JPH0638975B2 - 熱鋼片処理用溶射ロ−ル - Google Patents
熱鋼片処理用溶射ロ−ルInfo
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- JPH0638975B2 JPH0638975B2 JP61023041A JP2304186A JPH0638975B2 JP H0638975 B2 JPH0638975 B2 JP H0638975B2 JP 61023041 A JP61023041 A JP 61023041A JP 2304186 A JP2304186 A JP 2304186A JP H0638975 B2 JPH0638975 B2 JP H0638975B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
- B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続鋳造の鋳片引抜き用、熱鋼片の搬送用、加
熱炉内鋼片移送用等の鋼片移送に用いる各種熱鋼片処理
用のロールにあって表面溶射ロールに関するものであ
る。
熱炉内鋼片移送用等の鋼片移送に用いる各種熱鋼片処理
用のロールにあって表面溶射ロールに関するものであ
る。
製鉄所内における各種熱鋼片処理用に使用されるロール
のうち、熱鋼片の搬送用ロール及び加熱炉内鋼片移送用
ロールは、熱片との接触により加熱・空気冷却の熱サイ
クルを受け、また連続鋳造の鋳片引抜き用ロールは高温
の鋳片と接触し、その後、冷却水により冷却されるとい
う加熱・冷却の熱サイクルを受ける。連続鋳造ロールの
場合は、引抜き速度が一般に２m/min以下と極めて遅い
ため通常のロールとは比較にならない苛酷な熱サイクル
を受けるという特殊な事情がある。
のうち、熱鋼片の搬送用ロール及び加熱炉内鋼片移送用
ロールは、熱片との接触により加熱・空気冷却の熱サイ
クルを受け、また連続鋳造の鋳片引抜き用ロールは高温
の鋳片と接触し、その後、冷却水により冷却されるとい
う加熱・冷却の熱サイクルを受ける。連続鋳造ロールの
場合は、引抜き速度が一般に２m/min以下と極めて遅い
ため通常のロールとは比較にならない苛酷な熱サイクル
を受けるという特殊な事情がある。
熱鋼片処理用ロールは、以上の代表例に示すような苛酷
な熱サイクルで使用されるため、加熱・冷却のくりかえ
しによりロール表面に早期に熱亀裂が発生し、発達して
折損に至ることもある。また、高温の熱鋼片との接触に
よるロールの高温酸化磨耗および冷却水による腐食磨耗
は、熱鋼片の品質上厳しく規制される。そのため熱鋼片
処理用ロールには、優れた耐熱亀裂性と耐熱磨耗性が要
求されている。以上のように、熱鋼片処理用ロールには
種々の問題がある。例えば連続鋳造用ロールについて述
べると従来、連続鋳造用ロールとしては、これらの特性
に優れたクローム系ステンレスの肉盛溶接ロールおよび
遠心鋳造スリーブロールが使用され良好な成績を収めて
きた。
な熱サイクルで使用されるため、加熱・冷却のくりかえ
しによりロール表面に早期に熱亀裂が発生し、発達して
折損に至ることもある。また、高温の熱鋼片との接触に
よるロールの高温酸化磨耗および冷却水による腐食磨耗
は、熱鋼片の品質上厳しく規制される。そのため熱鋼片
処理用ロールには、優れた耐熱亀裂性と耐熱磨耗性が要
求されている。以上のように、熱鋼片処理用ロールには
種々の問題がある。例えば連続鋳造用ロールについて述
べると従来、連続鋳造用ロールとしては、これらの特性
に優れたクローム系ステンレスの肉盛溶接ロールおよび
遠心鋳造スリーブロールが使用され良好な成績を収めて
きた。
しかし最近連々鋳化の推進や圧縮鋳造の採用等でロール
に加わる負荷は益々増大しており、高クロームステンレ
ス系の肉盛溶接ロールや遠心鋳造スリーブロールではシ
ャープで深いクラックが早期に発生したり、ロールの肌
荒れ磨耗が大きい等、従来とは異なった様々な問題が発
生してきている。特に、シャープなクラックが発生して
折損するケースが大きな問題となっている。
に加わる負荷は益々増大しており、高クロームステンレ
ス系の肉盛溶接ロールや遠心鋳造スリーブロールではシ
ャープで深いクラックが早期に発生したり、ロールの肌
荒れ磨耗が大きい等、従来とは異なった様々な問題が発
生してきている。特に、シャープなクラックが発生して
折損するケースが大きな問題となっている。
また、最近、省エネルギーを目的として鋳片およびロー
ルへの冷却を極端に少なくするかあるいは省略した高温
