JPS5886965A - 複合ロ−ルの製造法 - Google Patents

複合ロ−ルの製造法

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JPS5886965A
JPS5886965A JP18591881A JP18591881A JPS5886965A JP S5886965 A JPS5886965 A JP S5886965A JP 18591881 A JP18591881 A JP 18591881A JP 18591881 A JP18591881 A JP 18591881A JP S5886965 A JPS5886965 A JP S5886965A
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JP
Japan
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outer layer
casting
composite roll
cast
magnesium oxide
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JP18591881A
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English (en)
Inventor
Tatsuhiko Hasegawa
達彦 長谷川
Akitoshi Okabayashi
昭利 岡林
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/02—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/16—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (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】 本発明は外層をチルド又はグレン材質、内層を球状黒鉛
鋳鉄材質で形成する複合ロールにおいて、その外内層の
溶着部における健全性を簡単確実に確保できるようにし
几製造法に関する。
一般に熱問田延仕上スタンド用ロールには、外層をチル
ド又はグレン材質で形成し、一方向層を高級鋳鉄で形成
した複合ロールが使用されている。
しかし乍ら、最近の圧延条件の苛酷化に伴い内層の一層
の強靭化が要求され、内層をより強靭性に優れた球状黒
鉛鋳鉄で形成したものの必要性も高まりつつるる。
複合ロールの製造方法としては、第1図、IK2図に示
す如く、外層(A)を遠心力鋳造により、内層fBlを
静置鋳造により鋳造して、両者を溶着一体化せしめるの
が通例である(図中、Il+は金製、l!l tJ、 
−砂温、131は回転ローラ、+4H;を取鍋を各々示
してい−1,ム)。ところが、このような製造方法で内
層を球状黒船鋳鉄とする複合ロールを製造した場合では
。
その溶着部に片状黒鉛層を生成して健全性が著しく損わ
れる問題がある。
この対策として従来は、外内層に中間層を介在せしめて
ロールを三層構造とする手段や外層のチルド又はグレン
材質にもWt−添加して片状黒鉛の生成を防止する手段
が講じられている。しかしこれらの対策手段によると、
前者の場合では鋳造工数が嵩みひいては鋳造作業の煩雑
化、コスト高を招来する欠点があり、一方後者の場合で
は組織ムラを発生し易い新たな問題点を抱え、殊に大径
ロールの製造には適用できない難点がある。
このように、従来の対策手段KFiV%ずれも一畏−矩
があり、その溶着部における健全性を簡奉確14開11
a 58−8 f:!I ti !i (2)貢Vc確
保するための好適な手段は見当らない。
上記実情VC鑑み、本発明は外層をチルド又はグレン材
質、内層を球状黒鉛鋳鉄材質で形収する複合ロールにお
いて、その溶着部における片状黒鉛層の発生を*’*に
防止できる簡便な製造法を提供せんとするものである。
この種の複合ロールにおいて、外内層の溶着部近傍に片
状黒鉛層を生成する原因については、その外層材質と内
層の球状黒鉛鋳鉄材質とが混合しこの混合部分で黒鉛の
球状化不良を起す六二めと考えられる。従って、この対
策としては球状化剤であるMVを添加する方法が最も有
幼な手段となり得るのであるが1反面外層金体VcMI
Iを含有せしめると組織ムラを発生し易い新たな問題点
を惹起するのFi前述の通りである。一方外層材質に本
来的にWt−添加せしめる必要のめる部分Fi、内層と
の混合部分、即ち外層の内面近傍のみである。
本発明はかかる観点から、外層内面近傍のみにMfを含
蕾させ、溶着部の健全化を図るものであムすなわち1本
朔明tfMFのフエイデイング防止用とム5 して知られている特公昭53−3970号公報記戦の7
ラツクスを利用するとともに、チルド材質、グレン材質
等からなる外層鋳込時乃至鋳込直後vcこのMf入りの
7ラツクスをその内11ivc添加して、片状黒鉛層の
生成を防止するものである。
本発明の方法によれば、所要の外層内面近傍にけ溶着健
全化に必要とされるMlを効果的に含有させることがで
きる一方、外層外向側には殆んどMlを含有させないで
すむtめ外層に組織ムラを一生する問題は解消される。
以下本発明をその製造工程に従って、外層材質。
添加7ラツクスおよび内層材質について順次詳細に説明
する。
まず複合ロールの外層材質に関しては、C2,9〜3.
