JPS59101270A - 鋳かけ肉盛りロ−ルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロールの製造方法に関し、特に機械加工性及
び耐摩耗性に優れ、かつ製造コストの安価なロールの製
造方法に関するものである。

優扛た耐摩耗性が要求されるロールを製造方法によって
大別すると、一体３す鋳造ロール、二層遠心鋳造ロール
及び溶接肉盛ロールの３種類がある。そ扛ぞれの概要を
以下に示ず。

（１）一体型鋳造ロール 砂型や金型に、二層・−ト鋳鉄や高クロム鋳鉄などの耐
摩耗材ｔ４％造し、ロール全体をこの耐摩耗利によって
製造する。

（２）二層遠心鋳造ロール 遠心鋳造法によって、外層に耐摩耗材を鋳込み、ついで
内層に鋳鉄を鋳込んで、製造される二層ロールであシ、
内層に被１′］ＩＩＯが優７１゜た鋳鉄を配しているの
で、ロール内嵌°面の機械加工が一体型鋳造ロールに比
較して容易である。

（３）溶接肉盛ロール 鋼製ロール芯部の外表面に高炭素高クロム溶接棒（化学
成分の例、Ｃ：　５．６％、Ｓｉ：ａ９％、　　Ｍｎ：
（１６％、　　Ｏｒ：２２．５　％、　　Ｎｂ：４．１
％、Ｍｏ：３．５％）によって肉盛し、製造さ牡るロー
ルである。

しかし、そ几ぞれのロールには次のような欠点がある。

（１）　　一体型鋳造ロール 通常、ロール内表面は軸とのす、！７台せが施さｎ、る
ので機械加工を行なう必要があるが、内面まで高硬度の
耐ｒｔ耗Ｉによって製造されているので、機械加工に長
時間ヲ要し、ロールのコストアップをもたらしている。

（２）　　二層遠心鋳造ロール 外層と内層の鋳付きを良くするために、外層と内層の鋳
込み間隔及びそ扛ぞ扛の鋳造温度を厳格に制御しなけ扛
ばならないので、高度な鋳造技術が必要である。

（３）溶接肉盛ロール 溶接棒は、その直径が３〜４ｍと比較的小さく、シかも
運棒速度（溶接速度）が遅いので、溶接時間に長時間を
要し、ロールのコストアップをもたらしている。

本発明は、以上の欠点を解消し、機樺加工が容易で、側
摩耗性が優扛、しかも安価なロールの製造方法を提供す
るものである。

すなわち本発明は、円柱又は円筒形の鋼糸ロール芯部の
外表面を５００℃以上に高周波誘導加熱コイルによシ加
熱した後、この高周波誘導加熱コイルをロール芯部の周
囲から除去し、該ロール芯部を外型となる縦型回転鋳造
用金型の中央に該金型と同心円状に設置し１該金型とロ
ール芯部とを一体に回転させながら、該ロール芯部と金
型との間隙に別途溶解さ扛たＣ：五〇チ以上、Ｓｉ：０
．５％以上、Ｍｎ：０．５％以上、Ｏｒ：１ｂチ以上、
その他にＶ、　Ｎｂ、　ｂｉｏ、　Ｗのうちの１種又は
２種以上を含有する高炭素高クロム鋳鉄溶湯を鋳造し、
該高炭素高クロム鋳鉄を前記ロール芯部に完全に溶着さ
せることを特徴とする鋳かけ肉盛りロールの製造方法に
関するものである。

本発明方法は、石炭、原鉱石などを粉砕するミル用ロー
ルの製造に適用することができる。

以下、添付図面を参照して本発明方法を詳細に説明する
。

第１図及び第２図は本発明方法の一実施態様例を示す図
である。

第１図は、ロール芯部の外表面を高周波誘導加熱してい
る状況及びロール芯部と外型となる回転鋳造用金型の位
置関係の一例を示す図でおる。

第１図において、１は鋳かけ肉盛りされるロール芯部で
炭素鎖で作られてい゛る。２はロール芯部１の外表面を
カロ熱する高周波誘導加熱コイルであシ、このコイルは
コイルの端子２ａ及び２ｂによって図示さｔしていない
高周波発振器に接続爆れている。５ａはロール芯部１の
上に置かｔした上型で、後記の外型７の上に置かれた上
型３ｂと組合さ！′シて注湯口及び押湯健全構成する。

４はロール芯部１をつ９上げる治具で、その下端４ａが
ロール芯部１の下端にかかるようになっている。５はロ
ール芯部１を支持台兼回転台６に位置決めするための突
起であり、ロール芯部１の下面に加工されたくほみには
まるようになっている。支持台兼回転台６には、後記す
る外型となる金型７へ回転を伝える連結環９（第２図参
照）が組込まれる円周溝６ａが加工さ扛ている。

