than substantially Fe C, Si are the same as FC, so these two components will be explained.

【0026】Cは黒鉛を晶出させるために必要である。
1.0%未満では黒鉛の晶出は生じにくい。一方、 2.3%
を越えると黒鉛形状が崩れて、強度が低下する。Siは
黒鉛化のために必要である。 0.5%未満では黒鉛晶出は
困難となり、一方、 3.0%を越えると基地が脆くなる。
尚、外層に溶着する前のSGSの好適な溶湯組成を下記
に例示する。
C is necessary for crystallizing graphite.
If it is less than 1.0%, crystallization of graphite is unlikely to occur. On the other hand, 2.3%
If it exceeds, the shape of graphite will collapse and the strength will decrease. Si is necessary for graphitization. If it is less than 0.5%, crystallization of graphite becomes difficult, while if it exceeds 3.0%, the matrix becomes brittle.
The suitable molten metal composition of SGS before welding to the outer layer is exemplified below.

【0027】 C :1.0 〜2.3 %、 Si:0.5 〜3.0 %、 Mn:0.2 〜1.5 %、 P :0.2 %以下、 S :0.2 %以下、 Ni:3.0 %以下、 Cr:2.0 %以下、 Mo:2.0 %以下、 残部実質的にFe 次に、中間層について説明する。中間層は、外層の合金
成分が内層に混入するのを軽減することを目的の一つと
して形成されるが、それ自体も30kg/mm2 程度以上の強
度が必要である。強度が不足すると、外層と中間層との
境界部が破断し、外層が剥離する。従って、中間層には
外層から多量の合金成分が混入しても高強度な材質とす
る必要がある。かかる理由から、中間層材としては下記
組成の高炭素鋳鋼(ADと略記) が好適である。以下、
本発明に係る中間層材の組成と限定理由を示す。 C:1.0 〜2.5 % Cは強度向上に寄与するが、 1.0%未満では凝固点が高
くなり、溶着が不充分になり易い。一方、 2.5%を越え
ると炭化物が過多となり、材質が脆くなる。 Si:0.2 〜3.0 % Siは脱ガスの促進作用、湯流れ性の向上作用がある。
0.2%未満ではかかる作用が期待できず、一方、 3.0%
を越えると材質が脆化する。尚、高Si領域ではNi含
有量との関係で黒鉛の晶出が見られる場合があるが、材
質上問題はない。 Mn:0.2 〜1.5 % Mnは内層材のダクタイル鋳鉄と同様の理由によって上
記範囲に限定される。 Ni:4.0 %以下 Niは材質を強化する作用がある。しかし、 4.0%を越
えると作用が飽和すると共に未変態組織が生じ易くな
り、強度が劣化する。 Cr, Mo:各々 4.0%以下 Cr, Moは材質を強化する作用がある。しかし、 4.0
%を越えると機械的性質がかえって劣化するようにな
る。 W, V, Nb:総計で12%以下 これらの元素は中間層の材質を向上する作用はほとんど
ないが、外層からの混入は避けられない。中間層材質の
機械的性質を劣化させない範囲として、12%まで許容さ
れる。尚、外層にAl, Ti, Zr, Bを含む場合、こ
れらの元素も中間層に必然的に入ってくる。この場合、
同様の理由により、これらの元素を含めて統計で12%以
下とする。また、Coも外層から必然的に混入してくる
が、中間層材質を劣化させないので、特に制限されな
い。
C: 1.0 to 2.3%, Si: 0.5 to 3.0%, Mn: 0.2 to 1.5%, P: 0.2% or less, S: 0.2% or less, Ni: 3.0% or less, Cr: 2.0% or less, Mo: 2.0% or less, balance substantially Fe Next, the intermediate layer will be described. The intermediate layer is formed for the purpose of reducing the mixing of the alloy components of the outer layer into the inner layer, but the intermediate layer itself also needs strength of about 30 kg / mm 2 . When the strength is insufficient, the boundary between the outer layer and the intermediate layer is broken and the outer layer is peeled off. Therefore, the intermediate layer needs to be made of a material having high strength even if a large amount of alloying components are mixed from the outer layer. For this reason, high carbon cast steel (abbreviated as AD) having the following composition is suitable as the intermediate layer material. Less than,
The composition of the intermediate layer material according to the present invention and the reasons for limitation are shown below. C: 1.0 to 2.5% C contributes to the improvement of strength, but if it is less than 1.0%, the freezing point becomes high and the welding tends to be insufficient. On the other hand, if it exceeds 2.5%, the amount of carbide becomes excessive and the material becomes brittle. Si: 0.2 to 3.0% Si has an action of promoting degassing and an action of improving the flowability of molten metal.
If it is less than 0.2%, such an effect cannot be expected, while 3.0%
If it exceeds, the material becomes brittle. In the high Si region, crystallization of graphite may be observed in relation to the Ni content, but there is no problem in terms of material. Mn: 0.2 to 1.5% Mn is limited to the above range for the same reason as the ductile cast iron as the inner layer material. Ni: 4.0% or less Ni has the function of strengthening the material. However, if it exceeds 4.0%, the action is saturated and an untransformed structure is apt to occur, resulting in deterioration of strength. Cr, Mo: 4.0% or less for each Cr, Mo have the function of strengthening the material. But 4.0
If it exceeds%, the mechanical properties will rather deteriorate. W, V, Nb: 12% or less in total Although these elements have almost no effect on improving the material of the intermediate layer, mixing from the outer layer is inevitable. 12% is acceptable as a range that does not deteriorate the mechanical properties of the intermediate layer material. When the outer layer contains Al, Ti, Zr, and B, these elements also inevitably enter the intermediate layer. in this case,
For the same reason, statistically, including these elements, 12% or less. Co is also inevitably mixed from the outer layer, but it is not particularly limited because it does not deteriorate the material of the intermediate layer.

