JPH09170042A - Roll made by centrifugal casting and its production - Google Patents

Roll made by centrifugal casting and its production

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JPH09170042A
JPH09170042A JP34823695A JP34823695A JPH09170042A JP H09170042 A JPH09170042 A JP H09170042A JP 34823695 A JP34823695 A JP 34823695A JP 34823695 A JP34823695 A JP 34823695A JP H09170042 A JPH09170042 A JP H09170042A
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JP
Japan
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outer layer
roll
layer material
shaft core
rolling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP34823695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Yuda
浩二 湯田
Yoshitaka Sawa
義孝 澤
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP34823695A priority Critical patent/JPH09170042A/en
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  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a roll having excellent various mechanical properties and suitable for rolling steel sheets by optimizing alloy components forming its external layer. SOLUTION: This roll is composed of an external layer material 1 and an axial core material 2. The external layer material 1 has optimized alloy components, and by limiting carbides, it has also wear and cracking resistances as well as a low friction coefficient, and in which segregation or the like are not generated and surface roughening resistance is secured even if centrifugal casting is executed. As the axial core material 2, ductile cast iron is used, and it is perfectly welded and integrated with the external layer material 1. Thus, the roller having the above constitution is suitably used for rolling thin steel sheets under severe specification as for the surface properties.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性、耐クラ
ック性、耐肌荒れ性を兼備し、圧延用ロール等に用いて
好適な遠心鋳造製ロールとその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a centrifugally cast roll having abrasion resistance, crack resistance, and surface roughness resistance, which is suitable for use as a rolling roll or the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、耐摩耗性が要求される熱間圧延用
ロールは、外層と内層からなる複合ロールであり、外層
材をM73 系、M3 C系の炭化物が晶出した高Cr鋳
鉄、又はNiグレン鋳鉄、内層材を靱性の高いねずみ鋳
鉄、又はダクタイル鋳鉄として遠心鋳造法によって製造
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hot rolling roll required to have wear resistance is a composite roll consisting of an outer layer and an inner layer, and M 7 C 3 and M 3 C carbides are crystallized from the outer layer material. High Cr cast iron, Ni grain cast iron, or inner layer material is manufactured by centrifugal casting as gray cast iron or ductile cast iron having high toughness.

【0003】然るに、圧延条件の苛酷化及び圧延におけ
る生産性向上の要求等から、より一層の耐摩耗性と耐ク
ラック性を備えた圧延用ロールの提供が要求されてい
る。
[0003] However, due to the severer rolling conditions and the demand for improved productivity in rolling, there is a demand for a roll for rolling having more wear resistance and crack resistance.

【0004】このような状況からより耐摩耗性の向上を
計るためにハイス系のロール材、それを用いた圧延ロー
ルが開発されてきた。
Under these circumstances, a high-speed roll material and a rolling roll using the same have been developed in order to improve the wear resistance.

【0005】例えば、特開平4-365836には、C:1.5 〜
3.5 %、Si:1.5 %以下、Mn:1.2 %以下、Cr:
5.5 〜12.0%、Mo:2.0 〜8.0 %、V:3.0 〜10.0
%、Nb:0.6 〜7.0 %を含有し、かつ下記(1) 式と
(2) 式を満足し、 V+1.8 Nb≦7.5 C−6.0 (%) …(1) 0.2 ≦Nb/V≦0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物からなるものを圧延用ロー
ル外層材とし、遠心鋳造しても外層内部に成分、組織偏
析のない、耐摩耗性と耐クラック性を兼備した圧延用ロ
ール外層材を開示している。
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-365836, C: 1.5-
3.5%, Si: 1.5% or less, Mn: 1.2% or less, Cr:
5.5 to 12.0%, Mo: 2.0 to 8.0%, V: 3.0 to 10.0
%, Nb: 0.6 to 7.0%, and the following formula (1)
(2) V + 1.8 Nb ≤ 7.5 C-6.0 (%) (1) 0.2 ≤ Nb / V ≤ 0.8 (2) Rolling roll outer layer material with balance Fe and unavoidable impurities In addition, there is disclosed a rolling roll outer layer material having both wear resistance and crack resistance, which is free from components and structure segregation inside the outer layer even by centrifugal casting.

【0006】また、特開平6-256888には、C:1.8 〜3.
6 %、Si:1.0 〜3.5 %、Mn:0.1 〜2.0 %、C
r:2.0 〜10.0%、Mo:0.1 〜10.0%、W:0.1 〜10
%、V,Nb:一種又は二種の総計で1.5 〜10%及び残
部が実質的にFeからなり、黒鉛を有するハイス系鋳鉄
材を圧延用ロール外層材とし、摩擦係数が低く、またク
ラックの進展が生じにくい圧延用ロール外層材を開示し
ている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-256888, C: 1.8 to 3.
6%, Si: 1.0 to 3.5%, Mn: 0.1 to 2.0%, C
r: 2.0 to 10.0%, Mo: 0.1 to 10.0%, W: 0.1 to 10
%, V, Nb: One or two in total of 1.5 to 10% and the balance substantially consisting of Fe. A high-speed cast iron material having graphite is used as an outer layer material for rolling rolls, which has a low friction coefficient and cracks. Disclosed is an outer layer material for rolling that does not easily develop.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】熱延製品は連続鋳造或
いは分塊により製造された130 〜300mm 厚のスラブを加
熱炉にて加熱し、或いは、熱片のまま受取り、粗圧延及
び仕上圧延機にて熱間圧延して1.0 〜25.4mm厚のストリ
ップとし、巻取機(コイラ)でコイルに巻取り、冷却
後、各種精製ラインで処理を行なって製造される。
The hot rolled product is a slab of 130 to 300 mm thickness produced by continuous casting or lump slab heating in a heating furnace, or it receives as a hot piece, rough rolling and finish rolling machine. Is hot-rolled into a strip with a thickness of 1.0 to 25.4 mm, wound into a coil with a winder (coiler), cooled, and processed in various refining lines to be manufactured.

【0008】仕上圧延機は通常、4重式圧延機を5 〜7
機直列に配置した連続圧延機となっている。昭和30年代
までは6スタンドのミルが多かったが、昭和40年代に入
ってからは、生産性の向上、コイル大型化に対応して、
ほとんどのミルが7スタンドを採用している。この仕上
圧延ではスタンド間で板が何らかの原因で 2枚重ねにな
りそのまま圧延される所謂絞り事故が発生する。特に後
段になるほどその発生確率が高く、7スタンド仕上圧延
機では第5スタンド以降でこの種の事故が見られる。こ
の絞り事故に遭遇するとその異常圧延による摩擦発熱、
加工発熱でロール表面温度が局部的に上昇し、水冷され
た際、熱衝撃によってロール表面にクラックが発生する
場合がある。これが絞りクラックである。通常、絞り事
故に遭遇した場合はロール替えを行ない、絞りに遭遇し
たロールのクラックの有無を調査し、クラックの存在が
確認された場合にはそのクラックがなくなるまでロール
を研削する。これはロール原単位を悪化させることを意
味する。また、絞りクラックの存在を見逃し、そのまま
ロールを再使用し始めるとその絞りクラックを起点とし
てクラックが進展し、ロールのスポーリング事故を起こ
す危険がある。その場合、ラインを数〜数十時間の間止
めなければならず、大きな損害をもたらす。
The finish rolling mill is usually a quadruple rolling mill from 5 to 7
It is a continuous rolling mill arranged in series. Until the 1960s, there were many 6-stand mills, but since the 1940s, we have been improving productivity and responding to larger coils.
Most mills have 7 stands. In this finish rolling, there is a so-called drawing accident in which two sheets are stacked between stands and rolled as they are for some reason. In particular, the probability of occurrence is higher in the latter stages, and this kind of accident is seen in the 7-stand finishing rolling mill after the 5th stand. When this throttling accident is encountered, frictional heat generation due to the abnormal rolling,
The roll surface temperature locally rises due to heat generated during processing, and when cooled with water, thermal shock may cause cracks on the roll surface. This is a squeeze crack. Usually, when a throttling accident is encountered, the roll is changed, and the presence or absence of cracks in the roll that has encountered throttling is investigated. If the presence of cracks is confirmed, the roll is ground until the cracks disappear. This means worsening the roll unit. Further, if the presence of a squeezing crack is overlooked and the roll is reused as it is, the squeezing crack will start as a starting point for the crack to develop, which may cause a spalling accident of the roll. In that case, the line must be stopped for several hours to several tens of hours, which causes great damage.