外型となる金型７はロール芯部１の外表Ｗｉに高炭素高
クロム鋳鉄溶湯を鋳造する際の外型として作用するもの
で、金型製の一体型外型であり、この外型７の下端には
下型８が全円周にわたって固着されている。この下型８
は鋳込まれる溶湯が金型７から洩ｎるのを防止すると共
に、該溶湯の熱を奪い、続かけ肉盛部１６（第２図参照
）の下端形状を作る作用をなすものである。

なお、外型７及び下型８＃′ｉ図示ざ牡ていない架台に
よって支持されていることは霜うで１でもない。

第２図は、ロール芯部１と外型７との間に高炭素高クロ
ム鋳鉄溶湯１１をロール・芯部１及び外型７を回転させ
ながら鋳造している状況を示す図である。

第２図において、１０は高炭素高クロム鋳鉄溶湯１１を
鋳造する取鍋である。１２はロール芯部１と外型７との
間隙に注湯さ扛た溶湯であシ、１３ｉｊ該溶湯１２が凝
固してロール芯部１に溶着した鋳かけ層である。

次に、第１図及び第２図に基づいて具体例をあげて説明
する。

ロール芯部１は、炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）で作られ、その外
径は、仕上は寸法より肉盛硬化層の肉厚！１０１１１１
１１の２倍だけ小さい形状とした。

このロール芯部１を、第１図に示すように、外型となる
回転鋳造用金型７の中央に配置ζｎた回転台管兼ねた支
持台６の上に載置し７、その周囲に高周波誘導加熱用コ
イル２ｆｔ設置し、しかもロール芯部１を持ち上げるた
めの治具４を取付けた。

ロール芯部１の外表面を高周波誘導加熱によって６５０
℃程度に加熱した。この表面の加熱温度は、ロール芯部
１の大きさ、鋳かけ肉盛層の肉厚によって異なるが、鋳
かけ層とロール芯部との鋳２きを良くするた−めに、５
００℃以上に加熱する必要があり、上限については極端
に高くする必要はなく、作業性の点を考慮して１、　Ｏ
Ｏ０℃とすることが好ましい。ロール芯部の大きさと加
熱温度の関係については、ロール芯部が小さいほど鋳か
け層を鋳込むまでに冷えやすいので、原則としてロール
芯部が大きいほど低温に、小さいほど高温にする。

次に、巻き上げ用ワイヤをつり上は治具４にかけてロー
ル芯部１をクレーンによってつり上け、高周波誘導加熱
コイル２をロール芯部１から下方へ取シはずした。

ロール芯部１を再び支持台兼回転台６土に突起５を介し
て載置した。

この後、第２図に示すように、支持台兼回転台６を下方
へ下げて、ロール芯部１を外型７の中央に同心円状に配
置した。

この際、支持台兼回転台６が回転する除の回転力が外型
７に伝達さ扛るように、支持台兼回転台６の溝６ａに連
結環９を組込んだ。

次に、支持台兼回転台６の下部を図示していないモータ
によって減速機を介して毎分５回転の割合で回転させる
と、ロール芯部１．外型７゜上型５ａ、５ｂ及び下型８
は一体となって回転する。

なお、この回転数は、ロールの大きさ、肉盛層の肉厚に
よって変動させる。

ロール芯部１．外型７．上型５ａ、３ｂ及び下型８を回
転させながら、別途溶解炉で溶解さｎた高炭素高クロム
鋳鉄溶湯１１（Ｃ：′５．９％。

Ｅ］ｉ：０．８％、　　Ｍｎ：０．９　％、　　Ｏｒ：
２５．０％、　　Ｎｌ）：４．９％、　　Ｍｏ：ｓ、ｓ
％）ｉ取鍋１０によって、ロール芯部１と外型３との間
隙に注湯した。

注湯さｎた溶湯１２は、外型７及びロール芯部１から凝
固する。溶湯１２の凝固が完了した後、上型３ａ、５ｂ
、外型７及び下型８を取はずすと、ロール芯部１の外表
面に高炭大高クロム鋳鉄が溶着さ扛た鋳かけ肉盛クロー
ルが得られた。

本発明方法において、高炭素高クロム鋳鉄の化学成分を
ｃ　：　３．　ｏチ以上、Ｓｉ：０．５％以上、Ｍｎ：
０．５％以上、Ｃ！ｒ：１３％以上とし、その他にＶ、
　Ｎｂ、　Ｍｏ、　Ｗの１種又は２種以上を含有するも
のとするのは、鋳かけ層の耐摩耗性の向上を図ってＯｒ
　を１５％以上含む通常の高クロム鋳鉄に炭火物形成元
素であるＶ、　Ｎｂ、　Ｍｏ、　Ｗのうちの１種又は２
種以上を添加するとともに、そ扛に見会ってＣを五〇チ
以上にするためである。

