JPS6364516B2 - - Google Patents
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Description
本発明は連続鋳造機に使用されるロールに関
し、特に鋳片の品質改善のために鋳片に電磁撹拌
を施す際に、電磁力を鋳片に有効に付与し得強い
撹拌力を得ることができる連続鋳造機の非磁性サ
ポートロール及びその製造方法を提案するもので
ある。 連続鋳造においては取鍋からタンデイツシユへ
注入された溶鋼は、通常複数の鋳型へ分配供給さ
れ、鋳型で冷却されて周囲に凝固殻が成長した鋳
片は内部に未凝固溶鋼を残留させたまま鋳型に続
くサポートロール群に引抜かれ、サポートロール
間を通過する間にサポートロール群に介在配設さ
れたスプレーノズルから水冷却を受けて完全に凝
固する。而して溶鋼が鋳型に注入されてから完全
に凝固する迄に鋳片が移動する距離、即ち鋳型内
湯面からサポートロール群における完全凝固点に
至る距離は10〜15ｍにも達するため未凝固溶鋼領
域が極めて細長く伸び、このため鋳片内部、特に
中心部に中心偏析、軸心割れ等の品質欠陥を発生
させる。これを改善すべく開発されたのが電磁撹
拌技術であり、これはサポートロール群における
その上流側の鋳型側端と下流側の鋳片の完全凝固
点との間の適宜位置に電磁コイルを鋳片側面に臨
ませて配設し、鋳片内の未凝固溶鋼に鋳片側面に
沿う水平方向又は垂直方向への電磁力を与えてこ
れを撹拌し、鋳片中心部の凝固組織改善及び中心
偏析，軸心割れ等の軽減を図るものである。 この電磁撹拌を効果的に行うためには、電磁コ
イル設置位置近傍のロールの材質を非磁性として
電磁力がロールに遮断されず鋳片内未凝固溶鋼に
有効に与えられるようにする必要があるが、従来
の非磁性の鋼素材（以下非磁性鋼という）を使用
してサポートロールを構成した場合は以下に示す
如き難点がある。非磁性鋼の変態組織はオーステ
ナイトであるが、この組織の鋼素材は一般に降伏
点が低く鋳塊のままロールに加工すると操業中に
ロールが曲げ変形し、ロールサポートが不能とな
り操業が不可能となる事態が発生する。鋼素材を
高強度化する方法として冷間加工を施す方法があ
るが、これは大断面のロールには適用できない。
また析出強化させた鋼素材としてASTM規格の
Ａ―286があるが、これはNiを多量に含有さたも
のであつて極めて高価であり、実用的ではない。 またオーステナイト組織の鋼素材は塩素イオン
を多量に含有する工業用水中では応力腐食割れ
（所謂SCC）が発生しやすい。これは鋳片冷却用
のスプレー冷却水に曝される雰囲気下で使用され
るサポートロールとしては極めて不都合であり、
更に前述の高強度化によつてSCC感受性が高まつ
ているのに加えて、鋳片熱塊に接してロール表面
温度が上昇し、SCCに対してより一層鋭敏化する
という難点がある。更にまたこの鋼素材はサポー
トロールとして使用する過程で炭化物が粒界に析
出して靭性が低下し、鋳片との接触による熱応力
を受けて割れが発生する虞れがある。更にオース
テナイト組織の鋼素材は熱伝導度が低く、しかも
熱膨張係数が高いので、同一の熱履歴により発生
する熱応力は非オーステナイト組織の鋼素材に比
して大きくこの点でも不利である。 このように従来の非磁性鋼によるロールは種々
の難点を有するので電磁コイル設置位置近傍のサ
ポートロールとしては使用できないため、やむを
得ず他の部分のサポートロール同様、焼もどしマ
ルテンサイト組織又はフエライト組織を有する強
磁性のロールを使用することとせざるを得ず、従
つて電磁力がロールに遮断されて鋳片内未凝固溶
鋼に対する十分な撹拌力が得られないため、品質
改善効果が低く、また電磁力を鋳片に付与するた
めに強大な電力を必要とする等の不都合があつ
た。 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
つて、鋳片のサポートのために十分な強度を有
し、耐SCC性が高く強靭性であり鋳片に強い電磁
撹拌力を付与し得る連続鋳造機非磁性サポートロ
ール及びその製造方法を提供することを目的とす
る。 本発明に係る非磁性ロールは、Ｃ：0.30乃至
0.50％、Si：1.00％以下、sol.Al：0.05％以下、
Mn：17.0乃至25.0％、Cr：3.0％以下、Ｎ：0.05
乃至0.20％、Mo：0.05乃至2.00％を含有し、更に
Ｖ：0.05乃至1.00％、Nb：0.05乃至1.00％、Cu：
3.0％以下、Ni：3.0％以下、但しCu＋Ni≦3.0％
のうち１種又は２種以上の成分を含有し、残部が
Fe及び不可避的不純物である鋼からなることを
特徴とする。また本発明に係る連続鋳造機の非磁
性サポートロールの製造方法は、上記濃度範囲の
鋼素材を、断面減少率50％以上で熱間加工する
か、又は断面減少率50％以上で熱間加工した後、
550乃至1000℃に30分乃至15時間保持して熱処理
することを特徴とする。 以下本発明方法を具体的に説明する。鋳片を支
持するためのサポートロール用の鋼材としてロー
ルに曲げ変形が起きないように十分な強度を具有
させるためには、0.2％耐力が30Kgｆ／mm2以上、