【0009】従来、仕上げ後段用としては一部を除き遠
心鋳造製高合金グレンロールの使用が一般的であった。
遠心鋳造製高合金グレンロールは絞り遭遇時のクラック
発生率が比較的低く、また、クラックが発生した場合に
おいてもその深さが比較的浅いが、耐摩耗性が劣るとい
う特徴がある。最近、ハイス系の圧延ロールを仕上げ後
段でも使用しつつあるが、遠心鋳造製高合金グレンロー
ルより耐摩耗性は3 〜5 倍程度と非常に良好であるもの
の絞り遭遇時の絞り発生率が高く、また、クラックの深
さが深い。この問題点は、特開平6-256888では解決され
ていない。
Conventionally, for the latter stage of finishing, a high-alloy grain roll made by centrifugal casting has been generally used except for a part thereof.
Centrifugal casting high alloy grain rolls have a relatively low crack occurrence rate when encountering a squeeze, and even if cracks occur, the depth is relatively shallow, but the wear resistance is poor. Recently, high-speed rolling rolls are being used in the post-finishing stage as well, but their wear resistance is about 3-5 times better than centrifugally cast high-alloy grain rolls, but the rate of occurrence of drawing is high when encountering drawing. , Also, the depth of cracks is deep. This problem has not been solved in JP-A-6-256888.

【0010】最近、材質のみならず、製品の表面性状に
対する仕様が厳しくなり、例えば、自動車のボディに用
いられる薄鋼板の場合、自動車として完成したときの鮮
映性を確保するために、熱間圧延時の健全な製品表面が
要求される。また、電化製品用の薄鋼板の場合も同じで
ある。圧延時に発生するロール又は被圧延材のスケール
によって製品表面に引っ掻き疵を残す場合、又はそのス
ケールが製品に楔を差し込んだように付着する、所謂針
状スケール疵が発生する場合の如くの表面性状に関する
問題点は特開平4-365836、特開平6-256888を含め、未だ
解決されていない。
Recently, not only the materials but also the specifications for the surface properties of the products have become stricter. For example, in the case of a thin steel plate used for the body of an automobile, in order to secure the image clarity when completed as an automobile, A sound product surface during rolling is required. The same applies to the case of thin steel sheets for electric appliances. Surface properties such as when scratches are left on the product surface due to rolls or scales of the material to be rolled during rolling, or when so-called needle-like scale defects occur when the scale adheres to the product like a wedge is inserted. The problems relating to JP-A-4-365836 and JP-A-6-256888 have not been solved yet.

【0011】本発明は係る問題に鑑みなされたもので、
ハイス系ロールの特色である耐摩耗性を維持した上で、
耐クラック性と低摩擦係数を兼備し、遠心鋳造しても偏
析等を生じさせないとともに耐肌荒れ性を確保すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems,
While maintaining the abrasion resistance, which is a characteristic of high speed steel rolls,
The purpose is to have both crack resistance and a low coefficient of friction, to prevent segregation and the like even in centrifugal casting and to secure resistance to rough skin.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、外層材と、該外層材と溶着一体化したダクタイル鋳
鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであって、該外
層材が、C:2.5 〜4.7 %、Si:0.8 〜3.2 %、M
n:0.1 〜2.0 %、Cr:0.4 〜1.9 %、Mo:0.6 〜
5.0 %、V:3.0 〜10.0%、Nb:0.6 〜7.0 %を含有
し、かつ下記(1)式、(2) 式、(3) 式及び(4) 式を満足
し、外層材と、間層材を介して溶着一体化したダクタイ
ル鋳鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであって、
該外層材が、C:2.5 〜4.7 %、Si:0.8 〜3.2 %、
Mn:0.1 〜2.0 %、Cr:0.4 〜1.9 %、Mo:0.6
〜5.0 %、V:3.0 〜10.0%、Nb:0.6 〜7.0 %、を
含有し、かつ下記(1) 式、(2) 式、(3) 式及び(4) 式を
満足し、 2.0 +0.15V+0.10Nb≦C(%) …(1) 1.1 ≦Mo/Cr …(2) Nb/V≦0.8 …(3) 0.2 ≦Nb/V …(4) 残部Fe及び不可避的不純物からなり、黒鉛を有するも
のであり、該軸芯材が、C:2.8 〜3.8 %、Si:2.0
〜3.0 %、Mn:0.3 〜1.0 %、P:0.10%以下、S:
0.04%以下、Ni:0.3 〜2.0 %、Cr:1.5 %以下、
Mo:1.0 %以下を含有し、残部Fe及び不可避的不純
物からなるようにしたものである。
The present invention according to claim 1 is a centrifugal casting roll comprising an outer layer material and a ductile cast iron mandrel fused and integrated with the outer layer material. Material is C: 2.5-4.7%, Si: 0.8-3.2%, M
n: 0.1-2.0%, Cr: 0.4-1.9%, Mo: 0.6-
5.0%, V: 3.0-10.0%, Nb: 0.6-7.0% and satisfy the following formulas (1), (2), (3) and (4), and the outer layer material and A centrifugal casting roll consisting of a shaft core material of ductile cast iron fused and integrated through a layer material,
The outer layer material is C: 2.5 to 4.7%, Si: 0.8 to 3.2%,
Mn: 0.1 to 2.0%, Cr: 0.4 to 1.9%, Mo: 0.6
-5.0%, V: 3.0-10.0%, Nb: 0.6-7.0%, and satisfy the following formulas (1), (2), (3) and (4), and 2.0 +0. 15V + 0.10 Nb ≤ C (%) (1) 1.1 ≤ Mo / Cr (2) Nb / V ≤ 0.8 (3) 0.2 ≤ Nb / V (4) The balance consists of Fe and inevitable impurities. The shaft core material has C: 2.8 to 3.8% and Si: 2.0.
~ 3.0%, Mn: 0.3-1.0%, P: 0.10% or less, S:
0.04% or less, Ni: 0.3 to 2.0%, Cr: 1.5% or less,
Mo: 1.0% or less is contained, and the balance is Fe and inevitable impurities.

【0013】請求項2に記載の本発明は、請求項1に記
載の遠心鋳造製ロールにおいて、外層材が更にNi:5.
5 %以下を含有するようにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the centrifugal casting roll according to the first aspect, the outer layer material further comprises Ni: 5.
It is designed to contain 5% or less.

【0014】請求項3に記載の本発明は、請求項1に記
載の遠心鋳造製ロールにおいて、外層材が更にB:0.00
2 〜0.1 %を含有するようにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the centrifugal casting roll according to the first aspect, the outer layer material further has B: 0.00.
The content is 2 to 0.1%.

【0015】請求項4に記載の本発明は、請求項1に記
載の遠心鋳造製ロールにおいて、外層材が更にNi:5.
5 %以下、B:0.002 〜0.1 %を含有するようにしたも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the centrifugally cast roll according to the first aspect, the outer layer material further comprises Ni: 5.
5% or less and B: 0.002 to 0.1% are contained.