9、Si O,2〜1.5、Mn O,5〜1.5、P
 0.01−0.6.S O,01〜Q、1、Ni 1
.5−6.0、Cr0.5〜2.5、Mo O,1〜1
.0、更vc必要に応じてNb1.0以下を各重量囁で
含み、残@Feおよび通常の不純物のiわゆるチルド又
はグレン材質が用いられる。この外層材の我分範囲特定
理由については、大概下記の通りである。
&6 C:  29〜3.9昏 Cは基地中に固溶するもの以外はセメンタイトおよび・
黒鉛となる(グレン材質の場合)、ま次使用目的によっ
ては黒鉛の晶出しないものもある(チルド材質の場合)
。しかしてC2,9%未11では、セメンタイト量が少
なく、目的とする耐摩耗性が得られない。一方!、9 
%を超えると、セメンタイト量が過多となり、強靭性の
劣化を招いて適当ではない。
Si : 0.2〜1.5* Jiけ脱ガス作用とと本に黒鉛化の促進に寄与する。0
,2%未満で・け脱ガス効果が少な(、欠陥を発生し易
い。一方1.5sを超えると黒鉛化が過剰となり、セメ
ンタイト量が不足して外殻層に所期の耐摩耗性が得られ
ない。
Mn : 03〜1.5鴨 MnFi主としてSの害を抑、t%基地の焼入れ性を増
す。0.3暢未滴でけSの害を除くのに不十分であり、
ま次1.5%を超えると材質が硬(、脆(なるためであ
る。
& 7 P:0.01〜0.6鳴 Pは耐焼付性、耐摩耗性を向上させる一方、強靭性を劣
化するため、目的vCF5しその含有量を適切に調整す
る必要がある。耐焼付性、耐摩耗性の必#なスタンVに
は、Pt−多(含有せしめるとH効であるが、その効果
も0.6sが上限であって、これを#M見るとIJI靭
性の大幅な低下を来たす、逆に耐焼付性、耐摩耗性より
も耐クラツク性の優先されるスタンドに対しては、P含
有量を町及約低減して強靭性を付与するようにするのが
何幼であるが、実際の製造管理の面からは0.0116
が下限であって、またこれを下回っても強靭性の向上賓
合は僅かである・ S : 0.01〜0,11I+ SFi材質の強靭性を劣化するため低い程望ましく、0
.111以下に抑える。しかし乍ら、IjI靭性の点か
らho、ois未滴に抑えるまでもない。
Nl : 1.5〜6.0鳴 NIは焼入れ性を増し硬度の増加に寄与するため。
所期の耐摩耗性を確保する見地から1.5昏以上必要1
止]”a 58−8[;91i5(3)である。しかし
6.0sを超えると、未変籾相が伐存し易(硬度向上効
果も飽和する几め好ましくない。
Cr : 0.5〜2.5%  。
Crは主としてセメンタイトの強化および高温強度の向
上に効果があり、 00SS以上Fi必要である。
しかし2.5sを超えると、セメンタイトがネット状と
なり材質を脆(する次め適当でない。
Mo : Q、1〜1,0昏 MoけNIと同様材質の焼入れ性を増すが、0.1s未
満ではその効果が少なく、また1、011t−超えても
その効果が飽和するえめでるる。
Nb : 1.016以下 Nbは組織を微細化すると共に高硬度の炭化物を形成す
る次め、必要に応じ強靭性、耐摩耗性を更に向上する目
的で1.0s以下添加される。すなわち、励の添加効果
F11.0聾まで顕著であるが、これを超えても左程の
効果が得られなt/h7tめである。
外層材は以上の化学成分によって構成されるが残部は勿
論Feおよび通常の不純物である。
しかして、上記外層材FiIIII図に例示する如きム
9 通常の遠心力鋳造法によって複合ロールの外IIIに鋳
造形成されるのであるが、本発明では次の外層内面への
内層の鋳込みに先だら、外層鋳込時乃至外層鋳込直後に
、その内面に酸化マグネシウム及び/又汀塩化マグネシ
クム入りの7ラツクスtS加することを特徴とするもの
である。
複合ロールの鋳造にさいしては、従来からも外層内面の
保温、酸化防止の見地から外層内面に7ラツクスを添加
することが行われているが、ここにおいて使用されてい
るフラックスは通常、硼砂、ソーダ灰、珪砂の一種又は
二種以上の混合物からなるものでるる。
これに対し本発明、で使用するフラックスは、好適vc
け上記混合物に更に酸化マグネシウム及び/又は塩化マ
グネシウムを適量配合してなるものである。すなわち、
とのMf化化合大入のフラックスを使用し友場合では、
唐化合物が高温で解離して外層内面からMPが外層材質
中に拡散して行き、内層との混合部分に当る内面近傍部
に最も効果的にWを含有せしめることができ、#L15
Mfの含有t6ムlO 要としない外面側には殆んどMlを含有させないで済む
のである。
フラックスに混合される上記W化合物の割合については
、ツラツクスICII求される粘度によって決定され、
10〜40qk程度の割合が良好な結果を得る。すなわ
ら、10暢を下回るものでけMl添加の効果が不足し、
一方4016を超”−えると7ラツクスの粘度が大自(
なり過ぎ%仁の7ラツクスが併有すべき保温、酸化防止
の効果が少なくなるとともに、内層鋳込時に7ラツクス
が浮上せず不良品を発生するおそれがあるためである。
なお、上記Ml化合物を含有させても、そのフラックス
の粘度を小さく保つための有効な手段として、Bs1O
,LiIC0Jの一種又は二種を混合して用いることが
掲げられる。
またフラックスの添加時期については、外層鋳込時又は
外層鋳込直後のいずれでもよいが、Mlを積極的に含有
させるのけ外層内面近傍のみであるため、外層鋳込終了
tIa際乃至外層′鋳込直後が望ましい。
このようにして外層内面に7ラツクスを添加し。
ム11 さらに外層内面の凝固完711においては、内層鋳込み
VC捗る。このvIさロールの内層材質に関しては、(
,5,2〜5.9. Si 1.4〜3.5、Mn0.
