JPS62176678A - 高熱負荷を受けるロ−ルの製造方法 - Google Patents
高熱負荷を受けるロ−ルの製造方法Info
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- JPS62176678A JPS62176678A JP1723886A JP1723886A JPS62176678A JP S62176678 A JPS62176678 A JP S62176678A JP 1723886 A JP1723886 A JP 1723886A JP 1723886 A JP1723886 A JP 1723886A JP S62176678 A JPS62176678 A JP S62176678A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
- B23K9/044—Built-up welding on three-dimensional surfaces
- B23K9/046—Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution
- B23K9/048—Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution on cylindrical surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (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。
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、製鉄所においてスラブ、プルームの連続鋳造
に使用されるロール、圧延、分塊に使用されるロール等
、高熱負荷を受ける肉盛溶接ロールの製造方法の改良に
関する。
に使用されるロール、圧延、分塊に使用されるロール等
、高熱負荷を受ける肉盛溶接ロールの製造方法の改良に
関する。
（従来の技術）
上記の連続鋳造用ロール、熱片移送用ロールは、高温の
スラブ、プルーム等の鋳片、インゴットに接する部位が
４００〜５００℃の高温に加熱され、この部位がロール
の回転によって鋳片等と反対側に移行すると、ロール内
の冷却水、外部からの強制冷却により５０〜１００″Ｃ
に冷却されるので、ロール表面には、加熱、冷却の繰返
しにより熱疲労が起って亀裂が発生し、またロールには
鋳片内の溶鋼静圧、インゴット荷重によって大きな曲げ
荷重が作用するので、表面亀裂がロール内部に伝播しロ
ール折損に到るという使用条件のもとにある。
スラブ、プルーム等の鋳片、インゴットに接する部位が
４００〜５００℃の高温に加熱され、この部位がロール
の回転によって鋳片等と反対側に移行すると、ロール内
の冷却水、外部からの強制冷却により５０〜１００″Ｃ
に冷却されるので、ロール表面には、加熱、冷却の繰返
しにより熱疲労が起って亀裂が発生し、またロールには
鋳片内の溶鋼静圧、インゴット荷重によって大きな曲げ
荷重が作用するので、表面亀裂がロール内部に伝播しロ
ール折損に到るという使用条件のもとにある。
従来技術では、この種ロールの性能改善対策として、ロ
ール芯部に対亀裂伝播性能のすぐれた高品質材料を使用
しその表面に対熱疲労亀裂性能のすぐれた材料を肉盛溶
接したロール、その他スリーブ構造のロール、波状肉盛
溶接したロール、レーザビームにより表面を焼入脆化さ
せ微細クラック誘導するようにしたロール、化学成分を
改善したロール等、各種の改善方法が知られている０ （発明が解決しようとする問題点） 従来技術の代表的な高品質材料の肉盛溶接ロールでも、
加熱、冷却の繰返しによる熱疲労亀裂は完全には防止で
きない。
ール芯部に対亀裂伝播性能のすぐれた高品質材料を使用
しその表面に対熱疲労亀裂性能のすぐれた材料を肉盛溶
接したロール、その他スリーブ構造のロール、波状肉盛
溶接したロール、レーザビームにより表面を焼入脆化さ
せ微細クラック誘導するようにしたロール、化学成分を
改善したロール等、各種の改善方法が知られている０ （発明が解決しようとする問題点） 従来技術の代表的な高品質材料の肉盛溶接ロールでも、
