JPS5891159A - Nonmagnetic steel roll for continuous casting and its manufacture - Google Patents

Nonmagnetic steel roll for continuous casting and its manufacture

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JPS5891159A
JPS5891159A JP18797681A JP18797681A JPS5891159A JP S5891159 A JPS5891159 A JP S5891159A JP 18797681 A JP18797681 A JP 18797681A JP 18797681 A JP18797681 A JP 18797681A JP S5891159 A JPS5891159 A JP S5891159A
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康孝 岡田
Kunihiko Yoshikawa
吉川 州彦
Tsutomu Sakashita
坂下 勉
Tokio Yamamoto
山本 外喜男
Kiyoshi Matsuya
松矢 聖志
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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

PURPOSE:To manufacture the titled roll with superior strength, toughness and stress corrosion cracking resistance at a low cost by hot working a low carbon steel contg. Ni and/or Cu as well as Si, Al, Mn, Cr, P and S at a high reduction rate of area. CONSTITUTION:A steel consisting of, by weight, <=0.15% C, <=1.0% Si, <=0.10% sol. Al, 17.0-25.0% Mn, 10.0-15.0% Cr, <=0.03% P, <=0.010% S, <=3.0% in total of 1.0-3.0% Ni and/or 1.0-3.0% Cu and the balance essentially Fe is hot worked at >=60% reduction of area and optionally treated under heating by holding at about 900-1,180 deg.C for about 30min-15hr.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、凝固途中鋳片内部の未凝固溶湯に電磁攪拌
を施して鋳片の品質を改善するにあたって、電磁力を鋳
片に有効に付与し得、強い攪拌力を得ることができる連
続鋳造用非磁性鋼ロール及びその製造方法に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention enables electromagnetic force to be effectively applied to the slab and provides a strong stirring force when applying electromagnetic stirring to the unsolidified molten metal inside the slab during solidification to improve the quality of the slab. The present invention relates to a non-magnetic steel roll for continuous casting and a method for manufacturing the same.

連続鋳造においては、取鍋からタンディツシュへ注入さ
れた溶鋼は通常複数の鋳型へ分配供給され、鋳型で冷却
されて、周囲に凝固殻が成長してはいるが内部に未凝固
溶鋼を残留させたままの状態で鋳型に続くサポートロー
ル群に引抜かれ、該サポートロール間を通過する間にサ
ポートロール群に介在配設されたスプレーノズルからの
水冷却を受けて完全に凝固した鋳片となるが、゛この場
合、溶鋼が鋳型に注入されてから完全に凝固するまでに
鋳片が移動する距離、即ち鋳型内湯面からサポートロー
ル群の間に位置する完全凝固点に至る距離は10〜15
mにも達しているのが普通であり、このため、鋳型から
完全凝固点に達するまでの間の鋳片内部には極めて細長
く伸びた未凝固溶鋼領域が存在することとなシ、これが
鋳片の中心偏析や軸心割れ等の品質欠陥の原因となって
いた。
In continuous casting, molten steel injected from a ladle into a tundish is usually distributed and supplied to multiple molds, where it is cooled and a solidified shell grows around it, but unsolidified molten steel remains inside. In this state, the slab is pulled out by a group of support rolls following the mold, and while passing between the support rolls, it is cooled by water from a spray nozzle interposed in the group of support rolls, and becomes a completely solidified slab. In this case, the distance that the slab moves from when the molten steel is poured into the mold until it completely solidifies, that is, the distance from the molten metal surface in the mold to the complete solidification point located between the support roll group is 10 to 15
Therefore, there is an extremely elongated region of unsolidified molten steel inside the slab from the mold until it reaches the complete solidification point. This caused quality defects such as center segregation and shaft center cracks.

近年、このような問題点を改善すべく、電磁攪拌技術の
採用が一般化してきておシ、これによって鋳片品質の著
しい向上がなされてきた。この電磁攪拌とは、サポート
ロール群の上流側の鋳型側端と、下流側の鋳片の完全凝
固点との間の適宜位置に、鋳片側面に臨ませて電磁コイ
ルを配設し、鋳片内の未凝固溶鋼に鋳片側面に沿う水平
方向又は垂直方向への電磁力を与えてこれを攪拌し、鋳
片中心部の凝固組織の改善、中心偏析や軸心割れ等の軽
減を図るものである。
In recent years, in order to improve these problems, the adoption of electromagnetic stirring technology has become common, and this has resulted in significant improvements in the quality of slabs. This electromagnetic stirring is achieved by placing an electromagnetic coil facing the side of the slab at an appropriate position between the end of the mold on the upstream side of the support roll group and the complete solidification point of the slab on the downstream side. A device that applies an electromagnetic force to the unsolidified molten steel inside the slab in the horizontal or vertical direction along the side of the slab to stir it, thereby improving the solidified structure in the center of the slab and reducing center segregation, axial cracking, etc. It is.

