KR860000754B1

KR860000754B1 - Roll

Info

Publication number: KR860000754B1
Application number: KR1019840005404A
Authority: KR
Inventors: 히사가쓰 니시하라; 아라다 요시미쓰; 요시아끼 야마가미
Original assignee: 구보다 댁고오 가부시기가이샤; 히로 게이다로오
Priority date: 1984-09-01
Filing date: 1984-09-01
Publication date: 1986-06-18
Also published as: KR850002764A

Abstract

The fabricated roll is used as a pinch roll and a guide roll for a continuous casting of slab. The roll axis(2) is made of steel and the sleeve(6) is made of low alloy steel of Cr-Mo system. The compositions of a sleeve are as follows; C:below 0.2%, Si:0.1-2.0%, Mn:0.1-2.0%, Cr:10-14%, N:0.02-0.20%, C+N:0.03-0.35%, Ni:0.1-5.0%, Mo:0.1-2.0%, V:0.01-0.3%, W:0.1-2.0%, Fe: the balance.

Description

Prefabricated Roll for High Temperature

제1도는 본 발명에 관한 롤의 일부 파단 정면도.1 is a partially broken front view of a roll according to the present invention.

제2도는 본 발명에 관한 다른 실시예의 슬리브의 일부 파단 정면도.2 is a partially broken front view of a sleeve of another embodiment according to the present invention.

제3(a)도는 슬리브의 연속 주조시슬리브 표면의 온도 분포도.3 (a) is a temperature distribution diagram of the sleeve surface during continuous casting of the sleeve.

제3(b)도는 슬리브의 연속 주조시 상황을 나타낸 정면도.3 (b) is a front view showing the situation in the continuous casting of the sleeve.

제4도는 온도 분포에 대응하여서 상정(想定)되는 이상적인 롤축의 일부 파단 정면도.4 is a partially broken front view of an ideal roll axis assumed in response to a temperature distribution.

제5도는 실제 사용한 롤축에 치수를 기입한 도면.FIG. 5 is a drawing in which dimensions are applied to actual roll axes used. FIG.

제6도는 종래예의 슬리브의 일부 파단 정면도.6 is a partially broken front view of a sleeve of the prior art.

제7도는 제6도의 일부 확대도.7 is a partially enlarged view of FIG.

제8도는 종래예의 솔리드롤의 일부 파단 정면도.8 is a partially broken front view of a solid roll of a conventional example.

본발명은 슬라브(Slab)연속 주조용의 핀치롤, 가이드롤등에 사용되는 조립실롤에 관한 것이다.The present invention relates to an assembly seal roll used in pinch rolls, guide rolls, etc. for slab continuous casting.

종래, 이러한 종류의 롤로서 사용되고 있는 것은 제6도에 표시하는 바와같은 슬리브롤과 제8도에 표시하는 바와같은 솔리드롤로 크게 나누어진다.Conventionally, what is used as this kind of roll is divided roughly into the sleeve roll as shown in FIG. 6, and the solid roll as shown in FIG.

슬리브롤은 롤축(2)의 외주에 나선형 수내홈(4)을 설치하고 그 위에 슬리브(6)를 끼워 넣어서 한쪽끝을 용접 고정(8)에 의하여 일체화한 것이다.The sleeve roll is formed by installing a spiral inner groove 4 on the outer circumference of the roll shaft 2 and sandwiching the sleeve 6 thereon to integrate one end by welding fixing 8.

롤축(2)은 보통강(鋼)으로서 형성되고, 슬리브(6)는 Cr-Mo계(系) 저합금 강으로서 형성되는 것이 보통이다.The roll shaft 2 is usually formed as ordinary steel, and the sleeve 6 is usually formed as Cr-Mo series low alloy steel.

한편 솔리드롤(10)은 롤 전체가 Cr-Mo 계 저합금 강으로서 형성되며, 주로 그 단조품이 사용되어서 축중심부에 냉각수 구멍(12)을 보유하고 있다.On the other hand, in the solid roll 10, the whole roll is formed as Cr-Mo type low alloy steel, and the forging is mainly used, and has the cooling water hole 12 in the shaft center part.

그런데, 상기와 같은 종래롤에 있어서는 구조적으로도 재질적으로도 다음과 같은 결점이 있다.By the way, in the conventional roll as described above, the following drawbacks are also structurally and materially.

즉, 슬리브롤에서는 제6도에 표시하는 바와 같이 슬리브 내면은 수냉되고 외면은 고온 슬라브와 접촉하여 그 온도 변화가 크게 되며, 발생하는 열응력에 의한 균열의 발생, 진전이 현저하게 되어서 그 결과 수명이 단축되는 일이 많았다.That is, in the sleeve roll, as shown in FIG. 6, the inner surface of the sleeve is cooled with water and the outer surface is in contact with the hot slab, and the temperature change is large. This was often shortened.

또 롤에 걸리는 힘에 의하여 굽힘응력도 커지는데, 이 경우 슬리브(6)와 롤축(2)이 전체길이에 걸쳐서 밀착 상태로 있으면 굽힘응력의 집중이 좀처럼 일어나지 않으나, 실제로는 그 나선형 홈의 볼록부(14)와 슬리브 내면은 접촉해 있지 않고, 또 장시간의 사용으로서 볼록부(14)가 부식을 받아서 그 간극이 다시 크게 되는 경향이 있으며, 이 간극이 크게 되면 슬리브(6)의 축방향 중앙부에 응력 집중을 일으키고, 슬리브(6)에 균열이 발생하여 그것이 조기에 진전하여서 결국에는 파단을 일으켜 냉각수가 분출되는 사고가 발생한다.In addition, the bending stress is also increased by the force applied to the roll. In this case, if the sleeve 6 and the roll shaft 2 are in close contact with each other over the entire length, concentration of bending stress rarely occurs, but in reality, the convex portion of the spiral groove ( 14) and the inner surface of the sleeve are not in contact with each other, and the protruding portion 14 is corroded due to corrosion for a long time, and the gap tends to become large again, and when the gap is increased, the stress in the axial center portion of the sleeve 6 is increased. Concentration occurs, and cracks occur in the sleeve 6, which leads to premature advancement and eventually breakage, resulting in the ejection of the coolant.

