JPS6027408A - ホツトストリツプミル用ワ−クロ−ル - Google Patents

ホツトストリツプミル用ワ−クロ−ル

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Publication number
JPS6027408A
JPS6027408A JP13659383A JP13659383A JPS6027408A JP S6027408 A JPS6027408 A JP S6027408A JP 13659383 A JP13659383 A JP 13659383A JP 13659383 A JP13659383 A JP 13659383A JP S6027408 A JPS6027408 A JP S6027408A
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JP
Japan
Prior art keywords
less
outer layer
roll
hot strip
work roll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13659383A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Nakagawa
中川 義弘
Takashi Hashimoto
隆 橋本
Hiroaki Katayama
片山 博彰
Takeru Morikawa
長 森川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP13659383A priority Critical patent/JPS6027408A/ja
Publication of JPS6027408A publication Critical patent/JPS6027408A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

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、ホットストリップミル用ツークロールとして
使用される複合ロールにおいて、特に複数スタンドに移
行して使用されるものの改良に関する。
一般に板圧延に用いられるロールには、W!11図に示
す如く、胴表面の使用層に当る外殻層11)と芯部(2
)とを異材質で形成してなる複合ロールが多く使用され
、これらは遠心力鋳造法や中抜鋳造法によって製造され
ている。この複合ロールでは、図示最大外径〔新品径)
aで使用開始し、使用により摩耗が進み廃却径Cに達す
ると廃却処分とされるのであるが、このさい外殻層(菫
1の厚さは廃却径Cに達しても若干余裕のある厚さに形
成されるのが普通である。
また、ロールの使用に際しては、連続式の板圧延機であ
るホットストリップミルの仕上スタンドの場合通常6〜
7基のスタンドがタンデム状に配置され、これらのスタ
ンドに請求されるワークロールの特性が各々異なるため
、通常は前段スタンドとしてJFL1〜憲3又は4、後
段スタンドとして畜4又は5〜ムロ又は7と区分し、前
段スタンド用ワークロール、後段スタンド用ワークロー
ルとして別々のロール材質が用いられている。
前段ワークロールきしてFi附肌荒性、jilt事故性
耐摩耗性を有するアダマイトロールが主流を占め、一部
高クロムロールがテスト使用されて暦る。一方、後段ス
タンド用ワークロールとしては、耐摩耗性、耐焼付性、
耐クラツク性等の特性が要求され、高合金グレンロール
が一般的である。
このようにホットストリップミル用ワークロールとして
は前段スタンド用及び後段スタンド用の最低2種類のロ
ールが必要になって米る・また、7基のスタンドを有す
るミルでは前段と後段スタンドの中間に中段スタンドを
区分する場合もあシ。
これらに適用する3種類のロールが使用される場合もあ
る。
従って、この1IIK211%311のロールを準備す
るとなるとロールの必要本数、常備数が多くなりロール
の収り扱Vaが非常に繁雑となるので、一種のロールで
前段、後段スタンドとも使用できるロールが望まれる。
この様なロールの使用例きしてアダマイトロールがR発
される以前は高合金グレンロールを後段に使用しロール
直径の減少に伴って前段にまで使用し廃却された例があ
り、ヨーロッパでのこのような使用例が最近まで報告さ
れている。しかし、高合金グレンロールt?熱影響の大
きい前段スタンドに使用すると耐肌荒性、耐クラツク性
の点で問題があるうえ、ロールコストの割にはその機能
が劣るのである。
そこで、本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、ロ
ールの胴表面に要求される特性が異なるスタンドに順次
移行して使用されるロールについて、その使用性能並び
に寿命を改善すべく、その胴部使用Imに当る外殻層を
、耐肌荒性、耐クラツク性の特に優れた性質を有する特
