JPH0262416A - 耐熱ステンレスロール - Google Patents

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、例えば、製鉄所の連続鋳造ライン等において
、高温のビレット等の鋼片のガイド、矯正、引抜き、或
は、搬送に使用されるロールに関するものである。

〔従来の技術〕

連続鋳造ライン等に使用されている送りロールには、そ
のロールの上をスラブ、ブルーム、ビレット等の高温の
鋼片が走行するため、耐熱性が良好となるように調質等
により熱処理したマルテンサイト系のステンレスロール
が使用されている。

このロールは、適宜外径及び長さに形成されたロール本
体の両側にボス状の軸部を設け、当該ロールの中心軸上
に冷却水通路となる中心孔を軸部を貫通して設けること
により形成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のロールは、その外面に通過する高温の鋼片が
接する一方、ロールの中心部に形成した冷却水通路とな
る中心孔に冷却水が供給されるため、鋼片の通過時にロ
ール外表面とロールの中心孔の部分との間に温度差を生
じて熱応力が発生する。

因みに、現在使用されているビレット鋳造機のロールに
ついて、ビレット通過時におけるロール中心孔部分から
ロール外表面にかけての温度、並びに、温度分布を測定
、解析したところ、第５図のような温度分布を示し、こ
のときの円周方向における熱応力は第６図の数値に示す
通りであった。

第５図、第６図の温度分布並びに熱応力を示す数値から
判るように、ロールの中心部には約５０ｋｇ／ａｍ”の
引張応力がかかるため、従来のロールは、使用開始から
約３０００チヤージ程度使用すると。

冷却水通路からロール内部にかけて疲労亀裂が発生進展
して使用不能になっていた。

本発明は、このような使用時の熱応力による疲労亀裂が
生じない乃至は生じ難い耐熱ロールを提供することをそ
の課題とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
その構成は、ロールの中心軸上に貫設された冷却水通路
に、その表面側から焼入れ焼戻し処理を施すことにより
、当該冷却水通路の表面側に約５０　ｋｇ　／　ｒｒｍ
”以上の圧縮応力を残留させると共に、この通路表面か
ら約１〜５ｗｍ程度の深さまで硬化層を形成したことを
特徴とするものである。

〔作　用〕

ロールの中心孔内面側に残留させられた圧縮残留応力は
、ビレット等の鋼片通過時の熱応力によって生じる引張
応力を緩和するので、前記圧縮応力により中心孔側に亀
裂が生じることはない。

また、中心孔表面層に形成される硬化層がロール中心孔
側の耐力を増して疲労強度を高める。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について、図に拠り説明する。

第１図は本発明ロールの一例の縦断面図、第２図は第１
図に示すロールの熱処理態様の一例を概念的に示した部
分縦断面拡大図である。

而して、第１図に示す本発明ロールの材質は、１０〜１
３％Ｃｒのマルテンサイト系ステンレス鋼であり、また
、その形状は、ロール本体１ａの外径が３５０ｎｍφ、
その長さが３３０ｎｗ＋＋、この本体１ａの両側に形成
した軸部１ｂ、及び、取付部ＩＣが６３８ｍで、ロール
全長が９６８ｍ５、そして中心部に形成した冷却水通路
となる中心孔１ｄの口径が４０ｍａφに形成されている
。

従来、上記材質、形状のロールは、ロール外面に調質を
施していたが、調質後、冷却水通路となる中心孔１ｄの
内表面の性質は、硬さ２６５〜２８０Ｈｖで、引張強さ
ｓｏ　〜９ｏｉｃｇ／ｍ＊”、耐力６０〜７０　ｋｇ　
／　ｍｍ”、引張残留応力５〜７　ｋｇ／　ｒｔｖａ”
テあった。

本発明ロールは、上記従来ロールの冷却水通路となる中
心孔１ｄを焼入れ焼戻し処理を施して。

所定の機械的特性を付与したものである。ここでは、上
記の処理によりもたらされる特性を確認するため、第３
図に示すように、上記ロールと同一材質で外径１６０＋
ｓφ、長さ２００　ｍのテストピースＴを作り、このテ
ストピースＴの中心に上記ロールの中心孔１ｄと同一径
の穴１ｄ’を貫設して焼入れ焼戻し処理を施し、この処
理がもたらす効果を測定してみた。以下、この処理並び
に効果について述べる。