이 경우 물론 연속 주조작업은 할수 없이 중단된다.In this case, of course, the continuous casting operation can not be stopped.

그래서 또 이러한 종류의 슬리브롤에서는 사용중에 그 나선형 수냉홈(4)에 부식 생성물이나 물때등이 퇴적되어서 냉각수가 흐르지 못하는 일도 일어나기 쉽고, 이 경우에는 슬리브(6)의 자유단(自由端)과 롤축(2)과의 사이에 설치한 누수방지용 링(7)에서 냉각수가 분출되거나, 슬리브(6)의 온도가 상승되는 등의 문제를 가져온다.Therefore, in this type of sleeve roll, corrosion products or scales are deposited in the spiral water cooling groove 4 during use, and thus, it is easy to prevent the cooling water from flowing. In this case, the free end of the sleeve 6 and the roll shaft The cooling water is ejected from the leakage preventing ring 7 provided between (2) and the temperature of the sleeve 6 is raised.

한편, 솔리드롤의 경우에는 그 표면이 고온 슬라브와 접촉하여서 가열되고, 다음의 순간에는 수냉된다는 가혹한 반복의 가열-냉각을 받기 때문에 열균열이 발생하며, 그 균열된 곳에 굽힘응력이 집중되면 균열이 급속하게 진전하여서 결국에는 롤 파손사고를 일으키고, 역시 연속주조작업이 할수 없이 중단되는 일이 많은 결점이 있었다. 거기서, 보다 내열균열성이 우수한 고급재료를 사용하는 것도 제안되나, 이 경우에는 롤 전체를 고급 재료로 형성하지 않으면 안되고, 채산적으로는 맞지 않는 것으로 된다.On the other hand, in the case of a solid roll, thermal cracking occurs because the surface is heated in contact with the hot slab and subjected to a severe repetitive heating-cooling that is water-cooled at the next moment, and cracking occurs when the bending stress is concentrated in the cracked area. There were many drawbacks of rapid progress, eventually leading to roll breakage, and continuous interruption of the continuous casting operation. It is also proposed to use a higher quality material having better heat cracking resistance, but in this case, the entire roll must be formed of a high quality material, which is not profitable.

또 롤 재료특성을 높이기 위해서는 담금질, 템퍼링 처리를 행하지 않으면 안되나 이 경우에는 롤 전체에 이 열처리를 하는 것이 곤란하여서 충분한 재료특성을 확보하지 못한다는 것이 현재의 실정이다.In order to improve the roll material properties, quenching and tempering treatments must be performed. In this case, however, it is difficult to perform this heat treatment on the entire roll, and the current situation is that sufficient material properties cannot be secured.

종래 롤은 이상과 같은 주로 구성상의 문제외에도 롤 재료에 대해서도 개선할 점이 있다.Conventional rolls have an improvement on the roll material in addition to the above-described mainly configuration problems.

즉, 상기한 슬리브 롤 또는 솔리드롤에서는 그 슬리브 또는 롤전체에 Cr-Mo 계 저합금강(예컨대 1%Cr-0.3%Mo강)이 주로 사용되고 있으나, 이것은 보통강에 비교하면 보다 우수한 롤 재질이기는 하나, 이러한 종류의 연속 주조 롤에 요구되는 특성 특히, 내열 균열성의 관점에 대해서 보면 아직 불충분한 것이다.That is, in the sleeve roll or the solid roll, Cr-Mo-based low alloy steel (for example, 1% Cr-0.3% Mo steel) is mainly used for the sleeve or the entire roll, but this is a better roll material than the ordinary steel. In view of the properties required for this type of continuous casting roll, in particular, the heat cracking resistance point is still insufficient.

이상과 같은 결점 내지 문제점에 비추어, 본발명은 롤 재료와 롤 구조의 양면에서 고온용 롤의 사용 수명을 연장할수 있는 새로운 조립식 롤을 제공하는 것으로서, 슬리브는 다음의 합금 조성을 보유하고 있다.In view of the above drawbacks or problems, the present invention provides a new prefabricated roll which can extend the service life of the hot roll on both sides of the roll material and the roll structure, and the sleeve has the following alloy composition.

C : 0.2 이하(중량% 이하 같음), Si : 0.1-2.0%, Mn : 0.1-2.0, Cr : 10-14% N : 0.02-0.20% 및 C+N : 0.03-0.35% 이외에, Ni : 0.1-5.0%, Mo : 0.1-2.0%, V : 0.01-0.3%, W : 0.1-0.2% 중 1종류 또는 2종류 이상을 포함하고, 나머지 부분은 실질적으로 Fe라는 성분을 보유하는 고온용 조립식롤을 제공하는 것을 목적으로 한다.Ni: 0.1 other than C: 0.2 or less (equivalent to the weight percent or less), Si: 0.1-2.0%, Mn: 0.1-2.0, Cr: 10-14% N: 0.02-0.20% and C + N: 0.03-0.35% Prefabricated roll for high temperature containing one or two or more of -5.0%, Mo: 0.1-2.0%, V: 0.01-0.3%, W: 0.1-0.2%, and the remaining part substantially contains Fe The purpose is to provide.