定成分からなる高クロム材質で形成された賂1外層と、
耐摩耗性を備えつつ耐焼付性を具備した特定成分からな
る高合金グレン材質で形成された第2外層とが冶金的に
溶着一体化した複合ロールであシ、1木の口−ルで総て
のスタンドで使用可能なロールを提供することを目的と
したものである。
次に本発明について詳細に説明する。
木qmのホットストリップ用ワークロール(931合ロ
ール)の一実施例を9g2図に示す。該複合ロールの外
殻層は、表1に示す化学成分を有する高クロム鋳鉄材で
形成された第1外層(31と表1に示す化学成分を有す
る高合金グレン鋳鉄材で形成された第2外Jll(41
とが冶金的に溶着一体化されて構成されており、該外殻
層の芯部i51 K Fi、従来通〕高級11鉄、ダク
タイル鋳I&等が前記外殻層と溶着一体化されて形成さ
れている。
但しA:需1外層、B:第2外層 以下上記成分限定理由にりiて述べる。
<wi1外層〉 C: 2.0〜3.2% Cは(Fe−Cr )y Cs型炭化物を安定にする範
囲内でCrとバランスを取りつつ目的のカーバイド量に
より決定されるべきであるが、2.0%未満では炭化物
の量が少なく耐摩耗性が不足し、一方3.2チを越えて
含有されると炭化物の量が多くな9過ぎて機械的強度特
に靭性の点で劣化が著しい。
Si:0.3〜1.0% Si#′i溶湯の脱酸のために必要であるが、0.3%
未満では七の効果が充分でない。しかし、1.0%を超
えて含有されると、機械的性質の劣化をきた一1同時に
Ar1変急点を下げ硬度全得難くするOMn : 0.
5〜1.5 % MnはSlの脱酸の補助として少なくとも0.5%以上
の含有を必要とし、0.5%未満では充分な脱酸効果が
得られない。しかし、1.5%を超えて含有されると、
機械的性質特に靭性の点で劣化が著しい。
P : 0.1%以下 Pは特にロール材質においては少ない程望ましく、材質
を脆くする七L/−15点からもQ、1%以下に抑えら
れる。
S : 0.08%以下 SもPと同様の理由で少ない程望ましく、その含有量は
0.08%以下とする。
Ni : Q、5〜2.0% N1は焼入性を同上させ積極的に硬度調整を計るために
含有させるもので、0.5%未満では効果が不足し、一
方2:0%を超えて含有されると残留オーステナイトが
増加して硬度が上り難く、その含有量を0.5〜zO%
の範囲とする。
Cr: 10〜15% Crけ強靭性と耐摩耗性及び後述するMOとともに基地
の耐熱性、耐酸化性を向上させるために含有されるが、
その含有量が10%未満ではM、C型の炭化物が多く晶
出し、強靭性の低下及び炭化物の微細均一化が得られず
、他方15%を超えると)JssCs型の炭化物量が増
加する。この炭化物はMrCx’M炭化物に比べて硬度
が低く、充分な耐摩耗性が得られない。従って、適正な
Mr Cs型炭化物の得られる範囲として、前記C含有
量とバランスし、また、第2外層のカーバイト量を抑え
脆化を防止するためには第2外層のCr%を4チ以下に
する必要力Iあり、このためには第1外層からのCrの
拡散を軽減することが必要であり、よって第1外層のC
r%は10〜15%の範囲に規定される。
成し、硬度上昇を示すと共に焼戻し軟化抵抗全促進する
のに有効であるが、七の含有量が0.3%未満ではこの
ような効果が少なく、一方3.0チを超えて含有される
と基地中に残留オーステナイトが安定化し、かえって硬
度低下全米九すおそれがある。
第1外層を形成する高クロム鋳鉄材は以上の成分を含み
、残部実質的にFeからなるが、該鋳鉄材には耐摩耗性
を更に高める目的で、次のNb、Vの1種又は2種を必
要に応じ含有せしめることができる。
Nb : 1.0%以下 Nbは鋳造組織の微細化に効果があ夛、Nbが含有され
ることにより析出硬化が促進されて耐摩耗性が向上する
が、Nb含有量は1.0%以下で十分であり心が1.0
%を超えると、その改善効果はもはや飽和しコスト高と
なるためである。
V : 1.Qチ以下 VはNbと同様な目的で含有されるもので、同様の見地
によシ1.σ%以下の含有量で十分である。すなわち、
1.0%を超えてもその効果は飽和しており、むしろV
炭化物が多くなり靭性の点で劣化するためである。
〈第2外層〉 C:2.4〜3.4% CFiCrと結びついてクロムカーバイトを形成する他
後述するSi、 Niの黒鉛化生成元素により微細な黒
鉛となって晶出する。Cが2.4%未満になるとセメン
タイトが減ると共に黒鉛の晶出もなくなり耐事故性の点
で問題となる。次にCが6.4%を越えると、晶出セメ
ンタイト量が増し材質が脆くなると同時に黒鉛晶出量が
増し耐摩耗性の点で問題となる。
Si : 0.5〜1.3% Slはセメンタイトと黒鉛の晶出量のバランスを保つた
め、又溶湯の流動性?良くするために0.5〜1.3%
の含有を必要とし、0.5%未満では黒鉛の晶出量が少
なくなり、又流動性も悪くなる。一方、1.31t−越
えるとセメンタイトの晶出量が少なくなんMn : 0
.5〜1.5% MnはSlの脱酸の補助として少なくとも0.5%以上
