JPS63192544A - ア−バスリ−ブ型連続鋳造用ロ−ル - Google Patents

ア−バスリ−ブ型連続鋳造用ロ−ル

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JPS63192544A
JPS63192544A JP2420287A JP2420287A JPS63192544A JP S63192544 A JPS63192544 A JP S63192544A JP 2420287 A JP2420287 A JP 2420287A JP 2420287 A JP2420287 A JP 2420287A JP S63192544 A JPS63192544 A JP S63192544A
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JP
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roll
sleeve
continuous casting
arbor
layer
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JP2420287A
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Chikanori Shintani
新谷 京宣
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1287Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アーバスリーブ型連続鋳造用ロールに関する
〔従来の技術〕
連続鋳造ロールは、SCM430、SCM822等の低
合金鋼製ソリッドロールの表面を、13Cr系ステンレ
ス鋼の溶接肉盛層または溶射層で被覆したもの、または
上記低合金鋼製ロール軸(アーバ)に13Cr系ステン
レス鋼製スリーブを嵌合したものが使用されている。ま
た、アーバスリーブ型ロールの改良型として、スリーブ
にCr−MO系会合金鋼を適用し、その表面を13Cr
系ステンレス鋼の溶接肉盛層で被覆したものも提案され
ている(実開昭59−110155号)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のソリッドロール、およびアーバスリーブ型ロール
のいずれも熱疲労クランクおよび酸化摩耗に対して良好
な抵抗性を有している。しかし、一旦熱疲労クラックが
発生すると、ソリッドロールの場合は、そのクラックが
母材中心部まで進展し易く、ロール折損事故に到ること
もまれではない。他方、アーバスリーブ型ロールでは、
熱疲労クランクの進展はアーバとスリーブとの界面で停
止するので、折損の危険性は少ないけれども、スリーブ
の貫通割れが生じ易く、その耐用寿命は短い。前記改良
型のアーバスリーブ型ロールについても同様である。
更に、近時連続鋳造操業は、連一連続鋳造および異網種
連一連続鋳造化の傾向にある。この連一連続鋳造操業で
は、スラブの継ぎ口部において、一旦スラブの搬送が停
止され、その継ぎ目が完全に凝固するのをまって搬送が
開始されるため、ロールに対する熱影響は従来にも増し
て苛酷となっている。加えて、湾曲型または垂直曲げ型
連続鋳造機では、湾曲部から曲げ矯正点に到る範囲のロ
ールにかかる負荷が従来より大きく増加している。
このため、ロールに要求される特性として、前記熱疲労
特性と共に、機械的疲労強度の向上が課題となっている
本発明は、上記実情に対処するためになされたものであ
る。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の連
続鋳造用ロールは、高強度低合金鋼からなる内層部と、
その外周面を被覆する耐熱耐摩耗材からなる外層部との
二層スリーブをアーμに焼き嵌めしてなるアーハスリー
ブ型ロールである。
本発明ロールにおけるスリーブは、高強度低合金鋼から
なる内層部と耐熱耐摩耗材からなる外層部との二層積層
構造を有する。その内層材料である高強度低合金鋼とし
て、好ましくは、Cr:0.5〜1.5%、Ni:0.