【0028】中間層材の成分は、以上の他、残部実質的
にFeで形成される。尚、P, Sは不純物であり、材質
を脆くするため少ない程よく、本発明においては、内層
材と同様、両者とも 0.2%以下に止めるのがよい。尚、
外層に溶着する前の溶湯組成範囲を下記に例示する。溶
湯組成は溶着後に上記中間層組成となるように、外層か
らの成分混入量が考慮されて決定される。
The components of the intermediate layer material are, in addition to the components described above, the balance being substantially Fe. It should be noted that P and S are impurities and should be as small as possible because they make the material brittle. In the present invention, both of them are preferably kept to 0.2% or less like the inner layer material. still,
The composition range of the molten metal before welding to the outer layer is exemplified below. The composition of the molten metal is determined in consideration of the amount of the components mixed from the outer layer so that the composition of the intermediate layer is obtained after welding.

【0029】 C :1.0 〜2.5 % 、 Si:0.2 〜3.0 %、 Mn:0.2 〜1.5 % 、 P :0.2 %以下、 S :0.2 %以下、 Ni:4.0 %以下、 Cr:4.0 %以下、 Mo:4.0 %以下、 残部実質的にFe 本発明では、外層と内層(軸芯部) との間に 1.0〜2.5
%Cの中間層を設けたので、内層に有害な合金元素が外
層から内層へ、溶着の際に直接混入するのを大幅に抑制
することができるほか、下記の効果を奏する。
C: 1.0 to 2.5%, Si: 0.2 to 3.0%, Mn: 0.2 to 1.5%, P: 0.2% or less, S: 0.2% or less, Ni: 4.0% or less, Cr: 4.0% or less, Mo: 4.0% or less, balance substantially Fe In the present invention, 1.0 to 2.5 between the outer layer and the inner layer (axial core).
Since the intermediate layer of% C is provided, it is possible to significantly suppress the harmful alloying elements from being mixed into the inner layer from the outer layer to the inner layer at the time of welding, and the following effects are exhibited.

【0030】外層の焼入れ熱処理の際、オーステナイト
化熱処理のため、外層を1100℃以上に加熱するのがよい
が、外層を1100℃以上に加熱しても内層への伝熱は中間
層を介して行われるため、熱量の調整により内層の温度
を1100℃以下に容易に抑えることができ、内層の溶損を
防止することができる。中間層は外層との溶着によっ
て、Cr, Mo, W, Vの濃度が高くなるが、それでも
これらの元素は外層よりも低く抑えられるので、外層と
内層を直接溶着させた時よりも、外層と中間層を溶着さ
せた後、中間層と内層を溶着させる方が、内層の溶着部
分の合金濃度は低くできる。このため、中間層を設けた
場合は内層との境界に炭化物層が形成されにくく、境界
強度が改善できる。
During the quenching heat treatment of the outer layer, it is preferable to heat the outer layer to 1100 ° C. or higher due to the austenitizing heat treatment. However, even if the outer layer is heated to 1100 ° C. or higher, heat transfer to the inner layer is conducted through the intermediate layer. Therefore, the temperature of the inner layer can be easily suppressed to 1100 ° C. or less by adjusting the amount of heat, and the melting loss of the inner layer can be prevented. The concentration of Cr, Mo, W, and V in the intermediate layer increases due to the welding with the outer layer, but since these elements can be kept lower than in the outer layer, the intermediate layer and the outer layer are more likely to be welded than the outer layer. By welding the intermediate layer and then the inner layer, the alloy concentration in the welded portion of the inner layer can be lowered. Therefore, when the intermediate layer is provided, the carbide layer is hard to form at the boundary with the inner layer, and the boundary strength can be improved.