好ましくは40Kgｆ／mm2以上、また引張強さが90Kg
ｆ／mm2以上であることが必要である。本発明に係
る連続鋳造機の非磁性サポートロールは後述する
如くＣ，Ｎによる固溶強化及び析出強化を図り、
またＶとNbを含有させることにより両成分元素
による析出強化を図り、更に熱間加工及び熱処理
の条件を適切に設定することによつてNiの多量
配合の如き対応をとることなく経済的に降伏応
力，0.2％耐力及び引張強さ等のロールの強度を
高めたものである。またSCCの発生を防止し、ロ
ール使用時の熱履歴による耐SCC性の劣化を抑制
すべく、Mn濃度及びCu濃度を限定し、更にCu
＋Ni濃度を限定して耐SCC性を高めたものであ
る。更に耐SCC性の劣化を抑制しつつＣ，Ｎ及び
Mnを多量添加してオーステナイト組織の安定化
を図り、これによりロールを非磁性としたもので
ある。更にまた鋼素材を比較的低い仕上温度で熱
間加工することにより、ロールの延性及び靭性を
損うことなくその強度の上昇を図り、また熱間加
工後の熱処理条件を適切に設定してＶ及びNbに
よる析出強化を図り、従来の如き冷間加工による
ロールの強化を回避して経済的に高強度，高靭性
及び高延性を得たものである。 以下前記したように各成分の濃度範囲を限定し
た理由について説明する。 Ｃは主としてロールの強度確保のために必要な
成分元素である。而してＣ濃度が0.50％を超えた
場合は、0.2％耐力等の強度は上昇するが伸び及
び絞り等の延性並びにシヤルピー試験にて測定さ
れる吸収エネルギ等により表わされる靭性が低下
するため好ましくなく、またＣ濃度が0.30％未満
である場合は、十分な強度が得られないのに加え
て透磁率が上昇するため好ましくない。従つてＣ
濃度は0.30乃至0.50％であることが必要である。 Si及びAlは脱酸剤として精錬の過程で溶鋼中
に添加されるが、Si濃度又はsol.Al濃度が夫々
1.00％又は0.050％を超えて添加してもその脱酸
効果は飽和し、逆に非金属介在物が増加してロー
ルの清浄度を悪化させ靭性を低下させるため、Si
濃度及びsol.Al濃度は夫々1.00％以下及び0.050％
以下とする。 Mnはオーステナイト組織の安定化に有効な成
分元素であり、ロールを非磁性にするために必要
なものである。透磁率μを十分低値にするために
はMn濃度は17.0％以上必要であるが、17.0％未
満である場合は透磁率μが高くなる外鋼材の延性
及び靭性も劣化する。またMn濃度の上限値は
25.0％とする。けだしMn濃度が25.0％を超える
と耐SCC性が劣化するからである。第１図は横軸
にMn濃度をとり、また縦軸にCr濃度をとつて、
各Mn濃度及びCr濃度の鋼材について耐SCC性試
験を行つた場合にSCCが発生したものを黒丸及び
黒三角で、またSCCが発生しなかつたものを白抜
丸及び白抜三角で表したものである。この鋼材の
Ｃ濃度は0.30〜0.50％、Ｎ濃度は0.05〜0.2％、Ｖ
は0.3％であつて、図中白抜丸及び黒丸は熱間鍛
造のみ行つたもの、また白抜三角及び黒三角は熱
間鍛造後650℃にて10時間保持して時効処理した
ものについての結果である。耐SCC性試験は上記
鋼材をＵ字型に曲げた状態で塩素イオンを
500ppm含有する50℃の水溶液中に１カ月間（720
時間）浸漬して行つた。図から明らかなように
Mn濃度が25.0％を超えた場合はCr濃度に拘らず
SCCが発生する。従つてMn濃度は17.0乃至25.0
％であることが必要である。 Crはロールの固溶強化に有効な成分元素であ
り、その強度を上昇させるべく配合されるが、第
１図から明らかなようにCr濃度が3.0％を超えた
場合はMn濃度に拘らずSCCが発生するので好ま
しくなく、Cr濃度は3.0％以下であることが必要
である。このようにＣ及びＮの濃度が前記範囲で
ある場合において、Mn濃度を17.0乃至25.0％、
Cr濃度を3.0％以下としたときは熱間加工条件及
び熱処理条件の如何によらずSCCの発生は抑制で
き、またロールが使用中に熱履歴を受けた場合で
もSCCの発生は抑制でき、またロールが使用中に
熱履歴を受けた場合でもSCCが発生することはな
い。第２図及び第３図は夫々0.4％Ｃ―18％Mn―
２％Cr―0.3％Ｖ―0.05％Ｎ及び0.4％Ｃ―18％Mn
―５％Cr―0.3％Ｖ―0.05％Ｎの鋼材について、
いずれも熱間鍛造後熱処理し、次いで耐SCC性試
験を行いSCC発生の有無を調べた結果を表わした
ものであつて、横軸に熱処理時間を、また縦軸に
熱処理温度をとつてSCCが発生しなかつた場合を
白抜丸で、発生した場合を黒丸で示したものであ
る。Cr濃度が５％と前記範囲を超えた鋼材にお
いては（第３図）、900℃以下の熱処理によつて耐
SCC性が劣化し、従つてロール使用中に熱履歴を
受けて加熱された場合にSCCが発生する虞れがあ
るのに対し、Cr濃度が２％である鋼材において
は（第２図）、SCCの発生は皆無である。 ＮはＣと同様に0.2％耐力及び引張強さ等のロ
ールの強度を上昇させる。Ｎ濃度が0.05％未満で
はこの効果が少なく、また0.20％を超えた場合
は、Cr濃度が3.0％以下という条件においてはＮ
がロールの母材中に固溶せず窒化物として多量に
