JPH10251792A

JPH10251792A - スラブ搬送タイヤローラのタイヤ用耐熱合金

Info

Publication number: JPH10251792A
Application number: JP5431497A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Horibe; 康彦堀部; Takeshi Shinozaki; 斌篠崎
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 1998-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】薄スラブ連続鋳造ラインにおけるタイヤロー
ラのタイヤ用材料に関して、高温での耐摩耗性、耐酸化
性、及び耐ビルドアップ性の全ての特性を具備させる。【解決手段】重量％にて、Ｃ：０．１〜０.５％、Ｓ
ｉ：２％以下、Ｍｎ：２％以下、Ｎｉ：３４〜５０％、
Ｃｒ：２６〜３５％、Ａｌ：０．０１〜２％、Ｔｉ：
０．０１〜１％を含有すると共に、Ｃｏ：３〜７％、Ｎ
ｂ：１〜５％、Ｗ：２〜１４％のうち少なくとも一種を
さらに含有し、残部実質的にＦｅからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄スラブ連続鋳造
ラインにおけるスラブ搬送用タイヤローラのタイヤに使
用される耐熱合金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所の薄スラブ連続鋳造ラインには、
鋳造設備から圧延設備までの間にトンネル式加熱炉があ
り、この加熱炉の内部には、鋳造されたスラブを搬送す
るためのローラが長手方向に多数配設されている。この
スラブ搬送用タイヤローラは、図１に示す如く、回転シ
ャフト(1)に嵌装されて加熱炉(2)の中に配備されたパイ
プ(4)の外周の複数箇所に、ディスク型のタイヤ(6)が装
着された構成であり、鋳造されたスラブ(8)は、このタ
イヤ(6)に担持されて、約１０００℃以上の高温の加熱
炉の中を搬送され、圧延設備に運ばれる。図中、(7)は
耐火材の被覆層であり、タイヤ(6)の外周面より少し低
くなるように設けられ、パイプ(4)を高温雰囲気から保
護している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】タイヤローラはこのよ
うな状況下で使用されるため、タイヤに使用される材料
は、高温での耐摩耗性及び耐酸化性にすぐれるものであ
らねばならない。また、加熱炉内の高温雰囲気下では、
スラブ等の鋼材の表面酸化物(スケール)や金属粉がタイ
ヤの表面に付着し、これが化学反応により凝着してタイ
ヤ表面に肌荒れや損傷を生じる。これは、いわゆる「ビ
ルドアップ」といわれるもので、このビルドアップが発
生すると、タイヤ上を通過する鋼材の表面に疵が付き、
その品質や歩留りを著しく低下させる原因となる。この
ため、タイヤに使用される材料は、耐ビルドアップ性に
すぐれるものでなければならない。

【０００４】このスラブ搬送用タイヤローラのタイヤ用
材料として、これまで各種のＣｏ基合金又はＮｉ基合金
が使用されているが、上述したすべての特性を充足させ
ることが困難であるのが実情である。それゆえ、本発明
の目的は、高温での耐摩耗性、耐酸化性、さらに耐ビル
ドアップ性の全てを兼ね具えたスラブ搬送用タイヤロー
ラのタイヤ用耐熱合金を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のスラブ搬送タイ
ヤローラのタイヤ用耐熱合金は、重量％にて、Ｃ：０.
１〜０.５％、Ｓｉ：２％以下、Ｍｎ：２.以下、Ｎｉ：
３４〜５０％、Ｃｒ：２６〜３５％、Ａｌ：０.０１〜
２％、Ｔｉ：０.０１〜１％を含有すると共に、Ｃｏ：
３〜７％、Ｎｂ：１〜５％、Ｗ：２〜１４％のうち少な
くとも一種をさらに含有し、残部実質的にＦｅからな
る。

【０００６】

【成分限定理由の説明】

Ｃ：０.１〜０.５％Ｃは、オーステナイト相に固溶して生地の強度を高める
と共に、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｂと炭化物を生成し、高温での耐
摩耗性を向上させる作用を有する。一方、含有量が多す
ぎると靭性が低下する。このため、Ｃの含有量は０.１
〜０.５％に規定する。

【０００７】Ｓｉ：２％以下Ｓｉは、脱酸剤として作用すると共に、溶接性、耐熱性
の向上に有効である。しかし、２％を超えて含有すると
靭性が低下し、鋳造性も悪くなる。このため、Ｓｉの含
有量は２％以下に規定する。