そして、この電磁攪拌を効果的に行なうためには、電磁
コイル設置位置近傍のロールの材質を非磁性となして、
電磁力がロールに遮断されず、鋳片内未凝固溶鋼に有効
に与えられるようにすることが必要であるが、従来知ら
れていた非磁性の鋼素材(以下非磁性鋼という)を使用
してサポートロールを構成した場合には、以下に示す如
き難点があった。すなわち、 1)一般に、非磁性鋼はオーステナイト組織を有するも
のであるが、この組織の鋼素材は降伏点が低く、鋳塊の
ままロールに加工すると連続鋳造操業中にロールが曲げ
変形を生じ、鋳片のサポートが不能となって、その後の
操業の続行が不可能となる事態が発生する。
In order to effectively perform this electromagnetic stirring, the material of the roll near the electromagnetic coil installation position should be made non-magnetic.
It is necessary to ensure that the electromagnetic force is not blocked by the rolls and is effectively applied to the unsolidified molten steel in the slab, but it is necessary to use a conventionally known non-magnetic steel material (hereinafter referred to as non-magnetic steel). However, when a support role was configured using a support role, there were the following difficulties. That is, 1) Generally, non-magnetic steel has an austenitic structure, but steel materials with this structure have a low yield point, and if the ingot is processed into rolls, the rolls will bend and deform during continuous casting operations. A situation occurs in which it becomes impossible to support the slab, making it impossible to continue the operation.

11)鋼索材を高強度化する方法として冷間加工を施す
方法があるが、これは冷間加工の性格上、大断面のロー
ルには適用できない。
11) Cold working is a method of increasing the strength of steel cables, but due to the nature of cold working, this cannot be applied to rolls with large cross sections.

1ii)iた、析出強化させた鋼素材として、米国のA
STM規格のA−286が知られているが、これはN1
を多量に含有させたものであって極めて高価であシ、実
用的ではない。
1ii) In addition, as a precipitation-strengthened steel material, A
The STM standard A-286 is known, but this is N1
It contains a large amount of , is extremely expensive, and is not practical.

iV)さらに、オーステナイト組織の鋼素材は、塩素イ
オンを多量に含有する工業用本中において応力腐食割れ
を発生しやすく、これは、鋳片冷却用のスプレー冷却水
に曝される雰囲気下で使用されるサポートロールに使用
する場合に極めて不都合なことである。そして、前述の
ような高強度化のための冷間加工を施すと応力腐食割れ
感受性がさらに高まるのに加えて、鋳片熱塊に接したと
きにロール表面温度が上昇し、応力腐食割れに対してよ
り〒層鋭敏化する。
iV) Furthermore, steel materials with an austenitic structure are susceptible to stress corrosion cracking in industrial materials that contain large amounts of chlorine ions, and this is due to the fact that steel materials with an austenitic structure are susceptible to stress corrosion cracking in industrial applications that contain large amounts of chlorine ions. This is extremely inconvenient when used as a support role. Cold working to increase strength as mentioned above not only further increases the susceptibility to stress corrosion cracking, but also increases the surface temperature of the roll when it comes into contact with the hot slab, causing stress corrosion cracking. Become more sensitive to this.

■)この鋼素材は、サポートロールとして使用する過程
で炭化物が粒界に析出して靭性が低下し、鋳片との接触
による熱応力を受けて割れを発生するおそれがある。
(2) In the process of using this steel material as a support roll, carbides precipitate at the grain boundaries, reducing toughness, and there is a risk of cracking due to thermal stress caused by contact with the slab.

vi)さらに、とのオーステナイト組織の鋼素材は熱伝
導度が低く、しかも熱膨張係数が高いので、同一の熱履
歴によ多発生する熱応力は非オーステナイト組織の鋼素
材に比して大きく、この点でもサポートロール素材とし
ては不利である。
vi) Furthermore, since the steel material with an austenitic structure has a low thermal conductivity and a high coefficient of thermal expansion, the thermal stress that occurs frequently during the same thermal history is greater than that of a steel material with a non-austenitic structure. In this respect as well, it is disadvantageous as a support roll material.

このように、従来知られていた非磁性鋼によるロールは
種々の難点を有することから、電磁コイル設置位置近傍
のサポートロールとしての使用には適しておらず、この
ためやむを得ず、他の部分のサポートロール同様、電磁
コイル設置位置近傍のサポートロールにも焼もどしマル
テンサイト組織又はフェライト組織を有する強磁性鋼の
ロールを使用せざるを得ないのが現状であった。従って
、電磁力がロールに遮断されて、鋳片内未凝固溶鋼に対
する十分な攪拌力が得られず、鋳片の品質改善効果が低
いうえ、電磁力を鋳片に付与するために強大な電力を必
要とする等の不都合を未だ逃れるに至っていなかった。
As described above, rolls made of conventionally known non-magnetic steel have various drawbacks and are not suitable for use as support rolls near the electromagnetic coil installation position. Like the rolls, it is currently necessary to use a ferromagnetic steel roll having a tempered martensitic structure or ferrite structure for the support roll near the position where the electromagnetic coil is installed. Therefore, the electromagnetic force is blocked by the rolls, making it impossible to obtain sufficient stirring force for the unsolidified molten steel in the slab, which has a low effect on improving the quality of the slab.In addition, it requires a large amount of electric power to apply the electromagnetic force to the slab. It has not yet been possible to avoid the inconveniences such as the need for

本発明者等は、上述のような観点から、鋳片のサポート
のために十分な強度を有し、耐応力腐食割れ性や強靭性
にもすぐれておシ、しかも鋳片への強い電磁攪拌力の付
与を可能とし得る連続鋳造用非磁性鋼ロールを得るべく
、種々研究を重ねた結果、以下(a)〜(f)に示す如
き知見を得たのである。
From the above-mentioned viewpoints, the present inventors have developed a product that has sufficient strength to support the slab, has excellent stress corrosion cracking resistance and toughness, and is capable of providing strong electromagnetic stirring to the slab. As a result of various studies conducted in order to obtain a non-magnetic steel roll for continuous casting that can apply force, the following findings (a) to (f) were obtained.

