JPH07185725A - ロールとその製造方法 - Google Patents
ロールとその製造方法Info
- Publication number
- JPH07185725A JPH07185725A JP33808493A JP33808493A JPH07185725A JP H07185725 A JPH07185725 A JP H07185725A JP 33808493 A JP33808493 A JP 33808493A JP 33808493 A JP33808493 A JP 33808493A JP H07185725 A JPH07185725 A JP H07185725A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- anvil
- columnar material
- forging
- grain flow
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 使用寿命が長いロールとその製造方法を提供
する。 【構成】 このロールは、ロール面に沿って鍛流線組織
が切れることなく形成されており、円柱素材１を軸中心
に回転させながら、前記円柱素材１の側面１’ａを、形
成すべきロール面と同じ曲率の断面形状を有する上金敷
３と下金敷４で鍛造し、かつ、前記円柱素材の両端面方
向から平金敷５ａ，５ｂで間欠的に鍛造して製造され
る。
する。 【構成】 このロールは、ロール面に沿って鍛流線組織
が切れることなく形成されており、円柱素材１を軸中心
に回転させながら、前記円柱素材１の側面１’ａを、形
成すべきロール面と同じ曲率の断面形状を有する上金敷
３と下金敷４で鍛造し、かつ、前記円柱素材の両端面方
向から平金敷５ａ，５ｂで間欠的に鍛造して製造され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロールとその製造方法に
関し、更に詳しくは、大口径のパイプの曲がりを矯正す
るために用いる大型ロールとそれを製造する方法に関す
る。
関し、更に詳しくは、大口径のパイプの曲がりを矯正す
るために用いる大型ロールとそれを製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】大口径パイプの曲がり矯正用のロール１
は、例えば図３で示したように、そのロール面１ａが仮
想線で示したパイプ２の外径と略同じ形状をした円弧に
なっている。そして、このロール面１ａにパイプ２を摺
接させながら、パイプ２に曲がり矯正力が加えられる。
したがって、このロール１において、ロール面１ａは滑
らかな面であることが要求され、またロール面１ａを含
む中央のくびれ部１ｂは機械的強度に優れていることが
要求される。
は、例えば図３で示したように、そのロール面１ａが仮
想線で示したパイプ２の外径と略同じ形状をした円弧に
なっている。そして、このロール面１ａにパイプ２を摺
接させながら、パイプ２に曲がり矯正力が加えられる。
したがって、このロール１において、ロール面１ａは滑
らかな面であることが要求され、またロール面１ａを含
む中央のくびれ部１ｂは機械的強度に優れていることが
要求される。
【０００３】このロールは、概ね、次のようにして製造
されている。すなわち、図４で示したように、所定鋼種
の円柱素材１’が用意され、この円柱素材１’における
側部の表層部１’ａを切削加工して仮想線で示したロー
ル面１ａが形成されている。しかしながら、このような
切削加工で製造されたロールには、次のような問題があ
る。すなわち、ロール面１ａを含むくびれ部１ｂの機械
的強度が低く、長期に亘る使用寿命を期待しにくいとい
う問題である。
されている。すなわち、図４で示したように、所定鋼種
の円柱素材１’が用意され、この円柱素材１’における
側部の表層部１’ａを切削加工して仮想線で示したロー
ル面１ａが形成されている。しかしながら、このような
切削加工で製造されたロールには、次のような問題があ
る。すなわち、ロール面１ａを含むくびれ部１ｂの機械
的強度が低く、長期に亘る使用寿命を期待しにくいとい
う問題である。
【０００４】このような問題は次の理由に基づいて発生
するものと考えられる。まず、切削加工に用いる円柱素
材１’は、通常、所定組成の鋼種を溶製したのち鍛造
し、そのインゴットに対して熱間鍛造または熱間圧延を
行って所望の直径に整形されている。そのため、整形後
の円柱素材１’にあっては、上記熱間加工により、円柱
素材１’の長手方向に延びる多数の鍛流線組織（繊維組
織）が形成される。とくに表層部側ほど多く形成されて
組織構造は緻密化する。そして、円柱素材１’の中心部
側には、鋳造過程で析出した偏析や非金属介在物のよう
な組織欠陥が表層部側に比べて多く存在している。
するものと考えられる。まず、切削加工に用いる円柱素
材１’は、通常、所定組成の鋼種を溶製したのち鍛造
し、そのインゴットに対して熱間鍛造または熱間圧延を
行って所望の直径に整形されている。そのため、整形後
の円柱素材１’にあっては、上記熱間加工により、円柱
素材１’の長手方向に延びる多数の鍛流線組織（繊維組
織）が形成される。とくに表層部側ほど多く形成されて
組織構造は緻密化する。そして、円柱素材１’の中心部
側には、鋳造過程で析出した偏析や非金属介在物のよう
な組織欠陥が表層部側に比べて多く存在している。
【０００５】すなわち、整形後の円柱素材１’は、その
表層部側が鍛流線組織の働きによって緻密でかつ高強度
になっており、中心部側は偏析や非金属介在物のような
組織欠陥の存在に基づいてその機械的強度は低くなって
いる。したがって、図４で示したように、円柱素材１’
の表層部１’ａを切削加工すると、前記した鍛流線組織
は切断され、表層部が高強度の緻密な組織構造の場合は
そこが除去される。また、中心部側ほど多く存在してい
た前記した組織欠陥がロール面１ａに露出して若干の肌
あれが起こるようになる。
表層部側が鍛流線組織の働きによって緻密でかつ高強度
になっており、中心部側は偏析や非金属介在物のような
組織欠陥の存在に基づいてその機械的強度は低くなって
いる。したがって、図４で示したように、円柱素材１’
の表層部１’ａを切削加工すると、前記した鍛流線組織
は切断され、表層部が高強度の緻密な組織構造の場合は
そこが除去される。また、中心部側ほど多く存在してい
た前記した組織欠陥がロール面１ａに露出して若干の肌
あれが起こるようになる。
【０００６】結局、加工後のロールは、組織欠陥が多く
て機械的強度が低い中心部でくびれ部１ｂが構成される
ことになるので、その機械的強度の不足を招き、使用寿
命の長期化が阻まれることになる。
て機械的強度が低い中心部でくびれ部１ｂが構成される
ことになるので、その機械的強度の不足を招き、使用寿
命の長期化が阻まれることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ロールを円
柱素材の切削加工で製造していたときに発生する上記し
た問題を解決し、ロール面は滑らかで、機械的強度も充
分に高く、そのため長期に亘る使用寿命を発揮するロー
ルとその製造方法の提供を目的とする。
柱素材の切削加工で製造していたときに発生する上記し
た問題を解決し、ロール面は滑らかで、機械的強度も充
分に高く、そのため長期に亘る使用寿命を発揮するロー
ルとその製造方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、鍛流線組織が、ロール面に
沿って切れることなく形成されていることを特徴とする
ロールが提供され、また、円柱素材を軸中心に回転させ
ながら、前記円柱素材の側面を、形成すべきロール面と
同じ曲率の断面形状を有する上金敷と下金敷で鍛造し、
かつ、前記円柱素材の両端面方向から平金敷で間欠的に
鍛造することを特徴とするロールの製造方法が提供され
る。
ために、本発明においては、鍛流線組織が、ロール面に
沿って切れることなく形成されていることを特徴とする
ロールが提供され、また、円柱素材を軸中心に回転させ
ながら、前記円柱素材の側面を、形成すべきロール面と
同じ曲率の断面形状を有する上金敷と下金敷で鍛造し、
かつ、前記円柱素材の両端面方向から平金敷で間欠的に
鍛造することを特徴とするロールの製造方法が提供され
る。
【０００９】本発明ロールの製造に際しては、図１で示
したように、まず所定の鋼種から成り、所定の径と長さ
を有する円柱素材１’を用意する。ついで、上金敷３と
下金敷４とを有する鍛造機に上記円柱素材１’を横向き
にしてセットし、この円柱素材１’を、矢印ｐで示した
ように、軸中心に回転させながら、表層部１’ａに対し
て熱間鍛造を施す。
したように、まず所定の鋼種から成り、所定の径と長さ
を有する円柱素材１’を用意する。ついで、上金敷３と
下金敷４とを有する鍛造機に上記円柱素材１’を横向き
にしてセットし、この円柱素材１’を、矢印ｐで示した
ように、軸中心に回転させながら、表層部１’ａに対し
て熱間鍛造を施す。
【００１０】上金敷３，下金敷４の断面形状は、いずれ
も、形成すべきロール面１ａと略同じ曲率を有する曲
面、例えば円弧になっている。したがって、上金敷３，
下金敷４における矢印ｑで示した上下動を同期させてそ
れぞれの曲面３ａ，４ａで円柱素材の表層部１’ａを鍛
造すると、表層部１’ａは塑性変形して上記曲面３ａ，
４ａに対応するロール面１ａに変形する。
も、形成すべきロール面１ａと略同じ曲率を有する曲
面、例えば円弧になっている。したがって、上金敷３，
下金敷４における矢印ｑで示した上下動を同期させてそ
れぞれの曲面３ａ，４ａで円柱素材の表層部１’ａを鍛
造すると、表層部１’ａは塑性変形して上記曲面３ａ，
４ａに対応するロール面１ａに変形する。
【００１１】このとき、上金敷３と下金敷４で鍛造され
ている表層部１’ａでは、図の矢印ｒ方向、すなわち円
柱素材１’の軸方向に塑性変形するので、そこに存在し
ていた鍛流線組織も、切断されることなく軸方向に延び
ていく。また、仮に中心部に偏析や非金属介在物のよう
な組織欠陥が存在していても、これら組織欠陥は、上金
敷３と下金敷４による鍛造圧によって押し潰されること
になる。
ている表層部１’ａでは、図の矢印ｒ方向、すなわち円
柱素材１’の軸方向に塑性変形するので、そこに存在し
ていた鍛流線組織も、切断されることなく軸方向に延び
ていく。また、仮に中心部に偏析や非金属介在物のよう
な組織欠陥が存在していても、これら組織欠陥は、上金
敷３と下金敷４による鍛造圧によって押し潰されること
になる。
【００１２】なお、本発明においては、表層部１’ａの
塑性変形に伴い、円柱素材１’は図の矢印ｒ方向、即ち
軸方向にも変形して伸長していくので、適当なサイクル
で、円柱素材１’の両端面方向からも平金敷５ａ，５ｂ
で鍛造する。したがって、上記鍛造後に得られたロール
における組織構造では、図２で示したように、鍛造前に
円柱素材１’の表層部１’ａに存在していた鍛流線組織
が、より緻密化した状態で、ロール面１ａに沿って、ロ
ールの軸方向に切れることなく延びる複数条の鍛流線組
織１ｃとして中心部を取り囲むように形成され、中心に
は、組織欠陥が押し潰されて緻密化して成る組織１ｄが
形成されている。
塑性変形に伴い、円柱素材１’は図の矢印ｒ方向、即ち
軸方向にも変形して伸長していくので、適当なサイクル
で、円柱素材１’の両端面方向からも平金敷５ａ，５ｂ
で鍛造する。したがって、上記鍛造後に得られたロール
における組織構造では、図２で示したように、鍛造前に
円柱素材１’の表層部１’ａに存在していた鍛流線組織
が、より緻密化した状態で、ロール面１ａに沿って、ロ
ールの軸方向に切れることなく延びる複数条の鍛流線組
織１ｃとして中心部を取り囲むように形成され、中心に
は、組織欠陥が押し潰されて緻密化して成る組織１ｄが
形成されている。
【００１３】
【作用】本発明のロールにおいては、円柱素材の表層部
がそのままロール面になっている。したがって、円柱素
材の表層部に存在していた鍛流線組織は、鍛造によって
一層緻密化した鍛流線組織としてロール面に沿って存在
している。また、円柱素材の中心部に多数存在していた
組織欠陥も鍛造圧によって押し潰されて緻密化される。
そのため、ロールのくびれ部では、全体の機械的強度が
高くなり、ロールとしての使用寿命は長期化する。
がそのままロール面になっている。したがって、円柱素
材の表層部に存在していた鍛流線組織は、鍛造によって
一層緻密化した鍛流線組織としてロール面に沿って存在
している。また、円柱素材の中心部に多数存在していた
組織欠陥も鍛造圧によって押し潰されて緻密化される。
そのため、ロールのくびれ部では、全体の機械的強度が
高くなり、ロールとしての使用寿命は長期化する。
【００１４】
【実施例】直径１０００mm，長さ５００mmの鋼材を用意
した。この円柱素材を、図１で示すように、横向きに鍛
造機にセットし、円柱素材１’を軸回転させながら、半
径が２５０mmの円弧面を有する上金敷３，下金敷４で熱
間鍛造（温度１１００℃）した。上金敷３，下金敷４の
上下動１０回に対し１回の割合で軸方向から平金敷５
ａ，５ｂで円柱素材１’を鍛造した。
した。この円柱素材を、図１で示すように、横向きに鍛
造機にセットし、円柱素材１’を軸回転させながら、半
径が２５０mmの円弧面を有する上金敷３，下金敷４で熱
間鍛造（温度１１００℃）した。上金敷３，下金敷４の
上下動１０回に対し１回の割合で軸方向から平金敷５
ａ，５ｂで円柱素材１’を鍛造した。
【００１５】図２で示したように、ロール面１ａの円弧
の長さが１２００mmで、最も細い部分の太さが５００mm
であるくびれ部１ｂを有するロールが得られた。縦断面
のマクロ腐食によって組織構造を観察したところ、図２
で示したように、ロール面１ａに沿って切れることな
く、複数条の鍛流線組織が形成されていた。
の長さが１２００mmで、最も細い部分の太さが５００mm
であるくびれ部１ｂを有するロールが得られた。縦断面
のマクロ腐食によって組織構造を観察したところ、図２
で示したように、ロール面１ａに沿って切れることな
く、複数条の鍛流線組織が形成されていた。
【００１６】このロールのくびれ部１ｂの中央部におけ
る曲げ強度を測定したところ、１７０kgf/mm2 であっ
た。比較のために、実施例と同じ円柱素材を切削加工し
て同形状のロールを製造した。ロール面で鍛流線組織は
切断されており、また中央部における曲げ強度は９０kg
f/mm2 であった。
る曲げ強度を測定したところ、１７０kgf/mm2 であっ
た。比較のために、実施例と同じ円柱素材を切削加工し
て同形状のロールを製造した。ロール面で鍛流線組織は
切断されており、また中央部における曲げ強度は９０kg