加熱、冷却の繰返しによる熱疲労亀裂は完全には防止で
きない。
そのためロールが連続鋳造のどの部位で使用されるかに
もよるが、使用後０．５〜５月位で表面に亀裂が発生し
使用に耐えられなくなる。使用後１月程贋でロール折損
が起ることがあシ、その場合連続鋳造を中止して修復工
事を行なわなければならないようになる。
もよるが、使用後０．５〜５月位で表面に亀裂が発生し
使用に耐えられなくなる。使用後１月程贋でロール折損
が起ることがあシ、その場合連続鋳造を中止して修復工
事を行なわなければならないようになる。
本発明は従来技術のかかる問題点を解決し、対熱疲労性
能がすぐれ対折損性能のすぐれた肉盛溶接ロールの新規
製造方法を提供することを目的とする。
能がすぐれ対折損性能のすぐれた肉盛溶接ロールの新規
製造方法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段、作用、実施例）前記目
的達成のため、本発明の高熱負荷を受けるロールの製造
方法においては、ロール胴部に耐熱、耐蝕、耐摩耗性金
属を肉盛溶接した高熱負荷を受けるロールの対亀裂発生
性能および対きず伝播性能を改善向上させるため、ロー
ル胴部を仕上径より小径の平坦円筒面に形成し、その面
上に仕上肉盛溶接を各隣接ビード間にその長手方向に沿
った仕上径より小径のへこみ状溝部が存在するようにし
て粗いピッチを以って仕上径より大径の突出形状に施工
し、のちへこみ状溝部の黒皮を残存させて仕上径に切削
する。
的達成のため、本発明の高熱負荷を受けるロールの製造
方法においては、ロール胴部に耐熱、耐蝕、耐摩耗性金
属を肉盛溶接した高熱負荷を受けるロールの対亀裂発生
性能および対きず伝播性能を改善向上させるため、ロー
ル胴部を仕上径より小径の平坦円筒面に形成し、その面
上に仕上肉盛溶接を各隣接ビード間にその長手方向に沿
った仕上径より小径のへこみ状溝部が存在するようにし
て粗いピッチを以って仕上径より大径の突出形状に施工
し、のちへこみ状溝部の黒皮を残存させて仕上径に切削
する。
以下、本発明方法を添付図に示すロールを参照して具体
的に説明する。
的に説明する。
このロールは、中央の長さくＬ＋の胴部（１）の両端に
軸部（２）を持つ。
軸部（２）を持つ。
胴部（１）の仕上径ＣＤ＋を４００１１として、予め胴
部を仕上径より４輔少い径（ｄ） ５９６１１の平坦円
筒面に形成する。次にその面上に、耐熱、耐蝕、耐摩耗
性金属をサブマージドアーク溶接法により仕上肉盛溶接
する。この肉盛溶接のビード（３）は例えばリード角（
４）のらせん状にビードセンター間距離１１ｗｍの粗い
ピッチを以って施工して溶接ビード（３）の頂部が仕上
径の）より大径の突出形状となるようにし、そして隣接
ビード１３） ＋３）の端部が僅かに相互に溶合って岡
山形ビード間にへこみ状溝部（５）がらせん長手方向に
沿って形成され、とのＶ字形のへこみ状溝部（５）の溝
底の径は当初径（ｄ）より大であるが仕上径（至）より
小となるようにする。そして最後に仕上径■１４０１：
ｉｆｆに切削加工し、へこみ状溝部（５）に未加工黒皮
が残存するようにする。こうしてビード幅（Ｗ、） ８
ＩＩ、溝部間隙ＣＷ２）が２１の縞模様の肉盛溶接ロ
ールが得られた。
部を仕上径より４輔少い径（ｄ） ５９６１１の平坦円
筒面に形成する。次にその面上に、耐熱、耐蝕、耐摩耗
性金属をサブマージドアーク溶接法により仕上肉盛溶接
する。この肉盛溶接のビード（３）は例えばリード角（
４）のらせん状にビードセンター間距離１１ｗｍの粗い
ピッチを以って施工して溶接ビード（３）の頂部が仕上
径の）より大径の突出形状となるようにし、そして隣接
ビード１３） ＋３）の端部が僅かに相互に溶合って岡
山形ビード間にへこみ状溝部（５）がらせん長手方向に
沿って形成され、とのＶ字形のへこみ状溝部（５）の溝
底の径は当初径（ｄ）より大であるが仕上径（至）より
小となるようにする。そして最後に仕上径■１４０１：
ｉｆｆに切削加工し、へこみ状溝部（５）に未加工黒皮
が残存するようにする。こうしてビード幅（Ｗ、） ８
ＩＩ、溝部間隙ＣＷ２）が２１の縞模様の肉盛溶接ロ
ールが得られた。
本発明方法によりらせん状肉盛溶接ロールを製造する場
