JPS61229459A

JPS61229459A - 複合鋳造ロ−ルの製造方法

Info

Publication number: JPS61229459A
Application number: JP6922885A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tsunoda; 英雄角田; Shintaro Matsuo; 松尾　信太郎; Shuji Ono; 修二小野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-04-03
Filing date: 1985-04-03
Publication date: 1986-10-13

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】（産業上の利用分野）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耐摩耗ロー
ルの製造方法に関するものである。

（従来の技術）優れた耐摩耗性が要求されるロールを、創造方法によっ
て大別すると一体型鋳造ロール、二層遠心鋳造ロール及
び溶接肉感ロールの３′ｓ類がある。それぞれの概要を
以下に示す。

（１）　　一体型鋳造ロール砂型や金型に、二ノ１−ド鋳鉄や高クロム鋳鉄を製造し
、ロール全体をこの耐摩耗材によって製造する。

（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
に被剛性が優れた鋳鉄を配しているので、内面の機械加
工が一体型鋳造ロールに比較して容易である。

（３）　　溶接肉盛ロール鋼層ロール芯部の外表面に耐摩耗性が優れた高炭素高ク
ロム系鋳鉄溶接棒（化学成分の例Ｃ：　５．６１％、　
Ｓｉ　：　０．６５％、　Ｍｎ　：　１１５％　、　　
Ｏｒ　　：　　２　１．２　　％　、　　Ｎｂ　　：　
　５．３　　％　、　　Ｍｏ　　：　　４．６％）によ
って肉盛して製造されるロールである。

しかし、それぞれのロールには次のような欠点がある。

（１１一体型鋳造ロール通常、ロール内表面は軸とすシ合せされるので機械加工
が必要であるが、内面まで高硬度の耐摩耗材によって製
造されているので。

機械加工に長時間を要し、ロールのコストアップをもた
らしている。

（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
込み間隔及びそれぞれの鋳造温度を厳格に制御しなけれ
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３〜４頭と比較的小さく、しかも
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。

これらの欠点を解消するため出願人等は先瓜特願昭５８
−１２６０８８において、外層及び内層となるべき両者
の境界部に分離板を設け、分離板の内外面に異種金属を
同時に注湯する方法を提案した。この方法では、鋳物肉
厚の２％以下の分離板を設けることにより、分離板が溶
融した状態で内外層を一体化させることができた。しか
し、この方法では、内層材質が鋳鋼の場合、分離板の溶
融が不十分な鋳物肉厚２％以上の分離板では、特に内層
側に酸化スケール膜を生じ、分離板と内層材とが一体化
しない。また、分離板が２％以下のものも、分離板が溶
融して、内外層が混合した相も現われるため分離板付近
の耐摩耗性は、本来の外１材と比較して耐摩耗性が低下
する欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、従来技術及び上記提案技術の欠点を解消し、
機械加工が容易で、耐摩耗性が優れ、しかも安価なロー
ルの創造方法を提供する本のである。

すなわち本発明は、中心部に中空部を有する円筒状のロ
ールの外層及び内層となるべき両者の境界部に両者を分
離する板を、上記中空部となる円柱状中子と外型との間
にこれらと同心円状に配置した後、外型と前記分離板と
の間に外層となる耐摩耗鋳鉄、前記分離板との中子との
間に内層となる鋳鉄又は鋳鋼を鋳込み、前記外層材と分
離板及び内層材とを一体に溶着させる方法において、前
記分離板の両面あるいは、片面に、予じめ、Ｂ　、　Ｓ
ｉ　、　Ｏｒ　、　Ｆｅ　、Ｃの内１穫または２種以上
を含有する訂　基の金属皮膜を施こすことｔ−特徴とす
る複合鋳造ロールの製造方法に関するものである。

本発明の新しい点は、次の通シである。

耐摩耗性を必要とする外層と機械加工が必要な内層との
境界部にｎ　、　Ｓｉ　、　Ｏｒ　＃　Ｆｅ　、Ｃの内
１種または２種以上を含有するＮｉ　　基の金属皮膜を
施こした分離板を設置して外層材と内層材とを同時に鋳
込み、外層材と分離板及び内層材とを互いに溶着させ三
者を一体とすることである。

本発明方法は１石炭、原鉱石などを粉砕するミル用ロー
ル等に適用できる。

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説明
するための図である。

第１，２図において、１は外型、２は下型、５は中子、
５は上型であシ、これらはＣ０２型やフラン鋳型で製作
されている。１は金型を利用してもよい。４は、下型２
に中子３を固定する幅木である（なお、幅木とは通常は
中子を支持するために中子の端を延ばして外型に装入す
る部分をいうが、本発明の第１図では、分離板６を固定
、支持するために、下型２に装入した部分をいう）。