본 발명 합금은 슬라브 연속주조 롤용 합금으로서 특히 우수한 성질을 발휘하도록 상기와 같이 구성한 것이며, 그 각성분 범위의 한정이유에 대해서는 이하에서 설명한다.The alloy of the present invention is configured as described above to exhibit particularly excellent properties as an alloy for slab continuous casting rolls, and the reason for limitation of each component range will be described below.

즉, 본발명의 롤은 그 롤구조상, 뒤에서 설명하는 바와같이 그 부하 응력이 오직 롤축에 의해서 충분히 견디어 내도록 연구해서 설계된 것이기 때문에 슬리브에 요구되는 최대의 요인은 반복의 가열, 냉각을 받아도 열균열이 쉽게 발생되지 않는 것이다.In other words, the roll of the present invention is designed by studying the roll structure so that the load stress is sufficiently endured only by the roll shaft, as described later. Therefore, the maximum factor required for the sleeve is that the thermal crack is not affected by repeated heating and cooling. It is not easy to occur.

또 롤표면은 고온 슬라브와 접촉하여 고온 산화도 받게됨과 아울러 냉각수에 의한 물의 부식도 겹치며, 이들의 요인도 중요한 요인으로서 합금 조성은 특히, 이러한 점에 의거해서 선정된다.In addition, the surface of the roll is subjected to high temperature oxidation in contact with the hot slab, and the corrosion of water by the cooling water also overlaps, and these factors are also important factors. The alloy composition is selected in particular based on this point.

C는 내열균열성의 관점에서 볼 때는 낮을수록 바람직하나, 통상의 대기용해에서는 0.01% 이하로 하는 것은 곤란하다.C is preferably lower from the viewpoint of thermal crack resistance, but it is difficult to make it 0.01% or less in normal atmospheric dissolution.

C가 높게되면 강도가 경도가 증대되고, 부하하중의 지지력이 강화되거나 내마모성이 향상된다는 잇점이 있기는 하나, 인성(靭性)이 저하됨과 아울러 내열균열성이 현저하게 저하되어서 바람직하지 않아 그 상한치를 0.2%로 한다.If C is high, the strength is increased, the bearing capacity of the load is enhanced or the wear resistance is improved. However, the toughness is lowered and the thermal crack resistance is significantly lowered. 0.2%.

Si, Mn은 모두 탈산(脫酸)원소로서 작용하고 0.1% 정도는 필연적으로 포함되는 것이나, 2.0%이상 첨가해도 그 효과가 없으며, 특히 Si의 경우에서는 인성저하를 초래하여 유해하므로, 이들 모두는 0.1-2.0%가 적당한 범위이다.Both Si and Mn act as deoxidation elements and are inevitably included in an amount of about 0.1%, but addition of 2.0% or more does not have an effect, and in particular, in the case of Si, they cause deterioration of toughness and are harmful. 0.1-2.0% is a suitable range.

Cr은 본발명의 슬리브 합금에 있어서 가장 유효한 원소이다.Cr is the most effective element in the sleeve alloy of the present invention.

내열성, 내식성 및 내열균열성 이라는 중요한 3요인을 동시에 만족시키기 위해서는 10% 이상의 Cr를 포함하는 것이 필요하다.It is necessary to contain more than 10% Cr in order to simultaneously satisfy the three important factors of heat resistance, corrosion resistance and thermal crack resistance.

그러나 14%를 초과하면 인성의 저하가 생겨서 내열균열성이 저하됨과 아울러 발생한 균열의 성장 진전도 용이해져서 바람직하지 않다.However, if it exceeds 14%, the toughness is lowered, the thermal crack resistance is lowered, and the growth propagation of the crack is also easy, which is not preferable.

N은 상기한 슬리브 합금의 기본성분(C, Si, Mn, Cr)에 소량으로 첨가되어서 한층 그 특성을 향상시키는 데 유효한 원소이다. 즉 0.02% 이상 포함되면 합금의 강도와 인성을 향상시킴과 아울러 연속주조용 롤로서 가장 중요한 내열균열성을 대폭적으로 향상시켜서 극히 유효하게 사용되는 것이다.N is an element which is added to a basic component (C, Si, Mn, Cr) of the above-described sleeve alloy in a small amount and is effective in further improving its properties. In other words, when included 0.02% or more, the strength and toughness of the alloy is improved and the thermal cracking resistance, which is most important as a continuous casting roll, is drastically improved and is used extremely effectively.

그러나 0.20%를 초과하여 첨가하게 되면 슬리브 품질에 대해서 바람직하지 않은 핀홀(Pinhole)과 같은 개스 결함이 발생하기 쉬우며, 또한 인성저하도 현저하게 되므로 반대로 내열균열성도 저하된다.However, the addition of more than 0.20% is likely to cause gas defects such as pinholes, which are undesirable for the quality of the sleeve, and also the toughness deterioration is remarkable.

더구나, N은 그 적당한 범위내에서는 C와 유사한 작용을 다하는 원소이며, 따라서 양자는 모두 그 상한치 근방까지 포함될 때에는 내열균열성을 확보와 함께 바람직하지 않은 결과도 발생하기 쉽고, 이러한 점에 의하여 C와 N의 합(C+N)을 0.03-03.5% 범위로 억제할 필요가 있다.Moreover, N is an element that performs a similar action to C within its proper range, and therefore both are likely to cause undesirable cracking and undesired results when they are included in the vicinity of the upper limit. It is necessary to suppress the sum of N (C + N) in the range of 0.03-03.5%.

슬리브 합금으로 사용되고 있는 상기한 주요성분 조성을 보유하는 합금은 충분히 우수한 성능을 발휘한다.Alloys having the above main component compositions used as sleeve alloys exhibit sufficiently good performance.

