JPH06277733A - 熱間圧延セラミックスローラ及びロール - Google Patents
熱間圧延セラミックスローラ及びロールInfo
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- JPH06277733A JPH06277733A JP7345193A JP7345193A JPH06277733A JP H06277733 A JPH06277733 A JP H06277733A JP 7345193 A JP7345193 A JP 7345193A JP 7345193 A JP7345193 A JP 7345193A JP H06277733 A JPH06277733 A JP H06277733A
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- Japan
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- roller
- silicon nitride
- obtd
- vickers hardness
- hot rolling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐熱衝撃性及び耐摩耗性に優れ、製品寿命
が延長されたセラミックス製ローラを提供する。 【構成】 窒化珪素製の熱間圧延に用いるガイドロー
ラ又は圧延ロールである。窒化珪素材料のビッカース硬
度が８００℃において９．０ＧＰａ以上である。
が延長されたセラミックス製ローラを提供する。 【構成】 窒化珪素製の熱間圧延に用いるガイドロー
ラ又は圧延ロールである。窒化珪素材料のビッカース硬
度が８００℃において９．０ＧＰａ以上である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、条鋼、鋼管等を製造す
る熱間圧延ラインに使用されるガイドローラ及び圧延ロ
ールに係り、更に詳細には、所定特性を有する窒化珪素
材料を用いて成るガイドローラ及び圧延ロールに関す
る。
る熱間圧延ラインに使用されるガイドローラ及び圧延ロ
ールに係り、更に詳細には、所定特性を有する窒化珪素
材料を用いて成るガイドローラ及び圧延ロールに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、条鋼、鋼管等を製造する熱間圧延
ラインに使用されるガイドローラや圧延ロール（以下、
ガイドローラ及び圧延ロールの双方を「ローラ」と略
す。）は、金属製のものが主流であった。しかし、金属
製ローラは摩耗が激しく短寿命であり、また、耐熱性も
不十分であるため被圧延物と接触して焼き付けが発生し
易いという問題があった。更に、重量が重いためローラ
の取り付けや交換作業も容易ではなかった。そこで、近
年、セラミックスの有する優れた耐摩耗性、耐熱性、軽
量性等の特性を利用したセラミックス製ローラの開発が
盛んに行われている。
ラインに使用されるガイドローラや圧延ロール（以下、
ガイドローラ及び圧延ロールの双方を「ローラ」と略
す。）は、金属製のものが主流であった。しかし、金属
製ローラは摩耗が激しく短寿命であり、また、耐熱性も
不十分であるため被圧延物と接触して焼き付けが発生し
易いという問題があった。更に、重量が重いためローラ
の取り付けや交換作業も容易ではなかった。そこで、近
年、セラミックスの有する優れた耐摩耗性、耐熱性、軽
量性等の特性を利用したセラミックス製ローラの開発が
盛んに行われている。
【０００３】例えば、特開昭６２−１０４６１６号公報
には、少なくとも被圧延材との接触面を気孔率１％以下
の緻密質の窒化珪素質セラミックスで形成し、該接触面
の面粗さを６S以下としたことを特徴とする圧延用ガイ
ドローラが開示されている。このローラは、被圧延材と
の接触面の粗さを限定することにより、被圧延材がロー
ラへ付着するのを防止する等の工夫がなされている。ま
た、ローラの構造材料として窒化珪素材料を使用するた
めには、強度を向上させるのが重要とされ、これらの特
性を向上させるために様々な工夫がなされてきた。
には、少なくとも被圧延材との接触面を気孔率１％以下
の緻密質の窒化珪素質セラミックスで形成し、該接触面
の面粗さを６S以下としたことを特徴とする圧延用ガイ
ドローラが開示されている。このローラは、被圧延材と
の接触面の粗さを限定することにより、被圧延材がロー
ラへ付着するのを防止する等の工夫がなされている。ま
た、ローラの構造材料として窒化珪素材料を使用するた
めには、強度を向上させるのが重要とされ、これらの特
性を向上させるために様々な工夫がなされてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のセラミックス製ローラにおいては、被圧延
材がローラへ付着するのを防止する点について改善性が
認められるものの、ローラ自体の強度（特に、耐熱衝撃
性）についての考慮が十分とは言えず、比較的短時間の
使用でローラが破損することがあるという課題があっ
た。また、強度を向上させた材料を使用してローラを構
成した場合にも、耐摩耗性については未だ十分とは言い
得ず、特にローラの寿命をも考慮した高温耐摩耗性につ
いては、一層改善の余地があった。
ような従来のセラミックス製ローラにおいては、被圧延
材がローラへ付着するのを防止する点について改善性が
認められるものの、ローラ自体の強度（特に、耐熱衝撃
性）についての考慮が十分とは言えず、比較的短時間の
使用でローラが破損することがあるという課題があっ
た。また、強度を向上させた材料を使用してローラを構
成した場合にも、耐摩耗性については未だ十分とは言い
得ず、特にローラの寿命をも考慮した高温耐摩耗性につ
いては、一層改善の余地があった。
【０００５】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、耐熱衝撃性及び耐摩耗性に優れ、製品寿命が延長さ