連鋳化が進められており、その場合はロールに加わる熱
負荷は、従来の連鋳機よりはるかに高くなる。従って、
従来の肉盛溶接ロールあるいは遠心鋳造鋳鋼ロールでは
対応困難なのが実情である。
ルへの冷却を極端に少なくするかあるいは省略した高温
連鋳化が進められており、その場合はロールに加わる熱
負荷は、従来の連鋳機よりはるかに高くなる。従って、
従来の肉盛溶接ロールあるいは遠心鋳造鋳鋼ロールでは
対応困難なのが実情である。
特公昭５９−１４１０１号公報の技術は耐折損性のすぐ
れた連続鋳造用ロールで、Cr７〜２０％のステンレスロ
ールの胴部に耐食性・耐熱・耐磨耗・耐密着性を向上さ
せるためにNi基又はCo基の合金を厚さ0.05〜0.8mmに溶
射肉盛し、溶射層を溶融処理（加熱）してロール母材と
冶金的に結合させたもので、連鋳ロールとして使用中に
材質の差もあり早期に溶射層全体に亀甲状の微細クラッ
クが入り、これがロールに転写してロール表面のみ浅い
クラックが入る。これが、熱応力を分散させ、深いクラ
ックは入らず結局ロールが折損しずらくなり長寿命とな
るロールである。しかし、このロールは、耐折損性には
優れているが、熱間（稼動中）に於て、溶射層の耐磨耗
性が不足し、磨耗により使用ができなくなり、ロール寿
命としては不十分であった。
れた連続鋳造用ロールで、Cr７〜２０％のステンレスロ
ールの胴部に耐食性・耐熱・耐磨耗・耐密着性を向上さ
せるためにNi基又はCo基の合金を厚さ0.05〜0.8mmに溶
射肉盛し、溶射層を溶融処理（加熱）してロール母材と
冶金的に結合させたもので、連鋳ロールとして使用中に
材質の差もあり早期に溶射層全体に亀甲状の微細クラッ
クが入り、これがロールに転写してロール表面のみ浅い
クラックが入る。これが、熱応力を分散させ、深いクラ
ックは入らず結局ロールが折損しずらくなり長寿命とな
るロールである。しかし、このロールは、耐折損性には
優れているが、熱間（稼動中）に於て、溶射層の耐磨耗
性が不足し、磨耗により使用ができなくなり、ロール寿
命としては不十分であった。
本発明は、これらの欠点を解消すべく溶射層の中に熱間
強度・硬度の優れたセラミックスを含有させることによ
り耐折損性とともに耐磨耗性をも向上させることを目的
としている。
強度・硬度の優れたセラミックスを含有させることによ
り耐折損性とともに耐磨耗性をも向上させることを目的
としている。
本発明は、熱鋼片処理用ロールの胴部表面にNi基又はCo
基の合金中に耐磨耗性に優れたファイバー状のセラミッ
クス（Al2O3,SiC等）を５〜８０体積％含有させた複合
材を、0.2〜5.0mmの厚さに溶射肉盛した耐磨耗性、耐折
損性に優れた熱鋼片処理用の溶射ロールであるが、溶射
層の中に熱間強度・硬度の優れた粒子又はファイバー状
のセラミックスを含有させることにより耐磨耗性を向上
させたロールである。
基の合金中に耐磨耗性に優れたファイバー状のセラミッ
クス（Al2O3,SiC等）を５〜８０体積％含有させた複合
材を、0.2〜5.0mmの厚さに溶射肉盛した耐磨耗性、耐折
損性に優れた熱鋼片処理用の溶射ロールであるが、溶射
層の中に熱間強度・硬度の優れた粒子又はファイバー状
のセラミックスを含有させることにより耐磨耗性を向上
させたロールである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、連続鋳造の鋳片引抜き（軽圧下）ロール、熱
鋼片の搬送ロール、鋼片加熱炉内移送ロール等の熱鋼片
の各種の取扱い処理プロセスに広く適用が可能である。
鋼片の搬送ロール、鋼片加熱炉内移送ロール等の熱鋼片
の各種の取扱い処理プロセスに広く適用が可能である。
溶射肉盛するロール素材には、高クロムステンレス系の
肉盛溶接ロール、遠心鋳造スリーブロール、鋳鋼ロール
等が用いられるが、耐熱・耐磨耗・耐食・耐熱亀裂性に
優れたロール素材が好ましい。
肉盛溶接ロール、遠心鋳造スリーブロール、鋳鋼ロール
等が用いられるが、耐熱・耐磨耗・耐食・耐熱亀裂性に
優れたロール素材が好ましい。
本発明における溶射合金は、ファイバー状のセラミック
ス含有の溶射層が耐食・耐熱・耐磨耗・耐密着性に優れ
ていることが必要なため、ファイバー状のセラミックス
とのぬれ性・なじみ性を考慮してNi基・Co基の自溶合金
溶射材料とする。
ス含有の溶射層が耐食・耐熱・耐磨耗・耐密着性に優れ
ていることが必要なため、ファイバー状のセラミックス
とのぬれ性・なじみ性を考慮してNi基・Co基の自溶合金
溶射材料とする。
