JPS62230462A

JPS62230462A - 連続鋳造用ロ−ル

Info

Publication number: JPS62230462A
Application number: JP7595886A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Shirasaka; 白坂　重範; Atsushi Kawai; 淳河合; Hisashi Hiraishi; 平石　久志; Takeshi Shinozaki; 斌篠崎; Chikanobu Shintani; 新谷　京宣
Original assignee: Kubota Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Kubota Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1987-10-09

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、連続鋳造用ロールに関する。

〔従来の技術〕

連続鋳造装置において、タンディッシェ直下のモールド
から高温の鋳片（スラブ）を連続的に引き抜き、ライン
に沿って搬送するピンチロール、ガイドロール等の連続
鋳造用ロールは、高温のスラブとの接触による加熱と、
冷却水（または放冷）による冷却とを繰り返し受ける。

近時は、操業能率の向上や熱経済性の改善等の観点から
、連続鋳造されたスラブを一旦冷却することなく、高温
状態に保持したまま圧延工程に送給する所謂直送圧延化
の方向に進みつつあり、これに伴って連続鋳造操業の高
温化・高速化が著しくなっている。

従来より、この連続鋳造用ロールとして、ロール本体の
表面を、ステンレス鋼系の合金材料からなる肉盛層で被
覆することにより、表面の耐熱性・耐酸化性等を高めた
ものが使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

連続鋳造されたスラブを冷却せず、スラブ温度を常時１
０００〜１３００℃に保持しながらスラブの引き抜き・
搬送を行う場合、ロールの表面は約６００〜１０００℃
もの高温度に加熱される。このような操業条件下におい
ては、従来のロールでは、表面部の強度低下が著しく、
スラブの引き抜き・搬送に伴って発生する熱応力や摩耗
に対する抵抗性が不十分であるために、ロール表面の亀
裂の発生や摩耗劣化が顕著となり、安定した円滑な連続
鋳造操業を遂行することは困難である。

本発明は上記実情に対処するために、耐熱性、耐摩耗性
、および耐熱疲労亀裂性等にすぐれた連続鋳造用ロール
を提供しようとするものである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕本発明の連続鋳造用ロールは、ロール本体の表面が、金
属とセラミック粒子との混在相を有する複合肉盛層で被
覆され、該複合肉盛層に格子状の溝条が形設されている
ことを特徴とする。

以下、本発明について、実施例を示す図面を参照して詳
しく説明する。

第１図は、本発明連続鋳造用ロールの表層部の断面構造
を示す。図中、（１）はロール本体、（２）はロール本
体表面を被覆する金属とセラミック粒子とからなる複合
肉盛層、（Ａ）は複合肉盛層（２）に形設された溝条で
ある。

溝条（Ａ）の溝深さ（Ｄ）は、好ましくは複合肉盛層（
２）の層厚（ｔｌに対し、Ｄ＞ｔ、である。より好まし
くは、Ｄは、ロール径方向断面での熱応力による応力拡
大係数と、機械的曲げ応力による応力拡大係数との和が
最小となるように定められる。また、その溝幅は、約２
〜１５鰭、溝間距離（ピッチ）は約２０〜１００　ａｍ
とするのが適当である。

これは、溝条を形成することによって生じるスラブとロ
ールの接触面積減少率が大き過ぎるとく例えば、７０％
を越えると）、ロール表面の接触面圧が過大となってロ
ールの摩耗量増加を招き、逆に小さ過ぎると溝条による
熱応力分散効果が乏しくなるからである。