【0031】また、本発明に係る中間層はロールの焼入
れ熱処理中にその大半がパーライト変態し、更に残部は
ベイナイト変態する。マルテンサイト変態は起こらない
か、起こしてもごくわずかの量である。このため、マル
テンサイト変態に伴う大きな膨張挙動がなく、ロールへ
の残留応力を大きくすることはない。尚マルテンサイト
変態を多量に起こすと、外層のマルテンサイト変態と合
わさって、外層・中間層に大きな圧縮の残留応力(軸方
向) 、内層にはそれに見合う大きな引張の残留応力(軸
方向) が働らき、内層が引張・破壊する。
Most of the intermediate layer according to the present invention undergoes pearlite transformation during the quenching heat treatment of the roll, and the rest undergoes bainite transformation. The martensitic transformation does not occur, or even if it occurs, it is a very small amount. Therefore, there is no large expansion behavior associated with the martensitic transformation, and the residual stress on the roll is not increased. When a large amount of martensitic transformation occurs, a large compressive residual stress (axial direction) acts on the outer and middle layers, and a large tensile residual stress (axial direction) acts on the inner layer in combination with the martensitic transformation of the outer layer. Lucky, the inner layer is pulled and broken.

【0032】本発明の複合ロールは、通常、中実状ロー
ルの場合、外層および中間層が遠心力鋳造された後、そ
の内部に内層(軸芯部) が静置鋳造される。また、スリ
ーブロールの場合、外層、中間層に引き続いて内層も遠
心力鋳造される。図3は横型遠心力鋳造装置を示してお
り、遠心力鋳造用金型4 は回転ローラ5,5 によって回転
自在に支持されており、溶湯は堰鉢6 から注湯樋7 を介
して金型4 内に鋳込まれる。8は湯止め用砂型である。
中実状の複合ロールを鋳造するには、まず、外層材溶湯
を回転する金型4 に鋳込み、それが凝固した後に、外層
1の内周面に中間層材溶湯を鋳込んで、中間層3 を遠心
力鋳造する。その後、外層1 と中間層3 とを内有した金
型4 を起立させ、その両端に軸芯部形成用の上型、下型
を連設して静置鋳型を構成し、その内部に内層材溶湯を
鋳込めばよい。該横型遠心力鋳造装置においては、金型
内に鋳込まれた溶湯の各部は金型の回転毎に上下動する
ため、Gの変動があり、またローラや金型の偏心や傷に
より振動が発生し易く、鋳込まれた外層材溶湯中の成分
は移動し易い。このため、厚肉の外層を鋳造する場合、
成分の移動により偏析が生じ易くなるので、通常、凝固
開始温度+70℃程度以下として比較的低温で鋳込むのが
よい。もっとも、本発明に係る外層材は高耐摩耗材であ
るために、摩耗しにくく、外層は比較的薄くてもよく、
鋳込厚さで80mm(望ましくは55〜70mm) 程度までは金型
により急冷されるため、前記温度より高温で鋳込んでも
偏析のおそれはほとんどない。尚、製品外層厚さとして
は中間層による溶解代20mm、加工代10mmを考慮すると50
mm(望ましくは25〜40mm) 程度となる。
In the case of the solid roll of the composite roll of the present invention, the outer layer and the intermediate layer are usually centrifugally cast, and then the inner layer (axial core portion) is statically cast therein. Further, in the case of the sleeve roll, the inner layer is centrifugally cast after the outer layer and the intermediate layer. FIG. 3 shows a horizontal centrifugal casting apparatus, in which a centrifugal casting die 4 is rotatably supported by rotating rollers 5 and 5, and molten metal is cast from a weir bowl 6 through a pouring trough 7. Cast in 4 8 is a sand mold for hot water stopper.
In order to cast a solid composite roll, first, the molten outer layer material is cast into a rotating die 4, and after it is solidified, the outer layer is melted.
The molten metal for the intermediate layer is cast on the inner peripheral surface of 1, and the intermediate layer 3 is centrifugally cast. After that, a mold 4 having an outer layer 1 and an intermediate layer 3 therein is erected, and an upper mold and a lower mold for forming a shaft core are continuously provided at both ends thereof to form a stationary mold, and an inner layer is provided inside the mold. Cast the molten metal. In the horizontal centrifugal casting apparatus, since each part of the molten metal cast in the mold moves up and down with each rotation of the mold, there is a change in G, and vibration occurs due to eccentricity and scratches on the rollers and the mold. It is easy to generate, and the components in the cast outer layer material melt easily move. Therefore, when casting a thick outer layer,
Since segregation tends to occur due to the movement of the components, it is usually preferable to cast at a relatively low temperature with the solidification start temperature + 70 ° C or lower. However, since the outer layer material according to the present invention is a high wear resistant material, it is hard to wear and the outer layer may be relatively thin,
The casting thickness is about 80 mm (preferably 55 to 70 mm), and since it is rapidly cooled by the mold, there is almost no risk of segregation even when casting is performed at a temperature higher than the above temperature. The thickness of the outer layer of the product is 50 when considering the melting margin of 20 mm and the machining margin of 10 mm due to the intermediate layer
mm (preferably 25 to 40 mm).