ファイバー状のセラミックス含有の溶射材料の例を第１
表に示す。第１表は本発明の１例を示したもので、使用
の目的に沿うように、他の様々なセラミックスを適宜の
組合せることが可能である。又、Ni基、Co基とは、Ni,C
oを例えば５０％程度以上のものを指す。
表に示す。第１表は本発明の１例を示したもので、使用
の目的に沿うように、他の様々なセラミックスを適宜の
組合せることが可能である。又、Ni基、Co基とは、Ni,C
oを例えば５０％程度以上のものを指す。
尚、本発明の溶射を行うロールの胴部表面は、ロール新
品の場合も、又磨耗して肉盛補修した胴部表面の場合
も、いづれの場合でも適用して有用である。
品の場合も、又磨耗して肉盛補修した胴部表面の場合
も、いづれの場合でも適用して有用である。
本発明で、連続鋳造の鋳片引抜きロールを製造する場合
はこの高強度・高硬度のファイバーを、Ni基、Co基の金
属材料と複合化することにより耐磨耗性・高温強度性能
を向上させるが、含有量が５体積％未満の場合は、耐磨
耗性の効果が得られず、さらに含有量が６０体積％超に
なると皮膜強度が小さくなり割れ・剥離の問題が発生す
る。
はこの高強度・高硬度のファイバーを、Ni基、Co基の金
属材料と複合化することにより耐磨耗性・高温強度性能
を向上させるが、含有量が５体積％未満の場合は、耐磨
耗性の効果が得られず、さらに含有量が６０体積％超に
なると皮膜強度が小さくなり割れ・剥離の問題が発生す
る。
又、溶射層の厚みが0.2mm未満ではロールが高温の鋳片
と接触した場合に溶射層下のロール素材に対する熱影響
を緩和する効果がほとんど無く、そのため従来のロール
に発生する如きシャープなクラックが発生し、耐折損性
の向上を期待することが出来ない。
と接触した場合に溶射層下のロール素材に対する熱影響
を緩和する効果がほとんど無く、そのため従来のロール
に発生する如きシャープなクラックが発生し、耐折損性
の向上を期待することが出来ない。
一方、5.0mmを超えると厚みが厚すぎるので溶射層を溶
融しても母材との境界に密着性の強い合金層を生成せし
めることができず、したがって剥離を起こしやすくな
る。
融しても母材との境界に密着性の強い合金層を生成せし
めることができず、したがって剥離を起こしやすくな
る。
又本発明で熱鋼片の搬送ロール、加熱炉内鋼片移送ロー
ルを製造する場合は、高温下での高硬度が必要であるた
め、高強度高硬度のファイバーの含有量は５０％以下で
は高温強度性能が得られず、さらに含有量が８０％超に
なると皮膜強度が小さくなり割れ、剥離の問題が発生す
る。
ルを製造する場合は、高温下での高硬度が必要であるた
め、高強度高硬度のファイバーの含有量は５０％以下で
は高温強度性能が得られず、さらに含有量が８０％超に
なると皮膜強度が小さくなり割れ、剥離の問題が発生す
る。
又、溶射層の厚みが0.2mm未満では、熱鋼片との接触に
より耐磨耗性が期待できない。
より耐磨耗性が期待できない。
一方、5.0mmを超えると厚みが厚すぎるので溶射層を溶
融しても母材との境界に密着性の強い合金層を生成せし
めることができずしたがって剥離を起こしやすくなる。
以上説明したごとく本発明は、 高クロームステンレス系の肉盛溶接ロール又は遠心鋳
造スリーブロール又は鍛鋼ロール等の耐熱・耐磨耗・耐
食性・耐熱亀裂に優れたロール表面にファイバー状のセ
ラミックスを含有したNi基又はCo基の自溶合金溶射材料
を溶射肉盛した熱鋼片処理用ロールであり ロールの寸法としては胴直径は１００〜６００mm及び
胴長は５００〜５０００mmが適当である。
融しても母材との境界に密着性の強い合金層を生成せし
めることができずしたがって剥離を起こしやすくなる。
以上説明したごとく本発明は、 高クロームステンレス系の肉盛溶接ロール又は遠心鋳
造スリーブロール又は鍛鋼ロール等の耐熱・耐磨耗・耐
食性・耐熱亀裂に優れたロール表面にファイバー状のセ
ラミックスを含有したNi基又はCo基の自溶合金溶射材料
を溶射肉盛した熱鋼片処理用ロールであり ロールの寸法としては胴直径は１００〜６００mm及び
胴長は５００〜５０００mmが適当である。
ファイバー状のセラミックス含有の溶射層下のロール
の材質の硬さはHs３０〜８０が適当である。
の材質の硬さはHs３０〜８０が適当である。
溶射材はNi基又はCo基の自溶合金型である。
溶射層の硬さはHs４０以上が適当である。
次に本発明を実施例にもとづいて説明する。本発明を連
続鋳造用ロールに実施した例を以下に述べる。胴の直径