5〜1.5%、C:0.1〜0.5%、Si:0.3〜
0.6%、Mn:0.7〜1.4%、Mo:0.2〜0
.5%、V : 0.05〜0.15%、残部実質的に
Feからなるものが用いられる。このものは、温度=9
00〜1000℃からの焼入れの後、温度:500〜6
00℃での焼戻処理を受けることにより、例えばその0
.2%耐力は8Q kg / vn* ”以上と高強度
化し、また熱疲労および機械疲労に対しすぐれて高い抵
抗性を示す。
内層部の表面に外層部を積層するのは、連続鋳造片と接
触するスリーブとして必要な耐熱性と耐摩耗性をもたせ
るためであり、その外層材料としては、13Cr系ステ
ンレス鋼、自溶性合金、あるいはマトリックス金属と該
マトリックスに分散相として混在する1〜80重量%の
セラミック粒子とからなる複合材等が挙げられる。13
cr系ステンレス鋼の例としては、C: 0.03〜0
.08%、Si:0、3〜1%、Mn:0.3〜1.5
%、Cr : 11.5〜15%、残部Feからなるも
のが好ましく用いられる。自溶性合金としては、CO基
またはNi基合金、あるいはこれらに炭化タングステン
等のセラミック粒子を混在させたものなど、公知の各種
自溶性合金が適宜使用できる。また、複合材の例として
、マトリックス金属が、鉄基合金、Ni基合金、 CO
基合金等であり、セラミックが、炭化クロム、炭化ニオ
ブ、炭化タングステン、炭化けい素等であるものが挙げ
られる。
上記二層スリーブは種々の方法により製作することがで
きる。例えば、高強度低合金鋼からなる遠心力鋳造管を
内層部材とし、その外周面に、外層部材として耐熱耐摩
耗材からなる溶接肉盛層または溶射層を形成する方法が
適用される。また、外層部材として13cr系ステンレ
ス鋼を用いる場合は、遠心力鋳造において、13Cr系
ステンレス鋼溶湯を鋳型に鋳込んで遠心力の作用により
外層部としての円筒耐摩耗を形成し、ついでその内側に
、高強度低合金鋼溶湯を鋳込み、内層部としての中空筒
体を形成することにより製作することもできる。
なお、上記二層スリーブの肉厚は適宜決定すればよいが
、例えば内層部は20〜50璽■、外層部は0.5〜5
mmの肉厚とすることにより好結果を得ることができる
内層部と外層部とからなる二層スリーブを形成したのち
、その内層部(高強度低合金鋼)の調質のための焼入れ
および焼戻処理が施される。その熱処理は二層スリーブ
の製作方法に応じた適宜の段階で行えばよい。例えば、
円筒形状の内層部材の外面に溶射法により外層部を形成
する方法による場合は、溶射後、溶射層と内層部材との
界面の密着力を強化するために約900℃に加熱するフ
ュージング処理が行われるので、フュージング完了後、
同温度から急冷することにより焼入れを行い、ついで焼
戻処理を行うようにすればよい。
かくして製作された二層スリーブを、別途準備したアー
μに焼き嵌めし、スリーブ表面等の必要な個所に機械仕
上げ加工を加えることにより、目的とするアーバスリー
ブ型ロールに仕上げられる。
なお、そのアーμの材質は、従来使用されているSCM
430やSCM822等の低合金鋼であればよい。
〔作用〕
不発′明連続鋳造用ロールは、そのスリーブの外層部に
よる耐熱性・耐摩耗性を有しており、またその内層部に
よって高強度と熱疲労および機械疲労に対するすぐれた
抵抗性を備えているので、外層部に疲労亀裂が発生して
も、内層部の高い疲労強度により、亀裂の進展が効果的
に阻止され、もしくは遅延する。
〔実施例〕
(1)供試ロールの製作 +a+  ロールA 高強度低合金鋼製遠心力鋳造管(内層部材)の表面に、
プラズマ溶接により13Cr系ステンレス鋼の肉盛層(
外層部材)を形成する。ついで、950°C・水冷の焼
入れ後、650℃での焼戻処理を行ったのち、別途準備
した低合金鋼(S CM430)製アーハに焼き嵌めし
、機械加工を加えて第1図に示すごとき本発明ロール(
これを供試ロールAとする)を製作した。(10)はア
ーμ、(11)はアーμの軸心を貫通する冷却水孔、(
20)は二層スリーブ、(21)は内層部、(22)は