析出して靭性を低下させる。更にＮ濃度が0.20％
を超える溶鋼を溶製することは極めて困難であ
る。従つてＮ濃度は0.05乃至0.20％とする。 Cu及びNiはロールのオーステナイト組織を安
定化し、また耐食性を向上させ得る成分元素であ
るが、Cu又はNiの濃度がいずれも3.0％を超える
とその効果が飽和し、これ以上含有せしめるのは
経済的でない。またCu濃度とNi濃度との和が3.0
％を超えた場合は耐SCC性が劣化しSCCが発生す
るので好ましくなく、Cu＋Niは3.0％以下とす
る。結局Cu濃度又はNi濃度はいずれも3.0％以下
であり、その和も3.0％以下である必要がある。 Moはロールの耐SCC性を向上させるために有
効な成分元素であり、またロール割れ抑制上も有
益なものである。Mo濃度が0.05％未満である場
合はその効果が小さく、また2.00％を超えた場合
はその効果が飽和するので2.00％を超えて含有せ
しめることは経済的でない。結局Mo濃度は0.05
乃至2.00％とする。 Ｖ及びNbはロールの析出強化に有効な成分元
素であり、特に引張強さを上昇させることなく
0.2％耐力を著しく上昇させ得ることに特徴を有
しており、しかも耐SCC性を劣化させない。更に
0.2％耐力の上昇による伸び，絞り及び靭性の低
下の程度が低く、この点でもロールの強化に有効
である。Ｖ及びNbのいずれについても、その濃
度が0.05％未満では析出強化の効果が小さく、ま
た1.00％を超えた場合は伸び，絞り，靭性及び耐
SCC性の低下が問題となり、更に熱間加工性を劣
化させる等の難点がある。従つてＶ又はNbの濃
度はいずれも0.05乃至1.00％であることが必要で
ある。 本発明に係る連続鋳造機の非磁性サポートロー
ルは、Ｃ，Si，sol.Al，Mn，Cr，Ｎが夫々前記
した濃度範囲になるように溶製し、更にCu，Ni，
Mo，Ｖ，Nbのうち１種又は２種の成分が夫々前
記した濃度範囲にて含有されるように溶製したも
のであるが、ロールの強度，延性及び靭性をより
一層向上させるために、このような濃度範囲の鋼
素材に熱間鍛造又は熱間圧延等の熱間加工を施す
か、この熱間加工に続いて熱処理を施して製造さ
れるのが好ましい。 次に熱間加工及び熱処理の条件について説明す
る。まず熱間加工については50％以上の断面減少
率とする必要がある。けだし、断面減少率が50％
未満である場合はオーステナイト組織の微細化が
効果的に生ぜず、強度，延性及び靭性を有効に上
昇させ難いからである。また熱間加工の仕上温度
が1000℃を越える場合はオーステナイト組織が粗
大化し、同様にロールの強度等を上昇させ得ず好
ましくない。更に仕上温度が750℃未満である場
合は強度は高値であるが延性及び靭性が不足す
る。従つて熱間加工の仕上温度は750乃至1000℃
であるのが好ましい。 また熱間加工後に鋼素材に熱処理を施す場合
は、熱処理温度を550乃至1000℃とすることによ
り、ロールのオーステナイト粒内に微細な炭化物
又は窒化物を析出させてその強度を効果的に上昇
させることができる。550℃未満の又は1000℃を
超える熱処理温度ではこの効果を得難い。鋼素材
をこの熱処理温度に保持する時間は30乃至15時間
であることが必要である。けだし30分未満の場合
はロール中心部まで十分昇温させることができず
熱処理による強度上昇効果が得られないからであ
り、また15時間を超えた場合はその効果が飽和
し、逆にロールの強度が低下するからである。 次に本発明の実施例を本発明の濃度範囲にない
非磁性鋼（以下比較の非磁性鋼という）と対比し
て説明する。第１表は本発明にて規定した濃度範
囲の鋼素材イ，ロ，ハと比較の非磁性鋼ニ，ホ，
ヘについて、夫々各成分元素の濃度を示したもの
である。これらの鋼素材イ，ロ，ハ及びニ，ホ，
ヘについて、第２表「熱間鍛造条件」欄記載の如
く各条件にて熱間鍛造し、或はこの熱間鍛造の後
「熱処理」欄記載の如く熱処理を施した。そして
これら熱間鍛造し或は熱間鍛造後熱処理した鋼材
１〜１２について、いずれも0.2％耐力及び引張
強さ等の強度、伸び及び絞り等の延性、シヤルピ
ー衝撃試験における吸収エネルギによる靭性並び
に透磁率μを測定し、更に耐SCC性試験を行つて
これらの結果を第２表に記載した。なおシヤルピ
ー衝撃試験による吸収エネルギの測定において
は、上述の如く熱間鍛造等を施した鋼材に加え
て、熱間鍛造又は熱処理の後、ロール使用中に受
ける熱履歴を想定して600℃に30時間保持するこ
とにより時効処理した鋼材についても吸収エネル
ギを測定し、ロール使用後の靭性の劣化について
調査した。また「耐SCC性」欄中〇はSCCが発生
しなかつた場合、×はSCCが発生した場合である。
成分濃度，熱間鍛造条件及び熱処理条件をいずれ
も前記範囲に限定した本発明に係る鋼材１〜７
は、ロール曲げ変形に対する抵抗力の強さの指標
となる0.2％耐力及び引張強さがいずれも夫々40
Kgｆ／mm2以上及び95Kgｆ／mm2以上と曲げ変形の発
生を抑制する上で十分な強度を有しており、また
延性及び靭性についても良好であり、更に耐SCC
性試験においてもSCCの発生は皆無であつた。ま