６ａは、外層を鋳造する部分と内層を鋳造する部分を分
離する円筒板であフ、例えば炭素鋳鋼板（８８４１）で
作られている。なお、この分離円筒板６１は８５４１に
限定されるものではなく、他の鋼板や鋳鉄を使用するこ
ともできる。７は１分離円筒板６ａを下型２に固定する
幅木である。６ｂは１分離板６ａの表面に被覆した皮膜
層である。６ａの表面に予じめ、Ｂｊ５Ｈ、Ｏｒ　、Ｆ
ｓ　、Ｃの内１種又は２′Ｗｉ以上を含有するＮｉ　基
の金１４を溶射あるいはメッキ等の方法によシ被橿した
ものである。

８は、外層となる例えば高炭素高クロム鋳鉄溶湯９を鋳
造する取鍋である。１０は該溶湯９が分離円筒板６と外
型１の間隙に注湯され九溶湯であシ、１１は該溶湯１０
の＃固層である。

一方、１２は内層となる例えばねずみ鋳鉄１３ｉ鋳造す
る取鍋である。１４は＃溶＄１３が分離円筒板６と中子
５０間隙に注湯された溶湯てあシ、１５は該溶湯１４の
凝固層である。

内層は前記ねずみ鋳鉄の他に球状黒鉛鋳鉄も適している
し、また炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼（ステンレス鋼）
尋、各種鋳鋼も使用できる。

次に、第１図及び第２図に基づいて具体例をあげて本発
明方法を説明する。

ロールの外形を決定する外型１、ロールの底部を決定す
る下型２、ロールの内径を決定する中子３及びロールの
上部形状を決定する上型５を７ラン鋳型によって製作し
た。

上記各鍔部１．２．３及び５と位別に外層と内層を分離
する分離円筒板６ａを８８４１によって製作した。

本発明では前記分離板６ａの表面Ｋ　Ｂ　、　＋９１゜
Ｏｒ　、Ｆｓ　、Ｏの内１種またＦｉ２１［以上を含有
するＮｉ　　基の金属破榎６ｂを維こす。分離円筒板６
ａが直接空気にさらされていると、４ＩＫ上部側では溶
湯と接触する前に、酸化スケールの生成あるいは、スラ
グが付着し一体化しにくい。これらの点線、Ｎｉ　　を
溶射あるいはメッキ等の手法によ〕改善できる。しかし
、■　単独では、分離円筒板６＆の厚さがロール肉厚の
２％以下の場合、すなわち、分離円筒板６ａが溶融して
一体化する場合紘問題表いが、本発明の目的である分離
円筒板６ａを溶融させずに一体化させようとする場合に
は、被ａ面６ｂと内層１５の界面から外れる可能性、す
々わち密着しない可能性が高い。本発明のＢ　、　Ｓｉ
は、Ｎｉ基金属の酸化防止、脱酸、溶湯との濡れ性向上
を意図したものである。本発明でのＮｉ　　基金属への
含有量は、好ましくは、次のとおシである。Ｂは。

０．５〜５％、　Ｓｉ　０．５〜５％。Ｂが０．５％以
下では、特に溶湯との濡れ性向上に顕著な効果が見られ
ず、５％では逆にスラグ管発生して好１しくない。また
、　　８ｉ　　が０．５％以下では、特に脱酸の効果が
不十分で、界面の＠素を十分に除去できない。また、５
％以上では、被膜６ｂの強度が低下する。

Ｏｒ　は、５〜２０％が望ましい。５％以下では、皮膜
面が保存あるｈは注湯時に酸化してスケールを生じる可
能性があシ、製品に介在物欠陥が発生する可能性が出て
くる。また、２０％以上では、皮膜面が硬くなる傾向が
８シ裏造後に１円筒板と内層とが分離しやすくなる。

ＣはＱ、０５〜２％が望ましい。０．０５％以下では、
注湯後、皮膜へ内層材からの浸炭が起こるため、その近
ぼうの組織が不均一となる。また、２％以上では、逆に
炭化物を生成して脆くなるため、創造後、円筒板と内層
とが分離する恐れがでてくる。

Ｆ・　は、０．５〜５％が望ましい。Ｏ，Ｓ％以下では
、Ｎｉ　　基合金への他元素の固溶を促進できないし、
５％以上では、スケール発生の可能性が高くなる。

Ｎｉ　　は、ベース金属である。但し、単一では、Ｎｉ
Ｏの緻密な酸化物層を表面に持っておシ、融着しにくい
。そこで、他の金属と合金化する。

上記８　、８１以外に、Ｏｒ　ｆ　５〜２０％、０２％
以下、Ｆｅ　５％以下會配合したＮｉ基金属は、融点が
約１０００Ｃであり本発明の金属皮膜６ｂとして特Ｋｆ
Ｆｆましい。前記効果以外に、溶湯熱によシ溶融して、
溶湯中に拡散して強固な結合形式金権る。