の含有を必要とし、0.5 %’未満では充分な脱酸効
果が得られない。しかし、1.5%を超えて含有される
と、機械的性質特に靭性の点で劣化が著しい。
P:0.1襲以下 Pは特にロール材質においては少ない程望ましく、材質
を脆くするという点からも0.1%以下に抑えられる。
S:0.08%以下 SもPと同様の理由で少ない程望ましく、その含有量は
0.08%以下とする。
Ni : 20〜4.0% N1は、基地組織のマルテンサイト化、又はCr量との
バランスから2.0〜4.0%の含有を必要とし、2.
0%未満ではマルテンサイト化、ベーナイト化の効果が
少なく、一方4.0%を越えると残留オーステナイトが
多くなり基地の硬度を上げ難くする。
Cr : 1.0〜4.0% CrはN1%とのバランス、又セメンタイトの安定化の
ために1.0〜4.0嘔含有し%1.0%以下ではセメ
ンタイトの安定化の効果が少く、一方4.0%を越える
とセメンタイトの析出量が多くな9脆くなる。
MO: 0.2〜1.5% MOは焼入焼戻し抵抗を高めると共に同時に基地中に入
り基地硬度を高めると共に焼戻し軟化抵抗を向上させる
のに有効であ夛、その含有量が0,2%未満ではこのよ
うな効果が少なく、また1、5%を越えて含有されると
白銑化傾向が強く黒鉛の晶出が得られない。
第2外層を形成する高合金グレン鋳鉄材は以上の成分を
含み残部実質的にFeからなるが、該鋳鉄材には耐摩耗
性を高める目的で次のNb、Vの内1糧又は2種を含有
させることができる。 Nb、 V : 1,0チ以下 Nb、Vは共に鋳造組織微細化のために効果があり、1
.0%未満でこの効果があり、1.0%を越えるとVC
,NbC,Nb、Cと炭化物を形成し黒鉛の晶出全阻止
する上、コスト高となる。
上記成分からなる複合ロールは通常の如く遠心力鋳造法
と置注鋳造法の組み合わせ、又は中抜鋳造法により製作
される。
本発明によるロールは、前記鋳造法により鋳造された後
、通′I#、熱処理に供されるが、第1外層のみを中周
波加熱により高温熱処理を施すことは該ロールの熱処理
方法としては好適である。以下その理由について述べる
通常、第1外層を形成する高Cr材の耐肌荒性をより優
れたものにするため、該高Cr材に比較的高温(500
℃からオーステナイト化温度、即ち1100℃までの間
で選択された温度)の熱処理を施し、他方IFj2外層
を形成するN1グレン材については、目標組織を得るた
めの熱処理温度として通常500℃以下の温度が選択さ
れる。それ故、本発明ロールの如く、第1外層と蛛2外
層とが夫々高Cr材とN1グレン材で一体形成されたロ
ールにあっては、最表面層である第1外層を高温熱処理
出来、その直下の第2外層もある程度加熱できる中周波
加熱が有効なのである。尚、中周波加熱条件は、熱処理
前に、超音波探傷により第1外層の厚さを測定し、これ
により設定される。
ところで、外殻層と芯部とからなる複合ロールにおいて
、外殻層の合金成分の拡散による芯部材の強度(主に靭
性)低下防止のため、外殻層と芯部との間に中間層を設
けて前記拡散を防止する技術は公知であるが、本発明に
おいては、W51外層形成後、′IM2外層を鋳込むと
き、WIJ2外層の溶湯をCr%の非常に低いグレン鋳
鉄材とし九ので、高クロム鋳鉄材で形成された第1外層
からのCrの拡散、混入を!!!2外層で受け止めるこ
とができるので3部の強度低下の心配はなi0尤も、既
述し九第1外層と第2外層の成分を逆にすれば第2外層
のCr%が高くなシ芯部材へのcrの拡散、混入が多く
な!7本部の強度低下全米たすため略2外層と芯部との
間に中間層を形成することが必要である。
次に実施例を掲げて説明する。
〈実施例1〉 製品胴径700ダ、胴!jc18001、全畏3800
Lの製造実施例。
〔製造工程〕
11ン 第1外層として肉厚60a+(鋳込重量IT8
00If)の表2−10表2−21表2−5に示す化学
組成を有する溶湯を遠心力鋳造機上の回転鋳型に140
0℃で鋳込んだ。
121*1外層が完全に凝固しないで、その内面が一部
未凝固の状態であるとき(第1外層を鋳込み始めてから
11分後)、第2外層として表2−1、表2−21表2
−6に示す化学組成を有する溶裔鋳込重量IT65(1
)を第1外層に引き続き肉厚60酊に鋳込んだ0 1111’ 1Jrl 、第2外層が完全に凝固するま
でに25分間要した。
it) その後鋳型を垂直に立てて上部から芯部材の高
級鋳鉄t 1 !180℃で鋳込み鋳型を溶湯で完全に
満たした後、押湯保温材でカバーをした0 (6) 完全に冷却後、ロール″f:鋳型から収り出し
機械荒加工、中周波熱処理、焼戻し熱処理及び機械仕上
加工を行なって最終製品のロールを得た。
〔試験結果〕
上記の製造工程で得られた複合ロールの各々を、表面か
らの超音波テスト及び破断調査に供した。この結果、各
々第1.@22部及び芯部材は完全に結合しており1組
織的な連続性が認められ、 !l!1 、第2外層の厚
さは各々40〜45f1%!15〜4711f1gであ
った。また第1.第2外層の化学組成は表2−18表2