た透磁率μも従来の非磁性鋼同様十分低値を示し
ている。更に600℃に30時間保持して時効処理し
た場合にも靭性の劣化は軽微であり、なお良好な
靭性を保持している。 これに対し成分濃度が前記範囲内にあるが（鋼
素材ロ，ハ）、熱間鍛造の仕上温度が前記範囲か
ら外れた場合は（鋼材８，９）は、鋼材の強度及
び靭性の点で問題がある。即ち鋼材８のように仕
上温度が720℃と低い場合は吸収エネルギにて示
される靭性が著しく低く、耐SCC性も劣化する。
また鋼材９のように仕上温度が1010℃と高い場合
は0.2％耐力が著しく低く、ロールの曲げ変形に
対する抵抗力が低い。 一方比較の非磁性鋼の成分濃度を有する鋼素材
ニ，ホ，ヘは、鋼素材ニについてはCu＋Niが3.0
％を超えるため、鋼素材ニの組成を有する鋼材を
前記範囲の条件で熱間鍛造した場合（鋼材１０）
でも、耐SCC性が低く耐SCC性試験においてSCC
が発生した。また鋼素材ホについてはCr濃度が
高いため、これを熱間鍛造及び熱処理して得た鋼
材１１も耐SCC性が低くSCCの発生を抑制できな
かつた。更に鋼素材ヘはＣ濃度が高くMn濃度が
低いため、鋼素材ヘに係る鋼材１２は靭性が著し
く低く、更にまた600℃の時効処理による靭性の
劣化も極めて大きいのに加え、耐SCC性も低かつ
た。 以上詳述した如く本発明に係る連続鋳造機の非
磁性サポートロールは、Ｃ，Si，sol.Al，Mn，
Cr，Ｎ，Cu，Ni，Mo，Ｖ，Nb等の各成分の濃
度を主として強度，延性，靭性，耐SCC性及び透
磁率の点から検討して限定し、熱間加工条件及び
熱処理条件を同様に検討し最適な条件を設定して
製造されるものであるから、サポートロールとし
ての十分な強度と延性，靭性とを
し、特に鋳片の品質改善のために鋳片に電磁撹拌
を施す際に、電磁力を鋳片に有効に付与し得強い
撹拌力を得ることができる連続鋳造機の非磁性サ
ポートロール及びその製造方法を提案するもので
ある。 連続鋳造においては取鍋からタンデイツシユへ
注入された溶鋼は、通常複数の鋳型へ分配供給さ
れ、鋳型で冷却されて周囲に凝固殻が成長した鋳
片は内部に未凝固溶鋼を残留させたまま鋳型に続
くサポートロール群に引抜かれ、サポートロール
間を通過する間にサポートロール群に介在配設さ
れたスプレーノズルから水冷却を受けて完全に凝
固する。而して溶鋼が鋳型に注入されてから完全
に凝固する迄に鋳片が移動する距離、即ち鋳型内
湯面からサポートロール群における完全凝固点に
至る距離は10〜15ｍにも達するため未凝固溶鋼領
域が極めて細長く伸び、このため鋳片内部、特に
中心部に中心偏析、軸心割れ等の品質欠陥を発生
させる。これを改善すべく開発されたのが電磁撹
拌技術であり、これはサポートロール群における
その上流側の鋳型側端と下流側の鋳片の完全凝固
点との間の適宜位置に電磁コイルを鋳片側面に臨
ませて配設し、鋳片内の未凝固溶鋼に鋳片側面に
沿う水平方向又は垂直方向への電磁力を与えてこ
れを撹拌し、鋳片中心部の凝固組織改善及び中心
偏析，軸心割れ等の軽減を図るものである。 この電磁撹拌を効果的に行うためには、電磁コ
イル設置位置近傍のロールの材質を非磁性として
電磁力がロールに遮断されず鋳片内未凝固溶鋼に
有効に与えられるようにする必要があるが、従来
の非磁性の鋼素材（以下非磁性鋼という）を使用
してサポートロールを構成した場合は以下に示す
如き難点がある。非磁性鋼の変態組織はオーステ
ナイトであるが、この組織の鋼素材は一般に降伏
点が低く鋳塊のままロールに加工すると操業中に
ロールが曲げ変形し、ロールサポートが不能とな
り操業が不可能となる事態が発生する。鋼素材を
高強度化する方法として冷間加工を施す方法があ
るが、これは大断面のロールには適用できない。
また析出強化させた鋼素材としてASTM規格の
Ａ―286があるが、これはNiを多量に含有さたも
のであつて極めて高価であり、実用的ではない。 またオーステナイト組織の鋼素材は塩素イオン
を多量に含有する工業用水中では応力腐食割れ
（所謂SCC）が発生しやすい。これは鋳片冷却用
のスプレー冷却水に曝される雰囲気下で使用され
るサポートロールとしては極めて不都合であり、
更に前述の高強度化によつてSCC感受性が高まつ
ているのに加えて、鋳片熱塊に接してロール表面
温度が上昇し、SCCに対してより一層鋭敏化する
という難点がある。更にまたこの鋼素材はサポー
トロールとして使用する過程で炭化物が粒界に析
出して靭性が低下し、鋳片との接触による熱応力
を受けて割れが発生する虞れがある。更にオース
テナイト組織の鋼素材は熱伝導度が低く、しかも
熱膨張係数が高いので、同一の熱履歴により発生
する熱応力は非オーステナイト組織の鋼素材に比
して大きくこの点でも不利である。 このように従来の非磁性鋼によるロールは種々
の難点を有するので電磁コイル設置位置近傍のサ
ポートロールとしては使用できないため、やむを
得ず他の部分のサポートロール同様、焼もどしマ
ルテンサイト組織又はフエライト組織を有する強
磁性のロールを使用することとせざるを得ず、従
つて電磁力がロールに遮断されて鋳片内未凝固溶
鋼に対する十分な撹拌力が得られないため、品質
改善効果が低く、また電磁力を鋳片に付与するた