なお、Ｃｒは３０チ以上になると基地組繊がフェライト
化し、耐摩耗性が低下するため、上限は３０チとするこ
とが好ましい。

またＣは、Ｏｒ、　Ｖ、　Ｎｂ、　ＭｏやＷとともに炭
化物を形成する元素であシ、その量が少なくなると、炭
化物の量が減少し、耐摩耗性が低下するので、最低３．
０係は必要であシ、−１０世が多くなると炭化物の量は
増加するが、そ扛が過剰になると脆くなり、割ｎやすく
なるので、その上限は５．０％とすることが好ましい。

Ｓｌ及びＭｎは、鉄鋼材料を溶解する際に脱酸剤として
必要なもので、その効果を発揮するためには、最低０，
５％添加する必要がある。Ｓｌは黒鉛形成元素であるた
め、Ｓｉ量が増加すると炭化物の形成量が減少し、耐摩
耗性も低下するので、その上限は２．ロチとすることが
好ましい。Ｍｎはオーステナイト形成元素であるため、
これが増加すると基地組織であるオーステナイトが増加
し、耐摩耗性が低下するのでその上限ｌｌ１１．５％と
することが好ましい。

Ｖ、　Ｎｂ、　Ｍｏ、　Ｗの１種又は２種以上は上記し
たように炭化物形成元素として添加するものであシ、こ
扛ら各元素の添加量は次の通シとすることが好ましい。

■は１％以下ではＶＣ炭化物の形成ｌが少なく、耐摩耗
性向上の効果を得ることができず、一方１０チ以上にな
ると炭化物の量が過剰にな）脆く、割れやすくなるので
、１〜１０％の添加が好ましい。

Ｎｂは０．５％以下ではＮｂｃ炭化物の析出量が少なく
、耐摩耗の向上に顕著な効果を示すことができず、一方
８％以上になるとＮｂｃ炭化物の量が過剰になり、脆く
なるばかりか、コストアップを招くので、０．５〜８チ
の添加が好ましい。

ＭＯは０．５％以下ではＭｏ２０炭化物の析出量が不十
分で、耐摩耗性の向上が不十分であシ、一方５％以上に
なるとＭｏ２０炭化物の量が過剰になシ、割れやすくな
るのでＱ、５〜５％の添加が好ましい。

Ｗは０．５　％以下ではｗｅ炭化物の析出量が不十分で
、耐摩耗性の向上が不十分であり、一方５チ以上になる
とｗｅ炭化物のｌ、が過剰になシ割扛やすくなるととも
に、コスト高をもたらすので、０．５〜５チの添加が好
ましい。

なお、参考のために、通常の高クロム鋳鉄の化学成分の
例ｉＢｓ規格により以下に示す。

（重量％） 更に本発明方法において、鋼糸ロール芯部としては、炭
素鋼、低合金鉋、高合金鋼（ステンレス銅）等が使用さ
扛る。

以上詳述した本発明方法による効果をまとめると次の通
りである。

（１）　　ロール芯部の外表１１ｉを５００℃以上に加
熱した後、高炭素高クロム鋳鉄を鋳込むので、鋳込み層
とロール芯部との鋳付き状況が極めて優れている。

（２）外層の硬化層（高炭素高クロム鋳鉄）を鋳造によ
って、ロール芯部に鋳付かせるので、溶接肉盛シロール
に比較して短時間に製造でき、ロールが安価となる。

（３）外型とロール芯部とを一体に回転させながら、鋳
かけ層となる高炭素高クロム溶湯を鋳造するので、溶湯
が外型とロール芯部との間隙に均一にまわり、美麗な鋳
肌が得らｎる。

（４）　　ロール芯部の機・械加工が容易でちる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明方法の一実施態様例を説明す
るための図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　萩原亮−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円柱又は円筒形の鋼糸ロール芯部の外表面を５００℃以
   上に高周波誘導加熱コイルにより加熱し５た後、この高
   周波誘導加熱コイルをロール芯部の周囲から除去し、該
   ロール芯部を外型となる縦型回転鋳造用金型の中央に該
   金型と同心円状に設置し、該金型とロール芯部とを一体
   に回転させながら、該ロール芯部と金型との間隙に別途
   溶解されたＣ：五〇係以上、８ｉ：０．５チ以上、Ｍｎ
   ：０．５％以上、Ｏｒ：１３％以上、その他にＶ、　Ｎ
   ｂ、　Ｍｏ、　Ｗのうちの１種又は２棟以上を含有する
   高炭素高クロム鋳鉄溶湯を鋳造し、該高炭素高クロム鋳
   鉄を前記ロール芯部に完全に溶着させることを特徴とす
   る鰭かけ肉盛りロールの製造方法。