또한 상기한 주요성분 이외에 다음의 Ni, Mo, V, W의 합금원소를 단독으로 또는 복합하여서 첨가하므로써 한층 우수한 내열균열성을 슬리브 합금에 부여할수가 있다.In addition to the above main components, the following alloying elements of Ni, Mo, V, and W may be added alone or in combination to give the sleeve alloy more excellent heat crack resistance.

각성분 범위 한정이유는 다음과 같다.The reason for limitation of each component range is as follows.

Ni는 0.1% 이상에서 그 첨가 효과가 명확하게 되어서 우수한 내열균열성을 나타내나, 5%를 초과하면 그 첨가의 효과도 포화되고 오히려 열팽창율이 크게 되어 슬리브 재료로서 바람직하지 않게 되며, 또 값비싼 Ni을 다량으로 사용하는 것은 경제적으로도 불리하다.Ni is more than 0.1%, the effect of the addition becomes clear and shows excellent thermal crack resistance, but when it exceeds 5%, the effect of the addition is also saturated and the thermal expansion rate becomes large, which is undesirable as a sleeve material and is expensive. The use of a large amount of Ni is also economically disadvantageous.

Mo, W도 Ni와 같이 내열균열성의 향상에 유효한 원소로서, 각 0.1% 이상의 첨가로서 그 효과를 발휘하나, 2%를 초과하면 반대로 인성을 저하시키는 경향이 있으며, 또한 값이 비싸기 때문에 양원소는 다같이 이 이상 첨가량을 증가하는 것은 경제적으로도 바람직하지 않다.Mo and W, like Ni, are effective elements for improving thermal cracking resistance, and have an effect of adding 0.1% or more. However, when Mo and W exceed 2%, they tend to lower toughness and are expensive. In addition, it is economically undesirable to increase the amount of addition above this.

V도 역시 내열균열성을 향상시키는 유효한 원소로서, 0.01% 이상의 첨가로서 그 효과를 발휘하나, 0.3%를 초과하면 그 효과도 포화되고 또한 값비싼 원소이므로 이 이상 첨가하는 것은 경제적으로도 바람직 하지 않다.V is also an effective element for improving the thermal crack resistance, and exhibits its effect as an addition of 0.01% or more, but when it exceeds 0.3%, the effect is saturated and an expensive element, so it is not economically desirable to add it. .

이상 기재한 조성의 합금은 다음에 상세히 설명하는 바와같은 구조의 조립식 롤에 있어서 슬리브 재료로서 사용된다.The alloy of the composition described above is used as a sleeve material in the prefabricated roll of the structure as described in detail below.

이와같은 합금 조성의 것을 사용하여서 경제적으로 또한 높은 품질의 슬리브를 제조함에는 원심력 주조로서 제조하는 것이 가장적합하다.It is most suitable to manufacture as centrifugal casting for producing sleeves of economical and high quality using such alloy compositions.

또 이 합금재료 슬리브는 그 내열성, 내식성, 내마모성 및 내열 균열성을 다시금 충분히 만족할 수 있는 상태로 높이기 위해서 주조후 950-1080℃로 가열하며, 적당한 시간을 부전하면서 수냉, 유냉(油冷), 공냉으로서 담금질하고, 다음에 600-750℃로 제차 가열하여서 템퍼링하는 열처리를 하는 것이 유효하다.In addition, this alloy sleeve is heated to 950-1080 ° C after casting in order to increase its heat resistance, corrosion resistance, abrasion resistance, and heat cracking resistance again, and is cooled by water, oil, or air with insufficient time. It is effective to quench it, and then heat-treat it to 600-750 degreeC and to heat it temperally.

다음에 본발명 조립식 롤의 롤구조에 대하여 설명한다.Next, the roll structure of the present invention assembled roll is described.

상기와 같은 슬리브 재료로서 우수한 특성을 보유하는 것을 채용하여도그 롤 구조가 적합하지 않으면 그 재료 특성을 충분히 활용할수가 없다는 것에 주의해야 한다.It should be noted that even if a material having such excellent characteristics as the sleeve material is employed, the material properties thereof cannot be fully utilized if the roll structure is not suitable.

그래서 본발명의 조립식 롤에서는 종래의 슬리브 롤아나 솔리드롤과는 달리 제1도 또는 제2도에 표시한 바와 같이, 그 롤축(2)과 이것을 바깥쪽에서 둘러싸는 슬리브(6)로 구성되며, 슬리브(6)를 롤축(2)에 밀착상태로 가열하여 끼워맞추어서 조립되는 것이다.Thus, in the prefabricated roll of the present invention, unlike the conventional roll roll or solid roll, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the roll roll 2 and the sleeve 6 surrounding it are composed of a sleeve. It is assembled by heating (6) in close contact with the roll shaft (2).

즉, 슬리브(6)가 롤 축(2)에 밀착상태로 가열하여 끼워맞추어서 구성되는 롤 구조에서는 롤에 걸리는 부하를 슬리브(2)와 롤축(6)의 양쪽에서 반아 맡을수가 있으므로, 슬리브 표면에 열균열이 발생하여도 그 진전이 늦어지고, 또 만일 균열이 진전되어서 슬리브(6)내에 머물러서 롤축(2)에 까지 균열이 연속되는 일은 없다.That is, in the roll structure configured by heating the sleeve 6 in close contact with the roll shaft 2, the load applied to the roll can be half-loaded on both the sleeve 2 and the roll shaft 6, so that Even if thermal cracking occurs, its progress is slowed down, and if cracks are advanced, cracks do not remain in the sleeve 6 and the cracks continue to the roll shaft 2.