すなわち、 a)鋳片を支持するためのサポートロールとして使用さ
れた場合にロールが曲げ変形を起さないためには、ロー
ル構成材料の強度が、0.2%耐力で、スリーブ冷却方
式におけるスリーブでは35kgt/xi以上、またス
リーブ冷却方式のアーバー又は一体ロールでは40kg
f/−以上であることが必要であり、さらに引張強さが
’10kgf/−以上であることも要求されるが、鋼中
のC、Si、 soL、AI。
That is, a) In order to prevent the roll from bending deformation when used as a support roll for supporting slabs, the strength of the roll constituent material must be 0.2% proof stress, and the sleeve in the sleeve cooling method must have a strength of 0.2% proof stress. 35 kgt/xi or more, and 40 kg for sleeve cooling type arbor or integral roll.
C, Si, soL, and AI in the steel.

P 、 S 、 Mn、 Cr、 Ni、及びcuの組
成成分量の範囲をそれぞれ特定の値に調整してロールを
溶製すれば、連続鋳造用サポートロールとして使用可能
な高強度の非磁性鋼ロールが得られ、さらに、熱間加工
条件を適切に設定することによって、N1の多量配合の
如き手段を要することなく経済的に降伏応力や、0,2
%耐力、及び引張強さ等の充分に高いものが得られるこ
と。
If the range of the compositional components of P, S, Mn, Cr, Ni, and Cu is adjusted to specific values and the roll is melted, a high-strength nonmagnetic steel roll that can be used as a support roll for continuous casting can be obtained. Furthermore, by appropriately setting the hot working conditions, it is possible to economically reduce the yield stress to 0,2
% yield strength, tensile strength, etc. can be obtained.

b)そして、鋼中のC成分量を極力低値とし、゛熱間加
工及びその後の熱処理の各条件を適切に設定することに
よって、炭化物の析出が抑制され、耐応力腐食割れ性の
高い非磁性鋼ロールが得られること。
b) By keeping the amount of C component in the steel as low as possible and by appropriately setting each condition for hot working and subsequent heat treatment, precipitation of carbides is suppressed, resulting in a steel with high stress corrosion cracking resistance. A magnetic steel roll can be obtained.

C) また、C成分量を低値に抑えることにより、ロー
ルの使用に伴う熱履歴を受けてロール表面温度が上昇す
ることに”よる炭化物のオーステナイト粒界への析出が
抑制され、これによってロール使用による靭性の劣化が
防止され、ロール割れの発生や伝播が無くなること。
C) In addition, by suppressing the amount of C component to a low value, the precipitation of carbides at the austenite grain boundaries due to the rise in roll surface temperature due to the thermal history associated with the use of the roll is suppressed, and this suppresses the precipitation of carbides at the austenite grain boundaries. Deterioration of toughness due to use is prevented, and roll cracks do not occur or propagate.

d)上述のように、耐応力腐食割れ性及びロール使用に
伴う靭性劣化の抑制等の観点から、鋼中のC成分量を低
値にすると、オーステナイト組織の不安定化を生起する
こととなるが、これはMn。
d) As mentioned above, from the viewpoint of stress corrosion cracking resistance and suppression of toughness deterioration due to roll use, if the C content in the steel is reduced to a low value, the austenite structure will become unstable. But this is Mn.

Hi、 Cu等の成分元素の含有量を調整することによ
り充分に防止できること。さらに、これらの各成分元素
は、安価なMnを多量に配合することにより、高価なN
i 、 Cuの配合を極力抑えることができ、経済性の
確保が行なえること。
This can be sufficiently prevented by adjusting the content of component elements such as Hi and Cu. Furthermore, by blending a large amount of cheap Mn into each of these component elements, expensive N
i. The content of Cu can be suppressed as much as possible and economical efficiency can be ensured.

e)このように成分調整を行なった鋼素材に、熱間鍛造
や熱間圧延等の熱間加工を施すと、上述のように強度が
向上するほか、延性、靭性、及び耐応力腐食割れ性をよ
り一層向上できること。
e) When a steel material whose composition has been adjusted in this way is subjected to hot working such as hot forging or hot rolling, the strength will improve as mentioned above, as well as ductility, toughness, and stress corrosion cracking resistance. To be able to further improve.

f)さらに、上記熱間加工に続いて適当な熱処理を施せ
ば、ロールの割れ感受性がよシ低くなること。
f) Furthermore, if the above-mentioned hot working is followed by a suitable heat treatment, the cracking susceptibility of the rolls is further reduced.