【0016】請求項5に記載の本発明は、請求項1〜4
のいずれかに記載の遠心鋳造製ロールを製造するに際
し、軸芯材への外層材混入比を5 〜25%の範囲に規制す
るようにしたものである。
The present invention according to claim 5 provides claims 1 to 4.
In manufacturing the centrifugally cast roll described in any one of 1 to 3, the mixing ratio of the outer layer material to the shaft core material is regulated within the range of 5 to 25%.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(A) 外層材における合金元素の限定理由 「黒鉛を有すること」黒鉛晶出量はその素となるC、黒
鉛晶出作用のあるSi、黒鉛晶出前にCを消費するV,
Nbの量で主に決定されるが本発明範囲では面積率で0.
2 〜5 %である。この黒鉛は熱衝撃時の応力吸収の役割
を担う。また、固体潤滑剤の役割を果たし、摩擦係数を
低下させ、耐焼付性が向上する。
(A) Reasons for limiting alloying elements in outer layer material “Having graphite” The amount of crystallized graphite is C, which is the element, the Si which has the effect of crystallizing graphite, the V which consumes C before crystallizing graphite,
It is mainly determined by the amount of Nb, but in the range of the present invention, the area ratio is 0.
2 to 5%. This graphite plays a role of absorbing stress during thermal shock. Further, it plays the role of a solid lubricant, reduces the coefficient of friction, and improves seizure resistance.

【0018】C:2.5 〜4.7 % Cはロール外層材の耐摩耗性を向上する硬い炭化物の形
成と、黒鉛として基地内に晶出させるための必須元素で
2.5 %以上必要であるが、4.7 %を超えると耐摩耗性が
低下するため上限を4.7 %とする。
C: 2.5 to 4.7% C is an essential element for forming hard carbide which improves the wear resistance of the outer layer material of the roll and for crystallizing it in the matrix as graphite.
2.5% or more is required, but if it exceeds 4.7%, the wear resistance decreases, so the upper limit is 4.7%.

【0019】Si:0.8 〜3.2 % Siは脱酸、鋳造性の確保、黒鉛の晶出のために添加す
るが0.8 %未満では黒鉛の晶出作用が不足し、一方、3.
2 %を超えると黒鉛晶出量が過多となり、耐摩耗性が低
下するため上限を3.2 %とする。
Si: 0.8 to 3.2% Si is added for deoxidation, securing castability and crystallization of graphite, but if it is less than 0.8%, the crystallization effect of graphite is insufficient, while 3.
If it exceeds 2%, the amount of crystallized graphite becomes excessive and wear resistance decreases, so the upper limit is made 3.2%.

【0020】Mn:0.1 〜 2.0% Mnは不純物として混入するSと結合してMnSを形成
し、Sによる脆化を防止するため0.1 %以上必要である
が、2.0 %を超えると耐クラック性が低下するため上限
を2.0 %とする。
Mn: 0.1 to 2.0% Mn is required to be 0.1% or more in order to combine with S mixed as an impurity to form MnS and prevent embrittlement due to S, but if it exceeds 2.0%, crack resistance is high. The upper limit is set to 2.0% because it will decrease.

【0021】Cr:0.4 〜1.9 % Crは炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させることと、
基地を強化し、耐クラック性を向上させるために0.4 %
以上必要であるが、一方で、非常に強い白銑化元素で1.
9 %を超えて添加すると凝固過程における黒鉛の晶出が
妨げられるため上限を1.9 %とする。
Cr: 0.4-1.9% Cr forms a carbide to improve wear resistance,
0.4% to strengthen the base and improve crack resistance
The above is necessary, but on the other hand, it is a very strong element of white pig iron 1.
If added in excess of 9%, crystallization of graphite in the solidification process is hindered, so the upper limit is made 1.9%.

【0022】Mo:0.6 〜5 % MoはCrと同様に炭化物を形成することによる耐摩耗
性の向上、基地組織の強化による耐クラック性の向上に
有効であるとともに基地の焼入れ性、焼戻し軟化抵抗の
向上に有効であるため0.6 %以上必要であるが5 %を超
えると耐クラック性が低下するため、上限を5 %とす
る。
Mo: 0.6-5% Mo is effective in improving wear resistance by forming carbides similarly to Cr and improving crack resistance by strengthening matrix structure, and hardenability and temper softening resistance of matrix. 0.6% or more is necessary to effectively improve the crack resistance, but if it exceeds 5%, the crack resistance decreases, so the upper limit is made 5%.

【0023】V:3.0 〜10.0% Vは耐摩耗性の向上に最も有効な硬いMC(又はM4
3 )炭化物(直径数μm 程度)を形成するための必須元
素で、その効果を発揮するためには3.0 %以上必要であ
るが10.0%を超えると耐クラック性の低下、溶解不良等
の製造上の問題を生じるため上限を10.0%とする。
V: 3.0 to 10.0% V is a hard MC (or M 4 C) most effective for improving wear resistance.
3 ) It is an essential element for forming carbides (diameter of about several μm), and 3.0% or more is necessary to exert its effect, but if it exceeds 10.0%, crack resistance decreases, dissolution is poor, etc. Therefore, the upper limit is 10.0%.

【0024】B:0.002 〜0.1 % Bは溶存Nと結合しBNとなり黒鉛晶出の核となる。こ
の黒鉛の核の存在で晶出黒鉛が微細になり、耐摩耗性が
向上するとともに、圧延使用時にロールが摩耗していく
際、組織サイズ、およそ10〜100 μm オーダーにおいて
より平均的に摩耗していくので圧延製品(板)の肌がよ
り美麗になる。これらの効果を発揮するためには0.002
%以上必要であるが0.1 %を超えると耐クラック性の低
下の問題を生じるため上限を0.1 %とする。
B: 0.002 to 0.1% B combines with dissolved N to form BN, which serves as a nucleus for crystallization of graphite. The presence of this graphite core makes the crystallized graphite finer and improves the wear resistance, and when the roll wears during rolling, it wears more evenly on the microstructure size, approximately 10 to 100 μm order. As a result, the skin of the rolled product (plate) becomes more beautiful. 0.002 for these effects
% Or more, but if it exceeds 0.1%, the problem of deterioration of crack resistance occurs, so the upper limit is made 0.1%.

【0025】 Nb:0.6 〜7.0 %、0.2 ≦Nb/V …(4) VC炭化物はその比重が母溶湯に対して小さく、遠心鋳
造を行なうと偏析する。Nbはこの偏析を防止するため
に添加するものである。NbはVと複合炭化物{V,N
b}Cを形成し、V単独の炭化物の時より比重を増大さ
せる。それにより、遠心分離による偏析を防止する。よ
って、Vの添加量に応じてNbの添加量も変化させる必
要がある。図1より遠心鋳造法で製造した場合に均一な
外層材を得るためには0.2 ≦Nb/Vとしなければなら
ない。また、Vが3.0 %以上であるので最低でもNbは
0.6 %以上添加することとなる。一方、Nbは7.0 %を
超えると溶解不良等の製造上の問題を生じるため上限は
7.0 %である。
Nb: 0.6 to 7.0%, 0.2 ≦ Nb / V (4) The VC carbide has a small specific gravity with respect to the mother molten metal, and segregates when centrifugal casting is performed. Nb is added to prevent this segregation. Nb is V and complex carbide {V, N
b} C is formed, and the specific gravity is increased as compared with the case where the carbide is V alone. This prevents segregation due to centrifugation. Therefore, it is necessary to change the amount of Nb added depending on the amount of V added. From FIG. 1, in order to obtain a uniform outer layer material when manufactured by the centrifugal casting method, 0.2 ≦ Nb / V must be satisfied. Also, since V is 3.0% or more, at least Nb is
0.6% or more will be added. On the other hand, if Nb exceeds 7.0%, manufacturing problems such as poor dissolution will occur, so the upper limit is
It is 7.0%.