균열은 롤축(2)에 까지 미치는 일이 없으므로, 연속 주조작업이 중단되는 일도 없도, 물이 새는 염려도 없는 구조상의 잇점을 얻을수 있다.Since the crack does not extend to the roll shaft 2, the structural advantage can be obtained without interruption of the continuous casting operation or fear of water leakage.

이 경우, 슬리브(6)는 그 사용 수명에 따라서 정기적으로 교환하는데, 롤축(2)은 반영구적으로 사용할 수 있으며, 또 슬리브에 사용되는 것같은 고급 재료를 필요로 하지 않아서 단순한 구조용 재료로서 보통강 또는 저합금강의 사용으로 충분하게 된다.In this case, the sleeve 6 is periodically replaced according to its service life, and the roll shaft 2 can be used semi-permanently, and does not require high-quality materials such as those used in the sleeve, so that it is a simple structural material as a plain steel or Use of low alloyed steel is sufficient.

그래서 롤축(2)에 냉각수의 통로를 설치할 경우에는 종래의 슬리브롤과 같은 복잡한 나선형 수냉홈은 물론 불필요하며, 그 축심부에만 냉각수 구멍(12)을 보유하는 것으로 하면 좋다.Therefore, in the case of providing the cooling water passage in the roll shaft 2, a complicated spiral water cooling groove like the conventional sleeve roll is of course unnecessary, and the cooling water hole 12 may be provided only at the shaft center.

또한, 제1도에 나타낸 구조는 가열하여 끼워맞춘후 슬리브(6)의 한쪽끝부분을 용접 고정(8)하고, 다른쪽을 자유단부(9)로 한 경우이며, 한편 제2도에 나타난 구조는 그 양쪽 끝부분(16)(16)을 자유단부으로 한 경우를 나타내고 있다.In addition, the structure shown in FIG. 1 is a case where one end of the sleeve 6 is welded and fixed to the other end as the free end 9 after being fitted by heating and fitting, and the structure shown in FIG. Indicates the case where both ends 16 and 16 are free ends.

슬리브(6)의 한쪽끝 또는 양쪽끝의 여러 곳에 있어서 롤축 외면과 슬리브 내면의 양쪽에 걸쳐서 축방향으로 홈을 설치하고, 이 홈에 분할핀(18)을 끼워넣어서 홈의 개구부에 용접하여 분할핀(18)이 빠지는 것을 방지하며, 또는 롤축과 슬리브와의 축방향의 상태 이동은 허용되나 회전방향으로는 일체로 끼워맞추는 수단을 설치하고, 슬리브(6)의 엇갈림을 방지하는 대책을 강구할 필요가 있다.In one or both ends of the sleeve 6, grooves are provided in the axial direction across both the outer surface of the roll shaft and the inner surface of the sleeve, and the split pin 18 is inserted into the groove to be welded to the opening of the groove to divide the split pin 18. ) Is allowed to fall out, or the state in the axial direction between the roll shaft and the sleeve is allowed, but measures to integrally fit in the rotational direction are to be provided, and measures to prevent the sleeve 6 from staggering need to be taken. .

그런데 슬리브(6)를 롤축(2)에 가열하여 끼워 맞추어서 조립식 롤을 제작함에 있어서는 다음과 같은 문제에 대하여 고려해야 할 것이다.By the way, when manufacturing the prefabricated roll by heating the sleeve 6 to the roll shaft (2) to fit it will be considered for the following problems.

즉, 조립식 롤에서는 연속 주조된 고온 슬라브와 접촉하면서 장시간 운전에 사용되면, 슬리브(6)만이 가열되어서 축방향으로 신장되는 경향이 있다.That is, in the prefabricated roll, when used for long time operation while in contact with the continuously cast high temperature slab, only the sleeve 6 tends to be heated and extend in the axial direction.

이때 제1도와 같이 한쪽끝 고정의 경우에서는, 그 한쪽끝부분은 고정(8)되어 있어, 다른쪽의 자유단부(9)에서 신장되지 않으면 안되나, 통상은 고온의 슬라브는 슬리브의 중앙부에 접촉하고, 끝부분에서는 접촉하지 않기 때문에 슬리브(6)의 자유단부(9)는 거의 가열되지 않는다.At this time, in the case of fixing at one end as shown in FIG. 1, one end thereof is fixed 8 and must extend from the other free end 9, but the hot slab is usually in contact with the center of the sleeve. The free end 9 of the sleeve 6 is hardly heated because it does not contact at the end.

이 때문에 슬리브(6)의 자유단부(9)가 견고하게 가열하여 끼워맞추어서 고정되어 있으면 슬리브(6)가 축방향으로 신장되지 못하며, 이때문에 슬리브(6)의 중앙부의 외경이 확대되는 변형을 가져오는 일이 있다.For this reason, if the free end 9 of the sleeve 6 is firmly heated and fitted to fix it, the sleeve 6 cannot be extended in the axial direction, which causes deformation of the outer diameter of the center portion of the sleeve 6 to be enlarged. I bring it.

이것은 제2도와 같은 양쪽끝 자유의 경우에서도 역시 그 양쪽 자유단부(16)(16)의 고정이 강하면 동일하게 생기는 현상이다.This is a phenomenon that occurs even in the case of both ends of freedom as shown in FIG. 2 when the fixing of both free ends 16 and 16 is strong.

또 다음과 같은 문제에 대해서도 고려할 필요가 있다.It is also necessary to consider the following issues.

즉, 연속주조에 사용되고 있는 상태로서의 슬리브(6)의 온도 분포는 고온 슬라브(20)와의 접촉에 의해서 제3a도와 같이 중앙부가 높고 양쪽 끝부분이 낮은 크라운 형의 온도 분포로 되는 것으로 생각된다.That is, it is thought that the temperature distribution of the sleeve 6 in the state used for continuous casting becomes a crown-shaped temperature distribution with a high central part and low both ends as shown in FIG. 3A by contact with the high temperature slab 20.