【０００８】Ｍｎ：２％以下Ｍｎは、脱酸と基地の強化に有効である。しかし、２％
を超えて含有すると溶接性が低下するため、Ｍｎの含有
量は２％以下とする。

【０００９】Ｎｉ：３４〜５０％Ｎｉは、オーステナイト組織を安定化させ、酸化被膜の
安定性と緻密性の向上に有効であり、それらの効果を発
揮させるために３４％以上含有させる。一方、５０％を
超えて含有しても含有量の増加に対応する効果を期待で
きないので、上限を５０％とする。

【００１０】Ｃｒ：２６〜３５％Ｃｒは、高温における耐摩耗性と耐酸化性の向上に有効
であるが、２６％に満たないとその効果が不足する。一
方、３５％を超えて含有すると耐ビルドアップ性の低下
を招く。耐摩耗性、耐酸化性及び耐ビルドアップ性をバ
ランス良く保つために、Ｃｒの含有量は２６〜３５％に
規定する。

【００１１】Ａｌ：０.０１〜２％Ａｌは、耐酸化性と耐ビルドアップ性を向上させる効果
があり、少なくとも０.０１％以上含有させる。Ａｌ
は、一方では、鋳造性及び溶接性を低下させる作用があ
り、含有量が２％を越えると、鋳造性及び溶接性の低下
は著しくなる。このため、上限は２％に規定する。

【００１２】Ｔｉ：０.０１〜１％ＴｉもＡｌと同様に、耐酸化性と耐ビルドアップ性を向
上させる効果があり、少なくとも０.０１％以上含有さ
せる。しかし、１％を超えて含有すると、鋳造性と溶接
性の低下が著しくなる。このため、上限は１％に規定す
る。

【００１３】本発明の耐熱合金は、上記の諸元素に加え
て、Ｃｏ：３〜７％、Ｗ：２〜１４％、Ｎｂ：１〜５％
のうち、少なくとも一種を含有している。Ｃｏ：３〜７％Ｃｏは、Ｎｉと同様、オーステナイト組織を安定化さ
せ、靭性、高温強度の向上に寄与するので３％以上含有
させる。一方、７％を超えて含有するとσ脆化を招く虞
れがある。また、Ｃｏは非常に高価な元素であることか
ら余り多く含有することは経済的に不利である。このた
め、上限を７％とする。なお、Ｎｉの含有量が５０％に
近くなると、Ｃｏの前記効果は少なくなるので、その場
合には、Ｃｏを含まなくてもよい。

【００１４】Ｗ：２〜１４％Ｗは、高温における耐摩耗性を高め、耐ビルドアップ性
を向上させるのに有効な元素であり、その効果を発揮さ
せるために２％以上含有させるのが望ましい。しかし、
１４％を超えて含有しても含有量の増加に対応する効果
を期待できず、加工性も悪くなるので、上限を１４％と
する。

【００１５】Ｎｂ：１〜５％Ｎｂは、Ｗと同様に、高温での耐摩耗性を高め、耐ビル
ドアップ性を向上させるのに有効な元素であり、その効
果を発揮させるために、１％以上含有させる。しかし、
５％を超えて含有すると、溶接性、耐酸化性が低下す
る。このため、Ｎｂの含有量は、１〜５％とする。

【００１６】本発明の耐熱合金は、上記成分元素を含有
し、残部は実質的にＦｅからなる。なお、通常の合金の
溶製技術上不可避的に含まれる範囲内で、Ｐ、Ｓ等の不
純物の混在は許容される。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の耐熱合金の特性を
実施例を挙げて具体的に説明する。各種成分組成の供試
材を作製し、耐ビルドアップ性、高温耐摩耗性及び高温
耐酸化性を調べた。使用した供試材の合金化学成分を表
１に示す。表１中、No.１〜No.４は本発明の実施例、N
o.５〜No.８は従来例である。

【００１８】

【表１】

【００１９】耐ビルドアップ性試験耐ビルドアップ性試験を行なった装置の概要を図２に示
す。図２を参照すると、試験用加熱炉(10)の中に、駆動
モータ(12)に連繋された円筒軸(14)が回転可能に配備さ
れ、円筒軸(14)の中は冷却水が流通している。円筒軸(1
4)の外周部は、供試リング(16)が嵌装されると共に、Ａ
ｌ2Ｏ3系耐火材の保護層(18)で被覆されている。供試リ
ング(16)に負荷を与えるために、円筒状の相手材(20)
が、供試リング(16)と共回りするように配備される。相
手材(20)は、空圧ポンプ(22)に連繋されており、局部的
損耗防止のために、供試リング(16)に関して幅方向に移
動可能としている。