第４図に、複合肉盛層（２）に溝条（Ａ）が形設されて
いるロール表面の溝模様を示す。この図における溝条（
Ａ）は、ロール軸に平行な方向と、それに直角の円周方
向とに形設され、それらの溝条（Ａ）が互いに直角に交
わって格子模様を形成している。溝条（Ａ）の形設方向
および溝条（Ａ）同士の交叉角度等の形設態様は第３図
のそれに限定されず、第５図に示すように、溝条（Ａ）
をロール軸に対し適当な角度だけ傾斜させてスパイラ状
に多重形設し、互いの溝条（Ａ）が適宜ψ角度をなして
交叉するごとき格子模様に形成することもできる。また
、図示はしないが、溝条（Ａ）を、直線溝とせずに、適
当な波長と振幅をなして蛇行する波型溝として形設して
もよい。

本発明の連続鋳造用ロールの複合肉盛層（２）には、所
望により、第２図、第３図に示すように、溝条（Ａ）と
（Ａ）との間に、比較的小さい溝条（Ｂ）が、１条もし
くは複数条（図は２条の例を示す）形設される。該溝条
（Ｂ）の溝深さ（ｄ）は、溝条（八）の深さくＤ＞に対
し、ｄ＜Ｄである。

この場合も、ｄ＜Ｄとするのは、仮にｄ≧Ｄとすると、
ロールの有効断面積が減少し、ロール強度が低下するか
らである。その溝条（Ｂ）の溝幅は、約１〜１０ｍｍ程
度であってよい。溝条（Ａ）と（Ａ）の間の溝条（Ｂ）
の形設条数は適宜増減されるが、おおむね１〜１０条と
し、その溝条（Ｂ）と（Ｂ）との溝間距離（ピッチ）が
５〜２５關となるように形設するのが適当である。なお
、溝条（Ｂ）の深さ（ｄ）は、複合肉盛層（２）の層厚
ｉｔ）に対し、第２図に示すように、ｄ＜ｔであっても
よく、あるいは、第３図に示すようにｄｏｔであっても
よい。

第６図および第７図は、それぞれ複合肉盛層（２）に、
第４図および第５図と同様の溝条（Ａ）を形設すると共
に、溝条（Ａ）と（Ａ）の間に、溝条（Ｂ）を形設した
ロール表面の溝模様を示している。各図とも、溝条（Ｂ
）は、溝条（Ａ）に平行な方向に形設されているが、必
ずしもそうする必要はなく、溝条（Ａ）と異なる方向に
形設される場合もある。

本発明連続鋳造用ロールの複合肉盛層（２）を構成する
金属およびセラミック粒子の選択および組合わせは任意
である。金属としては、Ｃｒ−Ｆｅ系鉄基合金、Ｃｒ−
Ｎｉ−Ｆｅ系鉄基合金、Ｃｒ−Ｎ　ｉ　−Ｃｏ系コバル
ト基合金、Ｃｒ　−Ｍ　ｏ　−Ｎｉ系ニッケル基合金等
、またセラミック粒子として、炭化珪素、炭化タングス
テン、炭化クロム、窒化けい素、窒化ポロン、アルミナ
、ジルコニア等が挙げられる。セラミック粒子の粒径は
、約０゜０５〜５０μｍの範囲であってよく、その複合
ａｍに占めるセラミック粒子の比率は２０〜８０％（体
積率）の範囲が適当である。また、複合肉盛層（２）の
層厚（１）は、ロール径と操業条件により決定され、お
おむね、０．５〜５關の範囲としてよい。

ロール本体（１）の表面に対する複合肉盛層（２）の形
成は、タングステン不活性ガスアーク溶接、あるいはプ
ラズマ溶接等による溶接肉盛法を用いて行うことができ
る。この場合、溶接電極でロール本体の表層を所要の深
さに溶融しながら、その溶融プールにセラミック粉末を
散布して均一な混合状態で凝固させる方法によることも
でき、別法として、金属パイプにセラミック粉末を充填
したもの、または金属粉末とセラミック粉末との混合物
を棒状体に焼成した焼結棒を溶接材として準備し、該溶
接材を溶融してロール本体の表面に、セラミック粒子が
混在するビードを必要な層数に多層盛りする方法により
所定の層厚の複合肉盛層を形成することもできる。