【0026】尚、図1において、「摩耗比(内層/外
層)」は、リング材の内層側から採取した試験片の摩耗
量(Iw)と外層側から採取した試験片の摩耗量(O
w)との比(Iw/Ow)である。図1の試験はC:4.
0 %、Si:1.2 %、Mn:0.3%、Cr:0.8 %、M
o:2.0 %、V:4.9 %、Nb:0 〜7.5 %を遠心鋳造
(140 G)して得た肉厚100mm のリングサンプルについ
て1050℃焼ならし処理、550 ℃焼戻し処理を施した試料
を用いた。そして、摩耗試験はφ190 ×15の相手材とφ
50×10の試験材の2円盤のすべり摩耗方式で相手材を80
0 ℃に加熱し、荷重100kgfで圧延した状態で試験材を80
0rpmで回転させ、すべり率3.9 %として120分後の摩耗
減量を測定して行なった。
In FIG. 1, "wear ratio (inner layer / outer layer)" means the wear amount (Iw) of the test piece taken from the inner layer side of the ring material and the wear amount (O of the test piece taken from the outer layer side).
ratio (Iw / Ow) with w). The test in Figure 1 is C: 4.
0%, Si: 1.2%, Mn: 0.3%, Cr: 0.8%, M
A ring sample with a wall thickness of 100 mm obtained by centrifugal casting (140 G) of o: 2.0%, V: 4.9%, and Nb: 0 to 7.5% was subjected to 1050 ° C normalizing treatment and 550 ° C tempering treatment. Using. And wear test is performed with φ190 x 15 mating material and φ
The sliding wear method of the 2 disk of the test material of 50 × 10 makes the mating material 80
The test material is heated to 0 ° C and rolled with a load of 100 kgf to give 80
Rotation was carried out at 0 rpm, the slip rate was set to 3.9%, and the wear reduction after 120 minutes was measured.

【0027】 2.0 +0.15V+0.10Nb≦C(%) …(1) 本発明のロール材は凝固の際、先ず、{V,Nb}Cの
複合炭化物とデンドライトが先ず晶出し、その後、黒
鉛、共晶組織が晶出し、凝固を完了する。CはV,Nb
によって優先的に消費され、その残りが黒鉛等になる。
(1) 式は黒鉛晶出を面積率で0.2 %以上とする条件であ
る。
2.0 + 0.15V + 0.10 Nb ≦ C (%) (1) When the roll material of the present invention is solidified, first, {V, Nb} C composite carbide and dendrite are first crystallized, and then graphite, The eutectic structure crystallizes and the solidification is completed. C is V, Nb
Is preferentially consumed by the rest, and the rest becomes graphite and the like.
Formula (1) is a condition that the graphite crystallization is 0.2% or more in area ratio.

【0028】 1.1 ≦Mo/Cr …(2) 針状スケール疵を発生させないための条件式である。表
1の実験より(2) 式が針状スケール疵を発生させない範
囲であることが明らかになった。表1の圧延実験はC:
4.1 %、Si:0.9 %、Mn:0.5 %、Cr:0.6, 1.
0, 1.7 %、Mo:0.2 〜7.0 %、V:4.9 %、Nb:
1.4 %のφ90×250 の円筒ブロックについて、1050℃焼
ならし処理、550 ℃焼戻し処理を施し、直径70mm、幅40
mmのロールを採取した。そして、SUS304 の厚さ1.2m
m 、幅20mm、長さ600mm のコイルを3本熱間圧延するこ
とで試験を行なった。圧下率40%、圧延速度100mpm、圧
延温度1050℃で、実機に換算すると熱間圧延仕上げ前段
(第1段)で315 本のスラブを圧延したことに相当す
る。この試験では、圧延直前に加熱されたコイルのデス
ケーリングを行なっている。試験後、被圧延材の表面状
態の観察を行ない、引っ掻き疵、製品に楔のように差し
込んだスケールの有無を調査した。
1.1 ≦ Mo / Cr (2) This is a conditional expression for preventing the occurrence of needle-shaped scale flaws. From the experiment of Table 1, it was clarified that the formula (2) is in a range where needle-shaped scale flaws do not occur. The rolling experiment in Table 1 is C:
4.1%, Si: 0.9%, Mn: 0.5%, Cr: 0.6, 1.
0, 1.7%, Mo: 0.2-7.0%, V: 4.9%, Nb:
A 1.4% φ90 × 250 cylindrical block was subjected to 1050 ° C normalizing treatment and 550 ° C tempering treatment to a diameter of 70 mm and width of 40
mm rolls were taken. And the thickness of SUS304 is 1.2m
The test was conducted by hot rolling three coils of m 3, width 20 mm and length 600 mm. At a rolling reduction of 40%, a rolling speed of 100 mpm, and a rolling temperature of 1050 ° C, when converted to an actual machine, it corresponds to rolling 315 slabs in the first stage (first stage) of hot rolling finishing. In this test, the coil heated immediately before rolling is descaled. After the test, the surface condition of the material to be rolled was observed and examined for scratches and the presence of scales inserted into the product like wedges.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】 Nb/V≦0.8 …(3) 耐クラック性を確保するための条件式である。図2の実
験より(3) 式が耐クラック性を損なわない範囲であるこ
とが明らかになった。図2の実験は図1の実験のリング
材の外層側から採取した試験片を用いた。熱衝撃試験は
1200rpm で回転しているローラーに55×40×15の板状試
験片を15s 間圧接した後、直ちに水冷し、クラックを発
生させる。圧接荷重は150kgfである。試験後、試験片を
切断し、クラック長さを測定した。
Nb / V ≦ 0.8 (3) This is a conditional expression for ensuring crack resistance. From the experiment of Fig. 2, it became clear that the formula (3) is in the range where the crack resistance is not impaired. In the experiment of FIG. 2, a test piece taken from the outer layer side of the ring material of the experiment of FIG. 1 was used. Thermal shock test
A 55 × 40 × 15 plate-shaped test piece is pressed against a roller rotating at 1200 rpm for 15 s, and immediately water-cooled to generate cracks. The pressure contact load is 150 kgf. After the test, the test piece was cut and the crack length was measured.

【0031】Ni:5.5 %以下 焼入れ性を向上させるために添加する。ロール径が小さ
いか、又はロールがスリーブタイプで肉厚が薄く、水焼
入れ、油焼入れができる場合には必ずしも添加する必要
はないが、そうでない場合には添加が好ましい。
Ni: 5.5% or less Added to improve hardenability. When the roll diameter is small or the roll is a sleeve type and the wall thickness is thin and water quenching or oil quenching is possible, it is not always necessary to add it, but when it is not, addition is preferable.

【0032】圧延ロールでは最大級の直径1500mmの中実
ロールにおいて、然も冷却速度の遅い自然放冷において
も焼入れを可能とする範囲として、5.5 %以下とする。
As for the rolling rolls, the maximum range of solid rolls having a diameter of 1500 mm is set to 5.5% or less so that quenching is possible even in natural cooling where the cooling rate is slow.

【0033】尚、本発明の外層材にあっては、上述のN
i、Bを必ずしも含有することを要しない。
In the outer layer material of the present invention, the above N
It is not always necessary to contain i and B.