그런데, 슬리브(6)와 롤축(2)과의 가열하여 끼워맞추는 것이 똑같고 항상 밀착상태로 보전되면 문제는 없으나, 연속주조작업이 몇 차지(Charge)고 연속되던지 제품 슬라브를 냉각하는 냉각수가 롤에 걸리지 않는 경우, 또는 롤축 축심부의 냉각수구멍(12)의 수량이 불충분할 경우에는 제3(a)도와 같은 크라운형의 온도분포에 따라서 슬리브 지름이 열팽창에 의하여 확대되고, 슬리브(6)와 롤축(2)이 떨어져서 그 사이에 간극이 생긴다.By the way, there is no problem if the fitting between the sleeve 6 and the roll shaft 2 is the same and always maintained in close contact, but the cooling water for cooling the product slab is continuous regardless of how many continuous casting operations are performed. If the temperature of the cooling water hole 12 of the roll shaft shaft portion is not sufficient, the diameter of the sleeve is enlarged by thermal expansion in accordance with the crown-shaped temperature distribution as shown in FIG. The roll shaft 2 falls, and a gap arises between them.

이 경우도 양쪽끝부분에 있어서는 열팽창에 의한 부풀림이 없고, 가열하여 끼워 맞춘 고정력이 작용하여서 슬리브의 이동이 저지된다.Even in this case, there is no swelling due to thermal expansion at both ends, and a fixing force applied by heating acts to prevent movement of the sleeve.

그러면 슬리브 중앙부의 열팽창에 의하여 롤축과의 사이에 간극이 생긴 부분에서는 롤축(2)에서의 냉각작용이 전달되지 않게 하고, 더욱 슬리브의 표면 온도가 상승하여서 문제를 일으킨다.Then, the cooling action in the roll shaft 2 is not transmitted at the portion where a gap is formed between the roll shaft due to the thermal expansion of the sleeve center portion, and the surface temperature of the sleeve rises to cause a problem.

그래서 이 때 슬라브(20)에서 슬리브(1)에 큰 부하를 받으면 무리하게 한쪽끝쪽의 자유단부(9)(16) (제1도)(제2도)에서 엇갈림을 일으키는 경우도 있으며, 연속 주조 작업이 종료한때에 슬리브(6)가 원래의 치수로 수축될수 없어서 틈새가 벌어지는 일이 발생하는 것으로 된다.Therefore, when the sleeve 1 is subjected to a large load on the slab 20 at this time, the free end portions 9, 16 (figure 1) (figure 1) (figure 2) of one end may be unreasonable, and continuous casting may be performed. At the end of the work, the sleeve 6 cannot be retracted to its original dimensions, so that a gap occurs.

이러한 문제점에 대응하고자 본 발명에서는 슬리브(6)를 지름이300-500mm인 통상의 롤축(2)에 가열하여 끼워맞추는 것에 있어서 다음과 같이 가열하여 맞추는 여유를 연구할 것을 제안한다.In order to cope with this problem, the present invention proposes to study the margin of heating and fitting the sleeve 6 to the conventional roll shaft 2 having a diameter of 300 to 500 mm as follows.

즉, 제1도와 같은 한쪽끝 고정의 경우에서는 슬리브(6)의 중앙부 및 고정부(8)는 0.2-1.0mm의 가열하여 끼워맞추는 큰 여유로 하고 강한 체결력으로서 롤 축(2)에 고정되도록 하며, 한편 그 자유단부(9)의 부근(끝에서 500mm 정도 이상)은 0-0.2mm의 가열하여 끼워맞추는 축은 여유로 하고 약한 체결력으로서 롤축(2)에 고정되도록 하는 것이다.That is, in the case of fixing the one end as shown in FIG. 1, the center part and the fixing part 8 of the sleeve 6 have a large margin of 0.2-1.0 mm heating and fitting to be fixed to the roll shaft 2 as a strong fastening force. On the other hand, in the vicinity of the free end 9 (about 500 mm or more at the end), 0 to 0.2 mm of the heat-fitting shaft is left as a margin and fixed to the roll shaft 2 with a weak fastening force.

또 제2도와 같은 양쪽끝 자유의 경우에서도 역시 같은 취지로서, 그 중앙부는 0.2-1.0mm의 가열하여 끼워 맞추는 큰 여유로 하고, 한편 그 양쪽 자유단부(16)(16)부근 (끝에서 100-500mm 정도의 길이)은 0-0.2mm의 가열하여 끼워 맞추는 적은 여유를 두는 것이다.Also in the case of both ends of freedom as shown in FIG. 2, the same effect is also provided, with the center part having a large margin of 0.2-1.0 mm heating and fitting, while the free ends 16, 16 near both sides (100- from the end). Length of about 500mm) is a small margin of 0-0.2mm heating fitting.

이렇게 하면, 어느 경우도 슬리브(1)의 열팽창에 의한 신장을 그 자유단부(9)(16)에서 해방할수 있으며, 동시에 슬리브(6)와 롤축(2)과의 사이에 간극이 생기는 일없이 항상 밀착상태가 확보되어서 슬리브(6)의 지름을 확대하는 변형이나 이상(異常)가열을 잘 방지할수가 있고, 그 사용 수명을 단축시키는 균열의 발생 및 진전이나 마모를 억제할수 있다.In this case, in any case, the extension due to thermal expansion of the sleeve 1 can be released from the free ends 9 and 16, and at the same time, there is always no gap between the sleeve 6 and the roll shaft 2 without any gap. The state of adhesion can be secured to prevent deformation and abnormal heating to enlarge the diameter of the sleeve 6, and it is possible to suppress the occurrence of cracks, progress and wear which shorten the service life.

