JPS5950406B2 - 部分複合圧延用ロ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は使用層に当る外殻と内殻とを異材質で形成しか
つ外内殻を一体に形成する複合ロールにおいて、その使
用層に当る外殻の軸方向部分で相異なる特性が要求され
る用途に適する新しい部分複合圧延用ロールの提供に関
する。

各種圧延用ロールにおいては、内殻（軸芯材）を強靭材
とし外殻をその使用用途に適合した材質とする複合ロー
ルの使用が盛んであるが、このうち例えば条鋼圧延用ロ
ールの場合では、一組のロールで異種圧延加工を行うべ
く、ロール胴部表面の軸方向に、その片側に深い形状（
大きい形）の孔型を設け、反対側には浅い形状（小さい
形）の孔型を設けたり、或いは孔型を設けずフラット（
平坦）なままで圧延するなどの一本のロールで部分的違
いを有するものがある。

このようなロールでは、その大きな孔型の部分は温度の
高い鋼材を圧延し、圧下量も大きいので特に耐クラツク
性に優れていることが必要であり、一方小さい孔型の部
分又はフラットな面で圧延する部分は、圧延材の温度も
低く、仕上り製品に正確な肌や形状を得るためには特に
耐摩耗性に優れていることが必要であり、全体としてそ
の使用層に当る外殻は軸方向部分により要求される硬度
等の性質が異なるものとなる。

然るに、遠心力鋳造法等により外内殻を異材質とした複
合ロール構造を採用する場合では、ロール表面の使用層
に当る外殻と内殻との性質を大きく変えることは比較的
容易ではあるが、この外内殻異材質の複合ロールで、更
にその外殻軸方向部分に大きな性質の違いを与えること
は容易なことでなく、外殻も更に軸方向で異なる材質で
形成することが望まれる。

ところが、上記条鋼圧延用ロールの如く、外殻軸方向に
部分的に耐クラツク性と耐摩耗性が要求される場合では
、一般に耐クラツク性材質が比較的強靭性を有するもの
であるため、この耐クラツク性材質で耐クラツク性が要
求される外殻部分と内殻とを一体に形成すれば、内殻に
必要な強靭性を充分備えさせることが可能となる場合が
あり、この場合では、外殻の一部を内殻と同材質で形成
し、その他の部分を内殻材質とは異なる耐摩耗性材質で
形成する丈で、夫々の部分に所要の特性を備えたものが
提供される訳である。

即ち、本発明では上記ロール等の外殻軸方向部分で更に
異なる性質が要求される複合ロールに対し、その各部の
要求を夫々満足できるものとして、使用層に当る外殻と
内殻とを異材質で形成する複合ロールにおいて、外殻の
任意箇所に当る軸方向一部又は複数部のみを内殻と化学
成分の異なる材質で形成し、一方外殻の軸方向残部及び
内殻は同一材質で一体鋳造し、かつ少なくとも前記内殻
と異材質で形成される外殻部分と内殻とを鋳造により溶
着一体化せしめてなる部分複合圧延用ロールを提供する
ものである。

以下本発明について詳説すると、先ず本発明の好適な適
用具体例として前記条鋼圧延用ロールが挙げられる。

そこでこの場合について説明すると、例えば第１図に示
すような、内殻１ （芯材及びネック部）と外殻２ （
胴部使用層）とからなり、外殻２の軸方向一部ａには耐
クラツク性の要求される孔型が設けられ、外殻２の一部
すは耐摩耗性の要求される平坦部とされている複合条調
圧延用ロールに対しては、本発明では第２図に示す如く
、内殻１及び前記軸方向の部分ａに相応する外殻部分４
とを耐クラツク性（強靭性を備えたもの）に富む材質で
一体鋳造し、一方前記軸方向の部分すに相応する外殻部
分３は、内殻材質とは化学成分の異なる耐摩耗性に優れ
た材質を用いて、少なくとも内殻１と鋳造により溶着一
体化するものである。

このような部分複合圧延用ロールの製造法の一例を、第
４図について説明すると、先ず所要の外殻部分３を造る
に際し、本発明では遠心力鋳造法（横型、竪型及び傾斜
型）を用いると共に、その鋳型として内面に鉄板等の隔
壁部材を周方向に立設し予めその材質変更位置で軸方向
に区成されたものを用いる。

即ち、第４図において５は、回転ローラ６に支承回転さ
れる遠心力鋳造用鋳型、７は鋳型内面の外殻鋳造キャビ
ティにおける所定位置で全周に亘り立設された隔壁部材
、８は鋳型内面に固設されたロールネック部鋳造キャビ
ティを形成する砂型部を示す。

このような内面に隔壁部材７を立設した鋳型５には、そ
の−間口端より挿入される樋９を介し、隔壁部材７によ
って区成された鋳型内面に、外殻溶湯が部分的に注湯さ
れて遠心力鋳造されるのであり、これにより鋳型５の内
面には先ずその軸方向部分３′で所要の特性を備えた化
学成分の材質（この場合には耐摩耗性材質）からなる外
殻の一部が形成される。

このようにして隔壁部材７により軸方向に区成された鋳
型内面に部分的に外殻の一部を形成した鋳型５には、引
続き更に遠心力鋳造法により、又は鋳型５を直立して置
注ぎ鋳造法により、内殻及び外殻軸方向残りの部分４′
を一体に形成する所要の特性を備えた化学成分の内殻溶
湯（この場合には耐クラツク性及び強靭性を備えたもの
）が鋳造されこれにより外殻部分４を同材質で一体に形
成した内殻１と、前記異材質の外殻部分３とを一体に溶
着せしめてなる所期の部分複合圧延用ロールが製造され
るのである。