れたセラミックス製ローラを提供することにある。
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、耐熱衝撃性及び耐摩耗性に優れ、製品寿命が延長さ
れたセラミックス製ローラを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究した結果、所定のビッカース硬度を
有する窒化珪素材料を用いることにより、上記課題が解
決できることを見出し本発明を完成するに至った。従っ
て、本発明の熱間圧延セラミックスローラは、熱間圧延
ラインに使用されるセラミックスローラであって、８０
０℃におけるビッカース硬度が９．０ＧＰａ以上の窒化
珪素材料を用いて構成されることを特徴とする。
解決すべく鋭意研究した結果、所定のビッカース硬度を
有する窒化珪素材料を用いることにより、上記課題が解
決できることを見出し本発明を完成するに至った。従っ
て、本発明の熱間圧延セラミックスローラは、熱間圧延
ラインに使用されるセラミックスローラであって、８０
０℃におけるビッカース硬度が９．０ＧＰａ以上の窒化
珪素材料を用いて構成されることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明においては、ローラの作製に使用する窒
化珪素材料のビッカース硬度を、８００℃以上の温度範
囲において９．０ＧＰａ以上の値を有するように制御し
た。この特性条件は、本発明者が種々の材料の物性を様
々な測定方法で検査し、得られた結果と実際の圧延ライ
ンで試験して得られた結果とを比較検討することによ
り、得られた知見である。
化珪素材料のビッカース硬度を、８００℃以上の温度範
囲において９．０ＧＰａ以上の値を有するように制御し
た。この特性条件は、本発明者が種々の材料の物性を様
々な測定方法で検査し、得られた結果と実際の圧延ライ
ンで試験して得られた結果とを比較検討することによ
り、得られた知見である。
【０００８】上述のような特性条件に制御することによ
り、ローラの耐熱衝撃性、耐摩耗性及び製品寿命が向上
できることの詳細は現時点では不明であるが、以下のよ
うに推論することができる。即ち、熱間圧延、特に８０
０℃以上の高温における熱間圧延の条件下においては、
ローラの耐摩耗性や耐熱衝撃性は、ローラ表面が有する
摩擦係数（表面粗度）のみに依存するものではなく、む
しろローラ自体の硬さに支配されるからであると考える
ことができる。
り、ローラの耐熱衝撃性、耐摩耗性及び製品寿命が向上
できることの詳細は現時点では不明であるが、以下のよ
うに推論することができる。即ち、熱間圧延、特に８０
０℃以上の高温における熱間圧延の条件下においては、
ローラの耐摩耗性や耐熱衝撃性は、ローラ表面が有する
摩擦係数（表面粗度）のみに依存するものではなく、む
しろローラ自体の硬さに支配されるからであると考える
ことができる。
【０００９】なお、ローラの良好な製品寿命を保持しつ
つ、一層厳しい圧延条件下（例えば、被圧延材の温度を
一層高温にしたり、その送り速度を増大させる。）で優
れた耐摩耗性及び耐熱衝撃性を維持させるためには、上
記ビッカース硬度を１０００℃において、１０．０ＧＰ
ａ以上に制御するのが好ましい。但し、この条件は、上
記ビッカース硬度の条件（８００℃において９．０ＧＰ
ａ以上）を何ら制限するものではなく、通常は上記ビッ
カース硬度の条件で十分である。
つ、一層厳しい圧延条件下（例えば、被圧延材の温度を
一層高温にしたり、その送り速度を増大させる。）で優
れた耐摩耗性及び耐熱衝撃性を維持させるためには、上
記ビッカース硬度を１０００℃において、１０．０ＧＰ
ａ以上に制御するのが好ましい。但し、この条件は、上
記ビッカース硬度の条件（８００℃において９．０ＧＰ
ａ以上）を何ら制限するものではなく、通常は上記ビッ
カース硬度の条件で十分である。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に
説明する。 （実施例１〜６）窒化珪素粉末に焼結助剤を添加混合し
て得られた成形原料を、ラバープレス成形により円筒状
に成形した。得られた成形体を旋盤を用いて切削加工
し、目的とすべきローラの最終形状に焼成収縮及び焼成
後の切削加工代を見込んだニアネット形状に加工した。
この際、ローラ外周部に被圧延材案内用の溝部を設け
た。
説明する。 （実施例１〜６）窒化珪素粉末に焼結助剤を添加混合し
て得られた成形原料を、ラバープレス成形により円筒状
に成形した。得られた成形体を旋盤を用いて切削加工
し、目的とすべきローラの最終形状に焼成収縮及び焼成
後の切削加工代を見込んだニアネット形状に加工した。
この際、ローラ外周部に被圧延材案内用の溝部を設け
た。
【００１１】次いで、得られた切削加工体をＮ2雰囲気
中で焼成し、得られた焼結体を更に切削加工（仕上げ加
工）して、最終形状寸法のローラを得た。なお、最終形
状のローラは、外径１００ｍｍφ、内径５０ｍｍφ、幅
５０ｍｍ、溝部の曲率Ｒ２０の形状を有する。
中で焼成し、得られた焼結体を更に切削加工（仕上げ加
工）して、最終形状寸法のローラを得た。なお、最終形
状のローラは、外径１００ｍｍφ、内径５０ｍｍφ、幅
５０ｍｍ、溝部の曲率Ｒ２０の形状を有する。
【００１２】そして、上記工程で使用する焼結助剤の種
類、添加量及び焼成温度を変化させ、材料特性の異なる
窒化珪素製ローラ（実施例１〜６）を得た。このように
して得られた各ローラのビッカース硬度及びＪＩＳ Ｒ
１６０１に準拠した４点曲げ強度を測定し、得られた
結果を表１に示した。なお、上記ビッカース硬度は、Ｊ
ＩＳ Ｚ ２２４４「ビッカース硬さ試験方法」に準拠
して測定した。測定条件は、各測定温度で３０分間保持
して試料が所定の温度に達したことを確認した後、荷重
５ｋｇ、荷重保持時間３０ｓｅｃで行った。この際、測
定中の試料が酸化するのを防止するため、アルゴン雰囲