したがって、この発明は、上記知見に基いてなされたも
のであって、連続鋳造用ロールを、C:0.15重量%
以下、 Sl:1.0重量%以下、 5oL−Al: 0.10重量゛チ以下、Mn: 17
.0〜25.0重量%、 cr: 10.0〜15.0重量%、 P:0.03重量%以下、 3:0.010重量−以下、 を含有するとともに、さらに、 Ni:1.O〜3.0重量%、 Cl: 1.0〜3.0重量%、 のいずれか一方又は両方を、両者の和が3.0重量%以
下の範囲で含有し、 Fe及び不可避不純物:残シ、 から成る成分組成で構成することによシ、非磁性で、高
強度で、かつ割れに対する抵抗性の高いものとしたこと
に特徴を有するとともに、さらに、上記組成の鋼素材を
、断面減少率60%以上で熱間加工するか、これに次い
で900〜1180℃の温度に30分〜15時間保持す
ることから成る熱処理を施すことによって、連続鋳造用
ロールとして好適な非磁性鋼ロールを製造するようにし
たことに特徴を有するものである。
Therefore, the present invention has been made based on the above findings, and the present invention has been made based on the above findings, in which a roll for continuous casting has a carbon content of 0.15% by weight.
Below, Sl: 1.0% by weight or less, 5oL-Al: 0.10% by weight or less, Mn: 17
.. 0 to 25.0% by weight, cr: 10.0 to 15.0% by weight, P: 0.03% by weight or less, 3: 0.010% by weight or less, and further contains Ni: 1. O to 3.0% by weight, Cl: 1.0 to 3.0% by weight, or both in a range where the sum of both is 3.0% by weight or less, Fe and inevitable impurities: residual By being composed of a component composition consisting of A non-magnetic steel roll suitable as a continuous casting roll is produced by hot working at a rate of 60% or more or by subsequent heat treatment consisting of holding at a temperature of 900 to 1180°C for 30 minutes to 15 hours. It is characterized by the fact that it is made to do so.

なお、上記本発明の非磁性鋼ロールとは、一体型の鋳造
ロールあるいは鍛造ロールはもちろんのこと、通常のス
リーブ・アーバ一方式のロール、及びスリーブとアーノ
(−間を水冷する方式のロール等、あらゆる種類の連続
鋳造用ロールを指すものであることはいうまでもないこ
とである。
The above-mentioned non-magnetic steel rolls of the present invention include not only integral cast rolls or forged rolls, but also ordinary sleeve/arbor type rolls, rolls with water cooling between the sleeve and the arbor, etc. , it goes without saying that it refers to all kinds of continuous casting rolls.

ただし、上記各ロールの種類、及びスリーブ゛やアーバ
ー等の部”材毎に、所要の特性には相違Ai、llpる
ので、加工及び熱処理方法はそれぞれに応じて最適な条
件を選ぶのが望ましい。
However, the required characteristics differ depending on the type of each roll mentioned above and the materials of parts such as sleeves and arbor, so it is desirable to select the optimal conditions for processing and heat treatment methods according to each type. .

ついで、この発明の連続鋳造用非磁性鋼ロール及びその
製造方法において、ロールを構成する各組成成分量、熱
間加工時の断面減少率、及び熱処理温度と保持時間の範
囲を上述のように限定した理由を説明する。
Next, in the nonmagnetic steel roll for continuous casting and the manufacturing method thereof of the present invention, the amount of each component constituting the roll, the area reduction rate during hot working, and the range of heat treatment temperature and holding time are limited as described above. Explain why.

ア)C C成分の含有量が0.15重量%を越えると、ロール使
用中に受ける熱履歴によってオーステナイト組織の結晶
粒界に炭化物が析出し、これによシロールの靭性が低下
すると共に、応力腐食害lれに対する感受性も高まるよ
うになる。また、C含有量の上昇は、鋼素材の機械加工
性を劣化させ、ロールの成形加工を困難とする。このよ
うなこと力)ら、C含有量を0.15重量%以下と限定
した。
a) C If the content of the C component exceeds 0.15% by weight, carbides will precipitate at the grain boundaries of the austenite structure due to the thermal history received during use of the roll, which will reduce the toughness of the roll and cause stress. Susceptibility to corrosion damage also increases. Moreover, an increase in C content deteriorates the machinability of the steel material, making it difficult to form a roll. Because of this, the C content was limited to 0.15% by weight or less.

イ)Sl、及びM Sl及びAt成分は、脱酸剤として精錬の過程で溶鋼中
に添加されるが、S1含有量又はBc)L、A1含有量
がそれぞれ1.0重量%又は0.10重量%を越えるよ
うな量で添加してもその脱酸効果にそれ以上の向上はみ
られず、逆に非金属介在物が増加してロールの清浄度を
悪化させて靭性を低下させるようになるとともに、ロー
ル割れ発生の原因となる。
B) Sl and M Sl and At components are added to molten steel during the refining process as deoxidizing agents, but the S1 content or Bc) L and A1 content is 1.0% by weight or 0.10% by weight, respectively. Even if it is added in an amount exceeding 20% by weight, no further improvement in the deoxidizing effect is observed, and on the contrary, non-metallic inclusions increase, deteriorating the cleanliness of the roll and reducing its toughness. This also causes roll cracking.

このようなことから、Si含有量及びsot、AA含有
量をそれぞれ1.0重量%以下及び0.10重量−以下
と限定した。
For this reason, the Si content, sot content, and AA content were limited to 1.0% by weight or less and 0.10% by weight or less, respectively.

、つ)   Mn Mn成分には、安価にオーステナイト組織を安定化する
作用があり、NiやCUと同様にロールを非磁性にする
ために必要な元素である。
, T) Mn The Mn component has the effect of stabilizing the austenite structure at low cost, and is an element necessary to make the roll non-magnetic, like Ni and CU.