【0033】図4は立型遠心力鋳造装置を示しており、
遠心力鋳造用金型11の上下端には上型12、下型13が組み
立てられており、該鋳型は回転する基盤14に同心状に機
械的に固定されている。このため、堰鉢15を介して鋳型
内に鋳込まれ、遠心力の作用で金型11内面に上昇し付着
した外層材溶湯16は、Gの変動や振動を受けにくい。従
って、立型遠心力鋳造すれば、厚肉の外層を鋳造する場
合でも偏析が生じにくいため、より高温で鋳込むことが
でき、作業性の向上や異物の混入による鋳造欠陥の防止
に効果的である。尚、遠心力鋳造用金型11のみ基盤14に
固定し、外層および中間層を鋳造後、上型、下型を組み
立て、軸芯部を静置鋳造してもよいことは勿論である。
FIG. 4 shows a vertical centrifugal casting apparatus,
An upper die 12 and a lower die 13 are assembled on the upper and lower ends of a centrifugal force casting die 11, and the die is concentrically and mechanically fixed to a rotating base 14. For this reason, the outer layer material molten metal 16 cast into the mold through the weir bowl 15 and ascended to and adhered to the inner surface of the mold 11 by the action of centrifugal force is less susceptible to fluctuations in G and vibration. Therefore, if vertical centrifugal casting is used, segregation is less likely to occur even when casting a thick outer layer, and therefore casting can be performed at higher temperatures, which is effective in improving workability and preventing casting defects due to inclusion of foreign matter. Is. It is needless to say that only the centrifugal force casting die 11 may be fixed to the substrate 14, the outer layer and the intermediate layer may be cast, the upper die and the lower die may be assembled, and the shaft core may be statically cast.

【0034】本発明の外層耐摩耗鋳鉄材は、複合ロール
の外層として鋳造後、ロール全体を焼入れ温度(オース
テナイト化温度) から 400〜 650℃までの温度域を 150
℃/Hr以上の冷却速度で焼入れることにより、良好な
焼入れ組織を得ることができる。焼戻しは 500〜 600℃
の温度で1回ないし数回行なうとよい。本発明に係る外
層材は、オーステナイト化熱処理の際に基地中に固溶し
たMo, W, V, Nb等が焼戻し熱処理によって微細炭
化物として析出し、焼戻し2次硬化現象を生じるため、
高温硬度に優れる。
The outer layer wear-resistant cast iron material of the present invention is cast as the outer layer of a composite roll, and then the entire roll is heated from the quenching temperature (austenizing temperature) to 400 to 650 ° C. in a temperature range of 150.
By quenching at a cooling rate of ° C / Hr or higher, a good quenched structure can be obtained. Tempering is 500-600 ℃
It is advisable to carry out once or several times at the above temperature. In the outer layer material according to the present invention, since Mo, W, V, Nb, etc. which are solid-solved in the matrix during the austenitizing heat treatment are precipitated as fine carbides by the tempering heat treatment, a tempering secondary hardening phenomenon occurs,
Excellent in high temperature hardness.

【0035】外層の加熱方法としては、ロール全体を加
熱炉に入れて加熱する方法、外層外周面の回りに誘導加
熱コイルや多数のガスバーナを配置しておき、これらに
よって外層のみを急速加熱する方法がある。前者は昇温
に時間がかかり、外層表面に厚い酸化膜ができ、外層の
歩留りが低下する。更に、鋳鉄材質の内層の溶損を回避
して加熱するには1100℃(望ましくは1000℃) 以下の加
熱に止めなければならず、このため炭化物を基地中に十
分固溶させることが難しく、以後の熱処理によっても十
分な硬度が得難いという問題がある。これに対して、外
層のみの加熱方法によれば、中間層の形成と相まって、
外層を1100℃以上に、内層を1100℃未満に確実に止める
ことができるので、内層の部分溶融や、結晶粒の粗大化
による強度低下を防止することができる。また、内層
(軸芯部) の中心に向かうほど低温となるため、オース
テナイト化温度に加熱後、外層の熱を内部へ逃がすこと
ができ、焼入れの際、外層深部の冷却速度を大きくする
ことができる。
As a heating method for the outer layer, a method of heating the entire roll in a heating furnace, a method of arranging an induction heating coil and a number of gas burners around the outer peripheral surface of the outer layer and rapidly heating only the outer layer by these There is. In the former case, it takes time to raise the temperature, a thick oxide film is formed on the outer layer surface, and the yield of the outer layer decreases. Furthermore, in order to avoid the melting loss of the inner layer of the cast iron material and to heat it, it is necessary to stop the heating at 1100 ° C (desirably 1000 ° C) or less, and thus it is difficult to sufficiently dissolve the carbide in the matrix, There is a problem that it is difficult to obtain sufficient hardness even by the subsequent heat treatment. On the other hand, according to the heating method of only the outer layer, in combination with the formation of the intermediate layer,
Since the outer layer can be reliably kept at 1100 ° C. or higher and the inner layer can be kept at less than 1100 ° C., it is possible to prevent partial melting of the inner layer and strength reduction due to coarsening of crystal grains. Also, since the temperature becomes lower toward the center of the inner layer (axial core), the heat of the outer layer can be released to the inside after heating to the austenitizing temperature, and the cooling rate of the deeper layer of the outer layer can be increased during quenching. it can.

