JPH08121464A - 熱延工場巻取機用ロール - Google Patents
熱延工場巻取機用ロールInfo
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- JPH08121464A JPH08121464A JP6282490A JP28249094A JPH08121464A JP H08121464 A JPH08121464 A JP H08121464A JP 6282490 A JP6282490 A JP 6282490A JP 28249094 A JP28249094 A JP 28249094A JP H08121464 A JPH08121464 A JP H08121464A
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- Japan
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐久性の高い熱延工場巻取機用ロールの提
供。 【構成】 鉄系ロールの胴部表面に片肉厚さ３ｍｍ以上
のＨｓ５０以上の硬さの硬化肉盛溶接層と、更にその上
に、片肉厚さ０．１ｍｍ以上でＨｓ５０以上の硬さのフ
ュージング処理をされた自溶硬化合金溶射層を形成した
ことを特徴とする熱延工場巻取機用ロール。 【効果】 製品の品質が向上すると共にロールの長期間
使用が可能になる。
供。 【構成】 鉄系ロールの胴部表面に片肉厚さ３ｍｍ以上
のＨｓ５０以上の硬さの硬化肉盛溶接層と、更にその上
に、片肉厚さ０．１ｍｍ以上でＨｓ５０以上の硬さのフ
ュージング処理をされた自溶硬化合金溶射層を形成した
ことを特徴とする熱延工場巻取機用ロール。 【効果】 製品の品質が向上すると共にロールの長期間
使用が可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱延工場巻取機ラッパ
ーロール、上下ピンチロール等の熱延工場巻取機用ロー
ルの胴部表面に自硬性の溶接金属を肉盛し、更にその上
に自溶硬化合金溶射層を溶射した熱延工場巻取機用ロー
ルに関する。
ーロール、上下ピンチロール等の熱延工場巻取機用ロー
ルの胴部表面に自硬性の溶接金属を肉盛し、更にその上
に自溶硬化合金溶射層を溶射した熱延工場巻取機用ロー
ルに関する。
【０００２】
【従来の技術】熱延工場巻取機ラッパーロール、上下ピ
ンチロール等の熱延工場巻取機用ロールは、熱、衝撃、
面圧、スリップ等の苛酷な使用条件から、摩耗、腐食、
焼付等によりロールの寿命が短く、圧延コストの点で大
きな問題となっているところが多い。これらの対策とし
て、各ロールメーカーは、ロールの新材料、新処理法の
研究を行なっているが、従来よりもっとも利用度の高い
鍛造および鋳造によるロールでは、耐摩耗、耐腐食、耐
焼付の諸条件を満たすことには限界がある。
ンチロール等の熱延工場巻取機用ロールは、熱、衝撃、
面圧、スリップ等の苛酷な使用条件から、摩耗、腐食、
焼付等によりロールの寿命が短く、圧延コストの点で大
きな問題となっているところが多い。これらの対策とし
て、各ロールメーカーは、ロールの新材料、新処理法の
研究を行なっているが、従来よりもっとも利用度の高い
鍛造および鋳造によるロールでは、耐摩耗、耐腐食、耐
焼付の諸条件を満たすことには限界がある。
【０００３】鉄系ロールの胴部表面に、一定条件の硬化
肉盛溶接を行ない、、更にその上に自溶合金型の溶射層
を肉盛りした耐スポーリング性、耐摩耗性ロールが、特
開昭５５−１４９７１０号公報に提案されている。しか
し、その用途は一般的に製鉄関係ロールとして有用であ
るとされているにとどまっていた。また、自溶合金溶射
ロールも各種開発されているが、素ロールとの適合性が
悪く、自溶合金の溶射のみでは耐摩耗性、耐焼付性、耐
スポーリング性、耐ビードマーク性が共に優れた巻取機
用ロールとするには不十分であった。
肉盛溶接を行ない、、更にその上に自溶合金型の溶射層
を肉盛りした耐スポーリング性、耐摩耗性ロールが、特
開昭５５−１４９７１０号公報に提案されている。しか
し、その用途は一般的に製鉄関係ロールとして有用であ