３６０mm、長さ１８００mmの４本のロールＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，を比較した。Ａはロールに第１表Ａで示した材質で
５mm厚さで溶接肉盛したもの、ＢはＡと同じ溶接肉盛を
した上に更に特公昭５９−１４１０１号公報に記載の溶
射肉盛を肉厚0.2mm行ったもの、ＣはＡと同じ溶接肉盛
をした上に第１表Ｃに記載のファイバー状のセラミック
スを含有したNi基自溶合金を、肉盛1.0mmに溶射肉盛
し、その後加熱により溶融処理したもの、Ｄはファイバ
ー状のセラミックスを含有したNi基自溶合金が第１表Ｄ
であり、他の処理はＣと同一のロールである。
続鋳造用ロールに実施した例を以下に述べる。胴の直径
３６０mm、長さ１８００mmの４本のロールＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，を比較した。Ａはロールに第１表Ａで示した材質で
５mm厚さで溶接肉盛したもの、ＢはＡと同じ溶接肉盛を
した上に更に特公昭５９−１４１０１号公報に記載の溶
射肉盛を肉厚0.2mm行ったもの、ＣはＡと同じ溶接肉盛
をした上に第１表Ｃに記載のファイバー状のセラミック
スを含有したNi基自溶合金を、肉盛1.0mmに溶射肉盛
し、その後加熱により溶融処理したもの、Ｄはファイバ
ー状のセラミックスを含有したNi基自溶合金が第１表Ｄ
であり、他の処理はＣと同一のロールである。
この４本のロールを使用条件の最も苛酷な連続鋳造機の
湾曲部に組み込み使用した。
湾曲部に組み込み使用した。
第１図で(1)は、各々のロールを５００チャージ使用し
た後、(2)は３０００チャージ使用した後、(3)は５００
０チャージ使用した後、(4)は10,000チャージ使用した
後の各ロールの表面近傍を示したものである。
た後、(2)は３０００チャージ使用した後、(3)は５００
０チャージ使用した後、(4)は10,000チャージ使用した
後の各ロールの表面近傍を示したものである。
第１図にみられる如く肉盛溶接のみのロールＡは５００
チャージの時点で円周方向にシャープな熱亀裂（クラッ
ク深さMax５mm）が発生し、3000チャージではＡ−(2)に
示す如く最大クラックの深さが３０mmに達し折損の危険
があり取外した。
チャージの時点で円周方向にシャープな熱亀裂（クラッ
ク深さMax５mm）が発生し、3000チャージではＡ−(2)に
示す如く最大クラックの深さが３０mmに達し折損の危険
があり取外した。
又、溶射肉盛ロールＢはＢ−(1)及びＢ−(2)に示す様に
亀裂は少なく良好であるが、ロールの磨耗量が５００チ
ャージでは、径で0.2mm減少し、３０００チャージで
は、径で1.2mm減少し、５０００チャージでは、径で2.0
mm減少まで進行したため操業上の制約から取外した。
亀裂は少なく良好であるが、ロールの磨耗量が５００チ
ャージでは、径で0.2mm減少し、３０００チャージで
は、径で1.2mm減少し、５０００チャージでは、径で2.0
mm減少まで進行したため操業上の制約から取外した。
本発明のファイバー状のセラミックス含有の溶射材料を
使用して溶射処理したロールＣは、図Ｃ−(1)の如く、
５００チャージでは深さ0.2mmの微細クラックが溶射層
に多数発生し、３０００チャージではＣ−(2)に示す
如く溶射層(2)の磨耗はほとんど無為ものの、コーティ
ング層の剥離が若干発生している。又、最大亀裂深さは
1.5mmと良好に経過し、５０００チャージでは図−(3)に
示す様に最大亀裂深さは７mmで、10000チャージではＣ
−(4)に示す様に最大亀裂深さ１５mmと良好な結果であ
る。尚、この間にコーティング層は、ほとんど剥離して
無くなった。
使用して溶射処理したロールＣは、図Ｃ−(1)の如く、
５００チャージでは深さ0.2mmの微細クラックが溶射層
に多数発生し、３０００チャージではＣ−(2)に示す
如く溶射層(2)の磨耗はほとんど無為ものの、コーティ
ング層の剥離が若干発生している。又、最大亀裂深さは
1.5mmと良好に経過し、５０００チャージでは図−(3)に
示す様に最大亀裂深さは７mmで、10000チャージではＣ
−(4)に示す様に最大亀裂深さ１５mmと良好な結果であ
る。尚、この間にコーティング層は、ほとんど剥離して
無くなった。
又、本発明のロールＤは、図Ｄ−(1)の如く500チャージ
では深さ0.2mmの微細なクラックが溶射層に多数発生
し、３０００チャージではＤ−(2)に示す如く溶射層
の磨耗は、ほとんど無く最大亀裂深さは1.0mmと良好に