슬리브(6)를 부분적으로 가열하여 끼워맞추는 다른 여유로서 롤축(2)에 가열하여 끼워 맞추기 위해서는 미리 롤축(2)의 외경을 각 부분에 있어서 가열하여 끼워맞추는 소정의 여유가 얻어지도록 가공해 놓는 것이 필요하며, 가장 이상적으로는 제4도에 표시한 바와 같이 롤 외주면(슬리브를 가열하여 끼워맞추는 면)을 제3도의 사용상태에 있어서의 슬리브 온도 분포에 따라서 크라운 형으로 가공 형성하는 것이 제창된다.To heat and fit the roll shaft 2 as another margin for partially heating and fitting the sleeve 6, the outer diameter of the roll shaft 2 should be processed in advance so as to obtain a predetermined margin for heating and fitting the roll shaft 2 in advance. As required, most ideally, as shown in FIG. 4, it is advisable to form and form a roll outer circumferential surface (surface for heating and fitting the sleeve) into a crown shape according to the sleeve temperature distribution in the use state of FIG.

그 위에 슬리브(6)의 가열하여 끼워 맞추는 조립 구조로서 한쪽끝 고정의 경우와 양쪽끝 자유의 경우를 비교하면, 후자의 경우에서는 전자의 경우보다도 그 자유단부(16)(16)에 있어서의 슬리브(6)의 신축을 절반이하로 하는 것이 가능한 것으로서, 슬리브(6)의 팽창변형이나 균열이 발생되는 것을 방지함에는 보다 유효한 것이라고 할수 있다.In the latter case, the sleeve in the free end portions 16 and 16 is compared with the case of the fixing of one end and the case of both ends free as an assembly structure in which the sleeve 6 is heated and fitted thereon. The expansion and contraction of (6) can be made less than half, and it can be said that it is more effective in preventing the expansion deformation and the crack of the sleeve 6 from occurring.

이하 본발명의 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

[실시예]EXAMPLE

(공시료) 각 공시료는 고주파 용해로에서 용해하고, 금형 원심력 주조로서 외경 160mm

×28mmt×220mm

의 치수의 시험체로 주조하며, 주조후 1030℃에서 기름으로 담금질하고 680℃에서 템퍼링하는 열처리를 하였다.(Test sample) Each test sample is melted in a high-frequency melting furnace, and the outer diameter is 160mm as mold centrifugal casting.

× 28mmt × 220mm

After casting to test specimens of the size of, quenched with oil at 1030 ℃ and tempered at 680 ℃ was subjected to a heat treatment.

이어서 외경 150mmψ×23mmt×70mm

의 링 시험재로 절삭가공 하여서 열균열 시험용 재료로 하였다.Outside diameter 150mmψ × 23mmt × 70mm

It was cut into a ring test material of to obtain a material for thermal crack test.

(열균열 시험법) 공시료의 외주 표면을 100KC 고주파 가열하고 표면온도가 550℃로 됨과 동시에 가열을 중지하여서 가열면을 수냉한다. 이 가열·수냉을 연속적으로 반복하고 공시료의 표면에 열균열이 발생할 때까지 계속해서 행하였다.(Thermal crack test method) The outer peripheral surface of the blank sample is heated at 100KC in high frequency, the surface temperature becomes 550 ℃, and the heating is stopped to cool the heating surface. This heating and water cooling were repeated continuously, and it continued until the thermal crack generate | occur | produced on the surface of a blank sample.

결국, 이 시험법에 의하면 내열균열성이 우수한 재료일수록 균열발생까지 가열·수냉의 반복 회수를 많이 필요하는 것으로 된다.As a result, according to this test method, a material having excellent heat cracking resistance requires a large number of repeated heating and water cooling cycles until cracking occurs.

제1표에 각 공시료의 화학 조성을 표시하며, 제2표에는 그 열균열시험 결과를 표시한다.The chemical composition of each test sample is shown in Table 1, and the results of the thermal crack test in Table 2.

시험결과에 대해서 설명하면, 공시료 1번은 보통강, 2, 3번은 저합 금강이나, 어느것도 열균열의 발생은 다르다.As for the test results, test samples No. 1 are ordinary steel and No. 2 and No. 3 low alloy steel, but none of the thermal cracks are different.

4, 5번은 Cr원소만이 본발명 합금의 범위에 속하지 않은 것이나, 이 합금도 열균열의 발생은 빠르다.4 and 5, only the Cr element does not belong to the scope of the present invention alloy, but this alloy also has a rapid occurrence of thermal cracking.

6번은 N을 첨가하지 않은 것이나, 그 내열균열성은 불충분 한것으로 판단된다.In No. 6, N was not added, but its thermal crack resistance was considered insufficient.

7번은 반대로 N이 소정범위를 초과하여 다량으로 포함되며, 더구나 그 C+N 량도 초과되어 있기 때문에 내열균열성의 저하가 인정된다.On the contrary, in the case of No. 7, N is contained in a large amount exceeding a predetermined range, and furthermore, since the amount of C + N is also exceeded, deterioration of thermal crack resistance is recognized.

또 8번은 각 원소가 어느 것이고 소정 범위내에 있는 것이나, C+N=0.37%이며, 한계치 0.35%를 초과하고 있기 때문에 역시 내열균열성의 저하가 인정된다.In addition, in No. 8, each element is in a predetermined range, but C + N = 0.37%, and since the threshold value is exceeded 0.35%, a decrease in thermal cracking resistance is also recognized.

이에 대하여 본발명의 조성범위의 합금에 해당하는 9-12번의 것으로서 어느 것이고 우수한 내열균열성을 가지고 있는 것이 확인된다.On the other hand, it is confirmed that it is 9-12 which corresponds to the alloy of the composition range of this invention, and has the outstanding heat crack resistance.