【００２０】使用した供試リング(16)のサイズは、外径
６０mm×内径４０mm×幅１５mmである。相手材(20)は、
積極的に酸化させてビルドアップ状況を調べる必要があ
るため、大気雰囲気下で酸化し易いＳ１５Ｃ材を用いて
作製した。相手材(20)のサイズは、供試リング(16)への
面圧が実際の使用状況(１.３kg/mm2)に対応するよう
に、外径７０mm×長さ１００mm(３kg)とした。大気雰囲
気の加熱炉内で温度１１５０℃、軸の回転速度１０r.p.
m.の条件で試験を行なった。試験時間は９６時間とし、
２４時間毎に相手材を交換した。

【００２１】耐ビルドアップ性は、相手材のスケールの
供試リングへの固着状況により評価した。その評価結果
を表２に示しており、本発明の実施例No.１〜No.４は、
相手材のスケールが殆んど固着していないか、極く僅か
な量の固着があった程度であり、従来例に比べて耐ビル
ドアップ性が良好であることを示している。

【００２２】

【表２】

【００２３】耐摩耗性試験耐摩耗性試験も、耐ビルドアップ性試験と同じ装置を用
いて行ない、相手材(20)が異なる点以外は、全て耐ビル
ドアップ性試験と同じである。耐摩耗性試験での相手材
(20)は、前述の耐ビルドアップ試験と異なり、大気雰囲
気下での酸化を防ぐ必要があり、そのために、表面にＣ
ｏ、Ｃｒを主成分として含有する粉末を肉盛溶射したも
のを使用した。２４時間後、４８時間後、７２時間後、
９６時間後の夫々において、供試リングの外径寸法を測
定し、試験開始前の外径６０mmからの減少量を表３に示
す。

【００２４】

【表３】

【００２５】表３中、本発明の実施例No.１〜No.４は、
従来例のNo.５〜No.８と比べて、９６時間経過後の外径
寸法の減少が極めて軽微であり、高温での耐摩耗性が良
好であることを示している。

【００２６】耐酸化性試験円柱状試験片(直径８mm×長さ５０mm)を作製し、１００
０℃の加熱炉の中で１００時間保持した後、加熱炉から
取り出し、試験片表面のスケールを酸溶液で除去し、試
験前後における試験片の重量の変化量を測定し、酸化減
量(mm/year)を求めた。試験結果を表４に示す。

【００２７】

【表４】

【００２８】表４に示されるように、本発明の実施例N
o.１〜No.４は、従来例のNo.５と比べて酸化減量が少な
く、耐酸化性が良好であることを示している。なお、N
o.６〜No.８は、耐酸化性に関しては本発明と同等レベ
ルであるが、前述したように、耐ビルドアップ性及び摩
耗性に関して本発明の実施例より劣っている。

【００２９】

【発明の効果】本発明の耐熱合金は、高温での耐摩耗
性、耐酸化性、さらに耐ビルドアップ性の全てを兼ね具
えており、薄スラブ連続鋳造ラインにおけるタイヤロー
ラのタイヤ用材料として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】タイヤローラの正面図である。

【図２】高温耐摩耗性及び耐ビルドアップ性の試験装置
の概要を示す略説明図である。

【符号の説明】

(4) パイプ (6) タイヤ (8) スラブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％にて、Ｃ：０.１〜０.５％、Ｓ
ｉ：２％以下、Ｍｎ：２％以下、Ｎｉ：３４〜５０％、
Ｃｒ：２６〜３５％、Ａｌ：０.０１〜２％、Ｔｉ：０.
０１〜１％を含有すると共に、Ｗ：２〜１４％及び／又
はＮｂ：１〜５％をさらに含有し、残部実質的にＦｅか
らなるスラブ搬送タイヤローラのタイヤ用耐熱合金。
【請求項２】重量％にて、Ｃ：０.１〜０.５％、Ｓ
ｉ：２％以下、Ｍｎ：２％以下、Ｎｉ：３４〜５０％、
Ｃｒ：２６〜３５％、Ａｌ：０.０１〜２％、Ｔｉ：０.
０１〜１％、Ｃｏ：３〜７％、残部実質的にＦｅからな
るスラブ搬送タイヤローラのタイヤ用耐熱合金。
【請求項３】重量％にて、Ｃ：０.１〜０.５％、Ｓ
ｉ：２％以下、Ｍｎ：２％以下、Ｎｉ：３４〜５０％、
Ｃｒ：２６〜３５％、Ａｌ：０.０１〜２％、Ｔｉ：０.
０１〜１％、Ｃｏ：３〜７％を含有すると共に、Ｗ：２
〜１４％及び／又はＮｂ：１〜５％をさらに含有し、残
部実質的にＦｅからなるスラブ搬送タイヤローラのタイ
ヤ用耐熱合金。