（熱処理の方法） 高周波電源：　８　ＫＨ−６００ＫＶＡインバータ焼入
れ方法：内面移動焼入れ 加熱温度：　１０００℃〜１０５０℃ 冷　　　却：水冷 焼戻し条件＝１５０℃Ｘ　５Ｈｒ （熱処理効果の測定） 残留応力測定：歪ゲージによる測定 測定箇所：孔の円周２箇所（０°、１８０°）外周部円
周２箇所（０”　、１８０”　）それぞれ端面より４０
ｉｎ＋の位 置 残留応力の測定結果は次の表に、また、断面硬度の測定
結果は第４図の図表に示す。

上記測定結果からも判る通り、中心孔の表面側には、約
５０〜７０ｋｇ／ｍｍ”程度の圧縮の残留応力が得られ
、また、深さ１〜５ｍｍ程度までにこの熱処理による硬
化層が形成されたのを確認できた。

ここで、熱処理後のテストピースＴの内表面の硬さは、
第４図の図表に示すように、５００〜５５０Ｈｖあるた
め、引張強さは約１７０〜１９０ｋｇ／＋ｎｍ”程度と
なり、従って、耐力も１３０〜１５０ｋｇ／ｍｍ”程度
を見込むことができる。

一般に、本発明ロールに施す熱処理は第２図に示すよう
に、第１図に示すロールを立てて置き。

まず、その中心孔１ｄの底に、冷却ジャケット付の高周
波誘導加熱コイルＨＣを配置する。コイルＩＣは、冷却
水供給路と電流供給路を兼用するコイル支持バーＧＢに
支持されて、中心孔１ｄとコイルＨＣのクリアランスが
確保されると共に、電源が投入されて中心孔内面を誘導
加熱すると同時に冷却水Ｗが噴出されつつこのコイルＨ
Ｃが中心孔１ｄの中を上方へ移動することにより前記孔
１ｄの内面を連続的に焼入れする。

焼入れ後、中心孔１ｄの内面は１５０℃に加熱され、約
５時間かけて焼戻しが施される。

なお、加熱手段は、高周波誘導加熱に限られるものでは
ないが、焼入が場所の狭隘であることなどを考慮すると
・、高周波誘導加熱が好ましい。

〔発明の効果〕

本発明により、上記のテストピースＴに施した熱処理を
、第１図に示すロールの冷却水通路となる中心孔１ｄに
、第２図に示す態様で施すことにより１次のような効果
をもつロールを得ることができた。

而して、ビレット等の鋼片の通過時に熱応力によって冷
却水通路近傍に生じる引張応力は約５０ｋｇ／ａｍ”程
度にもなるが、前記熱処理によりロールの中心孔の内表
面側に予め５０〜７０　ｋｇ／　ｒｍ”以上の圧縮の残
留応力が付与されているため、ロールの冷却水通路とな
る中心孔１ｄに従来ロールのような亀裂は生じないか、
生じ難くなる。

また、本発明ロールは、その熱処理によって中心孔の内
表面側に硬化層が形成されているので、耐力値も上昇し
、従って、疲労強度も大幅に上昇するから、従来ロール
のような疲労と残留応力による亀裂の発生も大幅に押え
込むことができる。

実際に、上記実施例の熱処理を施した本発明ロール７本
を、連続鋳造ラインの引抜きロールに組込み、従来ロー
ルと比べつつ性能確認を行ってみたところ、従来ロール
は使用開始から３０００チヤ一ジ程度で冷却水通路に亀
裂が生じ使用不能となったが１本発明ロールは従来ロー
ルの倍以上のチャージ数の使用が可能であった。

本発明は以上の通りであるから、ビレット等の高温の鋼
片をガイド、矯正、引抜き、或は、搬送するロールとし
てきわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は搬送ロールの一例の縦断面図、第２図はこのロ
ールに熱処理を施す状態の一例を示す部分縦断面拡大図
、第３図はテストピースの一例の斜視図、第４図はテス
トピースの断面硬度の測定結果を示す図表、第５図は従
来ロールの温度分布を示す図表、第６図は従来ロールに
生じた円周方向引張応力を示す図表である。 １ａ・・・ロール本体、１ｂ・・・軸部、１ｃ・・・取
付部、１ｄ・・・冷却水通路、Ｔ・・・テストピース、
Ｓｇ・・・歪ゲージ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロールの中心軸上に貫設された冷却水通路の表面に焼入
   れ焼戻し処理を施すことにより、当該冷却水通路の表面
   側に約５０ｋｇ／ｍｍ＾２以上の圧縮応力を残留させる
   と共に、この通路表面から約１〜５ｍｍ程度の深さまで
   硬化層を形成したことを特徴とする耐熱ステンレスロー
   ル。