合、そのビード幅（Ｗｌ）と溝幅（Ｗ、）との関係は、
ビート全長（ｌ、）、溝全長（Ｉ！２）、胴部径（９）
、胴部長（ト）として、 Ｋ ＝ Ｗｔ ｌ ｚ ／πＤＬ＝Ｗｘ ｌ ２／ （
Ｗｌ ｌ ｒ ＋Ｗｔ ｌ ２ ） ＝０．０５〜０．
５となるようにすると良好な結果が得られる。
合、そのビード幅（Ｗｌ）と溝幅（Ｗ、）との関係は、
ビート全長（ｌ、）、溝全長（Ｉ！２）、胴部径（９）
、胴部長（ト）として、 Ｋ ＝ Ｗｔ ｌ ｚ ／πＤＬ＝Ｗｘ ｌ ２／ （
Ｗｌ ｌ ｒ ＋Ｗｔ ｌ ２ ） ＝０．０５〜０．
５となるようにすると良好な結果が得られる。
本発明方法によって製造した上記ロールを実機に取付は
使用したところ６ケ月経過後の現在も亀裂発生なく良好
な結果を示している。
使用したところ６ケ月経過後の現在も亀裂発生なく良好
な結果を示している。
本発明方法により製造したロールにはへこみ状溝部（５
）に融合不良がある。溶接技術分野ではこのような融合
不良は溶接欠陥と見做されるものであシ、従って従来技
術の肉盛溶接ロールでは溶接ビードを隣接するビードと
２〜１５＃Ｉ重ねて溶接して肉盛表面を全長平坦として
いる。
）に融合不良がある。溶接技術分野ではこのような融合
不良は溶接欠陥と見做されるものであシ、従って従来技
術の肉盛溶接ロールでは溶接ビードを隣接するビードと
２〜１５＃Ｉ重ねて溶接して肉盛表面を全長平坦として
いる。
ところが従来技術の肉盛溶接ロールでは鋳片なとの熱片
が全面的に接触し、その接触面積が大きいため、接触側
のロール表面は一様に高温に加熱されて膨張しようとす
るが、ロールの剛性に降伏して応力解放され、この部位
が熱片と反対側に移動したとき冷却によって引張応力が
作用し、この繰返しにより亀裂が発生する結果となると
の知見を得た。
が全面的に接触し、その接触面積が大きいため、接触側
のロール表面は一様に高温に加熱されて膨張しようとす
るが、ロールの剛性に降伏して応力解放され、この部位
が熱片と反対側に移動したとき冷却によって引張応力が
作用し、この繰返しにより亀裂が発生する結果となると
の知見を得た。
本発明方法で溶接肉盛ロールに溶接欠陥（融合不良）の
へこみ状溝部を悪因して一定の配列、配分のもとに残存
させることにより、ロールの接触側で溶接ビードが接触
する熱片からの伝導熱、輻射熱を受けて加熱これても隣
接ビードに拘束されることなく自由に膨張し、また熱片
と反対側では自由て収縮できるので、加熱冷却の繰返し
による複雑な残留応力が発生せず、その結果、対亀裂発
生性能が良好となる。
へこみ状溝部を悪因して一定の配列、配分のもとに残存
させることにより、ロールの接触側で溶接ビードが接触
する熱片からの伝導熱、輻射熱を受けて加熱これても隣
接ビードに拘束されることなく自由に膨張し、また熱片
と反対側では自由て収縮できるので、加熱冷却の繰返し
による複雑な残留応力が発生せず、その結果、対亀裂発
生性能が良好となる。
また本発明ではＩ（値を前出式によ！７０．０５〜０．
５に選ぶことにより熱片との接触面積、従って伝導熱が
少くなることによりロール全体の温度上昇が少くなるこ
と、また接触側に外部からの冷却水ミストの冷却作用が
及ぶことによっても前記性能は助長される。へこみ状溝
部の面積とロール胴部全面積との比Ｋが５％以下ではピ
ードの自由膨張が小さく性能が低下し、また５０チ以上
では、特に鋳片などでは溶接静圧によって凝固殻が破壊
してブレークアウトを誘起することがあるので好ましく
ない。
５に選ぶことにより熱片との接触面積、従って伝導熱が
少くなることによりロール全体の温度上昇が少くなるこ
と、また接触側に外部からの冷却水ミストの冷却作用が
及ぶことによっても前記性能は助長される。へこみ状溝
部の面積とロール胴部全面積との比Ｋが５％以下ではピ
ードの自由膨張が小さく性能が低下し、また５０チ以上
では、特に鋳片などでは溶接静圧によって凝固殻が破壊
してブレークアウトを誘起することがあるので好ましく
ない。
そして仮に長期間の使用や苛酷なサーマルストレスが負
荷しクランクが発生するようになっても、本発明方法に
よって与えられたａ−ルのクランクセンシビリテイのも
とではビードトウ部または熱影響部に沿った亀裂伝播と