気中で測定を行った。また、各ローラを用いて、鋼材温
度、鋼材の送り速度等の圧延条件を変化させ、実際の熱
間圧延ラインで実機評価試験を行い、その際の圧延条件
及び評価結果を表２に示した。
類、添加量及び焼成温度を変化させ、材料特性の異なる
窒化珪素製ローラ（実施例１〜６）を得た。このように
して得られた各ローラのビッカース硬度及びＪＩＳ Ｒ
１６０１に準拠した４点曲げ強度を測定し、得られた
結果を表１に示した。なお、上記ビッカース硬度は、Ｊ
ＩＳ Ｚ ２２４４「ビッカース硬さ試験方法」に準拠
して測定した。測定条件は、各測定温度で３０分間保持
して試料が所定の温度に達したことを確認した後、荷重
５ｋｇ、荷重保持時間３０ｓｅｃで行った。この際、測
定中の試料が酸化するのを防止するため、アルゴン雰囲
気中で測定を行った。また、各ローラを用いて、鋼材温
度、鋼材の送り速度等の圧延条件を変化させ、実際の熱
間圧延ラインで実機評価試験を行い、その際の圧延条件
及び評価結果を表２に示した。
【００１３】（比較例１〜６）従来の熱間圧延装置に用
いられる超硬合金や耐熱合金製のローラを用いて、ビッ
カース硬度の測定、４点曲げ強度試験及び実機評価試験
を行い、得られた結果を表１及び表２に示す。ここで、
比較例１〜４は窒化珪素製のローラであり、比較例３の
ローラは気孔率が１％で表面粗度が６ｓである。また、
比較例５は超硬合金製、比較例６は耐摩耗合金製のロー
ラである。
いられる超硬合金や耐熱合金製のローラを用いて、ビッ
カース硬度の測定、４点曲げ強度試験及び実機評価試験
を行い、得られた結果を表１及び表２に示す。ここで、
比較例１〜４は窒化珪素製のローラであり、比較例３の
ローラは気孔率が１％で表面粗度が６ｓである。また、
比較例５は超硬合金製、比較例６は耐摩耗合金製のロー
ラである。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】表１及び表２に示す結果より、本発明の範
囲に属する実施例１〜６のローラが優れた性能を有する
ことがわかる。即ち、８００℃でのビッカース硬度が低
い場合（比較例１〜６）には、ローラの摩耗が大きく、
被圧延材の寸法が次第に大きくなった。特に、比較例５
及び６では、ローラに亀裂や破壊が発生し、これが被圧
延材（鋼材）の表面に転写され、鋼材の商品価値を失わ
しめた。
囲に属する実施例１〜６のローラが優れた性能を有する
ことがわかる。即ち、８００℃でのビッカース硬度が低
い場合（比較例１〜６）には、ローラの摩耗が大きく、
被圧延材の寸法が次第に大きくなった。特に、比較例５
及び６では、ローラに亀裂や破壊が発生し、これが被圧
延材（鋼材）の表面に転写され、鋼材の商品価値を失わ
しめた。
【００１７】なお、圧延条件が厳しい場合（鋼材温度が
高い及び／又は送り速度が速い場合）には、実施例５の
ように摩耗量が大きくなることがあるので、そのような
場合には、実施例６のように１０００℃でのビッカース
硬度を高くするのが好ましいこともわかる。
高い及び／又は送り速度が速い場合）には、実施例５の
ように摩耗量が大きくなることがあるので、そのような
場合には、実施例６のように１０００℃でのビッカース
硬度を高くするのが好ましいこともわかる。
【００１８】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例
えば、ローラの外周部に設けた溝部は必ずしも必須のも
のではない。また、ローラの形状・寸法等は用いる圧延
装置等に応じて適宜変更することができる。更に、圧延
条件に応じて、本発明のローラを熱間圧延のみならず冷
間圧延に用いることも可能である。更にまた、例えば、
低膨張金属製のスリーブ部材と組合わせて、外周部のみ
が本発明に係る窒化珪素材料を用いたローラを製造する
ことも可能である。
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例
えば、ローラの外周部に設けた溝部は必ずしも必須のも
のではない。また、ローラの形状・寸法等は用いる圧延
装置等に応じて適宜変更することができる。更に、圧延
条件に応じて、本発明のローラを熱間圧延のみならず冷
間圧延に用いることも可能である。更にまた、例えば、
低膨張金属製のスリーブ部材と組合わせて、外周部のみ
が本発明に係る窒化珪素材料を用いたローラを製造する
ことも可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定のビッカース硬度を有する窒化珪素材料を用いるこ
ととしたため、耐熱衝撃性及び耐摩耗性に優れ、製品寿
命が延長されたセラミックス製の圧延ロール及びガイド
ローラを提供することができる。
所定のビッカース硬度を有する窒化珪素材料を用いるこ
ととしたため、耐熱衝撃性及び耐摩耗性に優れ、製品寿
命が延長されたセラミックス製の圧延ロール及びガイド
ローラを提供することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｅ 8613−3Ｊ
Claims (2)
- 【請求項１】 熱間圧延ラインに使用されるセラミック
スローラであって、８００℃におけるビッカース硬度が
９．０ＧＰａ以上の窒化珪素材料を用いて構成されるこ
とを特徴とする熱間圧延セラミックスローラ。 - 【請求項２】 １０００℃におけるビッカース硬度が１
０．０ＧＰａ以上の窒化珪素材料を用いて構成されるこ
とを特徴とする請求項１記載の熱間圧延セラミックスロ
ーラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5073451A JP2586873B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 熱間圧延セラミックスローラ及びロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5073451A JP2586873B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 熱間圧延セラミックスローラ及びロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277733A true JPH06277733A (ja) | 1994-10-04 |