るとされているにとどまっていた。また、自溶合金溶射
ロールも各種開発されているが、素ロールとの適合性が
悪く、自溶合金の溶射のみでは耐摩耗性、耐焼付性、耐
スポーリング性、耐ビードマーク性が共に優れた巻取機
用ロールとするには不十分であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】自溶合金溶射材は、一
般的に硬く脆いため、製鉄所のロール、ローラー、特に
巻取機ロールのように大きい形状のものに溶射する場合
は、熱応力のアンバランスによる割れが発生しやすい。
また、自溶合金溶射層はフュージング時に９００〜１３
００℃位の高温度で溶融されるので、当然、ロールの母
材表面付近もその熱で加熱されることになり、軟鋼や炭
素鋼等の母材は軟化されて図２のような硬度分布となり
やすい。
般的に硬く脆いため、製鉄所のロール、ローラー、特に
巻取機ロールのように大きい形状のものに溶射する場合
は、熱応力のアンバランスによる割れが発生しやすい。
また、自溶合金溶射層はフュージング時に９００〜１３
００℃位の高温度で溶融されるので、当然、ロールの母
材表面付近もその熱で加熱されることになり、軟鋼や炭
素鋼等の母材は軟化されて図２のような硬度分布となり
やすい。
【０００５】その上、フュージング後の冷却時に、溶射
層を焼鈍して応力除去を行なわないと割れの発生する危
険が出てくるが、この焼鈍によっても母材は軟化されや
すくなる。以上の要因により、図２のような硬度分布と
なった自溶合金溶射ロールは、使用中の面圧衝撃等によ
り母材と溶射層の境界付近にクラックが入りやすくスポ
ーリングの危険が出てくるため、負荷が高く衝撃の大き
いロールには使用されていない。
層を焼鈍して応力除去を行なわないと割れの発生する危
険が出てくるが、この焼鈍によっても母材は軟化されや
すくなる。以上の要因により、図２のような硬度分布と
なった自溶合金溶射ロールは、使用中の面圧衝撃等によ
り母材と溶射層の境界付近にクラックが入りやすくスポ
ーリングの危険が出てくるため、負荷が高く衝撃の大き
いロールには使用されていない。
【０００６】本発明は前記したような問題点を解決する
ため、硬化肉盛溶接と、適切な自溶合金溶射肉盛を組み
合わせて、図１のような硬さ分布の勾配を持つ耐摩耗、
耐腐食、耐焼付、耐スポーリング、耐ビードマーク性に
画期的な性能を持つ熱延工場巻取機ラッパーロール、上
下ピンチロール等の熱延工場巻取機用ロールを提供する
ことを目的としている。
ため、硬化肉盛溶接と、適切な自溶合金溶射肉盛を組み
合わせて、図１のような硬さ分布の勾配を持つ耐摩耗、
耐腐食、耐焼付、耐スポーリング、耐ビードマーク性に
画期的な性能を持つ熱延工場巻取機ラッパーロール、上
下ピンチロール等の熱延工場巻取機用ロールを提供する
ことを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、ロール素材と
して鉄系のもの、特に低炭素、低合金系の溶接性が良好
な材質をもちいて、これに硬化肉盛層と自溶合金溶射層
を組み合わせて適用することが重要な関わりを持つこと
を知見し、本発明を完成するに至った。すなわち、前記
知見に基づいてなされた本発明は、鉄系ロールの胴部表
面にＨｓ５０以上の硬さの硬化肉盛溶接層と、更にその
上に自溶硬化合金溶射層を形成したことを特徴とする熱
延工場巻取機用ロールを要旨としている。また、自溶硬
化合金溶射層の硬さがＨｓ５０以上である熱延工場巻取
機用ロールも本発明の要旨であり、さらに硬化肉盛溶接
層厚さが片肉３ｍｍ以上、自溶硬化合金溶射層厚さが片
肉０．１ｍｍ以上であって、自溶硬化合金溶射層にフュ
ージング処理された熱延工場巻取機用ロールも本発明の
要旨である。
め、本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、ロール素材と
して鉄系のもの、特に低炭素、低合金系の溶接性が良好
な材質をもちいて、これに硬化肉盛層と自溶合金溶射層
を組み合わせて適用することが重要な関わりを持つこと
を知見し、本発明を完成するに至った。すなわち、前記
知見に基づいてなされた本発明は、鉄系ロールの胴部表
面にＨｓ５０以上の硬さの硬化肉盛溶接層と、更にその