この発明の非磁性ロールはC含有量を低値に抑えたため
に、Cによるオーステナイト安定化効果は期待できず、
Mnを多量に含有せしめる必要があり、十分なオーステ
ナイト安定化効果を得るためにはMn含有量が17.0
重量%以−りであること力!必要である。Mn含有量が
17.0重量%未満ではロールの透磁率μが上昇して、
非磁性め;損なわiするようになる。一方、その含有量
が25.0重量%を越えると、応力腐食割れ発生のおそ
れ75E生ずるようになることから、Mn含有量を1’
7.0〜25.0重量%と限定した。
Since the non-magnetic roll of this invention suppresses the C content to a low value, no austenite stabilizing effect due to C can be expected.
It is necessary to contain a large amount of Mn, and in order to obtain a sufficient austenite stabilizing effect, the Mn content must be 17.0
The power of being more than % by weight! is necessary. When the Mn content is less than 17.0% by weight, the magnetic permeability μ of the roll increases,
Non-magnetic properties; they become damaged. On the other hand, if the Mn content exceeds 25.0% by weight, there is a risk of stress corrosion cracking.
It was limited to 7.0 to 25.0% by weight.

工)  0r Cr成分は、ロールを構成する鋼の固溶強イヒに有効な
元素であり、ロールの強度を上昇させるべく添加するも
のであるが、その含有量7%15.0重量%を越えても
前記効果にそれ以上の向上75(みられず、逆にオース
テナイト組織の代pにδ−フェライト組織が生成して透
磁率μ力;上昇し、夛ト磁性力;損なわれることとなり
、かつ靭性も劣イヒするようになる。一方、その含有量
が11.5重量−以下になると、特に、10.0重量%
を下まわる含有量では、工業用水中においてロール周面
の腐食速度力E−f:昇することとなシ、ロール使用中
にロール使用中に銃が発生しやすくなり、ロール周面の
平滑度を悪イヒさせるようになるうえ、所要の0.2チ
耐力を得ることができなくなることから、その含有量を
10.0〜15.0重量%と限定した。
0r Cr component is an effective element for solid solution strengthening of the steel that constitutes the roll, and is added to increase the strength of the roll, but its content should not exceed 7% or 15.0% by weight. Even if the above effect is not further improved (75), on the contrary, a δ-ferrite structure is generated in the place of the austenite structure, the magnetic permeability μ force increases, and the magnetic force is impaired, and The toughness also deteriorates.On the other hand, when the content is less than 11.5% by weight, especially 10.0% by weight.
If the content is below , the corrosion rate of the roll circumferential surface E-f will not increase in industrial water, and the smoothness of the roll circumferential surface will increase. The content was limited to 10.0 to 15.0% by weight because the content would be adversely affected and the required 0.2 inch proof stress could not be obtained.

オ) Ni及びcu N1及びCu成分は、ロールを構成する鋼のオーステナ
イト組織を安定化し、また耐食性を向上させ得る元素で
あるが、上述のように、C含有量を0.15重量%以下
と低(シ、Mn含有量を17,0〜25.0重量%と高
めた場合には、Ni及びCuの含有量をいずれも3.0
重量%以下とすることによって、オーステナイト組織を
十分に安定化することができ、ロールを非磁性にするこ
とができる。また、Cu含有量が3.0重量%を越えた
場合は、鋼素材の熱間加工性が悪化することからも、C
u含有量を3.0重量−以下に抑えるのが適当である。
e) Ni and Cu N1 and Cu components are elements that can stabilize the austenite structure of the steel that constitutes the roll and improve corrosion resistance, but as mentioned above, it is important to keep the C content at 0.15% by weight or less. When the Mn content is increased to 17.0 to 25.0% by weight, the Ni and Cu contents are both reduced to 3.0% by weight.
By setting the content to % by weight or less, the austenite structure can be sufficiently stabilized, and the roll can be made non-magnetic. In addition, if the Cu content exceeds 3.0% by weight, the hot workability of the steel material will deteriorate.
It is appropriate to suppress the u content to 3.0% by weight or less.

そして。and.

N1とCUの含有量の和が3.0重量%を越えた場合に
は、ロールの耐食性は向上するが耐応力腐食割れ性が悪
化するので好ましくなく、N1とCuとの含有量の総和
を3.0重量−以下とする必要がある。一方、 Ni及
びCUの含有量がそれぞれ1.0重量−未満になると、
オーステナイトは不安定になり、透磁率は上昇し、しか
も靭性に劣化を来たすようになることから、Ni及びC
uの含有量を、それぞれ1.0〜3゜01.量チと限定
し、Ni及びCUの両者が一緒に含まれる場合でも、そ
の含有量の和を3.0重量−以下と限定した。
If the sum of the N1 and CU contents exceeds 3.0% by weight, the corrosion resistance of the roll will improve, but the stress corrosion cracking resistance will deteriorate, which is undesirable. It is necessary to make it less than 3.0 weight. On the other hand, when the Ni and CU contents are each less than 1.0 weight,
Austenite becomes unstable, magnetic permeability increases, and toughness deteriorates, so Ni and C
The content of u is 1.0 to 3°01. Even if both Ni and CU were contained together, the sum of their contents was limited to 3.0 weight or less.

元素であシ、その含有量が0.03重量%を越えた場合
には、特に、ロール使用に伴う熱履歴を受けたときに靭
性の著しい劣化を来たすようになることから、その含有
量を0.03重量%以下と限定した。P含有量をこのよ
うに低く抑えたことによって、良好な連続鋳造用ロール
を得ることができるのである。
If the content exceeds 0.03% by weight, the toughness will deteriorate significantly, especially when subjected to the heat history associated with roll use. The content was limited to 0.03% by weight or less. By suppressing the P content to such a low level, a good continuous casting roll can be obtained.