2〜1.0、POI)1−0.2.50.04以下、N
l O,!1〜2.0. Cr0.05〜1.5、Mo
(D5〜0.8、MP 0.02〜0.11−各電量囁
で含み、残部Feおよび通常の不純物のいわゆるダクタ
イル鋳鉄材質が用いられる。この内層材の成分範咄特定
理由については、大概下記の通りでめる。
C: 3,2〜!1.9慟 内層は球状黒船鋳鉄材質であり、基地に固溶するものを
除き、cFi球状黒鉛とすることを目的としている(た
だし少量のセメンタイトが晶出することけ避けられない
が)。しかしてC3,2%未満では、鋳込温度を高くす
る必要があり、同時に黒鉛化能が低下する(セメンタイ
トが晶出し易い)7tめ好ましくなめ。一方3.9憾を
超えると、材質が脆弱となって不適である。
St : 1.4〜3,516 Siけ黒鉛化作用が強く、その目的の次めVCril、
4暢以上6.5囁以下が必要十分な含有量である。!1
.51f1L12 11開”j 5 d −8b :I b 5(4)を超
えて含有されると、遷移温度が上昇するなど他の緒特性
の上で欠点が現われてくる。
Mn : 0.2〜1.0 % MnけSの害を抑える友めに0.2 %以上Fi必要で
あるが、1.0%t?@えると材質が硬く、脆くなるた
めである。
P:0,01〜0.2暢 Pけ材質を脆くする几め0,2%以下に抑える必要があ
るが、強靭性′ft確保する上でFio、oi囁を下回
る必要もない。
S : 0.04昏以下 Sは黒鉛球状化阻害元素であり、この点0.04%以下
に抑える必要がある。
NI  :  0.3〜2.0% Nlt′i焼入れ性を向上し、強靭化に効果を奏する。
0.31未満ではその効果が少なく、一方2.016を
超えると材質が硬く、脆くな・つて好ましくない。
Cr : 0.05〜1.EI Crけ炭化物生成傾向が強いが、強靭性が必要とされる
ため1.5%の範囲で含有される。Cr含有量はム13 上記炭化物生成の理由から低い方が望ましいが、外層材
質の一部が不可避に内層に混合されることからo、os
s未横に抑えることti実際上困難であり。
ま危強靭性の面からそれ以下に抑える必要もない。
Mo : o、os〜o、as MoけNiと同様に焼入れ性を増し、材質を強靭化する
。このためo、oss以上必要であるが、0.8暢を超
えると硬く、脆(なって好ましくない。
My : 0.02〜Q、11 磨は黒鉛の球状化作用のために含有されるもので、0.