[제1표][Table 1]

각 공시료의 화학조성(중량 %)Chemical composition of each sample (% by weight)

(주) 표중-로서 표시한 것은, 특히 그 원소를 첨가하지 않았으므로 분석은 하지 않은 것을 표시한다.(Note) thing displayed as-in table shows that we did not analyze because we did not add the element in particular.

[제2표][Table 2]

열균열 시험결과Thermal crack test results

(롤 조립 실시예)(Roll Assembly Example)

넓은 슬라브 연수 주조용 480mmψ 핀치롤의 실시예에 대해서, 그 제작 공정순서대로 설명한다.The embodiment of the 480 mm ψ pinch roll for wide slab soft water casting will be described in the order of its manufacturing process.

(1) 슬리브의 제작(1) Fabrication of the sleeve

금형 원심 주조법로서 주조한후, 외경 480mmψ×내경 360mmψ×2300mm

의 치수로 기계가공 마무리를 행하였다.After casting by the die centrifugal casting method, the outer diameter 480mm ψ x inner diameter 360mm ψ × 2300mm

Machining finish was carried out in the dimensions of.

슬리브의 성분(중량 %)은 다음과 같다.The components (weight%) of the sleeve are as follows.

또 열처리에 대해서는 1000℃에서 6시간 기름으로 담금질한후, 680℃에서 10시간 방치 냉각하는 담금질-템퍼링을 행하였다.In addition, about heat processing, after quenching with oil at 1000 degreeC for 6 hours, it quenched and tempered to stand cooling at 680 degreeC for 10 hours.

(2) 롤축의 제작(2) production of roll shaft

보통강으로 구성되는 롤 축을 슬리브 자유단부쪽의 가열하여 끼워맞추는 여유가 적게되도록 가공한다.The roll shaft, which is made of ordinary steel, is machined to reduce the margin of fitting by heating to the free end of the sleeve.

롤축의 가공치수는 제5도에 표시한 바와같다(도면중, (D)는 슬리브 내경).The machining dimension of the roll shaft is as shown in Fig. 5 ((D) in the drawing is the inner diameter of the sleeve).

(3) 조립(3) assembly

슬리브를 400℃로 가열하여서 롤축에 가열하여 끼워 맞추어서 일체화 한다.The sleeve is heated to 400 ° C, heated to fit on the roll shaft, and integrated.

다시 제5도중 A쪽을 자유단부로 하고, B쪽을 용접(8)하여 슬리브와 롤축을 고정했다.A side was made into the free end of FIG. 5 again, B was welded 8, and the sleeve and the roll shaft were fixed.

(4) 실제 사용결과(4) Actual use result

종래의 핀치롤이 사용되는 부분에서는 저합금강의 솔리드롤이 사용되고 있으나, 약 5000차지(약 1년간)에서 30mm 정도 깊이의 균열이 들어가 교환되고 있으며, 그때를 지름도 6mm 이상 감소 되어 있는 것이 보통이다.Whereas conventional pinch rolls are used, low-alloy solid rolls are used, but cracks of about 30 mm depth are replaced by about 5000 charges (about 1 year), and the diameter is usually reduced by 6 mm or more. .

이에 대해서 본실시예 롤을 시험 사용한 경우 에서는 20000차지(약 4년간)를 경과하여도 아직 20mm 정도의 최대 깊이의 균열이 생겨 있을 뿐으로 실제 사용상 문제없이 계속 사용할수가 있고, 롤 지름의 감소량도 최대 1.5mm 정도로 되었다.On the other hand, in the case of using the test roll of the present embodiment, even after 20000 charges (approximately 4 years), the crack of the maximum depth of about 20 mm still occurs, and it can continue to be used without any problem in actual use. It became about mm.

따라서 종래롤의 4배이상의 사용수명을 얻을수 있다는 것이 확인되었다.Therefore, it was confirmed that the service life of more than four times the conventional roll can be obtained.

이상 상세히 설명한 바와같이 본발명의 조립식 롤은 종전의 슬리브 롤이나 솔리드 롤을 그 롤재료와 롤구조의 양면에서 개량한것 으로서 특히 슬리브 연속 주조용의 핀치를, 가이드 롤등의 용도에 적합하고, 그 가혹한 사용환경에 있어서 사용수명을 대폭적으로 연장할수가 있으며, 더우기 경제적인 것을 제공할수가 있다.As described in detail above, the prefabricated roll of the present invention is an improvement of a conventional sleeve roll or a solid roll on both sides of the roll material and the roll structure, and is particularly suitable for pinches for continuous casting of sleeves, guide rolls, and the like. In harsh use environments, service life can be extended significantly and more economically.

또한 본발명의 조립식롤은 빌릿(billet), 블루움(bloom) 연속주조용의 롤에도 같이 적용할 수 있는 것은 물론이며, 예컨대 두꺼운 판반송로울러와 같이 고온 및 큰 부하가 걸리는 용도에도 적용할수 있다.In addition, the prefabricated roll of the present invention can be applied not only to the rolls for billet and bloom continuous casting, but also to high temperature and heavy load applications such as thick plate conveying rollers. .

Claims

In the high-temperature roll fitted by heating the sleeve in close contact with the roll shaft, the alloy composition of the sleeve is in weight% of C: 0.2 or less, Si: 0.1-2.0, Mn: 0.1-2.0, Cr: 10-14, N : 0.02-0.20 as the main component, C + N: 0.03-0.35, Ni: 0.1-5.0, Mo: 0.1-2.0, V: 0.01-0.3, W: 0.1-0.2 It comprises, and the remaining portion is a prefabricated roll for high temperature, characterized in that substantially Fe.