【0034】また、表2に示す化学組織の溶湯(本発明
材:A1 〜A12、比較材:B1 〜B15を遠心鋳造法(14
0G)により肉厚100mm のリングサンプルを鋳造し、1030
℃焼ならし処理、530 ℃焼戻し処理を施した後、ショア
ー硬さ、熱間摩耗、及び熱衝撃試験を行なった。
Further, a molten metal having the chemical structure shown in Table 2 (materials of the present invention: A1 to A12, comparative materials: B1 to B15 were subjected to centrifugal casting (14
0G) to cast a ring sample with a wall thickness of 100 mm,
After the normalizing treatment at ℃ and the tempering treatment at 530 ℃, Shore hardness, hot abrasion, and thermal shock test were conducted.

【0035】尚、摩耗試験は、リング材の内層側と外層
側からそれぞれφ50×10の試験片を採取し、前記条件と
同一方法で行なった。摩擦係数は試験片半径と荷重、試
験片に作用するトルクから求めた。
The wear test was carried out by the same method as the above conditions, by taking test pieces of φ50 × 10 from the inner layer side and the outer layer side of the ring material. The friction coefficient was determined from the radius of the test piece, the load, and the torque acting on the test piece.

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】熱衝撃試験はリング材の外層側より前記し
た板状試験片を採取し、同一の条件で行なった。
The thermal shock test was carried out under the same conditions by collecting the above-mentioned plate-shaped test piece from the outer layer side of the ring material.

【0038】圧延試験はリング材の外層側よりφ70×40
の試験片を採取して、前記条件と同一の方法で行なっ
た。
A rolling test was conducted from the outer layer side of the ring material to φ70 × 40.
The test piece of 1 was sampled and the same method as the above conditions was used.

【0039】それら摩耗試験、熱衝撃試験及び圧延試験
の結果を表3に示す。表3によれば、本発明材(A1 〜
A12)は比較材に対し、耐摩耗性、耐クラック性、低摩
擦係数、耐肌荒れ性及び遠心鋳造時の均質性を同時に満
足している。
Table 3 shows the results of the wear test, thermal shock test and rolling test. According to Table 3, the material of the present invention (A1 ~
A12) satisfies the wear resistance, crack resistance, low friction coefficient, surface roughening resistance, and homogeneity in centrifugal casting at the same time as the comparative material.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】B1 材はC添加量が少なく、黒鉛が晶出し
ていない。そのため、摩擦係数が高い。B2 材は、C添
加量が多く、黒鉛晶出量が過多になっており、耐摩耗性
が低下している。B3 材はSi添加量が少なく、黒鉛が
晶出していない。そのため摩擦係数が高い。B4 材はS
i添加量が多いため、黒鉛晶出量が過多になっており、
耐摩耗性が低下している。また、(2) 式を満足していな
いため、圧延試験時に製品板表面に欠陥が認められた。
B5 材はMn添加量が多いため、耐クラック性が低下し
ている。また、(2) 式を満足していないため、圧延試験
時に製品板表面に欠陥が認められた。B6 材はCr添加
量が少ないため、耐摩耗性が低下している。B7 材はC
r添加量が過多のため、白銑化し、黒鉛が晶出しない。
そのため、摩擦係数が高い。B8 材はMoが過多である
ため、耐クラック性が低下している。B9 材はV量が不
足しているため、耐摩耗性が低下し、若干耐クラック性
も低下している。B10材はV量が過多であるため耐クラ
ック性が低下している。B11材は(4) 式を満たしていな
いため、炭化物の偏析で外層の耐摩耗性が低下してい
る。B12材は(2) 式を満足していないため、圧延試験時
に製品板表面に欠陥が認められた。B13材は(3) 式を満
たしていないため、耐クラック性が低下している。B14
材はB量が添加されていないため、耐摩耗性がA材に比
べ劣る。B15材はB量が過多であるため耐クラック性が
低下している。
In the B1 material, the amount of C added was small and graphite was not crystallized. Therefore, the coefficient of friction is high. In the B2 material, the amount of C added is large and the amount of crystallized graphite is excessive, so that the wear resistance is deteriorated. In the B3 material, the amount of Si added was small and graphite did not crystallize. Therefore, the coefficient of friction is high. B4 material is S
Since the amount of i added is large, the amount of crystallized graphite is excessive.
Abrasion resistance is reduced. Further, since the formula (2) was not satisfied, defects were found on the surface of the product sheet during the rolling test.
The B5 material has a large amount of Mn added, so that the crack resistance is deteriorated. Further, since the formula (2) was not satisfied, defects were found on the surface of the product sheet during the rolling test. Since the B6 material has a small amount of added Cr, its wear resistance is lowered. B7 material is C
Since the amount of r added is too large, white pig iron is formed and graphite does not crystallize.
Therefore, the coefficient of friction is high. Since the B8 material contains too much Mo, the crack resistance is deteriorated. Since the B9 material lacked the V content, the wear resistance was lowered and the crack resistance was also slightly lowered. Since the B10 material has an excessive V content, the crack resistance is deteriorated. Since the B11 material does not satisfy the formula (4), segregation of carbide reduces the wear resistance of the outer layer. Since the B12 material did not satisfy the formula (2), defects were recognized on the surface of the product sheet during the rolling test. Since B13 material does not satisfy the expression (3), crack resistance is deteriorated. B14
Since the B content is not added to the material, the wear resistance is inferior to the A material. Since the B15 material has an excessive B content, the crack resistance is deteriorated.

【0042】(B) 軸芯材における合金元素の限定理由 複合ロールにおいては、外層材と軸芯材を冶金学的に結
合させるために、外層材内面側と軸芯材を混合させるこ
とが不可欠である。然しながら、軸芯材の機能である優
れた強靱性を損なうまで過度に外層材を混入させてはな
らない。
(B) Reasons for limiting alloying elements in shaft core material In a composite roll, in order to metallurgically bond the outer layer material and the shaft core material, it is essential to mix the inner surface side of the outer layer material and the shaft core material. Is. However, the outer layer material should not be excessively mixed in until the excellent toughness, which is the function of the shaft core material, is impaired.

【0043】このため、鋳造条件を選定し、軸芯材への
外層材の混入比(軸芯材中に混入した外層材重量が全軸
芯材溶湯重量に対してなす重量%)を適切な範囲に保つ
ことが極めて重要である。
For this reason, the casting conditions are selected, and the mixing ratio of the outer layer material to the shaft core material (the weight percentage of the outer layer material mixed in the shaft core material with respect to the total weight of the shaft core material molten metal) is set to an appropriate value. Keeping in range is extremely important.

【0044】本発明では、この範囲を5 〜25%に規制す
るのが最適であることを見出した。即ち、5 %未満で
は、中間層材と軸芯材の境界に未溶着或いは介在物等の
鋳造欠陥が発生し易くなり、境界部の健全性を確保でき
ない。また25%を超えると、外層材成分のうち、軸芯材
であるダクタイル鋳鉄の特性を劣化させるCr、Cが多
量に混入し、軸芯材の黒鉛形状不良及び著しい白銑化を
招き、ダクタイル鋳鉄としての機能が減退する。
In the present invention, it has been found that it is optimum to regulate this range to 5 to 25%. That is, if it is less than 5%, unwelded or casting defects such as inclusions are likely to occur at the boundary between the intermediate layer material and the shaft core material, and the soundness of the boundary portion cannot be secured. Further, if it exceeds 25%, a large amount of Cr and C, which deteriorate the characteristics of the ductile cast iron that is the axial core material, is mixed in the components of the outer layer material, leading to defective graphite shape of the axial core material and remarkable white pig iron. The function as cast iron declines.

【0045】従って、外層材混入比を、前記5 〜25%の
範囲で規制し、これによる成分上昇を考慮して凝固後の
軸芯材組成が、下記範囲を満足するように溶湯成分の化
学組成を選択する必要がある。
Therefore, the mixing ratio of the outer layer material is regulated within the above-mentioned range of 5 to 25%, and in consideration of the component increase due to this, the chemical composition of the molten metal component is adjusted so that the composition of the mandrel after solidification satisfies the following range It is necessary to select the composition.