元素であるが、その含有量を0.010重量%以下に抑
えた場合には極めて良好な熱間延性が得られるようにな
シ、鋼素材の熱間加工性が向上して強加■も可能になる
ことから、その含有量を0.010重量%以下と限定し
た。
Although it is an element, if its content is suppressed to 0.010% by weight or less, extremely good hot ductility can be obtained, and the hot workability of the steel material improves, making it possible to strengthen it. Therefore, the content was limited to 0.010% by weight or less.

なお、この発明のロールを構成する鋼中には、不純物と
して、0.03重量%までのN分が含有される可能性が
ある゛が、この範囲においては、Nが非磁性ロールとし
て必要な諸性質に悪影響を及ばずことがないものである
Note that the steel constituting the roll of this invention may contain up to 0.03% by weight of N as an impurity, but within this range, N is not necessary for a non-magnetic roll. It has no adverse effect on various properties.

り)熱間加工時の断面減少率60% スリーブ冷却方式のロールにおけるアーパー、又は一体
ロールをも考慮して、それ相応の高強度を確保した上に
、高い延性及び靭性を得るためには、熱間加工の際の断
面減少率を60%以上とする必要があることから、加工
の度合をこのような範囲に限定した。
ri) Area reduction rate of 60% during hot working In order to obtain high ductility and toughness while also taking into consideration the aperture or integral roll in sleeve cooling type rolls, and ensuring correspondingly high strength, Since it is necessary that the area reduction rate during hot working be 60% or more, the degree of working was limited to this range.

なお、熱間加工における仕上げ温度は9oo℃以上であ
るのが好ましい。これは、ロールの延性及び靭性をより
一層高めるとともに、耐応力腐食割れ性を向上させるた
めであシ、仕上げ温度が900℃未満であると、熱間加
工中に炭化物又は窒化物が析出して応力腐食割れ発生を
助長する場合があるからである。
In addition, it is preferable that the finishing temperature in hot working is 900° C. or higher. This is to further increase the ductility and toughness of the roll, as well as improve stress corrosion cracking resistance.If the finishing temperature is less than 900℃, carbides or nitrides may precipitate during hot working. This is because it may encourage the occurrence of stress corrosion cracking.

ケ)熱処理温度900〜1180℃ 熱間加工後に鋼素材に熱処理を施すことは、スリーブ冷
却方式のロールのスリーブの製造に適した方法であシ、
特に割れ感受性が低くなる。この場合の熱処理温度が9
00℃未満の場合には、ロールの耐応力腐食割れ性が低
く、しかも靭性にも良好な値が得られないが、一方、1
180℃を越えると、強度が低下してロールに曲ルが生
ずるようになることから、その温度を900〜1180
℃と限定した。なお、前述したように、熱間加工時の仕
上温度が900℃未満であって耐応力腐食割れ性が劣化
した鋼素材についても、熱間加工後に900℃以上にて
熱処理することけよシ、熱間加工にて析出した炭化物又
は窒化物が母材に固溶し、耐応力腐食割れ性の良好なロ
ールとすることができる。
i) Heat treatment temperature: 900 to 1180℃ Heat treatment of the steel material after hot working is a method suitable for manufacturing sleeves for sleeve cooling type rolls.
In particular, cracking sensitivity is reduced. The heat treatment temperature in this case is 9
If the temperature is below 00°C, the stress corrosion cracking resistance of the roll will be low and good toughness values will not be obtained;
If the temperature exceeds 180°C, the strength will decrease and the roll will bend, so the temperature should be adjusted to 900-1180°C.
It was limited to ℃. As mentioned above, even if the finishing temperature during hot working is less than 900°C and the stress corrosion cracking resistance has deteriorated, steel materials should be heat treated at 900°C or higher after hot working. Carbides or nitrides precipitated during hot working are dissolved in the base material, resulting in a roll with good stress corrosion cracking resistance.

コ)加熱保持時間30分〜15時間 熱処理の際の加熱保持時間を30分未満とした場合には
、ロール中心部まで十分昇温させることが難かしく、熱
処理による耐応力腐食割れ性向上効果が得られない。一
方、15時間を越えても、その効果にそれ以上の向上が
みられず、逆にロールの強度が低下することから、その
保持時間を30分〜15時間と限定した。
e) Heating time: 30 minutes to 15 hours If the heating time during heat treatment is less than 30 minutes, it will be difficult to raise the temperature sufficiently to the center of the roll, and the effect of improving stress corrosion cracking resistance due to heat treatment will be reduced. I can't get it. On the other hand, even if it exceeded 15 hours, no further improvement in the effect was observed, and on the contrary, the strength of the roll decreased, so the holding time was limited to 30 minutes to 15 hours.

つぎに、この発明を実施例によシ比較例と対比しながら
説明する。
Next, the present invention will be explained by comparing examples and comparative examples.