なり、リード角（４）を例えば４５′のようにロールが
折損しにくい角度として置くことにより占−ルの折ｍ事
故は起り難くなる。
荷しクランクが発生するようになっても、本発明方法に
よって与えられたａ−ルのクランクセンシビリテイのも
とではビードトウ部または熱影響部に沿った亀裂伝播と
なり、リード角（４）を例えば４５′のようにロールが
折損しにくい角度として置くことにより占−ルの折ｍ事
故は起り難くなる。
本発明方法は実施条件を種々変更し適切な施工方法によ
り実施することができる。例えばサブマージドアーク溶
接により肉盛溶接を実施する場合、ＳＵＳ ４１０．４
５０．４２０ Ｊ ２系４ ｑｗ径ワイヤを用い、４５
０〜６５ＯＡ、 ５０〜５４ 、Ｖ、 ２０〜５０国／
分の溶接条件で軸芯に対して２０−７し、理想的には５
０〜６０″の角度でらせん状に、ピッチ５〜１５１で施
工するのが適切である。１層盛シだけで効果はあるが２
層盛シ以上ではざらに作用効果が大となる。本発明方法
は最終の機械加工による仕上げの他に、最終溶接条件を
一定にして比較的形状の安定した溶接ビードが得られる
場合にはグラインダなどの表面手入だけでよいこともあ
る。また最終肉盛溶接をピードの平坦なバンドアーク溶
接で実施すればこの場合特に有利となる。溶接方法とし
ては、前記の他００ｇアーク溶接、ＭＩＧアーク溶接、
フープを用いるバンドアーク溶接、粉末プラズマ溶接等
が採用可能であり、また単電極溶接機が多用されるが、
２電極、５電極、さらに特殊装置を用いた１２電極溶接
などで高能率で施工することができる。
り実施することができる。例えばサブマージドアーク溶
接により肉盛溶接を実施する場合、ＳＵＳ ４１０．４
５０．４２０ Ｊ ２系４ ｑｗ径ワイヤを用い、４５
０〜６５ＯＡ、 ５０〜５４ 、Ｖ、 ２０〜５０国／
分の溶接条件で軸芯に対して２０−７し、理想的には５
０〜６０″の角度でらせん状に、ピッチ５〜１５１で施
工するのが適切である。１層盛シだけで効果はあるが２
層盛シ以上ではざらに作用効果が大となる。本発明方法
は最終の機械加工による仕上げの他に、最終溶接条件を
一定にして比較的形状の安定した溶接ビードが得られる
場合にはグラインダなどの表面手入だけでよいこともあ
る。また最終肉盛溶接をピードの平坦なバンドアーク溶
接で実施すればこの場合特に有利となる。溶接方法とし
ては、前記の他００ｇアーク溶接、ＭＩＧアーク溶接、
フープを用いるバンドアーク溶接、粉末プラズマ溶接等
が採用可能であり、また単電極溶接機が多用されるが、
２電極、５電極、さらに特殊装置を用いた１２電極溶接
などで高能率で施工することができる。
きらに本発明方法においては、メタリック、ノンメタリ
ック溶射を併用して肉感表面の性質を改善できる。例え
ばＮｉ基にＮｂＯやＴｉＣを添加したメタリック溶射を
施すと、耐摩耗性が向上し、微細な亀甲状フランクを好
ましい方向に誘導発生させることができるし、また自溶
性合金溶射を行い再加熱してフュージングして緻密化し
て置くのも有効であり、逆にポーラスなセラミック溶射
をへこみ溝部に充填して置くと、熱片からの輻射による
昇熱を抑制できる。
ック溶射を併用して肉感表面の性質を改善できる。例え
ばＮｉ基にＮｂＯやＴｉＣを添加したメタリック溶射を
施すと、耐摩耗性が向上し、微細な亀甲状フランクを好
ましい方向に誘導発生させることができるし、また自溶
性合金溶射を行い再加熱してフュージングして緻密化し
て置くのも有効であり、逆にポーラスなセラミック溶射
をへこみ溝部に充填して置くと、熱片からの輻射による
昇熱を抑制できる。
（発明の効果）
本発明方法によると、高熱負荷を受けるロールの製造方
法として、従来技術の肉盛溶接、波状肉盛溶接、スリー
ブ溝部、レーザビーム焼入、化学成分改善の諸方法に較
べ、対亀裂発生性能も？ ｒ（静査Ｊ部採朴台仁ぶ手？
０ｈイ七、ｈ虐企め五いロールを得ることができる。そ
の設備費、加工費は安価で容易に安全に実施でき、安定
した結果を得ることができる等の効果がある。
法として、従来技術の肉盛溶接、波状肉盛溶接、スリー
ブ溝部、レーザビーム焼入、化学成分改善の諸方法に較
べ、対亀裂発生性能も？ ｒ（静査Ｊ部採朴台仁ぶ手？
０ｈイ七、ｈ虐企め五いロールを得ることができる。そ