めに強大な電力を必要とする等の不都合があつ
た。 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
つて、鋳片のサポートのために十分な強度を有
し、耐SCC性が高く強靭性であり鋳片に強い電磁
撹拌力を付与し得る連続鋳造機非磁性サポートロ
ール及びその製造方法を提供することを目的とす
る。 本発明に係る非磁性ロールは、Ｃ：0.30乃至
0.50％、Si：1.00％以下、sol.Al：0.05％以下、
Mn：17.0乃至25.0％、Cr：3.0％以下、Ｎ：0.05
乃至0.20％、Mo：0.05乃至2.00％を含有し、更に
Ｖ：0.05乃至1.00％、Nb：0.05乃至1.00％、Cu：
3.0％以下、Ni：3.0％以下、但しCu＋Ni≦3.0％
のうち１種又は２種以上の成分を含有し、残部が
Fe及び不可避的不純物である鋼からなることを
特徴とする。また本発明に係る連続鋳造機の非磁
性サポートロールの製造方法は、上記濃度範囲の
鋼素材を、断面減少率50％以上で熱間加工する
か、又は断面減少率50％以上で熱間加工した後、
550乃至1000℃に30分乃至15時間保持して熱処理
することを特徴とする。 以下本発明方法を具体的に説明する。鋳片を支
持するためのサポートロール用の鋼材としてロー
ルに曲げ変形が起きないように十分な強度を具有
させるためには、0.2％耐力が30Kgｆ／mm2以上、
好ましくは40Kgｆ／mm2以上、また引張強さが90Kg
ｆ／mm2以上であることが必要である。本発明に係
る連続鋳造機の非磁性サポートロールは後述する
如くＣ，Ｎによる固溶強化及び析出強化を図り、
またＶとNbを含有させることにより両成分元素
による析出強化を図り、更に熱間加工及び熱処理
の条件を適切に設定することによつてNiの多量
配合の如き対応をとることなく経済的に降伏応
力，0.2％耐力及び引張強さ等のロールの強度を
高めたものである。またSCCの発生を防止し、ロ
ール使用時の熱履歴による耐SCC性の劣化を抑制
すべく、Mn濃度及びCu濃度を限定し、更にCu
＋Ni濃度を限定して耐SCC性を高めたものであ
る。更に耐SCC性の劣化を抑制しつつＣ，Ｎ及び
Mnを多量添加してオーステナイト組織の安定化
を図り、これによりロールを非磁性としたもので
ある。更にまた鋼素材を比較的低い仕上温度で熱
間加工することにより、ロールの延性及び靭性を
損うことなくその強度の上昇を図り、また熱間加
工後の熱処理条件を適切に設定してＶ及びNbに
よる析出強化を図り、従来の如き冷間加工による
ロールの強化を回避して経済的に高強度，高靭性
及び高延性を得たものである。 以下前記したように各成分の濃度範囲を限定し
た理由について説明する。 Ｃは主としてロールの強度確保のために必要な
成分元素である。而してＣ濃度が0.50％を超えた
場合は、0.2％耐力等の強度は上昇するが伸び及
び絞り等の延性並びにシヤルピー試験にて測定さ
れる吸収エネルギ等により表わされる靭性が低下
するため好ましくなく、またＣ濃度が0.30％未満
である場合は、十分な強度が得られないのに加え
て透磁率が上昇するため好ましくない。従つてＣ
濃度は0.30乃至0.50％であることが必要である。 Si及びAlは脱酸剤として精錬の過程で溶鋼中
に添加されるが、Si濃度又はsol.Al濃度が夫々
1.00％又は0.050％を超えて添加してもその脱酸
効果は飽和し、逆に非金属介在物が増加してロー
ルの清浄度を悪化させ靭性を低下させるため、Si
濃度及びsol.Al濃度は夫々1.00％以下及び0.050％
以下とする。 Mnはオーステナイト組織の安定化に有効な成
分元素であり、ロールを非磁性にするために必要
なものである。透磁率μを十分低値にするために
はMn濃度は17.0％以上必要であるが、17.0％未
満である場合は透磁率μが高くなる外鋼材の延性
及び靭性も劣化する。またMn濃度の上限値は
25.0％とする。けだしMn濃度が25.0％を超える
と耐SCC性が劣化するからである。第１図は横軸
にMn濃度をとり、また縦軸にCr濃度をとつて、
各Mn濃度及びCr濃度の鋼材について耐SCC性試
験を行つた場合にSCCが発生したものを黒丸及び
黒三角で、またSCCが発生しなかつたものを白抜
丸及び白抜三角で表したものである。この鋼材の
Ｃ濃度は0.30〜0.50％、Ｎ濃度は0.05〜0.2％、Ｖ
は0.3％であつて、図中白抜丸及び黒丸は熱間鍛
造のみ行つたもの、また白抜三角及び黒三角は熱
間鍛造後650℃にて10時間保持して時効処理した
ものについての結果である。耐SCC性試験は上記
鋼材をＵ字型に曲げた状態で塩素イオンを
500ppm含有する50℃の水溶液中に１カ月間（720
時間）浸漬して行つた。図から明らかなように
Mn濃度が25.0％を超えた場合はCr濃度に拘らず
SCCが発生する。従つてMn濃度は17.0乃至25.0
％であることが必要である。 Crはロールの固溶強化に有効な成分元素であ
り、その強度を上昇させるべく配合されるが、第
１図から明らかなようにCr濃度が3.0％を超えた
場合はMn濃度に拘らずSCCが発生するので好ま
しくなく、Cr濃度は3.0％以下であることが必要