第1表は、本発明の連続鋳造用ロールの鋼素材A〜にと
、従来知られていた非磁性鋼L−Uについて、それぞれ
その化学成分組成を示したものである。これらの鋼索材
A−に、及びL−Uについて、第2表「熱間加工条件」
欄記載の通りの条件にて熱間鍛造を施し、その一部につ
いては、この熱間加工に引続いて、第2表「熱処理」欄
記載の通シの条件にて熱処理を施した。そして、これら
熱間鍛造し、或は熱間鍛造後熱処理した鋼材A〜Uにつ
いて、いずれも、0.2%耐力及び引張シ強さ等の強度
、伸び及び絞・シ等の延性、シャルピー衝撃試験におけ
る吸収エネルギーによる靭性、並びに非磁性の程度を知
るための透磁率μを測定し、さらに耐応力腐食割れ性試
験を行なった。そして、これらの結果を第2表に併せて
記載した。
Table 1 shows the chemical compositions of the steel materials A-- of the continuous casting roll of the present invention and the conventionally known non-magnetic steels LU. For these steel cables A- and L-U, Table 2 "Hot working conditions"
Hot forging was performed under the conditions as described in the column, and some of them were subsequently heat treated under the conditions described in the "Heat treatment" column of Table 2. The steel materials A to U that were hot forged or heat-treated after hot forging were tested for strength such as 0.2% proof stress and tensile strength, ductility such as elongation and drawing/shielding, and Charpy impact. In the test, we measured the toughness based on absorbed energy and the magnetic permeability μ to determine the degree of non-magnetism, and also conducted a stress corrosion cracking resistance test. These results are also listed in Table 2.

なお、シャルピー衝撃試験による吸収エネルギーの測定
においては、上述の如く熱間鍛造等を施した鋼材に加え
て、熱間鍛造又は熱処理の後、ロール使用中に受ける熱
履歴を想定して600℃に100時間保持することによ
り時効処理した鋼材についても吸収エネルギーを測定し
、ロール使用後の靭性の劣化について調査した。また、
耐応力腐食割れ性試験は、鋼材をU字型に曲げた状態で
塩素イオンを500 ppm含有する50℃の水溶液中
に1ケ月間(720時間)浸漬して行なった。
In addition, in measuring absorbed energy by the Charpy impact test, in addition to steel materials that have undergone hot forging as described above, steel materials that have been heated to 600°C after hot forging or heat treatment, assuming the thermal history that will be received during roll use, are used. Absorbed energy was also measured for steel materials that had been aged for 100 hours, and the deterioration of toughness after use of rolls was investigated. Also,
The stress corrosion cracking resistance test was conducted by immersing the steel material bent into a U-shape in an aqueous solution at 50° C. containing 500 ppm of chloride ions for one month (720 hours).

第2表「耐応力腐食割れ性」欄中、○印は応力腐食割れ
が発生し、なかった場合、X印は応力腐食割れが発生し
た場合を示すものである。
In the "Stress Corrosion Cracking Resistance" column of Table 2, ○ marks indicate cases where stress corrosion cracking occurred or did not occur, and X marks indicate cases where stress corrosion cracking occurred.

第2表に示した結果からも、化学組成、熱間鍛造条件、
及び熱処理条件を、いずれも前記所定範囲に限定した本
発明に係る試料A1〜13の鋼材は、ロール曲げ変形に
対する抵抗力の強さの指標となる0、2%耐力及び引張
り強さが、いずれもそれぞれ35に9f/l+111以
上及び70kgf/+111以上と、曲げ変形の発生を
抑制する上で十分な強度を有していることが明らかであ
り、また延性及び靭性についても良好であって、さらに
耐応力腐食割れ性試験においても、応力腐食割れの発生
は皆無であったことが明白である。また、透磁率μも、
従来の非磁性鋼同様、1.02以下という十分な低値を
示している。さらに、600℃に100時間保持して時
効処理した場合にも靭性の劣化は軽微であり、なお良好
な靭性を保持していることも確認できた。
From the results shown in Table 2, the chemical composition, hot forging conditions,
The steel materials of Samples A1 to 13 according to the present invention, in which the heat treatment conditions are limited to the above-mentioned predetermined ranges, have 0 and 2% yield strength and tensile strength, which are indicators of the strength of resistance to roll bending deformation. 35, 9f/l+111 or more and 70kgf/+111 or more, respectively, which clearly indicate that the material has sufficient strength to suppress the occurrence of bending deformation, and also has good ductility and toughness. It is clear that no stress corrosion cracking occurred in the stress corrosion cracking resistance test. In addition, the magnetic permeability μ is also
As with conventional non-magnetic steel, it shows a sufficiently low value of 1.02 or less. Furthermore, it was also confirmed that even when the material was aged at 600° C. for 100 hours, the deterioration in toughness was slight and good toughness was still maintained.

一方、本発明に係る鋼に比べて、C含有量が高いか、C
r、 Mn、 Ni及びCU含有量が所定範囲よりはず
れている従来鋼を用いた試料AI6〜25のものは、0
.2%耐力が低いか、応力腐食割れ試験において割れが
発生しているか、透磁率が102を越える程度にまで上
昇して非磁性が損なわれているか、あるいは試料A16
のもののように、600℃で100時間の時効後靭性が
著しく劣化して、非磁性サポートロールとして使用する
と曲シや割れが大きくなって寿命が短くなシ、使用に耐
えなくなるものであることがわかる。
On the other hand, compared to the steel according to the present invention, the C content is higher or the C content is higher than that of the steel according to the present invention.
Samples AI6 to 25 using conventional steel whose r, Mn, Ni, and CU contents are outside the specified ranges are 0.
.. Either the 2% yield strength is low, cracks have occurred in the stress corrosion cracking test, the magnetic permeability has increased to more than 102 and non-magnetism has been impaired, or sample A16
After aging at 600°C for 100 hours, the toughness deteriorates significantly, and when used as a non-magnetic support roll, bends and cracks become large, resulting in a shortened life span and the product becoming unusable. Recognize.