−21表2−′5に各々対応して表5−10表6−20
表3−3の如くであり、各々第2外層のCr含有量は、
元の状態より約2%上昇していた。
次 葉 上記各複合ロールを前段スタンドから後段スタンドへ移
行して使用した結果、前段スタンドでは肌荒もなく、後
段スタンドでは焼付も発生ゼず非常に良好であった。
以上述べたように、本発明の複合ロールは、ホットスト
リップミルの前段、後段スタンドに各々要求される特性
に応じて、ロール胴部の外殻層を第1外層とwi2外層
とに分け、@1外層を特定成分からなる高クロム鋳鉄、
第2外層を特定成分からなる高合金グレン鋳鉄で構成し
1両者及び芯部材を相互に冶金的に溶着一体化したので
、ロールに割れが発生しに((、前段スタンドにおいて
使用される第1外層は耐摩耗性を備えつつ耐肌荒性を具
備し、後段スタンドにおいて使用される!2外外ハ、ベ
ーナイトやマルテンサイトの高擾度の基地中に少量の塊
状黒鉛が所々に晶出しており、拡散する量が少なく前記
芯部材の強靭性低下も少ない。仁のように本発明の複合
ロールは胴部外殻層を使用特性に応じて2種の外層とし
たので、1本のロールで全スタンドに適用できる上、各
々の材質もその必要特性に応じた最適なものであるので
、ロール寿命、被圧延製品の品質を着しく向上させるこ
とができゐ。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の複合ロールの構造の一例を示す断面図
、第2図は、本発明に係る複合ロールの構造の一例を示
す断面図を示す。 (11・・・外殻層、(21・・・本部、(3)・・・
第1外層、(41・・・第2外層%161・・・芯部◎ 特許出願人 久保田鉄工株式会社 第1m 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L ホットストリップミル用ワークロールであって、そ
    の化学組成が重量比で、 C:2,0〜3.2% Si:Q、3〜1.0% Mn : 0.5〜1.5% P:0.1チ以下 s : o、oaチ以下 Ni:0.5〜2.0% Cr: 10〜15% Mo:0.3〜3.0% 及び残部がFe及び不可避的不純物からなる第1外層と
    ; その化学組成が c:2.a〜3.4% Si:0,5〜1.3% Mn : 0.5〜1.5% P:0,1%以下 s : o、oa%以下 Ni : 2.0〜4.0% Cr : 1.O〜4.0% MO:0.2〜1.5% 及び残部がFe及び不可避的不純物からなる第2外層と
    が冶金的に溶着一体化されていることを特徴とするホッ
    トストリップミル用ワークロール。 2 ホットストリップミル用ワークロールであって、そ
    の化学組成が重量比で、 C:2.0〜6.2% Si:0.5〜1.0% Mn : 0.5〜1.5% P:0.1%以下 s:o、os%以下 Ni:0.5〜2.0% Cr : 10〜15% MO:0.5〜5.0% 及び Nb:1.O%以下 V:1.0%以下 の内1種又は2種 及び残部がFe及び不可避的不純物からなる略1外層と
    ; その化学成分が重量比で C:2.4〜3.4% Si:0.5〜1゜5% Mn : 0.5〜1.5% P: 0,1%以下 s : o、oa%以下 N1:2.0〜4.0% Cr : 1.O〜4.0% MO: 0.2〜1.5% 及び Nb:i、Q%以下 v:i、o%以下 の内1種又#12種 及び残部がFe及び不可避的不純物からなゐ箔2外履き
    が冶金的に溶着一体化されているこきを特徴とするホッ
    トストリップミル用ワークロール。
JP13659383A 1983-07-25 1983-07-25 ホツトストリツプミル用ワ−クロ−ル Pending JPS6027408A (ja)

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JP13659383A Pending JPS6027408A (ja) 1983-07-25 1983-07-25 ホツトストリツプミル用ワ−クロ−ル

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5547450A (en) * 1992-03-31 1996-08-20 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Hearth roller with suppressed heat crown

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5547450A (en) * 1992-03-31 1996-08-20 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Hearth roller with suppressed heat crown

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