の設備費、加工費は安価で容易に安全に実施でき、安定
した結果を得ることができる等の効果がある。
添付図は本発明方法によるロール製造過程を示すロール
の部分縦断側面図である。 （１）争・胴部、（２）・・軸部、（３）・・溶接ビー
ド、（４）・・リード角、（５）・・へこみ状溝部、（
し・・胴部長、（至）・・胴部径、留息）・・ビード幅
、（ｗ２）・・溝幅、（、ｄ）・・当初径。
の部分縦断側面図である。 （１）争・胴部、（２）・・軸部、（３）・・溶接ビー
ド、（４）・・リード角、（５）・・へこみ状溝部、（
し・・胴部長、（至）・・胴部径、留息）・・ビード幅
、（ｗ２）・・溝幅、（、ｄ）・・当初径。
Claims (1)
- ロール胴部に耐熱、耐蝕、耐摩耗性金属を肉盛溶接した
高熱負荷を受けるロールの対亀裂発生性能および対きず
伝播性能を改善向上させるため、ロール胴部を仕上径よ
り小径の平坦円筒面に形成し、その面上に仕上肉盛溶接
を各隣接ビード間にその長手方向に沿つた仕上径より小
径のへこみ状溝部が存在するようにして粗いピッチを以
つて仕上径より大径の突出形状に施工し、のちへこみ状
溝部の黒皮を残存させて仕上径に切削することを特徴と
する高熱負荷を受けるロールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1723886A JPS62176678A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 高熱負荷を受けるロ−ルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1723886A JPS62176678A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 高熱負荷を受けるロ−ルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62176678A true JPS62176678A (ja) | 1987-08-03 |
Family
ID=11938364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1723886A Pending JPS62176678A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 高熱負荷を受けるロ−ルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62176678A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103881733A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-25 | 济钢集团有限公司 | 一种耐磨耐腐蚀刮板机的壳体 |
| CN109226934A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-18 | 广西柳钢工程技术有限公司 | 轧辊的堆焊方法 |
| JP6892542B1 (ja) * | 2020-08-19 | 2021-06-23 | 株式会社神戸製鋼所 | 造形物の製造方法及び造形物 |
-
1986
- 1986-01-28 JP JP1723886A patent/JPS62176678A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103881733A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-25 | 济钢集团有限公司 | 一种耐磨耐腐蚀刮板机的壳体 |
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| JP6892542B1 (ja) * | 2020-08-19 | 2021-06-23 | 株式会社神戸製鋼所 | 造形物の製造方法及び造形物 |
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