【0046】C:2.8 〜3.8 % Cは2.8 %未満では黒鉛の量が少なくなり、ダクタイル
鋳鉄としての材質特性を充分に発揮できない。一方、3.
8 %を超えて含有させると脆弱となるため、2.8 〜3.8
%の範囲に規定する。
C: 2.8 to 3.8% If C is less than 2.8%, the amount of graphite becomes small, and the material characteristics as ductile cast iron cannot be sufficiently exhibited. Meanwhile, 3.
Since it becomes brittle if it contains more than 8%, 2.8-3.8
%.

【0047】Si:2.0 〜3.0 % Siは2.0 %未満では黒鉛の量が少なくなりセメンタイ
トが多く析出するために、硬くて脆くなる。一方、3.0
%を超えると、黒鉛量が多くなり過ぎて強度の劣化をき
たすので、2.0 〜3.0 %の範囲に規定する。
Si: 2.0 to 3.0% When Si is less than 2.0%, the amount of graphite becomes small and a large amount of cementite precipitates, so that it becomes hard and brittle. Meanwhile, 3.0
%, The amount of graphite becomes too large and the strength is deteriorated. Therefore, it is specified in the range of 2.0 to 3.0%.

【0048】Mn:0.3 〜1.0 % MnはSの害を抑えるのに有効であるが、0.3 %未満で
はその効果が充分ではなく、また、1.0 %を超えると、
材質を劣化させるので、0.3 〜1.0.%の範囲に規定す
る。
Mn: 0.3 to 1.0% Mn is effective in suppressing the damage of S, but if it is less than 0.3%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 1.0%,
Since it deteriorates the material, it is specified in the range of 0.3-1.0%.

【0049】P:0.1 %以下 Pは溶湯の流動性を増加させるが、材質を脆弱にするた
め、0.1 %以下とする。
P: 0.1% or less P increases the fluidity of the molten metal, but makes the material brittle, so P is 0.1% or less.

【0050】S:0.04%以下 Sは黒鉛の球状化を阻害するため低く抑える必要があ
り、0.04%以下とする。
S: 0.04% or less S inhibits the spheroidization of graphite and must be kept low.

【0051】Ni:0.3 〜2.0 % Niは黒鉛化を促進させるが、0.3 %未満ではその効果
が不充分であり、2.0%を超えて含有されても顕著な効
果がない。よって、0.3 〜2.0 %の範囲に規定する。
Ni: 0.3 to 2.0% Ni promotes graphitization, but if it is less than 0.3%, its effect is insufficient, and if it exceeds 2.0%, it has no remarkable effect. Therefore, it is specified in the range of 0.3 to 2.0%.

【0052】Cr:1.5 %以下 Crは、外層のCrが軸芯材に再溶解拡散し、その含有
量が1.5 %を超えると材質強度が劣化するので、鋳込前
の軸芯材の溶湯でのCr含有量は1.0 %以下とし、外層
から再溶解拡散されて入ってくるCr%との合計で結果
的に1.5 %以下とする。
Cr: 1.5% or less As for Cr, the Cr in the outer layer is redissolved and diffused into the shaft core material, and if the content exceeds 1.5%, the material strength deteriorates. The Cr content of Cr is 1.0% or less, and the total of Cr content which is redissolved and diffused from the outer layer is 1.5% or less as a result.

【0053】Mo:1.0 %以下 Moは基地硬さを高める効果を有するが、1.0 %を超え
ると脆くなり、また不経済でもあるので、1.0 %以下と
する。
Mo: 1.0% or less Mo has the effect of increasing the matrix hardness, but if it exceeds 1.0%, it becomes brittle and uneconomical. Therefore, the content is made 1.0% or less.

【0054】凝固後の軸芯材組成が前記範囲を満足する
ことにより、軸芯材として用いるダクタイル鋳鉄の機能
が得られるが、本発明の場合、外層から混入するV及び
Nbの含有により、複合ロール軸芯としての一般のダク
タイル鋳鉄に比べ、機械的性質が更に向上するという利
点がある。
When the composition of the mandrel after solidification satisfies the above range, the function of the ductile cast iron used as the mandrel can be obtained. In the present invention, however, V and Nb mixed in from the outer layer are included to form a composite. There is an advantage that mechanical properties are further improved as compared with general ductile cast iron as a roll shaft core.

【0055】これは、凝固後の軸芯材組成を前記範囲に
保つことにより、炭化物の生成が抑制されることに加
え、結晶粒微細化作用を有し、かつ焼入性向上元素であ
るV及びNbが適量含有するため、高温熱処理によって
炭化物の極めて少ない微細なベイナイト基地組織が得ら
れるためである。本発明ロールの場合、この効果によ
り、従来より更に高負荷圧延にも使用可能となる。
By keeping the composition of the mandrel of the mandrel within the above-mentioned range, the formation of carbides is suppressed and, in addition, it has a grain refining effect and is a hardenability improving element. And Nb are contained in appropriate amounts, and a fine bainite matrix structure with extremely few carbides can be obtained by high temperature heat treatment. In the case of the roll of the present invention, this effect allows the roll to be used for higher-load rolling than before.

【0056】[0056]

【実施例】本発明に係る遠心鋳造製ロールは、前記詳述
した構成を有しているものであり、このロール製造方法
について図3に示す例によって説明する。
EXAMPLES A centrifugally cast roll according to the present invention has the above-described structure, and a method for producing this roll will be described with reference to an example shown in FIG.

【0057】先ず、遠心力鋳造機の上で回転し、内面に
耐火材を被覆した金属製鋳型の中に、外層1を形成すべ
き溶湯を鋳込んだ後、外層1が完全に凝固後鋳型を垂直
に立てて、上部から軸芯材2を鋳込み、この外層1、軸
芯材2を完全に冶金学的に結合させて一体のロールとす
る。尚、外層1が完全に凝固し終らなくても、内面の一
部が未凝固の状態でそれらを水平又は傾斜した適当な方
法により軸芯材2を鋳込んでも良い。
First, after the molten metal for forming the outer layer 1 is cast into a metal mold whose inner surface is coated with a refractory material by rotating on a centrifugal casting machine, the outer layer 1 is completely solidified and then the mold is cast. Is erected vertically, the shaft core material 2 is cast from the upper part, and the outer layer 1 and the shaft core material 2 are completely metallurgically bonded to form an integral roll. Even if the outer layer 1 is not completely solidified, the shaft core material 2 may be cast by an appropriate method in which some of the inner surface is not solidified and they are horizontal or inclined.

【0058】(実施例1)(表4〜表6参照) 製品胴径φ820mm 胴長2400mm、全長5300mmのロールを製
造した。
(Example 1) (See Tables 4 to 6) A roll having a product body diameter of φ820 mm, a body length of 2400 mm and a total length of 5300 mm was manufactured.

【0059】(1) 外層として、肉厚100mm の溶湯を遠心
力鋳造機上で回転する金型に1380℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) As an outer layer, a molten metal having a wall thickness of 100 mm was cast at a casting temperature of 1380 ° C. in a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0060】(2) 外層を鋳込み始めてから30分後に外層
は完全に凝固する。
(2) The outer layer is completely solidified 30 minutes after the casting of the outer layer.

【0061】(3) その後、鋳型を真直に立て上部から軸
芯材としてのダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を
完全に満たし、押湯し、保温材でカバーする。
(3) After that, the mold is erected straight, and ductile cast iron as a shaft core material is cast from the upper part at 1410 ° C. to completely fill the mold, raise the water, and cover it with a heat insulating material.

【0062】(4) 完全に冷却後、ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After being completely cooled, the roll was taken out from the mold, heat-treated and machined to obtain a final product roll.