である。このようにＣ及びＮの濃度が前記範囲で
ある場合において、Mn濃度を17.0乃至25.0％、
Cr濃度を3.0％以下としたときは熱間加工条件及
び熱処理条件の如何によらずSCCの発生は抑制で
き、またロールが使用中に熱履歴を受けた場合で
もSCCの発生は抑制でき、またロールが使用中に
熱履歴を受けた場合でもSCCが発生することはな
い。第２図及び第３図は夫々0.4％Ｃ―18％Mn―
２％Cr―0.3％Ｖ―0.05％Ｎ及び0.4％Ｃ―18％Mn
―５％Cr―0.3％Ｖ―0.05％Ｎの鋼材について、
いずれも熱間鍛造後熱処理し、次いで耐SCC性試
験を行いSCC発生の有無を調べた結果を表わした
ものであつて、横軸に熱処理時間を、また縦軸に
熱処理温度をとつてSCCが発生しなかつた場合を
白抜丸で、発生した場合を黒丸で示したものであ
る。Cr濃度が５％と前記範囲を超えた鋼材にお
いては（第３図）、900℃以下の熱処理によつて耐
SCC性が劣化し、従つてロール使用中に熱履歴を
受けて加熱された場合にSCCが発生する虞れがあ
るのに対し、Cr濃度が２％である鋼材において
は（第２図）、SCCの発生は皆無である。 ＮはＣと同様に0.2％耐力及び引張強さ等のロ
ールの強度を上昇させる。Ｎ濃度が0.05％未満で
はこの効果が少なく、また0.20％を超えた場合
は、Cr濃度が3.0％以下という条件においてはＮ
がロールの母材中に固溶せず窒化物として多量に
析出して靭性を低下させる。更にＮ濃度が0.20％
を超える溶鋼を溶製することは極めて困難であ
る。従つてＮ濃度は0.05乃至0.20％とする。 Cu及びNiはロールのオーステナイト組織を安
定化し、また耐食性を向上させ得る成分元素であ
るが、Cu又はNiの濃度がいずれも3.0％を超える
とその効果が飽和し、これ以上含有せしめるのは
経済的でない。またCu濃度とNi濃度との和が3.0
％を超えた場合は耐SCC性が劣化しSCCが発生す
るので好ましくなく、Cu＋Niは3.0％以下とす
る。結局Cu濃度又はNi濃度はいずれも3.0％以下
であり、その和も3.0％以下である必要がある。 Moはロールの耐SCC性を向上させるために有
効な成分元素であり、またロール割れ抑制上も有
益なものである。Mo濃度が0.05％未満である場
合はその効果が小さく、また2.00％を超えた場合
はその効果が飽和するので2.00％を超えて含有せ
しめることは経済的でない。結局Mo濃度は0.05
乃至2.00％とする。 Ｖ及びNbはロールの析出強化に有効な成分元
素であり、特に引張強さを上昇させることなく
0.2％耐力を著しく上昇させ得ることに特徴を有
しており、しかも耐SCC性を劣化させない。更に
0.2％耐力の上昇による伸び，絞り及び靭性の低
下の程度が低く、この点でもロールの強化に有効
である。Ｖ及びNbのいずれについても、その濃
度が0.05％未満では析出強化の効果が小さく、ま
た1.00％を超えた場合は伸び，絞り，靭性及び耐
SCC性の低下が問題となり、更に熱間加工性を劣
化させる等の難点がある。従つてＶ又はNbの濃
度はいずれも0.05乃至1.00％であることが必要で
ある。 本発明に係る連続鋳造機の非磁性サポートロー
ルは、Ｃ，Si，sol.Al，Mn，Cr，Ｎが夫々前記
した濃度範囲になるように溶製し、更にCu，Ni，
Mo，Ｖ，Nbのうち１種又は２種の成分が夫々前
記した濃度範囲にて含有されるように溶製したも
のであるが、ロールの強度，延性及び靭性をより
一層向上させるために、このような濃度範囲の鋼
素材に熱間鍛造又は熱間圧延等の熱間加工を施す
か、この熱間加工に続いて熱処理を施して製造さ
れるのが好ましい。 次に熱間加工及び熱処理の条件について説明す
る。まず熱間加工については50％以上の断面減少
率とする必要がある。けだし、断面減少率が50％
未満である場合はオーステナイト組織の微細化が
効果的に生ぜず、強度，延性及び靭性を有効に上
昇させ難いからである。また熱間加工の仕上温度
が1000℃を越える場合はオーステナイト組織が粗
大化し、同様にロールの強度等を上昇させ得ず好
ましくない。更に仕上温度が750℃未満である場
合は強度は高値であるが延性及び靭性が不足す
る。従つて熱間加工の仕上温度は750乃至1000℃
であるのが好ましい。 また熱間加工後に鋼素材に熱処理を施す場合
は、熱処理温度を550乃至1000℃とすることによ
り、ロールのオーステナイト粒内に微細な炭化物
又は窒化物を析出させてその強度を効果的に上昇
させることができる。550℃未満の又は1000℃を
超える熱処理温度ではこの効果を得難い。鋼素材
をこの熱処理温度に保持する時間は30乃至15時間
であることが必要である。けだし30分未満の場合
はロール中心部まで十分昇温させることができず
熱処理による強度上昇効果が得られないからであ
り、また15時間を超えた場合はその効果が飽和
し、逆にロールの強度が低下するからである。 次に本発明の実施例を本発明の濃度範囲にない
非磁性鋼（以下比較の非磁性鋼という）と対比し
て説明する。第１表は本発明にて規定した濃度範
囲の鋼素材イ，ロ，ハと比較の非磁性鋼ニ，ホ，
ヘについて、夫々各成分元素の濃度を示したもの