そして、化学組成が本発明のロールと同じものであって
も、熱間加工における断面減少率の少ない試料A14の
ものは、0.2チ耐力や引張シ強さに劣シ、また靭性値
も良好な値を示しておらず、熱処理温度の低い試料A1
5のものは、耐応力腐食割れを生じていることが確認で
きた。
Even though the chemical composition is the same as the roll of the present invention, sample A14, which has a small area reduction rate during hot working, is inferior in 0.2 inch proof stress and tensile strength, and also has a lower toughness value. Sample A1 that does not show good values and has a low heat treatment temperature
It was confirmed that stress corrosion cracking occurred in sample No. 5.

上述のように、この発明によれば、十分な強度と靭性と
を有し、しかもロール使用中における靭性劣化が少なく
、また耐応力腐食割れ性も高い連続鋳造用非磁性鋼ロー
ルをコスト安く得ることができ、連続鋳造鋳片の電磁攪
拌操業に対しても何ら悪影響。を与えることなく、品質
の優れた鋳片の製造を可能とできるなど、工業上有用な
効果がもたらされるのである。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a non-magnetic steel roll for continuous casting at a low cost, which has sufficient strength and toughness, has little toughness deterioration during roll use, and has high stress corrosion cracking resistance. It also has no adverse effect on the electromagnetic stirring operation of continuously cast slabs. This brings about industrially useful effects, such as making it possible to manufacture slabs of excellent quality without imparting .

出願人  住友金属工業株式会社 代理人  富  1) 和  夫Applicant: Sumitomo Metal Industries, Ltd. Agent Tomi 1) Kazuo

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  C: 0.15チ以下、 Sl:1.0%以下、 5oL−AQ: 0,10 %以下、 Mn: 1 ’7.0〜25.0 %、Cr : 10
.0〜15.0 %、 p : 0.03%以下、 S:0.010%以下、 を含有するとともに、さらに、 NIHl、0〜3.0%、 Cu:  1.0〜3.0−%、 のいずれか一方又は両方を、両者の和力13.0%以下
の範囲で含有し、 Fe及び不可避不純物:残り、 (以上重量%)から成る鋼で構成されたことを特徴とす
る連続鋳造用非磁性鋼ロール。
(1) C: 0.15 cm or less, Sl: 1.0% or less, 5oL-AQ: 0.10% or less, Mn: 1'7.0 to 25.0%, Cr: 10
.. 0 to 15.0%, p: 0.03% or less, S: 0.010% or less, and further contains NIHI, 0 to 3.0%, Cu: 1.0 to 3.0%. , or both in a range of 13.0% or less of the combined strength of both, with the remainder consisting of Fe and unavoidable impurities (not less than % by weight). Non-magnetic steel roll.
(2)  c : 0.15チ以下、 Si:1.0%以下、 sOl、 Al! : 0.10%以下、Mn : 1
 ’1. O〜25.0%、Cr:10.0〜15.0
%、 P:0.03%以下、 S:0.010%以下、 を含有するとともに、さらに、 Ni:1.0〜3.0%、 Cu: 1.0〜3.0 %、 のいずれか一方又は両方を、両者の和が3.0q6以下
の範囲で含有し、 Fe及び不可避不純物:残り、 (以上重量%)から成る鋼素材を、断面減少率60チ以
上で熱間加工することを特徴とする連続鋳造用非磁性鋼
ロールの製造方法。
(2) c: 0.15 cm or less, Si: 1.0% or less, sOl, Al! : 0.10% or less, Mn: 1
'1. O~25.0%, Cr:10.0~15.0
%, P: 0.03% or less, S: 0.010% or less, and further contains any of the following: Ni: 1.0 to 3.0%, Cu: 1.0 to 3.0%. A steel material containing one or both of them in a range where the sum of both is 3.0q6 or less, and the remainder consisting of Fe and unavoidable impurities (at least % by weight) is hot-worked at a reduction in area of 60 inches or more. A manufacturing method for non-magnetic steel rolls for continuous casting.
(3)  C: 0.15%以下、 3i:lOチ以下、 5ol−AJI : (110% 昼、下、Mn : 
 l  7.0〜2 5.0 %、Cr:  10.0
〜1 5.0 %、P : 0.03チ以下、 j3:o、010%以下、 を含有するとともに、さらに、 Ni:1.O〜3.0q6、 Qu : 1.0〜3.0%、 のいずれか一方又は両方を、両者の和が3.0チ以下の
範囲で含有し、 Fe及び不可避不純物:残シ、 (以上重量%)から成る鋼素材を、断面減少率60%以
上で熱間加工し、次いで900〜1180℃の温度に3
0分〜15時間保持することから成る熱処理を施すこと
を特徴とする連続鋳造用非磁性鋼ロールの製造方法。
(3) C: 0.15% or less, 3i: 10% or less, 5ol-AJI: (110% day, bottom, Mn:
l 7.0-25.0%, Cr: 10.0
~15.0%, P: 0.03 or less, j3:o, 010% or less, and further contains Ni: 1. O~3.0q6, Qu: 1.0~3.0%, containing either one or both of the following in a range where the sum of both is 3.0% or less, Fe and unavoidable impurities: Remaining (or more) A steel material consisting of
A method for manufacturing a non-magnetic steel roll for continuous casting, characterized in that a heat treatment is performed by holding the roll for 0 minutes to 15 hours.
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