【0063】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは、軸芯材の鋳込みにより86mmとなって
おり、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており組織的
な連続性が認められた。
As a result of ultrasonic flaw detection and cutting examination of the roll body, the thickness of the outer layer was 86 mm due to the casting of the shaft core material, and the outer layer and the shaft core material were completely bonded to each other and systematic. Continuity was observed.

【0064】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
4の通りである。
Table 4 shows the chemical compositions of the outer layer and the mandrel at the molten metal stage.

【0065】[0065]

【表4】 [Table 4]

【0066】尚、表4の組成で鋳込まれたロールの外層
及び軸芯部の凝固後の化学組成は表5の如くである。
The chemical composition of the outer layer and the shaft core of the roll cast with the composition shown in Table 4 after solidification is as shown in Table 5.

【0067】[0067]

【表5】 [Table 5]

【0068】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表6の
如くである。
The mechanical properties of the shaft core of the roll of the present invention are shown in Table 6 in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【0069】[0069]

【表6】 [Table 6]

【0070】表4、表5の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、耐摩耗性、耐クラック性、
低摩擦係数を兼備し、遠心鋳造しても偏析を生じない耐
肌荒れ性に優れた外層材を使用するとともに、軸芯材に
鋳鉄系材料で最も強靱なダクタイル鋳鉄を使用し、外層
材と軸芯材を完全に冶金学的に結合させて一体とした遠
心鋳造製ロールとすることができる。
In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 4 and 5, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance, crack resistance, and
Outer layer material that has a low friction coefficient and has excellent resistance to surface roughening that does not cause segregation even when centrifugally cast, and the core material is ductile cast iron, which is the toughest cast iron-based material, The core material can be completely metallurgically bonded to form an integral centrifugal casting roll.

【0071】(実施例2)(表7〜表9) 製品胴径φ680mm 、胴長1500mm、全長3600mmのロールを
製造した。
(Example 2) (Tables 7 to 9) Rolls having a product body diameter of 680 mm, a body length of 1,500 mm and a total length of 3,600 mm were manufactured.

【0072】(1) 外層として、肉厚80mmの溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1380℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) As an outer layer, a molten metal having a thickness of 80 mm was cast at a casting temperature of 1380 ° C. in a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0073】(2) 外層を鋳込み始めてから27分後に外層
は完全に凝固する。
(2) The outer layer is completely solidified 27 minutes after the casting of the outer layer is started.

【0074】(3) その後、鋳型を真直に立て上部から軸
芯材としてのダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を
完全に満たし、押湯し、保温材でカバーする。
(3) After that, the mold is erected straight, and ductile cast iron as a shaft core material is cast from the upper part at 1410 ° C. to completely fill the mold, raise the feeder, and cover it with a heat insulating material.

【0075】(4) 完全に冷却後、ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After cooling completely, the roll was taken out of the mold, heat-treated and machined to obtain a final product roll.

【0076】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより68mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており、組織的
な連続性が認められた。
As a result of ultrasonic flaw detection and cutting examination of the roll body, the thickness of the outer layer was 68 mm due to the casting of the shaft core material, and the outer layer and the shaft core material were completely bonded to each other, and the systematic Continuity was observed.

【0077】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
7の通りである。
Table 7 shows the chemical compositions of the outer layer and the mandrel at the molten metal stage.

【0078】[0078]

【表7】 [Table 7]

【0079】尚、表7の組成で鋳込まれたロールの外層
及び軸芯部の凝固後の化学組成は表8の如くである。
The chemical composition of the outer layer and the shaft core of the roll cast with the composition shown in Table 7 after solidification are as shown in Table 8.

【0080】[0080]

【表8】 [Table 8]

【0081】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表9の
如くである。
The mechanical properties of the shaft core of the roll of the present invention are shown in Table 9 in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【0082】[0082]

【表9】 [Table 9]

【0083】表7、表8の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、耐摩耗性、耐クラック性、
低摩擦係数を兼備し、遠心鋳造しても偏析等を生じない
耐肌荒れ性に優れた外層材を使用するとともに、軸芯材
に鋳鉄系材料で最も強靱なダクタイル鋳鉄を使用し、外
層材と軸芯材を完全に冶金学的に結合させて一体とした
遠心鋳造製ロールとすることができる。
In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 7 and 8, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance, crack resistance,
While using an outer layer material that has a low friction coefficient and has excellent resistance to surface roughening that does not cause segregation etc. even when centrifugally cast, the ductile cast iron, which is the toughest cast iron-based material, is used for the shaft core material. The mandrel can be completely metallurgically bonded to form a centrifugally cast roll.

【0084】(実施例3)(表10〜表12) 製品胴径φ820mm 、胴長2400mm、全長5300mmのロールを
製造した。
(Example 3) (Tables 10 to 12) Rolls having a product cylinder diameter of φ820 mm, a cylinder length of 2400 mm and a total length of 5300 mm were manufactured.

【0085】(1) 外層として、肉厚100mm の溶湯を遠心
力鋳造上で回転する金型に1380℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) As an outer layer, a molten metal having a wall thickness of 100 mm was cast at a casting temperature of 1380 ° C. in a rotating mold during centrifugal casting.

【0086】(2) 外層を鋳込み始めてから30分後に外層
は完全に凝固する。
(2) The outer layer is completely solidified 30 minutes after the casting of the outer layer is started.

【0087】(3) その後、鋳型を真直に立て上部から軸
芯材としてのダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を
完全に満たし、押湯し、保温材でカバーする。
(3) Then, the mold is erected straight, and ductile cast iron as a shaft core material is cast from the upper part at 1410 ° C. to completely fill the mold, raise the water and cover it with a heat insulating material.

【0088】(4) 完全に冷却後、ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After completely cooling, the roll was taken out from the mold, heat-treated and machined to obtain a roll of a final product.

【0089】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより87mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており、組織的
な連続性が認められた。
As a result of ultrasonic flaw detection and cutting investigation of the roll body, the thickness of the outer layer was 87 mm due to the casting of the shaft core material, and the outer layer and the shaft core material were completely bonded to each other, and the systematic Continuity was observed.

【0090】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
10の通りである。
Table 10 shows the chemical compositions of the outer layer and the mandrel in the molten metal stage.

【0091】[0091]

【表10】 [Table 10]

【0092】尚、表10の組成で鋳込まれたロールの外
層及び軸芯部の凝固後の化学組成は表11の如くであ
る。
The chemical composition of the outer layer and the shaft core of the roll cast with the composition shown in Table 10 after solidification are as shown in Table 11.

【0093】[0093]

【表11】 [Table 11]

【0094】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表12
の如くである。
Table 12 shows the mechanical properties of the shaft core of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.
It is like.

【0095】[0095]

【表12】 [Table 12]

【0096】表10、表11の組成からなる本発明ロー
ルにあっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭
化物組成を限定することにより、耐摩耗性、耐クラック
性、低摩擦係数を兼備し、遠心鋳造しても偏析を生じな
い耐肌荒れ性に優れた外層材を使用するとともに、軸芯
材に鋳鉄系材料の中で最も強靱なダクタイル鋳鉄を使用
し、外層材と軸芯材を完全に冶金学的に結合させて一体
として遠心鋳造製ロールとすることができる。
In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 10 and 11, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance, crack resistance, and a low friction coefficient can be obtained. In addition to using the outer layer material that does not cause segregation even when centrifugally cast and has excellent resistance to surface roughening, the shaft core material is made of the toughest ductile cast iron among cast iron-based materials. Can be completely metallurgically bonded together into a centrifugally cast roll.