【0036】本発明の複合ロールは熱間圧延、冷間圧延
を問わず、圧延設備の圧延用ロールおよびその付帯設備
のピンチロールあるいは圧延材の搬送用ローラー等の、
耐摩耗性を要求されるロール、ローラーに適用される。
尚、圧延材としては、鉄鋼および非鉄金属のみならず非
金属をも対象とする。次に本発明の具体的実施例を掲げ
る。 (1) 内径φ 810mmの遠心力鋳造用金型に表1の外層材溶
湯を遠心力鋳造し、外層が完全に凝固した後引き続い
て、同表の中間層材溶湯を遠心力鋳造し、外層と中間層
とを溶着させた。鋳込量は肉厚で外層65mm、中間層30mm
とした。尚、実施例は試料No.1〜6であり、 No.7の従
来例の外層材は耐摩耗性を改善した高クロム鋳鉄材であ
る。表中の組成の単位は重量%、残部は実質的にFeで
ある。 (2) 中間層が完全に凝固するのを待って、金型の回転を
止め、外層および中間層を内有した金型を垂直に立て
て、両端に上型および下型を連設して、その内部に同表
に併せて示した内層材(軸芯材) 溶湯を鋳込んだ。
The composite roll of the present invention, whether hot-rolled or cold-rolled, includes a rolling roll for rolling equipment and a pinch roll for auxiliary equipment or a roller for conveying rolled material.
It is applied to rolls and rollers that require abrasion resistance.
As the rolled material, not only iron and steel and non-ferrous metals but also non-metals are targeted. Next, specific examples of the present invention will be described. (1) Centrifugal casting of the molten outer layer material shown in Table 1 into a die for centrifugal force casting with an inner diameter of φ 810 mm, and after the outer layer was completely solidified, the intermediate layer molten metal of the same table was subsequently centrifugally cast to form the outer layer. And the intermediate layer were welded together. The thickness of casting is 65 mm for the outer layer and 30 mm for the middle layer
And The examples are samples Nos. 1 to 6, and the outer layer material of the conventional example of No. 7 is a high chromium cast iron material with improved wear resistance. The unit of composition in the table is% by weight, and the balance is substantially Fe. (2) Wait until the middle layer is completely solidified, stop the rotation of the mold, stand the mold having the outer layer and the middle layer vertically, and connect the upper mold and the lower mold to both ends. The molten metal of the inner layer material (axial core material) shown in the table is cast inside.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】(3) 鋳造された複合ロールを粗加工した
後、実施例のロールに対しては、 600℃に均一に予熱
後、図5に示すように、ロールを水平に対向配置されか
つロール軸方向に沿って 250mmピッチで平行に列設され
たガスバーナ21間に回転自在に支持し、ロールを回転さ
せながら、外層の表面を加熱した。外層表面温度が1165
℃、内層の中心部の温度が 870℃となったところで加熱
を止めた。加熱に要した時間は 250分であった。熱伝導
の温度データより、本例の場合、内層外周面付近の温度
は 970℃と推定された。一方、従来のロールに対して
は、ロール全体を1050℃で5時間保持してオーステナイ
ト化した。 (4) 実施例および従来例のロールに対して、加熱停止
後、速やかに噴霧水冷を行い、ロール表面温度を 500℃
に急冷した後、常温まで放冷した。その後、550℃で20
時間保持する焼戻し熱処理を2回繰り返した。熱処理後
の外層表面硬度は、下記表2の通りであった。同表よ
り、実施例の外層は、従来例のそれに比べて、硬度の向
上が著しく、耐摩耗性に優れていることが分かる。尚、
外層表面の酸化状態を観察したところ、酸化層の厚さ
は、実施例では 0.5mm程度であったのに対して、従来例
では 3.0mm程度と著しかった。
(3) After rough-casting the cast composite roll, the rolls of the examples were uniformly preheated to 600 ° C., and then the rolls were arranged horizontally facing each other as shown in FIG. The outer surface of the outer layer was heated while being rotatably supported between the gas burners 21 arranged in parallel at a pitch of 250 mm along the axial direction and rotating the roll. Outer layer surface temperature is 1165
The heating was stopped when the temperature of the inner layer reached 870 ° C. The time required for heating was 250 minutes. In the case of this example, the temperature near the outer peripheral surface of the inner layer was estimated to be 970 ° C. from the temperature data of heat conduction. On the other hand, the conventional roll was austenitized by holding the whole roll at 1050 ° C. for 5 hours. (4) For the rolls of the example and the conventional example, after stopping heating, immediately perform water cooling with spray water to keep the roll surface temperature at 500 ° C.
After quenching to room temperature, it was allowed to cool to room temperature. Then 20 at 550 ℃
The tempering heat treatment for holding the time was repeated twice. The outer layer surface hardness after the heat treatment is shown in Table 2 below. From the table, it can be seen that the outer layer of the example is significantly improved in hardness and excellent in abrasion resistance as compared with that of the conventional example. still,
When the oxidation state of the outer layer surface was observed, the thickness of the oxide layer was about 0.5 mm in the example, whereas it was about 3.0 mm in the conventional example.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】(5) 胴表面を仕上加工した後、超音波探傷
試験によって溶着状況を確認したところ、いずれのロー
ルについても溶着は良好であった。次に、ロール胴部を
切断し、外層断面を目視観察したところ、いずれのロー
ルも成分の偏析は認められなかった。又、中間層の層厚
の中央部および内層(軸芯部) 中心部における成分を分
析した結果を表3に示す。同表より、実施例および従来
例とも内層における外層高合金成分の混入量は非常に少
ないことが分かる。
(5) After finishing the surface of the cylinder, the welding condition was confirmed by an ultrasonic flaw detection test, and it was found that the welding was good for all rolls. Next, when the roll body was cut and the cross section of the outer layer was visually observed, no segregation of the components was observed in any of the rolls. Table 3 shows the results of analyzing the components in the central portion of the thickness of the intermediate layer and the central portion of the inner layer (axial core portion). From the table, it can be seen that the mixing amount of the outer layer high alloy component in the inner layer is very small in both the example and the conventional example.