ロール本体表面に複合肉盛層を形成したのち、機械加工
により、溝条（Ａ）を、または溝条（Ａ）と共に溝条（
Ｂ）を適宜の格子模様に形設し、なおその他の必要な加
工、例えば複合肉盛層の表面を所定の平滑面にするため
の機械加工等を施すことにより目的とするロールに仕上
げられる。

〔作用〕

本発明連続鋳造用ロールの表面を被覆保護する複合肉盛
層は、金属とセラミック粒子とが混在した複合組織を有
し、その複合効果により、耐摩耗合金、耐熱合金などの
金属材料からなる肉盛層を凌ぐ卓抜した高温耐摩耗性、
耐熱性を有する。また、複合肉盛層内のセラミック粒子
が特に微細粒子（約０．１μｍ以下）である場合は、該
粒子の転位阻止作用により、複合肉盛層は極めて高い高
温圧縮強度を示す。

更に、複合肉盛層には溝条（Ａ）が格子状に形設されて
いるので、実使用において熱応力により複合肉盛層にク
ランクが発生しても、そのクラックの仏間は、溝条（Ａ
）により遮断され、どの方向にも溝条（Ａ）を超えて進
展することがない。

すなわち、たとえクランクが発生しても、そのクラック
は格子状の溝条（Ａ）が画成する狭い領域内に封鎖され
、その周囲およびロール本体内部へのクランクの拡大成
長は自動的に回避される。また、溝条（Ａ）により与え
られた空隙（溝幅）は、複合肉盛層（２）とロール本体
（１）との間の温度差または熱膨張率の差異により生じ
る面方向の応力（熱否み）を緩和・吸収し、複合肉盛層
のクランクを軽減しもしくは防止する効果を有する。

更に、溝条（Ｂ）が付設されている場合には、実使用時
に複合肉盛層（２）内に生じる熱応力が、該溝条（Ｂ）
によって効果的に分散・緩和される。

この溝条（Ｂ）の熱応力分散・緩和の効果と、前記溝条
（Ａ）の効果とが相剰し、ロール表層部の耐熱疲労亀裂
性は一段と強化される。

〔発明の効果〕

本発明の連続鋳造用ロールは、その表面を被覆保護する
複合肉盛層により、従来の金属材料からなる肉盛層で被
覆された連続鋳造用ロールに比し、格段にすぐれた高温
摩耗抵抗性、高温強度、耐高温酸化性等を兼ね備え、ま
たその複合肉盛層に形設されている溝条により耐熱疲労
亀裂性にすぐれており、急熱急冷の熱条件下にも容易に
亀裂を生じることがなく、亀裂を起因とする折損に対す
る抵抗性にもすぐれている。

従って、本発明の連続鋳造用ロールは、近時の連続鋳造
操業の高温・高速度化に十分に対処することができ、操
業の安定・円滑化に寄与するものであり、工業的に大き
な意義を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、それぞれ本発明の連続鋳造用ロール
の表層部を模式的に示す軸方向断面図、第４図〜第７図
は、それぞれ本発明の連続鋳造用ロールの表面の溝条の
形設態様を示す正面図である。１：ロール本体、２：複合肉盛層、Ａ、Ｂ：溝条。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ロール本体の表面が、金属とセラミック粒子とが
混在した複合肉盛層で被覆され、該複合肉盛層に格子状
の溝条が形設されていることを特徴とする連続鋳造用ロ
ール。
（２）溝条の深さ（Ｄ）が、複合肉盛層の層厚（ｔ）に
対し、Ｄ＞ｔ、である上記第１項に記載の連続鋳造用ロ
ール。
（３）深さ（Ｄ）の溝条と溝条との間に、深さ（ｄ）の
溝条が１条ないしは複数条形設され、該溝条の深さ（ｄ
）は、Ｄ＞ｄ、である上記第２項に記載の連続鋳造用ロ
ール。