02%未滴ではその作用効果が十分に認められない。し
かし0.1暢を超えて含有される必要もなく、かえって
鋳造欠陥を発生し易い間a全米7jf6内層材は以上の
化学成分によって構成され、残部tfFeおよび通常の
不純物である。
しかして上記内層材#f112図に例示する如!通常の
静置鋳造&によって複合ロールの内層に鋳造形成され、
ここにおいて外内層を溶着一体化せしめてなる所期の複
合ロールが得られる。すなわち。
本発明によって製造された複合ロールVCあっては。
ム14 予め外層内面vcFi所定の7ラツクスを添加してMl
を含有させであるため、外層内面が内層と混合してもそ
の溶着部近傍にけ片状黒鉛を生成することな(、備全性
の確保された複合a−ルが得られるのである。
なお上記の説明でtiIj!i1図、−M 2図を例に
、外w1:横屋遠心力鋳造、内m、静置鋳造の製造手段
による場合を述べたが、本発明は傾斜溢、竪型遠心力鋳
造法を同様に利用できるものであることは勿論である。
次に具体的な実施例を掲げて説明する。
く実施例1ン 製造条件 ロール寸法:520〆X1500〕(胴部)化学成分:
下記各重量昏 CSi  Mn  P   S  NI  CrMo 
 Mf外層2.940.240.400.5120.7
8 1.720.610.18 −内層3.221.5
20.300.1380.0360381M)70.0
90.079使用フラツクスおよび成分割合(重量憾)
ムIB 酸化マグネシクム 硼砂 ソーダ灰LiICOx Ba
O4020201010 7ラツクス厚さ7 2.3M 製造結果 外層硬度(胴部表面)ニア5〜75Hs外層内W含有量 Sw部から5鱈:叩18暢 溶着部から15w  : 0.002慢く実施例2ン 製造条件 ロール寸法ニア20ダX2000j(胴部)化学成分:
下紀重量憾 CSt   Mn    P     S     N
iCr   Mo   Mfl外層3.781.391
240.0180.0204J31040.別 −内層
3.722.930.780.0310.OU21.2
11.030.690.031使用7ラツクスおよび成
分割合(@量昏−)酸化マグネシウム 硼砂 ソーダ灰
 珪砂50    30   50   107ラツク
ス厚さ:  12■ 製造結果 墓16 1猪1’a 58−8691i5(5)外層硬度(胴部
表向)=80〜82Hs外層内MP含有量 溶#sから5m :  0.0101 溶着部から15m* :  0.001 s以上に説明
した通り、本発明の製造法によれば。
外層をチルド又はグレン材質、内層を球状黒鉛鋳鉄材質
で形成する複合ロールにおいて、外内−の溶着部近傍に
生成される片状黒鉛層の発生を防止しその健全性を簡j
IL確夷に億保できるものであり、しかも外層特に重要
なその外面1111cは組織ムラを発生することなく、
複合ロール全体としての性質の維持向上にも寄与するも
のである。従って、不発8Aは既に特定した複合ロール
の製造方法として特番で利用価値の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
Wi1図F!複合ロールの外層鋳造工程−例を示す概略
断面図であり%IN2図は同内層鋳造工程−例を示す要
部概略断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、  C2,9〜3.9、St O,2〜1.5、%
    n 03〜1.5、Po、01〜0.6.80.01〜
    0,1、Ni 1.5〜6.0. Cr O,5〜2.
    5、MOo、1〜1.0を各重量暢で含み、残部Feお
    よび通常の不純物からなる外層材を遠心力鋳造し友後、
    C!1.2〜3.9.8i 1.4〜3.5、Mn O
    ,2〜1.0%P 0.01−0.2.50.04以下
    、Ni O,5〜2.O,Cr09O5〜1.5、M。 0105〜0.8、MP 0.02〜0,1を各重量−
    で含み、残部Feおよび通常の不純物からなる内層材を
    鋳込み、外内層を溶着一体化せしめる方法において、外
    層鋳込時乃至外層鋳込直後に、その内litに酸化マグ
    ネシウム及び/又は塩化マグネシクム入りのフラックス
    を添加することを特徴とする複合a−ルの製造法。 2 外層材がFeに代えてNb 1.0重量鴨以下を含
    有する特許請求の範囲第1頂記戦の製造法。 3、7ラツクスが(酸化マグネシウム及び/又はム 2 塩、化マグネシウム)+(硼砂、ソーダ灰、珪砂の一極
    又は二種以上)の混合物からなる特許請求の範囲[1項
    又は112項記載の製造法。 4、7ラツクスが(酸化マグネシウム及び/又は塩化マ
    グネシウム)+(硼砂、ソーダ灰、珪砂の一種又は二種
    以上) +(Bad、 Li2C’03の一種又は二種
    )の混合物からなる特許請求の範囲第1項又は第2項記
    載の製造法。
JP18591881A 1981-11-18 1981-11-18 複合ロ−ルの製造法 Pending JPS5886965A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0417970A (ja) * 1990-05-14 1992-01-22 Kubota Corp 円筒状複合鋳物の鋳造方法
JP2010075978A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Jfe Steel Corp 複合ロールの製造方法
CN108311655A (zh) * 2018-05-11 2018-07-24 铜陵市大成轧辊有限责任公司 一种棒材轧机粗轧辊的离心铸造方法

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