（実施例）下型２にまず外型１を載置し、つづいてＣｒ；１０％、
Ｂ　ｉ　２．５％、Ｆｅ　；　２．５％、ｓｉ　；　２
．５％、Ｃ；　０．１５％、Ｎｉ；　８２．５％の金属
皮膜６ｂｔ−施した分離円筒板６ａを下型２に幅木部７
を埋めて固定した。

次に、中子３を幅木４によって下型２に固定した後、上
型５を外型１の上に載置し、中子３、分離円筒板６の上
端を固定した。

しかる後、別途溶解された高炭素高クロム鋳鉄溶湯９（
例えば、Ｃ：　５．２％、　８１：　０．９％、Ｍｎ　
：　０．８９％、Ｏｒ　：　２２．０％、Ｎｂ：　４．
２％、Ｍｏ：　４．２％）を取Ｍ８によって分離円筒板
６と外ｆｆ１ｌとの間隙に注湯された溶湯１０は、外型
１及び分離円筒板６０間で凝固して凝固層１１を形成す
る。

上記の外層となる高炭素高クロム鋳鉄溶湯９を鋳込むと
同時に、内層となるねずみ鋳鉄１３を取鍋１２によって
分離円筒板６と中子５との間隙に注湯した。注湯された
溶湯１４Ｆｉ、中子３及び分離円筒板６との間隙で凝固
して凝固層１５を形成する。

凝固層１１はロールの外層に、凝固層１５はロールの内
層になる。

凝固層１１及び１５の温度が室温まで低下した後、型ば
らしを行なり、その上端を整形し、ロールを完成させた
。

完成したロールは第２図に示す通シである。

また、得られたロールの内層と分離板及び分離板と外層
との鋳付き状況を調べた結果、それぞれの鋳付きは極め
て良好でろう九。

なお、内層・分離板及び外層の３層が完全に一体化した
良好な鋳付きを示すには、分離板の厚さ及び、金属皮膜
の厚さを次の範囲に制限することが好ましい。

内層を鋳鋼、外層を耐摩鋳鉄とする場合、分離板の厚さ
は、ロール肉薄の２〜７％が適している。分離板の厚さ
が、２％以下では、分離板が溶融し、内外Ｑ混合層を生
じるため、特に、境界面の外層は所（の性状が得られな
い、また、厚さが、７％以上では１分離板によシ冷却さ
れ溶湯が急速に凝固して空隙を生じるため、一体化しな
い。

金属皮膜の厚・さけ１分離板の肉厚との間係が強いため
、範囲を特定しｋ〈い。肉厚が厚−場合には、薄くしな
ければ、溶湯に拡散しｆｋい部分が、硬い皮膜として残
るため使用中に外れる恐れがある。その範囲ｔ−あえて
指定すると１０〜５００　Ａｌｎが望ましい。１０　／
ｊｔｕ以下では、皮ＩＩ！を分離板に強固に接着させる
ことが困難で且つ、溶湯中に初期に拡散してしまうため
強固な一体品が得られない。また、３００μｍ以上では
、拡散しない部分が前記のように硬い皮膜として残）や
すいからである。

以上詳述した本発明方法による効果をまとめれば、次の
通〕である。

（ＩＩ　　外層と内層との間は分離円筒板にょシ完全に
隔離され、且つ、金属皮膜膚が溶湯中に拡散して接合す
るため強固な一体型ロールが得られる。

（２）　　外層の硬化層（高炭素高クロム鋳鉄）を鋳造
によって創作するので、溶接肉盛に比較して、短時間に
、しかも安価に製造できる。

【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示す図
である。復代理人　内　１）　　明復代理人　萩　原　亮　−

Claims

【特許請求の範囲】

中心部に中空部を有する円筒状のロールの外層及び内層
となるべき両者の境界部に両者を分離する板を、上記中
空部となる円柱状中子と外型との間にこれらと同心円状
に配置した後、外型と前記分離板との間に外層となる耐
摩耗鋳鉄、前記分離板と中子との間に内層となる鋳鉄又
は鋳鋼を鋳込み、前記外層材と分離板及び内層材とを一
体に溶着させる方法において、前記分離板の両面あるい
は、片面に、予じめ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃの内１
種または２種以上を含有するＮｉ基の金属皮膜を施こす
ことを特徴とする複合鋳造ロールの製造方法。