| JP2586873B2 JP2586873B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=13518614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5073451A Expired - Fee Related JP2586873B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 熱間圧延セラミックスローラ及びロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586873B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013166635A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 紙送りローラとその製造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59197307A (ja) * | 1983-04-22 | 1984-11-08 | Hitachi Ltd | 圧延機用ロ−ル |
| JPS60200863A (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-11 | 三菱マテリアル株式会社 | 窒化珪素基セラミツクス |
| JPS61103608A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-22 | Hitachi Metals Ltd | セラミツク圧延ロ−ル |
| JPS6416792A (en) * | 1987-06-19 | 1989-01-20 | Solvay | Guanidine related compound containing tetraphenylborate ion, its production and use thereof in peptide synthesis |
| JPH0521647A (ja) * | 1991-07-11 | 1993-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
| JPH0558741A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-09 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 窒化珪素質セラミツク焼結体 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5073451A patent/JP2586873B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59197307A (ja) * | 1983-04-22 | 1984-11-08 | Hitachi Ltd | 圧延機用ロ−ル |
| JPS60200863A (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-11 | 三菱マテリアル株式会社 | 窒化珪素基セラミツクス |
| JPS61103608A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-22 | Hitachi Metals Ltd | セラミツク圧延ロ−ル |
| JPS6416792A (en) * | 1987-06-19 | 1989-01-20 | Solvay | Guanidine related compound containing tetraphenylborate ion, its production and use thereof in peptide synthesis |
| JPH0521647A (ja) * | 1991-07-11 | 1993-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
| JPH0558741A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-09 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 窒化珪素質セラミツク焼結体 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013166635A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 紙送りローラとその製造方法 |
| US10099405B2 (en) | 2012-02-16 | 2018-10-16 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Sheet conveying roller and production method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2586873B2 (ja) | 1997-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961022 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |