JPH0775808A - 形鋼圧延用耐摩耗複合ロール - Google Patents
形鋼圧延用耐摩耗複合ロールInfo
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- JPH0775808A JPH0775808A JP24630493A JP24630493A JPH0775808A JP H0775808 A JPH0775808 A JP H0775808A JP 24630493 A JP24630493 A JP 24630493A JP 24630493 A JP24630493 A JP 24630493A JP H0775808 A JPH0775808 A JP H0775808A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度で耐摩耗性、耐肌あれ性に優れるとと
もに、割損のない形鋼圧延用耐摩耗複合ロールを提供す
る。 【構成】 Ｃ 1.5〜3.0 重量％、Si 0.3〜3.0 重量％、
Mn0.3 〜1.5 重量％、Cr２〜７重量％、Mo５〜９重量
％、Ｖ３〜15重量％、Ｗ20重量％以下、Ｂ500ppm以下、
残部実質的にFe及び不純物元素からなる組成を有する外
層と、引張強さ55kg/ mm2 以上及び伸び1.0 ％以上の鋼
製の内層とが金属接合してなり、この外層が連続肉盛鋳
造法により形成されたものであり、かつロール最大径の
位置での外層の断面積／内層の断面積が1.0 〜3.0 であ
る形鋼圧延用耐摩耗複合ロール。
もに、割損のない形鋼圧延用耐摩耗複合ロールを提供す
る。 【構成】 Ｃ 1.5〜3.0 重量％、Si 0.3〜3.0 重量％、
Mn0.3 〜1.5 重量％、Cr２〜７重量％、Mo５〜９重量
％、Ｖ３〜15重量％、Ｗ20重量％以下、Ｂ500ppm以下、
残部実質的にFe及び不純物元素からなる組成を有する外
層と、引張強さ55kg/ mm2 以上及び伸び1.0 ％以上の鋼
製の内層とが金属接合してなり、この外層が連続肉盛鋳
造法により形成されたものであり、かつロール最大径の
位置での外層の断面積／内層の断面積が1.0 〜3.0 であ
る形鋼圧延用耐摩耗複合ロール。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、形鋼圧延用耐摩耗複合
ロールに関し、特に高強度で耐摩耗性及び耐肌あれ性に
優れているとともに、折損等のない形鋼圧延用耐摩耗複
合ロールに関する。
ロールに関し、特に高強度で耐摩耗性及び耐肌あれ性に
優れているとともに、折損等のない形鋼圧延用耐摩耗複
合ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】圧延用
ロールには耐摩耗性、耐肌あれ性、耐事故性などが要求
されている。これは、ロール損耗による被圧延材の形状
悪化の防止とともに、ロール組替工数の低減の要求が強
いためである。特に、形鋼圧延用ロールとする場合に
は、カリバーの底からの折損を生じやすいために、耐折
損性が良好でなければならない。
ロールには耐摩耗性、耐肌あれ性、耐事故性などが要求
されている。これは、ロール損耗による被圧延材の形状
悪化の防止とともに、ロール組替工数の低減の要求が強
いためである。特に、形鋼圧延用ロールとする場合に
は、カリバーの底からの折損を生じやすいために、耐折
損性が良好でなければならない。
【０００３】従来の遠心鋳造ロールでは、外層材の重力
偏析の抑制や軸となる鋳鉄材の黒鉛化をはかって、靱性
を維持するために、外層材の化学組成に制約があり、上
述のような要求を十分に満たすことはできなかった。ま
た、ＨＩＰ等による焼結粉末合金ロールは、耐摩耗性は
良好であるものの、凹凸の曲率（Ｒ）が小さい山形鋼等
を圧延する場合には、形鋼圧延用ロールのカリバーの底
部で割損等が生じやすく、さらに、スリーブと軸との間
ですべりが起こりやすく、このため大負荷の圧延ではス
リーブ内面から割損が生じやすいという問題がある。
偏析の抑制や軸となる鋳鉄材の黒鉛化をはかって、靱性
を維持するために、外層材の化学組成に制約があり、上
述のような要求を十分に満たすことはできなかった。ま
た、ＨＩＰ等による焼結粉末合金ロールは、耐摩耗性は
良好であるものの、凹凸の曲率（Ｒ）が小さい山形鋼等
を圧延する場合には、形鋼圧延用ロールのカリバーの底
部で割損等が生じやすく、さらに、スリーブと軸との間
ですべりが起こりやすく、このため大負荷の圧延ではス
リーブ内面から割損が生じやすいという問題がある。
【０００４】そこで、本発明者らは、外層材の化学組成
の制約が少ないロールの製造方法として、鋼材からなる
軸の周囲に高周波コイルを用いて溶湯を加熱撹拌しなが
ら連続的に外層を形成するいわゆる連続肉盛鋳造法を提
案した（特開昭61-60256号、特願昭63-502702 号) 。こ
のような製造方法の開発により、硬質の炭化物を形成す
るＶ、Ｗ、Mo等の元素を外層材に多量に添加できるよう
になり、従来の遠心鋳造ロールと比較して数倍の耐用圧
延量を有するロールの製造が可能となった。
の制約が少ないロールの製造方法として、鋼材からなる
軸の周囲に高周波コイルを用いて溶湯を加熱撹拌しなが
ら連続的に外層を形成するいわゆる連続肉盛鋳造法を提
案した（特開昭61-60256号、特願昭63-502702 号) 。こ
のような製造方法の開発により、硬質の炭化物を形成す
るＶ、Ｗ、Mo等の元素を外層材に多量に添加できるよう
になり、従来の遠心鋳造ロールと比較して数倍の耐用圧
延量を有するロールの製造が可能となった。
【０００５】しかしながら、ある程度深いカリバーを有
する形鋼圧延用ロールを製造する場合には、外層を厚く
形成する必要があるが、前記従来の方法では外層と内層
との境界付近にひけ巣が生じたり、あるいは外層の深部
の硬度の不足や、外層内部から割損が生じたりしやすく
なるという問題がある。
する形鋼圧延用ロールを製造する場合には、外層を厚く
形成する必要があるが、前記従来の方法では外層と内層
との境界付近にひけ巣が生じたり、あるいは外層の深部
の硬度の不足や、外層内部から割損が生じたりしやすく
なるという問題がある。
【０００６】したがって、本発明の目的は、高強度で耐
摩耗性、耐肌あれ性に優れるとともに、割損のない形鋼
圧延用耐摩耗複合ロールを提供することである。
摩耗性、耐肌あれ性に優れるとともに、割損のない形鋼
圧延用耐摩耗複合ロールを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、外層を焼入性に優れた特定のFe
基合金により形成すれば、内層に対する外層の比を大き
くしても、ひけ巣や、カリバー底部の割損等を防止する
ことができることを見出し、本発明に想到した。
の結果、本発明者らは、外層を焼入性に優れた特定のFe
基合金により形成すれば、内層に対する外層の比を大き
くしても、ひけ巣や、カリバー底部の割損等を防止する
ことができることを見出し、本発明に想到した。
【０００８】すなわち、本発明の形鋼圧延用耐摩耗複合
ロールは、Ｃ 1.5〜3.0 重量％、Si0.3〜3.0 重量％、M
n0.3 〜1.5 重量％、Cr２〜７重量％、Mo５〜９重量
％、Ｖ３〜15重量％、Ｗ20重量％以下、Ｂ500ppm以下、
残部実質的にFe及び不純物元素からなる組成を有する外
層と、引張強さ55kg/ mm2 以上及び伸び1.0 ％以上の鋼
製の内層とが金属接合してなる形鋼圧延用耐摩耗複合ロ
ールであって、前記外層が連続肉盛鋳造法により形成さ
れたものであり、かつロール最大径の位置での外層の断
面積／内層の断面積が1.0 〜3.0 であることを特徴とす
る。
ロールは、Ｃ 1.5〜3.0 重量％、Si0.3〜3.0 重量％、M
n0.3 〜1.5 重量％、Cr２〜７重量％、Mo５〜９重量
％、Ｖ３〜15重量％、Ｗ20重量％以下、Ｂ500ppm以下、
残部実質的にFe及び不純物元素からなる組成を有する外
層と、引張強さ55kg/ mm2 以上及び伸び1.0 ％以上の鋼
製の内層とが金属接合してなる形鋼圧延用耐摩耗複合ロ
ールであって、前記外層が連続肉盛鋳造法により形成さ
れたものであり、かつロール最大径の位置での外層の断
面積／内層の断面積が1.0 〜3.0 であることを特徴とす
る。
【０００９】以下に本発明を詳細に説明する。 〔１〕外層の化学成分 外層の化学成分の限定理由は以下の通りである。 (a) Ｃ：1.5 〜3.0 重量％ Ｃは耐摩耗性向上のための炭化物の形成に必要である。
その量が1.5 重量％未満の場合、晶出炭化物量が少な
く、耐摩耗性の点で十分でない。一方、Ｃが3.0重量％
を超えると炭化物量が過剰になり、耐肌荒れ性の点で問
題が生じるとともに、材質が脆化する。好ましいＣの含
有量は1.6 〜2.5 重量％である。
その量が1.5 重量％未満の場合、晶出炭化物量が少な
く、耐摩耗性の点で十分でない。一方、Ｃが3.0重量％
を超えると炭化物量が過剰になり、耐肌荒れ性の点で問
題が生じるとともに、材質が脆化する。好ましいＣの含
有量は1.6 〜2.5 重量％である。
【００１０】(b) Si：0.3 〜3.0 重量％ Siは脱酸剤として必要な元素である。また溶湯の流動性
を保つためにも必要である。その量が0.3 重量％未満で
は、上記効果が十分に得られない。一方、Siが3.0 重量
％を超えると、炭化物量が過剰になるとともに、セメン
タイトの晶出が少なくなり、脆化しやすくなり不都合で
ある。好ましいSiの含有量は0.3 〜1.5重量％である。
を保つためにも必要である。その量が0.3 重量％未満で
は、上記効果が十分に得られない。一方、Siが3.0 重量
％を超えると、炭化物量が過剰になるとともに、セメン
タイトの晶出が少なくなり、脆化しやすくなり不都合で
ある。好ましいSiの含有量は0.3 〜1.5重量％である。
【００１１】(c) Mn：0.3 〜1.5 重量％ Mnは脱酸作用とともに不純物であるＳをMnＳとして固定
する作用がある。その量が0.3 重量％未満では、上記効
果が十分に得られない。一方、Mnが1.5 重量％を超える
と残留オーステナイトが生じやすくなり、安定して十分
な硬さを維持できない。好ましいMnの含有量は0.3 〜1.
0 重量％である。
する作用がある。その量が0.3 重量％未満では、上記効
果が十分に得られない。一方、Mnが1.5 重量％を超える
と残留オーステナイトが生じやすくなり、安定して十分
な硬さを維持できない。好ましいMnの含有量は0.3 〜1.
0 重量％である。
【００１２】(d) Cr：２〜７重量％ Crは２重量％未満では焼入れ性に劣り、また７重量％を
超えるとクロム系炭化物が過多となるため不都合であ
る。すなわちCr系炭化物例えばM 23C 6 はMC、M4 C
3 、M 2 C と比較して硬さが低く、耐摩耗性を低下さ
せる。好ましいCrの含有量は3.5 〜6.5 重量％である。
超えるとクロム系炭化物が過多となるため不都合であ
る。すなわちCr系炭化物例えばM 23C 6 はMC、M4 C
3 、M 2 C と比較して硬さが低く、耐摩耗性を低下さ
せる。好ましいCrの含有量は3.5 〜6.5 重量％である。
【００１３】(e) Mo：５〜９重量％ Moは M2 C (Mo2 C)の炭化物を晶出させて合金の凝固完
了温度を上昇させ、ひけ巣を防止するとともに、焼入れ
性と高温硬さを得るために必要である。その量が５重量
％未満では、上記効果が十分に得られない。一方９重量
％を超えるとＣとＶとMoとのバランスにおいて、ＭＣ系
炭化物に比べてM 6 C 系炭化物が増加し、靭性および耐
肌あれ性を低下させる。好ましいMoの含有量は5.5 〜７
重量％である。
了温度を上昇させ、ひけ巣を防止するとともに、焼入れ
性と高温硬さを得るために必要である。その量が５重量
％未満では、上記効果が十分に得られない。一方９重量
％を超えるとＣとＶとMoとのバランスにおいて、ＭＣ系
炭化物に比べてM 6 C 系炭化物が増加し、靭性および耐
肌あれ性を低下させる。好ましいMoの含有量は5.5 〜７
重量％である。
【００１４】(f) Ｖ：３〜15重量％ Ｖは耐摩耗性の向上に効果のあるＭＣ系炭化物を形成す
るための必須元素である。従って３重量％未満では十分
な効果がなく、また15重量％より多いと、溶湯の酸化が
激しくなり、大気中での溶解が困難になってくる。好ま
しいＶの含有量は４〜10重量％である。
るための必須元素である。従って３重量％未満では十分
な効果がなく、また15重量％より多いと、溶湯の酸化が
激しくなり、大気中での溶解が困難になってくる。好ま
しいＶの含有量は４〜10重量％である。
【００１５】(g) Ｗ：20重量％以下 Ｗは高温硬さの維持の点で必要であるが、20重量％を超
えるとM 6 C 系炭化物が増加して靭性及び耐肌あれ性の
点で好ましくないので、上限を20重量％とする。好まし
いＷの含有量は10重量％以下である。
えるとM 6 C 系炭化物が増加して靭性及び耐肌あれ性の
点で好ましくないので、上限を20重量％とする。好まし
いＷの含有量は10重量％以下である。
【００１６】(h) 不可避的不純物 不可避的不純物として微量のＢが含まれる。Ｂは基地中
の非粒状炭化物の生成を助長して基地を脆化する。非粒
状炭化物にそってマイクロクラックが生じ、そのクラッ
クを起点にして結晶粒単位で脱落摩耗を促進し、肌あれ
を生じるので、不純物としてのＢの量を制限しなくては
ならない。その濃度が500ppm以下の場合には基地中に非
粒状炭化物の生成が助長されず、共晶炭化物に沿って発
生するクラックもほとんど認められない。好ましくはＢ
を300ppm以下とする。
の非粒状炭化物の生成を助長して基地を脆化する。非粒
状炭化物にそってマイクロクラックが生じ、そのクラッ
クを起点にして結晶粒単位で脱落摩耗を促進し、肌あれ
を生じるので、不純物としてのＢの量を制限しなくては
ならない。その濃度が500ppm以下の場合には基地中に非
粒状炭化物の生成が助長されず、共晶炭化物に沿って発
生するクラックもほとんど認められない。好ましくはＢ
を300ppm以下とする。
【００１７】その他の不純物として主なものはＰ及びＳ
であるが、Ｐは脆化防止のため0.08重量％以下であり、
Ｓは同様に0.06重量％以下である必要がある。
であるが、Ｐは脆化防止のため0.08重量％以下であり、
Ｓは同様に0.06重量％以下である必要がある。
【００１８】(i) 付加的元素 本発明の耐摩耗複合ロールの外層には、上記各成分の他
に必要に応じてNi、Co、Nb、Ｎ及びTiの１種又は２種以
上を添加することができる。
に必要に応じてNi、Co、Nb、Ｎ及びTiの１種又は２種以
上を添加することができる。
【００１９】Niは焼入れ性を向上させる作用を有する。
このため、特に大型ロールのような焼入れ速度を速くで
きないものには添加するのが好ましい。しかしその含有
量が５重量％を超えると、オーステナイトが安定化しす
ぎ、熱処理後の残留オーステナイトが過多となり、十分
な硬さが得られない。
このため、特に大型ロールのような焼入れ速度を速くで
きないものには添加するのが好ましい。しかしその含有
量が５重量％を超えると、オーステナイトが安定化しす
ぎ、熱処理後の残留オーステナイトが過多となり、十分
な硬さが得られない。
【００２０】Coは、材質の靱性を向上させ、かつ熱間硬
さを向上させる作用がある。従ってCoを添加することに
より耐肌あれ性、耐摩耗性の向上をはかることができ
る。上記向上効果はその含有量が８重量％でほぼ飽和す
ることから、その上限は８重量％である。
さを向上させる作用がある。従ってCoを添加することに
より耐肌あれ性、耐摩耗性の向上をはかることができ
る。上記向上効果はその含有量が８重量％でほぼ飽和す
ることから、その上限は８重量％である。
【００２１】NbはＶと同様に粒状炭化物を形成する。さ
らに粒状炭化物であるMC炭化物を微細にする作用を有す
る。これにより、耐摩耗性、耐肌あれ性を改善する。し
かしその含有量が５重量％を超えると溶湯の酸化が激し
くなり、大気中での溶解、鋳造が困難になる。
らに粒状炭化物であるMC炭化物を微細にする作用を有す
る。これにより、耐摩耗性、耐肌あれ性を改善する。し
かしその含有量が５重量％を超えると溶湯の酸化が激し
くなり、大気中での溶解、鋳造が困難になる。
【００２２】Ｎは焼戻し硬さの向上に効果がある。しか
し、過剰になると材質が脆化するので、含有量の上限は
0.15％以下である。
し、過剰になると材質が脆化するので、含有量の上限は
0.15％以下である。
【００２３】TiはＭＣ系炭化物を形成し、この炭化物は
ビッカース硬さHvが2000以上と硬く、これらの炭化物を
外層材に含有させれば、ロールの耐摩耗性の向上に有効
であるが、１重量％を超えると溶湯の酸化が激しくな
り、大気中での溶解、鋳造が困難になる。
ビッカース硬さHvが2000以上と硬く、これらの炭化物を
外層材に含有させれば、ロールの耐摩耗性の向上に有効
であるが、１重量％を超えると溶湯の酸化が激しくな
り、大気中での溶解、鋳造が困難になる。
【００２４】〔２〕内層（軸材） また、本発明の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールの内層
（軸）は鋳鋼や鍛鋼等の鋼材を用いるが、例えばＳＮＣ
Ｍ４３９等の焼入れ時にベイナイト変態するもの（パー
ライト変態が少ないもの）を使用するのが好ましい。焼
入れ時にベイナイト変態するものを使用することによ
り、ロール焼入れ時の残留応力が過大となるのを防止す
ることができる。
（軸）は鋳鋼や鍛鋼等の鋼材を用いるが、例えばＳＮＣ
Ｍ４３９等の焼入れ時にベイナイト変態するもの（パー
ライト変態が少ないもの）を使用するのが好ましい。焼
入れ時にベイナイト変態するものを使用することによ
り、ロール焼入れ時の残留応力が過大となるのを防止す
ることができる。
【００２５】また、軸材の引張強さは55kg／mm2 以上、
伸びは1.0 ％以上である。これは形鋼圧延ロールとして
用いた場合に、大きな圧下力がかかるとともに、圧延中
のたわみを補正するために軸の両端部にかける曲げ力に
対して耐えられる必要があるためである。
伸びは1.0 ％以上である。これは形鋼圧延ロールとして
用いた場合に、大きな圧下力がかかるとともに、圧延中
のたわみを補正するために軸の両端部にかける曲げ力に
対して耐えられる必要があるためである。
【００２６】ロール最大径の位置での外層と軸との断面
積比（外層の断面積／内層の断面積）は1.0 〜3.0 、好
ましくは1.0 〜2.6 である。断面積比が1.0 未満では、
必要とされる十分な深さのカリバーを形成できない。断
面積比の上限については、3.0 を超えると、外層と軸と
の境界位置付近での半径方向引張残留応力が過大となる
ため好ましくない。また、上記値が大きいとボイドやひ
け等が生じやすくなるが、本発明においては外層を前述
したようなFe基合金にて形成することにより、ボイドや
ひけ等の問題が解決される。
積比（外層の断面積／内層の断面積）は1.0 〜3.0 、好
ましくは1.0 〜2.6 である。断面積比が1.0 未満では、
必要とされる十分な深さのカリバーを形成できない。断
面積比の上限については、3.0 を超えると、外層と軸と
の境界位置付近での半径方向引張残留応力が過大となる
ため好ましくない。また、上記値が大きいとボイドやひ
け等が生じやすくなるが、本発明においては外層を前述
したようなFe基合金にて形成することにより、ボイドや
ひけ等の問題が解決される。
【００２７】上述したような外層と軸 (内層) とは強固
に金属接合している必要がある。このためには両者の境
界部の接合強さは外層と軸のうちの弱い方の機械的強度
と同等以上でなければならない。このように鋼製軸の外
周に大きな接合強度で外層を形成するには、基本的には
特開昭61-60256号公報に示されるような、鋼の周囲に高
周波コイルを用いて溶湯を加熱撹拌しながら連続的に外
層を形成する、いわゆる連続肉盛鋳造法によるのが好ま
しい。
に金属接合している必要がある。このためには両者の境
界部の接合強さは外層と軸のうちの弱い方の機械的強度
と同等以上でなければならない。このように鋼製軸の外
周に大きな接合強度で外層を形成するには、基本的には
特開昭61-60256号公報に示されるような、鋼の周囲に高
周波コイルを用いて溶湯を加熱撹拌しながら連続的に外
層を形成する、いわゆる連続肉盛鋳造法によるのが好ま
しい。
【００２８】図１は連続肉盛鋳造法を実施するのに使用
し得る装置の一例を示す。本装置はテーパ部および平行
部の周壁を有するロート状の耐火枠１と、その下に同軸
的に設置された冷却型４とからなる組合わせモールド10
を有する。
し得る装置の一例を示す。本装置はテーパ部および平行
部の周壁を有するロート状の耐火枠１と、その下に同軸
的に設置された冷却型４とからなる組合わせモールド10
を有する。
【００２９】耐火枠１には、この外周を包囲するように
環状の誘導加熱用コイル２が配置されており、またその
下部に同軸的に耐火枠１の下部と同径の内孔を有する環
状の緩衝型３が設けられている。またその下方の冷却型
４は緩衝型３とほぼ同じ内径を有し、かつ同軸的であ
る。冷却型４の入口14から冷却水が連続的に型内に導入
され、出口14′から排出される。
環状の誘導加熱用コイル２が配置されており、またその
下部に同軸的に耐火枠１の下部と同径の内孔を有する環
状の緩衝型３が設けられている。またその下方の冷却型
４は緩衝型３とほぼ同じ内径を有し、かつ同軸的であ
る。冷却型４の入口14から冷却水が連続的に型内に導入
され、出口14′から排出される。
【００３０】以上の構成の組合せモールド10の内側にロ
ールの軸５をセットする。軸５の下端又は必要に応じて
下端から適宜はなれた位置に注入外層の外径とほぼ同径
の外径を有する閉止部材（図示せず）を固定し、さらに
その下部は軸５の昇降機構（図示せず）に取付ける。軸
５と耐火枠１との間の空間に溶湯７を注入し、溶湯表面
は溶融フラックス６で空気に触れないようにシールす
る。そして溶湯７が凝固しないように加熱コイル２で加
熱撹拌する。溶湯７は図中の矢印Ａで示す方向に流動し
撹拌運動を起こす。つぎに軸５に固定された閉止部材を
軸材とともに逐次降下させる。軸材及び閉止部材の降下
と連動して溶湯７も降下し、緩衝型３および水冷鋳型４
面で溶湯７の凝固が始まる。この凝固のとき軸と外層は
完全に金属的に接合される。湯だまりの溶湯の表面も軸
材及び閉止部材の降下に併せて低下してくるが、新しい
溶湯を適宜注入して液面をある水準に保持する。そし
て、降下と注入を順次くり返して溶湯を下方から逐次凝
固させて外層８の形成を行う。
ールの軸５をセットする。軸５の下端又は必要に応じて
下端から適宜はなれた位置に注入外層の外径とほぼ同径
の外径を有する閉止部材（図示せず）を固定し、さらに
その下部は軸５の昇降機構（図示せず）に取付ける。軸
５と耐火枠１との間の空間に溶湯７を注入し、溶湯表面
は溶融フラックス６で空気に触れないようにシールす
る。そして溶湯７が凝固しないように加熱コイル２で加
熱撹拌する。溶湯７は図中の矢印Ａで示す方向に流動し
撹拌運動を起こす。つぎに軸５に固定された閉止部材を
軸材とともに逐次降下させる。軸材及び閉止部材の降下
と連動して溶湯７も降下し、緩衝型３および水冷鋳型４
面で溶湯７の凝固が始まる。この凝固のとき軸と外層は
完全に金属的に接合される。湯だまりの溶湯の表面も軸
材及び閉止部材の降下に併せて低下してくるが、新しい
溶湯を適宜注入して液面をある水準に保持する。そし
て、降下と注入を順次くり返して溶湯を下方から逐次凝
固させて外層８の形成を行う。
【００３１】上述したような連続肉盛鋳造法により、軸
材のまわりに外層を形成した後、所望の形状に加工すれ
ばよいが、本発明のように外層のＢの含有量を500ppm以
下とするためには、肉盛前の軸材表面の被覆及び外層用
溶湯表面の被覆に使用するフラックスとして、Ｂ又はＢ
化合物を含まないものを使用するのが好ましい。
材のまわりに外層を形成した後、所望の形状に加工すれ
ばよいが、本発明のように外層のＢの含有量を500ppm以
下とするためには、肉盛前の軸材表面の被覆及び外層用
溶湯表面の被覆に使用するフラックスとして、Ｂ又はＢ
化合物を含まないものを使用するのが好ましい。
【００３２】以上のようにして得られる本発明の形鋼圧
延用耐摩耗複合ロールの外層の表面硬さはショアー硬さ
75以上、軸の引張強さ55kg／mm2 以上、伸びは1.0 ％以
上であり、外層と内層とは金属的に接合しているため
に、その境界部の接合強さは外層又は内層の弱い方の強
度以上である。
延用耐摩耗複合ロールの外層の表面硬さはショアー硬さ
75以上、軸の引張強さ55kg／mm2 以上、伸びは1.0 ％以
上であり、外層と内層とは金属的に接合しているため
に、その境界部の接合強さは外層又は内層の弱い方の強
度以上である。
【００３３】
【作用】本発明の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールは、外層
にひけ巣がなく、圧縮残留応力が付与されているため、
カリバーを深くしても、カリバー底部から割損が生じな
い。また、内層は機械的性質が良好なため、内層からの
破損もない。
にひけ巣がなく、圧縮残留応力が付与されているため、
カリバーを深くしても、カリバー底部から割損が生じな
い。また、内層は機械的性質が良好なため、内層からの
破損もない。
【００３４】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。実施例１〜５及び比較例１ 鍛鋼製の350 mmφの軸材と、表１に示す組成の外層材用
溶湯を用いて、連続肉盛鋳造法により胴径550 mmφ、胴
長1000mmのロールを鋳造し、このロールを加工して、胴
径530 mmφとするとともに、アングル形状で深さ36mmの
カリバーを６個形成した。
溶湯を用いて、連続肉盛鋳造法により胴径550 mmφ、胴
長1000mmのロールを鋳造し、このロールを加工して、胴
径530 mmφとするとともに、アングル形状で深さ36mmの
カリバーを６個形成した。
【００３５】得られたロールに対して、900 〜1000℃か
らの焼入れ及び500 〜550 ℃での焼戻しの熱処理を３回
施し、形鋼圧延用耐摩耗複合ロールを作製した。なお、
このロールの外層の断面積／軸材の断面積の値は1.25で
あった。
らの焼入れ及び500 〜550 ℃での焼戻しの熱処理を３回
施し、形鋼圧延用耐摩耗複合ロールを作製した。なお、
このロールの外層の断面積／軸材の断面積の値は1.25で
あった。
【００３６】各試験用ロールの外層表面の硬さをショア
ー硬さ計により測定した結果、及びロール外層中の金属
炭化物含有率とＭ2 Ｃ化合物含有率とを測定した結果を
表２に示す。次にこの試験用ロールの圧延摩耗試験を行
った。圧延摩耗試験は、上記それぞれのロールに対し
て、以下の圧延条件で熱間圧延摩耗試験機を用いて行っ
た。
ー硬さ計により測定した結果、及びロール外層中の金属
炭化物含有率とＭ2 Ｃ化合物含有率とを測定した結果を
表２に示す。次にこの試験用ロールの圧延摩耗試験を行
った。圧延摩耗試験は、上記それぞれのロールに対し
て、以下の圧延条件で熱間圧延摩耗試験機を用いて行っ
た。
【００３７】圧延材：普通鋼、厚さ１mm、幅15mm 圧延距離：８００ｍ 圧延温度：９００℃ 圧下率：２５％ 圧延速度：１５０ｍ／分 摩耗量の結果を表２に示す。
【００３８】また、各実施例及び比較例１の形鋼圧延用
耐摩耗複合ロールの、外層と軸との境界付近でのひけ
巣、割損等の欠陥を超音波探傷したところ、いずれも欠
陥は認められなかった。
耐摩耗複合ロールの、外層と軸との境界付近でのひけ
巣、割損等の欠陥を超音波探傷したところ、いずれも欠
陥は認められなかった。
【００３９】 表 １ 組 成 (wt%) Ｃ Si Mn Ni Cr Mo Ｖ Ｗ 実施例１ 2.5 0.7 0.5 0.01 5.1 7.3 5.5 2.7 実施例２ 2.4 0.8 0.4 1.4 4.5 6.2 6.5 4.2 実施例３ 2.3 0.5 0.4 0.01 4.8 5.1 4.0 7.5 実施例４ 2.8 0.6 0.5 0.01 4.3 7.1 3.3 10.5 実施例５ 1.9 0.4 0.5 0.8 4.0 5.8 8.7 6.1 比較例１ 2.1 0.6 0.4 0.01 5.9 2.7 5.5 2.3
【００４０】 表 １ （続 き）組 成 (wt%) Co Nb Ti Ｐ Ｓ Ｂ* Ｎ* Fe 実施例１ − − − 0.03 0.01 60 320 残部 実施例２ − − − 0.03 0.01 150 500 残部 実施例３ 3.8 − − 0.02 0.01 70 400 残部 実施例４ − 2.5 − 0.03 0.02 80 620 残部 実施例５ − − 0.1 0.03 0.01 200 680 残部 比較例１ − − − 0.03 0.01 90 430 残部 注）＊：単位はｐｐｍ。
【００４１】 表 ２ 金属炭化物 M2 C 化合物 表面硬さ 摩耗量 含有率 (wt%) 含有率 (wt%) （ＨS ) (mm) 実施例１ 13.5 5.7 81 0.55 実施例２ 13.3 5.5 84 0.5 実施例３ 12.7 7.3 83 0.6 実施例４ 15.6 10.1 82 0.6 実施例５ 12.9 4.7 82 0.45 比較例１ 12.6 − 80 0.6
【００４２】実施例１〜５及び比較例１の形鋼圧延用耐
摩耗複合ロールの、ロール表面からの深さと、硬度との
関係を測定した。結果を図２に示す。
摩耗複合ロールの、ロール表面からの深さと、硬度との
関係を測定した。結果を図２に示す。
【００４３】表２及び図２から明らかなように、本発明
の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールは、モリブデンの含有量
が5.0 重量％以下である比較例１の形鋼圧燐用耐摩耗複
合ロールと比較して、同等以上の耐摩耗性を有するとと
もに、表面から90mmの箇所においても硬度の低下がほと
んど見られなかった。これに対して比較例１の形鋼圧延
用耐摩耗複合ロールは、硬度の低下、特に50mmより深部
における硬度の低下が大きい。
の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールは、モリブデンの含有量
が5.0 重量％以下である比較例１の形鋼圧燐用耐摩耗複
合ロールと比較して、同等以上の耐摩耗性を有するとと
もに、表面から90mmの箇所においても硬度の低下がほと
んど見られなかった。これに対して比較例１の形鋼圧延
用耐摩耗複合ロールは、硬度の低下、特に50mmより深部
における硬度の低下が大きい。
【００４４】
【発明の効果】本発明の形鋼圧延用耐摩耗複合ロール
は、外層を焼入性に優れた特定のFe基合金から形成して
いるので、外層を内層に対してある程度の厚さのものと
することができ、しかも形鋼圧延用の耐摩耗複合ロール
のひけ巣や、カリバー底部の割損等が防止されている。
は、外層を焼入性に優れた特定のFe基合金から形成して
いるので、外層を内層に対してある程度の厚さのものと
することができ、しかも形鋼圧延用の耐摩耗複合ロール
のひけ巣や、カリバー底部の割損等が防止されている。
【００４５】このため、圧延製品の形状が良好となり、
さらに歩留り向上等も期待できる。また改削までの耐用
圧延量が増加するため、ロール組替の回数を減らすこと
ができ、圧延作業の省力化も可能となる。
さらに歩留り向上等も期待できる。また改削までの耐用
圧延量が増加するため、ロール組替の回数を減らすこと
ができ、圧延作業の省力化も可能となる。
【図１】連続肉盛り鋳造法を実施するのに使用し得る装
置の一例を示す概略図である。
置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールと、比較
例の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールとのロール表面からの
深さと、硬さとの関係を示すグラフである。
例の形鋼圧延用耐摩耗複合ロールとのロール表面からの
深さと、硬さとの関係を示すグラフである。
１・・・耐火枠 ２・・・誘導加熱用コイル ３・・・緩衝型 ４・・・冷却型４ ５・・・軸 ６・・・フラックス ７・・・溶湯 ８・・・外層 10・・・組み合わせモールド10 14・・・入口 14′・・・出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２ Ｘ 38/24
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｃ 1.5〜3.0 重量％、Si 0.3〜3.0 重量
％、Mn0.3 〜1.5 重量％、Cr２〜７重量％、Mo５〜９重
量％、Ｖ３〜15重量％、Ｗ20重量％以下、Ｂ500ppm以
下、残部実質的にFe及び不純物元素からなる組成を有す
る外層と、引張強さ55kg/ mm2 以上及び伸び1.0 ％以上
の鋼製の内層とが金属接合してなる形鋼圧延用耐摩耗複
合ロールであって、前記外層が連続肉盛鋳造法により形
成されたものであり、かつロール最大径の位置での外層
の断面積／内層の断面積が1.0 〜3.0 であることを特徴
とする形鋼圧延用耐摩耗複合ロール。 - 【請求項２】 請求項１に記載の形鋼圧延用耐摩耗複合
ロールにおいて、前記外層が５重量％以下のNiを含有す
ることを特徴とする形鋼圧延用耐摩耗複合ロール。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の形鋼圧延用耐摩
耗複合ロールにおいて、前記外層が８重量％以下のCoを
含有することを特徴とする形鋼圧延用耐摩耗複合ロー
ル。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の形鋼
圧延用耐摩耗複合ロールにおいて、前記外層が５重量％
以下のNbを含有することを特徴とする形鋼圧延用耐摩耗
複合ロール。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の形鋼
圧延用耐摩耗複合ロールにおいて、前記外層が0.15重量
％以下のＮを含有することを特徴とする形鋼圧延用耐摩
耗複合ロール。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の形鋼
圧延用耐摩耗複合ロールにおいて、前記外層が１重量％
以下のTiを含有することを特徴とする形鋼圧延用耐摩耗
複合ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24630493A JP3277638B2 (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 形鋼圧延用耐摩耗複合ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24630493A JP3277638B2 (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 形鋼圧延用耐摩耗複合ロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0775808A true JPH0775808A (ja) | 1995-03-20 |
| JP3277638B2 JP3277638B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=17146571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24630493A Expired - Lifetime JP3277638B2 (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 形鋼圧延用耐摩耗複合ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277638B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013042528A1 (ja) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | 日立金属株式会社 | 熱間圧延用遠心鋳造複合ロール及びその製造方法 |
| WO2016031519A1 (ja) * | 2014-08-25 | 2016-03-03 | 株式会社クボタ | 圧延用複合ロールの外層材及び圧延用複合ロール |
| JP2017035735A (ja) * | 2016-09-27 | 2017-02-16 | 株式会社クボタ | 圧延用複合ロールの外層材及び圧延用複合ロール |
| JP2017095056A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 東洋ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
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|---|---|---|---|---|
| JP4641623B2 (ja) | 1999-05-07 | 2011-03-02 | 日東電工株式会社 | 多孔質フィルム及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-07 JP JP24630493A patent/JP3277638B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013042528A1 (ja) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | 日立金属株式会社 | 熱間圧延用遠心鋳造複合ロール及びその製造方法 |
| JPWO2013042528A1 (ja) * | 2011-09-21 | 2015-03-26 | 日立金属株式会社 | 熱間圧延用遠心鋳造複合ロール及びその製造方法 |
| US9757779B2 (en) | 2011-09-21 | 2017-09-12 | Hitachi Metals, Ltd. | Centrifugally cast composite roll for hot rolling and its production method |
| WO2016031519A1 (ja) * | 2014-08-25 | 2016-03-03 | 株式会社クボタ | 圧延用複合ロールの外層材及び圧延用複合ロール |
| JP2016043389A (ja) * | 2014-08-25 | 2016-04-04 | 株式会社クボタ | 圧延用複合ロールの外層材及び圧延用複合ロール |
| CN106574332A (zh) * | 2014-08-25 | 2017-04-19 | 株式会社久保田 | 轧制用复合辊的外层材料及轧制用复合辊 |
| KR20170045226A (ko) * | 2014-08-25 | 2017-04-26 | 구보다코포레이션 | 압연용 복합 롤의 외층재 및 압연용 복합 롤 |
| EP3187606A1 (en) | 2014-08-25 | 2017-07-05 | Kubota Corporation | Outer layer material for composite rolls for rolling, and composite roll for rolling |
| CN106574332B (zh) * | 2014-08-25 | 2019-08-06 | 株式会社久保田 | 轧制用复合辊的外层材料及轧制用复合辊 |
| US10376937B2 (en) | 2014-08-25 | 2019-08-13 | Kubota Corporation | Outer layer material for composite roll for rolling and composite roll for rolling |
| JP2017095056A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 東洋ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
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