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】(6) また、各試料の内層から引張試験片を
採取し、引張試験を行った結果を表4に示す。同表よ
り、内層がDCIの実施例のNo.1および4〜6は従来例
の No.7に比して、高強度であり、従来例は実施例に比
して約20%の劣化が認められる。
(6) Further, Table 4 shows the results of tensile test by collecting tensile test pieces from the inner layer of each sample. From the table, Nos. 1 and 4 to 6 of the examples in which the inner layer is DCI have higher strength than No. 7 of the conventional example, and the conventional example is deteriorated by about 20% as compared with the examples. Is recognized.

【0043】[0043]

【表4】 [Table 4]

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の複合ロール
はその外層をCoの所定量を含み、Cr,Mo,W,
V, Nbの所定量を含有した特殊鋳鉄材で形成したの
で、これらの高硬度複合炭化物の存在により、耐摩耗性
を飛躍的に向上させることができ、また鋳造に際しマク
ロ偏析も生じにくい。また、特定組成の高炭素鋳鋼によ
り中間層を形成したので、外層から内層への高合金成分
の混入を著しく軽減することができ、境界強度の向上を
図ることができ、マルテンサイト変態しないため残留応
力を増加させることがなく、更に外層のオーステナイト
化熱処理時の内層の溶損や強度低下を防止することがで
きる。また、内層を片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又は黒
鉛鋼で形成したので、強度および靭性が良好で、ヤング
率を外層のそれよりかなり低くすることができ、過負荷
時にはロールの偏平化によって外層に過大な応力を生じ
るのを防止することができ、安全性や耐事故性に優れ
る。更に、放熱性にも優れるため、熱変形も生じにく
い。
As described above, in the composite roll of the present invention, the outer layer thereof contains a predetermined amount of Co, and Cr, Mo, W,
Since it is formed of a special cast iron material containing a predetermined amount of V and Nb, the presence of these high-hardness composite carbides can dramatically improve the wear resistance and prevent macrosegregation during casting. Also, since the intermediate layer is formed of high carbon cast steel of a specific composition, it is possible to significantly reduce the mixing of high alloying components from the outer layer to the inner layer, improve the boundary strength, and prevent the martensitic transformation from remaining. It is possible to prevent melting damage and strength reduction of the inner layer during austenitizing heat treatment of the outer layer without increasing stress. Further, since the inner layer is formed of flake graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron or graphite steel, the strength and toughness are good, the Young's modulus can be made considerably lower than that of the outer layer, and the flattening of the roll during overload causes the outer layer to become flat. It is possible to prevent excessive stress from being generated, and it is excellent in safety and accident resistance. Furthermore, since it has excellent heat dissipation, thermal deformation is unlikely to occur.

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

【図1】本発明に係る中実状複合ロールの断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a solid composite roll according to the present invention.

【図2】本発明に係るスリーブ状複合ロールの断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view of a sleeve-shaped composite roll according to the present invention.

【図3】横型遠心力鋳造装置の主要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of main parts of a horizontal centrifugal casting device.