上に自溶硬化合金溶射層を形成したことを特徴とする熱
延工場巻取機用ロールを要旨としている。また、自溶硬
化合金溶射層の硬さがＨｓ５０以上である熱延工場巻取
機用ロールも本発明の要旨であり、さらに硬化肉盛溶接
層厚さが片肉３ｍｍ以上、自溶硬化合金溶射層厚さが片
肉０．１ｍｍ以上であって、自溶硬化合金溶射層にフュ
ージング処理された熱延工場巻取機用ロールも本発明の
要旨である。
【０００８】
【作用】本発明の構成と作用を説明する。本発明におい
て、ロール素材として鉄系のもの、特に低炭素、低合金
系の溶接性が良好な材質をのものを使用するのは、自溶
合金溶射層との関わりのためである。すなわち、自溶合
金溶射層は冷却時に無変態であり、収縮は冷却過程で一
様である。ところが前記溶射層に接している鉄系の素ロ
ールは、マルテンサイト変態のため特異な膨張現象を示
す。この膨張量は、ロール素材中のＣ量と硬化成分が多
いほど大きくなるため、ロール素材の材質選定を誤ると
自溶合金溶射層にクラックを発生させる結果となるから
である。そのため、Ｃ量は０．４０％以下とするのが好
ましい。
て、ロール素材として鉄系のもの、特に低炭素、低合金
系の溶接性が良好な材質をのものを使用するのは、自溶
合金溶射層との関わりのためである。すなわち、自溶合
金溶射層は冷却時に無変態であり、収縮は冷却過程で一
様である。ところが前記溶射層に接している鉄系の素ロ
ールは、マルテンサイト変態のため特異な膨張現象を示
す。この膨張量は、ロール素材中のＣ量と硬化成分が多
いほど大きくなるため、ロール素材の材質選定を誤ると
自溶合金溶射層にクラックを発生させる結果となるから
である。そのため、Ｃ量は０．４０％以下とするのが好
ましい。
【０００９】次に、硬化肉盛溶接層の硬さはＨｓ５０以
上とするが、肉盛りする溶接金属としては比較的低炭素
系の材料を選定し、ロール素材よりさらに膨張変態量を
小さくする。そのため、後述する実施例から明らかなよ
うにＣ量は好ましくは０．３０％以下とし、組織をマル
テンサイト化するために高Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ等を含有した
溶接材料を使用して肉盛溶接を行なう。
上とするが、肉盛りする溶接金属としては比較的低炭素
系の材料を選定し、ロール素材よりさらに膨張変態量を
小さくする。そのため、後述する実施例から明らかなよ
うにＣ量は好ましくは０．３０％以下とし、組織をマル
テンサイト化するために高Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ等を含有した
溶接材料を使用して肉盛溶接を行なう。
【００１０】一方、溶接金属の材質は、自溶合金溶射施
工時の熱サイクル（フュージング時および焼鈍時による
熱）を受けても希望の硬さがえられることが必要であ
る。溶接金属は、溶接層のオーステナイト変態後の冷却
をかなりゆっくり行なっても軟化組織の発生しにくい低
炭素マルテンサイト系が好ましいのである。すなわち、
膨張量を縮小した硬化組織とする。
工時の熱サイクル（フュージング時および焼鈍時による
熱）を受けても希望の硬さがえられることが必要であ
る。溶接金属は、溶接層のオーステナイト変態後の冷却
をかなりゆっくり行なっても軟化組織の発生しにくい低
炭素マルテンサイト系が好ましいのである。すなわち、
膨張量を縮小した硬化組織とする。
【００１１】また肉盛溶接層の厚さは、片肉３ｍｍ以上
とする。肉盛溶接層の厚さが片肉３ｍｍ未満では使用中
の面圧による変形が発生し、本発明の効果は少なくな
り、ロールの変態膨張を吸収することがむつかしくな
る。したがって、好ましくは前記範囲の肉厚の肉盛溶接
を行なう。
とする。肉盛溶接層の厚さが片肉３ｍｍ未満では使用中
の面圧による変形が発生し、本発明の効果は少なくな
り、ロールの変態膨張を吸収することがむつかしくな
る。したがって、好ましくは前記範囲の肉厚の肉盛溶接
を行なう。
【００１２】続いて、前記自硬性の良好な溶接金属をあ
らかじめ肉盛したロール胴部表面に自溶合金溶射を行な
う。この溶射層厚さは片肉０．１ｍｍ以上とする。実用
的な溶射層厚さは、施工時の割れ発生の防止、経済性の