である。これらの鋼素材イ，ロ，ハ及びニ，ホ，
ヘについて、第２表「熱間鍛造条件」欄記載の如
く各条件にて熱間鍛造し、或はこの熱間鍛造の後
「熱処理」欄記載の如く熱処理を施した。そして
これら熱間鍛造し或は熱間鍛造後熱処理した鋼材
１〜１２について、いずれも0.2％耐力及び引張
強さ等の強度、伸び及び絞り等の延性、シヤルピ
ー衝撃試験における吸収エネルギによる靭性並び
に透磁率μを測定し、更に耐SCC性試験を行つて
これらの結果を第２表に記載した。なおシヤルピ
ー衝撃試験による吸収エネルギの測定において
は、上述の如く熱間鍛造等を施した鋼材に加え
て、熱間鍛造又は熱処理の後、ロール使用中に受
ける熱履歴を想定して600℃に30時間保持するこ
とにより時効処理した鋼材についても吸収エネル
ギを測定し、ロール使用後の靭性の劣化について
調査した。また「耐SCC性」欄中〇はSCCが発生
しなかつた場合、×はSCCが発生した場合である。
成分濃度，熱間鍛造条件及び熱処理条件をいずれ
も前記範囲に限定した本発明に係る鋼材１〜７
は、ロール曲げ変形に対する抵抗力の強さの指標
となる0.2％耐力及び引張強さがいずれも夫々40
Kgｆ／mm2以上及び95Kgｆ／mm2以上と曲げ変形の発
生を抑制する上で十分な強度を有しており、また
延性及び靭性についても良好であり、更に耐SCC
性試験においてもSCCの発生は皆無であつた。ま
た透磁率μも従来の非磁性鋼同様十分低値を示し
ている。更に600℃に30時間保持して時効処理し
た場合にも靭性の劣化は軽微であり、なお良好な
靭性を保持している。 これに対し成分濃度が前記範囲内にあるが（鋼
素材ロ，ハ）、熱間鍛造の仕上温度が前記範囲か
ら外れた場合は（鋼材８，９）は、鋼材の強度及
び靭性の点で問題がある。即ち鋼材８のように仕
上温度が720℃と低い場合は吸収エネルギにて示
される靭性が著しく低く、耐SCC性も劣化する。
また鋼材９のように仕上温度が1010℃と高い場合
は0.2％耐力が著しく低く、ロールの曲げ変形に
対する抵抗力が低い。 一方比較の非磁性鋼の成分濃度を有する鋼素材
ニ，ホ，ヘは、鋼素材ニについてはCu＋Niが3.0
％を超えるため、鋼素材ニの組成を有する鋼材を
前記範囲の条件で熱間鍛造した場合（鋼材１０）
でも、耐SCC性が低く耐SCC性試験においてSCC
が発生した。また鋼素材ホについてはCr濃度が
高いため、これを熱間鍛造及び熱処理して得た鋼
材１１も耐SCC性が低くSCCの発生を抑制できな
かつた。更に鋼素材ヘはＣ濃度が高くMn濃度が
低いため、鋼素材ヘに係る鋼材１２は靭性が著し
く低く、更にまた600℃の時効処理による靭性の
劣化も極めて大きいのに加え、耐SCC性も低かつ
た。 以上詳述した如く本発明に係る連続鋳造機の非
磁性サポートロールは、Ｃ，Si，sol.Al，Mn，
Cr，Ｎ，Cu，Ni，Mo，Ｖ，Nb等の各成分の濃
度を主として強度，延性，靭性，耐SCC性及び透
磁率の点から検討して限定し、熱間加工条件及び
熱処理条件を同様に検討し最適な条件を設定して
製造されるものであるから、サポートロールとし
ての十分な強度と延性，靭性とを
【表】
−は含有せず 単位は重量％
【表】
↑は上欄と同値 ○は割れ無 ×は割れ発生 −は
処理せず
有し、しかもロール使用中における靭性劣化が少
く、また耐SCC性が高く、更に透磁率が極めて低
く電磁コイルの電磁力を鋳片内溶鋼の撹拌に有効
に寄与させ得て内部品質が優れた鋳片を製造させ
得る等、本発明は電磁撹拌操業用の連続鋳造機の
非磁性サポートロールの製造に優れた効果を奏す
るものである。
処理せず
有し、しかもロール使用中における靭性劣化が少
く、また耐SCC性が高く、更に透磁率が極めて低
く電磁コイルの電磁力を鋳片内溶鋼の撹拌に有効
に寄与させ得て内部品質が優れた鋳片を製造させ
得る等、本発明は電磁撹拌操業用の連続鋳造機の
非磁性サポートロールの製造に優れた効果を奏す
るものである。
第１図はMn濃度及びCr濃度と耐SCC性との関
係を示すグラフ、第２図はCr濃度が２％である
場合の、第３図はCr濃度が５％である場合のい
ずれも熱処理と耐SCC性との関係を示すグラフで
ある。
係を示すグラフ、第２図はCr濃度が２％である
場合の、第３図はCr濃度が５％である場合のい
ずれも熱処理と耐SCC性との関係を示すグラフで
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.30乃至0.50％、Si：1.00％以下、sol.
Al：0.05％以下、Mn：17.0乃至25.0％、Cr：3.0
％以下、Ｎ：0.05乃至0.20％、Mo：0.05乃至2.00
％ を含有し、更に Ｖ：0.05乃至1.00％、Nb：0.05乃至1.00％、
Cu：3.0％以下、Ni：3.0％以下 但しCu＋Ni≦3.0％ のうち１種又は２種以上の成分を含有し、残部が
Fe及び不可避的不純物である鋼からなることを
特徴とする連続鋳造機の非磁性サポートロール。 ２ Ｃ：0.30乃至0.50％、Si：1.00％以下、sol.
Al：0.05％以下、Mn：17.0乃至25.0％、Cr：3.0
％以下、Ｎ：0.05乃至0.20％、Mo：0.05乃至2.00