【図4】立型遠心力鋳造装置の主要部断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a main part of a vertical centrifugal casting apparatus.

【図5】複合ロール外層加熱状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a heated state of an outer layer of a composite roll.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外層 2 内層 3 中間層 1 Outer layer 2 Inner layer 3 Middle layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 広之 兵庫県尼崎市西向島町64番地 株式会社ク ボタ尼崎工場内 (72)発明者 志方 敬 兵庫県尼崎市西向島町64番地 株式会社ク ボタ尼崎工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroyuki Kimura 64, Nishimukaijima-cho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture Kubota Amagasaki Factory (72) Inventor Kei Shikata, Kubota Amagasaki Factory 64 Nishimukojima-cho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture Within

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 耐摩耗鋳鉄材で形成された外層と、該外
層の内周面に溶着された中間層と、該中間層の内周面に
溶着された内層とからなる複合ロールにおいて、 前記外層は、化学組成が重量%で、 C :1.0 〜3.0 %、 Si:0.1 〜2.0 %、 Mn:0.1 〜2.0 %、 Cr:3.0 〜10.0%、 Mo:0.1 〜9.0 %、 W :1.5 〜10.0%、 V, Nb:一種又は二種の総計で3.0 〜10.0%、 Co:0.5 〜10.0%、 および残部実質的にFeからなり、 前記中間層は、化学組成が重量%で、 C :1.0 〜2.5 %、 Si:0.2 〜3.0 %、 Mn:0.2 〜1.5 %、 Ni:4.0 %以下、 Cr:4.0 %以下、 Mo:4.0 %以下、 W ,V, Nb:総計で12%以下、 残部が外層から混入したCoおよび実質的にFeからな
り、 前記内層は片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又は黒鉛鋼で形
成されていることを特徴とする複合ロール。
1. A composite roll comprising an outer layer formed of wear-resistant cast iron material, an intermediate layer welded to the inner peripheral surface of the outer layer, and an inner layer welded to the inner peripheral surface of the intermediate layer, The chemical composition of the outer layer is% by weight, C: 1.0 to 3.0%, Si: 0.1 to 2.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Cr: 3.0 to 10.0%, Mo: 0.1 to 9.0%, W: 1.5 to 10.0. %, V, Nb: one or two in total of 3.0 to 10.0%, Co: 0.5 to 10.0%, and the balance substantially consisting of Fe. The intermediate layer has a chemical composition of wt% and C: 1.0 to. 2.5%, Si: 0.2-3.0%, Mn: 0.2-1.5%, Ni: 4.0% or less, Cr: 4.0% or less, Mo: 4.0% or less, W, V, Nb: 12% or less in total, the balance being the outer layer Is composed of Co and substantially Fe, and the inner layer is made of flake graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron or graphite steel. Composite roll to.
【請求項2】 耐摩耗鋳鉄材で形成された外層と、該外
層の内周面に溶着された中間層と、該中間層の内周面に
溶着された内層とからなる複合ロールにおいて、 前記外層は、化学組成が重量%で、 C :1.0 〜3.0 %、 Si:0.1 〜2.0 %、 Mn:0.1 〜2.0 %、 Cr:3.0 〜10.0%、 Mo:0.1 〜9.0 %、 W :1.5 〜10.0%、 V, Nb:一種又は二種の総計で3.0 〜10.0%、 Co:0.5 〜10.0%、 Al, Ti,Zr:各々0.01〜0.50%の内の一種又は二
種以上、および残部実質的にFeからなり、 前記中間層は、化学組成が重量%で、 C :1.0 〜2.5 %、 Si:0.2 〜3.0 %、 Mn:0.2 〜1.5 %、 Ni:4.0 %以下、 Cr:4.0 %以下、 Mo:4.0 %以下、 W ,V, Nb,Al, Ti,Zr:総計で12%以下、 残部が外層から混入したCoおよび実質的にFeからな
り、 前記内層は片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又は黒鉛鋼で形
成されていることを特徴とする複合ロール。
2. A composite roll comprising an outer layer made of wear-resistant cast iron material, an intermediate layer welded to the inner peripheral surface of the outer layer, and an inner layer welded to the inner peripheral surface of the intermediate layer, The chemical composition of the outer layer is% by weight, C: 1.0 to 3.0%, Si: 0.1 to 2.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Cr: 3.0 to 10.0%, Mo: 0.1 to 9.0%, W: 1.5 to 10.0. %, V, Nb: one or two in total of 3.0 to 10.0%, Co: 0.5 to 10.0%, Al, Ti, Zr: one or more of 0.01 to 0.50% each, and the balance substantially The intermediate layer is made of Fe and has a chemical composition of wt%, C: 1.0 to 2.5%, Si: 0.2 to 3.0%, Mn: 0.2 to 1.5%, Ni: 4.0% or less, Cr: 4.0% or less, Mo. : 4.0% or less, W, V, Nb, Al, Ti, Zr: 12% or less in total, the balance being Co mixed from the outer layer and substantially Fe The inner layer composite roll, characterized in that it is formed by flake graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron or graphite steel.