面を考慮すると薄いほうがよいが、２ｍｍ程度が適当で
ある。溶射層の材質はＮｉベース、Ｃｏベース、Ｆｅベ
ース系の自溶合金材を使用するのが好ましい。自溶合金
溶射層の硬さは、耐摩耗、耐打ち疵性等を考慮してＨｓ
５０以上とする。
らかじめ肉盛したロール胴部表面に自溶合金溶射を行な
う。この溶射層厚さは片肉０．１ｍｍ以上とする。実用
的な溶射層厚さは、施工時の割れ発生の防止、経済性の
面を考慮すると薄いほうがよいが、２ｍｍ程度が適当で
ある。溶射層の材質はＮｉベース、Ｃｏベース、Ｆｅベ
ース系の自溶合金材を使用するのが好ましい。自溶合金
溶射層の硬さは、耐摩耗、耐打ち疵性等を考慮してＨｓ
５０以上とする。
【００１３】溶射層のフュージング後は、溶射層の応力
を緩和するため冷却時に一定時間ロールを所定温度に保
定する。保定温度は５００℃以上必要とし、素材及び肉
盛層に焼鈍効果を与える。溶射層のフュージング時の温
度は９００〜１３００℃位になるため、溶射層の下にあ
る肉盛溶接層はフュージング温度に近い温度に上昇して
オーステナイト化されるが、その後焼鈍過程での短時間
の保定では軟化組織が生じにくい材質を選定し、かつ、
変態膨張量を小さくしているので、焼鈍後完全に冷却さ
れた後も割れの発生がない。
を緩和するため冷却時に一定時間ロールを所定温度に保
定する。保定温度は５００℃以上必要とし、素材及び肉
盛層に焼鈍効果を与える。溶射層のフュージング時の温
度は９００〜１３００℃位になるため、溶射層の下にあ
る肉盛溶接層はフュージング温度に近い温度に上昇して
オーステナイト化されるが、その後焼鈍過程での短時間
の保定では軟化組織が生じにくい材質を選定し、かつ、
変態膨張量を小さくしているので、焼鈍後完全に冷却さ
れた後も割れの発生がない。
【００１４】
【実施例】本発明を実施例により具体的に説明するが、
これによって本発明が限定されることはない。 実施例 本発明に係る熱延工場巻取り機ラッパーロールについて
説明する。表１は、前記ロールに適用した自溶合金溶射
材成分を、表２はロールの素材成分を、また表３は硬化
肉盛溶接金属の成分を示す。
これによって本発明が限定されることはない。 実施例 本発明に係る熱延工場巻取り機ラッパーロールについて
説明する。表１は、前記ロールに適用した自溶合金溶射
材成分を、表２はロールの素材成分を、また表３は硬化
肉盛溶接金属の成分を示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】これらの具体例のうちロールの胴部径３５
０ｍｍ×胴部長１７３０ｍｍ×全長２３００ｍｍ（表
２：材質Ｎｏ．６）に対して、硬化肉盛溶接を片肉３．
５ｍｍ厚（表３：材質Ｎｏ．９）で行ない、さらにその
上に溶射を片肉１．５ｍｍ厚（表１：材質Ｎｏ．３）行
なった後、フュージングを１０００〜１２００℃で実施
した。フュージング後の冷却過程で７００℃、５時間保
定した後徐冷した。得られたロール断面の硬さ分布は、
溶射層がＨｓ８０、肉盛溶接層がＨｓ６５、母材がＨｓ
２３であった。
０ｍｍ×胴部長１７３０ｍｍ×全長２３００ｍｍ（表
２：材質Ｎｏ．６）に対して、硬化肉盛溶接を片肉３．
５ｍｍ厚（表３：材質Ｎｏ．９）で行ない、さらにその
上に溶射を片肉１．５ｍｍ厚（表１：材質Ｎｏ．３）行
なった後、フュージングを１０００〜１２００℃で実施
した。フュージング後の冷却過程で７００℃、５時間保
定した後徐冷した。得られたロール断面の硬さ分布は、
溶射層がＨｓ８０、肉盛溶接層がＨｓ６５、母材がＨｓ
２３であった。
【００１９】前記の本発明ロールと、従来例ロール（ロ
ール素材に、直接表１：材質Ｎｏ．３の自溶合金材を片
肉１．５ｍｍ溶射したもの）との、熱延鋼板製造工程に
おける使用結果を比較したところ、従来例ロールに比
べ、本発明ロールは通板材トップの打ち疵による凹み、
溶射層クラックの発生及びスポーリングもなく、使用寿
命は２倍以上になった。
ール素材に、直接表１：材質Ｎｏ．３の自溶合金材を片
肉１．５ｍｍ溶射したもの）との、熱延鋼板製造工程に
おける使用結果を比較したところ、従来例ロールに比
べ、本発明ロールは通板材トップの打ち疵による凹み、
溶射層クラックの発生及びスポーリングもなく、使用寿