【0097】(実施例4)(表13〜表15) 製品胴径φ680mm 、胴長1500mm、全長3600mmのロールを
製造した。
(Example 4) (Tables 13 to 15) Rolls having a product barrel diameter of 680 mm, a barrel length of 1500 mm and a total length of 3600 mm were manufactured.

【0098】(1) 外層として、肉厚 80mm の溶湯を遠心
力鋳造機上で回転する金型に1380℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) As an outer layer, a molten metal having a thickness of 80 mm was cast at a casting temperature of 1380 ° C. in a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0099】(2) 外層を鋳込み始めてから27分後に外層
及び中間層は完全に凝固する。
(2) The outer layer and the intermediate layer are completely solidified 27 minutes after the casting of the outer layer is started.

【00100】(3) その後、鋳型を真直に立て上部から
軸芯材としてのダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型
を完全に満たし、押湯し、保温材でカバーする。
(3) Then, the mold is erected straight, and ductile cast iron as a shaft material is cast from the upper part at 1410 ° C., the mold is completely filled, and the mold is filled with hot water and covered with a heat insulating material.

【0101】(4) 完全に冷却後、ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After cooling completely, the roll was taken out from the mold, heat-treated and machined to obtain a final product roll.

【0102】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより67mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており組織的な
連続性が認められた。
As a result of ultrasonic flaw detection and cutting examination of the roll body, the thickness of the outer layer was 67 mm due to the casting of the shaft core material, and the outer layer and the shaft core material were completely bonded to each other and structurally continuous. The sex was recognized.

【0103】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
13の通りである。
Table 13 shows the chemical compositions of the outer layer and the mandrel at the molten metal stage.

【0104】[0104]

【表13】 [Table 13]

【0105】尚、表13の組成で鋳込まれたロールの外
層及び軸芯部の凝固後の化学組成は表14の如くであ
る。
The chemical composition after solidification of the outer layer and the shaft core of the roll cast with the composition shown in Table 13 is as shown in Table 14.

【0106】[0106]

【表14】 [Table 14]

【0107】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表15
の如くである。
Table 15 shows the mechanical properties of the shaft core of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.
It is like.

【0108】[0108]

【表15】 [Table 15]

【0109】表13、表14の組成からなる本発明ロー
ルにあっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭
化物組成を限定することにより、耐摩耗性、耐クラック
性、低摩擦係数を兼備し、遠心鋳造しても偏析を生じな
い耐肌荒れ性に優れた外層材を使用するとともに、軸芯
材に鋳鉄系材料の中で最も強靱なダクタイル鋳鉄を使用
し、外層材と軸芯材を完全に冶金学的に結合させて一体
とした遠心鋳造製ロールとすることができる。
In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 13 and 14, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance, crack resistance, and a low friction coefficient can be obtained. In addition to using the outer layer material that does not cause segregation even when centrifugally cast and has excellent resistance to surface roughening, the shaft core material uses the toughest ductile cast iron among cast iron materials, and the outer layer material and the shaft core material Can be completely metallurgically combined to form an integrated centrifugal casting roll.

【0110】[0110]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、外層を形
成する合金成分を適正化し、炭化物組成を限定すること
により、耐摩耗性、耐クラック性、低摩擦係数を兼備
し、遠心鋳造しても偏析を生じない耐肌荒れ性に優れた
外層材を使用するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料の中で
最も強靱なダクタイル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を
完全に冶金学的に結合させて一体とした遠心鋳造製ロー
ルとすることができる。
As described above, according to the present invention, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, it is possible to combine wear resistance, crack resistance, and a low friction coefficient, and to perform centrifugal casting. Outer layer material that does not cause segregation even if it has excellent surface roughening resistance, and the toughest ductile cast iron among cast iron-based materials is used for the shaft core material, and the outer layer material and the shaft core material are completely metallurgical. It is possible to form a centrifugal casting roll by integrally combining them.

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

【図1】図1は遠心鋳造したリング材の炭化物分布に起
因する外層と内層間の熱間摩耗比に及ぼすNbとVの含
有量比Nb/Vの影響を示す線図である。
FIG. 1 is a diagram showing the effect of the Nb and V content ratio Nb / V on the hot wear ratio between the outer layer and the inner layer due to the carbide distribution of the centrifugally cast ring material.

【図2】図2は熱衝撃試験におけるクラック深さに及ぼ
すNbとVの含有量比Nb/Vの影響を示す線図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing the effect of the Nb / V content ratio Nb / V on the crack depth in a thermal shock test.

【図3】図3は本発明ロールを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a roll of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外層材 2 軸芯材 1 Outer layer material 2 Shaft core material

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外層材と、該外層材と溶着一体化したダ
クタイル鋳鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであ
って、 該外層材が、 C:2.5 〜4.7 %、Si:0.8 〜3.2 %、Mn:0.1 〜
2.0 %、Cr:0.4 〜1.9 %、Mo:0.6 〜5.0 %、
V:3.0 〜10.0%、Nb:0.6 〜7.0 %を含有し、かつ
下記(1) 式、(2) 式、(3) 式及び(4) 式を満足し、 2.0 +0.15V+0.10Nb≦C(%) …(1) 1.1 ≦Mo/Cr …(2) Nb/V≦0.8 …(3) 0.2 ≦Nb/V …(4) 残部Fe及び不可避的不純物からなり、黒鉛を有するも
のであり、 該軸芯材が、 C:2.8 〜3.8 %、Si:2.0 〜3.0 %、Mn:0.3 〜
1.0 %、P:0.10%以下、S:0.04%以下、Ni:0.3
〜2.0 %、Cr:1.5 %以下、Mo:1.0 %以下を含有
し、残部Fe及び不可避的不純物からなることを特徴と
する遠心鋳造製ロール。
1. A centrifugally cast roll comprising an outer layer material and a shaft core material of ductile cast iron fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 2.5-4.7%, Si: 0.8- 3.2%, Mn: 0.1-
2.0%, Cr: 0.4 to 1.9%, Mo: 0.6 to 5.0%,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, and satisfies the following formulas (1), (2), (3) and (4), 2.0 + 0.15V + 0.10Nb≤C (%) (1) 1.1 ≤ Mo / Cr (2) Nb / V ≤ 0.8 (3) 0.2 ≤ Nb / V (4) The balance consists of Fe and inevitable impurities, and has graphite. The shaft core material is C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, Mn: 0.3 to
1.0%, P: 0.10% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.3
A roll made by centrifugal casting, characterized in that it contains ˜2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo: 1.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities.
【請求項2】 請求項1に記載の遠心鋳造製ロールにお
いて、外層材が更にNi:5.5 %以下を含有する遠心鋳
造製ロール。
2. The centrifugally cast roll according to claim 1, wherein the outer layer material further contains Ni: 5.5% or less.
【請求項3】 請求項1に記載の遠心鋳造製ロールにお
いて、外層材が更にB:0.002 〜0.1 %を含有する遠心
鋳造製ロール。
3. The centrifugal casting roll according to claim 1, wherein the outer layer material further contains B: 0.002 to 0.1%.
【請求項4】 請求項1に記載の遠心鋳造製ロールにお
いて、外層材が更にNi:5.5 %以下、B:0.002 〜0.
1 %を含有する遠心鋳造製ロール。
4. The centrifugally cast roll according to claim 1, wherein the outer layer material is further Ni: 5.5% or less, B: 0.002-0.
Centrifugal casting roll containing 1%.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の遠心鋳
造製ロールを製造するに際し、軸芯材への外層材混入比
を5 〜25%の範囲に規制することを特徴とする遠心鋳造
製ロールの製造方法。
5. When manufacturing the centrifugally cast roll according to any one of claims 1 to 4, the outer layer material mixing ratio to the shaft core material is regulated within a range of 5 to 25%. Manufacturing method of casting roll.
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