【請求項3】 耐摩耗鋳鉄材で形成された外層と、該外
層の内周面に溶着された中間層と、該中間層の内周面に
溶着された内層とからなる複合ロールにおいて、 前記外層は、化学組成が重量%で、 C :1.0 〜3.0 %、 Si:0.1 〜2.0 %、 Mn:0.1 〜2.0 %、 Cr:3.0 〜10.0%、 Mo:0.1 〜9.0 %、 W :1.5 〜10.0%、 V, Nb:一種又は二種の総計で3.0 〜10.0%、 Co:0.5 〜10.0%、 B :0.01〜0.50%、 および残部実質的にFeからなり、 前記中間層は、化学組成が重量%で、 C :1.0 〜2.5 %、 Si:0.2 〜3.0 %、 Mn:0.2 〜1.5 %、 Ni:4.0 %以下、 Cr:4.0 %以下、 Mo:4.0 %以下、 W ,V, Nb, B:総計で12%以下、 残部が外層から混入したCoおよび実質的にFeからな
り、 前記内層は片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又は黒鉛鋼で形
成されていることを特徴とする複合ロール。
3. A composite roll comprising an outer layer made of wear-resistant cast iron material, an intermediate layer welded to the inner peripheral surface of the outer layer, and an inner layer welded to the inner peripheral surface of the intermediate layer, The chemical composition of the outer layer is% by weight, C: 1.0 to 3.0%, Si: 0.1 to 2.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Cr: 3.0 to 10.0%, Mo: 0.1 to 9.0%, W: 1.5 to 10.0. %, V, Nb: one or two in total of 3.0 to 10.0%, Co: 0.5 to 10.0%, B: 0.01 to 0.50%, and the balance substantially Fe, and the intermediate layer has a chemical composition by weight. %, C: 1.0 to 2.5%, Si: 0.2 to 3.0%, Mn: 0.2 to 1.5%, Ni: 4.0% or less, Cr: 4.0% or less, Mo: 4.0% or less, W, V, Nb, B: 12% or less in total, the balance consisting of Co and substantially Fe mixed from the outer layer, and the inner layer is made of flake graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron or graphite steel. Composite roll, characterized in that it is.
【請求項4】 耐摩耗鋳鉄材で形成された外層と、該外
層の内周面に溶着された中間層と、該中間層の内周面に
溶着された内層とからなる複合ロールにおいて、 前記外層は、化学組成が重量%で、 C :1.0 〜3.0 %、 Si:0.1 〜2.0 %、 Mn:0.1 〜2.0 %、 Cr:3.0 〜10.0%、 Mo:0.1 〜9.0 %、 W :1.5 〜10.0%、 V, Nb:一種又は二種の総計で3.0 〜10.0%、 Co:0.5 〜10.0%、 Al, Ti,Zr:各々0.01〜0.50%の内の一種又は二
種以上、 B :0.01〜0.50% および残部実質的にFeからなり、 前記中間層は、化学組成が重量%で、 C :1.0 〜2.5 %、 Si:0.2 〜3.0 %、 Mn:0.2 〜1.5 %、 Ni:4.0 %以下、 Cr:4.0 %以下、 Mo:4.0 %以下、 W ,V, Nb,Al, Ti,Zr,B:総計で12%以
下、 残部が外層から混入したCoおよび実質的にFeからな
り、 前記内層は片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄又は黒鉛鋼で形
成されていることを特徴とする複合ロール。
4. A composite roll comprising an outer layer made of wear-resistant cast iron material, an intermediate layer welded to the inner peripheral surface of the outer layer, and an inner layer welded to the inner peripheral surface of the intermediate layer, The chemical composition of the outer layer is% by weight, C: 1.0 to 3.0%, Si: 0.1 to 2.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Cr: 3.0 to 10.0%, Mo: 0.1 to 9.0%, W: 1.5 to 10.0. %, V, Nb: one or two in total of 3.0 to 10.0%, Co: 0.5 to 10.0%, Al, Ti, Zr: one or more of 0.01 to 0.50% each, B: 0.01 to 0.50 % And the balance consisting essentially of Fe, and the chemical composition of the intermediate layer is wt%, C: 1.0 to 2.5%, Si: 0.2 to 3.0%, Mn: 0.2 to 1.5%, Ni: 4.0% or less, Cr: : 4.0% or less, Mo: 4.0% or less, W, V, Nb, Al, Ti, Zr, B: 12% or less in total, the balance being Co and actual mixed from the outer layer A composite roll characterized in that it is qualitatively made of Fe and the inner layer is made of flake graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron or graphite steel.
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