命は２倍以上になった。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているから、従来の熱延工場巻取機ラッパーロール、上
下ピンチロールに比べ、製品の品質が向上すると共にそ
の耐久性が高まり、長期間使用が可能になるという優れ
た効果が奏され、産業上極めて有用である。
ているから、従来の熱延工場巻取機ラッパーロール、上
下ピンチロールに比べ、製品の品質が向上すると共にそ
の耐久性が高まり、長期間使用が可能になるという優れ
た効果が奏され、産業上極めて有用である。
【図１】 本発明ロールの硬度分布の説明図である。
【図２】 自溶合金溶射層のみの従来ロールの硬度分布
の説明図である。
の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 4/06 6/00 28/00 Ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】 鉄系ロールの胴部表面にＨｓ５０以上の
硬さの硬化肉盛溶接層と、更にその上に自溶硬化合金溶
射層を形成したことを特徴とする熱延工場巻取機用ロー
ル。 - 【請求項２】 自溶硬化合金溶射層の硬さがＨｓ５０以
上である請求項１記載の熱延工場巻取機用ロール。 - 【請求項３】 硬化肉盛溶接層厚さが片肉３ｍｍ以上、
自溶硬化合金溶射層厚さが片肉０．１ｍｍ以上である請
求項１または２記載の熱延工場巻取機用ロール。 - 【請求項４】 フュージング処理された自溶硬化合金溶
射層である請求項１、２または３記載の熱延工場巻取機
用ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6282490A JPH08121464A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 熱延工場巻取機用ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6282490A JPH08121464A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 熱延工場巻取機用ロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08121464A true JPH08121464A (ja) | 1996-05-14 |
Family
ID=17653126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6282490A Withdrawn JPH08121464A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 熱延工場巻取機用ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08121464A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008089A1 (en) * | 1995-08-30 | 1997-03-06 | Nippon Steel Hardfacing Co., Ltd. | Roll for take-up equipment for hot rolling mill |
| JP2008100271A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Nippon Steel Corp | 熱間圧延巻取り設備用のロール及びその調整方法 |
| CN102527753A (zh) * | 2012-01-10 | 2012-07-04 | 贵州钢绳(集团)有限责任公司 | 一种拉丝机卷筒及其表面处理工艺 |
| KR20140130021A (ko) * | 2013-04-30 | 2014-11-07 | 닛테츠스미킨하드 가부시키가이샤 | 핀치롤 및 래퍼롤 |
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