f/mm2 であった。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
ロールは、製造に当たっては従来のような切削加工では
なく、円柱素材の表層部に対する鍛造によってロール面
を形成しているので、円柱素材の鍛流線組織は切断され
ることなく一層緻密で高強度の鍛流線組織に変化し、ま
た円柱素材の中心部に存在していた組織欠陥も押し潰さ
れて緻密化するので、ロール面を含むくびれ部の機械的
強度は非常に高くなる。したがって、本発明のロール
は、長期に亘る使用寿命を有している。
ロールは、製造に当たっては従来のような切削加工では
なく、円柱素材の表層部に対する鍛造によってロール面
を形成しているので、円柱素材の鍛流線組織は切断され
ることなく一層緻密で高強度の鍛流線組織に変化し、ま
た円柱素材の中心部に存在していた組織欠陥も押し潰さ
れて緻密化するので、ロール面を含むくびれ部の機械的
強度は非常に高くなる。したがって、本発明のロール
は、長期に亘る使用寿命を有している。
【図１】本発明方法を説明するための概略図である。
【図２】本発明ロールの断面組織を示す断面図である。
【図３】矯正ロールを示す側面図である。
【図４】従来ロールの製造方法を説明するための概略図
である。
である。
１ ロール １ａ ロール面 １ｂ ロールの中央部（くびれ部） １ｃ 鍛流線組織 １ｄ 組織欠陥が緻密化した組織 １’ 円柱素材 １’ａ 円柱素材１’の表層部 ２ パイプ ３ 上金敷 ３ａ 上金敷３の曲面 ４ 下金敷 ４ａ 下金敷４の曲面 ５ａ，５ｂ 平金敷
Claims (2)
- 【請求項１】 鍛流線組織が、ロール面に沿って切れる
ことなく形成されていることを特徴とするロール。 - 【請求項２】 円柱素材を軸中心に回転させながら、前
記円柱素材の側面を、形成すべきロール面と同じ曲率の
断面形状を有する上金敷と下金敷で鍛造し、かつ、前記
円柱素材の両端面方向から平金敷で間欠的に鍛造するこ
とを特徴とするロールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33808493A JPH07185725A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ロールとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33808493A JPH07185725A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ロールとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07185725A true JPH07185725A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18314759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33808493A Pending JPH07185725A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ロールとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07185725A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016124027A (ja) * | 2015-01-08 | 2016-07-11 | マツダ株式会社 | 鍛造用金型構造 |
| WO2016163308A1 (ja) * | 2015-04-06 | 2016-10-13 | 日立金属株式会社 | 熱間鍛造用金型及び熱間鍛造方法 |
| WO2016163307A1 (ja) * | 2015-04-06 | 2016-10-13 | 日立金属株式会社 | 熱間鍛造用金型及び熱間鍛造方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33808493A patent/JPH07185725A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016124027A (ja) * | 2015-01-08 | 2016-07-11 | マツダ株式会社 | 鍛造用金型構造 |
| WO2016163308A1 (ja) * | 2015-04-06 | 2016-10-13 | 日立金属株式会社 | 熱間鍛造用金型及び熱間鍛造方法 |
| WO2016163307A1 (ja) * | 2015-04-06 | 2016-10-13 | 日立金属株式会社 | 熱間鍛造用金型及び熱間鍛造方法 |
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