％ を含有し、更に Ｖ：0.05乃至1.00％、Nb：0.05乃至1.00％、
Cu：3.0％以下、Ni：3.0％以下 但しCu＋Ni≦3.0％ のうち１種又は２種以上の成分を含有し、残部が
Fe及び不可避的不純物である鋼素材を、断面減
少率50％以上で熱間加工することを特徴とする連
続鋳造機の非磁性サポートロールの製造方法。 ３ Ｃ：0.30乃至0.50％、Si：1.00％以下、sol.
Al：0.05％以下、Mn：17.0乃至25.0％、Cr：3.0
％以下、Ｎ：0.05乃至0.20％、Mo：0.05乃至2.00
％ を含有し、更に Ｖ：0.05乃至1.00％、Nb：0.05乃至1.00％、
Cu：3.0％以下、Ni：3.0％以下 但しCu＋Ni≦3.0％ のうち１種又は２種以上の成分を含有し、残部が
Fe及び不可避的不純物である鋼素材を、断面減
少率50％以上で熱間加工し、次いで550乃至1000
℃に30分乃至15時間保持して熱処理することを特
徴とする連続鋳造機の非磁性サポートロールの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56036787A JPS57152445A (en) | 1981-03-13 | 1981-03-13 | Nonmagnetic roll and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56036787A JPS57152445A (en) | 1981-03-13 | 1981-03-13 | Nonmagnetic roll and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57152445A JPS57152445A (en) | 1982-09-20 |
| JPS6364516B2 true JPS6364516B2 (ja) | 1988-12-12 |
Family
ID=12479486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56036787A Granted JPS57152445A (en) | 1981-03-13 | 1981-03-13 | Nonmagnetic roll and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57152445A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020179862A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | Ｓｏｃｉａｌ Ｇｏｏｄ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ株式会社 | プログラム、情報処理方法及び情報処理装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150823A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-11 | Hitachi Ltd | 液晶表示装置 |
| JPH07107187B2 (ja) * | 1990-10-15 | 1995-11-15 | 新日本製鐵株式会社 | 応力腐食割れ感受性の小さい高Ｍｎ非磁性鋼 |
| CN105772665B (zh) * | 2016-03-23 | 2018-03-16 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 350㎜直径的34CrMo圆管钢坯及其炼制方法 |
Citations (1)
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| JPS5481118A (en) * | 1977-12-12 | 1979-06-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Nonmagnetic steel excellent in mechanical properties |
-
1981
- 1981-03-13 JP JP56036787A patent/JPS57152445A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020179862A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | Ｓｏｃｉａｌ Ｇｏｏｄ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ株式会社 | プログラム、情報処理方法及び情報処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57152445A (en) | 1982-09-20 |
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