経過し、５０００チャージでも最大亀裂深さはＤ−(3)
の如く5.0mmであり、１００００チャージでも図Ｄ−(4)
に示す様に亀裂深さ１０mmと良好な結果である。
では深さ0.2mmの微細なクラックが溶射層に多数発生
し、３０００チャージではＤ−(2)に示す如く溶射層
の磨耗は、ほとんど無く最大亀裂深さは1.0mmと良好に
経過し、５０００チャージでも最大亀裂深さはＤ−(3)
の如く5.0mmであり、１００００チャージでも図Ｄ−(4)
に示す様に亀裂深さ１０mmと良好な結果である。
以上述べたように本発明のロールは耐磨耗性・耐折損性
に優れており、従来に比し耐磨耗性はロール寿命で例え
ば５０００チャージから10000チャージへのび、又耐折
損性も１００００チャージ以上は確保可能となるなど、
きわめてすぐれた効果を得た。
に優れており、従来に比し耐磨耗性はロール寿命で例え
ば５０００チャージから10000チャージへのび、又耐折
損性も１００００チャージ以上は確保可能となるなど、
きわめてすぐれた効果を得た。
第１図は、連続鋳造に使用したロールの表面近傍を示す
図で、Ａ：溶接肉盛ままの第１表Ａのロール、Ｂ：溶接
肉盛上に溶射した第１表Ｂのロール、Ｃ：溶接肉盛上に
本発明の複合材を溶射肉盛した第１表Ｃのロール、Ｄ：
溶接肉盛上に本発明の複合材を溶射肉盛した第１表Ｄの
ロール。 (1)は連続鋳造で５００チャージ使用後、(2)は３０００
チャージ使用後、(3)は５０００チャージ使用後、(4)は
10,000チャージ使用後 はロール、は溶射層、又は複合材の溶射肉盛層、
剥離部、亀裂、磨耗である。
図で、Ａ：溶接肉盛ままの第１表Ａのロール、Ｂ：溶接
肉盛上に溶射した第１表Ｂのロール、Ｃ：溶接肉盛上に
本発明の複合材を溶射肉盛した第１表Ｃのロール、Ｄ：
溶接肉盛上に本発明の複合材を溶射肉盛した第１表Ｄの
ロール。 (1)は連続鋳造で５００チャージ使用後、(2)は３０００
チャージ使用後、(3)は５０００チャージ使用後、(4)は
10,000チャージ使用後 はロール、は溶射層、又は複合材の溶射肉盛層、
剥離部、亀裂、磨耗である。
Claims (1)
- 【請求項１】ロールの胴部表面に、Ni基又はCo基の合金
中に耐摩耗性に優れたファイバー状のセラミックス（Al
2O3,SiC等）を５〜80体積％含有した複合材を、0.2〜5.
0mmの厚さに溶射肉盛した耐磨耗性、耐折損性に優れた
熱鋼片処理用溶射ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61023041A JPH0638975B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | 熱鋼片処理用溶射ロ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP61023041A JPH0638975B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | 熱鋼片処理用溶射ロ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62183950A JPS62183950A (ja) | 1987-08-12 |
| JPH0638975B2 true JPH0638975B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=12099372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61023041A Expired - Lifetime JPH0638975B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | 熱鋼片処理用溶射ロ−ル |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH0638975B2 (ja) |
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1986
- 1986-02-06 JP JP61023041A patent/JPH0638975B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS62183950A (ja) | 1987-08-12 |
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