この場合、従来の複合ロールの製造の場合と同じく二種
類の溶湯を準備すれば足りるものであり、従って経済的
に製造されるという利点がある。

ここで上記隔壁部材７について説明すると、先ずその鋳
型内面における立設手段としては種々案出できるが、そ
の好適な１手段としては、図示の如く鋳型５を外スリー
ブ１０に軸方向に分割された内スリーブ１１．１１を内
嵌してなる二重構造とすると共に、隔壁部材７の基部を
この分割内スリーブ１１．１１間に挟持固定せしめたも
のを挙げることができる。

この立設手段によれば、外殻鋳造時において隔壁部材７
の安定な立設状態が確保されると共に、複合ロール鋳造
後の鋳型解体時においても好都合なものとなる。

次に隔壁部材７に用いる素材としては、鉄板等の金属板
を用いることができ、この場合にはその両側部分に鋳込
まれる溶湯により熱変形することのないようある程度の
厚さく１５〜５０ｍｍ）を有するものが好適である。

又この金属板からなるものを使用する場合では、これが
その両側の外殻部分３．４と一体に溶着することが望ま
しく、このため隔壁部材７には、付着した錆等の異物を
除去する表面清浄処理を予め施しておくのが良い。

然し乍ら仮にこの隔壁部材７を介し外殻部分３，４同志
が一体に溶着されない場合でも、内殻溶湯の鋳込みによ
り、外殻部分３は内殻と完全に一体溶着されるものであ
り、実用上回等問題はない。

尚、隔壁部材７の高さ寸法は、その片側に鋳込まれる部
分外殻溶湯が他方側に流入することのないよう、外殻部
分３の鋳込み厚さよりも商才とするは云う迄もない。

尚以上の説明においては、一例として外殻を軸方向の両
側二つの部分に分け、一方の部分を他の部分と異なる材
質で形成する場合について述べたのであるが、本発明は
勿論この場合に限るものではなく、鋳型内面に複数の隔
壁部材を立設して鋳型内面の区成位置を変更すれば、例
えば第３図に示すような外殻の軸方向中央部を異材質で
形成したものも容易に提供でき、更には外殻の軸方向複
数部分を内殻及び他の外殻部分と異なる異材質で形成し
たものも提供できるのであり、要するに本発明の部分複
合ロールでは、外殻軸方向の−又は複数部分を、内殻と
一体同村に形成された残りの部分と、化学成分の異なる
材質で形成できるものである。

ところで、外殻軸方向の特性を変える手段として、同一
材質から成る外殻部に、部分的な凝固冷却速度の違いや
熱処理方法の違いを与えたり、或いは加工代を部分的に
変更するなどして、軸方向秦 ０に部分的に外殻特性に変化を付与する方法も実施され
ているが、これらの方法では、前述した本発明の部分複
合圧延ロールの製造法に比べて、その性能を変更し得る
範囲は極めて僅かなものである。

今本発明の具体的１実施例を挙げて説明する。

〈実施例〉 本実施例は、５５５φＸ１５００１の条鋼圧延用ロール
において、その胴部（外殻）の一端から６５０ｍｍまで
は耐摩耗性が要求され、胴部残りの部分は耐クラツク性
が要求されるものへの適用例であり、第４図の方法によ
り、先ず外殻一部分を下記アダマイト材で厚さ８０ｍｍ
に遠心力鋳造し、この外殻部分力盪疑固した後鋳型５を
直立して、内殻及び外殻残りの部分に、下記アダマイト
材を鋳込み両者を一体に溶着させた。

尚本例では隔壁部材７として厚さ４５ｍｍの鋼板を用い
ている。

この実施例の結果によれば、外殻の一部分は硬度Ｈｓ５
７〜６０で炭化物の多い耐摩耗性の優れたものに形成さ
れ、一方内殻及び外殻残りの部分は硬度Ｈｓ４４〜４９
の強靭で且つ耐クラツク性に富むものに形成され、各部
分に必要な性能を備えたものが得られたのである。

以上説明したように、本発明の部分複合圧延用ロールに
よれば、外殻の軸方向一部又は複数部のみを内殻と化学
成分の異なる材質で形成し、一方外殻の軸方向残部及び
内殻は同一材質で一体鋳造し、かつ少なくとも前記内殻
と異材質で形成される外殻部分と内殻とを鋳造により溶
着一体化せしめてなるから、必要に応じて外殻の軸方向
任意箇所を内殻材質と別異の所望の材質で形成すること
ができるのであり、外殻軸方向に内殻に要求される特性
と同様な特性及びこれと異なった所望の特性とを兼備さ
せることができ、しかも異材質の外殻部分は溶着一体化
しているから、たとえ薄肉であっても又孔型が凹設され
ていても破壊し難いのであり、条鋼圧延用ロール等の単
一品で多目的に供されるロールに適用すれば、その使用
性能並びに寿命を著しく向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は条鋼圧延用ロールの断面図、第２図、第３図は
本発明に係る部分複合圧延用ロールの断面図、第４図は
本発明の製造方法を示す断面説明図である。 １・・・・・・内殻（芯材）、２・・・・・・外殻、３
，４・・・・・・外殻部分、５・・・・・・遠心力鋳造
用鋳型、７・・・・・・隔壁部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 使用層に当る外殻と内殻とを異材質で形成する複合
   ロールにおいて、外殻の任意箇所に当る軸方向一部又は
   複数部のみを内殻と化学成分の異なる材質で形成し、一
   方外殻の軸方向残部及び内殻は同一材質で一体鋳造し、
   かつ少なくとも前記内殻と異材質で形成される外殻部分
   と内殻とを鋳造により溶着一体化せしめてなることを特
   徴とする部分複合圧延用ロール。