外層部である。各部材の材質および寸法は次のとおりで
ある。
アーμ: 材質(S CM430) : C: 0.3%、Si:
0.21%、Mn:0.7%、cr:1.08%、M 
o : 0.21%、残部Fe0 外径:270φ スリーブ内層: 材質 C:0.15%、S i : 0.55%、Mn
:0.8%、Cr:1.2%、Ni:0.8%、Mo:
0.4%、V:0.12%、残部Fe0 肉厚:45t スリーブ外層 材質(13Cr系ステンレス鋼):C:0.08%、S
i:0.6%、Mn:0.8%、Cr : 14.0%
、Ni:2.5%、Mo:0.3%、残部Fe0肉厚、
5t また、比較例として次の2つの供試ロールBおよびCを
製作した。
(bl   ロールB 前記ロールAと同一材質のアーμの周面に13Cr系ス
テンレス鋼製遠心力鋳造管(成分組成は前記ロールAの
外層部と同一)をスリーブとして焼き嵌めすることによ
り、従来のアーバスリーブ型ロールに相当するロールB
を製作。アーμ外径:270φ、スリーブ肉厚:50t
0(C)  ロールC 前記ロールAと同一材質のアーμの周面に13Cr系ス
テンレス鋼の溶接肉盛層(成分組成は前記ロールへの外
層部と同一)を形成することにより従来のソリッドロー
ルに相当するロールCを製作。アーμ外径:360φ、
肉盛層肉厚、5t。
(II)疲労試験 第3図に示すように、各供試ロールR(A、B。
C)を、連続鋳造片(スラブ)に相当するロール(R1
)の下面に当接させ、押付はロール(Rz、Rz)によ
り、供試ロール(R)の曲げ応力が15 kg / 璽
*となるように供試ロールに対する負荷を調節する一方
、ロール(R1)の表面をバーナ(B)で加熱して供試
ロール(R)との接触温度を1ooo℃に保持すると共
に、供試ロール(R)の表面を、ノズル(N)からの冷
却水のスプレーにより急冷する。
上記の熱疲労および機械疲労条件下に、供試ロール(R
)の回転数と疲労亀裂深さとの関係を各供試ロールにつ
いて測定し、第2図に示す結果を得た。第2図中、各曲
線(A)、(B)および(C)はそれぞれ供試ロールA
、BおよびCの結果を示している。本発明例の供試ロー
ルAは、従来のアーバスリーブ型ロール(供試ロールB
)およびソリッドロール(供試ロールC)に比し、苛酷
な熱疲労および機械疲労の重畳する条件下にも、亀裂の
進展が効果的に抑制されることを示している。
〔発明の効果〕
本発明のアーバスリーブ型連続鋳造用ロールは、従来の
アーバスリーブ型ロールおよびソリッドロールに比し、
熱的および機械的疲労により生じる亀裂の進展に対して
すぐれた抵抗性を有している。
また、そのスリーブ表面に必要な耐酸化性・耐摩純性は
スリーブの外層部によって確保されている。
従って、本発明の連続鋳造用ロールは、スリーブに疲労
亀裂が発生したのちにも、安定した長期の耐用寿命を示
し、連続鋳造操業の安定化・効率化寄与するものであり
、更には連一連続鋳造や異網種連一連続鋳造の操業の苛
酷化にも対処することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ロールの実施例を示す一部断面正面図、
第2図は、ロールの回転数と疲労亀裂深さの関係を示す
グラフ、第3図は実施例関係の疲労強度試験要領説明図
である。 IO:アーバ、20:二層スリーブ、21:内層部、2
2:外層部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高強度低合金鋼からなる内層部と、該内層部の外
    周面を被覆する耐摩耗材からなる外層部との二層からな
    るスリーブをアーバに焼き嵌めしてなる疲労特性にすぐ
    れたアーバスリーブ型連続鋳造用ロール。
JP62024202A 1987-02-04 1987-02-04 ア−バスリ−ブ型連続鋳造用ロ−ル Expired - Lifetime JP2571377B2 (ja)

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